《冷库制冷工艺设计 教学课件 ppt 作者 李敏 第四章 冷库制冷工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冷库制冷工艺设计 教学课件 ppt 作者 李敏 第四章 冷库制冷工艺设计（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、冷库制冷工艺设计,第四章 制冷压缩机及设备的选择计算,第四章 制冷压缩机和设备的选型计算,在耗冷量已知 制冷压缩机和设备的选择计算 依据选择原则,4-1制冷压缩机的选型计算,一、制冷压缩机选型的一般原则 1压缩机的制冷量应能满足冷库生产旺季高峰负荷的要求，所选机器制冷量应Qj ； 2单机容量和台数的确定； 3为不同的蒸发系统配备的压缩机，应适当考虑机组之间有互相备用的可能性，尽可能采用相同系列的压缩机，便于控制、管理及零配件互换。 4系列压缩机带有能量调节装置，可以对单机制冷量作较大幅度的调节 ； 5氨制冷系统压力比pLpZ8时用双级压缩；氟利昂制冷系统压力比pLpZ810时采用双级压缩。,6
2、制冷压缩机的工作条件，不得超过制造厂家规定的压缩机使用条件。,7从节能的角度 目前在70、 100、 125系列压缩机中，已采用两种活塞行程，对于低温工况 70 55 100 80 110 100 选用长行程的压缩机无疑可提高效率,机型之间的选择,活塞机，工作压力范围广，适应较宽的能量范围，具高速、多缸、能量可调 缺点：结构复杂、易损件多，检修周期短，对湿行程敏感，有脉冲振动，运行平稳性差， 优点：价廉,螺杆机：结构简单，易损件小，体积小，重量轻，单级压缩比大，对湿行程不敏感，振动小，对基础要求低，输气系数高，排温低，热效率低，用中间补气，采用经济器循环流程，在一定范围可以代替两级压缩 缺点：
3、噪音较高，耗油量大，油路系统和辅助设备较复杂 离心机：单级压缩比4，其效率稍低活塞机，对制冷剂有一定要求，且使用不当会产生喘振,一次性投资和运行管理费,制冷机的运行情况 短期间歇性运行 试验用 季节性运行 空调用 全年运行 低温冷藏库V管理费越重要 除此，应了解用户的短期和远期发展规划，操作管理人员的素质等,二、主要工作参数的确定,（1）蒸发温度tZ的确定 蒸发温度是根据工艺要求及节能等方面综合考虑而确定的，其取决于被冷却介质或被冷却环境所要求的温度。 蒸发器的设计温差可根据库房要求的相对湿度,由表达4-4中查得.,2冷凝温度 （1）立式、卧式、淋激式冷凝器tL,（2）蒸发式冷凝器tL的确定,
4、tLts+(510) （3）空气冷却式冷凝器tL的确定 空冷式冷凝器冷凝温度一般比夏季通风室外计算温度高812。 3吸气温度：有一定的过热度。 设计时可按表4-5 所示的允许吸气温度来选择。 4排气温度，作绝热压缩：,5最佳中间温度tzj,6过冷温度tg和中间冷却器蛇形管出液温度 tg：比过冷器的进水温度高3 中冷器出液：tzj+35,三压缩机的选型计算,1单级压缩机及其电动机的选择计算,（1）压缩机的选择,1）以理论排气量选型 i。根据已知条件，查出各状态点的有关参数 ii求输气系数g(吸气系数) gVSVP 由厂家资料提供 由相关的图表查得。 由计算获得：如下,iii由压缩机总负荷Qj及以
5、上各值，求得VP,2）以压缩机的标准工况制冷量选型,（2）电动机的选择,2、双级压缩机的选型计算,（1）压缩机选择计算 求最佳中间温度tzj tzj=0.15tL+0.6tz+3 假定两个中间温度 tzjtzj5 tzj“tzj+5 求假定中间温度下的高、低压缩机的吸气系数,按表4-13所列项目计算，求得两组资料,高压级流量Gg的计算,作坐标图,以实际的中间tzj作lgPh图，查出各状态点参数，得qd、qg 复核低压级压缩机产冷量 若QdQj(稍大)合适,在选用单机双级压缩机时，因为高低压汽缸的容积比，即两级汽缸的输气量之比已为确定的值，有时也可直接由产品样本选型。因为我国生产的单机双级压缩机
