第七章 制冷系统

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2、确定制冷系统的冷凝温度和蒸发温度。
3、根据制冷量和制冷工况,选择制冷压缩机和电动机,制冷 压缩机的型号、台数选配的是否合理,将直接影响整个制冷系统的 设备费用和运行费用。
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
制冷压缩机的选型原则: 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,当冷凝压力PK与 蒸发压力PO之比大于8时,应采 用双级压缩;当PK/PO≤8时,采用单级压缩。对于氟利昂制冷系统, 当PK/PO>10时,应采用双级压缩;PK/PO≤10时,采用单级压缩。 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。
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
6、选择其他辅助设备 1)选择贮液器 1 1 506.8+380.9 ——MRυ 3600 ——×——————×0.0017×3600 3 3 1763–687 V= ———————— =————————————————— β 0.8 =2.1m3 选用ZA-2型贮氨器1台,容积为1.92m3 2)选择氨油分离器
2台压缩机的制冷量为: φ O=φ 可以满足要求。 3)除了按上述方法选择外,还可以根据制造厂提供的制冷压缩机特性 曲线直接查得其制冷量,确定选择的压缩机型号和台数。 3、确定制冷压缩机配用的电动机功率 1)理论功率Pth 以8S-12.5型制冷压缩机为例,其理论功率为: 506.8 Pth=MRWth=——————×(1930–1770)=75.36KW 1763-687
第一节 制冷机房的设计步骤
(四)气象资料 气象资料系指制冷机房建设地区的最高和最低温度、采暖计算温 度、大气相对湿度、土壤冻结深度、全年主导风向及当地大气压力等。 (五)地质资料 地质资料系指制冷机房建设地区的大孔性土壤等级、土壤酸碱度、 土壤耐压能力、地下水位、地震烈度等。 (六)设备资料 1)制冷压缩机或机组的主要性能、技术规格、参数、外形图、 安装图等。 2)制冷辅助设备的性能、规格、外形图、安装图等。 (七)主要材料资料 主要材料系指当地使用的绝热材料、管材等。
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
4、冷凝器选择和冷却水量计算 选用立式壳管冷凝器,冷却水进水温度为32℃,出水温度为35℃。 1)冷凝器的热负荷 当tO=2℃,tK=40℃时,查图得,φ =1.17 φ K=φ φ 0=1.17×844.8=988.4KW 2)冷凝器传热面积 tw2–tw1 35–32 传热温差 △t=—————— =—————— =6.4℃ tK–tW1 40–32 1n———— 1n———— tK–tW2 40–35 查表取K=700W/m2· K. φK 988.4×103 A=—————=———————=221m2 K△t 700×6.4 选用LN-125型立式壳管冷凝器2台,每台传热面积为125m2。
D 4Vh
W

4 0.275 0.81 0.60M 3.14 0.8
选用YF=80B型氨油分离器2台。 制冷设备汇总表见表7-1
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
