1000吨果品冷藏库制冷系统及制冷设备的选择方案.docx

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1、1000吨果品冷藏库制冷系统及制冷设备的选择方案1.1冷库制冷系统的选择1.1.1制冷剂工质选择表11常用制冷剂的比较制冷剂名称优点缺点适用场合蒸发压力与冷易挥发，有毒，具有主要用凝压力适中，强烈的刺激性臭味，于大中单位制冷量较大;具有较强的易燃，易爆型的冷库，小型氨溶水性；微溶于融化油，价格低廉，对臭氧层没有破坏作用等冷库应用较少氟利无味，不易燃渗透性很强，易于主要用日印烧，毒性小泄露，传热性能差，于有严密度大，粘度大，格卫生流动性能差，价格安全要贵；对环境有破坏求的场作用合本设计为中型冷藏库，采用氨为制冷剂。1.1.2冷藏库制冷系统形式的选择冷藏库内的蒸发系统形式根据连接方式不同可分为串联

2、式、并联式和混合式，考虑应该满足供液均衡性和制冷剂流量可调节的要求，系统选择并联空气冷却器蒸发系统，这样在系统中不致出现制冷剂液体和润滑油从某一蒸发回路窜到另一蒸发回路中去。供液方式有上进下出式和下进上出式，两种方式各有利弊。表1.2蒸发系统供液方式的比较供液方优点缺点式上进下出冷却设备所需的制冷剂量少，没有液柱静压的影响，避免了润滑油的沉积，冲霜效果好。冷却设备均匀供液较为困难，传热表面制冷剂液体润湿性差，需要的低压循环贮液器的容量较大。下进上出制冷剂在冷却设备内分配比较均匀，有助于充分发挥冷却设备的传热效果。冷却设备制冷剂重量较大，液柱静压的会影响到蒸发温度,进入冷却设备的油污不易排净。根

3、据上述分析比较，结合国内常用的供液形式，本设计采用下进上出的供液方式。1. 1.3方案选择现确定了以下三个方案以供分析、比较和选择:方案一：螺杆式压缩机的氨泵供液系统。方案二：活塞式压缩机氨泵供液系统。方案三：活塞式压缩机重力供液系统。制冷压缩机是蒸汽压缩式制冷系统的心脏,起着压缩与输送制冷剂的作用，它的性能对于整个冷库系统的性能有着重要影。压缩机根据原理不同有活塞式制冷压缩机和螺杆式制冷压缩机。活塞式是一种传统的气体压缩方式。利用曲轴连杆机构，把原动机轴的旋转运动转化为活塞在气缸中往复运动来提高冷媒压力。活塞式压缩机使用范围较小，一般适用于中小规模的建筑，热效率高，适用于多种制冷剂的优点。而

4、且往复式的气体压缩只能通过调整气缸的工作个数进行上、卸载控制，使得在容量控制方面只能做到级别调节。螺杆式压缩机是一种回转式的容积气体压缩机，利用螺杆回转压缩提高冷媒压力。螺杆式压缩机通常适用于中大规模的建筑，而且通过滑阀调节能进行无级能量控制。本设计规模属于中型。经过上述比较，活塞式压缩机是一种比较传统的压缩方式，虽然比螺杆式压缩机存在一些缺点，但是，它应用比较普遍，造价也比螺杆式压缩机的低，所以本设计选用活塞式制冷压缩机。表1.3制冷系统供液方式的比较供液方式优点缺点重力供液经过气液分离器后，经过节流后的闪发气体不会进入冷却设备；回气经过气液分离器后，进入到压缩机不会引起湿压缩氨液分离器必需

5、设置在紧靠库房的上方，不便于集中管理，而且土建造价高；制冷剂液体在较小的压差下流动，流速小、其传热系数较小，而且容易集油，影响传热；当氨液分离器的液位自动控制装置故障时，难以随时根据系统负荷变化而稳定氨液分离器的正常液位，操作上比较复杂，所以仍有引起运行事故的可能性。系统的融霜、排液、放油等也比氨泵供液强制循环系统要麻烦。氨泵供液依靠氨泵供液，气液分离器的安装高度不会很高，可以减少土建造价，而且氨泵强制供液，提高了流速，制冷装置的效率高，安全性高，管理方便，造价省，易于实现自动化操作，适用于各种类型的冷藏库。用氨泵供液，消耗电能通过上述比较，本设计选择方案二：活塞式压缩机氨泵供液系统。1.2