6、其产品样本上制冷量的工况条件是：蒸发温度tz=-30-35，冷凝温度tL=3540，设计工况条件一般不会超出此范围，所以在选型时可省略繁琐的中间温度计算，直接根据系统的机械负荷Qj和设计工况以及选机原则由产品样本确定所选机器的型号和台数，一般可满足设计要求 。 双级机组的选型计算时，还可以先假定高低压级汽缸的输气量之比，因为我国通常采用=0.50.33(即1/21/3),按假定值和工况参数确定中间温度后,进行循环的热力计算,先计算出低压级的理论输气量,选出低压机的型号和台数,再按假定的配比选定高压级的型号和台数,最后进行制冷量和输气量之比的校核。这种方法对两类机组选型都适用。,（2）压缩机电动
7、机的功率,分别求高、低压级的Ns，由实际选型的Gd 分别求高、低压级的Nm， 分别求高、低压级的Nz(轴功率)， 压缩机配用电动机功率,对于配组式双级压缩机的低压级压缩机，高压级压缩机一般可按空调工况来选配电动机。低级压缩机由于考虑到起动时蒸发压力和中间压力较高，制冷机在运行中要通过最大功率工况，所需的功率较大，因此如按工作负荷来选配电动机将会造成超载，因此低压级压缩机的轴功率应以双级压缩机运行平衡时的负荷加倍计算出指示功率，再附加摩擦功率，即按下式进行计算。,对于单机双级压缩机的电动机功率校核，应将高、低压级两 部分的轴功率相加之后，再确定电动机的功率,如果是螺杆机的选型，基本计算过程是一样
8、的,由于其机型的不同特色，所以在选型时应特别注意以下几点： 单级螺杆制冷压缩机的经济压缩比为4.75.5，在此范围内经济性最佳； 单级螺杆制冷压缩机不宜用于我国南方地区的低温工况； 蒸发温度在-20以下，单级螺杆压缩机的运行经济性差。蒸发温度超低，效率越低，能耗越大，长期运行会带来能源的过量消耗，并使压缩机过早损坏。 优先选择带经济器的螺杆压缩机。带经济器的螺杆压缩机有较宽的运转条件，单级压缩比大，比双级螺杆制冷系统容易控制，系统简单，占地面积小，与单级螺杆压缩机相比优越性更加明显。,42 冷凝器选型计算,1、冷凝器的选型原则 立式冷凝器适用于水源丰富，但水质较差或水温较高的地区。一般布置在机
9、房外面； 卧式冷凝器和分组式冷凝器适用于水温较低，水质较好的地区，一般布置在机房设备间；广泛地应用于中小型氨和氟利昂系统中 淋激式冷凝器适用于空气相对湿度较低，水源不足或水质条件较差的地区，一般布置在室外通风良好的地方； 蒸发式冷凝器适用于空气相对湿度较低或缺水的地区，一般布置在室外通风良好的地方； 空气冷却式冷凝器适用于水源比较紧张的地区和中小型氟利昂制冷系统；,各种水冷式冷凝器都可采用冷却水循环冷却供水方式；当水源温度较高或冷凝器为一次用水时，不采用过冷却器； 采用水冷式或蒸发式冷凝器，其冷凝温度应按现行国家标准采暖通风与空气调节设计规范GBJ19中规定的冷凝温度取值，但均不应超过40；
10、从设备费和维修费用看，蒸发式冷凝器最高，但对大中型制冷装置，蒸发式冷凝器同立式或卧式冷凝器与冷却塔的组合形式相比，建设初投资不相上下，且运行时蒸发式冷凝器节水节能，美国冷库制冷装置中主要使用蒸发式冷凝器。但对高温高湿地区来说，蒸发式冷凝器的使用效果不太理想。,2、计算步骤 （1）冷凝负荷,（2）冷凝器面积（试选）,FQLqF 冷凝器的单位面积热负荷 结合冷凝器选型原则 确定qF求F （3）冷却水耗量VS,2）蒸发式冷凝器的用水量可按下式计算： 估算：其冷凝器单位面积冷却水用量,（3）对初选冷凝器的验算,1）冷凝器管内水流速Ww 2）冷凝器（制冷剂与冷却水）的对数平均温度差tm 3）冷凝器的传热