[例7-1] 空调用户要求供给7℃的冷冻水,回水平均温度为11℃,需要的总冷 量为768KW。可利用河水作冷却水源,水温最高为32℃。试选择有关制冷设备。 [解] 采用氨为制冷剂,利用河水作冷却水源,选用立式壳管冷凝器,直流供 水。 1、确定制冷工况 蒸发温度tO:比要求供给的冷冻水温度t2低5℃ tO=t2–5=7-5=2 ℃ 冷凝温度tK:比冷却水出口温度高5℃,取立式壳管冷凝器冷却水进出口温差为 3℃,则 tK=32+3+5=40 ℃ 2、选择制冷压缩机 采用间接制冷系统,取附加系数为10%,制冷系统的制冷量为 φ O=1.1×φ O′=1.1×768=844.8KW 根据制冷量选择制冷压缩机的方法有下列三种: 1)按理论公式确定制冷压缩机的理论输气量 根据 tO=2℃,tK=40℃,从氨的Lgp-h图上查得有关数据。
氟利昂制冷系统
图3-6
氟利昂压缩制冷系统图
1—氟利昂压缩机 2—氟油分离器 3—水冷式冷凝器 4—过滤干燥器 5—电磁阀 6—气液热交换器 7—热力膨胀阀 8—分液器 9—蒸发器 10—高低压力继电器
氟利昂制冷系统
图7-2为氟利昂压缩制冷系统,它与氨制冷系统主要区别 在于,增设了过滤干燥器、气液热交换器、热力膨胀阀、电 磁阀等部件。 工作过程:低压低温的氟利昂制冷剂蒸气进入压缩机1内 进行压缩,压缩后的高压制冷剂气体经氟利昂油分离器2将携 带的润滑油分离出来,然后进入水冷式冷凝器3(或风冷式冷 凝器),在其中制冷剂被冷凝为液体,氟利昂液体由冷凝器 下部的出液管排出并经过滤干燥器4,将所含的水分和杂质过 滤掉,再经电磁阀5,并流经气液热交换器6,经气液热交换 器过冷后的氟利昂液体进入热力膨胀阀7节流降压,并经分液 器8将低压低温的氟利昂液体均匀地送往蒸发器(助片式)9, 在蒸发器内,氟利昂液体吸收被冷物体的热量而气化,气化 后的低压低温的制冷剂蒸气进入热交换器6,在热交换器中吸 收管内高压高温液体的热量而过热,过热后又重新被压缩机 吸入,再次被压缩,如此往复循环,以达到制冷的目的。
第一节 制冷机房的设计步骤
二、确定制冷机房的设计容量 制冷机房的容量以生产工艺所提供的任务书为依据,按照服务对 象和制冷系统的状况,计算出最大的冷负荷。由于制冷系统的具体情 况不同以及地区上的差异,需按设备和管道布置情况等因素计算出冷 损失,或者依据经验适当地考虑冷负荷的附加系数,从而得出该制冷 机房的设计容量。 三、制冷机房的布置 制冷机房的布置,一是根据生产工艺的要求和制冷站服务对象的 分布状况,确定制冷机房在工厂区的位置;二是指制冷机房的房间组 成及各房间内制冷设备的布置。 四、制冷剂管道的设计 制冷剂管道的设计是制冷系统设计成功与否的关键,其设计的主 要内容是管道系统的布置与管径的确定。 五、各有关专业的图纸设计 制冷机房的设计需土木建筑专业、采暖通风专业、电气专业、给 排水专业共同协作,完成相应内容的设计。
ob1+φ ob2=374.7+498.2=872.7KW
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
2)指示功率Pi Pk 1.555 ——— =———— =3.4,从有关图查得,η i=0.85 Po 0.464 Pth 75.36 Pi=——— =——— =88.65KW η i 0.85 3)轴功率Pe 从图查得,η m=0.85 Pi 88.65 Pe=——— =——— =104.3KW η m 0.85 4)电动机功率P P=1.1Pe=1.1×104.3KW=114.7KW 8S-12.5型制冷压缩机按空调工况配用电动机功率为115KW,可以选 用。6W-12.5型制冷压缩机配用的电动机功率为95KW.
