冷库制冷设备设计计算与选型
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②卧式壳管式冷凝器
卧式冷凝器与立式冷凝器有相类似的壳体结构，但在总体上又有很多不同之处，主要区别在于壳体的水平安放和水的多路流动。卧式冷凝器两端管板外面各用一个端盖封闭，端盖上铸有经过设计互相配合的分水筋，把整个管束分隔成几个管组。从而使冷却水从一端端盖下部进入，按顺序流过每个管组，最后从同一端盖上上部流出过程中，要往返4～10个回程。这样做既可以提高管内冷却水的流速，从而提高传热系数，又使使高温的制冷剂蒸气从壳体上部的进气管进入管束间与管内冷却水进行充分的热交换。冷凝下来的液体从下部出液管流入贮液筒。
1.3压缩机选型
（1）确定最佳中间温度
℃= ℃=-6℃
（2）以 ℃假定两个中间温度
℃=-11℃， ℃=-1℃
（3）确定过冷温度、吸气温度
过冷温度： -11℃+5℃=-6℃, -1℃+5℃=4℃
吸气温度查表，得tx=-22℃
（4）由查R717的压焓图，各状态点的参数如下：
表1-1双级压缩各状态点的参数
理论输气量之比
（6）以中间温度为纵坐标，以气缸容积比为横坐标，在坐标图中确定两个点（2.92，-11），（3.84，-1）
列方程
解方程得：
确定中间温度为 ℃，求得其对应的
（7）参照 ,以及 ～ ,可选用3台JZ612.5型压缩机作低压级压缩机，其 ,选用2台6AW10型压缩机作高压级压缩机，其 ，此时 ，可得出其相应的中间温度 ℃。
中间温度
/(kJ/kg)
/(m3/kg)
/( kJ/kg)
/( kJ/kg)
/(m3/kg)
/( kJ/kg)
/( kJ/kg)
-11℃
1413.754
1.7
1761.026
1446.065
0.433
343.026
171.567
-1℃
1413.754
1.52
1778.120
1456.452
0.297
制冷量
能量调节范围
形式
气缸数
高/低
气缸直径
活塞行程
额定转速
额定功率
81.4kW
0,1:3,2:3,1
开启式
6
100mm
70 mm
960 r/min
23.8 kW
表1-4b 6AW10型压缩机主要参数
润滑油充灌量
压缩机吸气管
长
宽
高
冷却水接管/in
压缩机排气管
机组运行重量
冷却水耗量
15kg
65mm
2142
（8）根据 ℃， ℃， ℃，根据制冷循环压焓图，查取有关状态参数及压缩机的输气系数，校核选配的低压级压缩机的制冷量 。相关参数如下：
﹥ ,因此选型是合适的。
压缩机主要技术参数如下：
表1-3a JZ612.5主要技术参数
制冷量
能量调节范围
形式
气缸数
气缸直径
活塞行程
额定功率
额定转速
187.5kW
0,1:3,2:3,1
(1)水冷式冷凝器
水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。
1立式壳管式冷凝器
立式壳管式冷凝器又称立式冷凝器，它是目前氨制冷系统广泛采用的一种水冷式冷凝器。立式冷凝器主要由外壳(筒体)、管板及管束等组成。筒体是由8～16mm的钢板卷成圆柱形筒体后焊接而成，筒体两端各焊有一块多孔的管板，两管板之间焊接或胀接ф38～ф70的无缝钢管数十根。冷却水从顶部进入管束，沿管内壁往下流。制冷剂蒸汽从筒体高度2/3处的进汽口进入管束间空隙中，管内的冷却水与管外的高温制冷剂蒸汽通过管壁进行热交换，从而使制冷剂蒸汽被冷凝成液体并逐渐下流到冷凝器底部，经出液管流入贮液器。吸热后的水则排入下部的混凝土水池中，再用水泵送入冷却水塔中经过冷却后循环使用。
(4)所选系列压缩机的能量调节装置，只宜作适应负荷波动的调节，而不宜作季节性负荷变化的调节。
(5)选用压缩机的工作条件不得超过制造厂商规定的生产条件。
1.2计算压力比
冷凝温度tL=30℃，查R717饱和性质表得PL=1.169
蒸发温度tZ=-35℃，查R717饱和性质表得PZ=0.093
＞8
压力比大于8，所以选双级压缩。
冷库制冷设备的选型
1压缩机的选型
1.1选型的一般原则
(1)尽量选用大型压缩机，为了简化系统和便于操作，压缩机配备台数应尽量少，但机器总台数不宜少于2台；
(2)同一机房内选配的压缩机应尽量在两个系列以内，以便零部件的更换，当机房仅有两台机器时，则尽量采用同一系列；
(3)压缩机总制冷量以满足生产要求为准，不考虑备用机；
开启式
6
125 mm
100 mm
53kW
960 r/min
