冷库毕业设计---万吨冷库制冷系统设计

万吨冷库
制冷系统设计
Tons cold storage refrigeration
system design
题目名称：万吨冷库制冷系统设计
院系名称：能源与环境学院
2012年5月
摘要
正文：本设计是位于郑州市的10000t综合冷库制冷系统设计。

本设计的目的在于把学习的东西运用到实际当中，使知识掌握的更加牢固，能更好的融入社会。

的在本设计中首先对冷库进行库容计算，容积40322m³，划分为10个冻藏间，然后进行热工计算，得冷却设备耗冷量为274.8Kw，制冷机器总负荷为214Kw，进而对制冷设备及其辅助设备进行选用，最后决定采用活塞式制冷压缩机，选用四台；冷凝器采用蒸发式冷凝器。

冷间制冷工艺设计是根据冷间冷却设备负荷的大小及冷间性质，选择蒸发器并合理考虑冷间的气流组织，最终选择了顶排管，并对制冷系统的试压、试漏、及管道的保温问题做了简单说明。

关键词：制冷系统，活塞式制冷压缩机，冷负荷。

Summary
Text: This design is located in Zhengzhou City, the the 10000t integrated cold storage refrigeration system design. The purpose of this design is to be learned into practice, knowledge of a more solid, better able to integrate into society. In this design, the first cold storage capacity calculation, the volume of 40322m ³ divided into frozen between 10 and thermal calculations, have the cooling consumption of cooling equipment for 274.8Kw refrigeration machine the total load of 214Kw, and then the refrigeration equipment and its auxiliary equipment selection, and finally decided to use a reciprocating refrigeration compressor, the choice of four; condenser with evaporative condensers. Cold cooling process design is the size of the cooling load of the device according to the cold and cold nature, evaporator and reasonable consideration of cold airflow organization, and ultimately select the top row of tubes, and cooling system pressure test, leak testing, and pipe insulation to do the simple instructions.
Keywords: refrigeration systems, piston refrigeration compressors, cooling load
目录
主要符号表------------------------------------------------------ 1
1.引言------------------------------------------------------- 1
2.设计基本资料-------------------------------------------------- 2
2.1设计目的 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 2
2.2 设计题目 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 2
2.3 设计条件 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 2
3.热工计算------------------------------------------------------ 3
3.1冷藏库尺寸计算---------------------------------------------------------------------------------------- 3
3.2冷库维护结构的传热系数计算 --------------------------------------------------------------------- 4
3.3冷库围护结构传热引起耗冷量 --------------------------------------------------------------------- 5
3.3.1冷库围护结构的传热面积------------------------------------------------------------------- 5
3.3.2 冷库围护结构的耗冷量计算（见表1-3）------------------------------------------ 8
3.4食品冷加工的耗冷量---------------------------------------------------------------------------------- 9
3.5通风换气的耗冷量------------------------------------------------------------------------------------ 10
3.6经营操作耗冷量--------------------------------------------------------------------------------------- 10
3.7电动运行耗冷量--------------------------------------------------------------------------------------- 10
3.8总耗冷量 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 10
3.8.1库房冷却设备的总负荷 --------------------------------------------------------------------- 10
3.8.2制冷机器的总负荷 --------------------------------------------------------------------------- 11
4.制冷方案的确定----------------------------------------------- 12
4.1 制冷系统压缩级数及压缩机类型的确定------------------------------------------------------- 12
4.2 制冷剂种类及冷凝器类型的确定 ---------------------------------------------------------------- 13
4.3 制冷系统供液方式的确定-------------------------------------------------------------------------- 13
4.4 冷间冷却方式的确定-------------------------------------------------------------------------------- 14
4.5 冷间冷却设备和融霜方式的确定 ---------------------------------------------------------------- 14
4.6流向确定 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 14
4.7油分离器的布置--------------------------------------------------------------------------------------- 14
4.8冷库自动调节控制系统------------------------------------------------------------------------------ 15
5.制冷设备计算选型--------------------------------------------- 16
