冷库制冷工艺设计第四章 冷库制冷工艺设计

冷库制冷工艺 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 主编：李敏机械工业出版社冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社冷库制冷工艺设计第四章制冷压缩机及设备的选择计算冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社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 依据选择原则冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社§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pL／pZ>8时用双级压缩；氟利昂制冷系统压力比pL／pZ>8～10时采用双级压缩。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社6．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①目前在Ø70、Ø100、Ø125系列压缩机中，已采用两种活塞行程，对于低温工况 ↙↘↙↘↙↘705510080110100选用长行程的压缩机无疑可提高效率冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社②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：价廉冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 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：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冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社③一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冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社二、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 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 达4-4中查得.冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 2．冷凝温度 （1）立式、卧式、淋激式冷凝器tL 冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（2）蒸发式冷凝器tL的确定 tL＝ts+(5～10)℃（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8～12℃。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：冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社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+3～5℃冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社三．压缩机的选型计算 1．单级压缩机及其电动机的选择计算冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（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λg(吸气系数)λg＝VS／VP 由厂家资料提供 由相关的图表查得。 由计算获得：如下 冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社iii．由压缩机总负荷Qj及以上各值，求得VP冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社2）．以压缩机的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 工况制冷量选型冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（2）电动机的选择冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社2、双级压缩机的选型计算 （1）压缩机选择计算 ①求最佳中间温度tzj tzj=0.15tL+0.6tz+3℃ ②假定两个中间温度 tzj'＝tzj—5℃tzj"＝tzj+5℃ ③求假定中间温度下的高、低压缩机的吸气系数冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社④按表4-13所列项目计算，求得两组资料冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社高压级流量Gg的计算冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社⑤作坐标图⑥以实际的中间tzj作lgP—h图，查出各状态点参数，得λqd、λqg⑦复核低压级压缩机产冷量若Qd＞Qj(稍大)合适冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 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=35～40℃，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ξ=0.5～0.33(即1/2～1/3),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 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 对两类机组选型都适用。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（2）压缩机电动机的功率 ①分别求高、低压级的Ns，由实际选型的Gd ②分别求高、低压级的Nm， ③分别求高、低压级的Nz(轴功率)， ④压缩机配用电动机功率冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 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冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社如果是螺杆机的选型，基本计算过程是一样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4.7～5.5，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。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社§4－2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；冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 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℃； 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。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 2、计算步骤 （1）冷凝负荷冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（2）冷凝器面积（试选） F＝QL／qF ↘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 冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 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冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（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）冷凝器的传热系数 冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（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 冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社§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；冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 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。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社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 ①对于光滑项、墙排管的传热系数 K＝K'·C1·C2·C3W／㎡·℃ 冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 ②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。 ③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，并在相关考核工况下的传热系数。供计算和设计时参考。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社3）冷却设备的计算温度差 ①墙排管、顶排管、搁架式排管△t 按算术平均温度差，△t≯10℃ ②冷风机（按对数平均温度差） 冷却间、冻结物冷藏间、冻结间：△t＝10℃ 冷却物冷藏间：△t＝8～10℃ ③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 ④制冰间取4℃冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（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4－32和表4－33所示。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社§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。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 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冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社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（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。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社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。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社§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  冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社1、立式中冷器的计算 以氨作制冷剂：中间完全冷却，才得到ω(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和盘管的冷却面积Fp，从产品样本中选型。所选中间冷却器应同时满足d和Fp的要求。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社2、贮氨器（高压贮液器）的设计 以贮氨器容积选取 VZA——应等于＝制冷剂流量+设备贮液量 ∑G——制冷装置每小时氨液循环总量 ∑G＝∑G（-15）+∑G（-28）+··· VZA——应等于＝制冷剂流量+设备贮液量 V——tk下的氨液比体积，m3／㎏ φ——容量系数：同时运行系数，大库，同时运行少，（错开运行），系数小；小库，同时运行多，系数大 β——氨液充满度，宜取70％ 冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社3、油分离器的选择 w——为油分离器内气体流速，填料式油分离器宜用0．3～0．5m/s，其他型式的油分离器宜采用不大于0．8m／s。 对于既有单级又有双级压缩机的综合回路，合用油分离器时，应将单级压缩机的λV和双级压缩机高压级压缩机的λgVg求和后代入上式进行计算。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社4、氨液分离器 重力供液系统在下列情况须设置机房氨液分离器 两层及两层以上的库房 两个或两个以上的制冰池 库房的氨液分离器与压缩机的水平距离＞50m对于不设机房氨液分离器的系统，库房氨液分离器选型时，建议按机房氨液分离器进行选型计算。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社5、低压循环桶的计算 以d和V选取 6、排液桶 冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社 7、集油器 一般不需计算，按经验： 总制冷量Q0＜23.26万千瓦，d=159mm一个 总制冷量Q0＞23.26万千瓦，d=325mm一个 总制冷量Q0＞116.3万千瓦，d=325mm两个 应分开低、高压，防止串压 8、放空气器 选型经验：1200kw以下时，可选用冷却面积为0．45m2的空气分离器一台；压缩机总的标准制冷量在l200kw以上时，采用冷却面积1．82m2的空气分离器一台。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社9、回热器 上式只适用于干饱和或过热蒸汽，对于湿蒸汽φ≥90％，作近似 3）K值：当液体流速为0．8～lm／s，气体流速为8～lOm／s时，光管的传热系数为230～290W／(m2.℃)；对于套管式回热器采用经验选型：套管式长度按表4-54中经验数据选用。对盘管式：冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社10、干燥器 用于氟利昂系统，∵其不溶于水 水份来源：充注前，未彻底干燥；油氧化产生的水汽；油、制冷剂不纯，含水等 不良后果： 按液体管道公称通径的尺寸选取，再验证其流速（0.013～0.033m／s）11、过滤器 过滤网的面积，以流速为依据.气体通过滤网的流速以l～1．5m／s为宜，液体通过滤网的流速以0．07～0．1ｍ／s为宜。 冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社12氟用分液器的选型 分液器的选配，可根据蒸发温度、冷凝温度、制冷剂种类、蒸发器制冷量及通路数等 从表4-55中确定，长度负荷修正系数如表4-56所示。冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社13、液泵的选型计算氨泵的选型应从三方面考虑：流量、扬程和吸入压头冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（2）氨泵的流量 1）氨泵的流量 冷藏间：3～4倍蒸发量， 冻结间（或负荷波动大）：5～6倍，或见表2-2P53 V＝G·V'（3～4） 2）氨泵的压头 注：当一个系统内，连接不同压力的蒸发器时，该氨泵的压头该按蒸发压力较高的蒸发器计算 （1）氨泵必须克服下列压力损失 ①氨泵至蒸发器之间，输液管道上的全部压力损失 ②氨泵中心至蒸发器前的液柱 ③蒸发器阻流阀前应维持1㎏／㎝2的自由压头，以调节各蒸发器的流量冷库制冷工艺设计主编：李敏机械工业出版社（2）氨泵的吸入压头（净正吸入压头） 克服下列阻力： ①氨液在泵入口处因加速度和涡流现象引起的压力损失 ②低压循环桶至泵入口处进液管道上的局部阻力 ③附加0.5m的液柱 i)由于冷负荷突然↗，低循可能压力突然↘，使桶内液体沸腾，静压头↘ ii)由于传入泵体进液管的热量，导致泵内液体汽化造成的影响（3）盐水泵的选型在间接制冷设备中使用盐水泵作为冷媒循环的动力，其计算方法和氨泵大体相同，也是以流量和扬程作为选型依据。