课程设计计算说明书3.doc

3.3、制冷机器设备的选型计算
整个冷库的耗冷量计算以后，便可按机器总负荷进行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。（所有设备选型计算完成后，具体型号上网查找）
3.3.1、制冷循环参数的确定
（1）蒸发温度tz的确定
由于蒸发器是直接布置在库房的，一般比库温低8～10℃，故冷藏间取-10℃；冻藏间取-28℃。
（2）冷凝温度tl的确定
根据韶关地区的水文地质条件及气象条件，采用冷却水循环冷却。冷凝器的进水温度ts1=ts+△=26.9+3=29.9℃（其中ts为室外空气湿球温度，△为冷却塔的冷幅高），冷凝器的出水温度为ts2= ts1+2=29.9+2=31.9℃（立式冷凝器）

式中 △tm—对数平均温差，取值范围为4～6℃，取4℃。由此计算出冷凝温度为27℃。
（3）吸入温度tx的确定
对氨泵供液系统，设计工况的吸入温度冷藏间tx为-7℃；冻藏间为-18℃。
（4）过冷温度tg的确定
冷却物冷藏间的过冷度tg为3℃；冻藏间采用中间冷却器时，过冷温度比中间温度高5～7℃。因冻藏间中间温度为0.6℃。所以tg为5.6℃。
（5）制冷循环压缩机的级数确定
这个冷库要 a，当冷却物冷藏间蒸发温度为-10℃时，相应的蒸发压力为Pz=291.06Kpa；当冻藏间蒸发温度为-28℃时，相应的蒸发压力为Pz=131.46 Kpa。
按照冷凝压力和蒸发压力的比值考虑:
冷却物冷藏间：==3.67＜8，故宜采用单级压缩制冷循环；
冻结物冷藏间：==8.13＞8，故宜采用双级压缩制冷循环
3.3.2、制冷压缩机的选型计算
（a）单级压缩机的选型：如图1，取过冷度3 ℃，节流前氨液的温度tg=33℃。根据《制冷原理与装置》附录查得有关参数：h0=1436.81kJ/kg；h1=1465.47kJ/kg ；h2=1748.94kJ/kg；h3=h4=283.29kJ/kg；v1=0.59664m3/kg；h2′=366.41kJ/kg，λ=0.77
单位制冷量：q0=h1-h3=1465.47-283.29=1182.18 kJ/kg
冷剂质量流量：G===0.028 kg/s
理论输气量：

（3）查看压缩机产品目录，选用两台4AV-10
单级压缩机，均为大连冷冻机厂出品，其性能参数如下：

压缩机的型号
蒸发温度（℃）
冷凝温度（℃）
标准工况制冷量（kcal/h）
转速（r/min）
理论排气量（m3/h）
标准轴功率（kW）
4AV10
5～-30
≤40
46500
960
126.6
16

（4）校核
a、制冷量的校核
实际制冷量：

式中∑Gc—制冷剂实际总流量，kg/s；；
其中，∑Vp—选用压缩机理论总输气量，m3/s。
b、电动机功率的校核
单台压缩机的理论功率：

式中h2，h1—进排出气体的焓值，kJ/kg。
指示功率：

式中，ηzs—指示效率，对开启式压缩机，按下式计算：
，其中：Tz、Tl—绝对蒸发温度和冷凝温度，K；b—系数，取0.001。
摩擦功率
式中Pm—平均摩擦压力kPa，75kPa。
有效功率
电机轴功率
式中ηc—传动效率，取0.96。
配用电动机功率

（b）单机双级压缩机的选型
如图2，各点参数为h1=1436.81 kJ/kg，h2=1597.96 kJ/kg，
h3=1458.86 kJ/kg，h4=1626.80 kJ/kg，h5=369.80 kJ/kg，
h6=200.17 kJ/kg，v1=0.901 m3/kg
单位制冷量：q0=h1-h6=1436.81-200.17=1236.64 kJ/kg
冷剂质量流量：G===0.01kg/s
根据机器负荷Qj和tz=-28℃，tl=36℃时,从单机双级性能曲线图中查出其制冷量:4ASJ10的制冷量为14.56KW.
机房压缩机不能少于2台的原则，确定机器型号和台数。
查看压缩机产品目录，选用两台4ASJ-10，为大连冷冻机厂出品，其性能参数如下：
压缩机的型号
蒸发温度（℃）
冷凝温度（℃）
工况制冷量（KW）
4ASJ-10
5～-35
≤40
14.56