5.1制冷压缩机的选择计算------------------------------------------------------------------------------ 16 5.2冷凝器的计算选用------------------------------------------------------------------------------------ 19 5.3中间冷却器的计算选用------------------------------------------------------------------------------ 19 5.4油分离器的计算选用--------------------------------------------------------------------------------- 20 5.5放空气器的计算选用--------------------------------------------------------------------------------- 20 5.6集油器的计算选用------------------------------------------------------------------------------------ 20 5.7高压贮液器 --------------------------------------------------------------------------------------------- 20 5.8冻藏间采用顶排管------------------------------------------------------------------------------------ 20 5.9低压循环贮液桶本设计------------------------------------------------------------------------------ 21
5.9.1计算冷却设备的容积V1 -------------------------------------------------------------------- 21
5.9.2计算回气管的容积V2 ----------------------------------------------------------------------- 21
5.9.3计算液管容积V3------------------------------------------------------------------------------ 22
5.9.4低压循环贮液桶容积V ---------------------------------------------------------------------- 22 5.10氨泵的选用计算 ------------------------------------------------------------------------------------- 22 5.11设备明细表-------------------------------------------------------------------------------------------- 22
6 制冷系统管径的选定------------------------------------------ 23
6.1 系统管道和阀门的设计要求 ---------------------------------------------------------------------- 23 6.2系统管道的设计 ------------------------------------------------------------------------------------- 23
6.2.1 管道流速要求--------------------------------------------------------------------------------- 23
6.2.2 蒸发器供液管的设计 ----------------------------------------------------------------------- 23
6.2.3 吸气管道的设计------------------------------------------------------------------------------ 24
6.2.4 排气管的设计--------------------------------------------------------------------------------- 24
6.2.5 其它管道的设计------------------------------------------------------------------------------ 24
6.2.6 对制冷工艺管道布置要求 ----------------------------------------------------------------- 24 6.3制冷系统管道设计允许流速和压力降要求----------------------------------------------------- 24
6.3.1管道允许流速要求 --------------------------------------------------------------------------- 24
6.3.2管道允许压力降要求 ------------------------------------------------------------------------ 25 6.4管径的确定 --------------------------------------------------------------------------------------------- 25
6.4.1氨液密度的计算 ------------------------------------------------------------------------------ 25
6.4.2由氨泵供入库房的管道的水力计算 ----------------------------------------------------- 26
6.4.3 回气管的水力计算 -------------------------------------------------------------------------- 27
6.4.4低压储液循环桶到氨泵间管道的水力计算 -------------------------------------------- 28
6.4.5冷凝器到贮液器间的管道的水力计算 -------------------------------------------------- 29
6.4.6高压供液管的水力计算 --------------------------------------------------------------------- 30
6.4.7氨泵到调氨站间管道的水力计算 -------------------------------------------------------- 30 6.5各管段管径的估算------------------------------------------------------------------------------------ 31 6.6管道漆色 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 31
7 制冷系统的试压试漏及管道保温--------------------------------- 32
7.1 系统试压、排污、试漏、抽真空--------------------------------------------------------------- 32
7.1.1 系统试压--------------------------------------------------------------------------------------- 32
7.1.2 系统排污--------------------------------------------------------------------------------------- 32
7.1.3 系统抽真空实验------------------------------------------------------------------------------ 33
7.1.4 系统氨试漏------------------------------------------------------------------------------------ 33 7.2 系统设备及管道保温 ------------------------------------------------------------------------------ 33
8. 结论-------------------------------------------------------- 35
致谢----------------------------------------------------------- 36
参考文献------------------------------------------------------- 37
主要符号表
符号 说明 单位
m 质量 ㎏
V 体积 m 3
d 厚度 m
Q 热量 W
A
面积 m 2 t
温度 ℃ p
压力 Pa P
功率 kW ω
流速 m/s G
流量 ㎏/h h
焓 kJ/kg ν
比体积 m³/kg ρ
密度 kg/m 3 R
热阻 W /m 2℃⋅ C
比热容 kJ/(kg·K) λ
热导率 ℃）（⋅m /W K 传热系数
℃）（⋅2m /W
引言
1.引言
冷库是发展冷藏业的基础设施,也是在低温条件下贮藏货物的建筑群。

食品保鲜主要以食品冷藏链为主,将易腐畜禽、水产、果蔬、速冻食品通过预冷、加工、贮存和冷藏运输,有效地保持食品的外观、色泽、营养成分及风味物质,达到食品保质保鲜,延长食品保存期的目的,起到调剂淡、旺季市场的需求并减少生产与销售过程中经济损耗的作用。

