第3章-冷库制冷系统的设计课件.ppt
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- 冷库 制冷系统 设计 课件
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1、制冷专业核心课程制冷专业核心课程 冷库设计与运行冷库设计与运行南京化工职业技术学院机械系3.3 制冷压缩机及设备的选型计算制冷压缩机及设备的选型计算 12345冷凝器选型冷凝器选型计算计算制冷压缩机制冷压缩机选型计算选型计算冷却设备选冷却设备选型计算型计算辅助设备选辅助设备选型计算型计算节流装置选型计算节流装置选型计算3.3.1制冷压缩机选型计算制冷压缩机选型计算 选型原则选型原则主要工作参数确定主要工作参数确定选型计算选型计算台数、系列、使用条件台数、系列、使用条件蒸发温度、冷凝温度、吸气温度、过冷温度、蒸发温度、冷凝温度、吸气温度、过冷温度、中间温度中间温度单极制冷压缩机单极制冷压缩机双级
2、制冷压缩机双级制冷压缩机 一、制冷压缩机选型原则一、制冷压缩机选型原则所选机器制冷所选机器制冷量大于或等于量大于或等于机械负荷机械负荷选择台数合适选择台数合适尽量同系列尽量同系列压力比超过压力比超过8或或10时选双级时选双级注意在压缩机注意在压缩机的使用条件内的使用条件内二、基本参数的确定二、基本参数的确定冷凝温度冷凝温度t k蒸发温度蒸发温度t o资料资料BA吸气温度吸气温度t 1C过冷温度过冷温度t 4D间接冷却系统:间接冷却系统:比载冷剂温度低比载冷剂温度低5。直接冷却系统:直接冷却系统:比库房温度低比库房温度低10左右。左右。可通过蒸发温度可通过蒸发温度确定确定取决于冷凝器取决于冷凝器
3、的形式、冷却的形式、冷却方式和冷却介方式和冷却介质的温度。质的温度。单级氨系统:单级氨系统:比过冷器进水比过冷器进水温度高温度高3。双级系统:比双级系统:比中间温度高中间温度高35。双级压缩系统双级压缩系统中间压力和中间温度的确定中间压力和中间温度的确定 1)比例中项计算法)比例中项计算法 kmppp02)经验公式计算法)经验公式计算法 双级压缩系统双级压缩系统3)经验查图法)经验查图法 三、单级制冷压缩机选型计算三、单级制冷压缩机选型计算单级压缩机选型计算单级压缩机选型计算4、选型3、计算2、确定、确定1、汇总、汇总各蒸发系统的机械负荷各蒸发系统的机械负荷确定工作参数确定工作参数计算出所需的
4、理论输气量计算出所需的理论输气量 根据厂家提供的技术参数根据厂家提供的技术参数和性能曲线确定压缩机的型号、和性能曲线确定压缩机的型号、台数。台数。(1)以压缩机的理论输气量选型)以压缩机的理论输气量选型 vjjPqhhvV6.3)(6.3512(2)以压缩机的标准工况制冷量选型)以压缩机的标准工况制冷量选型 压缩机的压缩机的制冷量随运行工况变化而不同制冷量随运行工况变化而不同,为了以统一的,为了以统一的工况表示压缩机的制冷量,因此国家规定了标准工况工况表示压缩机的制冷量,因此国家规定了标准工况 压缩机产品样本中的制冷量为压缩机产品样本中的制冷量为标准工况下的制冷量标准工况下的制冷量,而由,而由
5、冷负荷计算所求得的冷负荷计算所求得的机械负荷是设计工况下所需的制冷量机械负荷是设计工况下所需的制冷量,因此,因此,不能用机械负荷直接选取压缩机不能用机械负荷直接选取压缩机,而应把折算成标,而应把折算成标准工况下的制冷量。准工况下的制冷量。jvjjvbbbqqvbbPbqVvPjqV(3)根据压缩机性能曲线选型)根据压缩机性能曲线选型压缩机厂对其制造的各种压压缩机厂对其制造的各种压缩机都要在实验台上针对其缩机都要在实验台上针对其某种制冷剂和一定的工作转某种制冷剂和一定的工作转速,测出不同工况下的制冷速,测出不同工况下的制冷量和轴功率,量和轴功率,并据此作出压并据此作出压缩机的性能曲线,附在产品缩
