制冷裝置設計課件CH3

CH3 制冷壓縮機與設備的選型計算本章主要內(nèi)容：制冷壓縮機的選型計算換熱設備的選型計算輔助設備的選型計算3.1制冷壓縮機的選型一般的選型原則主要計算參數(shù)的確定壓縮機選型3.1.1制冷壓縮機的選型原則型號盡可能選用大型壓縮機，大型壓縮機比小型壓縮機效率高；選大不選小同一機房選配的壓縮機型號不宜超過兩個系列，以便零部件的互換，當僅有兩臺機器時，則盡量選用同一系列；系列不過二采用雙級壓縮循環(huán)時，應優(yōu)先選用單機雙級壓縮機，因其與配組式雙級壓縮機相比，制冷系數(shù)大，初投資低，占地少等優(yōu)點。3.1.1制冷壓縮機的選型原則臺數(shù)為簡化系統(tǒng)，壓縮機臺數(shù)應盡量少，但機器總臺數(shù)不宜少于2臺，以適應負荷變化及備用。壓縮機總制冷量以滿足生產(chǎn)要求為準，不考慮備用機。壓縮機的工作條件不得超過允許使用條件。3.1.2制冷壓縮機主要

計算參數(shù)的確定蒸發(fā)溫度冷凝溫度吸氣溫度過冷溫度蒸發(fā)溫度的確定原則：

根據(jù)儲存物品的種類及冷藏工藝確定（保證物品冷加工質(zhì)量）；系統(tǒng)不要劃分過細。確定方法：

直接冷卻系統(tǒng)：tn——房間溫度（冷間溫度，庫溫），℃。蒸發(fā)溫度的確定

間接冷卻系統(tǒng)：t2——蒸發(fā)器中載冷劑的出口溫度，℃。冷凝溫度的確定冷凝溫度與冷凝器的形式、冷卻介質(zhì)及其溫度有關。水冷式冷凝器冷凝溫度的確定水冷式冷凝器冷凝溫度的確定蒸發(fā)式冷凝器：風冷式冷凝器：壓縮機吸氣溫度的確定吸氣溫度對壓縮機的影響過低——液擊過高——排氣溫度過高吸氣溫度的主要影響因素供液方式吸氣管長度冷間負荷壓縮機吸氣溫度的確定氨制冷系統(tǒng)根據(jù)蒸發(fā)溫度確定，允許有一定的過熱度。過冷溫度的確定氨制冷系統(tǒng)水冷式過冷器：比過冷器進水溫度高3℃；中冷器：比中間溫度高5~7℃。關于壓縮機的幾個概念工況

壓縮機的工作狀況，通常用制冷量、溫度、功率等性能參數(shù)來表征。名義工況與名義制冷量使用工況壓縮機分類壓縮機——名義工況壓縮機規(guī)范《活塞式單級制冷壓縮機》（GB/T10079-2001）名義工況（額定工況）定義：

性能工況中的一種，在此工況下，壓縮機按規(guī)定條件進行試驗，并作為性能比較的基準性能工況。規(guī)范之規(guī)定壓縮機——名義工況規(guī)范之規(guī)定吸氣溫度過冷溫度壓縮機——使用工況使用工況

壓縮機——分類壓縮機分類高溫壓縮機（H2O，R21）中溫壓縮機（NH3、R22、丙烷）低溫壓縮機（CO2、R23）壓縮機——分類壓縮機分類開啟式壓縮機（有軸封，大型壓縮機）半封閉式壓縮機（無軸封，可拆卸）封閉式壓縮機（無軸封，不可拆卸）壓縮機——分類壓縮機分類單級壓縮機雙級壓縮機多機頭并聯(lián)壓縮機組單級壓縮機選型選型方法：按理論輸氣量選型按標準工況制冷量選型按性能曲線選型單級壓縮機選型按理論輸氣量選型需冷量=制冷量單級壓縮機選型按標準工況制冷量選型單級壓縮機選型按性能曲線選型雙級壓縮機選型制冷劑種類——確定中間冷卻方式氨：中間完全冷卻R290及氟利昂：中間不完全冷卻確定中間溫度（經(jīng)濟性、安全性）雙級壓縮機的選型雙級壓縮機選型——中間溫度的確定中間壓力與中間溫度

中冷器內(nèi)，低壓級排氣被冷卻為干飽和蒸氣時的壓力稱為中間壓力，其相應的飽和溫度為中間溫度。確定方法制冷系數(shù)最大法理論輸氣量之比法中間溫度的確定——制冷系數(shù)最大法步驟：（1）初步確定Pm及tm；（2）對每組Pm及tm所在的熱力循環(huán)進行計算，得到對應的制冷系數(shù)ε=f（tm）。（3）作出ε-tm曲線，ε最大值εmax對應的溫度即為所求的最佳中間溫度tmopt，對應的飽和壓力為最佳中間壓力pmopt中間溫度的確定——理論輸氣量之比法步驟：已知高、低壓壓縮機理論輸氣量之比ξ。（1）初步確定Pm及tm；（2）對每組Pm及tm所在的熱力循環(huán)進行計算，得到對應的高、低壓理論輸氣量之比ξ==f（tm）。（3）作出ξ-tm曲線，

