冷凍站房的設計

五、冷凍站房的設計冷凍站應當按照生產(chǎn)工藝的要求和冷凍站服務對象的分布狀況，確定它在工廠廠區(qū)的位置。站房應靠近主要冷負荷區(qū)，以滿足生產(chǎn)要求，縮短管網(wǎng)，節(jié)約材料，并給投產(chǎn)后的運行維護管理方面造成有利條件。此外還應考慮以下原則：1、

氨壓縮式制冷裝置應布置在隔斷開的房間或單獨的建筑物內(nèi)，但不得布置在民用建筑和工業(yè)企業(yè)輔助建筑物內(nèi)。規(guī)模較小的氨冷凍站，也可附設在一些不重要的廠房的一端，但需要用墻隔開，并且機器設備間與廠房不宜直接連通。另一端要盡量避免西曬。氟利昂壓縮式制冷裝置的冷凍站，可以單獨建立，也可以設在空調(diào)機房內(nèi)，或布置在民用建筑、生產(chǎn)廠房及輔助建筑物內(nèi)，但不宜直接布置在樓梯間、走廊和建筑物的出入口處。

2、

對近期有發(fā)展要求的冷凍站，要預留面積以備增裝機組，總管也要考慮后期的需要，而土建可一次完成。對有遠景發(fā)展要求的冷凍站，通常只考慮在總圖上預留擴建端的空地。3、

冷凍站在工廠總圖上的位置應考慮避免將其布置在乙炔站、鍋爐房、氫氧站、煤氣站、堆煤場、易于散發(fā)灰塵和有害汽體站房的近處及其下風向。4、

當冷凍站成為全廠的主要用電負荷或者用電負荷較大時，應考慮將站房靠近電源建筑。5、

布置氨冷凍站站房時，考慮到氨系有毒物質(zhì)，為確保安全，在機器間和設備間的上、下面和直接相鄰的四周，不宜建有宿舍、病房、學校、幼兒園、禮堂、餐廳、游藝場所、商店以及其它人多聚眾的地方。如果冷凍站附近有要求防震的工藝設備，而冷凍站又不能離開較遠時，壓縮機及水泵等設備應采取必要的隔震及減震措施6、

氨冷凍站宜設于單層建筑中，機器間的操作通道不宜超過12米。并設置兩個相互盡量遠離的出口，其中至少應有一個出口直接對外，冷凍站發(fā)門窗一律向外開，亦應考慮設備的安裝要求。7、

冷凍站必須有良好的天然采光，其窗孔投光面積和站房地面的比例不應小于1﹕6。8、冷凍站的機器間和設備間，應保持良好的自然通風條件。在設計時應盡量安排好穿堂風或采取其它形式的自然通風措施。氨冷凍站內(nèi)的機器間和設備間內(nèi)應保證有每小時不少于三次的通風措施，此外還必須設計有每小時不少于七次換氣的事故通風裝置。9、

制冷機房的高度，應根據(jù)設備情況確定，并應符合下列要求：（1）

對于氟利昂制冷裝置，不應低于3.6米；（2）

對于氨壓縮式制冷，不應低于4.8米。

10、大、中型制冷站站房可分為機器間和設備間，并應考慮到全廠的具體情況來確定在站房中建有變電間、配電間、水泵間、維修間、儲藏間、控制間、值班室等單獨的隔間。對于中小型站房，亦可將制冷設備共建在一個房間內(nèi)。六、制冷設備的布置在布置制冷設備時，應按設備的特點、工藝流程、操作要求等條件決定其布置，既要保證操作、檢修的方便，同時要盡可能使設備布置緊湊，以節(jié)省建筑面積。一般情況下，制冷壓縮機必須設在室內(nèi)，并應有減震基礎。其它設備則可根據(jù)具體情況，布置在室內(nèi)、室外或敞開式建筑內(nèi)。但當將蒸發(fā)器、貯液器等設備布置在室外時，其布置均應設置防護欄桿或簡易的圍墻，在設備的頂部必須考慮防雨和遮陽設施。一般情況下，立式冷凝器、油分離器、集油器均布置在室外。在決定設備布置尺寸時，除了要了解設備正常操作場地、空間的要求，以及施工安裝、檢修對場地和空間的要求外，還要注意某些設備之間必要的高度差。

