制冷设备的选型计算.ppt
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1、 制冷设备选型计算制冷设备选型计算v本文主要讲述制冷压缩机、换热设备、本文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。辅助设备的选型依据和选择计算方法。制冷装置设计制冷装置设计一、计算参数的确定一、计算参数的确定1.蒸发温度蒸发温度to的确定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,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。确定合理的计算温差,从而确定蒸发温度。2.冷凝温度冷凝温度tk的确定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冷凝温度与冷凝器的形式、冷却方式、冷却介质的温度等
2、有关,3.吸气温度吸气温度tx的确定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。大小和系统供液量等因素有关。4.过冷温度过冷温度tg的确定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。虑具体条件,进行技术经济分析来确定是否采用液体过冷。第一节第一节 制冷压缩机的
3、选型计算制冷压缩机的选型计算第一节第一节 制冷压缩机的选型计算制冷压缩机的选型计算三、往复式压缩机的选型三、往复式压缩机的选型1.结构形式的选择结构形式的选择(1)单级活塞式压缩机)单级活塞式压缩机开启型活塞式制冷压缩机开启型活塞式制冷压缩机主要用主要用NH3、R22、R404A、R407C和和R134a等制冷工质,等制冷工质,半封闭压缩机半封闭压缩机主要用主要用R22、R502、R404A、R407C、R134a、R290、R600a和和CO2制冷工质制冷工质全封闭型活塞式压缩机全封闭型活塞式压缩机主要用主要用R22、R404A、R407C、R134a和和R600a等制冷工质等制冷工质(2)
4、双级活塞式压缩机)双级活塞式压缩机(3)压缩机组)压缩机组第一节第一节 制冷压缩机的选型计算制冷压缩机的选型计算2.2.选型计算选型计算(1)单级压缩机的选型计算)单级压缩机的选型计算按压缩机的理论输气量选型按压缩机的理论输气量选型v机械负荷机械负荷v压缩机的理论输气量压缩机的理论输气量按压缩机的标准工况制冷量选型按压缩机的标准工况制冷量选型按压缩机的性能曲线选型按压缩机的性能曲线选型按压缩冷凝机组的性能选择按压缩冷凝机组的性能选择图3-1 单级压缩制冷循环压焓图第一节第一节 制冷压缩机的选型制冷压缩机的选型计算计算2.2.选型计算选型计算(2)(2)双级冷库用低温压缩机的选型计算双级冷库用低
5、温压缩机的选型计算v确定最佳中间温度确定最佳中间温度的方法的方法从制冷循环的计算确定最佳中间温度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。论输气量之比。绘制绘制=f(tm)、)、=f(tm)曲线。确定最佳中间温度值。)曲线。确定最佳中间温度值。根据给定的高、低压级压缩
6、机根据给定的高、低压级压缩机理论输气量之比理论输气量之比确定中间温度确定中间温度(3 3)复叠式循环压缩机的选型计算)复叠式循环压缩机的选型计算 第一节第一节 制冷压缩机的选型计算制冷压缩机的选型计算第一节第一节 制冷压缩机的选型计算制冷压缩机的选型计算图3-7 NH3/CO2复叠式制冷系统 第二节第二节 换热设备的选换热设备的选型计算型计算一、冷凝器的选型计算一、冷凝器的选型计算(一)结构形式的选择(一)结构形式的选择(1 1)风冷式冷凝器)风冷式冷凝器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适用于水源极为缺乏或不能用水冷的场合(2 2)水冷式冷凝器)水冷式冷凝器 立式壳
7、管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;适用于水质较差、水源丰富的地区;卧式壳管式冷凝器卧式壳管式冷凝器适用于水温较低、水质较好的地区;适用于水温较低、水质较好的地区;板式冷凝器板式冷凝器适用于中、小型制冷装置适用于中、小型制冷装置套管式冷凝器套管式冷凝器主要用于小型商用制冷装置中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;低的地区;第二节第二节 换热设备的选换热设备的选型计算型计算(二)选型计算(二)选型计算1.1.冷凝器传热面积冷凝器传热面积(1)(1)冷凝器的对数平均温差冷凝器的
8、对数平均温差t tm m(K或)(2)冷凝器的传热系数K 由冷凝器的由冷凝器的结构型式结构型式、制冷剂种类制冷剂种类、冷却介质的速度冷却介质的速度、温度差温度差、传热、传热面上的面上的污垢系数污垢系数、传热管的、传热管的材质材质等因素所支配。等因素所支配。表表3-10 3-10 氟里昂冷凝器的氟里昂冷凝器的K K与与q qF F值选取范围值选取范围冷凝器种类冷凝器种类传热系数传热系数W/(m2K)单位面积热负荷单位面积热负荷qF(W/m2)备注备注水冷式冷凝器水冷式冷凝器卧式(翅片管)卧式(翅片管)80090045005000tm=5套管式套管式110035004000tm=5空气冷却式冷空气