6、冷风机融霜形式的确定根据资料7P257霜层的出现降低了冷风机的换热效率，应该采取措施清除霜层。常用的融霜方法有人工扫霜、热气融霜、水融霜、热气-水融霜。人工扫霜虽然操作简单，不影响库温，但劳动强度大，而且扫霜不彻底。热氨融霜就是将压缩机排出的热氨气引进蒸发器利用热氨冷凝时放出的热量将蒸发器表面的霜层融化。热氨融霜必须保证有足够的量及适当的压力和温度，而且在较大的制冷系统中，要设置专用的油分离器（非洗涤式的），融霜热氨管要设在常温穿堂内，并应敷设耐高温的隔热层，比如石棉，玻璃纤维，矿棉站或水玻璃膨胀珍珠岩制块等等材料，而不能用软木或泡沫塑料等不耐高温的材料。热氨融霜一般仅用于冷藏间的光滑排管中。

7、冷风机一般不单独采用热氨融霜，因为不仅效率低，而且融霜形成的水的排放也比较麻烦。水融霜一般用于冷风机，它是通过喷水装置向蒸发器表面喷水，使霜层被水的热量融化，然后融水从排水管排走，水融霜效果比热氨融霜要好，操作程序也比较简单，但是水融霜只解决蒸发器外表面霜层对传热的不良影响，但没解决蒸发器的内部集油对传热的影响。经过以上分析，本设计的冷风机采用热氨水融霜系统。融霜时，先将热氨气送至蒸发器，使冰霜与蒸发器表面脱开,然后喷水，即可把霜层很快冲掉。停水后，还可利用热气烘干蒸发器表面，避免蒸发器表面的水膜结成冰而影响传热。1.3 制冷系统主机的选择1. 3.1确定制冷剂设计工况（1）确定冷凝温度标根据

8、资料7对P151,对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度可按下式计算：&=G+M（5-1）式中tsi一冷却水进冷凝器的温度（）；ts一当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度();ts安全值，对自然通风冷却塔或冷却水喷水池，ts=57C;对机械通风冷却塔，Ats=24Cts=22.8oC,ts=2oC;代入上式,得:ts=26oCo冷却水出冷凝器的温度ts2,与冷却水进冷凝器的温度与冷凝器的型式有关。对于卧式壳管式冷凝器：G=a+(46),进出水的温度差根据资料1P446.3.11-2查得，一般来说，当冷却水进水温度低时，取上限值，反之取下限值。故ts2=26+5=31C冷凝温度的高低

9、取决于所采用的冷却介质及其温度、冷凝器的结构型式和传热温差。以水作为冷却介质时，其传热温差取46,则冷凝温度为te=ts2+(46)(5-2)故c=31+4=35Co(2)确定蒸发温度t在3.1.1节中已经根据公式（3-7）计算出制冷剂的蒸发温度teote=-9C（3）压缩机的吸气温度t压缩机的吸气温度根据管道中的传热情况，后根据标准中规定的过热度确定。通常。=f,+M对于一般氨压缩机，Atr=58。故r1=-9+8=-1（4）绘制p-h图并确定压缩机的级数图57制冷系统单机压缩p-h图各点的有关状态参数值：h=1450kJkg,1=1475kjkg,h2=1480kJkg,2=1700kJk

10、g,3=4=380kjkg,pe=O.34MPa,Pc=1.5MPa,v,=O.42m3kg单位质量制冷量：qo=h-h4=1450-380=1070kj/kg；单位容积制冷量：qv=qov=1O7OO.42=2547.6kJm3o在制冷循环中，工质压缩比，即Pc/Pe8,可采用单级压缩式制冷循环，由于PcPe=1.5034=5V8,因此，本高温库采用单级压缩即可。1. 2.2制冷压缩机的选择计算根据冷间的机械负荷计算值，选择压缩机，台数不宜过多，一般不设备用机。冷间机械负荷j=128229W=128.2KW,质量流量qm=jqo=128.2/1070=0.1185kgs,根据资料7P59得：