6、机的性能曲线,附在产品说明书中说明书中。在压缩机选型时,。在压缩机选型时,先确定设计参数,然后根据先确定设计参数,然后根据设计参数和压缩机性能曲线,设计参数和压缩机性能曲线,可确定压缩机的型号和台数。可确定压缩机的型号和台数。例题例题选型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、查图分别得qr=2588.2kJ/m3,=0.75。已知:已知:某氨制冷系统,蒸发温度为某氨制冷系统,蒸发温度为-10,冷凝温度为,冷凝温度为35,机械负荷机械负荷j=185000W,试对制冷压缩机进行选型计算,试对制冷压缩机进行选型计算。代入数据确
7、定参数将已知数据带入公式将已知数据带入公式 =3.6185000/(0.752588.2)m3/h=343.1m3/h查得,一台查得,一台6AW10型型制冷压缩机的理论制冷压缩机的理论输气量为输气量为190.2 m3/h,选两台,选两台6AW10型制冷压缩型制冷压缩机可满足,即:机可满足,即:V=2190.2m3/h=380.4m3/h解:解:(1)理论输气量法理论输气量法例题例题在设计工况下,8AS10压缩机制冷量为125kW,折合成6AW10压缩机制冷量为93.75 kW选2台制冷量为93.752=187.5kW,也满足计算负荷的需要(2)性能曲线法(1)配组双级压缩机的选型计算:配组双级
8、压缩机的选型计算:四、四、双级压缩机的选型计算双级压缩机的选型计算配组双级压缩机的选型,关键是确定双级压缩机在配组双级压缩机的选型,关键是确定双级压缩机在设计工况下运行时的中间温度设计工况下运行时的中间温度,前面提到的,前面提到的最佳中最佳中间温度是在理想条件下求得的数值间温度是在理想条件下求得的数值,故不能直接用,故不能直接用最佳中间温度确定制冷循环,而应根据高低压级压最佳中间温度确定制冷循环,而应根据高低压级压缩机理论排气量之比用缩机理论排气量之比用图解法求出中间温度图解法求出中间温度。然后。然后根据确定高、低压级的理论输气量之比,由此再据根据确定高、低压级的理论输气量之比,由此再据机械负
9、荷选择高压级和低压级压缩机的型号和台数。机械负荷选择高压级和低压级压缩机的型号和台数。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:四、四、双级压缩机的选型计算双级压缩机的选型计算(1)根据设计工况的蒸发温度和冷凝温度按式()根据设计工况的蒸发温度和冷凝温度按式(3-19)计)计算得出的最佳中间温度,假定两个中间温度算得出的最佳中间温度,假定两个中间温度 、(一、(一般取般取 5、+5),在压焓图上作出制冷,在压焓图上作出制冷循环的过程线,循环的过程线,如图如图3-17所示所示,并分别查出两个不同中间,并分别查出两个不同中间温度条件下相关的状态参数温度条件下相关的状态参数 1mt2m
10、t1mmtt2mmtt(2)分别求出高低压级的输气系数)分别求出高低压级的输气系数 gd(3)按)按表表3-28的格式,分别求出两个中间温度下组成的的格式,分别求出两个中间温度下组成的制冷循环计算项目制冷循环计算项目 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:四、四、双级压缩机的选型计算双级压缩机的选型计算(4)以中间温度为纵坐标,以压缩机的理论输气量之比为)以中间温度为纵坐标,以压缩机的理论输气量之比为横坐标作坐标图。横坐标作坐标图。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:四、四、双级压缩机的选型计算双级压缩机的选型计算(5)根据最佳中间温度)根据最佳中间温度
11、,在坐标图上找出相应的理论输,在坐标图上找出相应的理论输气量之比气量之比 。参照高低压级的输气量的大致范围,选择高。参照高低压级的输气量的大致范围,选择高低压级压缩机,并使所选压缩机的理论输气量之比尽量与低压级压缩机,并使所选压缩机的理论输气量之比尽量与 接近,然后按所选定的压缩机的理论输气量之比由坐标图接近,然后按所选定的压缩机的理论输气量之比由坐标图上查出相应的中间温度上查出相应的中间温度 ,这个中间温度是与所选压缩机,这个中间温度是与所选压缩机相配的最适中间温度。相配的最适中间温度。mtmt1.配组双级压缩机的选型计算:配组双级压缩机的选型计算:四、四、双级压缩机的选型计算双级压缩机的选
