1000吨果品冷藏库制冷系统及制冷设备的选择方案

1000吨果品冷藏库制冷系统及制冷设备的选择方案

1.1冷库制冷系统的选择

1.

1.1制冷剂工质选择表常用制冷剂的比较制冷剂优点缺点适用场名称合易挥发，有毒，具有蒸发压力与冷凝主要用强烈的刺激性臭味，压力适中，单位于大中易燃，易爆制冷量较大;具型的冷有较强的溶水库，小型氨性；微溶于融化冷库应用油，价格低廉，较少对臭氧层没有破坏作用等氟利无味，不易燃渗透性很强，易于主要用在节中已经根据公式（3-7）计算出制冷剂的蒸发温度t oet=-9℃e

（3）压缩机的吸气温度ti压缩机的吸气温度根据管道中的传热情况，后根据标准中规定的过热度确定通常Mti=t+e对于一般氨压缩机，At=5^8℃故r O

（4）绘制p-h图并确定压缩机的级数图57制冷系统单机压缩p-h图各点的有关状态参数值hi=1450kJ/kg,/z,1=1475kj/kg,h2=1480kJ/kg,/z=1700kJ/kg,kj/kg,p=

0.34MPa,/z=/z=380234ep=l.5MPa,vi=

0.42m3/kgc单位质量制冷量q=hi-h=1450-380=1070kj/kg；04单位容积制冷量qv=qo/vi=lO7O/O.42=

2547.6kJ/m3o在制冷循环中，工质压缩比，即Pc/Pe W8,可采用单级压缩式制冷循环，由于Pc/Pe=

1.5/

0.34=58,因此，本高温库采用单级压缩即可

1.

2.2制冷压缩机的选择计算根据冷间的机械负荷计算值，选择压缩机，台数不宜过多，一般不设备用机冷间机械负荷中j二128229W=

128.2K肌质量流量qm=

①j/qo=

128.2/1070=

0.H85kg/s,根据资料

[7]P59得理论输气量q=q xvi=

0.1185x

0.42x3600=180/n3thVJh m根据制冷量和理论输气量选择烟台冰轮活塞式压缩机2台，型号2AV-125,主要性能参数标准工况下的单台制冷量61KW,两台共122KW；气缸直径125mm,主轴转速960rpm,理论输气量:141m3/h；吸气管径Dg65,排气管径Dg65；传动方式直联，润滑方式压力供油;冷却水耗量

0.7m3/h；电动机功率标准工况下30kW控制箱型号HSA-30；重量40kgo

（1）校核压缩机在设计工况下的制冷量根据资料［7］公式8-4压缩机在设计工况下的制冷量按下式计算（5-3）=（久皿X4xqj3600式中Q°g—压缩机在设计工况下的制冷量，（KW）；q th—压缩机的理论输气量，（m3/h）；（qv,比二

141.3v.m3/h）入一压缩机的输气系数，（根据冷凝温度和蒸发温度在资料［7］P61表3-3查得人=

0.716）；q、,一单位容积制冷量，（kj/m3）；（q=

2547.6kj/m3）v将数据代入公式（5-3）得单台压缩机在设计工况吓的制冷量Q=70KW,两台总og共140KW〉

128.2K肌满足制冷量需要2校核电动机功率匕力乙,〃=

1.10〜

1.15-—5-43600x0式中入一压缩机的输气系数；入二

0.716；q..th—压缩机的理论输气量m3/h；q..th=141m3/hv v〃；、4一制冷剂进、出压缩机时的比焰kj/kg；vi一压缩机吸入蒸气的比体积m3/kg；

