【文章內(nèi)容簡介】 冷間設(shè)計溫度 ≥5℃時，Φr = 279 W冷間設(shè)計溫度 5℃時，Φr = 395 W將所有數(shù)據(jù)代入公式（34），列表計算結(jié)果見表8。 電動機運轉(zhuǎn)熱流量根椐資料[1]： （3—5）式中 Φ4—電動機運轉(zhuǎn)熱流量（W）； Pd—電動機額定功率（KW）；（包括冷間冷風機的電動機功率和裝貨時進入冷間的電瓶叉車的電動機功率） —熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，電動機在冷間內(nèi)時取1； b—電動機運轉(zhuǎn)時間系數(shù)，對空氣冷卻器陪用的電動機取1，對冷間其他設(shè)備用的電動機可按實際情況取值，如電瓶叉車，按每晝夜操作8h計，則。 電動機額定功率Pd包括冷間冷風機的電動機功率和裝貨時進入冷間的電瓶叉車的電動機功率。根據(jù)資料[1]P114表10，選擇QDC—1型號的電瓶叉車，電動機的額定功率為4KW；冷風機的電動機額定功率則需要先估算出冷間的設(shè)備符合，算出冷風機的冷卻面積和風量，主要根據(jù)冷卻面積，選擇風機，才能確定出電動機的額定功率，算出電動機的運轉(zhuǎn)熱流量Φ4.。 冷風機的選擇計算根據(jù)資料[1 ： （3—6）式中 Φs —冷間冷卻設(shè)備負荷 [W]；Ks — 冷卻設(shè)備（冷風機）的傳熱系數(shù) [W/(m.℃)]；（1）確定△tm和Ks△tm— 冷間溫度與冷卻設(shè)備蒸發(fā)溫度的計算溫度差 （℃）；（根據(jù)資料[1]，空氣冷卻器的計算溫度差，應(yīng)按對數(shù)平均溫差確定。可取7～10℃，冷卻物冷藏間可采取更小溫度差。本設(shè)計中對數(shù)平均溫差取△tm=8℃。根據(jù)資料[2]P260對數(shù)平均溫度差△tm計算公式： （3—7）式中： △tm—冷間溫度與冷卻設(shè)備蒸發(fā)溫度的計算溫度差 （℃）；（△tm=8℃）△tl—空氣與制冷劑之間的最大溫差 （℃）；△ts—空氣與制冷劑之間的最小溫度差 （℃）；△t—空氣進出口溫度差 （℃）；（根據(jù)資料[2]P262知△t=2～3℃，本設(shè)計中取2℃）t2—冷風機的進風溫度 （℃）；（即冷間溫度t2=0℃）t1—冷風機的出風溫度 （℃）；（t1= t2△t=02=2℃）te—制冷劑的蒸發(fā)溫度 （℃）。代入公式（3—7）求出制冷劑的蒸發(fā)溫度：te=9℃根據(jù)蒸發(fā)溫度在資料[7]P730查得冷風機的傳熱系數(shù)：Ks=㎡. ℃。（2）估算冷間冷卻設(shè)備負荷Φs和冷風量qv冷間設(shè)備負荷根據(jù)資料[1]： (3—8)式中：P—貨物熱流量系數(shù)；（根據(jù)資料[1]P28 ）Φ1.、ΦΦΦ4.、Φ5—為各項計算負荷 （W）； 由于Φ4未知，可先通過如下估算的方法求出Φs： （3—9）將所有數(shù)據(jù)代入公式（39），再將所得的估算設(shè)備負荷代入公式（36）計算出冷風機的冷卻面積，列表計算結(jié)果見表35。冷風量根據(jù)資料[3]P730的計算公式計算： （3—10）式中 B—配風系數(shù)，～。將數(shù)據(jù)代入公式（310）即可求得冷風量，計算結(jié)果見表9。 （3）冷風機的選擇容量為100t的冷藏間選擇吊頂式冷風機，容量為200t、300t的冷藏間選擇落地式冷風機。根據(jù)冷卻面積和風量在資料[13]上選擇冷風機，選擇時，以冷卻面積為主，風量作為參考。（見表10）（4）計算電機運轉(zhuǎn)熱流量把風機和叉車的電動機功率代入公式（35），計算出電機運轉(zhuǎn)熱流量Φ4.（見表11）。 