12、型计算(6)通过试算求得中间温度后,结合冷凝温度和蒸发)通过试算求得中间温度后,结合冷凝温度和蒸发温度温度作出实际制冷循环图作出实际制冷循环图,查出各有关参数进行热力,查出各有关参数进行热力计算,以便验算所计算,以便验算所选压缩机在设计工况条件下的制冷选压缩机在设计工况条件下的制冷量量。如。如制冷量大于系统的机械负荷,那么所选压缩机制冷量大于系统的机械负荷,那么所选压缩机满足设计要求满足设计要求。但若超过量太大,则应选较小制冷量。但若超过量太大,则应选较小制冷量的压缩机重新核算。如压缩机在设计工况下的制冷量的压缩机重新核算。如压缩机在设计工况下的制冷量小于系统的机械负荷,则必须重新选型,直至满
13、足设小于系统的机械负荷,则必须重新选型,直至满足设计要求。计要求。以上的选型计算实际更着重于配组双级机的选型计算。在以上的选型计算实际更着重于配组双级机的选型计算。在选用选用单机双级压缩机单机双级压缩机时,时,因为高低压缸的容积比,即两级因为高低压缸的容积比,即两级压缸的输气量之比已为确定的值,有时也可直接由产品样压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。本选型。因为我国生产的单机双级压缩机的产品样本上制因为我国生产的单机双级压缩机的产品样本上制冷量的工况条件是:蒸发温度冷量的工况条件是:蒸发温度-30-35,冷凝温度,冷凝温度3540,设计工况条件一般不会超出此范围,所以在选
14、,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和设计工况以及选机原则,由产品样本确定所选机器的荷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。型号和台数,一般可满足设计要求。以上的压缩机选型计算是以活塞式压缩机为原型来考虑的,以上的压缩机选型计算是以活塞式压缩机为原型来考虑的,如果是螺杆式压缩机的选型,基本计算过程是一样的如果是螺杆式压缩机的选型,基本计算过程是一样的 在选型时应特别注意以下几点:在选型时应特别注意以下几点:单级螺杆式制冷压缩机的经济压缩比为单级螺
15、杆式制冷压缩机的经济压缩比为 4.75.5,在此范在此范围内经济性最佳。围内经济性最佳。单级螺杆式制冷压缩机不宜用于我国南方地区的低温工单级螺杆式制冷压缩机不宜用于我国南方地区的低温工况。况。蒸发温度在蒸发温度在20以下时,单级螺杆式压缩机的运行经以下时,单级螺杆式压缩机的运行经济性差。蒸发温度越低,效率越低,能耗越大,长期运行济性差。蒸发温度越低,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。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式压缩机。带经济器的螺杆优先选择带经济器的螺杆式压缩机。带经济器的螺杆式压缩机有较宽的运转条件,单级压缩比大,比双
16、级螺式压缩机有较宽的运转条件,单级压缩比大,比双级螺杆式制冷系统容易控制,系统简单,占地面积小;与单杆式制冷系统容易控制,系统简单,占地面积小;与单级螺杆式压缩机相比,优越性更加明显。级螺杆式压缩机相比,优越性更加明显。3.3.2 冷凝器的选型计算冷凝器的选型计算1.冷凝器选型原则冷凝器选型原则空气式冷凝器空气式冷凝器水源比较紧张、水源比较紧张、冷藏车冷藏车小型氟利昂系统小型氟利昂系统卧式冷凝器卧式冷凝器用于水量充足,用于水量充足,水温较低,水温较低,水质较好的地区水质较好的地区蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器设备费和设备费和维修费最高,维修费最高,但运行节水节能但运行节水节能。蒸发式冷凝器蒸发式冷凝
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