0.42m3/kgn i一压缩机的指示效率；nm一压缩机的摩擦效率，取

0.9；nd—压缩机的传动效率，直联，取1/=，兀5-5Te—蒸发温度K；Tc—冷凝温度K；b一系数，氨压缩机取b=

0.001求解，ni=

0.85；代入公式，最终解得p=

21.1-

22.lkW30kWo因此，索赔电动机功率满足要求冷凝器的选择计算冷凝器的选择原则冷凝器的选择原则取决于当地的水温、水质、水源、气候条件，以及压缩机房布置要求等因素一般在冷却水水质较差、水温较高、水量比较充裕的地方，宜采用立式冷凝器;水质较好且水温较低的地区，宜采用卧式壳管式或组合式冷凝器；在缺乏水源或夏季室外空气湿球温度较低的地区，可采用蒸发式冷凝器如果冷却水采用循环冷却供水方式，可根据制冷设备布置的要求进行合理选择立式冷凝器可装于室外，清洗水垢方便，但耗水量大，比较笨重，搬运不方便，制冷剂泄露时不容易被发现根据延安地区的水温、水质水源、气候条件，以设计中机房的布置情况，选用卧式壳管式冷凝器，该冷凝器具有传热系数高;冷却水耗量少；占空间高度小（可装于室内），操作管理方便的优点，要求水质好、水温低，清洗水垢时要停止冷凝器的工作冷凝器热负荷计算Q,=%（砧-〃3）（5-6）式中Qc—冷凝器的热负荷（kW）；qm—冷凝器的制冷剂流量（kg/s）；h3—制冷剂液体出冷凝器的比焰（kj/kg）；h2s-压缩机实际排气的比培（kj/kg）o（5-7）q”3式中Qog—制冷系统在设计工况下的的总制冷量，140kW；qo一单位质量制冷量，1070kj/kg；则qm=

0.131kg/s；根据压焰图h3=380kJ/kg,力2s=1+（5-8）〃2〃]7kj/kg；灯二1700kJ/kg,ni=

0.85,代入公式得=1475h=1740kj/kgo2s将所得结果代入公式（5-6）解得Qc=

178.2kW冷凝器传热面积计算人=———（5-9）纨”K x式中人一冷凝器的传热面积，（肝）；K—冷凝器传热系数，［W/（m

2.℃）］；根据资料⑺表8-1,K=700W/（m

2.℃）；△tm—制冷剂与冷却介质之间的对数平均温差，（℃）；（5-10）♦t—t I屋一屋2式中tS2一冷凝器的出水温度，（℃）；tsi一冷凝器的进水温度，（℃）;tc—冷凝温度，（℃）；则乂一看绦=

6.2℃，代入公式（5-9）求得冷凝面积In------------35-31Ac=42m2,由于冷凝器使用一段时间后，由于污垢的影响，会降低其传热性能，因此，选择冷凝器时，其计算面积应有10%15%的裕量，实际面积为42XI.15=

48.3为〜根据资料［n］选择一台WN-56型卧式壳管式冷凝器主要参数冷却面积56m2；筒体直径D=616mm；总长L=3090mmo

1.3制冷系统辅助设备的选择

1.

3.1氨油分离器由资料［1］第

6.

3.9条，油分离器直径按下式计算匹5-11d=I3=

0.0188xX3600/iw Nwy v式中—压缩机的输气系数，

0.716；Xv一氨压缩机的理论输气量，v=141X2=282m3/h；Wy-------油分离器内的气体流速m/s；本设计选用洗涤式油分离器，它比填料式油分离器的阻力要小，比较适用于氨制冷系统，借气体经过氨液洗涤，降低气流速度和改变其方向以达到分离出氨气中夹带的润滑油所以，取Wy=

0.6m/s则巨=、但叵^=4,=

0.

01880.

01880.345%V%V

0.6由此，根据资料［H］选1台YFA80型洗涤式油分离器烟冷尺寸D=412mm；H=1860mm安全附件规格见资料［H］P24,安全附件规格表

1.

3.2高压贮液器贮液器容积按制冷剂循环量进行计算，但最大贮存量应不超过每小时制冷剂总循环量的1/31/2同时，应考虑当环境温度变化〜时，贮液器内的液体制冷剂因受热膨胀造成的危险，故其贮存量一般不超过整个容积的70%80%贮液器的容积可按下式计算〜V=----^-x36005-12320式中V一贮液器的容积,m3；qm—系统内制冷剂质量流量,qm=

0.131kg/s；VR—冷凝温度下液体制冷剂的比体积，查压熔图得VR=

0.00170m3/kg；B一贮液器的氨液充满度，取70%代入公式，解得，V=

0.573m3o选型选一台ZA-1型高压贮液器，（烟冷）主要参数容积lm3,外径720mm,长度2938mmo技术特性及安全附件规格见资料[H]P19技术特性表和安全附件规格表集油器集油器的作用是收集从油分离器、冷凝器、贮液器、中间冷却器、蒸发器、排液桶等设备中放出的润滑油，并将润滑油中挟带的氨液分离出来分离后的润滑油在低压下排向油处理系统集油器只用于氨制冷系统集油器的种类顶部淋水式集油器；加热盘管式集油器根据资料

[7]P157,氨制冷系统中应该单独设置集油器，一般不进行计算，而是根据经验来选用当标准工况下制冷量小于250KW时，选用159nlm的集油器一台即可型号JY-150型；外径159mm；高度647mm昂烧，毒性小泄露，传热性能差，于有严密度大，粘度大，格卫生流动性能差，价格安全要贵；对环境有破坏求的场作用合本设计为中型冷藏库，采用氨为制冷剂

1.