校核冷風機的冷卻面積和風量根據(jù)公式（38）計算出冷間設(shè)備負荷（見表12），代入公式（36）和（310），校核實際所需的冷卻面積和冷風量，與所選風機冷卻面積和風量比較，若風機的冷卻面積富裕率大于0小于15%，則所選風機合適，校核結(jié)果見表13。 冷間機械負荷計算根據(jù)資料[1]，冷間機械負荷應(yīng)分別根據(jù)不同蒸發(fā)溫度按下式計算： （311）式中 ：Φ1—圍護結(jié)構(gòu)熱流量（W）； Φ2—貨物熱流量（W）；Φ3—通風熱流量（W）；Φ4電動機運轉(zhuǎn)熱流量 Φ5—操作熱流量（W）；n1—圍護結(jié)構(gòu)熱流量修正系數(shù)，宜取1；n2—貨物流量折減系數(shù)；n3—同期換氣系數(shù)，～（“同時最大換氣量與全庫每日總換氣量的比數(shù)”大時取最大值）；n4—冷間電動機同期運轉(zhuǎn)系數(shù)，（按資料[1]，冷卻物冷藏間取1）；n5—冷間同期操作系數(shù)，（按資料[1]，根據(jù)冷間的總數(shù)6查得n5=）R—制冷裝置和管道冷耗補償系數(shù)。將各項數(shù)據(jù)代入公式（311）：Φj=（134689+126040+27855+1+18777+64680）=157369W 4 設(shè)備選型 冷藏庫制冷系統(tǒng)的選擇 制冷劑工質(zhì)選擇 常用制冷劑的比較制冷劑名稱優(yōu)點缺點適用場合氨蒸發(fā)壓力與冷凝壓力適中，單位制冷量較大。具有較強的溶水性；微溶于融化油，價格低廉，對臭氧層沒有破壞作用易揮發(fā)，有毒，具有強烈的刺激性臭味，易燃，易爆主要用于大中型的冷庫，小型冷庫應(yīng)用較少氟利昂無味，不易燃燒，毒性小滲透性很強，易于泄露，傳熱性能差，密度大，粘度大，流動性能差，價格貴；對環(huán)境有破壞作用主要用于有嚴格衛(wèi)生安全要求的場合本設(shè)計為中型冷藏庫，采用氨為制冷劑。 冷藏庫制冷系統(tǒng)形式的選擇冷藏庫內(nèi)的蒸發(fā)系統(tǒng)形式根據(jù)連接方式不同可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混合式，考慮應(yīng)該滿足供液均衡性和制冷劑流量可調(diào)節(jié)的要求，系統(tǒng)選擇并聯(lián)空氣冷卻器蒸發(fā)系統(tǒng)，這樣在系統(tǒng)中不致出現(xiàn)制冷劑液體和潤滑油從某一蒸發(fā)回路竄到另一蒸發(fā)回路中去。供液方式有上進下出式和下進上出式，兩種方式各有利弊。 蒸發(fā)系統(tǒng)供液方式的比較供液方式優(yōu)點缺點上進下出冷卻設(shè)備所需的制冷劑量少，沒有液柱靜壓的影響，避免了潤滑油的沉積，沖霜效果好。冷卻設(shè)備均勻供液較為困難，傳熱表面制冷劑液體潤濕性差，需要的低壓循環(huán)貯液器的容量較大。下進上出制冷劑在冷卻設(shè)備內(nèi)分配比較均勻，有助于充分發(fā)揮冷卻設(shè)備的傳熱效果。冷卻設(shè)備制冷劑重量較大，液柱靜壓的會影響到蒸發(fā)溫度，進入冷卻設(shè)備的油污不易排凈。根據(jù)上述分析比較，結(jié)合國內(nèi)常用的供液形式，本設(shè)計采用下進上出的供液方式。 方案選擇現(xiàn)確定了以下三個方案以供分析、比較和選擇：方案一：螺桿式壓縮機的氨泵供液系統(tǒng)。 方案二：活塞式壓縮機氨泵供液系統(tǒng)。方案三：活塞式壓縮機重力供液系統(tǒng)。 制冷壓縮機是蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)的心臟,起著壓縮與輸送制冷劑的作用,它的性能對于整個冷庫系統(tǒng)的性能有著重要影。壓縮機根據(jù)原理不同有活塞式制冷壓縮機和螺桿式制冷壓縮機?；钊绞且环N傳統(tǒng)的氣體壓縮方式。