【正文】 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(dāng)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(fù)荷變化而穩(wěn)定氨液分離器的正常液位，操作上比較復(fù)雜，所以仍有引起運(yùn)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(qiáng)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(qiáng)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(shí)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(jī)氨泵供液系統(tǒng)。根據(jù)資料[7]P257霜層的出現(xiàn)降低了冷風(fēng)機(jī)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、熱氨融霜、水融霜、熱氣水融霜。人工掃霜雖然操作簡單，不影響庫溫，但勞動強(qiáng)度大，而且掃霜不徹底。熱氨融霜就是將壓縮機(jī)排出的熱氨氣引進(jìn)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(dāng)?shù)膲毫蜏囟?，而且在較大的制冷系統(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(fēng)機(jī)一般不單獨(dú)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(fēng)機(jī)，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(fēng)機(jī)采用水融霜系統(tǒng)。 制冷系統(tǒng)主機(jī)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[7]對P151,對于使用冷卻水塔的循環(huán)水系統(tǒng)，冷卻水進(jìn)水溫度可按下式計算： (51)式中 ts1—冷卻水進(jìn)冷凝器的溫度 （℃）；ts—當(dāng)?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(fēng)冷卻塔或冷卻水噴水池，Δts=5~7℃；對機(jī)械通風(fēng)冷卻塔，Δts=2~4℃。ts=27℃，Δts=2℃；代入上式，得：ts1=29℃。冷卻水出冷凝器的溫度ts2，與冷卻水進(jìn)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(jìn)出水的溫度差根據(jù)資料[1]P44 ，一般來說，當(dāng)冷卻水進(jìn)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4～6℃，則冷凝溫度為 （52）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(jī)的吸氣溫度t1壓縮機(jī)的吸氣溫度根據(jù)管道中的傳熱情況，后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的過熱度確定。通常對于一般氨壓縮機(jī)，Δtr=5~8℃。故℃（4）繪制ph圖并確定壓縮機(jī)的級數(shù)圖51 制冷系統(tǒng)單機(jī)壓縮Ph圖各點(diǎn)的有關(guān)狀態(tài)參數(shù)值：h1=1450kJ/kg,kJ/kg，h2=1480kJ/kg，=1700kJ/kg，kJ/kg，pe=，pc=，v’1= m3/kg單位質(zhì)量制冷量：q0=h1h4=1450380=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(jī)的選擇計算根據(jù)冷間的機(jī)械負(fù)荷計算值，選擇壓縮機(jī)，臺數(shù)不宜過多，一般不設(shè)備用機(jī)。冷間機(jī)械負(fù)荷 Φj ==，質(zhì)量流量 qm=Φj/q0=,根據(jù)資料[7]P59得：理論輸氣量 根據(jù)制冷量和理論輸氣量選擇煙活塞式壓縮機(jī)2臺，型號：8AS10，主要性能參數(shù)：標(biāo)準(zhǔn)工況下的單臺制冷量：108KW，兩臺共216KW；氣缸直徑：100mm，主軸轉(zhuǎn)速：960rpm，理論輸氣量： m3/h；吸氣管徑：80mm，排氣管徑：80mm；冷卻水耗量：1m3/h；電動機(jī)功率：標(biāo)準(zhǔn)工況下 40kW控制箱型號：XQ0155；重量：200kg。