制冷设备的选择

• 库温由食品冷加工工艺要求所决定， 是一个定值，所以要增大温差就得降低 蒸发温度，这样就使压缩机的制冷量减 少，功耗增加，制冷系数变小。因此从 减少功耗来说，又希望适当缩小△t。
• 蒸发系统是由不同的蒸发温度划分的。一个蒸发 系统同时满足几种蒸发温度的工作要求，可以利 用自控器件或采用其他控制方法来达到。但是， 这将导致蒸发温度较高的制冷系统能量损失。如 果每种蒸发温度的冷间都由各自的蒸发系统降温， 则将使整个制冷系统复杂化，不便操作管理。为 此，有关部门根据保证食品质量、简化制冷系统 和降低经营管理费用的原则，对不同类型的冷库 做了这样的原则规定：1000t以上的冷库不超过 3个蒸发系统，1000以下的冷库允许采用两个 蒸发系统。因此，要使每个蒸发系统都以合适的 温差进行工作就不太可能，必然会出现两个或多 个不同的库温的冷间合用一个蒸发系统的情况， 使一些蒸发系统的温差偏离合适的温差。
• （6）过冷温度tg的确定 在一些建造 较早的冷藏库中，为了提高制冷效果， 使用过冷器对高压制冷剂液体再冷却， 这时液体的过冷温度比过冷器的进水温 度高3℃。近年来设计的冷藏库中，由 于受冷却水温，水质，水量等条件的限 制，为简化系统和操作，一般已不再专 设过冷器了。
3.选型计算
• 选型计算是根据压缩机总负荷为各蒸 发系统选配压缩机的集体计算方法。 • (1)单级压缩机的选型计算 ：（p266） • 以压缩机的理论排气量选型
• 下图为单级压缩机的制冷装置示意图和 该制冷循环在压焓图上的表示。
图6-39单级压缩机的制冷装置（左）及其压焓 图（右）
• 在选配压缩机时，压缩机制冷量应和计算所 得的压缩机总负荷Qj相匹配。因此，利用制 冷和需冷的平衡关系，即可求得压缩机理论 排气量Vp(m³ /h),公式如下： • Vp= Qj· v2/(i1-i5) q • 式中 • ，Qj：该蒸发系统压缩机总负荷（kJ/h）; v2: 吸入气体的比体积(m³ /kg); • i1: 蒸发器出口处饱和蒸汽的焓值（kJ/kg）; • i5: 节流阀后制冷剂液体的焓值（kJ/kg）; q: 压缩机吸气系数。
• 以压缩机的标准工况制冷量选型：压缩
机的制冷量随工况的变化而不同，在标准 工况（t=-15℃,tx=10℃,tk=30℃,tg=25℃）下的制冷量即为 标准工况制冷量Q标。由耗冷量计算所求得 的压缩机总负荷Qj，是设计工况下所需的 制冷量，不是Q标，因此，不能用Qj直接 选取压缩机，而应把Qj折算成标准工况下 的制冷量Q标。
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• 1.冷分配设备传热面积的确定 冷风机，排 管，蒸发器等冷分配设备是冷库的主要降温 设备。为维护食品冷加工所需的最低环境， 冷分配设备的能力应与库房计算所得的总冷 量负荷相匹配。其传热面积可由下式求得: F=Qk/K△t 式中，F—冷分配设备传热面积（㎡）； Qk——库房冷分配设备总冷量负荷 （KJ/h）; K—冷分配设备传热系数 [kJ/(㎡· · h ℃)]; △t—蒸发温度与库房温度差（ ℃ ）。
• （2）冷凝温度tk的确定 制冷剂蒸 汽的冷凝温度不得超过规定的最高冷 凝温度，即小于等于40℃，设计时可 控制在38-39℃以下。当冷凝器型式 及冷却方法确定后，冷凝温度主要取 决于冷却介质的温度。


• 立式，卧式，淋浇式冷凝器tk的确定：立式， 卧式，淋浇式冷凝器的冷却介质主要为冷 却水，考虑到冷却水在流过冷凝器的整个 过程中其温度是变化的，可采用以下公式 计算其对数平均温度差△tm(℃) • △tm= [(tk-t1)-(tk-t2)]/{2.31[lg(tk-t1)/ (tk-t2)}
• 同一台压缩机在标准工况、设计工况下的制 冷量可分别按Q标=vpq标qr标和 • Q计=vp q计qr计求出。由于同一台压缩机 的vp是一定的，因此，可得出设计制冷量与 标准制冷量的换算公式； Q标ˊ= q标qr标Q计/ q计qr计 式中， Q标ˊ：折算成标准工况制冷量 （ kJ/h）； Q计：设计工况制冷量 （ kJ/h）； q标：标准工况下的吸气系数： q计：设计工况下的吸气系数： qr标：标 准工况下的单位容积制冷量（ kJ/m³ ）； qr计：设计工况下的单位容积制冷量 （ kJ/m³ ）。
