摘要近年來(lái)全國(guó)各地的霧霾問(wèn)題日漸嚴(yán)重，粗獷經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式在我國(guó)已經(jīng)行不通。新能源、可再生能源開(kāi)發(fā)利用和節(jié)能減排是我國(guó)基本國(guó)策。熱泵是能夠?qū)⒌推肺粺崮苻D(zhuǎn)換為高品味熱能的裝置，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢熱的再利用，不僅節(jié)能更可以提高能源的利用率，所以熱泵裝置的開(kāi)發(fā)利用，符合我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r和環(huán)境狀況。熱泵分類(lèi)中水源蒸汽壓縮式熱泵是比較常用的形式，具有熱源分布廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，初投資少，不污染水源等特點(diǎn)。本文主要進(jìn)行煉鋼廠冷卻水水源熱泵的設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)分析國(guó)內(nèi)外實(shí)例及經(jīng)濟(jì)性分析比較后，最后確定了開(kāi)啟式單螺桿熱泵機(jī)組的研究方案，并在熱源提取上進(jìn)行創(chuàng)新，解決了煉鋼廠冷卻水降溫后結(jié)渣堵塞換熱器的難題。所以此方案兼具可靠性和經(jīng)濟(jì)性。本設(shè)計(jì)先對(duì)系統(tǒng)工作原理進(jìn)行闡述，并進(jìn)行方案論證。確定方案后進(jìn)行系統(tǒng)的熱力計(jì)算，由熱力計(jì)算的結(jié)果對(duì)系統(tǒng)蒸發(fā)器和冷凝器進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并得出所需壓縮機(jī)的參數(shù)，然后進(jìn)行壓縮機(jī)選型。最后還對(duì)系統(tǒng)的其他零部件進(jìn)行選型，其中包括真空泵，軸流風(fēng)機(jī)，膨脹閥及油過(guò)濾器。最后還完成了系統(tǒng)流程圖，蒸發(fā)器，冷凝器以及中間換熱器的裝備圖。關(guān)鍵詞：熱泵機(jī)組；冷凝器；蒸發(fā)器

AbstractInrecentyears,hazeincreasinglyseriousproblemacrossthecountry,theroughmodelofeconomicdevelopmentinChinahasnotfeasible.Newenergy,renewableenergydevelopmentandutilizationandenergyconservationisChina'sbasicnationalpolicy.Heatpumpsareabletoconvertlow-gradeheatenergymeanshightaste,enablingre-useofindustrialwaste,notonlyenergybutalsoimproveenergyefficiency,sothedevelopmentofaheatpumpunit,inlinewiththecurrenteconomicdevelopmentandenvironmentalconditionsinChina.Classificationofwatervaporcompressionheatpumpheatpumpisarelativelycommonform,hasawideheatdistribution,simplestructure,lowinitialinvestment,donotpollutethewaterandsoon.Thispapermainlysteelplantcoolingwatersourceheatpumpdesign,throughanalysisofexamplesandcomparativeeconomicanalysisofthedomesticandforeign,thefinalizationoftheopen-typesinglescrewpumpunitsresearchprogramsandinnovationintheheatextractiontosolvethesteelaftercoolingplantcoolingwaterheatexchangercloggingslaggingproblems.Sothisprogrambothreliabilityandeconomy.Afterdeterminingprogramofthermodynamiccalculationsystem,theresultscalculatedbytheheatofthesystemevaporatorandcondenserdesigncalculationsanddrawtherequiredparametersofthecompressor,thenthecompressorselection.Finally,otherpartsofthesystemforselection,includingvacuumpumps,axialfan,expansionvalveandoilfilter.Finally,tocompletethesystemflowchart,anevaporator,acondenserandanintermediateheatexchangerequipmentFig.Keyword:heatpump,condenser,evaporator目錄摘要 IAbstract II目錄 III第1章緒論 -1-1.1課題背景 -1-1.2國(guó)內(nèi)外在該方向上的研究現(xiàn)狀及分析 -2-1.2.1主要研究?jī)?nèi)容 -2-本設(shè)計(jì)主要完成的內(nèi)容 -3-1.3熱泵技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展 -3-1.4設(shè)計(jì)原理概述 -4-1.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇 -5-1.5.1方案論證 -6-1.5.2熱泵機(jī)組壓縮機(jī)型式的選擇 -7-1.5.3潤(rùn)滑系統(tǒng)比較 -8-1.5.4熱源側(cè)放熱方式的選擇 -8-1.6本章小結(jié) -8-第2章系統(tǒng)的熱力計(jì)算及壓縮機(jī)選型 -9-2.1給定條件 -9-2.2熱力計(jì)算所對(duì)應(yīng)的壓焓圖以及參數(shù)列表 -9-2.3熱力計(jì)算過(guò)程 -10-2.4壓縮機(jī)概述 -11-2.5容積式壓縮機(jī)的特性和主要生產(chǎn)廠家 -11-2.5.1往復(fù)活塞式 -11-2.5.2回轉(zhuǎn)式 -12-2.5.3壓縮機(jī)的型式確定 -12-2.6螺桿壓縮機(jī)的選型計(jì)算 -13-2.7本章小結(jié) -14-第3章冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算 -16-3.1冷凝器的型式和結(jié)構(gòu) -16-3.1.1空氣冷卻式冷凝器 -16-3.1.2水冷式冷凝器 -16-3.1.3冷凝器選型 -18-3.2冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算 -18-3.2.1冷凝器的技術(shù)參數(shù) -18-3.2.2冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程 -18-3.2.3冷凝器傳熱計(jì)算 -20-冷卻水側(cè)的阻力計(jì)算 -22-3.2.5連接管管徑計(jì)算 -23-3.3本章小結(jié) -23-第4章蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算 -24-4.1蒸發(fā)器概述 -24-干式蒸發(fā)器 -24-4.1.2滿(mǎn)液式蒸發(fā)器 -25-4.2蒸發(fā)器的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算 -26-蒸發(fā)器技術(shù)參數(shù) -26-4.2.1熱源水蒸氣流量 -26-蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的初步規(guī)劃 -27-計(jì)算管外水側(cè)的表面換熱系數(shù) -30-4.2.4計(jì)算管內(nèi)沸騰表面換熱系數(shù) -31-4.2.5計(jì)算阻力及傳熱溫差 -32-傳熱系數(shù)及按內(nèi)表面計(jì)算的熱流密度 -33-4.2.7所需之傳熱面積 -34-4.3本章小結(jié) -34-第5章主要輔助設(shè)備 -36-5.1油過(guò)濾器的選型 -36-5.2膨脹閥的選型 -36-5.3真空泵選型 -37-5.4軸流風(fēng)機(jī)選型 -38-5.5本章小結(jié) -38-第6章臨界絕緣直徑測(cè)量實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) -39-6.1一維圓通壁傳熱過(guò)程推理 -39-6.2臨界絕緣直徑 -40-6.3設(shè)計(jì)臨界絕緣直徑測(cè)量實(shí)驗(yàn)的意義 -41-6.4適于實(shí)驗(yàn)教學(xué)保溫材料的確定 -41-6.4.1硅磚 -41-6.4.2輕質(zhì)耐火粘土磚 -42-6.4.3PVC材料 -43-6.4.4礦渣棉 -43-6.4.5鎳鋼 -44-6.4.6灰鑄鐵 -45-6.4.7小結(jié) -45-6.5實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建 -45-6.5.1實(shí)驗(yàn)步驟 -45-6.5.2實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建 -46-結(jié)論 -47-主要參考文獻(xiàn) -48-附錄 -51-附錄1英文文獻(xiàn)翻譯 -51-附錄2英文文獻(xiàn) -61-第1章緒論1.1課題背景產(chǎn)生大量的余熱產(chǎn)業(yè)，如果廢熱直接排入環(huán)境，它不僅浪費(fèi)能源，而且也破壞環(huán)境。因此，能量回收近幾十年來(lái)吸引了大量的關(guān)注。

熱泵就是一種能夠?qū)⒌蜏責(zé)崮苻D(zhuǎn)換為高溫可直接利用的熱能的裝置，也是近年來(lái)在全世界范圍內(nèi)倍受關(guān)注的新能源技術(shù)，人們所熟知的“泵”是一種能夠提高勢(shì)能的裝置，如水泵，可以將低處的水抽到高處具有更高的勢(shì)能。而“熱泵”是一種能從自然界的水中，空氣中，土壤中或者從工業(yè)排放的廢水、廢氣中獲取低品位熱能，再由電力做功，轉(zhuǎn)換成可供人們直接利用的高品味熱能的裝置。