（1）校核壓縮機(jī)在設(shè)計工況下的制冷量根據(jù)資料[7]公式84壓縮機(jī)在設(shè)計工況下的制冷量按下式計算： （53）式中 Qog—壓縮機(jī)在設(shè)計工況下的制冷量，（KW）；qv，th—壓縮機(jī)的理論輸氣量，（m3/h）；（qv，th= m3/h）λ—壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)，（根據(jù)冷凝溫度和蒸發(fā)溫度在資料[7]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（53）得 單臺壓縮機(jī)在設(shè)計工況嚇的制冷量 Qog=128KW，兩臺總共256KW＞，滿足制冷量需要。（2）校核電動機(jī)功率 （54）式中：λ—壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)；λ=；qv.，th—壓縮機(jī)的理論輸氣量 （m3/h）；qv.，th= m3/h、—制冷劑進(jìn)、出壓縮機(jī)時的比焓 （kJ/kg）；v′1—壓縮機(jī)吸入蒸氣的比體積 （m3/kg）；（ m3/kg）ηi—壓縮機(jī)的指示效率；ηm—壓縮機(jī)的摩擦效率，；ηd—壓縮機(jī)的傳動效率，直聯(lián)，取1。 （55）Te—蒸發(fā)溫度 （K）；Tc—冷凝溫度 （K）；b—系數(shù)，氨壓縮機(jī)取b=。求解，ηi=；代入公式，最終解得：p=～40kW。因此，索賠電動機(jī)功率滿足要求。 冷凝器的選擇計算冷凝器的選擇原則：冷凝器的選擇原則取決于當(dāng)?shù)氐乃疁亍⑺|(zhì)、水源、氣候條件，以及壓縮機(jī)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)冷卻供水方式，可根據(jù)制冷設(shè)備布置的要求進(jìn)行合理選擇。立式冷凝器可裝于室外，清洗水垢方便，但耗水量大，比較笨重，搬運(yùn)不方便，制冷劑泄露時不容易被發(fā)現(xiàn)。根據(jù)延安地區(qū)的水溫、水質(zhì)水源、氣候條件，以設(shè)計中機(jī)房的布置情況，選用臥式殼管式冷凝器，該冷凝器具有傳熱系數(shù)高；冷卻水耗量少；占空間高度?。裳b于室內(nèi)），操作管理方便的優(yōu)點(diǎn)，要求水質(zhì)好、水溫低，清洗水垢時要停止冷凝器的工作。冷凝器熱負(fù)荷計算 （56）式中 Qc—冷凝器的熱負(fù)荷 （kW）；qm—冷凝器的制冷劑流量 （kg/s）；h3—制冷劑液體出冷凝器的比焓 （kJ/kg）；h2s—壓縮機(jī)實(shí)際排氣的比焓 （kJ/kg）。 （57）式中 Qog—制冷系統(tǒng)在設(shè)計工況下的的總制冷量，256kW；q0—單位質(zhì)量制冷量，1070 kJ/kg；則 qm=；根據(jù)壓焓圖h3=380kJ/kg， （58）kJ/kg ；=1700kJ/kg，ηi=，代入公式得 h2s=1732kJ/kg。將所得結(jié)果代入公式（56）解得：Qc=冷凝器傳熱面積計算 （59）式中 Ac—冷凝器的傳熱面積，（㎡）；K—冷凝器傳熱系數(shù),[W/(m2.℃)]；根據(jù)資料[7]表81，K=700 W/(m2.℃)；△tm—制冷劑與冷卻介質(zhì)之間的對數(shù)平均溫差，（℃）； （510）式中 ts2—冷凝器的出水溫度 ，（℃）；ts1—冷凝器的進(jìn)水溫度，（℃）；tc—冷凝溫度，（℃）；則℃ ，代入公式（59）求得冷凝面積 Ac=75㎡，由于冷凝器使用一段時間后，由于污垢的影響，會降低其傳熱性能，因此，選擇冷凝器時，其計算面積應(yīng)有10%～15%的裕量，實(shí)際面積為75=86㎡根據(jù)資料[11]選擇一臺WN90/8型臥式殼管式冷凝器主要參數(shù)：冷卻面積90 ㎡；筒體直徑D=900mm；總長L=4000mm。 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備的選擇 氨油分離器由資料[1]，油分離器直徑按下式計算： （511）式中 λ— 壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)，（）；v—氨壓縮機(jī)的理論輸氣量，v=2= m3/h；Wy 油分離器內(nèi)的氣體流速 m/s；本設(shè)計選用洗滌式油分離器，它比填料式油分離器的阻力要小，比較適用于氨制冷系統(tǒng)，借氣體經(jīng)過氨液洗滌，降低氣流速度和改變其方向以達(dá)到分離出氨氣中夾帶的潤滑油。所以，取Wy = m/s則由此，根據(jù)資料[11]選1臺YFA80型洗滌式油分離器（煙冷） 尺寸：D = 412mm ； H = 1860mm安全附件規(guī)格見資料[11]P24，安全附件規(guī)格表。 高壓貯液器貯液器容積按制冷劑循環(huán)量進(jìn)行計算，但最大貯存量應(yīng)不超過每小時制冷劑總循環(huán)量的1/3～1/2。同時，應(yīng)考慮當(dāng)環(huán)境溫度變化時，貯液器內(nèi)的液體制冷劑因受熱膨脹造成的危險，故其貯存量一般不超過整個容積的70%～80%。貯液器的容積可按下式計算： （512）式中 V—貯液器的容積 ，（m3）；qm—系統(tǒng)內(nèi)制冷劑質(zhì)量流量 ，（qm =)；vR—冷凝溫度下液體制冷劑的比體積，查壓焓圖得vR =㎏；β—貯液器的氨液充滿度，取 70％。