随着市场经济的不断发展,现代物流系统的不断完善,食品冷藏链的产业化发展前景十分广阔。

冷库行业发展现状；
1.国外冷库行业现状：国外冷库行业发展较快的国家主要有日本、美国、芬兰、加拿大等。

日本是亚洲最大的速冻食品生产国,-20℃以下的低温库占冷库总数的80%以上。

2.国内冷库行业现状：近几年来，我国冷库建设发展十分迅速，主要分布在各水果、蔬菜主产区以及大中城市郊区的蔬菜基地。

据统计，全国现有冷冻冷藏能力已达500多万吨，其中外资、中外合资和私营冷库约占50万吨，国有冷库450多万吨，分属于内贸、农业外贸和轻工系统，其中内贸系统冷库容量达300多万吨，占全国总量的60％以上。

我国商业系统拥有果蔬贮藏库面积达 200多万平方米，仓储能力达130多万吨，其中机械冷藏库70多万吨，普通库为60多万吨。

本设计的主要内容有：
1.设计基础资料
2.热工计算
3.制冷方案的确定
4.制冷设备的计算选型
5.制冷系统管道的确定
6.制冷系统的试压试漏及管道保温
通过以上的工作，本设计达到了10000t冷库的工艺要求。

设计基本资料
2.设计基本资料
2.1设计目的
毕业设计是工科类专业教学的重要环节之一，是对学生在校所学理论知识的全面总结和综合检验。

通过毕业设计初步了解建筑环境与设备工程专业的设计内容、程序和基本原则，了解设计计算的步骤和方法，培养学生的识图和制图能力，引导学生学会查找设计规范和设计手册，初步了解本专业的主要设备、附件及材料。

参加《制冷技术》毕业设计的学生，通过设计要求掌握有关冷藏库有关制冷工艺设计的内容、程序及基本原则和制冷工艺设计计算方法并提高绘制设计图纸的能力。

在设计过程中尽可能联系当前技术发展和环保要求，参照新规范进行设计，使设计达到技术、经济、运行管理的合理、可行和安全可靠。

2.2 设计题目
万吨冷库制冷系统设计
2.3 设计条件
气象和水文资料
地点：郑州
夏季空气调节平均温度+31℃，郑州位于东经113.39°，北纬34.43°。

冷藏容量为10000t，为中转型冷库
热工计算
3.热工计算
整个制冷系统的设计计算是在冷库的平面立面和具体的建筑结构和围护结构确定之后进行的。

首先计算冷库的耗冷量，然后计算制冷机器和设计。

计算出程序如下：
3.1冷藏库尺寸计算
根据[1]冷库设计规范.GB 50072—2010公式：
1000
1∑=ηρS
V G （3-1） 式中G —冷库计算吨位（t ）；
V 1—冷藏间的公称体积（m 3）；
η—冷藏间的体积利用系数；
ρs —食品的计算密度（kg/m 3） 根据[3]《冷库设计手册》表3.0.5查得冻肉的密度为ρs =400 kg/m 3
根据公式（2-1）得，
冷藏间根据[1]《冷库设计规范》表 3.0.3初步估计其η=0.5得到V=40322.58m ³。

设置10个房间
表3-1 库房尺寸
图3-1 冷库平面布置图
3.2冷库维护结构的传热系数计算
根据[1]冷库设计规范.GB 50072—2010得
⎥
⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅⋅⋅+++-=n n n w a d d d a R d 1122110λλλ
（3-2） 根据[1]冷库设计规范.GB 50072—2010得：
()w
g d g R t t t t b R 1
min --⋅=
（3-3）
式中 R min —围护结构最小总热阻（㎡·℃/W ）；
t g —围护结构高温侧的气温（℃）； t d —围护结
t 1—围护结构高温侧空气的露点温度（℃）； b －热阻的修正系数，取b=1.0。

查表知高温侧空气的露点温度为t 1=27.1℃
围护结构最小总热阻：
()043.01
.2730301m in ⨯--⋅=
d t R （㎡·℃/W ）
主要计算外墙、内墙、阁楼层和地坪的传热系数，计算公式如下： 热阻的计算公式为： R i =δi /λi ,R s =1/α 传热系数的计算公式为
K =
1
1αw +δ1λ1+δ2λ2+⋯.+1αn
（3-4）
对于墙面的对流换热系数α，外墙表面α取29W/m 2∙K ；内墙表面α取8 W/m 2∙K 。