水從高處流向低處，熱由高溫物全傳遞到低溫物體，這是自然規(guī)律。然而，在現(xiàn)實(shí)生活中，為了農(nóng)業(yè)灌溉、生活用水等的需要，人們利用水泵將水從低處送到高處。同樣，在能源日益緊張的今天，為了回收通常排到大氣中的低溫?zé)釟?、排到河川中的低溫?zé)崴戎械臒崃?，熱泵被用?lái)將低溫物體中的熱能傳送高溫物體中，然后高溫物體來(lái)加熱水或采暖，使熱量得到充分利用。我國(guó)能源緊缺，一次能源及各種余熱資源利用水平較低，我國(guó)工業(yè)能源消費(fèi)量占總消費(fèi)量的70％以上，而余熱資源回收率僅30%~40%，而發(fā)達(dá)國(guó)家則達(dá)到了60%~70%。工業(yè)廢水中含有大量余熱，以各種形式被排放到大氣中，不但浪費(fèi)了大量能源，還造成了區(qū)域熱污染，若是能夠?qū)⑦@些能源回收，用于城市供暖和生產(chǎn)、生活熱水，不單能節(jié)省燃料的使用，還是變污染為能源。2012年我國(guó)生鐵產(chǎn)量達(dá)到了6.5億噸，高爐煉鐵使用大量的沖渣水，這些沖渣水的熱量被排放到大氣中白白浪費(fèi)了；平均渣鐵比按0.44計(jì)算，全年產(chǎn)生高爐渣約為2.86億噸。每噸高爐渣需要10噸左右的循環(huán)沖渣水；則每年用于沖渣的循環(huán)水量約29億噸；按照提取20℃溫差計(jì)算，每年可供熱的建筑面積為4.75億平方米；每年可節(jié)省標(biāo)煤超過(guò)800萬(wàn)噸。同時(shí)還有淬渣蒸汽、連鑄蒸汽等大量廢蒸汽，都有待開(kāi)發(fā)利用。巨大的鋼鐵產(chǎn)量意味著大量的沖渣水，若是能夠?qū)⑵錈崮芗右岳脤?lái)多大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。而提高能源利用率，降低能源消耗，減少二氧化碳排放，是鋼鐵行業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施。煉鋼廠的高爐沖渣水蘊(yùn)含著大量熱能，但是由于其容易在換熱器中的結(jié)垢問(wèn)題及其溫度偏低屬于低溫?zé)嵩吹仍蚝茈y直接利用，熱泵是一種高效節(jié)能設(shè)備，它可將不能直接利用的低品味熱能提升為可直接利用的高品位熱能。如果通過(guò)熱泵技術(shù)回收這部分能量用于加熱自備電廠鍋爐、、轉(zhuǎn)爐或用于居民供熱及冷卻系統(tǒng)補(bǔ)水，不僅節(jié)能更能提高能源利用率。高爐沖渣水中蘊(yùn)含著巨大的高溫?zé)崮?，但由于其中也含有大量達(dá)到飽和程度的鈣鎂離子等雜質(zhì)，利用現(xiàn)有常規(guī)的方式讓沖渣水直接進(jìn)入供熱管網(wǎng)或利用板式換熱器、殼管式換熱器等換熱裝置進(jìn)行熱能提取時(shí)，均會(huì)造成鈣鎂離子迅速、大量結(jié)晶，附著在換熱表面，造成系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，清洗維護(hù)也異常復(fù)雜。1.2國(guó)內(nèi)外在該方向上的研究現(xiàn)狀及分析目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于中高溫工業(yè)廢水熱能的開(kāi)發(fā)利用，主要是采用單級(jí)或多級(jí)物理過(guò)濾法，先將廢水中常見(jiàn)的固體懸浮物過(guò)濾后進(jìn)入常規(guī)或改良后的殼管式、板式、螺旋板式等“間壁式換熱設(shè)備”內(nèi)進(jìn)行熱能提取。國(guó)外有采用“膜過(guò)濾”技術(shù)的相關(guān)文獻(xiàn)。采用物理過(guò)濾法可以有效去除廢水中的固體顆粒，對(duì)于防止換熱設(shè)備阻塞有一定的效果，但對(duì)于溶解于水中的離子狀態(tài)的鹽堿類(lèi)物質(zhì)基本無(wú)效。在換熱過(guò)程中由于廢水溫度降低，導(dǎo)致鹽堿類(lèi)物質(zhì)過(guò)飽和，必然在換熱壁面產(chǎn)生析出性結(jié)晶，造成換熱壁面污染，導(dǎo)致?lián)Q熱設(shè)備傳熱系數(shù)下降或堵塞。所以對(duì)于換熱設(shè)備必須定期或不定期進(jìn)行清洗，一般清洗周期不足30天。而清洗方法往往是采用酸溶液浸泡，不僅會(huì)對(duì)金屬換熱面造成進(jìn)一步腐蝕，同時(shí)極易對(duì)環(huán)境造成二次污染。也有一些企業(yè)采用提高廢水側(cè)流速等方法，以期通過(guò)廢水的高速流動(dòng)將一部分結(jié)晶體帶走，但效果不明顯，僅僅對(duì)結(jié)晶問(wèn)題起到了有限的延緩作用。但由于流速的提高必然增加水泵的輸送能耗，同時(shí)由于水流的沖刷以及部分固體顆粒的磨損，加速了設(shè)備的腐蝕。對(duì)于工業(yè)廢水的腐蝕問(wèn)題，尚未發(fā)現(xiàn)有很好的解決辦法。要想換熱效果好，必然需要采用熱導(dǎo)率較高的金屬作為換熱壁面，而工業(yè)廢水往往都是偏酸性或堿性，加上水中各種陰、陽(yáng)離子的含量比較多，腐蝕性強(qiáng)烈，腐蝕機(jī)理比較復(fù)雜，一般的不銹鋼、碳鋼等常用的換熱材質(zhì)使用壽命都很短，一般不超過(guò)5年。近年來(lái)也有企業(yè)嘗試采用鈦合金或雙相不銹鋼等抗腐蝕性較強(qiáng)的金屬作為換熱壁面，但由于成本過(guò)高，未能得到推廣。1.2.1主要研究?jī)?nèi)容反復(fù)使用的沖渣水中必然會(huì)溶解部分硅酸鈣，同時(shí)溶進(jìn)了爐渣中含有的多種無(wú)機(jī)鹽和氧化物，形成了飽和狀態(tài)的溶液。換熱器提熱時(shí)，溶解在沖渣水中的鹽類(lèi)物質(zhì)遇到冷的換熱器壁面，就會(huì)在冷壁面上結(jié)晶，造成換熱設(shè)備的堵塞乃至失效。如何在在不影響換熱效率的情況下解決換熱設(shè)備的堵塞及冷壁面是的結(jié)晶問(wèn)題是我的主要研究?jī)?nèi)容。本設(shè)計(jì)主要完成的內(nèi)容本設(shè)計(jì)主要要完成的工作內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：1.完成系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、選擇、論證2.完成系統(tǒng)熱力循環(huán)計(jì)算，主要設(shè)備選型計(jì)算3.完成蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算4.完成冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算5.完成蒸發(fā)器、冷凝器裝配圖6.完成熱泵系統(tǒng)流程圖、零部件圖7.完成800kw煉鋼廠冷卻水水源熱泵系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文總之，本設(shè)計(jì)的任務(wù)就是設(shè)計(jì)出符合性能要求的熱泵機(jī)組。1.3熱泵技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展十九世紀(jì)早期法國(guó)科學(xué)家薩迪.卡諾（Sadikarnot）在1824年首次以論文提出“卡諾循環(huán)”理論，這成為熱泵技術(shù)的起源。1852年英國(guó)科學(xué)家開(kāi)爾文（L.Kelvin）提出，冷凍裝置可以用于加熱，將逆卡諾循環(huán)用于加熱的熱泵設(shè)想。他第一個(gè)提出了一個(gè)正式的熱泵系統(tǒng)，當(dāng)時(shí)稱(chēng)為“熱量倍增器”。之后許多科學(xué)家和工程師對(duì)熱泵進(jìn)行了大量研究，研究持續(xù)80年之久。1912年瑞士的蘇黎世成功安裝一套以河水作為低位熱源的熱泵設(shè)備用于供暖，這是早期的水源熱泵系統(tǒng)，也是世界上第一套熱泵系統(tǒng)。熱泵工業(yè)在20世紀(jì)40年代到50年代早期得到迅速發(fā)展，家用熱泵和工業(yè)建筑用的熱泵開(kāi)始進(jìn)入市場(chǎng)，熱泵進(jìn)入了早期發(fā)展階段。20世紀(jì)70年代以來(lái)，熱泵工業(yè)進(jìn)入了黃金時(shí)期，世界各國(guó)對(duì)熱泵的研究工作都十分重視，諸如國(guó)際能源機(jī)構(gòu)和歐洲共同體，都制定了大型熱泵發(fā)展計(jì)劃，熱泵新技術(shù)層出不窮，熱泵的用途也在不斷的開(kāi)拓，廣泛應(yīng)用于空調(diào)和工業(yè)領(lǐng)域，在能源的節(jié)約和環(huán)境保護(hù)方面起著重大的作用。21世紀(jì)，隨著“能源危機(jī)”出現(xiàn)，燃油價(jià)格忽升，經(jīng)過(guò)改進(jìn)發(fā)展成熟的熱泵以其高效回收低溫環(huán)境熱能，節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，重新登上歷史舞臺(tái)，成為當(dāng)前最有價(jià)值的新能源科技。前國(guó)際熱能署專(zhuān)門(mén)成立國(guó)際熱泵中心，設(shè)立熱泵推廣工程（HeatPumpProgramme），向世界上各國(guó)推廣協(xié)調(diào)熱泵技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。美、加、瑞典、德、日、韓等國(guó)政府均發(fā)出專(zhuān)門(mén)官方指引，促進(jìn)熱泵技術(shù)的社會(huì)應(yīng)用。相對(duì)世界熱泵的發(fā)展，中國(guó)熱泵的研究工作起步約晚20-30年左右。新中國(guó)成立后，隨著工業(yè)建設(shè)新高潮的到來(lái)，熱泵技術(shù)才開(kāi)始引入中國(guó)。進(jìn)入21世紀(jì)后，由于中國(guó)沿海地區(qū)的快速城市化、人均GDP的增長(zhǎng)、2008年北京奧運(yùn)會(huì)和2010年上海世博會(huì)等因素拉動(dòng)了中國(guó)空調(diào)市場(chǎng)的發(fā)展，促進(jìn)了熱泵在中國(guó)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，熱泵的發(fā)展十分迅速，熱泵技術(shù)的研究不斷創(chuàng)新。從2001年熱泵起步開(kāi)始，經(jīng)過(guò)5年的培育，中國(guó)熱泵行業(yè)開(kāi)始從導(dǎo)入期轉(zhuǎn)入成長(zhǎng)期。熱泵行業(yè)快速發(fā)展，一方面得益于能源緊張使得熱泵節(jié)能優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，另一方面與多方力量的加入推動(dòng)行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新有很大關(guān)系1.4設(shè)計(jì)原理概述熱泵系統(tǒng)的工作原理與制冷系統(tǒng)的工作原理是一致的。要搞清楚熱泵的工作原理，首先要懂得制冷系統(tǒng)的工作原理。制冷系統(tǒng)（壓縮式制冷）一般由四部分組成：壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。其工作過(guò)程為：低溫低壓的液態(tài)制冷劑（例如氟利昂），首先在蒸發(fā)器（例如空調(diào)室內(nèi)機(jī)）里從低溫?zé)嵩矗ɡ绯乜諝猓┪鼰岵饣傻蛪赫魵?。然后制冷劑氣體在壓縮機(jī)內(nèi)壓縮成高溫高壓的蒸氣，該高溫高壓氣體在冷凝器內(nèi)被低溫?zé)嵩矗ɡ缋鋮s水）冷卻凝結(jié)成高壓液體。再經(jīng)節(jié)流元件（毛細(xì)管、熱力膨脹閥、電子膨脹閥等）節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑。如此就完成一個(gè)制冷循環(huán)。本設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)蒸汽壓縮熱泵系統(tǒng)，是由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器和節(jié)流閥四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動(dòng)，發(fā)生狀態(tài)變化，與外界進(jìn)行熱量交換。