利用曲軸連桿機構(gòu)，把原動機軸的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為活塞在氣缸中往復運動來提高冷媒壓力?；钊綁嚎s機使用范圍較小，一般適用于中小規(guī)模的建筑，熱效率高，適用于多種制冷劑的優(yōu)點。而且往復式的氣體壓縮只能通過調(diào)整氣缸的工作個數(shù)進行上、卸載控制， 使得在容量控制方面只能做到級別調(diào)節(jié)。螺桿式壓縮機是一種回轉(zhuǎn)式的容積氣體壓縮機，利用螺桿回轉(zhuǎn)壓縮提高冷媒壓力。螺桿式壓縮機通常適用于中大規(guī)模的建筑，而且通過滑閥調(diào)節(jié)能進行無級能量控制。 本設(shè)計規(guī)模屬于中型。經(jīng)過上述比較，活塞式壓縮機是一種比較傳統(tǒng)的壓縮方式，雖然比螺桿式壓縮機存在一些缺點，但是，它應(yīng)用比較普遍，造價也比螺桿式壓縮機的低，所以本設(shè)計選用活塞式制冷壓縮機。 制冷系統(tǒng)供液方式的比較供液方式優(yōu)點缺點重力供液經(jīng)過氣液分離器后，經(jīng)過節(jié)流后的閃發(fā)氣體不會進入冷卻設(shè)備；回氣經(jīng)過氣液分離器后，進入到壓縮機不會引起濕壓縮氨液分離器必需設(shè)置在緊靠庫房的上方，不便于集中管理，而且土建造價高；制冷劑液體在較小的壓差下流動，流速小、其傳熱系數(shù)較小，而且容易集油，影響傳熱；當氨液分離器的液位自動控制裝置故障時，難以隨時根據(jù)系統(tǒng)負荷變化而穩(wěn)定氨液分離器的正常液位，操作上比較復雜，所以仍有引起運行事故的可能性。系統(tǒng)的融霜、排液、放油等也比氨泵供液強制循環(huán)系統(tǒng)要麻煩。氨泵供液依靠氨泵供液，氣液分離器的安裝高度不會很高，可以減少土建造價，而且氨泵強制供液，提高了流速，制冷裝置的效率高，安全性高，管理方便，造價省，易于實現(xiàn)自動化操作，適用于各種類型的冷藏庫。用氨泵供液，消耗電能 通過上述比較，本設(shè)計選擇方案二：活塞式壓縮機重力供液系統(tǒng)。根據(jù)資料[9]P257霜層的出現(xiàn)降低了冷風機的換熱效率，應(yīng)該采取措施清除霜層。常用的融霜方法有人工掃霜、熱氣融霜、水融霜、熱氣水融霜、熱氨融霜。人工掃霜雖然操作簡單，不影響庫溫，但勞動強度大，而且掃霜不徹底。熱氨融霜就是將壓縮機排出的熱氨氣引進蒸發(fā)器利用熱氨冷凝時放出的熱量將蒸發(fā)器表面的霜層融化。熱氨融霜必須保證有足夠的量及適當?shù)膲毫蜏囟龋以谳^大的制冷系統(tǒng)中，要設(shè)置專用的油分離器（非洗滌式的），融霜熱氨管要設(shè)在常溫穿堂內(nèi)，并應(yīng)敷設(shè)耐高溫的隔熱層，比如石棉，玻璃纖維，礦棉站或水玻璃膨脹珍珠巖制塊等等材料，而不能用軟木或泡沫塑料等不耐高溫的材料。熱氨融霜一般僅用于冷藏間的光滑排管中。冷風機一般不單獨采用熱氨融霜，因為不僅效率低，而且融霜形成的水的排放也比較麻煩。水融霜一般用于冷風機，它是通過噴水裝置向蒸發(fā)器表面噴水，使霜層被水的熱量融化，然后融水從排水管排走，水融霜效果比熱氨融霜要好，操作程序也比較簡單，但是水融霜只解決蒸發(fā)器外表面霜層對傳熱的不良影響，但沒解決蒸發(fā)器的內(nèi)部集油對傳熱的影響。經(jīng)過以上分析， 本設(shè)計的冷風機采用水融霜系統(tǒng)。 制冷系統(tǒng)壓縮機的選擇 確定制冷劑設(shè)計工況（1）確定冷凝溫度tc根據(jù)資料[9]對P151,對于使用冷卻水塔的循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻水進水溫度可按下式計算： (41)式中 ts1—冷卻水進冷凝器的溫度 （℃）；ts—當?shù)叵募臼彝馄骄磕瓴槐ＷC50h的濕球溫度 （℃）；Δts—安全值，對自然通風冷卻塔或冷卻水噴水池，Δts=5~7℃；對機械通風冷卻塔，Δts=2~4℃。