• 2.冷分配设备传热系数k的确定 冷 分配设备传热系数k 与很多因素有 关，如管内制冷剂流速，管外空气 流动状态，蒸发温度与库房温度差， 设备型式，结霜及油污的影响等。 在冷库设计中，一般可从编制的表 格中选用传热系数。
• 3.蒸发温度与库温之差△t的确定 • 蒸发温度与库温之差△t，是指冷分配温 度设备内氨液平均蒸发温度与库内空气平 均温度之差。氨液的平均蒸发温度因各种 型式冷分配设备的流动阻力，液柱静压影 响及供液方式的不同而异，而各类食品的 冷加工对工艺条件的要求也不一样，这就 造成了△t的差异。
• 由中间压力确定 公式： pzj′=
po pk po pk
• 式中， pzj′：理想中间压力（Pa） p0:蒸发压力（以绝对压力计， p0 pk Pa ）;pk:冷凝压力（以绝对压力计， Pa ）
②利用拉塞经验公式确定 在温度范围为 +40~-40℃以内的氨制冷系统中，可用拉 塞经验公式确定最佳中间温度，公式为：
• △t的确定还要考虑以下因素的影响
• 食品在冷加工过程中的干耗，除与库内空 气的相对湿度、空气流速、加工方法、堆放 形式等有关外，还与△t有关。对一些冷却物 冷藏间的分析测定表明，缩小△t有助于减少 食品的干耗。
• 增大△t对冷分配设备的传热有利，传 热系数随之加大，而冷分配设备所需的 冷却面积则可因此减少，这样可选用较 小的冷分配设备，设备费用得以降低。
1.一般原则
• 所选用压缩机的制冷量应满足对应的 不同蒸发温度的压缩机总负荷，以便确 保冷间所要求的低温环境。 • 制冷压缩机总负荷Q较大的冷库尽量选 用大型压缩机，以减少机器台数，简化 系统，便于操作。
• 不同蒸发系统的压缩机应考虑到 各系统之间相互代替的可能性，同 一机器组内宜采用同系列压缩机， 以便个零部件的互换使用。 • 选用压缩机应按其制造厂规定的 技术条件采用。 • 制冷系统压力比的选择和运用 （见课本举例)
tzj′=0.4tk+0.6t0+3
确定最佳中间 压力、温度 的线图
③图解法：图解法是根据t0和tk由图6-38中查 得tzj′。该图的使用方法为：由已确定的t0、 tk得出t0、tk两条线的交点，从交点引垂线与 图中点画和横坐标相交于两点，与横坐标交 点处的数值为tzj′，由点画线上的交点引水平 线与纵坐标交点处的数值为最佳中间压力。 确定tzj′后可据此假定两个中间温度，求两组 高低压机理论排气量之比，并考虑其他因素 来选定高低压级压缩机，然后再根据实际选 定的高低压机的理论排气量之比，用图解法 求得中间温度tzj.
• 在重力供液系统中，回气管内就有可能出 现过热，氨液分离器距压缩机又较远，吸 入管内的过热度相对较大。表6-57列出了 氨压缩机的允许吸气温度，一般情况下可 参照表6-58确定吸气温度。 表6-58氨压缩机的允许吸气温度（℃）
t0
0 -5 -10 -15 -20 -25 -28 -30 -33 -40
（2）双级压缩机的选型计算
• 双级压缩机的选型计算也是利用双级压 缩制冷循环图，通过试计算求得中间温 度后，再结合蒸发温度和冷凝温度做出 实际制冷循环图，查出各有关状态点的 参数，以便复核双级压缩机的制冷量， 进行双级压缩机的选型。
（二）冷分配设备的选型计算
• 冷分配设备室制冷系统中产 生和输出冷量的设备。如果 冷分配设备配备不当，即使 压缩机及其他辅助设备选配 适宜，整个制冷装置也难以 收到应有的效果。为此，冷 分配设备的合理选配也应予 以重视。
• （5）最佳中间温度tzj′的确定 中间温度是由中间压力决定的， 它与压缩机的高低压机的理论排 气量之比Vpg 、Vpd及蒸发温度t0、 tk，冷凝温度有关。在选配压缩 机时，希望两级压缩机所消耗的 总功率最小，此时的中间温度及 中间压力称为最佳中间温度和最 佳中间压力。最佳中间温度可用 下述几种方法求得。
四、制冷设备的选择
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第一讲.制冷压缩机的选型计算
第二讲.冷分配设备的选型计算 .........