劑在蒸發(fā)器中吸收被冷卻的物體熱量之后，汽化成低溫低壓的蒸汽、被壓縮機(jī)吸入、壓縮成高壓高溫的蒸汽后排入冷凝器、在冷凝器中向冷卻介質(zhì)(水或空氣)放熱，冷凝為高壓液體、經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流為低壓低溫的制冷劑、再次進(jìn)入蒸發(fā)器吸熱汽化，達(dá)到循環(huán)制冷的目的。這樣，制冷劑在系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)蒸發(fā)、壓縮、冷凝、節(jié)流四個(gè)基本過(guò)程完成一個(gè)制冷循環(huán)。

在熱泵系統(tǒng)中，蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)和節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)中必不可少的四大件，這當(dāng)中蒸發(fā)器是從低品味熱源中提取熱量的設(shè)備。制冷劑在其中吸收被冷卻物體的熱量實(shí)現(xiàn)相變。壓縮機(jī)是心臟，起著吸入、壓縮、輸送制冷劑蒸汽的作用。冷凝器是放出熱量的設(shè)備，將蒸發(fā)器中吸收的熱量連同壓縮機(jī)功所轉(zhuǎn)化的熱量一起傳遞給冷卻介質(zhì)帶走。節(jié)流閥對(duì)制冷劑起節(jié)流降壓作用、同時(shí)控制和調(diào)節(jié)流入蒸發(fā)器中制冷劑液體的數(shù)量，并將系統(tǒng)分為高壓側(cè)和低壓側(cè)兩大部分。實(shí)際制冷系統(tǒng)中，除上述四大件之外，常常有一些輔助設(shè)備，如電磁閥、分配器、干燥器、集熱器、易熔塞、壓力控制器等部件組成，它們是為了提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，可靠性和安全性而設(shè)置的。熱泵的性能一般用制冷系數(shù)（COP性能系數(shù)）來(lái)評(píng)價(jià)。制冷系數(shù)的定義為由低溫物體傳到高溫物體的熱量與所需的動(dòng)力之比。通常熱泵的制冷系數(shù)為3-4左右，也就是說(shuō)，熱泵能夠?qū)⒆陨硭枘芰康?到4倍的熱能從低溫物體傳送到高溫物體。所以熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，工作時(shí)它本身消耗很少一部分電能，卻能從環(huán)境介質(zhì)（水、空氣、土壤等）中提取4-7倍于電能的裝置，提升溫度進(jìn)行利用，這也是熱泵節(jié)能的原因。歐美日都在競(jìng)相開(kāi)發(fā)新型的熱泵。據(jù)報(bào)導(dǎo)新型的熱泵的制冷系數(shù)可6到8。如果這一數(shù)值能夠得到普及的話，這意味著能源將得到更有效的利用。熱泵的普及率也將得到驚人的提高。1.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇本設(shè)計(jì)是為了滿(mǎn)足煉鋼廠冷卻水中廢熱的二次利用而設(shè)計(jì)的能夠長(zhǎng)期保持高效、穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)鋼鐵廠沖渣水余熱回收利用的熱泵裝置。高爐沖渣水實(shí)際是一種成分復(fù)雜的含氧化鈣、二氧化硅、氧化鋁、氧化鎂的水溶液，由于常年反復(fù)利用并不更新，已經(jīng)達(dá)到了飽和狀態(tài)，其中水渣雜質(zhì)在沖渣水中以固體顆粒或懸浮物的形式存在。而且沖渣水的溶解性總固體的含量也是很高的。由于其中含有大量達(dá)到飽和程度的鈣鎂離子等雜質(zhì)，利用現(xiàn)有常規(guī)的方式讓沖碴水直接進(jìn)入供熱管網(wǎng)或利用板式換熱器、殼管式換熱器等換熱裝置進(jìn)行熱能提取時(shí)，均會(huì)造成鈣鎂離子迅速、大量結(jié)晶，附著在換熱表面，造成系統(tǒng)無(wú)法運(yùn)行，清洗維護(hù)也異常復(fù)雜。而且對(duì)于工業(yè)廢水的腐蝕問(wèn)題，尚未發(fā)現(xiàn)有很好的解決辦法。要想換熱效果好，必然需要采用熱導(dǎo)率較高的金屬作為換熱壁面，而工業(yè)廢水往往都是偏酸性或堿性，加上水中各種陰、陽(yáng)離子的含量比較多，腐蝕性強(qiáng)烈，腐蝕機(jī)理比較復(fù)雜，一般的不銹鋼、碳鋼等常用的換熱材質(zhì)使用壽命都很短，一般不超過(guò)5年。近年來(lái)也有企業(yè)嘗試采用鈦合金或雙相不銹鋼等抗腐蝕性較強(qiáng)的金屬作為換熱壁面，但由于成本過(guò)高，未能得到推廣。因此，如何避免掛垢、阻塞等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高爐沖渣水的余熱利用，是一個(gè)本設(shè)計(jì)的主要難題。核心問(wèn)題是從沖渣水能夠間接提取余熱，壁面沖渣水與換熱器壁面的直接接觸。實(shí)現(xiàn)換熱器不結(jié)垢、不堵塞，傳熱系數(shù)高，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定工作。為了將沖渣水中蘊(yùn)含的大量余熱提取出來(lái)。本設(shè)計(jì)采用真空相變技術(shù)，利用沖渣水在低壓下低溫沸騰相變?cè)?，以低壓水蒸氣為媒介提取沖渣水中的熱量。并準(zhǔn)備了兩套具體實(shí)施方案。1.5.1方案論證方案一：將70℃左右的沖渣冷卻水排入冷卻水罐，將冷卻水罐抽負(fù)壓狀態(tài)，隨著水罐內(nèi)壓力的降低，罐內(nèi)冷卻水沸點(diǎn)降低，降至70℃以下時(shí)就會(huì)達(dá)到沸騰的狀態(tài)，加劇相變速度。此時(shí)的水蒸氣雖然壓力較低，但是能直接排入蒸發(fā)器中進(jìn)行凝結(jié)換熱，于是在水罐的水蒸氣出口處加裝軸流風(fēng)機(jī)，將低壓蒸汽直接送入熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器中，驅(qū)動(dòng)熱泵系統(tǒng)運(yùn)行。其運(yùn)行原理如圖2-1所示。圖1-1方案一運(yùn)行原理圖方案二：考慮到方案一出水水溫只有50℃左右，如果考慮輸送過(guò)程的熱量損失，這一溫度不理想。于是將增壓器出來(lái)的水蒸氣用作溴化鋰吸收式熱泵的驅(qū)動(dòng)熱源，采用第一類(lèi)增溫型吸收式熱泵，加熱供熱熱網(wǎng)的循環(huán)水。或在將方案一的出水作為蒸汽壓縮式熱泵的熱源進(jìn)行二次加熱。溴化鋰吸收式熱泵，以蒸汽為驅(qū)動(dòng)熱源，溴化鋰濃溶液為吸收劑，水作為工質(zhì)，利用水在低壓真空狀態(tài)下低沸點(diǎn)的特性，提取低位余熱源的熱量，通過(guò)吸收劑回收熱量并轉(zhuǎn)換制取工藝或采暖用的熱水。溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組是由取熱器、濃縮器、一次加熱器、二次加熱器及高低溫?zé)峤粨Q器所組成的熱交換器的組合體。另外，還包括蒸汽調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)等。其運(yùn)行原理如圖2-2所示。圖1-2方案二運(yùn)行原理圖方案二雖然提供的熱量要多于方案一，但是溴化鋰吸收式熱泵需要高壓蒸汽來(lái)驅(qū)動(dòng)，且多級(jí)提熱系統(tǒng)復(fù)雜，初期投入較高，不適合大范圍推廣。而方案二結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，初期投入少，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。故本設(shè)計(jì)選擇方案一。1.5.2熱泵機(jī)組壓縮機(jī)型式的選擇熱泵壓縮機(jī)主要有三種型式：活塞式、渦旋式、螺桿式。其中中小型機(jī)組一般選用渦旋式或活塞式；大型機(jī)組一般選用螺桿式。熱泵用壓縮機(jī)的特點(diǎn)與要求：工作參數(shù)變化大、可調(diào)性好適用于高溫大壓縮比的條件下工作要有較強(qiáng)的抗?jié)衲芰Ρ驹O(shè)計(jì)選用螺桿式壓縮機(jī)。螺桿式壓縮機(jī)具有以下特點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易損件少、重量輕、維修量少大壓縮比條件下，可調(diào)性好對(duì)濕行程不敏感有良好的可調(diào)性螺桿壓縮機(jī)由氣缸、一對(duì)陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子、吸排氣端蓋、滑閥四部分組成。工作過(guò)程穩(wěn)定，滑閥調(diào)節(jié)理論上可實(shí)現(xiàn)輸氣量0~100%的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。本設(shè)計(jì)的熱泵機(jī)組功率為800kw屬于大型機(jī)組，綜上選擇螺桿式壓縮機(jī)。1.5.3潤(rùn)滑系統(tǒng)比較目前螺桿式壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方式有兩種,一種是油泵供油潤(rùn)滑,另一種是采用吸排氣壓差潤(rùn)滑。采用油泵供油潤(rùn)滑方式需增加一套油泵供油裝置,并且需要添加一些潤(rùn)滑系統(tǒng)輔助設(shè)備，雖然運(yùn)行成本較吸排氣壓差潤(rùn)滑高，但是系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)能起到更好的潤(rùn)滑效果。本設(shè)計(jì)選擇的潤(rùn)滑方式為油泵供油潤(rùn)滑。1.5.4熱源側(cè)放熱方式的選擇熱源側(cè)放熱方式有兩種，一種是水冷式，一種是風(fēng)冷式。水冷式是指放熱側(cè)采用的是水冷式冷凝器，而風(fēng)冷式采用的是風(fēng)冷式換熱器。其中水冷式的技術(shù)成熟，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，冷量范圍寬，冷卻效果好。本設(shè)計(jì)主要熱負(fù)荷來(lái)自供暖用戶(hù)，目前熱網(wǎng)多采用水為熱量載體，運(yùn)行安全、穩(wěn)定。本設(shè)計(jì)選擇水冷式。1.6本章小結(jié)根據(jù)本章前面的比較分析，考慮到所設(shè)計(jì)的機(jī)組要求容積效率高，冷卻效果好，并且需要較好的可靠性與經(jīng)濟(jì)性，故本設(shè)計(jì)選擇半封閉式雙螺桿式水冷式熱泵機(jī)組，并采用吸排氣壓差潤(rùn)滑，基本可以滿(mǎn)足機(jī)組工作要求，達(dá)到較好的制熱效果。

