【文章內(nèi)容簡介】 算手段，特別是制冷工程技術(shù)人員在接受咨詢或洽談業(yè)務(wù)的情況下，快捷的估算法就顯得特別有用，以下摘錄了商業(yè)部設(shè)計院編制的有關(guān)估算圖表，僅供參考。第三章 制冷機器設(shè)備的選型計算 　主要介紹如何根據(jù)計算的制冷負荷來選配合適的機器和設(shè)備，其中對于《制冷原理與設(shè)備》中已講過計算原理(如熱交換器的傳熱系數(shù)計算)和機器設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點等，不再資述，而著重介紹常采用的實用計算法。第一節(jié) 活塞式壓縮機的選型計算壓縮機是制冷裝置中最主要的設(shè)備之一，其設(shè)備在全部設(shè)備費中占據(jù)的比重較大，且運轉(zhuǎn)費用又是冷庫經(jīng)營管理費用中最主要的一項。所以，正確合理地選擇壓縮機的型導(dǎo)和臺數(shù)，對整個制冷裝置的設(shè)備費用、運行費用以及保證冷庫的正常生產(chǎn)有重大的影響。一、原則(一)型號1．盡可能選用大型壓縮機，因為大型壓縮機的輸氣系數(shù)和效率比小型的要高；2．同一機房內(nèi)選配壓縮機的型號不宜超過兩個系列，以便零部件的互換，當僅有兩臺機器時．則盡量選用同—系列。3．采用雙級用縮循環(huán)時，應(yīng)優(yōu)先選用單機雙級壓縮機，因為它與配組式雙級機相比單位功率制冷量高，初次投資費用省，機器占地面積少等優(yōu)點。(二)臺數(shù)1．為了簡化系統(tǒng)和便于操作，壓縮帆配備臺效應(yīng)盡量少，但機器總臺數(shù)不宜少于2臺，以便適應(yīng)負荷變化調(diào)節(jié)容量和檢修之用。2．壓縮機總制冷足以滿足生產(chǎn)要求為準，不考慮備用機。3．新系列壓縮機的能量調(diào)節(jié)裝置，只宜用作運行中適應(yīng)負荷波動的調(diào)節(jié)，而不宜作季節(jié)性負荷變化的調(diào)節(jié)?！按篑R拉小車”是不經(jīng)濟的，所以在確定臺數(shù)時應(yīng)注意這一點。(三)選用壓縮機的工作條件不得超過制造廠規(guī)定的使用條件，新近制定的國產(chǎn)活塞式制冷壓縮機的極限工作條件見表3—1—1和表3—1—20。二、幾個主要計算參數(shù)的確定(一)蒸發(fā)溫度的確定蒸發(fā)溫度確定的原則第一章已講過，主要是在保證食品冷加工質(zhì)量的前提下，不要劃分過細，以簡化系統(tǒng)。當把蒸發(fā)器直接布置在庫房時蒸發(fā)溫度一般比庫溫低8℃一10℃；在間接冷卻系統(tǒng)中，蒸發(fā)溫度要求比液體載冷劑低5℃。(二)冷凝溫度的確定冷凝器進水溫度取決于建庫地區(qū)水文地質(zhì)條件及氣象條件。采用一次用水的取決于水源的溫度。(三)吸入溫度的確定由寸吸入管受周圍空氣溫度的影響，壓縮機吸入氣體的溫度都高于制冷劑的蒸發(fā)溫度(稱回汽過熱度)。表3一I一3列出了氨壓縮機的允許吸氣溫度。(四)過冷溫度的確定當采用過冷器時，過冷溫度比過冷器的進水溫度高3℃；采用中間冷卻器時．過冷溫度比中間溫度高5℃一7℃。三、名義工況及名義制冷量壓縮機名牌上標注的制冷量是在規(guī)定的各種名義工況下測得的冷量，叫名義制冷量。由于實際工況常常有別于名義上況，所以不能直接地把名義上況作為設(shè)計工況下的制冷量來進行選型。