第六章蒸汽压缩式制冷系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第六章 蒸汽压缩式制冷系统,第一节 蒸汽压缩式制冷系统的典型流程,第二节 制冷剂管路的设计,第三节 水系统（冷冻水、冷却水）,第四节 制冷机组（自学）,第五节 制冷机房的设计,组成：,制冷系统,=,“,四大件,”,+,辅助设备,+,管路系统,内容：,一,.,氟利昂系统,的典型流程,（图,6-1,）,第一节 蒸汽压缩式制冷系统的典型流程,回热,对,R12,、,R22,、,R134a,、,R502,、,R290,、,R600a,，有利（,，,qv,）；,对,R11,、,NH3,不利,作用：,（,1,）,防“冰塞”,（,2,）防腐蚀,（,1,）,蒸发器多为,非满液式；,（,2,）,R22,系统低温时，可采用满液式（,R22,与油分层：油上，,R22,下），但必须采取措施保证回油（,设热交换器,）,作用,：分离压缩机排气中所含的润滑油；,说明,：氟利昂压缩机,曲轴箱（或油箱）应装有,电加热器,，,防止压缩机启动时，从油中分离出来的氟利昂产生大量泡沫，影响油泵正常供油,说明：,对,小型,系统或,内设油分离器的压缩机,时,可不设,。,压缩机开，阀,8,开；压缩机停，阀,8,自动关闭，防止液态制冷剂进入蒸发器，再次开机时制冷剂进入压缩机，造成湿压缩,二,.,氨系统的典型流程,（图,6-2,）,四种管道系统,（制冷剂、润滑油、冷冻水、冷却水,),1.,制冷剂,管道系统,（红色）；,2.,润滑油,管道系统,（绿色）；,3.,冷冻水管道系统,（,1,）设置场合,：间接供冷系统；,（,2,）分类,：,按系统与外界的接触情况：开式，闭式,按调节特征，分为,3.,冷冻水管道系统,（间接供冷）,（,2,）分类：,定水量系统,变水量系统,一级泵系统（图,6-19,）,二级泵系统（图,6-20,）,第一节 蒸汽压缩式制冷系统的典型流程,一次环路：定流量,二次环路：变流量,注,：,冷水机组在减少一定水量下可正常运行时,，,可不设,旁通管路：整个系统变流量运行。,组成简单，控制容易，运行管理方便，广泛采用,能分区分路向用户供水，适用大型系统,机组侧,：定流量；,用户侧,：变流量,4.,冷却水管道系统,（,1,）,水温要求,：为保证,tk,不超过压缩机允许工作条件，一般要求,冷却水进水温度,32,（,2,）,水系统型式,（三种）,直流式,循环式,混合式,（图,6-21,）：,用完直接排走，适用于水源充足地区；,自然通风,冷却循环系统（图,6-22,）；,机械通风,冷却循环系统（图,6-23,）；,第一节 蒸汽压缩式制冷系统的典型流程,可节约深井水用量，且不降低冷凝器的传热效果,第二节 制冷剂管路的设计,制冷系统的设计（两方面）,设备的选型（,四大件,+,辅助设备,）,管路的设计,一,.,管路的布置原则,1.,管材,氟利昂,：,铜,管；容量大时可用,无缝钢管,；,氨,：,无缝钢管,；,禁用铜或铜合金管及管件,。,2.,布管原则,配管短而直（减少管道和制冷剂充灌量及系统压降）,管道的布置应不妨碍对压缩机及其他设备的正常观察和管理，不妨碍设备的检修和交通通道以及门窗的开关；,管道与墙和顶棚以及管道与管道之间应有适当距离，以便安装保温层,管道穿墙、地板和顶棚处应设有套管，套管直径应能安装足够厚度的保温层。,（一）压缩机排气管,i,0.01,1.,坡度,0.01,，,坡向,油分离器和冷凝器；,注：对,不设油分离器,的氟系统，冷凝器高于,压缩机时，排气管应设,U,形弯,（图,6-3,）,防止冷凝液及润滑油返流回压缩机,压缩机,停车时，起存液弯作用,，防止制冷剂自冷凝器蒸发而流回到排气管中，再开车时造成,“,液击,”,事故,2.,多台,氟压缩机,并联,，,各压缩机,曲轴箱之间,的,上部装均压管,，,下部装均油管,，以保证润滑油的均衡。