【正文】 凝器選型的一般原則 冷凝器是蒸汽壓縮式制冷系統(tǒng)中的主要換熱設備之一。冷凝器的選型取決于建庫地區(qū)的水溫、水質、水量及氣候條件，也與機房的布置要求有關。一般根據下列原則來選擇： 1)立式水冷卻冷凝器： 適用于水資源豐富、水質較差、水溫較高的地區(qū)，一般布置在機房外面。 2)臥式水冷卻冷凝器： 適用于水量充足、水溫較低、水質較好的地區(qū)，廣泛應用于中、小型氨和氟里昂制冷系統(tǒng)中，一般布置在機房設備間內。 3)淋激式冷凝器： 適用于空氣濕球溫度較低，水源不足或水質較差的地區(qū)，一般布置在室外通風良好的地方。 4)蒸發(fā)式冷凝器： 適用于空氣相對溫度較高和缺水地區(qū)，一般布置在室外通風良好的地方 5)空氣冷卻式冷凝器： 適用于水源比較緊張的地區(qū)和小型氟利昂制冷系統(tǒng)。在氨制冷系統(tǒng)中一般不采用。 此外，在滿足系統(tǒng)要求的條件下，還要考慮換熱效率高，維護方便，設備初投資低等因素。因此，本冷庫決定選用臥式水冷式冷凝器。 4． 3． 2 冷凝器的選型計算 1．冷凝器的負荷： ? ?34 / 3. 6k o kQ G h h Q ?? ? ? 式中 oQ :單級壓縮機制冷量 由以上計算得 oQ ＝ W k? :單級壓縮冷凝負荷系數 查表得 k? ＝ 帶入得 kQ ＝ W 2．冷凝器面積計算： kkkmFF K t q??? 式中 kQ :冷凝器負荷 kQ ＝ W Fq :冷凝器單位面積熱負荷 第四章 制冷機器設備的選型 27 查表得， R22 臥式冷凝器 Fq ＝ 4600 W/㎡ kF :冷凝器面積 帶入計算得 kF ＝ ㎡ 3． 冷卻水用量： ? ?3 .6 / 1 0 0 0vkq Q c t?? 其中 vq :冷卻水用量 （ 3m /h） kQ :冷凝器負荷 kQ ＝ W c :水的比熱容 取 c ＝ kJ/(kg ℃ ) t? :冷卻水進出溫差 查表得，臥式冷凝器進出水溫差為 4℃ ~6℃ 取 t? ＝ 4℃ 帶入得 vq ＝ 3m /h 4． 3． 3 選定設備 ： 通過以上計算，綜合考慮各方面因素，決定選用大連冰山集團生產的臥式冷凝器 WNF－ 250 該產品的特點是： 臥式冷凝器在制冷系統(tǒng)中的作用是將被壓縮機壓縮的高壓氣體冷凝為高壓液體。是一臥式殼管式熱交換器，殼程流過的是氟利昂，管程為冷卻水，通過兩端水蓋隔水板的作用，使冷卻水以多程形式流過冷凝器的冷凝管簇。傳熱管為高效低螺紋銅管。筒體上部有進氣管、壓力表、安全閥和放空氣閥，底部有出液管。一端水蓋上設有進、出冷卻水口。 該產品技術參數如下 換熱面積 ㎡ ；外形尺寸 2767*570*1026； 殼體尺寸 377*9*2436；進氣管 80mm； 出液口 40mm； 運行重量 680kg 4． 4 冷卻設備的選型 4． 4． 1 冷卻設備選型的一般原則 冷卻設備是在制冷系統(tǒng)中常生冷效應的低壓換熱設備，它利用制冷系統(tǒng)液體經節(jié)流閥截流后在較低溫度下蒸發(fā)，吸收被冷卻介質（如鹽水、空氣）的熱量，是被冷卻介質的溫度降低。 冷庫制冷系統(tǒng)中常用的冷卻設備有排管式蒸發(fā)器、冷風機等。