制冷工艺设计第二章课件.ppt
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- 制冷 工艺 设计 第二 课件
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1、主要内容主要内容制冷压缩机的选型计算制冷压缩机的选型计算冷却设备的选型计算冷却设备的选型计算冷凝器的选型计算冷凝器的选型计算附属设备的选型计算附属设备的选型计算节流阀的选型节流阀的选型学习目标学习目标了解制冷工况、计算参数的确定了解制冷工况、计算参数的确定理解压缩机选机原则、辅助设备的选型计算理解压缩机选机原则、辅助设备的选型计算掌握压缩机、冷凝器、蒸发器的选型计算掌握压缩机、冷凝器、蒸发器的选型计算第一节制冷压缩机的选型计算第一节制冷压缩机的选型计算 一、压缩机选型的一般原则一、压缩机选型的一般原则所选机器制冷量应所选机器制冷量应计算机械负荷计算机械负荷j,一般不设,一般不设备用机器备用机器
2、.机器台数合适机器台数合适.机器系列尽量少机器系列尽量少.制冷压缩机的工作条件,不超过制造厂家规定制冷压缩机的工作条件,不超过制造厂家规定的压缩机使用条件。的压缩机使用条件。氨制冷系统氨制冷系统PL/Pz8、氟制冷系统、氟制冷系统PL/Pz10时,采用双级压缩。时,采用双级压缩。二、主要工作参数的确定二、主要工作参数的确定 1蒸发温度蒸发温度 t z 间接冷却系统:蒸发温度一般比载冷剂温度间接冷却系统:蒸发温度一般比载冷剂温度 低低5。直接冷却系统:蒸发温度一般比库房温度低直接冷却系统:蒸发温度一般比库房温度低10左右。左右。2冷凝温度冷凝温度 t l 主要取决于冷凝器的形式、冷却方式和冷却主
3、要取决于冷凝器的形式、冷却方式和冷却 介质的温度介质的温度.3吸气温度吸气温度 t x 影响吸气温度的因素很多,可通过蒸发温度确定。影响吸气温度的因素很多,可通过蒸发温度确定。4过冷温度过冷温度t g 单级氨系统:有过冷器时比过冷器进水温度高单级氨系统:有过冷器时比过冷器进水温度高3。双级系统:比中间温度高双级系统:比中间温度高35。制冷剂液体在冷凝压力下冷制冷剂液体在冷凝压力下冷却到低于冷凝温度时的温度却到低于冷凝温度时的温度称为过冷温度。称为过冷温度。三、压缩机的选型计算三、压缩机的选型计算1.单级压缩机的选型计算单级压缩机的选型计算一般步骤:一般步骤:汇总各蒸发系统的机械负荷汇总各蒸发系
4、统的机械负荷j。确定工作参数。确定工作参数。计算出所需的理论输气量。计算出所需的理论输气量。根据压缩机厂家提供的技术参数和性能曲线,根据压缩机厂家提供的技术参数和性能曲线,结合选机原则,确定压缩机的型号、台数。结合选机原则,确定压缩机的型号、台数。例:已知某氨制冷系统,蒸发温度为例:已知某氨制冷系统,蒸发温度为-10,冷,冷凝温度为凝温度为35,机械负荷,机械负荷j=185000W,试对制冷,试对制冷压缩机进行选型计算。压缩机进行选型计算。解:解:(1)理论输气量法理论输气量法 确定设计工况下的确定设计工况下的 qr 和和的值。根据的值。根据tz=-10,t1=35,查表、查图分别得,查表、查
5、图分别得qr=2588.2kJ/m3,=0.75。将已知数据带入公式得将已知数据带入公式得 =3.6185000/(0.752588.2)m3/h =343.1m3/h 确定压缩机的型号和台数:确定压缩机的型号和台数:由相关资料查得,一台由相关资料查得,一台6AW10型制冷压缩机型制冷压缩机的理论输气量为的理论输气量为190.2 m3/h,结合选机原则,选两,结合选机原则,选两台台6AW10型制冷压缩机可满足需要,即:型制冷压缩机可满足需要,即:V=2190.2m3/h=380.4m3/h (2)性能曲线法性能曲线法 由压缩机性能曲由压缩机性能曲线可知,在设计工况线可知,在设计工况下,下,8A