但名義制冷t6畢競是衡量壓縮機工作能力的一種重要指標，它們常常會出現(xiàn)在制造廣家提供的產(chǎn)品樣本、使用說明書等資料中及機船的標脾上，為了避免在概念上可能出現(xiàn)的混淆，在進行各種壓縮機的選型計算之前，我們有必要了解一下國標最新規(guī)定的各種名義工況及相應(yīng)的名義制冷量。我國80年代以前的標準對各種型式的制冷壓縮機規(guī)定了兩種名義工況，即標準工況和空調(diào)工況(見表3—1—4)。目前，一些書刊、雜志和廠家的廣告材料中己采用了新的標準規(guī)定來說明壓縮機的產(chǎn)冷圾。新的標準對各種型式的制冷壓縮機規(guī)定了三種名義工況，即：高溫工況、中溫工況和低溫工況，見表3一l—5至表3—1—8。四、選型計算壓縮機的選型計算步驟是：先根據(jù)已定的工況相機器負荷QJ求出所需要的壓縮機排氣量vP，再根據(jù)vP選用壓縮機，然后根據(jù)選用壓縮機校核其實際制冷量Q和實際電機功率N。(一)單級壓縮機的造型計算1．選型(1)單位制冷量　　(2)冷劑重量流量　(3)壓縮機輸氣量　　(4)查壓縮機產(chǎn)品目錄，按壓縮機選型原則選擇適當?shù)男吞柡团_數(shù)，使得壓縮機總輸氣量大于等于計算的vP。2．校核(1)實際制冷量　〔2)電動機功率通常，選配電機時，應(yīng)按計算的電機軸功率增大10％一15％的格度配用電動機功率N＝()Ng(二)雙級壓縮機的選型計算雙級壓縮機的選型計算步驟與單級機差不多，但多了中間溫度的確定。本教材為廠滿足實際設(shè)計中的選型計算需要分別介紹單帆雙級壓縮機和配組式雙級壓縮機的選型計算。1．單機雙級壓縮機的選型由于設(shè)計制冷裝置為雙級壓縮的前提是：壓力比＞8，符合這個標準必須在蒸發(fā)溫度低于25t，冷凝溫度高于30℃。而我國生產(chǎn)的系列單機雙級壓縮帆的溫度范圍是，蒸發(fā)溫度在一25℃一一50℃，冷凝溫度在50℃一40℃。在實際當中，雖然設(shè)計條件不會完全與機器標準工況相同。但是，在目前條件下，設(shè)計采用雙級壓縮條件，不會超出機器工況范圍，因此單機雙級壓縮機的選型計算可以省賂煩瑣的中間溫度計算，而直接根據(jù)QJ等條件芯照選機的原則，從產(chǎn)品品樣中直接查得合適的型號和臺數(shù)。 目前國內(nèi)氨單機雙級制冷壓縮機的性能可參見表3—1—11，大部分廠家在產(chǎn)品樣本中給出廠各壓縮機在各種工況下的產(chǎn)冷量和鈾功率的曲線圖(即壓縮機的性能曲線固)。對配有性能曲線圖的機器，選型時，只要在圖上找到該機器在設(shè)計工況約產(chǎn)冷量，按計算的QJ與之比較，即可方便地確定出所需壓縮機的臺數(shù)，圖3—1—2是一種壓縮機性能曲線的示意圖。上部三條線分別為冷凝溫度30℃、35℃和40℃時的產(chǎn)冷量，其刻度在左邊縱坐標。下部三線為壓縮機在各種工況下的軸功率，其到度在右邊縱坐標。2．配組式雙級壓縮機的選型計算(1)確定中間溫度略及壓縮機選型(2)校核制冷量 　 (3)校核電機功率[例2]第三節(jié) 冷凝器的選型計算一、造型的一般原則 冷凝器曲選型取決于建廠地區(qū)的水溫、水質(zhì)、水量、氣象條件、熱負荷大小以及機房的布置等因素。其選型原則如下： 1．水源豐富，但水質(zhì)較差或水溫較高的地區(qū)，宜選用立式冷凝器； 2．水溫較低，水質(zhì)較好的地區(qū)，可采用臥式冷凝器和分組式冷凝器； 3．