一般按下列原則選型： 1) 傳熱管為純銅管的冷風機適用于氟利昂制冷的小型冷庫，凍結間一般應選用傳熱管為無縫鋼管的冷風機。 2) 對于氨制冷系統(tǒng)，由于氨對銅等有色金屬有腐蝕作用，故只能選用傳熱管為無縫鋼管的蒸發(fā)器。 3) 盤管式排管（也稱蛇形排管）可用于直接膨脹工業(yè)系統(tǒng)、重力工業(yè)系統(tǒng)和氨泵工業(yè)系統(tǒng)。 第四章 制冷機器設備的選型 28 4) 對于氨液蒸發(fā)溫度低于 40℃的制冷系統(tǒng)或氨液蒸發(fā)溫度為 33℃而排管高度較大時，應采用無液柱作用或小液柱作用的低溫排管。 對小型冷庫，不論是固定式還是組合式的，冷卻設備都應選用冷風機，因為它與自然對流相比，具有結構緊湊，重量輕，降溫速度快，庫內溫度均勻，不占用冷庫實用面積等優(yōu)點，另外，由于它是強制送風的，所以能使冷庫內儲存的食品迅速降溫，大大提高了儲藏食品的保鮮度。同時，冷風機的生產已經系列化，只需知道冷風機符合和機械負荷，就可到生產廠家匹配設計所需要的冷 風機，因此，本冷庫選擇的冷卻設備為冷風機。 4． 4． 2 冷風機的選擇計算： 1．凍結間冷風機的傳熱面積 qQF Kt? ? 式中 F :冷風機所需要的傳熱面積 ㎡ qQ :冷風機負荷 qQ ＝ W K :冷風機傳熱系數 查表得 K ＝ W/(㎡ ?℃ ) t? :庫房空氣溫度與蒸發(fā)溫度之差 查表得 t? ＝ 8℃ 帶入得 F ＝ ㎡ 根據上述計算，決定在凍結間安裝四臺大連豐順冷風機有限公司生產的LJ400 Y100L14 型冷風機 該產品技術參數如下： 冷卻面積 402 ㎡； 風量 3 15700=47100 3m /h； 沖霜 16 T/H；功率 3= KW； 風壓 195 Pa qQF Kt? ? 式中 F :冷風機所需要的傳熱面積 ㎡ qQ :冷風機負荷 qQ ＝ W K :冷風機傳熱系數 查表得 K ＝ W/(㎡ ?℃ ) t? :庫房空氣溫度與蒸發(fā)溫度之差 查表得 t? ＝ 8℃ 帶入得 F ＝ ㎡ 根據上述計算，決定在冷藏間安裝兩臺 DD－ 該產品技術參數如下： 第四章 制冷機器設備的選型 29 冷卻面積 60 ㎡；名義制冷量 12021 W； 風量 2 6000 3m /h；片距 6mm； 臺數直徑 2 Ф 500 mm；風壓 147 Pa 電機功率 2 550＝ 1100 W； 外形尺寸 1820 650 660 mm 檢驗： 選用該產品后總冷卻面積為 F ＝ 60 2＝ 120 ㎡ 所以符合要求，設備選用合格 4． 5 輔助設備的選型 4． 5． 1 高壓貯液器的選型計算 1．高壓貯液器的作用： 高壓貯液器用于貯存由冷凝器來的高壓液體制冷劑，調節(jié)和穩(wěn)定氟利昂的循環(huán)量，以適應冷負荷變化時制冷系統(tǒng)中所需制冷劑循環(huán)量的變化。 2．貯液器的選型計算 1）工質灌注量計算 23 0 .7 0 .84DLG v? ? ? 式中 D :冷凝器的內徑 所選取的冷凝器 D ＝ m L :冷凝器的長度 所選取的冷凝器 L ＝ m v :工質的比容 25℃ 時 R22 的比容為 v ＝ 3m /kg 帶入得 G ＝ kg 2）高壓貯液器所需容積為 ? 