制冷设备的选择与制冷机房的布置讲稿

项目11：制冷系统设计
11.1制冷设备的匹配
11.1.2 、 单 级 压缩制冷系统 的组成
2．氟利昂制冷系统
氟利昂制冷系 统流程图
项目11：制冷系统设计
11.2 制冷机房的布置
制冷机房通常靠近空调机房； 规模小的制冷机房一般附设在其他建筑内； 规模较大的制冷机房(特别是氨制冷机房)宜 单独修建。
为了避免在液管中产生闪发气体，应尽可 能把来自储液器的供液管与压缩机的吸气管贴 在一起，并应用隔热材料保温。必要时，可装 设回热器。
1) 蒸发器位于冷凝器或储液器下 面时，如液管上不装设电磁阀，则液 体管道应设有倒U形液封，其高度应不 小于2m。 2) 多台不同高度的蒸发器位于冷 凝器或储液器上面时，为了避免可能 形成的闪发气体都进入最高的一个蒸 发器，应按右图所示方法接管。
1) 压缩机的吸气管应有不小于0．01的坡度，坡向压缩机，如图a所示。 2) 当蒸发器高于制冷压缩机时，蒸发器回气管应先向上弯曲至蒸发器的最高 点，再向下通至压缩机，如图b所示。 3) 氟利昂压缩机并联运转时，必须在曲轴箱上装有均压管和油平衡管见图 c 。
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1．氟利昂管道的布置原则
项目11：制冷系统设计
11.2 制冷机房的布置
制冷机房和设备的布置应考虑的问题：
(4) 机房应用二级耐火材料或不着火材料建筑。机房 宜设于单层建筑中，并设两个不相邻的出人口。机房的门 窗应向外开。 (5)氨机房每小时不小于三次换气的自然通风和每小时 不小于七次换气的事故通风。 (6)规模较小的制冷机房一般不分隔间；规模较大可设 置机器间(用以布置制冷压缩机等)、设备间(用以布置冷凝 器、蒸发器及其他辅助设备 ) 、水泵间 ( 用以布置冷冻水泵 和冷却水泵) 、变电间 (制冷设备耗电量大时需设专用变压 器)以及值班室和维修储存室等。
从冷凝器出来的液体制冷剂，可以不经过储液器直接通过 液管到达膨胀阀。冷凝器与波动式储液器的高差应大于300mm。 最大负荷时液体流速及冷凝器液体出口至储液器液面的必要高差H值表。
直通式储液器
波动式储液器
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11.3 制冷剂管道的设计
1．氟利昂管道的布置原则
(4)冷凝器或储液器至蒸发器之间的管道
(3) 根据制冷量和制冷工况，选择制冷压缩机和电动机。
项目11：制冷系统设计
11.1.1制冷设备的选择计算
11.1制冷设备的匹配
1、选择计算步骤： 制冷压缩机的选型原则为：
1)根据制冷量选配压缩机，一般不应设备用机。 2)如需选用2台或2台以上的制冷压缩机时，应尽可能选择同一系 列的压缩机。 3)制冷量大小不同的压缩机互相搭配，以保证高、低峰负荷时既 能满足需要，又经济合理。 4)不同制冷系统的压缩机应考虑到各系统之间相互替代的可能性。 5) 选用氨压缩机，当 Pk ／ P0 > 8 时，应采用双级压缩；当 Pk ／ P0≤8时，采用单级压缩。 对于氟利昂制冷系统，当Pk／P0 > 10时，应采用双级压缩；当Pk ／P0≤10时，采用单级压缩。
11.3 制冷剂管道的设计 11.3.2 管径的确定方法
1、制冷剂管道的直径：
dn = （4MRv / π w）0.5
式中
（m ）
MR —— 制冷剂的质量流量，kg／s v—— 制冷剂的质量比容，m3 / kg w—— 制冷剂的流速，m／s（在制冷系统中，制冷 剂的允许流速见表）
项目11：制冷系统设计
工作原理： 在全负荷时，两根立管同时
使用，两管截面之和应能保证管内制冷剂流速 具有带油速度，同时又不产生过大的压力降。 在低负荷时，起初是两根立管同时使用， 由于管内流速低，所以润滑油逐渐积在弯头内 至将弯头封住，于是只剩一根立管 A工作，管 内流速提高，保证低负荷时能回油。
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11.3 制冷剂管道的设计 1．氟利昂管道的布置原则 (1) 吸气管
6) 多组蒸发器的回气支管接至同一吸气总管源自文库，应根据蒸 发器与制冷压缩机的相对位置采取不同的方法处理，如图所示。
项目11：制冷系统设计
11.3 制冷剂管道的设计
1．氟利昂管道的布置原则 (2) 排气管
排气管的设计也应考虑带油问题，此外，还应避免停机后在排气管中的液滴流回压缩机
11.3 制冷剂管道的设计 11.3.2 管径的确定方法
2、校核压力损失
压力损失不可大于许可值，否则则应选择较小的流速重新计算， 直至符合要求为止。