1.2冷藏库制冷系统形式的选择冷藏库内的蒸发系统形式根据连接方式不同可分为串联式、并联式和混合式，考虑应该满足供液均衡性和制冷剂流量可调节的要求，系统选择并联空气冷却器蒸发系统，这样在系统中不致出现制冷剂液体和润滑油从某一蒸发回路窜到另一蒸发回路中去供液方式有上进下出式和下进上出式，两种方式各有利弊表蒸发系统供液方式的比较L2供液方优点缺点接管通路mm进油15；放油15；回气15；压力表Dg4；油面指示器Dg6；重量30kg.

1.

3.4空气分离器由于制冷系统排空不彻底，充满制冷剂或补充润滑油，以及设备检修，更换零件等过程中，都会有空气残留或混入系统，因而氨制冷系统一般均应设置空气分离器空气分离器一般不进行计算，而是根据经验选用目前生产的空气分离器主要有108mm和219mm两种规格，由于制冷系统的制冷量比较小，所以选用一台小号的空气分离器即可根据资料

[11]P38选择一台KFA-32型号的空气分离器主要参数名义面积

0.45武；重51kg；主要尺寸直径D=108mni；L=1550mm；接管口进液DN32；回气DN32；放空气DN10；混合气DN15o

1.

3.5紧急泄氨器目前生产的紧急泄氨器品种较少，多为SA-25型，筒体直径D=108mm,任何规模的氨制冷系统均可采用根据资料［1LP51选择一台JXAT08型紧急泄氨器技术参数设计压力L4MPa；水压试验

1.75MPa；气密性实验

1.4MPa接管外径进水Dl=45mm；出水D2=45mni；进氨D3=38mni主要尺寸直径D=108mni；总长L=854mm

1.

3.6氨泵的流量计算根据资料［1］公式

6.

3.18计算其体积流量（5-13）qvfq.z式中qv—氨泵体积流量（m3/h）；nx一循环倍数；对负荷有波动，蒸发组数较多，容易集油的蒸发器的下井上出供液系统，采用56倍；本设计采用6倍；〜qz一氨泵所功同一蒸发温度的氨液蒸发量（kg/h）；vz—蒸发温度下氨饱和液体的比体积（m3/kg）,vz=

1.5376X10-3m3/kg3600^03600x182372其中,=5Wkg/h1000x

1290.88410007所以得到氨泵的体积流量为:q=n qtv xz z=6x510x

1.5376xlO-3=

4.80m3/h

1.

3.7低压循环贮液器根据资料［3］P206,低压循环贮液器用于氨泵供液方式的制冷系统中，它兼有气液分离器、低压贮液器和排液桶三者的功用，既能稳定第保证氨泵供液所需的低压液压液体制冷剂，又能对库房的回气进行气液分离并接纳冲霜排液一般在氨泵供液系统中不必选用排液桶，其作用可由低压循环贮液器代替，所以在选择低压循环贮液器时，应把容积选大一点，满足冲霜排液需要根据资料［1］公式

6.

3.16计算其低压循环贮液器直径尸二°4388X研，36004nd Wd^n1d5-14式中dd—低压循环贮液器的直径，mm；入一氨压缩机的输气系数，入=

0.716；Wd——低压循环贮液器内的气体速度，卧式低压循环贮液器不应大于

0.8m/s,本设计中取为

0.6；Id——低压循环贮液器截面积系数，卧式低压循环贮液器采用

0.3；nd——低压循环贮液器气体进气口的个数，卧式低压循环贮液器为1或2个，本设计中为1个所以，低压循环储液器的直径为,2Vdi=

0.716x242=

0.0188x

0.6x03x1乃叱卷%42V------=

0.0188x3600=O.583m根据

[1]

6.

