制冷系统如何设计?

一、  设计任务和已知条件
根据要求，在武汉地区，以风机盘管为末端装置，冷冻水温度为7℃，空调回水温度为11℃，总制冷量为400KW，冷却水系统选用冷却塔使用循环水。
二、  制冷压缩机型号及台数的确定
1、确定制冷系统的总制冷量
制冷系统的总制冷量，应该包括用户实际所需要的制冷量，以及制冷系统本身和供冷系统冷损失，可按下式计算：
式中  ——制冷系统的总制冷量（KW）
——用户实际所需要的制冷量（KW）
A——冷损失附加系数。
一般对于间接供冷系统，当空调制冷量小于174KW时，A=0.15~0.20；当空调制冷量为174~1744KW时，A=0.10~0.15；当空调制冷量大于1744KW时，A=0.05~0.07；对于直接供冷系统，A=0.05~0.07。
2、确定制冷剂种类和系统形式
根据设计的要求，选用氨为制冷剂并且采用间接供冷方式。
3、确定制冷系统设计工况
确定制冷系统的设计工况主要指确定蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度和过冷温度等工作参数。有关主要工作参数的确定参考《制冷工程设计手册》进行计算。
确定冷凝温度时，冷凝器冷却水进、出水温度应根据冷却水的使用情况来确定。
①、  冷凝温度（  ）的确定
从《制冷工程设计手册》中查到武汉地区夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）
℃
对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度按下式计算：
℃
式中  ——冷却水进冷凝器温度（℃）；
——当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度（℃）；
——安全值，对于机械通风冷却塔，  =2~4℃。
冷却水出冷凝器的温度  （℃），与冷却水进冷凝器的温度及冷凝器的形式有关。
按下式确定：
选用立式壳管式冷凝器  =  +（2~4）=31.2+3=34.2℃
注意：  通常不超过35℃。
系统以水为冷却介质，其传热温差取4~6℃，则冷凝温度为
℃
式中  ——冷凝温度（℃）。

1.润滑油的分离与回收
　　润滑油对于压缩机来说不仅起着润滑、降低摩擦力的作用，还起着密封、带走潜屑和热量以及作能量调节机构的动力的作用，尤其是对螺杆压缩机的正常运行更显得重要。
　　但是，压缩机在运行时，当诽气速度达到24—30顺/5时，就会把部分润滑油带出气缸。此外，当排气温度达90℃一140℃时，部分润滑油也会气化为油气(宜径为5—50Pm的油较)，随着制冷剂蒸汽进入排气管，所以，压缩机在运行时总是把润滑油源源不断地排入系统的高压部分。润滑油进入系统的循环回路将造成下述不良后果：  (1)油积存在设备和管道内，使其工作容积减少;
　　(2)油的粘度大，遇到活物和机械杂质后易混合成为胶状物质。当其积累在截面较小的管道或阀门中时，易造成堵塞，使系统不能正常运行;
　　(3)油的导热系数远比金屑小，当时在热交换器壁面时，将使传热恶化，引起冷凝温度升高和蒸发压力下降，并使排气温度上升，从而使制冷装置的工作效率降低;
　　(4)若淘滑油无法及时返回压缩机曲轴箱时，可能导致压缩机失油而发生事故。  因此，在设计时必须采取措施使油从系统的积油设备中分离出来，然后通过手动或自动使之返回压缩机曲袖箱循环使用。
　　首先，应在压缩机和冷起器之间的排气管上设置油分离器，利用降低流速、改变流向、液态制冷刑洗涤和冷却，或利用重力和离心力的作用，使绝大部分的油在进入冷踞器之前就被分离出来。
　　为了进一步分离少量混入冷凝器、又随冷剂液体流出的润滑油，还可以在冷凝器的出液管上设置液油分离器，利用离心力的作用使油从液体中分离出来。通过这两道分离后，仍有少量的润滑抽混同在制冷剂液体中而进入其他设备，所以在贮液器、中冷器、低压循环桶、排液桶、汽液分离器以及蒸发器等设备的底部，都会沉积润滑油，因此还应在这些设备的底部设置放油管道。从集泊器中放出的油应经过油处理设备的再生处理，经抽除氨气，过滤油污，蒸发水份后再注入压缩机循环使用。
　　2.不凝性气体的分离
　　在制冷装置中，由于金属材料的腐蚀，润滑油的分解，制冷剂不纯及接触污物后的分解，负压运行时由于制冷装置不密闭或手动加油时把空气吸入系统，投产前和维修后对系统的空气抽除不干净等原因，使系统内含有O2：、N：、H2、C1z、水汽和其他碳氢化合物的混合气体。这些混合气体混同制冷剂在制冷装置中循环，由于不能被液化，使冷凝器内增加这部分不凝性气体的分压力造成冷凝压力升高，冷凝器的传热效果下降。而且，混合气体中的水份相对会加剧对金属材料的腐蚀和加速润滑油的氧化。
　　由于不凝性气体总是和制冷剂气体混合存在，采用直接排放的方法势必同时放掉一部分制冷剂，这样既不安全又造成浪费，所以应设置空气分离器，通过它来冷凝回收不凝性气体中的制冷剂。只有经常处在正压下工作的制冷装置，才可以不设置空气分离器，但仍需设置放空气阀，必要时从冷凝器或贮液器的顶部直接排放掉系统中的不凝性气体。
　　3.高压制冷剂液体的过冷  4.蒸发器的除霜和排液