3.3.3、冷却水系统的选型计算
（1）冷凝器的选型计算
①冷凝器的热负荷计算
单、双级综合系统（见图1、图2）

Ql=0.028×（1748.94-283.29）+0.01×（1626.8-369.8）=53.608kw
式中：G—制冷剂质量流量，Gg—高压级制冷剂流量kg/s；
h2，h3—单级循环冷凝器进出口制冷剂的焓值，kJ/kg；
h4，h5—双级循环冷凝器进出口制冷剂的焓值，kJ/kg。

②冷凝器面积计算

式中：F—冷凝器传热面积，㎡；
K—冷凝器传热系数，kW/㎡；
△tm—对数平均温差，取值范围为4～6℃；
qf—冷凝器单位面积热负荷，kW/㎡，取3.3kW/㎡。
③选用大连冷冻设备有限公司的冷凝器LN-75一台，其技术参数如下：
型号
换热面积（㎡）
壳体直径（mm）
高（mm）
重量（kg）
LN-25
20
432
5785
953

3.3.4、冷却设备的选型计算
（1）冷却设备传热面积计算

式中：F—冷却设备的传热面积，㎡；
K—冷却设备的传热系数，冻藏间取17.5，冷藏间取15.8，W/㎡·K；
△t—冷却设备的计算温差，冻藏间取10℃，冷藏间取9℃；
Qq—冷却设备负荷，W。

计算结果见表
冷却面积
冷间
K
△t
Qq
冷却面积F
冻藏间
17.5
10
14990.1
85.66
冷藏间
15.8
9
47677.76
335.28

②冷藏间选用欣业食品机械有限公司的GJL(LFL)落地顶吹风式冷风机1台，其技术参数如下：
型号
蒸发面积（㎡）
制冷量（kw/h）
台数
风量（m3/h）
全压（Pa）
装机容量（kW）
单台
总计

单台
总计
GJL(LFL)-100
100
15
1
12000
12000
220
1.1
1.1
冻藏间采用氨单层光滑蛇形顶排管。

3.3.5、节流阀的选型计算
（1）流量计算
冻藏间：
冷藏间：
（2）通道截面积计算

冻藏间：
代入公式，有

冷藏间：
代入公式，有

式中 G—流经节流阀的制冷剂流量，kg/s；
A—通道截面积，㎡；
ρl—节流阀前液体的密度，取604.5kg/ m3；
△Pv—节流前后的压差，Pa；
CD—流量系数，取0.35。
（3）节流阀的选型
冻藏间选用3个双久空分公司型号为DL21W-40T的节流阀，冷藏间选用3个型号为 双久/DL64W-250T节流阀，其技术参数如下：
型号
公称通径mm
适用温度
（℃）
公称压力（MPa）
重量（kg）
DL21W-40T
2
-240-80
4
1.23
DL64W-250T
4
-196-80
22
-

3.3.6、辅助设备的选型计算
（1）中间冷却器的选型计算
a、桶径的选型计算

式中：Gg—高压级压缩机的实际输气量，kg/s；
Vpg—高压级压缩机的理论输气量，m3/s；
λg—高压级压缩机的输气系数；
ω—桶内气体制冷剂流速，取ω=0.5m/s；

b、盘管面积的计算

选用大连冷冻厂ZL-1.0中冷器一台，其技术参数如下：

型号
换热面积（m2）
接管公称尺寸d（mm）
高度（mm）

ZL-1.0
1.0
50
2090

（2）油分离器的选型计算

式中 ｖp，ｖpg—压缩机排气口制冷剂蒸汽的比容，m3/kg；
G，Gg—制冷剂流量，Kg/s；
ω—油分离器内气体流速，取0.2 m/s。
选用YF-40（洗涤式油分离器）一台，其技术参数如下：
型号
容器类别
外形尺寸（mm）
重量（kg）
壳体直径
高
YF-40
SM-2
273
3344
1105

（3）高压贮液器的选型计算

式中 υ′—冷凝温度下液态制冷剂的比容，m3/ kg；
∑G —制冷系统制冷剂总循环量，kg/s；
0.7 —贮液器的允许液体充满度；
ψ —贮液器的容量系数，取1.2。

选用大冷ZA-2.0一台，其技术参数如下：

型号
容积（m3）
容器类别
外形尺寸（mm）
重量（kg）
长
通体直径
高
ZA-1.0
1
Cm-2
4733
800
1390
850

（4）气液分离器的选型计算

-10℃蒸发回路：
-28℃蒸发回路：
式中：G—通过气液分离器供液量，kg/s；
—在该蒸发压力下气体制冷剂的比容，m3/kg；
ω—气体制冷剂流速，取ω=0.5m/s。
气液分离器桶身高度一般为桶身直径的3-4倍，即：
Hef=3--4Ddf
选用大连冷冻厂气液分离器两台，其技术参数如下：