第2章系統(tǒng)的熱力計(jì)算及壓縮機(jī)選型對(duì)螺桿式熱泵機(jī)組進(jìn)行系統(tǒng)熱力循環(huán)計(jì)算的目的是為了進(jìn)一步確定設(shè)計(jì)冷凝器,蒸發(fā)器以及壓縮機(jī)選型所需要的技術(shù)參數(shù)。2.1給定條件1.800kw螺桿式熱泵機(jī)組2.制冷工質(zhì)R7173.制熱量800kW4.冷凝溫度53℃5.蒸發(fā)溫度20℃6.冷凝器進(jìn)口溫度30℃7.冷凝器出口溫度50℃8.蒸發(fā)器進(jìn)口水蒸汽溫度40℃另外,經(jīng)過(guò)查閱《螺桿式冷水機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)與工程規(guī)范》，確定了其他幾個(gè)重要的參數(shù)，壓縮機(jī)吸氣溫度為25℃，液體過(guò)冷度為3℃，過(guò)熱度為5℃，壓縮機(jī)的指示效率η為0.8。2.2熱力計(jì)算所對(duì)應(yīng)的壓焓圖以及參數(shù)列表系統(tǒng)工作所對(duì)應(yīng)的壓焓圖如下：圖2-1系統(tǒng)壓焓圖查《制冷原理及設(shè)備》R717熱力性質(zhì)表，得各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)如下表：表2-1各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)列表點(diǎn)號(hào)P（MPa）t(℃)h(kJ/kg)V(m/kg)00.8872014710.14710.8872514900.14922.19694.5162032.196504500.06840.887204502.3熱力計(jì)算過(guò)程1.壓力比：∏==（2-1）2.單位質(zhì)量工質(zhì)制熱量：（2-2）3.單位容積制熱量：（2-3）4.理論比功：（2-4）5.指示比功：（2-5）6.性能系數(shù)：（2-6）（2-7）7.壓縮機(jī)出口實(shí)際焓值：（2-8）8.單位質(zhì)量工質(zhì)冷負(fù)荷：（2-9）9.所需工質(zhì)質(zhì)量流量：（2-10）10.理論輸氣量和實(shí)際輸氣量：（2-11）（2-12）11.壓縮機(jī)消耗的理論功率和指示功率：（2-13）12.蒸發(fā)器冷負(fù)荷：（2-14）2.4壓縮機(jī)概述壓縮機(jī)為熱泵系統(tǒng)中的核心設(shè)備，是實(shí)現(xiàn)熱泵系統(tǒng)中工質(zhì)不斷流動(dòng)的裝置。只有通過(guò)它將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械功，把低溫低壓氣態(tài)制冷劑壓縮為高溫高壓氣體，才能保證系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)行。按工作原理分，壓縮機(jī)可分為容積型和速度型兩種基本類(lèi)型。目前使用最久，工藝最完善是的是容積型壓縮機(jī)。容積式壓縮機(jī)靠改變工作腔的容積，將周期性吸入的定量氣體壓縮。主要分為兩類(lèi)：往復(fù)式和回轉(zhuǎn)式。2.5容積式壓縮機(jī)的特性和主要生產(chǎn)廠家2.5.1往復(fù)活塞式往復(fù)活塞式靠活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變汽缸的工作容積。依外部構(gòu)造分為：

1.全封閉：制冷量小于60kW，多用于空調(diào)機(jī)和冰箱等小型制冷設(shè)備中。

特點(diǎn)：密封性好；結(jié)構(gòu)緊湊；噪音低；無(wú)法拆卸，修理。

常見(jiàn)品牌：泰康，優(yōu)樂(lè)、谷輪、布里斯托、丹佛斯、恩布拉克、伊萊克斯、日立﹑松下﹑東芝﹑三洋、三菱﹑DAKIN大金、韓LG、中國(guó)春蘭等。

2.半封閉：制冷量60～600kW，可用于各種空調(diào)﹑制冷設(shè)備中。

特點(diǎn)：便于拆卸、維修；使電機(jī)工作條件改善；取消軸封裝置，無(wú)漏油；噪音低，結(jié)構(gòu)緊湊。

常見(jiàn)品牌：谷輪，比澤爾﹑博克﹑格拉索、富士豪﹑萊富康、三菱﹑日立﹑三洋、中國(guó)泰州雪梅﹑大連冰山﹑南京五洲等。

3.開(kāi)啟式

特點(diǎn)：拆卸方便；漏油，密封不好；噪音大。2.5.2回轉(zhuǎn)式回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)靠回轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)改變汽缸的工作容積。依內(nèi)部構(gòu)造分類(lèi)：

1.滾動(dòng)轉(zhuǎn)子式：制冷量8～12kW，多用于小型空調(diào)機(jī)和制冷設(shè)備中。為全封閉式，結(jié)構(gòu)緊湊，密封性好，噪聲低。但功率較小，不易維修。

常見(jiàn)品牌：三菱、日立、松下、三洋﹑東芝、中國(guó)慶安﹑黃石東貝等。

2.渦旋式：制冷量8～150kW，可用于各種空調(diào)﹑制冷設(shè)備中。為全封閉式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工作性能高，密封性好，噪聲低，為今后主導(dǎo)機(jī)型。

常見(jiàn)品牌：谷輪、美優(yōu)樂(lè)、日立﹑松下﹑大金﹑三洋、中國(guó)春蘭等。

3.