表1-3b JZ612.5主要结构参数
润滑油充灌量
压缩机吸气管
长
宽
高
冷却水接管/mm
压缩机排气管
冷却水耗量
机组运行重量
18kg
100mm
2670mm
1580mm
1565mm
DN20
80mm
1500kg/h
4227kg
表1-4Байду номын сангаас 6AW10型压缩机主要技术参数
343.026
219.038
查中间温度下高、低压级压缩机得到输气系数：
℃
℃
（5）根据以上确定的状态参数进行试算，得出两组数据
表1-2双级压缩试算结果
计算项目
假定中间温度℃
℃
℃
低压级氨循环量Gd/(kg/h)
高压级氨循环量Gd/(kg/h)
低压级的理论输气量qVD/(m3/h)
高压级的理论输气量qVG/(m3/h)
1170
1126
1/2〞
65mm
654kg
750kg/h
2冷凝器的选型
2.1冷凝器的分类
冷凝器是将制冷压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽的热量传递给冷却介质(空气或水)并使之凝结成液体的热交换设备。其工作过程是：来自压缩机的过热制冷剂蒸汽进入冷凝器后先被冷却成饱和蒸汽，继而被冷凝成饱和液体。
冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。
为了使冷却水能够均匀地分配给各个管口，冷凝器顶部的配水箱内设有匀水板并在管束上部每个管口装有一个带斜槽的导流器，以使冷却水沿管内壁以膜状水层向下流动，这样既可以提高传热效果又节约水量。
此外，立式冷凝器的外壳上还设有均压管、压力表、安全阀和放空气管等管接头，以便与相应的管路和设备连接。
立式冷凝器的主要特点是：由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600～700(kcal/m2·h·℃)；垂直安装占地面积小，且可以安装在室外；冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水；管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作；但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有2～4℃，对数平均温差一般在5～6℃左右，故耗水量较大。且由于设备置于空气中，管子易被腐蚀，泄漏时比易被发现。
卧式冷凝器与立式冷凝器有相类似的壳体结构，但在总体上又有很多不同之处，主要区别在于壳体的水平安放和水的多路流动。卧式冷凝器两端管板外面各用一个端盖封闭，端盖上铸有经过设计互相配合的分水筋，把整个管束分隔成几个管组。从而使冷却水从一端端盖下部进入，按顺序流过每个管组，最后从同一端盖上上部流出过程中，要往返4～10个回程。这样做既可以提高管内冷却水的流速，从而提高传热系数，又使使高温的制冷剂蒸气从壳体上部的进气管进入管束间与管内冷却水进行充分的热交换。冷凝下来的液体从下部出液管流入贮液筒。
1.3压缩机选型
（1）确定最佳中间温度
℃= ℃=-6℃
（2）以 ℃假定两个中间温度
℃=-11℃， ℃=-1℃
（3）确定过冷温度、吸气温度
过冷温度： -11℃+5℃=-6℃, -1℃+5℃=4℃
吸气温度查表，得tx=-22℃
（4）由查R717的压焓图，各状态点的参数如下：
表1-1双级压缩各状态点的参数
理论输气量之比
（6）以中间温度为纵坐标，以气缸容积比为横坐标，在坐标图中确定两个点（2.92，-11），（3.84，-1）
列方程
解方程得：
确定中间温度为 ℃，求得其对应的
（7）参照 ,以及 ～ ,可选用3台JZ612.5型压缩机作低压级压缩机，其 ,选用2台6AW10型压缩机作高压级压缩机，其 ，此时 ，可得出其相应的中间温度 ℃。
中间温度
/(kJ/kg)
/(m3/kg)
/( kJ/kg)
/( kJ/kg)
/(m3/kg)
/( kJ/kg)
/( kJ/kg)
-11℃
1413.754
1.7
1761.026
1446.065
0.433
343.026
171.567
-1℃
1413.754
1.52
1778.120
1456.452
0.297
制冷量
能量调节范围
形式
气缸数
高/低
气缸直径
活塞行程
额定转速
额定功率
81.4kW
0,1:3,2:3,1
开启式
6
100mm
70 mm
960 r/min