從圖中找出與給定ξ值相對應的值tm，即為所求的最佳中間溫度tmopt，對應的飽和壓力為最佳中間壓力pmopt雙級壓縮機選型——理論輸氣量法步驟：（1）理論輸氣量計算（2）選型，確定臺數(shù)復疊式循環(huán)壓縮機選型制冷劑組合形式確定中間溫度壓縮機的選型復疊式循環(huán)壓縮機——中間溫度確定高溫循環(huán)低溫循環(huán)復疊式循環(huán)壓縮機——中間溫度確定步驟：制冷系數(shù)最大法（1）初選冷凝溫度t3，對高、低循環(huán)進行熱力計算每個循環(huán)壓力比≤10；冷凝蒸發(fā)器傳熱溫差取3~10℃；初選t3，則t6=t3–Δt熱力計算得制冷系數(shù)ε復疊式循環(huán)壓縮機——中間溫度確定步驟：（2）取不同的冷凝溫度t3，重復步驟（1），計算ε=f（t3）；（3）作出ε=f（t3）曲線，εmax對應的溫度即為所求的最佳冷凝溫度t3opt；同時得到t6opt；復疊式循環(huán)壓縮機——選型理論輸氣量法：3.2換熱設備的選型計算冷凝器的選型計算蒸發(fā)器的選型計算中間冷卻器的選型計算冷凝蒸發(fā)器的選型計算3.2.1冷凝器的選型計算結構形式的選擇（分類）選型計算傳熱面積冷卻介質(zhì)流量流動阻力冷凝器——分類冷凝器分類——冷卻介質(zhì)空氣冷卻式冷凝器（缺水地區(qū)、小型、運輸式系統(tǒng)）水冷式冷凝器（水源豐富）蒸發(fā)式冷凝器（缺水、干燥地區(qū)）冷凝器——分類水冷式凝器分類——結構立式殼管式冷凝器（大、中型，水質(zhì)較差）臥式殼管式冷凝器（大型，水質(zhì)較好）板式冷凝器（中小型，水質(zhì)較好）套管式冷凝器（小型，水質(zhì)較好）冷凝器選型計算——傳熱面積計算計算方法：理論計算/經(jīng)驗計算經(jīng)驗計算法確定傳熱面積——氨系統(tǒng)經(jīng)驗計算法確定傳熱面積——氟利昂系統(tǒng)理論計算法確定傳熱面積——QK冷凝器熱負荷可用下列任一公式計算：理論計算法確定傳熱面積——Δtm——水冷式理論計算法確定傳熱面積——Δtm℃℃℃冷凝器選型計算——冷卻介質(zhì)流量計算方法：冷凝器選型計算——流動阻力自學冷凝器選型計算——冷卻塔冷卻塔管路系統(tǒng)冷卻塔選型冷凝器選型計算——冷卻塔選型冷卻塔的熱負荷：℃℃冷幅冷卻范圍冷凝器選型計算——水泵選型循環(huán)水量計算

通常1kW熱負荷的循環(huán)水流量為0.15~0.2m3/h；限定流速≤2.4m/s，選用管材和管徑；確定管路中的閥門和配件數(shù)量；計算管路的沿程阻力和局部阻力；根據(jù)循環(huán)水量和阻力，進行水泵選型。3.2.2蒸發(fā)器的選型計算蒸發(fā)器分類選型一般原則選型計算傳熱面積風量及載冷劑流量蒸發(fā)器的分類冷卻空氣式蒸發(fā)器冷卻液體式蒸發(fā)器冷卻排管冷風機干式殼管式滿液殼管式蒸發(fā)器選型的一般原則保證冷加工對象的質(zhì)量，保證冷間溫度場均勻；冷卻間、凍結間及冷卻物冷藏間應選用冷風機；凍結物冷藏間宜選用墻排管、頂排管；當食品有良好包裝時，也可選用冷風機；包裝間當室溫低于-5℃時應選用排管，當室溫高于-5℃時宜選用冷風機；貯冰間宜采用頂排管。蒸發(fā)器的選型計算傳熱面積的計算：Q0：蒸發(fā)器負荷=冷卻設備負荷=冷間負荷，以每個冷間為單位進行選型。蒸發(fā)器的選型計算——Δtm冷卻排管溫差的確定