,3.,对,有容量调节的压缩机,，应考虑在系统,低负荷时,，,能将润滑油从排气立管中带走,，,采用,双排气立管,（图,6-4,）。,小管径,立管，保证,最低负荷,时气流能把润滑油带走,大管径,立管，保证系统,最大负荷,时，蒸气能把双排气管内的润滑油带走，且排气管道压力降应在允许范围内,集油弯管,第二节 制冷剂管路的设计,4.,并联的氨压缩机排气管上或油分离器的出口处应设止回阀（图,6-5,）,防止不工作压缩机处较多氨气冷凝为液态，启动时造成冲缸事故,（二）压缩机吸气管,氟利昂系统，为回油，设坡度,0.01,，,坡向压缩机,(,图,6-6a),；,注：当,蒸发器高于压缩机,时，蒸发器的出气管应,先向上弯，再向下通至压缩机（图,6-6b,）,第二节 制冷剂管路的设计,2.,并联氟压缩机吸气管的安装（图,6-7,）,3.,对,有容量调节,的压缩机，采用,双吸气立管,（图,6-8,）。使系统在低负荷时，能将润滑油,从吸气立管中带回压缩机。,4.,氨压缩机的吸气管,坡度,0.005,，,坡向,蒸发器，防止液滴进入气缸。,（三）从冷凝器至储液器的液管,注：,蒸发式冷凝器,单独,一台与储液器相连,时，,两者的,高差,300mm,多台并联后与储液器相连,时，,两者的高压气管间应,设均压管,，,且,高差,600mm,，液管流速,0.5m/s,第二节 制冷剂管路的设计,防止,未工作压缩机,吸气口积存润滑油，启动时造成（油）“,液击,”冲缸,（四）从储液器或冷凝器至蒸发器的给液管,当,冷凝器高于蒸发器,时，,给液管至少应抬高,2m,以后再通至蒸发器（图,6-9,），,若膨胀阀前,设有电磁阀,时，其连接,不,做,要求,。,2.,当,蒸发器上下布置时,，为防止闪发形成的蒸气集中进入最上层蒸发器时，,给液管配置如图,6-10,注：当数个高差较大的蒸发器由一根给液立管供液时，为使闪发均匀分配，蒸气配管如图,6-11,，,第二节 制冷剂管路的设计,3.,氨制冷系统的给液管,，为防止积油影响供液，在,给液管路的低点,和,分配器的低点,应设有放油阀,，如图,6-12,二,.,制冷剂管道管径的确定,（一）考虑因素,1.,系统的,管路压力降,P,2.,氟利昂系统的,回油问题,3.,经济,方面,（二）规定,1.,系统的管路压力降,P,NH3:,P,tk,升高或,t0,降低,0.5,对应的压力差；,氟：,Ptk,升高或,t0,降低,1,对应的压力差；,液管：,v,最低带油速度,方可返回压缩机,（氟利昂的最低带油速度见图,6-13,）,注：,实际设计时，最低带油速度取图中所对应数值的,1.25,倍,（,2,）对变负荷工况，应能保证最小负荷时,润滑油仍能从蒸发器顺利返回压缩机（,v,vmin),两种措施,设计时，,加大水平或下降吸气管管径，,同时减小上升吸气管径，,以保证,P,及,v,vmin,两方面要求；,采用,双上升吸气立管,（图,6-8,）,第二节 制冷剂管路的设计,（三）制冷剂管径的计算,1.,计算方法,：当量长度法,将管段的,局部损失折合成,管段的,沿程损失,来计算（常用管件当量长度表,6-1,）,管件名称,L,d,/d,i,管件名称,L,d,/d,i,阀门,直通截止阀（全开）,角阀,直通闸阀（全开）,止回阀（全开）,340,170,8,80,渐扩变径管,d/D=1/4,d/D=1/2,d/D=3/4,30,20,17,丝扣弯头,90,45,30,14,焊接弯头,45,60,90,（二节）,90,（三节）,90,（四节）,15,30,60,20,15,渐缩变径管,d/D=1/4,d/D=1/2,d/D=3/4,15,11,7,常用管件当量长度与管内径比值（,L,d,/d,i,）表,6-1,第二节 