螺桿式：制冷量100～1200kW，可用于大中型空調(diào)﹑制冷設(shè)備中。為半封閉式，結(jié)構(gòu)緊湊，工作性能高，制冷能力大并可進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，但潤(rùn)滑油系統(tǒng)較復(fù)雜，噪聲較高。分為單，雙螺桿型。

常見(jiàn)品牌：比澤爾﹑格拉索、富士豪﹑萊富康﹑多菱、日立﹑大金、三菱重工﹑神鋼、臺(tái)灣復(fù)盛﹑漢鐘、中國(guó)重慶嘉陵﹑大連冰山等。2.5.3壓縮機(jī)的型式確定綜合比較各廠家產(chǎn)品，本設(shè)計(jì)選擇的是回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)中的螺桿壓縮機(jī)。螺桿壓縮機(jī)的特點(diǎn)：1.可靠性高(沒(méi)有氣閥、活塞環(huán)等易損件)2.動(dòng)力平衡性好（無(wú)往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力）3.適應(yīng)性強(qiáng)（具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，排氣量幾乎不受背壓影響，高效工況范圍廣）4.耐液擊（螺桿轉(zhuǎn)子間有間隙，可壓縮含粉塵的氣體，能夠承受液擊）5.加工成本高（螺桿曲面為復(fù)雜空間曲面，且加工精度要求高，因此加工成本高）6.只適用于中高流量、中低壓力范圍（依靠間隙密封，一般容積流量大于0.2m3/min；壓力主要受到轉(zhuǎn)子剛度和軸承壽命的限制，排氣壓力一般小于4.5Mpa）螺桿壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍：1.為各種氣動(dòng)工具、氣控儀表等提供壓縮空氣。2.食品、醫(yī)藥、棉紡企業(yè)3.中央空調(diào)、工業(yè)制冷、食品冷凍冷藏、交通工具的制冷裝置4.壓縮工藝流程中的氣體（如H2、He、Co2、N2、Cl2等）2.6螺桿壓縮機(jī)的選型計(jì)算1.壓縮機(jī)的容積效率（輸氣系數(shù)）查《離心式/螺桿式制冷機(jī)組及應(yīng)用》螺桿式制冷壓縮機(jī)的容積效率一般為范圍內(nèi)，選取容積效率值為2.如前熱力計(jì)算已得出：實(shí)際輸氣量理論輸氣量壓縮機(jī)消耗的理論功率壓縮機(jī)消耗的指示功率3.取機(jī)械效率4.壓縮機(jī)的等熵效率（軸效率）（2-15）5.電動(dòng)機(jī)效率一般在之間，本設(shè)計(jì)選電動(dòng)機(jī)效率為0.95。6.電效率（2-16）7.輸入電功率（2-17）8.COP值（2-18）根據(jù)以上求取的壓縮機(jī)制冷量，電功率等參數(shù)，參照按R717制冷工質(zhì)設(shè)計(jì)的壓縮機(jī)有關(guān)規(guī)格參數(shù)表選擇，選用武漢新世界制冷工業(yè)有限公司生產(chǎn)的LG25IIIDA型壓縮機(jī)。其基本參數(shù)如下：表2-2壓縮機(jī)基本參數(shù)轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度/mm轉(zhuǎn)子公稱(chēng)直徑/mm轉(zhuǎn)速/名義制冷量/kW配用電動(dòng)機(jī)功率/kW28525029609181192.7本章小結(jié)本章主要進(jìn)行了制冷系統(tǒng)的熱力計(jì)算，確定了一些基本的參數(shù)，如表2-3所示，如冷凝器的熱負(fù)荷為800kW，單位質(zhì)量制冷劑冷負(fù)荷為1040kJ/kg，為下面進(jìn)行各主要部件如冷凝器，蒸發(fā)器壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)做了必要的準(zhǔn)備。在計(jì)算過(guò)程中舍棄了一些不重要的因素，按照?qǐng)D2-1中的近似系統(tǒng)壓焓圖進(jìn)行計(jì)算。表2-3系統(tǒng)熱力循環(huán)計(jì)算結(jié)果參數(shù)（單位）計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果壓力比2.48單位質(zhì)量工質(zhì)制熱(kJ/kg)1170單位容積制熱量(kJ/m3)7852.3理論比功(kJ/kg)130指示比功(kJ/kg)162.5性能系數(shù)9壓縮機(jī)出口實(shí)際焓值(kJ/kg)1652.5單位質(zhì)量工質(zhì)冷負(fù)荷(kJ/kg)1040需要工質(zhì)質(zhì)量流量(kg/s)0.68理論輸氣量(m3/s)0.1實(shí)際輸氣量(m3/s)0.13壓縮機(jī)理論功率(kw)88.4壓縮機(jī)實(shí)際功率(kw)110.5蒸發(fā)器冷負(fù)荷(kw)707.2壓縮機(jī)是制冷裝置中的關(guān)鍵核心設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)的性能、噪聲、震動(dòng)和使用壽命有著決定性的作用。本章根據(jù)壓縮機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定了壓縮機(jī)的一些重要參數(shù)，如輸入電功率，壓縮機(jī)指示功率等，根據(jù)這些參數(shù)，經(jīng)過(guò)綜合比較選定武漢新世界制冷工業(yè)有限公司生產(chǎn)的LG25IIIDA半封閉式螺桿壓縮機(jī)作為所設(shè)計(jì)機(jī)組的壓縮機(jī)。