9、冷却式冷凝器凝器强制通风式强制通风式2428240280tm=812自然对流式自然对流式5.89.3蒸发式冷凝器蒸发式冷凝器58075014001800tm=23第二节第二节 换热设备的选型计算换热设备的选型计算(3)(3)冷凝器的热负荷冷凝器的热负荷Q Qk k 第二节第二节 换热设备的选型计算换热设备的选型计算v有以下三种计算方法:有以下三种计算方法:图3-12 R717冷凝器的负荷系数 v对于空气冷却式冷凝器,也可由下式计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:算的名义制冷量来选择:第二节第二节 换热设备的选换热设备的选型计算型计算2.冷凝器的冷却介质流量冷凝器的冷却介质
10、流量v冷凝器中制冷剂蒸气释放的热量冷凝器中制冷剂蒸气释放的热量Qk被冷却介质带走。根被冷却介质带走。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:流量可由下式计算求出:3.流动阻力流动阻力 卧式壳管式冷凝器空气冷却式冷凝器(三)水冷却塔(三)水冷却塔1.1.水水冷却塔的冷却塔的作用作用使使水水冷冷式式冷冷凝凝器器中中冷冷却却水水吸吸收收的的制制冷冷剂剂蒸蒸发发而而吸吸收收的的热热量量,通通过过表表面面蒸蒸发发及及与与空空气气接接触触进进行行热热交交换换后后排排放放到到环环境境当当中中,使使冷冷却却水水的的温温度度降降低低
11、下下来来,供供冷冷凝器循环使用,以达到节约用水的目的。凝器循环使用,以达到节约用水的目的。2.2.冷却塔与水冷式冷凝器的管线连接见图冷却塔与水冷式冷凝器的管线连接见图3-133-13、图图3-143-14 。第二节第二节 换热设备的选换热设备的选型计算型计算图3-13 冷却塔与水冷式冷凝器的管线连接图第二节第二节 换热设备的选换热设备的选型计算型计算3.3.冷却水系统设备的选型计算冷却水系统设备的选型计算(1 1)冷却塔的选型)冷却塔的选型选型参数选型参数冷却范围冷却范围冷却塔中进水温度与出水温度之差;冷却塔中进水温度与出水温度之差;冷幅高冷幅高出水温度与空气湿球温度之差;出水温度与空气湿球温
12、度之差;热负荷热负荷冷却塔的热负荷冷却塔的热负荷Q Q可由下式计算:可由下式计算:式中:式中:G G被冷却水的质量流量(被冷却水的质量流量(kg/skg/s););C Cp p被冷却水的比热容(被冷却水的比热容(KJ/kgKKJ/kgK););t t1 1、t t2 2分别是被冷却水的进出口温度(分别是被冷却水的进出口温度()。)。第二节第二节 换热设备的选型计算换热设备的选型计算3.3.冷却水系统设备的选型计算冷却水系统设备的选型计算(2 2)水泵的选型)水泵的选型根据冷却塔的热负荷确定循环水量,根据冷却塔的热负荷确定循环水量,v通常冷却塔的冷却能力在(通常冷却塔的冷却能力在(0.15m3/
13、h)/(kW热负热负荷)(荷)(0.2m3/h)/(kW热负荷)之间(或是热负荷)之间(或是0.68m3/h0.91m3/h/冷却塔吨)。冷却塔吨)。选用管材和管径。根据工作条件可以使用镀锌选用管材和管径。根据工作条件可以使用镀锌钢管、钢管、L型铜管和型铜管和CPVC塑料管等,管径的大塑料管等,管径的大小以水在管内的流速不超过小以水在管内的流速不超过2.4m/s为宜。为宜。确定管路系统中的阀门和配件的数量。确定管路系统中的阀门和配件的数量。计算管路中的沿程阻力损失和局部阻力损失。计算管路中的沿程阻力损失和局部阻力损失。第二节第二节 换热设备的选换热设备的选型计算型计算二、蒸发器的选型计算二、蒸
14、发器的选型计算1.结构形式的选择结构形式的选择(1)冷却空气式蒸发器)冷却空气式蒸发器在商用制冷装置中自然对流型空气冷却蒸发器主要有在商用制冷装置中自然对流型空气冷却蒸发器主要有管板式、吹胀式和冷却排管等几种。管板式、吹胀式和冷却排管等几种。冷风机冷风机工作在空气露点以下、工作在空气露点以下、0以上的冷却空气式蒸发器以上的冷却空气式蒸发器凝结水的处理方法之一凝结水的处理方法之一见图见图3-15.(2)冷却液体式蒸发器)冷却液体式蒸发器v这类蒸发器包括壳管式、水箱式和套管式三种型式。壳这类蒸发器包括壳管式、水箱式和套管式三种型式。壳管式蒸发器有满液式与干式两种,水箱式蒸发器也有直管式蒸发器有满液
15、式与干式两种,水箱式蒸发器也有直立管式、螺旋管式及蛇管式等几种型式。立管式、螺旋管式及蛇管式等几种型式。第二节第二节 换热设备的选换热设备的选型计算型计算2.选型计算选型计算(1)蒸发器传热面积)蒸发器传热面积F蒸发器的传热温差蒸发器的传热温差tv直接冷却:传热温差为被冷却空气温度与制冷剂蒸发温直接冷却:传热温差为被冷却空气温度与制冷剂蒸发温度之差度之差v间接冷却:传热温差可按对数平均温差进行计算间接冷却:传热温差可按对数平均温差进行计算。蒸发器的传热系数蒸发器的传热系数Kv随着蒸发器结构的不同而有不同的计算公式随着蒸发器结构的不同而有不同的计算公式第二节第二节 换热设备的选换热设备的选型计算
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