3.17,体积计算公式为:V=^-xp.2V

0.6V tV dq+h+b b5-15低压循环桶采用下进上出式供液:式中V，q—各冷间中，冷却设备灌氨量最大一间蒸发器的体积，（m3）；

0.7—贮液器的充满度；Vb——台氨泵的体积流量，Vb=

2.9m3/h；Vh一回气管体积，m3；tb一氨泵由启动到液体自系统返回低压循环贮液器的时间，可采用

0.15-

0.2小时3017id2l301xdT7IV*=——x-------------=-------------5-164lid4式中，d—蒸发器内光滑管的直径，d二25mm=

0.025m；1—光滑管的长度，mm;,日「301x0*88计算得“4m3Vh包含冷风机到气体调节站和气体调节站到低压循环贮液筒两部分管道体积冷风机一回气调节站100吨冷间管长L=86m,管内径dn=30mm200吨冷间管长L=78m,管内径dn=40mm体积V=岑,将管径和管长代入公式得4V=

0.159m3；回气调节站f低压桶L=

9.05m,dn=85mm体积v=

0.051m3贝I」v=

0.159+

0.05l=

0.210mh低压循环贮液器的容积为匕+匕+〃%=*X

0.

20.6=X

0.2X

1.88+

0.6X

0.210+

0.15X

2.4=

1.23/排液筒的体积应按各冷间中排液量最大的一间确定，排液筒的充满度宜取70%,由于计算低压循环贮液器时已经考虑充满度了，所以所需容纳排液的容积参考文献［3］公式3-55按下式计算V Xm

31.

2.9式中Vi——库房中最大一间冷间的冷分配设备的容积，m3；——冷分配设备中液体制冷剂的充满度；0——排液筒的充满度，取70%B查文献［3］表3-33,得到9=

0.5由上述可知Vi=

1.88m3所以，得到冲霜排液量为、Vp=x°=

1.88x

0.5=最后，得到低压循环贮液器的容积为

0.944V=Vd+Vp=

1.23+

0.94=

2.17m3根据资料［H］P35选择一台烟冷ZWB

2.5自动型卧式桶氨泵组合低压循环贮液器主要参数公称容积

2.5m3；外径1020mm、总高3100mm、总长3300mm；排液管DN32mlli；进气管DN32mni；出气管DN200mm；高压供液管DN32mm；出液总管DN80mmo配套氨泵流量6X2m3/h；扬程40m；转速2850r7min；电机功率3X2KW；重量2750kg配套氨泵的流量比实际需要的流量大，在系统运行的时候可根据流量需要加以调节

1.

3.8事故通风机按照资料［1］的

9.

0.2条规定，事故通风机的流量应该按照8次换气取流量，仅仅设在机房.机房的体积为648m3,事故通风机的流量Q=8V=8X648=5184m3/h.选择2台四方品牌的B4-72N

03.2A-5型防爆型事故通风机，该通风机适用于易燃易爆通风换气机号

3.2；传动方式A；转速2900r/min；序号5；叶片角度15o；流量2729m3/h；全压1091Pa；效率；

76.9%；内功率L07KW；容许功率

1.39KW；电动机Y90L-12B32型;功率:

2.2KW.式冷却设备所需的制冷剂冷却设备均匀供液较为量少，没有液柱静压的困难，传热表面制冷剂液体上进下影响，避免了润滑油的润湿性差，需要的低压循环出沉积，冲霜效果好贮液器的容量较大制冷剂在冷却设备内分冷却设备制冷剂重量较大，液下进上配比较均匀，有助于充柱静压的会影响到蒸发温度,出分发挥冷却设备的传热进入冷却设备的油污不易排效果净根据上述分析比较，结合国内常用的供液形式，本设计采用下进上出的供液方式

1.