取算術平均溫差，即冷風機溫差的確定

取對數(shù)平均溫差或算術平均溫差冷卻液體式蒸發(fā)器溫差的確定

取對數(shù)平均溫差冷風機溫差的確定1——算術平均溫差冷風機溫差的確定2——對數(shù)平均溫差空氣流過蒸發(fā)器時溫度由高降低；盤管內(nèi)制冷劑由于阻力及液柱靜壓的影響，制冷劑壓力沿流動方向在變化；故溫差沿流動方向在變化冷卻液體式蒸發(fā)器溫差的確定干式殼管式：t2-t0=2~4℃；t1-t2=4~8℃冷卻液體式蒸發(fā)器傳熱系數(shù)K冷風機傳熱系數(shù)K——查表法冷卻排管傳熱系數(shù)K——理論計算法1 ——空氣側(cè)復合換熱系數(shù)；——考慮管外霜層或水層熱阻的系數(shù)；

——翅片總效率；——自然對流換熱系數(shù)；

——輻射換熱系數(shù)；——析濕系數(shù)；——曝光系數(shù)。冷卻排管傳熱系數(shù)K——理論計算法2蒸發(fā)器的風量計算——理論計算法qV——通過蒸發(fā)器的空氣量；A1——蒸發(fā)器中空氣的凈流通面積；v——空氣的流速，4~5m/s蒸發(fā)器的風量計算——經(jīng)驗計算法載冷劑流量計算3.2.3中間冷卻器的選型計算中冷器的作用中冷器的選型盤管冷卻面積計算筒體直徑計算中冷器盤管冷卻面積計算中冷器盤管冷卻面積計算中冷器筒體直徑計算3.3輔助設備的選型計算液體儲存設備分離捕集設備節(jié)流機構制冷劑泵干燥器和過濾器3.3.1液體儲存設備的選型計算高壓儲液器低壓儲液器排液器低壓循環(huán)儲液器作用及選型高壓儲液器的選型計算作用：儲存、調(diào)節(jié)、液封容積應能容納系統(tǒng)的大部分或者全部充液量；最大儲液量小于容積的70%，最小儲液量大于容積的10%；高壓儲液器的選型計算高壓儲液器的選型計算低壓儲液器的選型作用：重力供液系統(tǒng)中，用于容納機房氣液分離器分離出來的液體制冷劑特點：數(shù)量較少容積：0.25~1.0m3。排液桶的選型計算作用：重力（氨泵）供液系統(tǒng)中，用于容納冷間熱氣融霜產(chǎn)生的液體制冷劑容積計算根據(jù)冷庫中最大一間冷間的排液量確定。排液桶的選型計算排液桶對于重力供液系統(tǒng)與氨泵供液系統(tǒng)的不同？低壓循環(huán)桶的選型計算作用：氨泵供液系統(tǒng)中，用于容納氨液供給氨泵，調(diào)節(jié)蒸發(fā)器供液，及氣液分離選型計算

容積計算

桶徑計算低壓循環(huán)桶的選型計算——容積計算下進上出系統(tǒng)低壓循環(huán)桶的選型計算——容積計算上進下出系統(tǒng)上進下出容積大于下進上出系統(tǒng)；兼做排液桶時，容積需放大。低壓循環(huán)桶的選型計算——桶徑計算3.3.2分離捕集設備的選型計算油分離器集油器氣液分離器空氣分離器作用及選型油分離器的選型計算——筒體直徑集油器的選型——直徑用于集中排放制冷系統(tǒng)中各設備的潤滑油；根據(jù)壓縮機標準制冷量選型。氨液分離器的選型計算分為庫房氣液分離器和機房氣液分離器在重力供液系統(tǒng)中，必須設庫房氨液分離器存在下列情況之一，應設機房氣液分離器：（1）服務于兩層及兩層以上的庫房；（2）設有兩個或兩個以上的制冰池；（3）庫房的氣液分離器與機房壓縮機的水平距離超過50m.氨液分離器的選型計算——直徑庫房氨液分離器——每個蒸發(fā)溫度設一個氨液分離器的選型計算——直徑機房氨液分離器庫房氨液分離器與機房氨液分離器的區(qū)別？空氣分離器的選型——冷卻面積根據(jù)冷庫規(guī)模按壓縮機標準工況總制冷量選型3.3.3氨泵的選型計算選型計算包括流量、揚程、吸入壓頭；揚程根據(jù)蒸發(fā)壓力較高的蒸發(fā)器確定。氨泵的流量計算冷劑泵循環(huán)倍率n值的確定負荷穩(wěn)定、蒸發(fā)器組數(shù)較少、不易積油的蒸發(fā)器，下進上出供液方式，n=3~4；負荷有波動、蒸發(fā)器組數(shù)較多、容易積油的蒸發(fā)器，下進上出供液方式，n=5~6，上進下出供液方式，n=7~8.氨泵的揚程計算氨泵的吸入壓頭計算（灌注式安裝）3.3.4過濾器的選型作用：用于清除制冷劑中的機械雜質(zhì)；分類：有液體過濾器和氣體過濾器；位置：液體過濾器設置在節(jié)流閥和氨泵之前，氣體過濾器設在壓縮機吸氣口；選型：過濾器根據(jù)管徑選型；材質(zhì)：氨系統(tǒng)的過濾器一般是由2~3層、孔徑為0.4mm的鋼絲網(wǎng)組成。3.3.5干燥器的選型作用