第三章制冷压缩机与设备的选型计算

卧式壳管 式冷凝器
p
1 2
2
fN
Lt di
1.5(N
1)
第二节 换热设备的选 型计算
（三）水冷却塔 1. 水冷却塔的作用
➢ 使水冷式冷凝器中冷却水吸收的制冷剂蒸发而吸收 的热量，通过表面蒸发及与空气接触进行热交换后 排放到环境当中，使冷却水的温度降低下来，供冷 凝器循环使用，以达到节约用水的目的。
冷凝器种类
传热系数 [W/（m2·K）]
单位面积热负荷 qF（W/m2）
备注
水冷式冷凝器
空气冷却式冷 凝器
卧式（翅片管） 800~900
套管式
1100
强制通风式 24~28
自然对流式 5.8~9.3
4500~5000 3500~4000 240~280
Δtm =5℃ Δtm =5℃
Δtm =
8~12℃
4. 过冷温度tg的确定
➢ 制冷循环中液体在节流前过冷，可以提高系统的经济性，但要考 虑具体条件，进行技术经济分析来确定是否采用液体过冷。
第一节 制冷压缩机的选型计算
三、往复式压缩机的选型
1.结构形式的选择
（1）单级活塞式压缩机
➢ 开启型活塞式制冷压缩机
主要用NH3、R22、R404A、R407C和R134a等制冷工质，
① 按压缩机的理论输气量选型
❖ 机械负荷 Qj Q / b
❖ 压缩机的理论输气量
qV t
Q j v1
V (h0 h4 )
Qj
V q0V
图3-1 单级压缩制冷循环压焓图
②按压缩机的标准工况制冷量选型 ③ 按压缩机的性能曲线选型 ④ 按压缩冷凝机组的性能选择
QB
Vb Vj
q0Vb q0Vj
Qj
（二）选型计算
1.冷凝器传热面积
A Qk Qk
m2
qF K tm
(1)冷凝器的对数平均温差⊿tm
t m
t2 t1 Ln tK t1
tK t2
(K或℃)
第二节 换热设备的选型计算
(2)冷凝器的传热系数K
由冷凝器的结构型式、制冷剂种类、冷却介质的速度、温度差、传热
面上的污垢系数、传热管的材质等因素所支配。 表3-10 氟里昂冷凝器的K与qF值选取范围
图3-12 R717冷凝器的负荷系数 ψ
第二节 换热设备的选 型计算
2.冷凝器的冷却介质流量
❖ 冷凝器中制冷剂蒸气释放的热量Qk被冷却介质带走。根 据热平衡，对空气冷却式和水冷式冷凝器，冷却介质的 流量可由下式计算求出：
3.流动阻力
qm
QK
cp (t1 t2 )
空气冷却 式冷凝器
p A(L / De )1.7
➢ 半封闭压缩机
主要用R22、R502、R404A、R407C、R134a、R290、R600a 和CO2制冷工质
➢ 全封闭型活塞式压缩机
主要用R22、R404A、R407C、R134a和R600a等制冷工质
（2）双级活塞式压缩机 （3）压缩机组
Байду номын сангаас
第一节 制冷压缩机的选型计算
2.选型计算 （1）单级压缩机的选型计算
第一节 制冷压缩机的选型 计算
2.选型计算
(2)双级冷库用低温压缩机的选型计算
❖ 确定最佳中间温度 tm的方法
① 从制冷循环的计算确定最佳中间温度 按下式计算中间压力近似值，对应的饱和温度即为中间温度
pm pk p0
在中间温度的上、下按一定间隔选取若干个中间温度，对每个中 间温度的热力循环，计算出理论制冷系数和高、低压级压缩机理 论输气量之比。 绘制 ε=f（ tm）、ξ=f（ tm）曲线。确定最佳中间温度值。 ② 根据给定的高、低压级压缩机理论输气量之比确定中间温度
2.型式
当机械负荷较大时，应选用大型压缩机 。
3.台数
同一制冷系统中如需多台压缩机，应选同一系列，且台数要适宜。
4.压缩级数
双级冷压凝缩压力与蒸发压力的比值，如对NH3＞8，氟利昂＞10时，应采用
5.电动机
压缩机在不同的工况下运行，消耗的功率不同，压缩机配用电动机 的功率应按照运行的工况校核。对在变工况下工作的压缩机应按最大轴 功率工况选配电动机。
蒸发式冷凝器
580~750
1400~1800
Δtm = 2~3℃
第二节 换热设备的选型计算
(3)冷凝器的热负荷Qk
❖有以下三种计算方法：
Qk Q0 m Pe
Qk qm a (h2 h3 )
Qk Q0
❖ 对于空气冷却式冷凝器，也可由下式计 算的名义制冷量来选择：
Q E1E2 E3 E4 E5 E6Q0
第一节 制冷压缩机的选型计算
（3）复叠式循环压缩机的选型计算
蒸发温度 制冷剂（高温循
/℃
环/低温循环）
制冷循环型式
R22/R23
R22单级或双级压缩循环/R23单级压缩循环
≥-80
R507/R23
R507单级或双级压缩循环/R23单级压缩循环
R290/R23
R290双级压缩循环/R23单级压缩循环
制冷装置设计
第三章 制冷压缩机与设备 的选型计算
❖ 本章主要讲述制冷压缩机、换热设备、 辅助设备的选型依据和选择计算方法。
第一节 制冷压缩机的选型计算
一、制冷压缩机的选择原则
1.压缩机的制冷量
制冷量应与制冷装置的机械负荷相等或接近，相近蒸发温度的冷间 可能把必需的制冷量集中在一个机组中，按不同的蒸发温度系统分别选 配压缩机，尽可能使每台（组）压缩机分别提供一种蒸发温度，以确保 制冷系统运行可靠、经济合理 。
第一节 制冷压缩机的选型计算
二、计算参数的确定
1.蒸发温度to的确定
➢ 根据储存物品的种类、冷藏工艺的需要和对冷间温、湿度的要求 ，确定合理的计算温差，从而确定蒸发温度。
2. 冷凝温度tk的确定
➢ 冷凝温度与冷凝器的形式、冷却方式、冷却介质的温度等有关，
3. 吸气温度tx的确定
➢ 压缩机的吸气温度是指压缩机吸气阀处的温度，与系统的供液方 式、吸气管的长度、吸气管的管径、隔热情况、冷间内的热负荷 大小和系统供液量等因素有关。
（2）水冷式冷凝器
➢ 立式壳管式冷凝器—适用于水质较差、水源丰富的地区； ➢ 卧式壳管式冷凝器—适用于水温较低、水质较好的地区； ➢ 板式冷凝器—适用于中、小型制冷装置 ➢ 套管式冷凝器 ——主要用于小型商用制冷装置中 ➢ 蒸发式冷凝器适用于缺乏水源或夏季室外空气相对湿度较
低的地区；
第二节 换热设备的选 型计算
≥-55
R290/CO2 NH3/CO2
R290单级压缩循环/CO2单级压缩循环 NH3单级压缩循环/CO2单级压缩循环
第一节 制冷压缩机的选型计算 图3-7 NH3/CO2复叠式制冷系统
第二节 换热设备的选 型计算
一、冷凝器的选型计算 （一）结构形式的选择
（1）风冷式冷凝器
➢ 风冷式冷凝器—适用于水源极为缺乏或不能用水冷的场合