1.3方案选择现确定了以下三个方案以供分析、比较和选择方案一螺杆式压缩机的氨泵供液系统方案二活塞式压缩机氨泵供液系统方案三活塞式压缩机重力供液系统制冷压缩机是蒸汽压缩式制冷系统的心脏,起着压缩与输送制冷剂的作用，它的性能对于整个冷库系统的性能有着重要影压缩机根据原理不同有活塞式制冷压缩机和螺杆式制冷压缩机活塞式是一种传统的气体压缩方式利用曲轴连杆机构，把原动机轴的旋转运动转化为活塞在气缸中往复运动来提高冷媒压力活塞式压缩机使用范围较小，一般适用于中小规模的建筑，热效率高，适用于多种制冷剂的优点而且往复式的气体压缩只能通过调整气缸的工作个数进行上、卸载控制，使得在容量控制方面只能做到级别调节螺杆式压缩机是一种回转式的容积气体压缩机，利用螺杆回转压缩提高冷媒压力螺杆式压缩机通常适用于中大规模的建筑，而且通过滑阀调节能进行无级能量控制本设计规模属于中型经过上述比较，活塞式压缩机是一种比较传统的压缩方式，虽然比螺杆式压缩机存在一些缺点，但是，它应用比较普遍，造价也比螺杆式压缩机的低，所以本设计选用活塞式制冷压缩机供液方优点缺点式表制冷系统供液方式的比较L3氨液分离器必需设置在紧靠库房的上方，不便于集中管理，而且土建造价高；制冷剂液体在较小的压差下流动，流速小、其传热系数较小，而且容易集油，影响传热；当氨液分离经过气液分离器后，器的液位自动控制装置故障时，经过节流后的闪发气体难以随时根据系统负荷变化而重力不会进入冷却设备；回稳定氨液分离器的正常液位，供液气经过气液分离器后，操作上比较复杂，所以仍有引进入到压缩机不会引起湿压缩起运行事故的可能性系统的融霜、排液、放油等也比氨泵供液强制循环系统要麻烦依靠氨泵供液，气液分离器的安装高度不会很高，可以减少土建造价，而且氨泵强制供液，提氨泵高了流速，制冷装置的用氨泵供液，消耗电能供液效率高，安全性高，管理方便，造价省，易于实现自动化操作，适用于各种类型的冷藏库通过上述比较，本设计选择方案二活塞式压缩机氨泵供液系统

1.2冷风机融霜形式的确定根据资料⑺P257霜层的出现降低了冷风机的换热效率，应该采取措施清除霜层常用的融霜方法有人工扫霜、热气融霜、水融霜、热气-水融霜人工扫霜虽然操作简单，不影响库温，但劳动强度大，而且扫霜不彻底热氨融霜就是将压缩机排出的热氨气引进蒸发器利用热氨冷凝时放出的热量将蒸发器表面的霜层融化热氨融霜必须保证有足够的量及适当的压力和温度，而且在较大的制冷系统中，要设置专用的油分离器（非洗涤式的），融霜热氨管要设在常温穿堂内，并应敷设耐高温的隔热层，比如石棉，玻璃纤维，矿棉站或水玻璃膨胀珍珠岩制块等等材料，而不能用软木或泡沫塑料等不耐高温的材料热氨融霜一般仅用于冷藏间的光滑排管中冷风机一般不单独采用热氨融霜，因为不仅效率低，而且融霜形成的水的排放也比较麻烦水融霜一般用于冷风机，它是通过喷水装置向蒸发器表面喷水，使霜层被水的热量融化，然后融水从排水管排走，水融霜效果比热氨融霜要好，操作程序也比较简单，但是水融霜只解决蒸发器外表面霜层对传热的不良影响，但没解决蒸发器的内部集油对传热的影响经过以上分析，本设计的冷风机采用热氨-水融霜系统融霜时，先将热氨气送至蒸发器，使冰霜与蒸发器表面脱开,然后喷水，即可把霜层很快冲掉停水后，还可利用热气烘干蒸发器表面，避免蒸发器表面的水膜结成冰而影响传热

1.3制冷系统主机的选择

1.

3.1确定制冷剂设计工况1确定冷凝温度tc根据资料［7］对P151,对于使用冷却水塔的循环水系统，冷却水进水温度可按下式计算=4+M5-1式中tsi一冷却水进冷凝器的温度℃;ts一当地夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度℃;△ts—安全值，对自然通风冷却塔或冷却水喷水池，△ts=57℃；对机械通风冷却塔，Ats=2^4℃o〜t=

22.8℃,At=2℃；代入上式，得:t i=26℃os ss冷却水出冷凝器的温度与冷却水进冷凝器的温度与冷凝器的t,s2型式有关对于卧式壳管式冷凝器进出水的温度差根据资7=+4~6,料查得，一般来说，当冷却水进水温度低时，取上限值，反之取下限值故℃ts=26+5=31O2冷凝温度的高低取决于所采用的冷却介质及其温度、冷凝器的结构型式和传热温差以水作为冷却介质时，其传热温差取46℃,则冷凝温度为〜5-2t.=%+4~6,故℃ot=31+4=35c2确定蒸发温度te。