1、氨制冷系统
吸气管道的压力损失不宜超过相当蒸发温度降低0．5℃ 排气管道的压力损失不宜超过相当冷凝温度升高 0 ． 5℃。
2、氟利昂制冷系统
吸气管道的压力损失不宜超过相当蒸发温度降低1℃， 排气管道的压力损失不宜超过相当冷凝温度升高1℃。
1)压缩机的排气管应有0．01．～ 0．02的坡度，坡向油分离器或冷 凝器。 2)不用油分离器时，如果压缩机低于冷凝器，排气管道应为U型弯管， 防止液体润滑油回流。
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1．氟利昂管道的布置原则
11.3 制冷剂管道的设计
（3）冷凝器至储液器的液管
接管其管径大小应按满负荷运行时液体流速不大于0．5m ／s来选择。在接管的水平管段应有不小于 0．01的坡度，坡向储液器。该管段 应尽量减少弯头或管弯。储液器应低于冷凝器（角阀中心与冷凝器出液口的距 离应不小于200mm）。
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11.3 制冷剂管道的设计 11.3.1 管道材料和连接 1、材料 氟利昂制冷系统管道常用紫铜管或无缝钢管， 一般管径在20mm以下时用紫铜管。管径较大时用 无缝钢管。 氨制冷系统的管道一律采用无缝钢管。 常用无缝钢管和铜管的规格见表
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11.3 制冷剂管道的设计
项目11：制冷系统设计
11.1制冷设备的匹配
11.1.2 单级压缩制冷系统的组成
1、氨制冷系统 氨制冷系统流程图。
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11.1制冷设备的匹配 11.1.2、单级压缩制冷系统的组成
2．氟利昂制冷系统 氟利昂系统的特点： (1) 氟利昂制 冷系统通 常需设置 干燥器 ， 防止产生 “冰塞” 。 (2) 油分离器中分离出的润滑油可以直接返回压缩机 曲轴箱中重新使用。 (3)氟利昂制冷系统一般采用非满液式蒸发器。 (4)氟利昂制冷系统一般采用回热循环，以增大膨胀 阀前制冷剂的过冷度和提高压缩机吸气的过热度。
11.3.1 管道材料和连接 2、连接

在氟利昂制冷系统中，制冷管道一般采用焊接 连接； 在管道与设备或阀件之间可用法兰连接； 管径在20mm以下的紫铜管需拆卸部位采用带螺 纹和喇叭口的接头丝扣连接； 氨制冷系统的管道一律采用焊接连接，设备或 阀门上带有法兰的可用法兰连接
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11.1制冷设备的匹配
11.1.1 制冷设备的选择计算
1、选择计算步骤： (4) 选择冷凝器并确定冷却水量。 (5) 选择蒸发器并确定载冷剂循环量。 (6) 选择其他辅助设备。
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11.1制冷设备的匹配
11.1.2 单级压缩制冷系统的组成
1、氨制冷系统 氨制冷系统的主要特点： (1)一般采用满液式蒸发器； (2)润滑油会积存在冷凝器、储液器和蒸发器等设 备的底部，需定期放油。 (3)储液器和蒸发器的下部分别通过管道接至紧急 泄氨器。
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11.1制冷设备的匹配
11.1.1制冷设备的选择计算
1、选择计算步骤：
(1) 确定制冷系统的制冷量 制冷量包括：用户需要的制冷量及制冷系统和供冷系统的冷损失。 （冷损失的大小一般可按附加系数确定：直接冷却系统 附加系数为5％～ 7％；间接冷却系统为7％～ 15％。) (2) 确定制冷系统的冷凝温度和蒸发温度。

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11.2 制冷机房的布置 制冷机房和设备的布置应考虑的问题：
(1) 单独修建的制冷机房宜布置在全厂厂区 夏季主导风向的下风向。在动力站区域内，一般 应布置在乙炔站、锅炉房、煤气站、堆煤场等的 上风向。 (2) 机房的位置应尽可能设在冷负荷的中心， 还应考虑靠近电源。 (3) 氨制冷机房不应靠近人员密集的场所和 精密贵重设备间等。
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11.3 制冷剂管道的设计 1．氟利昂管道的布置原则