各冷库维护结构及其传热系数的计算见表1-1。

3.3冷库围护结构传热引起耗冷量 按计算围护结构传热面积原则计算各
库房围护结构的传热面积，然后计算耗冷量。

3.3.1冷库围护结构的传热面积 冷库围护结构的传热面积计算见表1-2.
表3-2 冷库围护结构及其传热系数的计算
外墙
表3-3 冷库维护结构的传热面积表
3.3.2 冷库围护结构的耗冷量计算（见表1-3）
根据[3]《冷库设计手册》查的
Q1=KAα（T w−T n）（3-5）
表3-4 Q1的计算表
W n α为温差修正系数，T w 为室外温度(℃)，T n 为室内温度(℃)。

3.4食品冷加工的耗冷量
冻藏间：食品入库前的温度为-15℃，经冷藏24h 后达-18℃。

食品前后的焓值查表得：牛肉禽类h 1=13kJ kg ⁄，h 2=4.6kJ kg ⁄，猪肉h 1=12.2kJ kg ⁄，h 2=4.6kJ kg ⁄， T =24h 。

根据[3]《冷库设计手册》查得 Q 2=
G (h 1−h 2)
nT
（3-6）
No.1-no.5冻藏间存放牛肉及家禽肉，no.6-no.10冻藏间存放猪肉 表3-5 Q 2的计算表
3.5通风换气的耗冷量
这个冷库没有需要换气的库房，因而没有通风换气的耗冷量。

所以Q3=0。

3.6经营操作耗冷量
根据[3]《冷库设计手册》查得
Q5=Q5a+Q5b+Q5c=q d F+Vn(h w−h n)mr n
24+3
24
n r q r（3-7）
照明耗冷量：每平方米地板面积照明热量q d=1.16W/m²；
在建筑上采用常温穿堂；
查得郑州地区，库温-18℃，10000t冷库的开门耗冷量为4968w，按使用系数摊入；
表3-6 Q5的计算表
3.7电动运行耗冷量
冻藏间无风机，故无此项。

3.8总耗冷量
3.8.1库房冷却设备的总负荷
根据[3]《冷库设计手册》查得
Q q=Q1+pQ2+Q3+Q4+Q5（3-8）其中，冻结物冷藏间p=1；冻结间p=1.3
表3-7 Q q的计算表
3.8.2制冷机器的总负荷
根据[3]《冷库设计手册》查得
Q j=(n1∑Q1+n2∑Q2+n3∑Q3+n4∑Q4+n5∑Q5)R（3-9）
Q的修正系数取0.8；冷藏间面积≧100m2时，修正冷库的生产旺季不在夏季，
1
系数取0.5；冻结间取0.75；R=1.07带入计算后见表1-5j
表3-8 Q q的计算表
4.制冷方案的确定
制冷方案是设计单位依据设计任务书而提出的初步设想，冷库的使用效果与所选用的制冷方案有着密切的联系。

如果确定的制冷方案不当，会给冷库建设造成不应有的经济损失和操作管理的不便，关系到机器设备先进性及经常运转费用的高低等。

因此在确定方案时，应从先进、使用、发展、经济等诸多方面出发，同时考虑几个不同方案，进行分析比较，权衡利弊，选择最佳的设计方案。

确定冷库制冷方案的内容包括制冷系统压缩级数及压缩机类型的确定，制冷剂种类及冷凝器类型的确定，自动化方案的确定，制冷系统供液方式的确定，冷间冷却方式的确定，冷间冷却设备和融霜方式的确定。

制冷方案确定的依据如下：1.冷库的使用性质；2.建设规模和投资限额；
3.生产工艺要求；
4.当地水文气象条件；
5.制冷装置所处环境。

4.1 制冷系统压缩级数及压缩机类型的确定
制冷系统的压缩形式包括单级压缩和双级压缩。

单级压缩形式就是在制冷系统中将压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器四大部件，一次用管道连接起来，形成一个最基本的单级压缩系统。

制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，即可完成一个制冷循环。

双级压缩形式又可分为单机双级压缩和配组式双级压缩。

单机双级压缩形式就是采用一台制冷压缩机进行双级压缩，具有占地面积小、系统管道简单、施工周期短、操作管理方便等优点，用于大、中型冷库中，但不能根据工作条件变化灵活调整。