一般制冷机的制冷原理压缩机的作用是把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽，使蒸汽的体积减小，压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽，使之压力升高后送入冷凝器，在冷凝器中冷凝成压力较高的液体，经节流阀节流后，成为压力较低的液体后，送入蒸发器，在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽，再送入压缩机的入口，从而完成制冷循环。

制冷系统主要分几个设备：  
压缩机-冷凝器-节流装置-蒸发器  
它的基本原理是这样的，压缩机将冷冻剂压缩成高压饱和气体（氨或氟里昂），这种气态冷冻剂再经过冷凝器冷凝。  
通过节流装置节流之后，通入到蒸发器中，将所需要冷却的媒介冷却换热。例如将蒸发器连接到楼里的各个房间，蒸发器内的蛇行管将同空气进行换热，再通过鼓风将冷气吹向房间的空气当中。  
而蒸发器蛇行管内的冷冻剂换热后变成低压蒸气回到压缩机，再被压缩机压缩，这样循环利用就完成了制冷系统。  
制热系统也大致是这个原理，只是方式相反。制冷压缩机种类和形式很多，根据原理可分容积型和速度型两类，其中容积式是最为普遍的。  
压缩机是如何压缩气体的呢？  
简单而说就是通过改变气体的容积来完成气体的压缩和输送过程！任何动力设备都需要有个原动力来作功完成，压缩机也是一样，它需要一个电动机（马达）来带动。  
容积型压缩机又分为往复式活塞式和回转式两种。  
1、往复活塞式是通过活塞在气缸内做往复运动改变气体工作容积；活塞式压缩机历史悠久，生产技术成熟。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝→膨胀→蒸发  (  吸热  )  的制冷循环。  
2、回转式压缩机包括刮片（滑片）旋转式压缩机、螺杆式压缩机，目前国内生产的空调器多数采用旋转式压缩机；螺杆式压缩机主要用于大型制冷设备,现在一些大型商场办公楼内也有很多采用螺杆式压缩机。节流装置又称节流阀节流阀通常可以分为毛细管节流，热力膨胀阀节流（内平衡、外平衡）和电子膨胀阀节流，还有一种是膨胀机节流（不过，这种通常见不到）。  电子膨胀阀主要优点是能够精确控制制冷剂流量，从而达到精确控制蒸发温度。通常在控温精度要求比较高的地方使用。电子膨胀阀可以在-70度以上正常工作，但热力膨胀阀最低只能达到-60度。为防止机组在初始启动时,蒸发侧的制冷剂压力和流量过大,引起压缩机过载,一般热力膨胀阀均设有MOP  功能,即蒸发压力只有在低于设定值时,膨胀阀才打开。但其功能与电子膨胀阀相比,仍显得较为单调。电子膨胀阀在结构上可视作为节流机构与电磁阀的有机结合,且通过控制器进行调节,因此根据不同的产品特性,在机组启动、负载变化、除霜、停机以及故障保护等情况下体现出其控制功能上的多样性和优越性。例如:电子膨胀阀对制冷剂流量的调节除了可以控制蒸发器外,还可以用来调节冷凝器。当蒸发工况允许的情况下,若冷凝压力过高,可以适当关闭膨胀阀,减少系统中制冷剂的流量,降低冷凝器负荷,从而降低冷凝压力,实现机组的高效和可靠运行。  在传统的空调系统设计过程中,由于热力膨胀阀的功能和性能上的的限制,往往出现系统在匹配设计时在某种程度上不得不屈从于热力膨胀阀的现象。而电子膨胀阀的采用使得这种设计理念得以突破,人们可以根据系统的特性要求对膨胀阀的控制方式和控制逻辑进行人为设定,使其真正达到部件屈从于系统的目的。电子膨胀阀作为一种新型的控制元件,早已经突破了节流机构的概念,它是制冷系统智能化的重要环节,也是制冷系统优化得以真正实现的重要手段和保证,也是制冷系统机电一体的象征,已经被应用在越来越多的领域中。由于电子膨胀阀的采用,突破了以前在空调机组设计过程中存在的某种系统屈从热力膨胀阀的观念,进入膨胀阀为系统优化服务的新境界,对于制冷行业的发展起着重要的作用。

根据冷库的使用温度、大小，先计算冷库多少立方，然后计算要多少制冷量，再计算匹配多少大的压缩机，压缩机的制冷量要看供货商资料的，制冷量根据蒸发温度的不同是不一样的，知道压缩机的制冷量后计算冷凝器和蒸发器的大小，详细的计算方法您百度一下，我没有专业学过冷库，现在却专业安装冷库。

单级制冷机是应用比较广泛的一类制冷机，它可以应用于制冰、空调、食品冷藏及工业生产过程等方面。单级制冷循环是指制冷剂在制冷系统内相继经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，便完成了单级制冷机的循环，即达到了制冷的目的。  
制冷系统由蒸发器、单级压缩机、油分离器、冷凝器、贮氨器、氨液分离器、节流阀及其它附属设备等组成，相互间通过管子联接成一个封闭系统。其中，蒸发器是输送冷量的设备，液态制冷剂蒸发后吸收被冷却物体的热量实现制冷；压缩机是系统的心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用；油分离器用于沉降分离压缩后的制冷剂蒸汽中的油；冷凝器将压缩机排出的高温制冷剂蒸汽冷凝成为饱和液体；贮氨器用来贮存冷凝器里冷凝的制冷剂氨液，调节冷凝器和蒸发器之间制冷剂氨液的供需关系；氨液分离器是氨重力供液系统中的重要附属设备；节流阀对制冷剂起节流降压作用同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的流量，并将系统分为高压侧和低压侧两部分。