回路

型号
筒体尺寸D（mm）
主要尺寸（mm）

重量kg
L
H
-10℃
AF-50
325
200
1405
120
-28℃
AF-50
325
200
1615
120

（5）低压循环桶的选型计算
①低压循环桶桶径计算

冷藏回路：
冻藏回路：
式中 Vp —压缩机（双级压缩时指低压机）的理论输气量，m3/s；
λ —压缩机（双级压缩时指低压机）的输气系数；
ω —低压循环桶内气体流速，取0.5m/s；
ξ —低压循环桶的面积系数，取1；
n —低压循环桶气体进口个数，取1。
下进上出供液系统

冻藏回路：
冷藏回路：
式中 Vd —低压循环桶的容积，m3；
Vq′—各冷间中，冷却设备注氨量最多的一间蒸发器总净容积，m3；
Vh —回气管内净容积，m3；
qb —一台氨泵的流量，m3/s；
τb —氨泵由启动到液体制冷剂自蒸发器返回低压循环桶的时间，一般可采用540～720s。
选用型号为DXZ-1.5的低压循环桶两台，其技术参数如下：
型号
容积m3
容器类别
外形尺寸（mm）
重量（kg）
壳体直径
高
DXZ-1.5
1.5
CM-2
800
3700
710

（6）氨泵的选型计算
根据氨泵的流量进行氨泵的型号选择。

冻藏回路：
冷藏回路：
式中 Qd —氨泵回路蒸发器负荷，kW；
υ′—该蒸发温度下液体制冷剂的比容，m3/ kg；
qo —制冷剂单位质量制冷量，kJ/kg；
β—氨泵的供液倍率，取3～4。
由于选用两个低压循环桶，故氨泵也选用两台。冷藏间、冻藏间均选用32P-40A屏蔽泵，其技术参数如下：
型号
流量（m3/h）
扬程（m）
转速（r/min）
效率%
轴功率（kW）
电机功率（kW）
重量（kg）
32P-40A
2.8
32
2850
19
1.27
3.0
97

（7）排液桶的选型计算

式中 Gz —注氨量最多的一间库房蒸发器的注氨量，kg；
υ′—在该蒸发温度下，液体制冷剂的比容，m3/ kg；
0.7 —排液桶允许充满度。
根据以上数据，可选用PYA-5型的排液桶一台，其中工作容积为32m3，可满足设计要求。

（8）空气分离器的选型
依据冷库的规模，冻藏回路、冷藏回路均选择大冷生产的KF-50空气分离器，参数如下表：
型号
公称直径mm
换热面积
m2
L （mm）
H（mm）
重量kg
KF-50
50
1.82
2910
200
195

（9）集油器的选型
选用JY-300的集油器两台，其技术参数如下：
型号
容器类别
外形尺寸（mm）
重量（kg）
壳体直径
高
JY-300
CM-2
325
1151
120

（10）干燥器和过滤器的选型
①氨液过滤器的选型
选用YG-32的氨液过滤器两个，其技术参数如下：
型号
公称口径（mm）
外形尺寸（mm）
重量（kg）
宽
高
YG-32
32
180
185
14
②氨气过滤器的选型
选用QG-65的氨气过滤器两个，其技术参数如下：
型号
外形尺寸（mm）
重量（kg）
宽
高
QG-65
450
280
55

3.4制冷管道设计计算
3.4.1、管径的选择
（1）回汽管管径的计算

式中 dn —管子内径，m；
G —制冷剂流量，kg/s；
ρ—氨气的密度，取2.69kg/m3；
[ω]—制冷剂限定流速，取14m/s。
选用管径为70mm的碳素钢管
（2）管子的总阻力校核：按《制冷装置设计》中第4章内容计算

式中 △Pm —摩擦阻力，Pa；
△Pξ —局部阻力，Pa；
f —摩擦阻力系数；
L—管子的长度，m。
Le —当量长度，Le =ndn；
ω—制冷剂流速，m/s。
式中f可根据克纳柯夫公式算得，其中：，而动力粘度μ按公式进行计算，ρ取2.69kg/ m3。

则，

3.4.2、管材的选用
（1）材料
①氨管采用A10碳素钢管；
②冷凝器的冷却水采用镀锌钢管；
③润滑油管采用A10碳素钢管。
3.4.3、管道的伸缩和补偿
（1）管道的伸缩

式中 △L—管道长度的变化值，m；
α —管道材料的线膨胀系数，取12×10-6m/m；
L —管道长度，m；
t1—管道的安装温度，℃；
t2—管道的工作温度，℃。
（2）管道的热补偿方法
由于管道直管段不超过100m，故采用L形自然补偿方法。

4、设计总结
自己写