配组式双击压缩是由几台单级压缩机配合来完成高、低压级压缩。

用来配组的制冷压缩机应尽量选择相同系列的，这样便于零部件互换。

确定系统压缩级数的主要依据是压力比值，即一定工况下，系统冷凝压力与蒸发压力的比值。

当压力比值小于或等于8时，氨系统应采用单级压缩；压力比值小于或等于10时，氟系统采用单级压缩。

当压力比值大于8时，氨系统应采用双级压缩；当压力比值大于10时，氟系统采用双级压缩。

根据相关计算，我们此次设计的冷库应该采用双级压缩形式。

制冷压缩机包括活塞式压缩机、螺杆式压缩机和离心式压缩机。

活塞式制冷压缩机工艺成熟，热力性能好，目前在制冷系统中应用广泛。

但是这种类型的压缩机，易损部件多，零部件也多，管理和维修比较麻烦。

螺杆式制冷压缩
机是一种容积型回转式压缩机，结构简单，体积小，易损部件少，检修周期长，运转平稳可靠，维修方便，因而在各种制冷装置中得到较为广泛的应用；尤其在空间有限、需要移动的制冷系统。

但是由于加工精度较高，制造比较复杂，噪声大，效率稍低，在使用上受到一定的限制。

离心式制冷压缩机是无油压缩，机械磨损小，重量轻，并能实现自动控制，用于制冷量较大的制冷装置上；由于单机制冷量不能过小，限制了使用范围，离心式压缩机制造加工精度较高，维护困难较大。

综合各项因素，我们此次设计的冷库应该采用活塞式制冷压缩机。

4.2 制冷剂种类及冷凝器类型的确定
压缩机制冷剂的选用对于提高制冷系统的热力完善度，降低制冷装置的造价以及确保安全运转具有重要意义。

确定制冷剂的种类，通常从以下几个方面进行考虑：货源和冷库造价；安全性能；蒸发系统压缩级数。

氨的单位制冷量较大，且价格便宜，易溶于水但不溶于润滑油。

氟利昂的单位制冷量较小，且价格昂贵，与油互溶性较好，但容易泄漏。

通过对比特点，我们此次设计的冷库应该采用氨作为制冷剂。

冷凝器类型有多种，应该根据制冷装置所处的环境、冷却水水质、水温和水量来进行确定。

在具有充足水源、是指较差的地区，采用立式壳管式冷凝器；若水温低，水质较好，船舶制冷装置应采用卧式壳管式冷凝器；对水质差、大气湿度比较低的地区应采用淋浇式冷凝器；对水缺乏地区，耗水量小，应采用蒸发式冷凝器；对于小型氟利昂制冷装置，应采用空气冷却式冷凝器。