11、理论输气量qvth=qm=0.1185X0.42X3600=180m3/h根据制冷量和理论输气量选择烟台冰轮活塞式压缩机2台，型号:2AV-125,主要性能参数：标准工况下的单台制冷量：61KW,两台共122KW；气缸直径：125mm,主轴转速：960rpm,理论输气量:141m3/h；吸气管径：Dg65,排气管径：Dg65；传动方式：直联，润滑方式：压力供油；冷却水耗量：07r3h;电动机功率：标准工况下30kW控制箱型号：HSA-30；重量：40kgo（1）校核压缩机在设计工况下的制冷量根据资料7公式8-4压缩机在设计工况下的制冷量按下式计算:_3600(5-3)式中Qg压缩机在设计工况下

12、的制冷量，（KW）；qv.th一压缩机的理论输气量，（m3h）;（qv,th=141.3m3h）入一压缩机的输气系数，（根据冷凝温度和蒸发温度在资料7P61表3-3查得人=0.716)；5一单位容积制冷量,(kjm3);(qv=2547.6kjm3)将数据代入公式（5-3）得单台压缩机在设计工况吓的制冷量Qog=70KW,两台总共140KW128.2KW,满足制冷量需要。(2)校核电动机功率.=(i.o1.15)-；)(5-4)3600vi,77j式中：一压缩机的输气系数；=0.716；qv,.th一压缩机的理论输气量(m3h);qv.th=141m3hK、A一制冷剂进、出压缩机时的比焰(kj

13、kg)；Vi一压缩机吸入蒸气的比体积(m3kg);(0.42m3kg)ni一压缩机的指示效率；nm一压缩机的摩擦效率，取0.9；nd压缩机的传动效率，直联，取1。?=+虬(5-5)1CTe蒸发温度(K)；Tc冷凝温度(K)；b一系数，氨压缩机取b=0.0010求解,IIi=O.85；代入公式,最终解得:p=21.122.1kW30kWo因此，索赔电动机功率满足要求。1.2.3冷凝器的选择计算冷凝器的选择原则：冷凝器的选择原则取决于当地的水温、水质、水源、气候条件，以及压缩机房布置要求等因素。一般在冷却水水质较差、水温较高、水量比较充裕的地方，宜采用立式冷凝器;水质较好且水温较低的地区，宜采用卧

14、式壳管式或组合式冷凝器；在缺乏水源或夏季室外空气湿球温度较低的地区，可采用蒸发式冷凝器。如果冷却水采用循环冷却供水方式，可根据制冷设备布置的要求进行合理选择。立式冷凝器可装于室外，清洗水垢方便，但耗水量大，比较笨重，搬运不方便，制冷剂泄露时不容易被发现。根据延安地区的水温、水质水源、气候条件，以设计中机房的布置情况，选用卧式壳管式冷凝器，该冷凝器具有传热系数高;冷却水耗量少；占空间高度小（可装于室内），操作管理方便的优点，要求水质好、水温低，清洗水垢时要停止冷凝器的工作。冷凝器热负荷计算(5-6)式中Qc冷凝器的热负荷(kW)；qm冷凝器的制冷剂流量(kgs)；h3制冷剂液体出冷凝器的比焰(kj/kg)；h2s一压缩机实际排气的比熔(kjkg)o/旦(5-7)q式中Qg制冷系统在设计工况下的的总制冷量，140kW；qo一单位质量制冷量，1070kj/kg；则qm=0.131kgs;根据压焰图h3=380kJkg,向=心+生Z*(5-8)%1=1475kj/kg；A2=1700kJkg,i=0.85,代入公式得h2s=1740kjkgo将所得结果代入公式(5-6)解得：Qc=I78.2kW冷凝器传热面积计算(5-9)式中上一冷凝器的传热面积，（以）；K冷凝器