6、S10压缩机制冷压缩机制冷量为量为125kW,折合成折合成6AW10压缩机制冷量压缩机制冷量为为93.75 kW;若选;若选2台,制冷量为台,制冷量为93.752=187.5kW,也满足计,也满足计算负荷的需要。算负荷的需要。2.双级压缩机的选型计算双级压缩机的选型计算(1)配组双级压缩机的选型计算:配组双级压缩机的选型计算:确定高、低压级压缩机理论输气量之比确定高、低压级压缩机理论输气量之比。根据根据tz、tl和和,确定中间冷却温度,确定中间冷却温度tzj。确定过冷温度。确定过冷温度。确定低压级压缩机的输气系数。确定低压级压缩机的输气系数。确定低压级压缩机单位容积制冷量。确定低压级压缩机单位
7、容积制冷量。计算出低压级压缩机所需的理论输气量。计算出低压级压缩机所需的理论输气量。根据低压级压缩机理论输气量和压缩机的选型原则,根据低压级压缩机理论输气量和压缩机的选型原则,确定低压级压缩机的型号和台数。确定低压级压缩机的型号和台数。根据高、低压级压缩机理论输气量之比根据高、低压级压缩机理论输气量之比和低压和低压 级压缩机理论输气量级压缩机理论输气量Vd,确定高压级压缩机的理,确定高压级压缩机的理 论输气量,从而确定高压级压缩机的型号和台数。论输气量,从而确定高压级压缩机的型号和台数。(2)单机双级制冷压缩机的选型计算单机双级制冷压缩机的选型计算 单机双级制冷压缩机选型时,可参照工况条件单机
8、双级制冷压缩机选型时,可参照工况条件近似选型。近似选型。在实际工程设计中,还可根据负荷和设计工况,在实际工程设计中,还可根据负荷和设计工况,从压缩机性能曲线中查出压缩机在设计工况下从压缩机性能曲线中查出压缩机在设计工况下的制冷量,确定压缩机的型号和台数。的制冷量,确定压缩机的型号和台数。例:某水产冷库有冻结、冻藏两个蒸发系统,例:某水产冷库有冻结、冻藏两个蒸发系统,其中冻结系统由其中冻结系统由3间相同的冻结间组成,蒸发温度间相同的冻结间组成,蒸发温度tz=-33,冷凝温度,冷凝温度t1=35,机械负荷机械负荷j=240kW。试根据选型原则、利用性能曲线确定选配的单机双试根据选型原则、利用性能曲
9、线确定选配的单机双级压缩机的型号和台数。级压缩机的型号和台数。解:解:1)根据根据tz=-33、tl=35,从压缩机,从压缩机性能曲线中查出不同型号机器在设计工况下的制性能曲线中查出不同型号机器在设计工况下的制冷量填入下表,即:冷量填入下表,即:序号序号规格型号规格型号设计工况制冷量设计工况制冷量k k8ASJ108ASJ10S812.5S812.5.S612.5S612.58AS178AS172)分析选型方案。分析选型方案。方案方案1:8ASJ10压缩机压缩机6台,实际制冷量为台,实际制冷量为240kW;方案方案2:S812.5压缩机压缩机3台,实际制冷量为台,实际制冷量为265.5kW;方
10、案方案3:S612.5压缩机压缩机4台,实际制冷量为台,实际制冷量为244kW;方案方案4:S812.5压缩机压缩机1台和台和8AS17压缩机压缩机1台,实际台,实际 制冷量为制冷量为275.5kW。根据选型原则,结合库房特性,可选择方案根据选型原则,结合库房特性,可选择方案2,选用,选用 S812.5型压缩机型压缩机3台,台,1间配间配1台机器;也可考虑方案台机器;也可考虑方案4,大小搭配。大小搭配。第二节冷却设备的选型计算第二节冷却设备的选型计算冷却设备是制冷系统中排管、冷风机和其他类型冷却设备是制冷系统中排管、冷风机和其他类型蒸发器的总称,是制冷系统中产生冷效应的低压蒸发器的总称,是制冷
11、系统中产生冷效应的低压换热设备。换热设备。选型步骤:选择型式选型步骤:选择型式计算冷却面积计算冷却面积确定具体确定具体的型号和台(组)数。的型号和台(组)数。一、型式的选择一、型式的选择冷却间、冻结间和冷却物冷藏间:应采用冷风机冷却间、冻结间和冷却物冷藏间:应采用冷风机.冻结物冷藏间:宜选用冷风机;食品无良好包装时,冻结物冷藏间:宜选用冷风机;食品无良好包装时,可采用顶排管、墙排管可采用顶排管、墙排管.根据不同食品的冻结工艺要求选用合适的冻结根据不同食品的冻结工艺要求选用合适的冻结设备设备.包装间:室温高于包装间:室温高于-5时宜选用冷风机,低于时宜选用冷风机,低于-5时时应选用排管。应选用排