1、

制冷壓縮機的所有壓力表、溫度計和其它儀表，均應設置在操作時便于觀察的地方，通常情況下，應使其面向主要操作通道。2、

制冷壓縮機的進、排汽閥門的手輪應面向主要通道，其高度設置在1.5米以下，超過此高度時，應在制冷壓縮機旁設立便于操作的工作臺。3、

制冷壓縮機的主軸拔出端，應留有足夠的空間，以便于檢修時拆拔出主軸。

4、立式冷凝器一般情況下均安裝在室外，使其距外墻不宜超過5米。對于夏季通風溫度高于32℃的地區(qū)，在室外安裝時應設置有遮陽設施。

5、

立式冷凝器布置在室外時，應利用其底部的水池作為基礎。冷凝器的水池壁與機器房等建筑物墻面，一般情況下應有不少于3米的間距，冷凝器的安裝高度，必須使液體制冷劑借助于重力能通暢地流入高于貯液器內(nèi)。

6、臥式或分組式冷凝器，一般情況下均安裝在室內(nèi)，但也可以安裝在室外。布置在室外時，嚴禁陽光的直射，因此應設置有遮陽設施，布置在室內(nèi)時，其安裝位置一般應考慮到檢修時留有能抽出管束的間距，以備更換設備上的管束或者清洗冷凝器之用。如它的一端正巧對準門或窗，則可通過門或窗更換管束，不必另設檢修場地。在冷凝器兩端必須留有裝卸其頂蓋的場地。7、

高壓貯液器應設置在冷凝器附近，其標高必須保證冷凝器的液態(tài)制冷劑能借助重力（液位差）流入貯液器內(nèi)。8、

洗滌式氨油分離器，氫進液口必須較冷凝器的出液口低200～300mm。該氨油分離器的進液管應從冷凝器出液管的底部接出。9、

水箱式蒸發(fā)器，通常是布置在站房內(nèi)，亦有布置在室外者。布置在室內(nèi)時，可令其一長邊靠墻。站房內(nèi)需布置兩臺以上的水箱式蒸發(fā)器，最好是將其并列在一起布置，于兩臺設備之間只作單臺厚度的保溫層。

10、臥式蒸發(fā)器一般情況下均布置在室內(nèi)，對其要求基本上與臥式冷凝器相同。

11、設備布置間距應滿足表3的要求七、制冷管道設計

制冷劑管道的布置要力求簡單，符合工藝流程、縮短線路、減少管件，達到減少阻力、泄漏、防止液擊降低管材等的耗散，對于氟利昂系統(tǒng)還要考慮回油的問題。此外，還應注意系統(tǒng)切換的靈活性、運行的可靠性和切斷檢修的可能性。1、

制冷劑管道直徑，應按其壓力損失相當于制冷劑飽和溫度的變化值確定。制冷劑飽和溫度的變化值，應符合下列要求：（1）

氟利昂的吸汽管和排汽管，不應大于1℃；（2）

氟利昂液體管，宜采用0.5～1℃；氨吸汽管、排汽管和液體管，不宜大于0.5℃。

2、管路布置應便于裝設支架。一般管路應盡可能沿墻、柱、梁布置，而且應考慮到便于維修、不影響室內(nèi)采光、通風及門窗的啟閉。非沿墻敷設的架空水平管道，其安裝高度（由室內(nèi)地坪至管底）經(jīng)過人行通道時，不應小于2米。管道距墻、柱的距離應考慮安裝和檢修的方便，對保溫管道還應考慮保溫層的厚度。一般管道外表面或保溫層最外層距墻、柱距離不小于150mm。3、