制冷剂管路的设计,2.,阻力损失计算公式,第二节 制冷剂管路的设计,A,C,B,D,举例：,R22,，,允许压力降,P/(L+Ld),=490Pa/m,t0=-10,Mr=0.06kg/s,时，管径的,确定如图所示,举例：,NH3,液，,允许压力降,P/(L+Ld),=98Pa/m,Mr=0.25kg/s,时，管径的,确定如图所示,d,i,=,第四节 制冷机组（自学）,第五节 制冷机房的设计,一,.,设计步骤,（一）确定制冷机房的总负荷,Q,总,=Q,需,+Q,损,（直冷,57%,；间冷,715%,）,（二）确定制冷机组类型（制冷方式，制冷剂种类，冷凝器的冷却方式）,1.,制冷方式,一般：从,单位制冷量消耗一次能源,的角度，,吸收式,制冷的能耗,电制冷,的能耗,制冷方式的选择要考虑,能耗,、,单机容量,和,调节,等因素,电制冷、吸收式制冷,直接,供冷系统或对,卫生安全要求较高,的用户，采用,氟利昂,；,间接,供冷系统或对,卫生安全要求不高,的大中型系统，采用,氨,蒸发式,缺水，干燥地区,2.,制冷剂种类,3.,冷凝器的冷却方式,水冷,水源充足地区（直流、混合、循环式）,风冷,严重缺水地区；,电制冷冷水机组,类型选择,若单机名义工况制冷量,1758kw,宜选离心式；,=10541758kw,宜选离心或螺杆式,=7001054kw,宜选螺杆式,=116700kw,宜选螺杆或往复式,116kw,宜选活塞或涡旋式,优先采用：,电制冷,（三）确定制冷系统的设计工况,1.tk,据冷凝器的冷却方式和冷却介质的温度确定。,t,k,立式、卧式壳管式：,t,k,=t,冷却水出口,+,（,2,4,）,蒸发式冷凝器：,t,k,=t,s,设,+,（,5,10,）,风冷式冷凝器：,t,k,=t,空气进口,+,（,10,16,）,2.t,0,据用户使用温度确定。,t,0,间接供冷（水做载冷剂）：,t,0,=t,冷冻水供,+,（,2,3,）,直接供冷：,t,0,=t,送风,+,（,6,8,）,直接供冷的冷藏库、冷排管：,t,0,=t,库,+,（,5,10,）,（四）确定制冷机容量和台数,1.,台数：不宜过多，一般选,23,台、同型号,制冷机组，,2.,备用：一般,不考虑,，特殊情况除外。,第五节 制冷机房的设计,（五）设计水系统,1.,确定冷冻水,（闭式、开式；定流量、变流量）,和冷却水系统,(,直流式、循环式、混合式）,形式,2.,选冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的规格和台数,；,3.,管路系统设计计算。,二,.,制冷机房,（一）对制冷机房的要求（,P150),（二）制冷机房的设备布置（,P150),三,.,制冷设备的保温,（一）保温范围,（二）保温材料,导热系数小，湿阻因子大，吸水率低，密度小，安全,（可燃性，毒性），价廉易得，易于加工敷设。,常用保温材料,P151,表,6-2,1.,压缩机吸气管路；,2.,膨胀阀后的供液管；,3.,间接供冷系统的蒸发器、冷冻水管和冷冻水箱等；,第五节 制冷机房的设计,（三）保温层厚度,（四）保温结构,（由里到外,),1.,防锈层,（又名：防腐层,）,2.,保温层,3.,防潮隔汽层,（油毡，塑料布等）,4.,保护层,（铝箔，铁皮，玻璃丝布等,）,5.,识别层,（又名：色层）,第五节 