第3章冷凝器的設(shè)計(jì)計(jì)算3.1冷凝器的型式和結(jié)構(gòu)冷凝器是熱泵系統(tǒng)中的主要熱交換設(shè)備之一。冷凝器的必要性基于熱力學(xué)第二定律——根據(jù)熱力學(xué)第二定律，封閉系統(tǒng)內(nèi)部熱能自發(fā)的流動(dòng)方向是單向的，即只能從高熱流向低熱，在微觀世界表現(xiàn)為承載熱能的微觀粒子只能由有序變成無(wú)序。所以，一個(gè)熱機(jī)在有能量輸入做功的同時(shí)，下游也必須有能量放出，這樣上下游才會(huì)有熱能差距，熱能的流動(dòng)才會(huì)成為可能，循環(huán)才會(huì)繼續(xù)下去。高溫高壓的制冷劑蒸汽在冷凝器中唄常溫冷卻介質(zhì)（空氣或水）冷卻，凝結(jié)成高壓液體。冷凝器是熱泵系統(tǒng)中的放熱設(shè)備,高溫高壓的制冷劑氣體通過(guò)冷凝器將熱量傳遞到熱載體中。根據(jù)冷卻介質(zhì)的不同,常用的冷凝器有3種型式：水冷式、空冷式和蒸發(fā)式。3.1.1空氣冷卻式冷凝器冷凝器中制冷劑放出的熱量被空氣帶走，制冷劑在管內(nèi)冷凝。這類(lèi)冷凝器中有自然對(duì)流空氣冷卻式冷凝器和強(qiáng)制對(duì)流空氣冷卻式冷凝器。通常，空氣冷卻式冷凝器也叫風(fēng)冷冷凝器?？諝饫鋮s式冷凝器一般用于小型制冷系統(tǒng),雖不需要冷卻水,但冷凝器溫度受進(jìn)口空氣干球溫度的影響,制冷壓縮機(jī)的排氣溫度高,機(jī)組耗能比其他型式大。根據(jù)空氣的流動(dòng)情況還可分為自然對(duì)流冷卻和強(qiáng)制對(duì)流冷卻兩種。3.1.2水冷式冷凝器熱泵系統(tǒng)中冷凝器的常用形式。水冷式冷凝器中制冷劑放出的熱量被冷卻水帶走。冷卻水一般采用用熱網(wǎng)中的供暖水或向用戶(hù)、賓館提供熱水。水冷式是氨制冷系統(tǒng)最常用的型式之一。在熱泵水冷式冷凝器中冷卻水的溫升一般為Δtw=15～30℃,加熱每千克水需要8～25kJ的熱量。水冷式冷凝器分為殼管式，套管式，殼-盤(pán)管式和螺旋板式四種形式。1殼管式冷凝器殼管式冷凝器分為立式和臥式兩大類(lèi)。臥式殼管式冷凝器的基本結(jié)構(gòu)形式是由桶形外殼及管板和端蓋組成。如圖3-1所示。制冷劑蒸汽在管外凝結(jié)，凝液從筒底流出，冷卻水在管內(nèi)多次反復(fù)流動(dòng)。臥式殼管式氟利昂冷凝器用銅管制造，臥式氨冷凝器用無(wú)縫鋼管制造。立式殼管式冷凝器用于大、中型氨制冷裝置，可以露天安裝，節(jié)省機(jī)房面積，也可安裝在冷卻塔下邊，簡(jiǎn)化冷卻水系統(tǒng)。1.水進(jìn)口2.制冷劑蒸汽進(jìn)口3.制冷液出口4.水出口圖3-1冷凝器簡(jiǎn)圖2套管式冷凝器套管式冷凝器由兩根或幾根大小不同的管子組成。大管子內(nèi)套小管子，小管子可以是一根，也可以是數(shù)根。在套管式冷凝器中，制冷劑同時(shí)受到冷水及管外空氣的冷卻，因而它的傳熱效果好，但是金屬的消耗量較大。3盤(pán)管式冷凝器它由一根或幾根盤(pán)管裝在一個(gè)殼體內(nèi)構(gòu)成。冷凝器管內(nèi)通水，管外是制冷劑。殼-盤(pán)管式冷凝器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適用于小型制冷裝置，主要用在氟利昂制冷系統(tǒng)中，因?yàn)榉褐评湎到y(tǒng)中盤(pán)管的材料為銅，容易加工，但殼-盤(pán)管式冷凝器無(wú)法機(jī)械清洗，須使用符合水質(zhì)要求的水，并定期進(jìn)行化學(xué)清洗。4旋板式冷凝器螺旋板式冷凝器由兩個(gè)螺旋體加上頂蓋和接管構(gòu)成。兩個(gè)螺旋體形成兩條螺旋形通道。它與殼管式冷凝器比較，不但體積小、重量輕，而且傳熱系數(shù)也高。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，但工作條件和介質(zhì)流速相同時(shí)，新的氨螺旋板式冷凝器的傳熱系數(shù)比殼管式冷凝器高50%左右。這種冷凝器的主要缺點(diǎn)是不適用于高壓。此外，它的北部結(jié)構(gòu)不易清洗和檢修，只能用軟水或低硬度的水。3.1.3冷凝器選型比較以上各熱泵系統(tǒng)常用冷凝器形式，為了獲得較好的供暖效果，本設(shè)計(jì)采用臥式殼管式水冷冷凝器。制冷劑蒸汽在管外凝結(jié)，冷凝液從殼體底部排出。供暖水在熱管中多次往復(fù)流動(dòng)。3.2冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算3.2.1冷凝器的技術(shù)參數(shù)冷凝器熱負(fù)荷，冷卻水進(jìn)口溫度℃,冷卻水出口溫度℃3.2.2冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程1.確定冷卻水流量（3-1）其中冷卻水進(jìn)口溫度℃,冷卻水出口溫度℃，由水物性表查得，在平均溫度為40，水的密度，比定壓熱容一般的建筑，采暖面積計(jì)算需要的供暖水流量為：2～4kg/m2·h。按3kg/m2·h計(jì)算供暖面積，34.77m3/h可供暖面積（3-2）平均每戶(hù)面積100m2，約可供暖114戶(hù)。2.冷凝器基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）管型選擇查文獻(xiàn)[2]，選用Φ19×2.5mm的滾軋低翅片管為傳熱管。每米管長(zhǎng)內(nèi)表面積（3-3）每米管長(zhǎng)外表面積（2）估算傳熱管總長(zhǎng)查文獻(xiàn)[3]，臥式殼管式冷凝器以R717為制冷劑是，管外熱流密度，取。則應(yīng)布置傳熱面積：（3-4）應(yīng)布置的有效總管長(zhǎng)（3-5）（3）確定每流程管數(shù)冷卻水在臥式殼管式冷凝器中的設(shè)計(jì)水速如表5-1所示，取冷卻水的流速為w=2m/s,則每流程管數(shù)為：根（3-6）取整數(shù)Z=32根 表3-1冷卻水在臥式殼管式冷凝器中的設(shè)計(jì)水速年運(yùn)行小時(shí)數(shù)150020003000400060008000水速（m/s）302.92.72.42.11.3（4）確定流程數(shù)N、總根數(shù)NZ、有效單管長(zhǎng)、殼體內(nèi)徑及長(zhǎng)徑比進(jìn)行組合計(jì)算，組合計(jì)算結(jié)果如表3-2所示表3-2組合計(jì)算結(jié)果流程數(shù)N總根數(shù)有效單管長(zhǎng)殼內(nèi)徑Di長(zhǎng)徑比l/Di26413.970.24756.5641286.980.3519.9461924.660.4310.8382563.490.4947.06長(zhǎng)徑比在68較為合適，但考慮到流程少能變?yōu)槎松w的加工制造。分析組合計(jì)算的結(jié)果，本設(shè)計(jì)選取6流程方案作為冷凝器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)。為使傳熱管左右對(duì)稱(chēng)，多布置6根管。則每流程平均數(shù)Z=33根，其中傳熱管按正三角形排列，管板上相鄰管孔中心距為：（3-7）取傳熱管的布置排列如下圖3-2所示。實(shí)際布置管外冷凝器傳熱面積為165.16；考慮最靠近殼體的傳熱管與殼體的距離不小于5mm,則所需最小殼體內(nèi)徑為459mm。根據(jù)無(wú)縫鋼管規(guī)格，選用Φ480×8mm的無(wú)縫鋼管作為殼體材料。冷凝器采用管板外徑與端蓋外徑相同的主題結(jié)構(gòu)型式。圖3-2傳熱管布置排列示意圖3.2.3冷凝器傳熱計(jì)算傳熱計(jì)算及所需傳熱面積確定（1）從水物性表知，水在平均溫度為時(shí)，運(yùn)動(dòng)粘度，物性集合系數(shù)由表5-3查得，B=2303。管內(nèi)水平均水流速，因?yàn)槔字Z數(shù)，亦即水在管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)為湍流，則水側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為：（3-8）（2）氨側(cè)冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)計(jì)算：根據(jù)管排布置，管排修正系數(shù)為（3-9）（3）根據(jù)所選管型，低翅片管傳熱增強(qiáng)系數(shù)Ψ=1.48。查文獻(xiàn)[2],R717在冷凝溫度為53時(shí)，=1341.8。計(jì)算氨側(cè)冷凝表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：（3-10）==2739.5式中為冷凝溫度與管外壁面溫度之差；（4）查文獻(xiàn)[2]取水側(cè)污垢系數(shù)，熱流密度（3-11）對(duì)數(shù)平均溫差為：（3-12）（3-13）選取不同的對(duì)(3-11)式和(3-13)式進(jìn)行試湊計(jì)算，結(jié)果列于下表：表3-3試湊法結(jié)果第一式第二式3.05573.7662442.55983.5954462.85737.695929.802.7258025803當(dāng)時(shí)，兩式之差小于1%，故當(dāng)=2.72時(shí)，?。?）實(shí)際所需傳熱面積為：（3-14）較初步傳熱計(jì)算設(shè)計(jì)面積大16%，初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所布置的冷凝器傳熱面積滿(mǎn)足熱負(fù)荷傳熱要求。3.2.4冷卻水側(cè)的阻力計(jì)算查文獻(xiàn)[2]阻力系數(shù)為（3-15）冷卻水側(cè)阻力為：（3-16）3.2.5連接管管徑計(jì)算取冷卻水在進(jìn)出水接管中的流速為w=1m/s,則進(jìn)出水接管管內(nèi)徑（3-17）3.3本章小結(jié)冷凝器是制冷系統(tǒng)中的放熱設(shè)備，高溫高壓的制冷劑氣體通過(guò)冷凝器將熱量傳遞到周?chē)橘|(zhì)中。本章介紹了冷凝器的幾種主要分類(lèi)，最后選擇殼管式冷凝器，進(jìn)行了冷凝器的熱力計(jì)算，冷卻水側(cè)阻力計(jì)算，確定了冷凝器的主體結(jié)構(gòu)，傳熱管排布形式，冷凝器的冷卻水連接管管徑等，并且對(duì)管外熱流密度進(jìn)行了校核計(jì)算。計(jì)算結(jié)果如表3-4所示。表3-4冷凝器設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果名稱(chēng)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果冷凝器型式臥式殼管式水冷冷凝器冷凝器熱負(fù)荷800kw冷凝器進(jìn)口溫度30℃冷凝器出口溫度50℃冷凝溫度53℃載冷劑水冷卻水流量34.77m3/h傳熱管Φ19×2.5mm的滾軋低翅片管每流程管數(shù)33根流程數(shù)6總管數(shù)198根殼體內(nèi)徑480mm傳熱管長(zhǎng)4660mm有效傳熱面積165.16m2實(shí)際所需傳熱面積137.87m2校核得熱流密度5802.5W/m2