(4)冷凝器或储液器至蒸发器之间的管道 3) 直接蒸发式空气冷却器的空气 流动方向应使热空气与蒸发器出口排 管首先接触，如图所示。 4) 在压力降允许的条件下，冷 却排管可以串接连接。
用热力膨胀阀供液的氟利昂冷却排 管，一般采用上进下出形式以保证回油。 （最后一排管供液方式为上进下出即 可）。
制冷系统设计
在设计制冷系统时，必须要了解以下一些内容：
(1) 用户要求：用户需要的冷量及其变化情况，供冷 方式、载冷剂的温度以及用户使用场所和使用安装方面的 要求等。 (2) 冷却水源：工程建设地区附近的地面水(江、河、 湖等)和地下水的水量、水温和水质等情况。 (3) 气象条件：当地的气温、相对湿度和夏季主导风 向等。 (4) 制冷压缩机的产品资料和有关设备的产品资料。 (5) 工程项目的总平面图和其他有关资料。
项目11：制冷系统设计
制冷机房和设备的布置应考虑的问题：
11.2 制冷机房的布置
(7) 布置应保证操作，检修方便，同时尽可能使设备布 置紧凑。 (8)布置应使连接管路短、流向通畅，并便于安装。 (9) 压缩机的主要操作通道宽度及压缩机突出部分到配 电盘问的距离不小于1．5m，非主要通道宽度不小于0．8m。 (10)设备、管路上的压力表、温度计等仪表，应设置在 便于观察的地方。 (11)卧式冷凝器和蒸发器布置在室内时，应考虑其清洗 和更换管子的可能。安装直管式(或螺旋管式)蒸发器时，应 考虑起吊高度。
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11.3 制冷剂管道的设计 11.3.2 管径的确定方法
2、校核压力损失 制冷剂管道的压力损失包括：沿程阻力和局部阻力。 沿程阻力： △Pm = fm· L /dn ·w2 / 2·ρ （Pa） 式中 △Pm—— 沿程阻力损失，Pa； fm—— 沿程阻力系数； L—— 管段长度，m； dn—— 管道内径，m； w—— 管内制冷剂的流速，m／s； ρ —— 制冷剂的密度，kg／m3
11.3 制冷剂管道的设计 (1) 吸气管
4) 上升吸气立管中的氟利昂气体必须具有一定的流速。 氟利昂12和氟利昂22上升吸气立管需要的带油最低流速可从下图查得。
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11.3 制冷剂管道的设计
1．氟利昂管道的布置原则 (1) 吸气管
5) 在变负荷工作的制冷系统中，为 了避免全负荷时压力降太大，可用两根上 升立管，两管之间用一个集油弯头连接， 如图所示。
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11.3 制冷剂管道的设计
11.3.2
氨管道的布置原则
氨与润滑油中几乎是不溶解的，因此在 氨制冷系统中，应设置氨油分离器，并在可 能集油的设备底部装设放油阀。
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11.3.2
11.3 制冷剂管道的设计 氨管道的布置原则
(1) 吸气管 氨压缩机的吸气管应有不小 于 0 ． 005 的坡度，坡向蒸发器。
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11.3 制冷剂管道的设计
11.3.3 制冷剂管道的布置原则
制冷剂管道的布置应考虑下列要求： (1) 保证各个蒸发器得到充分的供液； (2) 避免过大的压力损失； (3) 防止液态制冷剂进入制冷压缩机； (4) 防止制冷压缩机曲轴箱内缺少润滑油； (5) 应能保持气密、清洁和干燥； (6) 应考虑操作和检修方便，并适当注意整齐。
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11.3 制冷剂管道的设计 11.3.2 管径的确定方法
2、校核压力损失
局部阻力： △Pi = ξ·w2 / 2· ρ =
fm·Ld /dn · w2 / 2· ρ （Pa）
式中 △Pi—— 局部阻力损失，Pa； ξ—— 局部阻力系数； Ld—— 三通、弯头和阀门等部件的当量长度m。
项目11：制冷系统设计
11.3 制冷剂管道的设计
11.3.3 制冷剂管道的布置原则
1．氟利昂管道的布置原则 氟利昂的主要特点是与润滑油互相溶解，因 此，必须保证从每台制冷压缩机带出的润滑油能 全部回到压缩机的曲轴箱。
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11.3 制冷剂管道的设计
1．氟利昂管道的布置原则 (1) 吸气管