制冷机房的设计,管道名称,油漆颜色,管道名称,油漆颜色,高压氨气管,低压回气管,高压氨液管,低压氨液管,放空气管,深红色,蓝色,深黄色,黑色,红色,冷却给水管,冷却回水管,冷媒供水管,冷媒回水管,平衡管,紧急泄氨管,天蓝色,淡紫色,绿色,棕色,淡绿色,深黄色,氨制冷系统各管段选用油漆颜色参考表,制冷系统常用设计图例,名称,图例,名称,图例,氟气管,氟液管,氨气管,氨液管,平衡管,放油管,放空气管,紧急泄氨管,热氨冲霜管,冷却给水管,冷却回水管,冷媒给水管,冷媒回水管,FQ,FY,AQ,AY,P,Y,K,j,as,LG1,LG2,L1,L2,截止阀,闸阀,安全阀,止回阀,电磁阀,膨胀阀,热力膨胀阀,浮球阀,压力表,温度计,角阀,制冷压缩机,冷水机组,本章重点内容,1.,概念：“冰塞现象”；最低带油速度；,2.,蒸汽压缩式制冷系统的典型流程里有哪几种管道系统，分别是什么？,3.,为什么氟利昂系统通常要设干燥器？,4.,制冷剂管道管径的确定，需要考虑哪些因素？,5.,对液态和气态制冷剂管路系统，其管径的确定参数有何不同？,6.,据用户需要情况不同，冷冻水系统有哪几种形式，其各自特点是什么？,7.,据调节特征不同，冷冻水系统有哪几种形式，画图表示之，并说明其各自特点,8.,冷却水系统有哪几种形式，各有何特点？,9.,制冷系统中都何处需要保温？保温结构怎样的？,第四节,制冷机组（自学）,制冷机组,压缩冷凝机组（输出液态制冷剂）,冷（热）水机组（输出冷热水）,空气调节机组（输出冷热风）,第四节,制冷机组（自学）,一、,（一）,单冷型,热泵型,活塞（涡旋式）式冷水机组,螺杆式冷水机组,离心式冷水机组,冷（热）水机组,冷水机组,风冷（缺水地区、小设备）,水冷（常用形式）,空气源热泵,水源热泵,活塞式冷水机组,离心式冷水机组,（二）,热泵冷（热）水机组,按热源不同,空气源热泵,水源热泵,按压缩机类型不同,活塞式（涡旋式）,螺杆式,离心式,空气,-,空气热泵,空气,-,水热泵,水,-,空气热泵,水,-,水热泵,螺杆式热泵冷热水机组,多机头双回路活塞式冷水机组,多机头双回路螺杆式冷水机组,19XR,离心式冷水机组,高效涡旋式压缩机，仅三个动力部件，运转宁静可靠,世界首台专为,HFC-407C,优化设计的风冷热泵机组，经济节能与环境优先兼顾,充分利用,HFC-407C,非共沸性的逆流式钎焊板式换热器，效率不打折扣,开利专利第三代,“,飞鸟,”,风扇，双速风机电机，实现超静运行,内置水力模块：含水泵、过滤器、安全阀、膨胀水箱、压力表、放气阀、流量开关、流量调节阀等所有系统必要水力组件，安装简单快捷,运行工况范围宽广：,0C46C,接风管型机组,30RY040A-080A,，风机余压,150Pa,双泵，高扬程泵等,（,Pro-Dialog Plus,微电脑控制系统）,30RQ,系列涡旋式,风冷热泵,螺杆式风冷热泵冷（热）水机组,制冷、制热、卫生热水,”,型空气源热泵系统,二、空气调节机组,分类：,房间空调器,多联式空调机组,单元式空调机组,冷冻除湿机组,（一）房间空调器,房间空调器分类,按,结构形式,整体式,分体式,窗式,穿墙式,移动式,壁挂式,落地式,吊顶式,嵌入式,按,供热方式,单冷式,热泵式,按压缩机,容量,调节,方式,定速定容量系统,变频调速变容量,定速变容量系统,窗式空调器,分体式空调,变频空调器,分体式空,调,2,3,、变频空调器,通过控制系统改变压缩机电机供电频率，调节压缩机转速，使空调器的制冷（热）量随着房间空调负荷变化而变化。,变频压缩机的运转范围大约在,20-130Hz,。,优点,：节能效果显著；舒适性提高；可低频启动；可提高冬季制热能力；启动次数少、使用寿命长,（二）多联式空调机组,多联式空调机组是由一台（或多台）室外机与,多台室内机,组成，用制冷剂管道将压缩机、室内外换热器、节流机构和其他辅助设备连接而成的闭式管网系统。如图示：,多联式空调机组系统原理图,（三）单元式空调机组,作业,各类机型特点？,如何选择冷水机组及风冷热泵机组？需注意那些问题？,