郑州水资源比较充足，所以冷库应该采用立式壳管式冷凝器。

4.3 制冷系统供液方式的确定
制冷系统的供液方式可分为直接膨胀供液、重力供液和液泵供液三种。

直接膨胀供液适用于小型氨制冷装置、负荷稳定的系统及氟制冷装置。

该方式的特点是系统简单、工程费用低，但制冷效率较低且操作调节困难；目前国内氨制冷系统中较少采用这种供液方式。

重力供液适用于中、小型氨冷库制冷装置，该方式的特点是供液稳定，能提高蒸发器的热交换效果，防止压缩机“液击”，但提高了土建的造价。

目前，在中、小型氨冷库制冷装置中已少用。

液泵供液比上述两者的优点多，在国内外制冷装置中已得到日益广泛的应用，是国内大中型冷库制冷装置应用最多的供液方式。

该方式的特点是蒸发器的热交换效率高，便于集中控制，但相应的投资也加大，
液泵供液方式，其优点突出，因此适合我们此次设计的冷库。

4.4 冷间冷却方式的确定
冷间冷却方式是冷库制冷方案的一个组成部分，从制冷产生冷效应的角度，可分为间接冷却方式和直接冷却方式，这两者各有其特点和使用场合。

间接冷却方式的特点是初投资和经常运转费用较高，能连损失较大，需要经常维护修理。

目前在各制冷装置中，间接冷却系统应用不太多，仅在特定情况下及不宜使用直接冷却系统的场所应用。

直接冷却方式的特点是能量损失较小，操作管理方便，初投资及运转费用较低。

由于这些优点而被广泛应用。

直接供液方式，使用年限较长，所以冷库应该采用此种冷却方式。

4.5 冷间冷却设备和融霜方式的确定
目前冷间常采用冷却排管、冷风机和搁架式排管等冷却设备。

其选用是否合理直接关系到产品的冷加工质量和生产效率，以及经费性费用。

影响因素应考虑产品冷加工工艺要求和储藏条件，库房的占用面积等。

冷间类型不同，所选用冷间冷却设备也有区别。

冷却间一般选干式落地式冷风机作为冷却设备；冻结间一般选用落地式或吊顶式冷风机作为冷却设备；冷却物冷藏间通常选用冷风机冷却设备；冻结物冷藏间通常选用冷却排管作为冷却设备；产品包装间，选用冷却设备应根据包装间温度而定。

融霜方式的确定根据系统内部自身因素进行选择，我们此次设计的冷库应该采用热氨融霜方式
4.6流向确定
本工程液泵供液选下进上出流向。

（1）充液量多。

（2）供液均匀，充分发挥蒸发器的换热作用。

（3）安装时低压循环贮液器安装位置不受严格限制。

4.7油分离器的布置
氨油分离器应尽可能布置的离压缩机远一些，以便使排气在进入氨油分离器前得到额外的冷却，减少氨气比容，提高分离效果。

4.8冷库自动调节控制系统
（1）温度继电器与电磁阀联合使用对库温进行控制，温度继电器的感温包置于冷库中
（2）蒸发压力调节阀安装在库房蒸发器出口，以保持蒸发压力的稳定（3）热力膨胀阀一方面使制冷剂节流降压降温，另一方面通过感温包感受蒸发器制冷剂出口过热量的变化，自动调节热力膨胀阀的开启度，使进入蒸发器的制冷剂流量与蒸发器负荷匹配。

（4）水量调节阀的作用是保证冷凝压力的稳定。

（5）高低压继电器是起安全保护作用，当排气压力超过允许的最高值时高压继电器自动切断电源，使压缩机停止运行，当吸气压力低于允许的调定值时低压继电器自动切断电源，使压缩机停止运行。

（6）节流阀前液体过冷度的确定，由于本系统为单级压缩制冷系统，故不再专设液体过冷器，单级压缩制冷系统在节流阀前均无过冷
5.制冷设备计算选型
5.1制冷压缩机的选择计算
冷库的耗冷量计算以后，便可按机器总负荷选择制冷压缩机及所配用的设备。

按这个冷库的设计条件，确定冷凝温度、氨液冷凝后的再冷温度以及制冷压缩机循环的级数，然后进行计算。

冷凝温度：冷凝温度一般为冷却水温度加温差，冷却水温度一般为32摄氏度，温差一般为4-7摄氏度，故冷凝温度t k=(32+6)℃=38℃
氨液的再冷温度：氨液自冷凝器流入高压贮液器，在供至膨胀阀之前可以经行再冷却，一是冷凝器在室外，高压贮液器在室内，氨流进高压贮液器和供至膨胀阀的过程中，受环境的温度影响会自然降温，冷凝温度降低3-5℃。

制冷循环的压缩级数:这个冷库要求冷藏间的温度为-18℃，冻结间温度为
-23℃，如果蒸发温度与库房温度的温差为10℃，则蒸发温度为-28℃和-35℃。

当冷凝温度为+38℃时，相应的冷凝压力为p L=1467.0kPa。

当蒸发温度为-28℃时，相应的蒸发压力为p Z=131.5kPa。

当蒸发温度为-33℃时，相应的蒸发压力为p Z=103.1kPa。

按冷凝压力和蒸发压力的比值考虑，则
p L p Z =
1467.0
131.5
=11.16>8
p L p Z =
1467.0
103.1
=14.23>8
压力比均大于8，应采用双机压缩制冷循环。