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• 制冷压缩机犹如制冷装置的心脏， 它在整个制冷系统中起着举足轻 重的作用，压缩机的费用占全部 设备费用的较大比重。而压缩机 的运转费用（主要指电耗）又是 冷库经营管理费用中最主要的一 项。因此，如何合理的选配压缩 机的型号，台数，将对整个制冷 装置的设备费和运转费用有重大 影响，甚至关系到冷库的正常生 产。 back
• （3）吸气温度tk的确定 由于吸入 管受周围气温的影响，压缩机吸入气 体的温度较蒸发温度都有不同程度的 提高（即气体过热），其幅度随吸入 管道的长短和环境温度的高低而不同， 且与系统的供液方式有关。在氨泵供 液系统中，从冷分配设备至低压循环 桶的回气管内为气液两相流体，正常 情况下是不会产生过热的，只有在低 压循环桶至压缩机的吸入管上才有可 能产生过热，吸入管短，过热度就小。
• 式中:tk:冷凝温度(℃) ；t1：冷凝器进 水温度（可由当地水文资料查得 ℃ ）；
t2：冷凝器出水温度(℃) • 在水冷式氨系统中， △tm一般取5~7 ℃.
• 在水冷式冷凝器中，由于△tm较小， 为了简化计算，多采用算术平均温度 差△tm′ (℃) • △tm′=tk-(t1+t2)/2 • 整理，得：tk=△tm′+ (t1+t2)/2 • 式中，△tm′：算术平均温度差（一般 为5~7 ℃ ，冷却水进出口温差较大时 较大值）；t1：冷凝器进水温度（可 由当地水文资料查得℃ ）； t2：冷凝器 出水温度(℃)
2.计算中几个主要参数的确定
• 在压缩机的选型计算中尚需要了解实 际工作时的一些具体参数，这些参数 确定得合理与否，将直接关系到所选 配的压缩机制冷量与制冷压缩机总负 荷是否相适应。现将几个主要参数确 定过程介绍如下。
• （1）蒸发温度t0的确定 为了满足制冷剂 液体蒸发时所需的热量，必须有一个恒定温 度的热源向冷分配设备供热。这一热源是库 内空气或载冷剂，恒定温度即指库房温度或 载冷剂温度。要保证氨液蒸发正常进行，蒸 发温度与库温或载冷剂温度之间也必须要有 温差。在氨直接冷却系统中，蒸发温度一般 比库温低10℃左右；在间接冷却系统中，蒸 发温度比要求的载冷剂温度低5 ℃.
• 作为制冷换算，也可直接按下式进行：
• Q标ˊ= Q计/A 式中，A：制冷量换算系数。 这样，把设计工况下的制冷量换算成Q标ˊ后， 就可直接选配压缩机。 用上述两种方法求得的压缩机所需的理论排 气量和标准制冷量往往与压缩机的基本参数 不一致。因此，可从产品样本、制冷设备手 册及有关资料中按与计算得到的理论排气量 或标准制冷量相近或稍大一些的原则选取压 缩机。如计算所得理论排气量或标准制冷量 较大，则可考虑有关原则要求，选用一台或 几台压缩机。
tx
+1 -4
-7
-10 -13 -16 -18 -19 -21 -25
• （4）排气温度T p的确定 排气温度可由下式求得 T p=T x(Pp/Px)(K-1)/K 式中， T p：压缩机排气力学温度 （K）; T x:压缩机吸气热力学温度 （K）；Pp :压缩机排气压力（Pa）; Px :压缩机吸气压力（Pa）； K：制 冷剂绝热指数。上式中：tp=Tp-273 （℃） • 实际上，排气温度还与压缩机的性能 和操作的合理与否有关，且与工况的 变化有直接关系。
• 4.冷分配设备的选型
• 冷分配设备的选型主要是根据求出的 冷却面积F选择冷分配设备的型号及所 需组（台）数。