11、系数,（4）、冷凝器实际需要的传热面积Fs,否则，再选 原因：1。冷凝器的个别管子在使用中会烂穿 2预料之外的严重污垢，使内径 3不凝性气体：使冷凝压力高于它的饱和压力 4其他,4-3 冷却设备的选型计算,1、冷却设备的选型原则 1）所选用冷却设备的使用条件和技术条件应符合现行的制冷装置用冷却设备标准的要求； 2）冷却间、冻结间和冷却物冷藏间的冷却设备应采用冷却风机（也称空气冷却器）； 3）冻结物冷藏间的冷却设备，可选用项排管、墙排管和冷风机，一般当食品有良好的包装时，宜选用冷风机，食品无良好包装时，可采用顶排管、墙排管；,4）根据不同食品的冻结工艺要求，选用合适的冻结设备，如冻结隧道、平板冻
12、结器、螺旋冻结装置、流态化冻结装置和搁架排管冻结装置等； 5）包装间的冷却设备，对室温高于-5时宜选用冷风机，室温低于-5时宜选用排管； 6）冰库采用光滑顶排管。,2、冷却设备的传热面积计算,（1）冷却空气的冷却设备冷却面积的计算 2）冷却设备的 K值 对于光滑项、墙排管的传热系数 KKC1C2C3 W,氨搁架排管传热系数。氨搁架排管传热系数的确定方法是根据空气流动情况由表4-26查取的。 冷风机的传热系数。影响冷风机的传热系数的因素有很多，如风速、温差、蒸发温度、霜层厚度及相对湿度等，其K值根据实测由有关标准给出。书中的表4-27、表4-28所示为我国标准规定冷风机的考核工况，并在相关考核工
13、况下的传热系数。供计算和设计时参考 。,3）冷却设备的计算温度差,墙排管、顶排管、搁架式排管t 按算术平均温度差，t10 冷风机（按对数平均温度差） 冷却间、冻结物冷藏间、冻结间：t10 冷却物冷藏间 ： t810 当冻结物冷藏间和冻结间的冷却设备为同一蒸发器回路时，冻结物冷藏间的对数平均温差10，10计算 制冰间取4,（2）冷却液体用冷却设备,冷却液体用冷却设备主要有立管式、螺旋管式、蛇形盘管式和卧式壳管式。其选型与冷却气体用的相仿，根据下式求冷却面积 ： 其中K值和单位面积冷却热可以查相关的表，如书中表432和表433所示。,4-4 节流机构的选择计算,节流机构是制冷装置的四大主件之一，是
14、实现制冷循环必不可少的部件。它的作用是将 冷凝器或贮液器中冷凝压力下的饱和液体(或过冷液体)。爷流后降至蒸发压力和蒸发温度，同时根据负荷的变化，调节进入蒸发器的制冷剂流量。,制冷系统的节流机构按其在使用中的调节方式可以分为如下四类： (1)手动调节的节流机构 (2)用液位调节的节流机构，其中常用的是浮球调节阀 (3)用蒸气过热度调节的节流机构包括热力嘭胀阀和热电膨胀阀等 (4)不调节的节流机构，有自动膨胀阀、节流管(毛细管)、节流短管和节流孔等多种,1、 手动膨胀阀的选型,手动膨胀阀是用阀的开启度来调节进入蒸发器的制冷剂流量、压力和温度。选型时一方面根据阀前后压力差、阀门所处制冷回路的制冷量（
15、稍大于对应阀后的实际制冷量），确定阀门的通径，选择与之相对应的节流阀型号，如表4-44是手动节流阀的容量特性。另一方面还可以大体上按制冷剂流量来选择节流阀的规格。一般可直接按设备上管接口的规格选用手动膨胀阀。如表4-45是手动节流阀的流量特性。,2、热力膨胀阀的选型,规格、型号不同的热力膨胀阀其制冷量也不一样，选配时主要根据制冷量的大小、制冷剂的种类、节流前后的压力差、蒸发器管内制冷剂的流动阻力等因素 。 1）设计中可根据实际制冷量来选型。 2）也可以通过计算来选型 先计算热力膨胀阀的通道截面积A 然后由A热力膨胀阀通道直径d 再由d 由资料选型 3、浮球膨胀阀的选型 浮球阀一般也可以根据制冷系统制冷量的大小来选用，还可以按下面公式求出浮球阀的通道截面积后，按通道截面积来选型。,4-5 制冷机的辅助设备选型计算,辅助设备的分类： 热交换设备：中冷、再冷却器、回热器 贮存设备：高压贮液器、低压循环贮液器、排液桶 分离以及捕集设备：油分、集油器、空分、液分、干燥器、过滤器等 制冷剂液体输送设备：液泵 盐水输送设备：盐水泵 以上设备的选择，部分如：油分、中冷、贮氨器等与制冷量有关,1、立式中冷器的计算,以氨作制冷剂：中间完全冷却，才得到(流速) (图) 氟利昂:中间不完全冷却 （一）中冷器的直径d （二）中间冷却器蛇形管冷却面积 中间冷却器选型时，根据计算求得的桶径d和盘管的