ts=℃，Δts=3℃；代入上式，得：ts1=℃。冷卻水出冷凝器的溫度ts2，與冷卻水進冷凝器的溫度與冷凝器的型式有關(guān)。對于臥式殼管式冷凝器： ，進出水的溫度差根據(jù)資料[1]P44 ，一般來說，當冷卻水進水溫度低時，取上限值，反之取下限值。故 ℃。冷凝溫度的高低取決于所采用的冷卻介質(zhì)及其溫度、冷凝器的結(jié)構(gòu)型式和傳熱溫差。以水作為冷卻介質(zhì)時，其傳熱溫差取5～7℃，則冷凝溫度為 （42）故 ℃。（2）確定蒸發(fā)溫度te（37）計算出制冷劑的蒸發(fā)溫度te。te=9℃（3）壓縮機的吸氣溫度t1壓縮機的吸氣溫度根據(jù)管道中的傳熱情況，后根據(jù)標準中規(guī)定的過熱度確定。通常對于一般氨壓縮機，Δtr=5~8℃。故℃（4）繪制ph圖并確定壓縮機的級數(shù)圖41 制冷系統(tǒng)單機壓縮Ph圖各點的有關(guān)狀態(tài)參數(shù)值：h1=1448kJ/kg,kJ/kg，h2=1580kJ/kg，=1760kJ/kg，kJ/kg，pe=，pc=，v’1=單位質(zhì)量制冷量：q0=h1h4=1448378=1070 kJ/kg；單位容積制冷量：qv=q0/v’1=1070/=。在制冷循環(huán)中，工質(zhì)壓縮比，即Pc/Pe ≤ 8，可采用單級壓縮式制冷循環(huán)，由于Pc/Pe=＜8，因此，本高溫庫采用單級壓縮即可。 制冷壓縮機的選擇計算根據(jù)冷間的機械負荷計算值，選擇壓縮機，臺數(shù)不宜過多，一般不設(shè)備用機。冷間機械負荷 Φj =157369W=，質(zhì)量流量 qm=Φj/q0=,根據(jù)資料[9]P59得：理論輸氣量 根據(jù)制冷量和理論輸氣量選擇大連活塞式氨制冷壓縮機2臺，型號：6AV10，主要性能參數(shù)：標準工況下的單臺制冷量：，；氣缸直徑：100mm，主軸轉(zhuǎn)速：960rpm，理論輸氣量：190 m3/h；吸氣管徑：Dg65，排氣管徑：Dg65；傳動方式：直聯(lián)，潤滑方式：壓力供油；冷卻水耗量：；電動機功率：標準工況下 37kW控制箱型號：XQ0140；重量：45kg。（1）校核壓縮機在設(shè)計工況下的制冷量根據(jù)資料[7]公式84壓縮機在設(shè)計工況下的制冷量按下式計算： （43）式中 Qog—壓縮機在設(shè)計工況下的制冷量，（KW）；qv，th—壓縮機的理論輸氣量，（m3/h）；（qv，th=190m3/h）λ—壓縮機的輸氣系數(shù)，（根據(jù)冷凝溫度和蒸發(fā)溫度在資料[9]P61表33查得λ=）；qv—單位容積制冷量，（kJ/m3）；（qv = kJ/m3）將數(shù)據(jù)代入公式（43）得 單臺壓縮機在設(shè)計工況嚇的制冷量 Qog=88KW，兩臺總共176KW＞，滿足制冷量需要。（2）校核電動機功率 （44）式中：λ—壓縮機的輸氣系數(shù)；λ=；qv.，th—壓縮機的理論輸氣量 （m3/h）；qv.，th=190 m3/h、—制冷劑進、出壓縮機時的比焓 （kJ/kg）；v′1—壓縮機吸入蒸氣的比體積 （m3/kg）；（ m3/kg）ηi—壓縮機的指示效率，ηm—壓縮機的摩擦效率，；ηd—壓縮機的傳動效率，直聯(lián)，取1；代入公式，最終解得：P=～37kW。因此，索賠電動機功率滿足要求。冷凝器的選擇原則：冷凝器的選擇原則取決于當?shù)氐乃疁亍⑺|(zhì)、水源、氣候條件，以及壓縮機房布置要求等因素。一般在冷卻水水質(zhì)較差、水溫較高、水量比較充裕的地方，宜采用立式冷凝器；水質(zhì)較好且水溫較低的地區(qū)，宜采用臥式殼管式或組合式冷凝器；在缺乏水源或夏季室外空氣濕球溫度較低的地區(qū)，可采用蒸發(fā)式冷凝器。如果冷卻水采用循環(huán)冷卻供