12、管。冰库:光滑顶排管。冰库:光滑顶排管。二、冷却面积的计算二、冷却面积的计算 1 1冷却气体用冷却设备冷却气体用冷却设备式中式中 A 冷却设备传热面积,单位为冷却设备传热面积,单位为m m2 2;s 冷却设备负荷冷却设备负荷,单位为,单位为;冷却设备传热系数,单位为冷却设备传热系数,单位为W/W/(m m2 2););t 库房空气温度与蒸发温度之差,单位为库房空气温度与蒸发温度之差,单位为。tKAs 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、蛇形盘管式和卧式主要有立管式、螺旋管式、蛇形盘管式和卧式壳管式蒸发器。壳管式蒸发器。计算冷却面积:计算冷却面积:式中式中 td 载冷
13、剂与制冷剂的对数平均温差,载冷剂与制冷剂的对数平均温差,单位为单位为;qs 蒸发器热流密度,单位为蒸发器热流密度,单位为W/m2;A、s、K 同上式。同上式。计算出冷却设备的冷却面积后,即可根据相关条件,选计算出冷却设备的冷却面积后,即可根据相关条件,选出冷却设备的型号、数量。出冷却设备的型号、数量。ssdsqtKA第三节冷凝器的选型计算第三节冷凝器的选型计算 一、冷凝器选型的一般原则一、冷凝器选型的一般原则 冷凝器选型取决于建库地区的水温、水质、水冷凝器选型取决于建库地区的水温、水质、水量及气候条件,也与机房的布置要求有关,有时还量及气候条件,也与机房的布置要求有关,有时还要考虑运行费用和一
14、次投资的问题。要考虑运行费用和一次投资的问题。一般根据下列原则来选择:一般根据下列原则来选择:立式冷凝器适用于水源丰富,水质较差,水温较立式冷凝器适用于水源丰富,水质较差,水温较高的地区。高的地区。卧式冷凝器适用于水量充足,水温较低,水质较卧式冷凝器适用于水量充足,水温较低,水质较好的地区。好的地区。淋浇式冷凝器适用于空气湿球温度较低,水源不淋浇式冷凝器适用于空气湿球温度较低,水源不足或水质较差的地区。足或水质较差的地区。蒸发式冷凝器适用于缺水地区,水质较差时须进蒸发式冷凝器适用于缺水地区,水质较差时须进行处理。行处理。空气冷却式冷凝器适用于水源比较紧张的地区、空气冷却式冷凝器适用于水源比较紧
15、张的地区、冷藏车及冷藏集装箱等移动式制冷装置和小型氟冷藏车及冷藏集装箱等移动式制冷装置和小型氟利昂制冷系统。利昂制冷系统。当冷却水为循环用水时,立式冷凝器和卧式冷凝当冷却水为循环用水时,立式冷凝器和卧式冷凝器对水量的要求可以忽略。器对水量的要求可以忽略。从设备费和维修费用看,蒸发式冷凝器最高,但从设备费和维修费用看,蒸发式冷凝器最高,但运行时节水节能。运行时节水节能。此外,在满足系统要求的条件下,还要考虑换热此外,在满足系统要求的条件下,还要考虑换热效率,维护方便性,设备初投资等因素。效率,维护方便性,设备初投资等因素。二、冷凝器的选型计算二、冷凝器的选型计算 (1)(1)冷凝器传热面积:冷凝
16、器传热面积:式中式中 A A 冷凝器传热面积,单位为冷凝器传热面积,单位为m m2 2;1 1 冷凝负荷冷凝负荷 ,单位为,单位为W W;K K 冷凝器传热系数,单位为冷凝器传热系数,单位为 W/W/(m m2 2););q ql l 冷凝器热流密度,单位为冷凝器热流密度,单位为W/mW/m2 2;t td d 对数平均温度差,单位为对数平均温度差,单位为。LldlqtKA (2)(2)冷凝负荷冷凝负荷 单级压缩系统单级压缩系统式中式中 q qm m 制冷剂循环量,单位为制冷剂循环量,单位为kg/hkg/h;h h3 3、h h4 4 制冷剂进、出冷凝器的比焓制冷剂进、出冷凝器的比焓 单位为单
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