水源不足，水質(zhì)較差，而空氣相對濕度較低的地區(qū)，應(yīng)采用淋水式冷凝器； 4．對于相對濕度較低，又缺水的地區(qū)，宜采用蒸發(fā)式冷凝器。5．采用循環(huán)水時，不受上述原則的限制。二、造型計算(一)冷凝器熱負荷計算冷凝器的熱負荷就是使高溫高壓的制冷劑氣體在冷凝器中液化所必須取走的熱量。1．單級壓縮循環(huán)2．雙級壓縮循環(huán) 在冷庫設(shè)計中，一個系統(tǒng)常常是既有單級壓縮循環(huán)回路，又有雙級壓縮循環(huán)回路。在低壓部分不同的回路分開，在高壓部分合并，這時計算冷凝器負荷就要考慮兩個回路的冷凝器總負荷。如一個系統(tǒng)分一15℃回路和一33℃回路，總的冷凝負荷為：(二)冷凝面積的計算式中△tm——對數(shù)平均溫差．℃．可按下式計算。第四節(jié) 冷卻設(shè)備的選型計算1985年6月1日起開始施行的《冷庫設(shè)計規(guī)范》中，把制冷裝置中的排管類型蒸發(fā)器統(tǒng)稱為“冷卻設(shè)備”。 　　冷卻設(shè)備的選型應(yīng)根據(jù)食品冷加工或冷藏的要求確定，原則上應(yīng)有利于冷間的溫度場均勻；使設(shè)備費用、安裝費用低；便于安裝維修‘使傳熱系數(shù)盡可能高，當然，前提是保證冷加工對象的質(zhì)量，還要符合下列要求：1．冷卻問、凍結(jié)間和冷卻物冷藏間的冷卻設(shè)備應(yīng)采用冷風(fēng)機；2．凍結(jié)盤裝，箱裝或聽裝食品時，可采用擱架式排管或平板凍結(jié)設(shè)備；3．凍結(jié)物冷藏間冷卻設(shè)備宜選用墻排管、頂排管，e食品有良好包裝時，也可采用冷風(fēng)機；4．包裝間的冷卻設(shè)備當室溫低于一5℃時應(yīng)選用排管13室溫高于一5℃時宜采用冷風(fēng)機。二、冷卻面積計算冷卻設(shè)備的傳熱面積應(yīng)按下式計算計算時注意，Qq是按冷間匯總的，冷卻設(shè)備的選型是以每個冷間為單位進行的。（—)傳熱系數(shù)K值的計算光滑頂排管和光滑墻排管的傳熱系數(shù)K’——光滑管在特定條件下的傳熱系數(shù)cl——排管的構(gòu)造換算系數(shù)，從表3—4—1取值， cz——管徑換算系數(shù)，從表3—4—1中取值；c3——供液方式換算系數(shù)，從表3—4—1中取值。2．氨擱架式排管的傳熱系數(shù)氨擱架式排管的傳熱系數(shù)應(yīng)按表3—4—2規(guī)定采用冷風(fēng)機的傳熱系數(shù)冷風(fēng)機的傳熱系數(shù)，與冷風(fēng)機的結(jié)構(gòu)，空氣在內(nèi)部的流向及流速大小以及蒸發(fā)溫度等因素有關(guān)。一般應(yīng)按制造廠提供的產(chǎn)品性能表(或曲線)選用，在缺少資料或進行非標設(shè)計時，也可按表3—4—3和表3—4—4取值。4．冷卻載冷劑蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)常用的冷卻載冷刑熒發(fā)器的傳熱系數(shù)以及單仿面積熱負荷，可按表3—4—5中取用(二)計算溫差△t的確定冷卻設(shè)備的計算溫差應(yīng)根據(jù)減少食品干耗、提高制冷機效率、節(jié)省能源、降低投資的要求，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。