其中 V :貯液器的容積 G :系統(tǒng)中制冷劑充注量 上面計算得 G ＝ kg v :工質的比容 25℃時 R22 的比容為 v ＝ 3m /kg 0． 8:貯液器的液體充滿度 帶入得 V ＝ 3m 3）因此選用武漢新世界公司生產的 WZF－ 型氟貯液器，該產品容積為 3m ，殼體尺寸為 390 2290 900 mm，最大儲存量為 214 kg；重量為 270 kg；第四章 制冷機器設備的選型 30 接口 DN426； 4． 5． 2 熱力膨脹閥的選擇 熱力膨脹閥用于干式蒸發(fā)器的供液量調節(jié)。其設計選配是根據制冷系統(tǒng)設計的制冷量、工況、制冷劑及系統(tǒng)的實際結構布置情況，選擇合適容量和形式的熱力膨脹閥。 1．確定閥前后的壓力降 p? 從冷凝器到蒸發(fā)器出口的總壓降（ kopp? ）包括了閥前后的壓降 p? 和這段管系中的各種壓力損失 ip?? ， 故 p? ＝（ kopp? ）－ ip?? ip?? 中包含的各部分損失及其計算如下： 1）液管摩擦阻力 1p? 可以從制冷工程設計手冊中利用管道阻力計算線圖得出（這里略去計算過程）， 1p? ＝ 17 KPa 2）干燥器、視鏡、截止閥、管接頭等局部阻力 2p? 可以利用有關資料計算得出 2p? ＝ 20KPa 3)上升液管引起的靜壓損失 3p? 由高度差 h＝ , 用插值法查表得 3p? ＝ 52 KPa 4)分液器和分液管的阻力損失 4p? 通常這兩部分壓降各為 50KPa,故 4p? ＝50+50＝ 100 KPa 5） kp ＝ MPa ， 0p ＝ MPa 所以 p? ＝（ kopp? ）－（ 1p? ＋ 2p? ＋ 3p? ＋ 4p? ） ＝ KPa＝ MPa 2．確定閥尺寸 1）凍結間 每臺蒸發(fā)器的制冷量為 163/4＝ KW 查 Egelhof 公司熱力膨脹閥（ TE）產品樣本容量表，尺寸編號為 8 的閥在 0t ＝26℃和 p? ＝ 時的容量為 用插值法求得： Ｑ＝ ＋（ 3026） ?（ ） /（ 3020）＝ KW 所以可選擇 2) 冷藏間 每臺蒸發(fā)器的制冷量為 12/2＝ 6 KW 查 Egelhof 公司熱力膨脹閥（ TE）產品樣本容量表，尺寸編號為 3 的閥在 0t ＝ 26℃和 p? ＝ 時的容量為 用插值法求得： Ｑ＝ ＋（ 3026） ?（ ） /（ 3020）＝ KW 由于熱力膨脹閥一般有 20%的容量裕度，即實際閥能力最大可以達到樣本給出值的 120%，所以設計時，選擇容量滿足系統(tǒng)制冷量要求的閥，而不必再考慮留有過大第四章 制冷機器設備的選型 31 的容量裕度。若閥配得過大，不僅價格高，而且容易引起閥工作失穩(wěn)，調節(jié)是制作開關動作，不能隨負荷變化成比例的作出連續(xù)的平滑響應。此外，還影響法的工作壽命 而 120％＝ 所以可選擇 3．確定閥型 考慮到蒸發(fā)器配有分液器，壓降比較大，而且壓力損失遠超過使用內平衡式熱力膨脹閥的壓力降允許值（ R22,20℃ 時的允許值是 10KPa），故所有熱力膨脹閥都采用外平衡式 4． 5． 3 電磁閥 電磁閥是一種開關式（即雙位式）自動閥門，它能適用于各種工質，包括氣體或液體的制冷劑、淡水、鹽水和潤滑油。 