第七章 制冷系统
第一节
制冷机房的设计步骤
在熟悉制冷系统有关设备的性能与特点后,就可以进行制冷系统的设
计了,系统设计主要步骤: 一、收集设计原始资料 (一)冷负荷资料 1、由采暖通风专业提供; 2、以生产工艺负荷资料为依据计算出冷负荷资料。 (二)工厂发展规划资料 1、在某些工程建设中,常有工厂近期和远期发展规划; 2、设计机房时应当了解工厂近期和远期发展规划,考虑制冷机 房的扩建问题。 (三)水质资料 水质资料系指确定使用的冷却水水源的水质资料,其主要指标 有:水中含铁量、水的碳酸盐硬度和酸碱度(PH值)等。
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
一、制冷设备的选择计算 制冷设备的选择计算可按下列步骤进行: 1、确定制冷系统的制冷量 制冷系统的制冷量应包括:用户需要的制冷量及制冷系统和 供冷系统的冷损失。冷损失的大小可由设备和管道等的具体情况计 算得出,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%。
8S-12.5型制冷压缩机的标准制冷量φ
01=183.7KW
02=244.2KW
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
在tO=2℃,tK=40℃时,从换算系数表查得冷量换算系数Ki=2.04,各台 制冷机换算后的其制冷量分别为: φ φ
ob1=Kiφ 01=2.04×183.7=374.7KW ob2=Kiφ 02=2.04×244.2=498.2KW
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
从有关样本查得:6W-12.5型压缩机的理论输气量Vh1=0.118m3/S=425m3/h;
8S-12.5型压缩机的理论输气量Vh2=0.157m3/S=566m3/h,
所以确定选择6W-12.5和8S-12.5型制冷压缩机各1台,其理论输气量: Vh=Vh1+ Vh2=0.118+0.157=0.275m3/S=990m3/h。 各台制冷压缩机的制冷量为: φ φ
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
3)冷却水量 φK 988.4 M=—————————×3600=———————————×3600 1000Cp(tw2–tw1) 1000×4.186×(35–32) =283.3m3/h 5、蒸发器选择和冷冻水量计算 1)蒸发器的传热面积 选用螺旋管式蒸发器 查表取螺旋管式蒸发器的传热系数K=500W/ m2· K,蒸发器传热面积为 3 φO 844.8×10 AO= ——— = ——————=248m2 K△t 500×6.8 选用SR-145型螺旋管式蒸发器2台,每台传热面积为145m2。 2)冷冻水量 φO 844.8 M1=————————×3600=———————————×3600 1000Cp(t1–t2) 1000×4.186×(11–7) =182m3/h
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
图8-1 氨的1gP-h图
第二节 制冷设备的选择和制冷机房的布置
h1–h4 1763–687 qυ =———— =—————— =3985KJ/m3 υ 1′ 0.27 tO =2℃,PO=0.464MPa tK =40℃,PK=1.555MPa PK η V=0.94–0.085[(——— ) –1] PO 1.555 =0.94–0.085[(————) –1] 0.464 =0.81 φO 844.8 Vh=———— =—————— =0.262m3/S=943m3/h η Vqυ 0.81×3985
空调用氨制冷系统
氨制冷系统
图7-1为空调用氨制冷系统流程图,采用直接供液方式。 工作过程:压缩机1将蒸发器内所产生的低压低温的氨蒸气吸 入气缸内,经压缩后成为高压高温的氨气先经过氨油分离 器2,将氨气中所携带的少量润滑油分离出来,再进入冷凝 器3。高压高温的氨气在冷凝器中把热量放给冷却水后而使 自身凝结为氨液,并不断地贮存到贮液器4中,使用时贮液 器的高压氨液由供液管送至膨胀阀 5节流降压后,送入蒸发 器6。低压低温氨液在蒸发器中不断吸收空调回水的热量而 气化,空调回水放出热量而温度降低,降温后的冷冻水送 入空调喷淋室喷淋空气,吸收空气的热量,吸热后再用泵 打入蒸发器继续冷却,循环使用,气化后形成的低压氨气 又被压缩机1吸走,如此往复循环,实现制冷。 在制冷系统中,氨压缩机的排气部分至膨胀阀以前属 于高压(高温)部分;膨胀阀后至压缩机的吸气部分属于 低压(低温)部分,所以膨胀阀是制冷系统高、低压力的 分界线。
01=η VVh1qυ 02=η VVhqυ
=0.81×0.118×3985=380.9KW
=0.81×0.157×3985=506.8KW 可以满足要求.
2台压缩机的制冷量为: φ 0=φ
01+φ 02=380.9+506.8=887.7KW,
2)由冷量换算公式确定 从有关样本查得:
6W-12.5型制冷压缩机的标准制冷量φ
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