代入公式，解得，V= m3。選型：選一臺ZA1型高壓貯液器，（煙冷）。主要參數(shù)：容積 1 m3，外徑 720㎜，長度 2938㎜。技術(shù)特性及安全附件規(guī)格見資料[11]P19技術(shù)特性表和安全附件規(guī)格表。 集油器集油器的作用是收集從油分離器、冷凝器、貯液器、中間冷卻器、蒸發(fā)器、排液桶等設(shè)備中放出的潤滑油，并將潤滑油中挾帶的氨液分離出來。分離后的潤滑油在低壓下排向油處理系統(tǒng)。集油器只用于氨制冷系統(tǒng)。集油器的種類：頂部淋水式集油器；加熱盤管式集油器。根據(jù)資料[7]P157,氨制冷系統(tǒng)中應(yīng)該單獨(dú)設(shè)置集油器，一般不進(jìn)行計算，而是根據(jù)經(jīng)驗來選用。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)工況下制冷量小于250KW時，選用159mm的集油器一臺即可。型號：JY150型；外徑：159mm；高度：647mm接管通路（mm）：進(jìn)油15；放油15；回氣15；壓力表Dg4；油面指示器Dg6；重量30㎏. 空氣分離器由于制冷系統(tǒng)排空不徹底，充滿制冷劑或補(bǔ)充潤滑油，以及設(shè)備檢修，更換零件等過程中，都會有空氣殘留或混入系統(tǒng)，因而氨制冷系統(tǒng)一般均應(yīng)設(shè)置空氣分離器。空氣分離器一般不進(jìn)行計算，而是根據(jù)經(jīng)驗選用。目前生產(chǎn)的空氣分離器主要有108mm和219mm兩種規(guī)格，由于制冷系統(tǒng)的制冷量比較小，所以選用一臺小號的空氣分離器即可。根據(jù)資料[11]P38選擇一臺KFA32型號的空氣分離器。主要參數(shù)：㎡；重51㎏；主要尺寸：直徑D=108mm；L=1550mm；接管口：進(jìn)液DN32；回氣DN32；放空氣DN10；混合氣DN15。 緊急泄氨器目前生產(chǎn)的緊急泄氨器品種較少，多為SA25型，筒體直徑D=108mm，任何規(guī)模的氨制冷系統(tǒng)均可采用。根據(jù)資料[11]P51選擇一臺JXA108型緊急泄氨器。技術(shù)參數(shù)：；；接管外徑：進(jìn)水D1=45mm；出水D2=45mm；進(jìn)氨D3=38mm主要尺寸：直徑D=108mm；總長L=854mm。 氨泵的流量計算根據(jù)資料[1]： （513）式中：qv—氨泵體積流量（m3/h）；nx—循環(huán)倍數(shù)；對負(fù)荷有波動，蒸發(fā)組數(shù)較多，容易集油的蒸發(fā)器的下井上出供液系統(tǒng)，采用5～6倍；本設(shè)計采用6倍；qz—氨泵所功同一蒸發(fā)溫度的氨液蒸發(fā)量（㎏/h）；vz—蒸發(fā)溫度下氨飽和液體的比體積（m3/㎏），（vz=103m3/kg）其中， 所以得到氨泵的體積流量為： 低壓循環(huán)貯液器根據(jù)資料[3]P206,低壓循環(huán)貯液器用于氨泵供液方式的制冷系統(tǒng)中，它兼有氣液分離器、低壓貯液器和排液桶三者的功用，既能穩(wěn)定第保證氨泵供液所需的低壓液壓液體制冷劑，又能對庫房的回氣進(jìn)行氣液分離并接納沖霜排液。一般在氨泵供液系統(tǒng)中不必選用排液桶，其作用可由低壓循環(huán)貯液器代替，所以在選擇低壓循環(huán)貯液器時，應(yīng)把容積選大一點(diǎn)，滿足沖霜排液需要。根據(jù)資料[1]： （514）式中：dd—低壓循環(huán)貯液器的直徑，mm；λ—氨壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)，λ=；Wd——低壓循環(huán)貯液器內(nèi)的氣體速度，；ξd——低壓循環(huán)貯液器截面積系數(shù)，；nd——低壓循環(huán)貯液器氣體進(jìn)氣口的個數(shù)，臥式低壓循環(huán)貯液器為1或2個，本設(shè)計中為1個。所以, 低壓循環(huán)儲液器的直徑為， 根據(jù)[1]，體積計算公式為：低壓循環(huán)桶采用下進(jìn)上出式供液： （515）式中：V′q—各冷間中，冷卻設(shè)備灌氨量最大一間蒸發(fā)器的體積,(m3)；—貯液器的充滿度；Vb—一臺氨泵的體積流量， （Vb=）；Vh—回氣管體積 ，（m3）；tb—氨泵由啟動到液體自系統(tǒng)返回低壓循環(huán)貯液器的時間。 （516）式中，d—蒸發(fā)器內(nèi)光滑管的直徑，d=25mm=；l—光滑管的長度，（mm）；計算得： m3Vh包含冷風(fēng)機(jī)到氣體調(diào)節(jié)站和氣體調(diào)節(jié)站到低壓循環(huán)貯液筒兩部分管道體積。冷風(fēng)機(jī)→回氣調(diào)節(jié)站：200噸冷間：管長 L= 78m，管內(nèi)徑 dn =40 mm體積 ,將管徑和管長代入公式得：V=；回氣調(diào)節(jié)站→低壓桶：L = m， dn=85 mm體積 V = m3則