在制冷裝置中，儲液器（或冷凝器）與膨脹閥之間一般都裝有電磁閥。在單機單庫場合，電磁閥的線圈往往同壓縮機的電動機線路串接。當壓縮機啟動運行 ，電磁閥隨時開啟運行，電磁閥隨時開啟，壓縮機停止工作時，電磁閥馬上關閉，以免大量制冷機液體在停機時進入蒸發(fā)器，防止壓縮機在再次啟動時發(fā)生液擊沖缸現象。在一機多庫或多機多庫場合，電磁閥受溫度繼電器控制。當溫度下降至調定下限值時，電磁閥關閉，停止供應冷劑，讓庫溫回升；當庫溫上升到調定上限值時，電磁閥開啟，供應冷劑降溫。 電磁閥的選用，一般依據管路尺寸的大小來配置接管尺寸與他相同的電磁閥，另外要選用適合于該裝置中介質的閥體材料。 安裝電磁閥應注意： 1）電磁閥應垂直安裝在水下管道上，介質流動方向應與電磁閥外殼箭頭方向一致。 2）閥前應安裝過濾器，防止產生孔道堵塞。 4． 5． 4 分液器 由于氟冷風機帶有分液器，所以不需另選。 4． 5． 5 過濾器、干燥器的選型計算 1．過濾器、干燥器的作用 過濾器的作用是用來過濾制冷劑中的機械雜質，如金屬屑、氧化皮等，以防止閥門小孔被雜質堵塞 干燥器的作用只用于氟利昂制冷系統(tǒng)中，用于吸收制冷劑中的水分，以防產生冰堵。 2．過濾器、干燥器的選型 過濾器、干燥器一般根據其接入管道的規(guī)格來選擇，其公稱通徑或接管直徑應與管道相適應。 因此，本冷庫選用上海恒溫公司生產的 GGF32 型號干燥冷卻器，其公稱直徑為 DN32，每組數量 8 個，重量 17kg。 該產品的設計壓力為 ，設計溫度為 60℃ ，氣壓試驗壓力為 . 第四章 制冷機器設備的選型 32 4． 6 融霜系統(tǒng) 當制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度低于 0℃ 時，蒸發(fā)器表面必將出現霜層，影響熱交換效率，故應采取措施清除霜層。 氟系統(tǒng)制冷裝置的蒸發(fā)器融霜方式有：水沖霜、電熱融霜和熱氣體融霜等幾種。水沖霜方式主要應用在蒸發(fā)器采用容易結霜的、單獨采用熱氣體融霜比較困難的管束式蒸發(fā)器。電熱融霜方式是在蒸發(fā) 器附近增設電熱管，融霜時停止制冷系統(tǒng)工作，打開電加熱器，用電熱融化霜層。這種方案從設計的角度來說是比較簡單的，也易于實現自動控制，但在使用中也存在著一些實際問題，如電熱器的使用壽命短、工作條件惡劣、極易被損傷，另外從消耗能源的角度來看也是不經濟的。 因此，本冷庫采用適合于冷風機的熱氣體和水結合融霜系統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用氣體在管內加熱，使冰霜與排管表面脫開，然后在管外壁用水淋，把冰霜沖掉，沖掉后停水，再通入熱氣體，利用其熱量把排管表面烘干。這種融霜方式速度快、效果好，還能沖走蒸發(fā)器內的積油，但操作和自控程序較復雜 。 融霜用水的溫度以 25℃ 左右較為合適，過高將產生“霧氣”，可能使冷庫圍護結構內表面上產生凝結水；過低則需要更多的水量，或者延長淋水時間。在冬季或寒冷地區(qū)，可以采用冷凝器排出的冷卻水作為融霜用水。采用水融霜的冷風機必須有嚴密不透水的外殼，有使融霜水不致濺入庫內的承水盤和有暢通的排水管道，三者缺一，都將造成損壞冷庫的嚴重后果。