第4章蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1蒸發(fā)器概述對(duì)于熱泵系統(tǒng)，蒸發(fā)器是一種從低溫?zé)嵩刺釤岬脑O(shè)備。蒸發(fā)器的作用是利用液態(tài)制冷劑沸點(diǎn)一般較低，在低壓環(huán)境下沸騰相變，轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵獠⑽毡焕鋮s介質(zhì)的熱量，達(dá)到提熱的目的。因此蒸發(fā)器是熱泵系統(tǒng)中提取熱量并向系統(tǒng)輸入熱量的設(shè)備。蒸發(fā)器的類(lèi)型很多，按制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)的充滿(mǎn)程度及蒸發(fā)情況進(jìn)行分類(lèi)，主要有三種：干式蒸發(fā)器、再循環(huán)式蒸發(fā)器和滿(mǎn)液式蒸發(fā)器。在離心式或螺桿式熱泵機(jī)組中，蒸發(fā)器的型式主要是滿(mǎn)液式蒸發(fā)器和干式蒸發(fā)器兩種。4.1.1干式蒸發(fā)器1.制冷劑入口2.熱源水出口3.熱源水進(jìn)口4.制冷劑蒸汽出口圖4-1蒸發(fā)器簡(jiǎn)圖干式蒸發(fā)器中，熱力膨脹閥或電子膨脹閥直接控制液體制冷劑進(jìn)入蒸發(fā)器的管程，制冷劑液體在管內(nèi)蒸發(fā)，完全轉(zhuǎn)化為氣體，而被冷卻的介質(zhì)則在管外的管程流動(dòng)。制冷劑液體的充灌量很少，大約為管組內(nèi)容積的35%～40%，而且制冷劑在蒸發(fā)氣化過(guò)程中不存在自由液面。干式蒸發(fā)器中，液體制冷劑經(jīng)膨脹閥后從進(jìn)入前端蓋的下部，為了是氣液混合物分配均勻，在各管口的進(jìn)口處裝有一節(jié)流孔口。如圖4-1所示，制冷劑液體經(jīng)傳熱管后進(jìn)入后蒸發(fā)器后端蓋，換向后再經(jīng)過(guò)殼體內(nèi)的另一部分傳熱管，完全蒸發(fā)后返回壓縮機(jī)。為了增加管外載冷劑的流速，在殼體內(nèi)橫跨管束裝設(shè)許多折流板。被冷卻的冷水從進(jìn)水管流入，通過(guò)筒體內(nèi)縱向布置的弓形折流板，在筒體內(nèi)橫向來(lái)回流動(dòng)，冷卻后的水從出水管流出。熱力膨脹閥的感溫包敷設(shè)在回氣管上，根據(jù)回氣的過(guò)熱度來(lái)調(diào)節(jié)干式蒸發(fā)器的供液量。干式蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是：（1）充液量少，為管內(nèi)容積的40%左右；（2）受制冷劑液體靜壓力的影響較少；（3）排油方便；（4）載冷劑結(jié)冰不會(huì)脹裂管子；（5）制冷劑液面容易控制；（6）結(jié)構(gòu)緊湊。缺點(diǎn)是：制冷劑在換熱管束內(nèi)供液不易均勻，弓形折流板制造與裝配比較麻煩，由于裝配間隙的存在，載冷劑在折流板孔和換熱管間、折流板外周與筒體間容易產(chǎn)生泄漏旁流，從而降低傳熱效果。4.1.2滿(mǎn)液式蒸發(fā)器滿(mǎn)液式蒸發(fā)器常與離心式壓縮機(jī)或螺旋式壓縮機(jī)配合使用于中、大型熱泵機(jī)組，系統(tǒng)效率佳，制造成本及技術(shù)困難度較高。冷媒系于管外蒸發(fā)，可藉高壓側(cè)或低壓側(cè)的液位控制器(如浮控閥)來(lái)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器所需的冷媒流量，液位的高低是以能將蒸發(fā)器管排完全覆蓋為原則，沸騰的冷媒液可完全將熱管表面潤(rùn)濕，因而能有較佳的熱傳效率。滿(mǎn)液式臥式殼管式蒸發(fā)器的優(yōu)點(diǎn)是：（1）結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；（2）傳熱性能好；（3）制造和安裝較方便；（4）用鹽水作載冷劑，不易腐蝕和避免鹽水濃度被空氣中水分稀釋等。滿(mǎn)液式臥式殼管式廣泛地應(yīng)用于船舶制冷、制冰、食品冷凍和空氣調(diào)節(jié)中。但是滿(mǎn)液式臥式殼管式蒸發(fā)器的制冷劑充注量大，由于制冷劑液體靜壓力的影響，使其下部液體的蒸發(fā)溫度提高，從而減小了蒸發(fā)器的傳熱溫差，蒸發(fā)溫度越低這種影響就越大。當(dāng)滿(mǎn)液式臥式殼管式蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度過(guò)低或載冷劑流速過(guò)慢時(shí)，可能由于載冷劑結(jié)冰而凍裂管子，所以它的應(yīng)用受到一定的限制，尤其是在熱泵系統(tǒng)中，很少使用滿(mǎn)液式臥式殼管式蒸發(fā)器，而使用干式殼管式蒸發(fā)器。4.2蒸發(fā)器的選型和設(shè)計(jì)計(jì)算滿(mǎn)液式蒸發(fā)器與干式蒸發(fā)器二者的比較：換熱性方面滿(mǎn)液式蒸發(fā)器的蒸發(fā)管表面為液體潤(rùn)濕，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大。干式蒸發(fā)器的蒸發(fā)管表面為部分液體潤(rùn)濕，表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)略低。制冷劑側(cè)阻力滿(mǎn)液式蒸發(fā)器的制冷劑側(cè)阻力較大回油性能對(duì)于潤(rùn)滑油與制冷劑互溶情況下，滿(mǎn)液式蒸發(fā)器的回油較難且不穩(wěn)定，而回油狀況直接影響機(jī)組的工作工況和工況油移。干式蒸發(fā)器的回油穩(wěn)定、方便。充液量滿(mǎn)液式蒸發(fā)器的殼體內(nèi)充滿(mǎn)制冷劑，充液量大。多用于制冷劑易泄露的開(kāi)啟式壓縮機(jī)。干式蒸發(fā)器的制冷劑充液量只有滿(mǎn)液式蒸發(fā)器的1/2~1/3?？紤]到所選用的蒸發(fā)器要求回油方便，且制造工藝簡(jiǎn)單，初期投入少。故選擇干式殼管式蒸發(fā)器。蒸發(fā)器技術(shù)參數(shù)蒸發(fā)器型式為臥式干式殼管式換熱器。蒸發(fā)器冷負(fù)荷，熱源為40℃水蒸氣，在蒸發(fā)器內(nèi)凝結(jié)換熱。4.2.2熱源水蒸氣流量查文獻(xiàn)[5]，40℃水蒸氣的密度，相變潛熱。則水蒸氣的流量：（4-1）5.74m3/s的40℃水蒸氣中蘊(yùn)含著70℃沖渣水冷卻至40℃所放出的熱量，則需沖渣水的流量為：（4-2）一般煉鋼廠均的沖渣水流量都大于這一數(shù)值。及均能滿(mǎn)足換熱負(fù)荷要求。4.2.3蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)的初步規(guī)劃1.所需換熱面積計(jì)算及管型選擇假定蒸發(fā)器按內(nèi)表面計(jì)算的熱流密度，則需要的換熱面積為（4-3）考慮到過(guò)熱度對(duì)換熱的影響及折流板所占面積不換熱，故初步規(guī)劃設(shè)計(jì)面積須增大25%，即（4-4）選用Φ16×1mm無(wú)縫鋼管作為傳熱管。每米管長(zhǎng)內(nèi)表面積每米管長(zhǎng)外表面積2.每流程管子數(shù)（1）單管程熱交換器的管程流通截面積為（4-5）式中：——制冷劑的質(zhì)量流量。由熱力計(jì)算可知——制冷劑的質(zhì)量流速。查文獻(xiàn)[3]可知，為了保證將潤(rùn)滑油帶回壓縮機(jī)制冷劑在換熱管的出口流速大于4m/s，此時(shí)制冷劑的流速一般為，本設(shè)計(jì)取。（2）單流程管子數(shù)根（4-6）取整Z=89根。3.選用流程方案所需總管長(zhǎng)（4-7）確定流程數(shù)N，總管數(shù)NZ，有效單管長(zhǎng)，殼體內(nèi)徑及長(zhǎng)徑比進(jìn)行組合計(jì)算，組合計(jì)算結(jié)果如表4-1所示表4-1組合計(jì)算結(jié)果流程數(shù)N總根數(shù)有效單管長(zhǎng)殼內(nèi)徑Di長(zhǎng)徑比l/Di21785.640.414.143562.820.5824.8465341.880.7122.64選用4流程方案，由于制冷劑在管內(nèi)相變，為保證管內(nèi)壓力穩(wěn)定，所以每流程的管字?jǐn)?shù)應(yīng)遞增。各流程管字?jǐn)?shù)分別為89，90，92，95?？偣軘?shù)根。4.蒸發(fā)器基本結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的初步規(guī)劃如圖4-2：圖4-2蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖具體參數(shù)如下：選用的無(wú)縫鋼管管，管束按正三角形排列，管間距為30mm，殼體內(nèi)D（厚10mm）。初選每流程管子數(shù)為根，流程數(shù)為，總管數(shù)根。管板厚度，折流板厚度，折流板數(shù)，折流板間距，為保證蒸發(fā)器內(nèi)水蒸氣流速穩(wěn)定，折流板采用非等間距布置，平均間距,上缺口高，下缺口高。上缺口內(nèi)管子數(shù)根，下缺口內(nèi)管子數(shù)根。管束中心處排管數(shù)根。從上到下，各流程管子數(shù)依次為89，90，92，95。如圖4-3所示：圖4-3蒸發(fā)器內(nèi)管子分布圖蒸發(fā)器的外表面積（4-8）有效傳熱面積（4-9）4.2.4計(jì)算管外水側(cè)的表面換熱系數(shù)1.折流板的平均間距s（4-10）2.橫向流通截面積（4-11）3.橫向流速（4-12）4.折流板上、下缺口面積、（4-13）（4-14）5.上下缺口面積的平均值（4-15）6.縱向流速（4-16）7.與的幾何平均值u（4-17）8.管外水蒸汽側(cè)表面換熱系數(shù)管外換熱系數(shù)（4-18）式中：——重力加速度。取——水蒸氣相變潛熱。查參考文獻(xiàn)[5]，知40℃水蒸氣潛熱——冷凝液液膜水密度——液膜熱導(dǎo)率——液膜動(dòng)力粘度——管外徑——冷凝器溫度?！妗鼙跍囟取！娌閰⒖嘉墨I(xiàn)[6]，液膜物性參數(shù)按平均溫度30℃查取。kg/m3，W/(m·K)，pa·s4.2.5計(jì)算管內(nèi)沸騰表面換熱系數(shù)假定蒸發(fā)器按內(nèi)表面計(jì)算的熱流密度（該假設(shè)在后面驗(yàn)證），管內(nèi)沸騰換熱系數(shù)為：（4-19）查參考文獻(xiàn)[2],蒸發(fā)溫度為20℃時(shí)，對(duì)于R717，c=0.01926。每根管中的質(zhì)量流量為：（4-20）質(zhì)量流速為：（4-21）所以（4-22）4.2.6計(jì)算阻力及傳熱溫差1.制冷劑飽和蒸氣的流速（4-23）2.雷諾數(shù)查參考文獻(xiàn)[7],壓力P=0.887MPa，t=20℃時(shí)，R717過(guò)熱蒸汽運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)m2/s。（4-24）3.沿程阻力系數(shù)（4-25）4.飽和蒸氣的沿程阻力（4-26）5.兩相流動(dòng)時(shí)的沿程阻力（4-27）式中為兩相流動(dòng)時(shí)阻力的換算系數(shù)，查參考文獻(xiàn)[6]得=0.5585。6.總阻力沿程阻力約為總阻力的20%，則總阻力（4-28）7.對(duì)數(shù)平均溫差查參考文獻(xiàn)[6],在20℃附近，壓力每變化0.1MPa，R717飽和溫度約變化4℃，因此，蒸發(fā)器進(jìn)口出的R717的溫度為：℃（4-29）對(duì)數(shù)平均溫差為：（4-30）4.2.7傳熱系數(shù)及按內(nèi)表面計(jì)算的熱流密度1.傳熱系數(shù)查文獻(xiàn)[2]確定管內(nèi)外側(cè)污垢系數(shù)分別取為和，則（4-31）2.按內(nèi)表面計(jì)算的熱流密度（4-32）利用迭代求得，說(shuō)明前面的假定是正確的。的計(jì)算式合理3.傳熱系數(shù)計(jì)算（4-33）按外表面計(jì)算的熱流密度為（4-34）4.2.8所需之傳熱面積（4-35）初步設(shè)計(jì)蒸發(fā)器外表面有效換熱面積為48.06m2，比需要的傳熱面積大28%，因而初步規(guī)劃中所定的尺寸有足夠的余量，是合適的。4.3本章小結(jié)表4-2蒸發(fā)器設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果名稱(chēng)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果蒸發(fā)器型式臥式干式殼管式蒸發(fā)器蒸發(fā)器冷負(fù)荷707.2kw熱源40℃水蒸氣蒸發(fā)溫度20℃制冷劑R717水蒸氣流量5.74m3/s傳熱管Φ19×1mm的無(wú)縫鋼管每流程管數(shù)89根流程數(shù)4總管數(shù)366根殼體內(nèi)徑1000mm傳熱管長(zhǎng)2820mm有效傳熱面積48.06m2實(shí)際所需傳熱面積34.46m2校核得熱流密度23450W/m2蒸發(fā)器是熱泵系統(tǒng)中從低溫?zé)嵩刺崛崃坎⑾蛳到y(tǒng)輸入熱量的設(shè)備，利用液態(tài)制冷劑沸點(diǎn)低于常溫，從而在低溫下沸騰蒸發(fā)，轉(zhuǎn)變?yōu)檎魵獠⑽毡焕鋮s介質(zhì)的熱量，達(dá)到提熱目的。經(jīng)過(guò)比較分析，選用干式殼管式蒸發(fā)器，因?yàn)樵摲N蒸發(fā)器具有較其他形式的蒸發(fā)器能夠更好的提取熱量并且設(shè)備簡(jiǎn)單運(yùn)行穩(wěn)定。本章主要進(jìn)行了蒸發(fā)器的熱力計(jì)算，確定了蒸發(fā)器的基本結(jié)構(gòu)尺寸，以及完成了對(duì)蒸發(fā)器傳熱管的選擇，同時(shí)對(duì)有效傳熱面積作了校核計(jì)算。設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果如表4-2所示。