制冷系统采用双级压缩循环，冷凝温度t k=38℃，蒸发温度t0=−28℃，采用双级压缩，其高低压级容积比采用1/2；查书中相应图得中间温度t m=−3.6℃。

流向冷却设备的氨液经由中间冷却器的蛇形盘管经行冷却，冷却后的过冷温度比中间温度高5℃。

然后通过膨胀阀节流降低到蒸发压力。

在制冷压缩机的实际运转过程中，所吸入的气体是过热气体而不是饱和蒸汽，在计算制冷压缩机的制冷量时，可以根据吸入气体的比体积来计算，即允许制冷剂有一定的过热。

按照允许吸气温度来计算制冷压缩的制冷量，制冷压缩机循环图如图所示。

根据冷藏库制冷设计手册
t m=−3.6℃，t
吸=−18℃，t
吸中
=−2.6℃，查得吸气比积:ν1.=
1.02m3kg
⁄,ν3.=0.37m³/kg.
按压力和温度条件，查的图中各相应状态点的焓值见表1-6：
图5-1制冷循环压焓图
表5-1状态点的焓值
制冷压缩机的选用计算双级压缩机的制冷量以低压级压缩制冷含量为计算依据，选用计算的目的主要是求出需用的压缩机排气量和需用的电动机功率，先计算低压级然后计算高压级。

选用压缩机时一般不适宜少于两台，要考虑维修时不停产；配备多台压缩机时，要注意型号以及零件的互换性，并制冷压缩机产品目录样本选用。

另外，也可以考虑单级制冷压缩机，配组为双级制冷压缩，压缩机的高压级和低压级的容量比可以变化。

本例中制冷压缩机的选用计算见表1-7：
根据冷藏库制冷设计手册
查得低压输气系数λqd=0.82，高压输气系数λqg=0.71
表5-2 压缩机的选型计算表
5.2冷凝器的计算选用
根据[15]《冷库制冷工艺设计》查得
Q k=G g h4−h5
3600=822.66×(1675 −380 )
3600
kW=295.93kW（5-1）
应选用HECS-350，名义换热量为356Kw。

5.3中间冷却器的计算选用
根据[15]《冷库制冷工艺设计》查得
d zj=√4V
3600πω=√4×822.66×0.39
3.14×0.5×3600
m=0.84(m)（5-2）
式中ω-中间冷却器内流体的流速(m s⁄)，选为0.5m s⁄；
d zj-中间冷却器的内径(m)。

蛇形盘管冷却面积(m2)：取中间器的K值为580W m2⋅K
⁄，其对数平均值温差的计算公式为：
△t m=△t1−△t2
2.31g△t1
△t2=(38+3.6)−(−0.6+3.6)
2.31g38+
3.6
−0.6+3.6
℃=16 (℃)（5-3）
式中△t1—冷凝温度与中间温度的温差
△t2—中间冷却器出水温度与中间温度的温差根据[15]《冷库制冷工艺设计》查得
A =Q
zj
k△t m
=
G d (h 5−h 7)k△t m
=8.09(m 2) （5-4）
应选用ZZQ-1000中间冷却器一台，外径ϕ1000mm 、蛇形盘管冷却面积为10 m 2。

5.4油分离器的计算选用
按选用的两台双级压缩机的高压级活塞理论输气量q Vh =566m 3h ⁄，输气系数λg =0.71，则根据[15]《冷库制冷工艺设计》查得
d yf =0.021√q Vh λg =0.75(m ) （5-5） 应选用YF-150TL 型油分离器，ϕ为325mm。

5.5放空气器的计算选用
选用KFA-32型放空气器一台。

5.6集油器的计算选用
按规则选用DHY-219集油器3台。

5.7高压贮液器
氨液的总循环量G =822.66kg h ⁄，冷凝温度下的氨液比体ν=0.00148m 3kg ⁄，容量系数ϕ取为1.2，充满度β取为0.7， 根据[15]《冷库制冷工艺设计》查得 V =Gνϕ
3600β=
822.66×0.00148×1.23600×0.7
m
3
=2.09(m 3) （5-6）
应选用ZA-3.5的贮液桶一只，V=3.5m ³。

5.8冻藏间采用顶排管
这种形式的顶排管的传热系数一般8.12∼11.6W m 2⋅k ⁄。

4.8.1需用冷却面积 按K =8.12W m 2⋅k ⁄，传热温差按10℃计算，需用
冷却面积F 的计算公式为
F =Q
k △t
（5-7）
4.8.2钢管长度采用ϕ40mm无缝钢管，每米长的面积1×3.14×0.04m2= 0.1256m2，
表5-3 排管长度计算
5.9低压循环贮液桶本设计
本设计采用立式低压循环贮液桶，进液方式为下进上出，其需用容积计算如下：
5.9.1计算冷却设备的容积V1
按制冷设备容积的40％、回气管容积的60％和液管容积的总和除以70％计算冷却设备的容积V1。