23.8 kW
表1-4b 6AW10型压缩机主要参数
润滑油充灌量
压缩机吸气管
长
宽
高
冷却水接管/in
压缩机排气管
机组运行重量
冷却水耗量
15kg
65mm
2142
（8）根据 ℃， ℃， ℃，根据制冷循环压焓图，查取有关状态参数及压缩机的输气系数，校核选配的低压级压缩机的制冷量 。相关参数如下：
﹥ ,因此选型是合适的。
压缩机主要技术参数如下：
表1-3a JZ612.5主要技术参数
制冷量
能量调节范围
形式
气缸数
气缸直径
活塞行程
额定功率
额定转速
187.5kW
0,1:3,2:3,1
(1)水冷式冷凝器
水冷式冷凝器是以水作为冷却介质，水的温升带走冷凝热量。冷却水一般循环使用，但系统中需设有冷却塔或凉水池。水冷式冷凝器按其结构形式又可分为壳管式冷凝器和套管式冷凝器两种，常见的是壳管式冷凝器。
1立式壳管式冷凝器
立式壳管式冷凝器又称立式冷凝器，它是目前氨制冷系统广泛采用的一种水冷式冷凝器。立式冷凝器主要由外壳(筒体)、管板及管束等组成。筒体是由8～16mm的钢板卷成圆柱形筒体后焊接而成，筒体两端各焊有一块多孔的管板，两管板之间焊接或胀接ф38～ф70的无缝钢管数十根。冷却水从顶部进入管束，沿管内壁往下流。制冷剂蒸汽从筒体高度2/3处的进汽口进入管束间空隙中，管内的冷却水与管外的高温制冷剂蒸汽通过管壁进行热交换，从而使制冷剂蒸汽被冷凝成液体并逐渐下流到冷凝器底部，经出液管流入贮液器。吸热后的水则排入下部的混凝土水池中，再用水泵送入冷却水塔中经过冷却后循环使用。
(4)所选系列压缩机的能量调节装置，只宜作适应负荷波动的调节，而不宜作季节性负荷变化的调节。
(5)选用压缩机的工作条件不得超过制造厂商规定的生产条件。
1.2计算压力比
冷凝温度tL=30℃，查R717饱和性质表得PL=1.169
蒸发温度tZ=-35℃，查R717饱和性质表得PZ=0.093
＞8
压力比大于8，所以选双级压缩。
冷库制冷设备的选型
1压缩机的选型
1.1选型的一般原则
(1)尽量选用大型压缩机，为了简化系统和便于操作，压缩机配备台数应尽量少，但机器总台数不宜少于2台；
(2)同一机房内选配的压缩机应尽量在两个系列以内，以便零部件的更换，当机房仅有两台机器时，则尽量采用同一系列；
(3)压缩机总制冷量以满足生产要求为准，不考虑备用机；
开启式
6
125 mm
100 mm
53kW
960 r/min
表1-3b JZ612.5主要结构参数
润滑油充灌量
压缩机吸气管
长
宽
高
冷却水接管/mm
压缩机排气管
冷却水耗量
机组运行重量
18kg
100mm
2670mm
1580mm
1565mm
DN20
80mm
1500kg/h
4227kg
表1-4Байду номын сангаас 6AW10型压缩机主要技术参数
343.026
219.038
查中间温度下高、低压级压缩机得到输气系数：
℃
℃
（5）根据以上确定的状态参数进行试算，得出两组数据
表1-2双级压缩试算结果
计算项目
假定中间温度℃
℃
℃
低压级氨循环量Gd/(kg/h)
高压级氨循环量Gd/(kg/h)
低压级的理论输气量qVD/(m3/h)
高压级的理论输气量qVG/(m3/h)
1170
1126
1/2〞
65mm
654kg
750kg/h
2冷凝器的选型
2.1冷凝器的分类
冷凝器是将制冷压缩机排出的高温高压制冷剂蒸汽的热量传递给冷却介质(空气或水)并使之凝结成液体的热交换设备。其工作过程是：来自压缩机的过热制冷剂蒸汽进入冷凝器后先被冷却成饱和蒸汽，继而被冷凝成饱和液体。
冷凝器按其冷却介质不同，可分为水冷式、空气冷却式、蒸发式三大类。
为了使冷却水能够均匀地分配给各个管口，冷凝器顶部的配水箱内设有匀水板并在管束上部每个管口装有一个带斜槽的导流器，以使冷却水沿管内壁以膜状水层向下流动，这样既可以提高传热效果又节约水量。
此外，立式冷凝器的外壳上还设有均压管、压力表、安全阀和放空气管等管接头，以便与相应的管路和设备连接。
立式冷凝器的主要特点是：由于冷却流量大流速高，故传热系数较高，一般K=600～700(kcal/m2·h·℃)；垂直安装占地面积小，且可以安装在室外；冷却水直通流动且流速大，故对水质要求不高，一般水源都可以作为冷却水；管内水垢易清除，且不必停止制冷系统工作；但因立式冷凝器中的冷却水温升一般只有2～4℃，对数平均温差一般在5～6℃左右，故耗水量较大。且由于设备置于空气中，管子易被腐蚀，泄漏时比易被发现。