第5章主要輔助設(shè)備5.1油過(guò)濾器的選型油液污染是系統(tǒng)故障的最主要原因，它會(huì)降低系統(tǒng)性能、縮短零部件壽命、增加換油次數(shù)和延長(zhǎng)停機(jī)時(shí)間，給系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來(lái)極大的負(fù)面影響。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由油液污染引起的故障占系統(tǒng)總故障的80%。因此，采取有效措施控制油液的污染尤為重要。恰當(dāng)?shù)倪x擇和布置油過(guò)濾器，使油液達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)清潔度，可以減少80%的系統(tǒng)失效。憑借提高性能，延長(zhǎng)零部件壽命，降低油液更換頻率，減少停機(jī)和維修時(shí)間等帶來(lái)的效益，可以在很短的時(shí)間內(nèi)回收在油液污染控制上的投入。經(jīng)過(guò)查找與比較決定采用LJN系列油過(guò)濾器，該種型號(hào)油過(guò)濾器主要由旋風(fēng)分離段、慣性除沫器預(yù)濾盒、精濾芯、排污閥、壓力及溫度表組成,夾帶油水的壓縮空氣，由進(jìn)氣管以切線方向進(jìn)入除油器。經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離，部分液態(tài)油、水被分離出來(lái)。然后,氣體通過(guò)慣性碰撞作用下，氣、液進(jìn)一步分離。經(jīng)過(guò)預(yù)濾盒，氣體中粒徑較大的塵埃被濾除，對(duì)后級(jí)精濾芯起保護(hù)作用。氣體通過(guò)精濾芯，粒徑大于1微米的固體粒子被濾除；粒徑微小的油霧、水霧被收集在精濾芯上，并凝聚成較大的液滴，在重力作用下，沉降到精濾管底部。分離出來(lái)油、水，由各排污口排出，經(jīng)除油處理的壓縮空氣由過(guò)濾器器頂端的出氣口輸出。該油過(guò)濾器器是以超細(xì)微孔過(guò)濾管為主體濾材，對(duì)壓縮空氣進(jìn)行粗濾、半精濾、精濾的三級(jí)除油設(shè)備，綜合采用機(jī)械分離，微纖維過(guò)濾和微孔介質(zhì)凝聚生長(zhǎng)的原理，具有過(guò)濾效率高、體積小、壽命長(zhǎng)、耐壓高、除油凈化效果好、壓差低、操作方便、維修費(fèi)用少等特點(diǎn)。并具有一定的脫濕干燥能力。5.2膨脹閥的選型膨脹閥是壓縮式制冷裝置中的主要控制元件。膨脹閥起節(jié)流降壓的作用，經(jīng)冷凝器冷凝后的高壓制冷劑液體經(jīng)過(guò)節(jié)流閥時(shí)，因受阻而使壓力下降，導(dǎo)致部分制冷劑液體氣化，同時(shí)吸收氣化潛熱，其本身溫度也相應(yīng)降低，成為低溫低壓的濕蒸汽，然后進(jìn)入蒸發(fā)器。膨脹閥可以分為以下幾種：(1)手動(dòng)膨脹閥：它試用于制冷系統(tǒng)手動(dòng)控制的場(chǎng)合。它實(shí)際是一種帶有細(xì)牙螺紋調(diào)節(jié)的針閥，手動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟度。當(dāng)壓縮機(jī)停機(jī)后，必須關(guān)閉手動(dòng)膨脹閥，切斷液體通路。(2)自動(dòng)膨脹閥：是依靠作用在膜片上相應(yīng)的吸氣壓力來(lái)控制液體流量的一種自動(dòng)閥，當(dāng)閥開(kāi)啟時(shí)，制冷劑液體進(jìn)入蒸發(fā)器，引起蒸發(fā)器壓力的升高，同時(shí)會(huì)導(dǎo)致膨脹閥的關(guān)小。當(dāng)壓縮機(jī)抽吸蒸發(fā)器中的蒸氣時(shí)，壓力降低，這種趨勢(shì)會(huì)促使膨脹閥開(kāi)打，這樣它能自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟度。制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，閥永遠(yuǎn)不會(huì)全關(guān)。當(dāng)壓縮機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)，針閥立即開(kāi)大；當(dāng)壓縮機(jī)停止時(shí)，蒸發(fā)器中的壓力可使膨脹閥全關(guān)。(3)熱力膨脹閥：它利用密封在元件內(nèi)制冷劑飽和壓力的增減來(lái)控制流經(jīng)閥孔的制冷劑量。是一種改進(jìn)型的自動(dòng)膨脹閥，廣泛用于制冷和空調(diào)設(shè)備上，膜片或波紋管上部的壓力來(lái)自遠(yuǎn)距離感溫包壓力的響應(yīng)。感溫包內(nèi)充有與制冷系統(tǒng)相似的工質(zhì)，感溫包柞縛在蒸發(fā)器出口附近的吸氣管上，用毛細(xì)管與膨脹閥膜片（或波紋管）腔室相連。制冷系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，熱力膨脹閥的感溫包對(duì)吸氣管上所在點(diǎn)的吸氣熱度起響應(yīng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟度，使蒸發(fā)溫度得自動(dòng)調(diào)節(jié)。經(jīng)過(guò)查找和比較，本設(shè)計(jì)中所使用到的電磁閥(自動(dòng)膨脹閥)的型號(hào)選擇2FDF13,熱力膨脹閥選擇的型號(hào)為HC5H。5.3真空泵選型真空泵在本設(shè)計(jì)中的作用：抽吸掉沖渣水中的不凝結(jié)氣體，防止其影響水蒸氣相變換熱效果；使水罐中保持負(fù)壓狀