一般可按下列規(guī)定采用：墻排管、頂排管和擱架式排管的計算溫度差宜按算術(shù)平均溫度差采用，并不宜大于10℃。2．冷風(fēng)饑的計算溫度差應(yīng)按對致平均溫度差確定，冷卻間、凍結(jié)問和陳結(jié)物冷藏間宜每10℃，冷卻物冷藏間宜取8℃一10℃。由于受迫運動的空氣流經(jīng)冷風(fēng)機盤管時，其溫度是隨空氣的流動逐漸降低，同時由于盤管中的流動阻力和液柱靜壓的作用，制冷劑的壓力和對應(yīng)的飽和溫度在盤管中也是沿著它的歷程不斷地變化(在盤管設(shè)計時，因流動阻力引起的壓力降，一般采用對應(yīng)于盤管進出口處制鴻劑的飽和溫度降低1℃來考慮)，即在冷風(fēng)機中各處空氣和制冷劑之間的溫差是不相同。所以，對于冷風(fēng)機的傳熱計算，空氣和制冷劑之間的計算溫差應(yīng)采用對數(shù)乎均溫差。直接蒸發(fā)式冷風(fēng)機根據(jù)空氣和制冷劑的流動方向，空氣和制冷劑的溫度變化主要有順流、逆流和恒壓蒸發(fā)時助流動三種類型。上列各種流動和溫度變化工況下的對數(shù)平均溫差此計算公式為在冷庫設(shè)計時，各種蒸發(fā)器的計算溫度差可從表3—4—6選用，在某些持定條件下也可酌情增減。3．當凍結(jié)物冷藏間與凍結(jié)間的冷卻設(shè)備為同一蒸發(fā)溫度回路時，凍結(jié)物冷藏間冷卻設(shè)備的計算溫度差不應(yīng)大于10℃。三、冷卻設(shè)備每通路的壓力降冷卻設(shè)備每通路的壓力降應(yīng)控制在對應(yīng)的飽和溫度降低1℃的范圍內(nèi)。冷卻設(shè)備的蒸發(fā)管內(nèi)制冷劑在流動過程中受到沿程流動的聯(lián)接阻力、局部阻力和流態(tài)變化所引起的附加阻力等等，使其壓力降至低于設(shè)計蒸發(fā)壓力的數(shù)值，因此引起飽和溫度降低，為了維持L在一定的范圍內(nèi)不致偏離設(shè)計值太遠，在設(shè)計蒸發(fā)管通路長度時，應(yīng)進行阻力計算，使制冷劑通過每——通路的壓力降控制在使飽和溫度降低l℃的范圍內(nèi)。第五節(jié) 節(jié)流閥的選型計算節(jié)流閥在制冷系統(tǒng)的作用是：對高壓液體制冷刑進行節(jié)流，達到降壓和調(diào)節(jié)流量的目的。若選用的節(jié)流閥容量(即制冷雖)太?。畡t不能滿足設(shè)備的制冷負荷要求；若節(jié)流閻容量太大，則會使調(diào)節(jié)困難。因此，節(jié)流閱的選擇是否合理，也是衡量制冷系統(tǒng)優(yōu)劣的重要指標之”—。一、流量計算對于具有5℃過冷度左右的制冷劑液體。通過各節(jié)流閥閥門通道的流量，可用下式計算按威爾推薦的公式：節(jié)流閥在工作期間，是通過調(diào)節(jié)其通道截面積A來調(diào)節(jié)制冷劑流量的，當通道截面調(diào)到最大時，通過節(jié)流閥的制冷劑流量達到最大，此時：二、選型為廠方便設(shè)計人員的選型，大部份制造廠家在產(chǎn)品說明書或產(chǎn)品樣本中提供了節(jié)流聞的工作特性。有的廠家給出7各種型號節(jié)流閥的容量隨壓差的變化特性，如表3—5—15有的給出了各種型號節(jié)流閻的最大流量或者是節(jié)流閥所適用的流量調(diào)節(jié)范圍，如表3—5—2。