冷却排管的容积：排管的总长为28443.89m，管子尺寸为ϕ38×2.5mm，每米管长的容积为
1×πd2
4
=1×
3.14×0.033²
4
m3=0.00085（m3）
排管的容积：28443.89×0.00085m3=24.1773m3
5.9.2计算回气管的容积V2
冻藏问的回气管(ϕ57mm×3.5mm)，共长738m，每米容积为
1×πd2
4
=1×
3.14×0.052
4
m3=0.00196（m3）
共有容积： 738×0.00196m 3=1.45（m 3） 5.9.3计算液管容积V 3
冻藏间液管长738m，管径为ϕ40mm ×2.5mm，每米管长的容积为0.00085m 3。

共有容积：V 3=(738)×0.00085=0.63（m 3
） 5.9.4低压循环贮液桶容积V
V =0.4V 1+0.6V 2+V 3
0.7
=15.95（m 3）
应选用ZDX20低压循环桶一台，V=20m ³。

5.10氨泵的选用计算
冷藏间的冷却设备为顶排管，它是靠空气自然对流进行热交换的，氨泵的流量以氨的循环量的四倍计算。

冷藏间的制冷总负荷为274.847kW。

单位制冷量：h 1−h 8=1084(kJ kg )⁄
氨的循环量：G d =274.847×36001084kg h ⁄=912.78⁄(kg h )⁄ 查得−28℃的比体积为0.00148m 3kg ⁄；
需用的氨泵流量V 1：V 1=4×912.78×0.00148m 3h ⁄=5.40(m 3h )⁄ 选用YAB2—5型氨泵3台，每台流量为2m 3h ⁄。

压差∆p 为0.5MPa 。

5.11设备明细表
制冷系统管径的确定
6 制冷系统管径的选定
制冷系统管道设计是用经过计算选定管道，根据各管段的设计要求，将制冷机，各种制冷设备及阀门等部件合理的连接起来组成制冷系统的设计，一个制冷系统是否具备良好的制冷性能，运转是否稳定安全，在很大程度上取决与制冷系统的管道设计。

此设计采用经验值，各管道采用比设备所配阀门大一个型号。

主要干道的管径手工计算所得。

6.1 系统管道和阀门的设计要求
此设计的制冷剂为氨，所以要求各管道不能用铜质管材。

在系统中也不能用镀锌管，不能对设备的接触制冷剂的表面进行镀锌处理。

对管道试压至少6～7次。

各管道表压不超过105pa。

因为制冷剂为氨，所以要求各阀门的材料也不能用铜或铜合金，内表面不能镀锌。

阀件材料可用：灰口铸铁、可锻铸铁、铸钢。

各阀门有倒关的阀座。

6.2系统管道的设计
6.2.1 管道流速要求
蒸发器到氨液到低循桶的单相流的回气管道取10～16m/s。

氨泵供液两相流体的回气管取6～8 m/s。

吸气管道取12～20 m/s。

排气管道取15～25 m/s。

液体管道据管径而定取20～70 m/s，管径越粗，流速越高。

液体管道、高压自流输液管、从冷凝器到高储器取0.5 m/s。

其他液体管道0.5～1.5 m/s。

管道允许的压力降为：
DP=DP
沿+DP
局
氨系统中要求吸气管或回气管的允许压力降相当于饱和温度降低1℃。

排气管的允许压力降相当于饱和温度降低0.5℃。

6.2.2 蒸发器供液管的设计
要求每个冷间都应有自调节站上单独引出的并能在分配站调节的供液管。

冷风机与排管的供液管道，应从调节站分别引出，不能并联于一根供液管上。

并联于同一供液管的蒸发器，应考虑到沿程阻力损失，对各并联供液的蒸发器要求其当量长度基本相等，以保证每组蒸发器都有良好的制冷效果。

当同一冷间内，同时存在墙排管和顶排管时，原则上按墙、顶排管分别供液，若采用并联在同一供液管的方法时，先供顶排管，再供墙排管。