有的甚至提供了更詳細的技術(shù)數(shù)據(jù)，如表3—5—3至表3—5—6。在設(shè)計選型時，如果手中擁有比較齊全的閥門技術(shù)數(shù)據(jù)或特性圖表，便可方便地根據(jù)閥門所處制冷回路的制冷量Q—來選擇合適的節(jié)流閻。如果缺乏必要的技術(shù)數(shù)據(jù)，即要首先由QL算出回路的制冷劑流量G—，令G—＝1．5—2．oG—，再由式(3—5—3)計算出所需的閥門通徑Dn，選擇與之相應(yīng)的節(jié)流閥型號。第六節(jié) 輔助設(shè)備的選型計算一．中間冷卻器的選型計算中間冷卻器在氨雙級壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)中，起著降低低壓級排出的過熱制冷劑蒸汽和冷卻高壓液體制冷劑的作用。所以，中間冷卻器的選型計算包括桶體直徑計算和盤管冷卻面積計算兩部分。 (一)桶徑的選型計算桶徑計算的目的是使中間冷卻器桶體內(nèi)制冷劑氣體的流速保持在o．5m／s，從而使低壓級排出的過熱氣體冷卻為飽和氣體，所挾帶的潤滑油得到分離，其計算公式為：(二)盤管面積的計算計算盤管面積的目的是為了確保高壓制冷劑在節(jié)流岡前具有一定的過冷度，冷卻面積劉算公式為：二、油分離器的選型計算油分離器的選型計算，是確定油分離器的直徑，以保證器內(nèi)氣體制冷劑的流速符合要求．達到分油效果，計算公式為：一般冷庫的制冷系統(tǒng)都是既有單級壓縮循環(huán)回路，又有雙級壓縮循環(huán)回路，在高壓部分都合在一起，共用油分離器、冷凝器、貯氨器等設(shè)備。若系統(tǒng)分為一15℃回路(單級壓縮)和一33℃回路(雙級壓縮)，則油分的計算公式為：三、貯液器的選型計算貯液器的容積，是根據(jù)系統(tǒng)制冷劑總循環(huán)量進行計算的，其公式為：對于抵制冷系統(tǒng)，貯液器的選型原則和方法同上，即制冷裝置越小，貯液器應(yīng)相對選大些，以保證檢修時，制冷劑能全部收回到貯液器內(nèi)，對小型氟制冷機組，一般臥式冷凝器常兼作貯 液器用。四、汽液分離器的造型計算液體分離器主要用于氨制冷系統(tǒng)，其作用主要是分離和收存回汽中夾帶的液滴和由于蒸發(fā)器負荷騾增而泛濫出來的液體，并使節(jié)流后產(chǎn)生閃氣直接回到壓縮機以提高蒸發(fā)器的傳熱效果，在重力供液系統(tǒng)中還起著保持液位和分配液體的作用。汽液分離器應(yīng)按蒸發(fā)溫度回路分別根據(jù)供液循環(huán)量進行選型計算，其桶身直徑的計算公式為：五、低壓循環(huán)桶的造型計算低壓循環(huán)桶的選型計算，也應(yīng)按不同蒸發(fā)溫度回路分別進行，其選型計算包括捅徑計算和容積計算。1．低壓循環(huán)桶徑計算公式為：2．低壓循環(huán)桶容積的計算低壓循環(huán)桶容積的大小，與蒸發(fā)器的制冷劑進出方式有關(guān)(1)上進下出供液系統(tǒng)：(2)下進上出式供液系統(tǒng)在低壓循環(huán)桶選型時，可能會出現(xiàn)選擇一種規(guī)格桶徑，但其容積卻滿足不了需要，這州徑可加大一檔，再校核容積，若桶徑超過產(chǎn)品規(guī)格時，可選用幾個低壓循環(huán)捅并聯(lián)使用。六、氨泵的造型計算氨泵的選型計算包括流量和揚程兩部分1．氨泵的流量2．氨泵揚程的計算為了保證氨泵的