制冷壓縮機的吸汽管道和排汽管道設置在同一支架或吊架上時，應將吸汽管道放在排汽管道的下面。數(shù)根平行管道之間應留有一定的間距，以便于管道的安裝和檢修。一般情況下管道間凈間距不小于200mm。4、

設置管道時，除特殊要求外，一般情況下液體管道不應有局部向上凸起的管段，汽體管道不應有局部向下的凹陷的管段，以免產(chǎn)生“汽囊”和“液囊”，阻礙流體的流通。

5、從液體主管接出支管時，一般情況下應從主管底部接出。從汽體主管接出支管時，一般情況下應從主管的上部接出。6、

在鋼制的支架或吊架上安裝低溫管道時，應根據(jù)保溫層的厚度設置經(jīng)過防腐處理的木墊塊，以防止“冷橋”現(xiàn)象的產(chǎn)生。7、

壓縮機吸汽管和排汽管的坡度及坡向，應符合下列要求：（1）

氟利昂制冷壓縮機吸汽管坡度，不得小于0.01，應坡向壓縮機；（2）

氨制冷壓縮機吸汽管坡度，不得小于0.003，應坡向蒸發(fā)器；（3）

制冷壓縮機排汽管坡度，不得小于0.01，應坡向油分離器或冷凝器。

8、殼管式冷凝器至貯液器之間的液體管內(nèi)流速不應超過0.5m/s，在接管的水平管段上，應有不小于0.01坡度，坡向貯液器。當冷凝器與貯液器之間設有平衡管時，則液體管內(nèi)流速可增加50％。9、

蒸發(fā)式冷凝器至貯液器走道液體管路，應有0.02的坡度，坡間貯液器，而且管內(nèi)流速不大于0.5m/s。10、

多臺蒸發(fā)式冷凝器與貯液器必須裝置均壓管，可以從貯液器接至冷凝器進汽總管處。且蒸發(fā)式冷凝器出液口與貯液器進液口應有足夠的高差，以防止冷凝液體進入壓力獎較大的冷凝器中去。

11、對采用非回熱式制冷循環(huán)的氟利昂系統(tǒng)，如有條件，應把來自貯液器的給液管與壓縮機吸汽管貼在一起，外纏保溫層。12、

對氟利昂系統(tǒng)的上升立管，為同時解決壓力降和帶油問題，可采用雙上升立管。13、

對于空調(diào)用氟利昂制冷系統(tǒng)，當設置兩臺或兩臺以上氟利昂壓縮機制冷機時，各臺的制冷劑管道，不得連通。14、

所有貯存制冷劑且在壓力下工作的制冷設備和容器，均應設置安全閥。氨制冷系統(tǒng)的排氨口必須裝設排放管，排放管的出口，應高于周圍50米內(nèi)最高建筑物的屋脊5米。15、

大、中型氨制冷裝置應裝設緊急泄氨器，泄氨閥應該裝在冷凍站外及便于操作的地點。16、浮球閥的接管需要考慮正常運轉(zhuǎn)時，液體能通過過濾器、浮球閥而進入蒸發(fā)器。在浮球檢修或過濾器清洗時，液體由旁通管直接進入蒸發(fā)器。

制冷工藝管徑的大小，可以通過計算求得，但一般都是通過線算圖來確定。根據(jù)如上允許的壓力損失值，使用“空氣調(diào)節(jié)用制冷技術”教材的有關附圖，或有關的設計手冊等上的圖標，就可進行管徑大小的選擇計算。其計算步驟如下：

（1）初選管徑d1管徑的初選值可以根據(jù)設備接管直徑來定，也可以按流速來定，一般排氣管流速為15～25m/s,吸氣管流速為12～20m/s，供液管為0.5～1.25m/s.(2)確定管路的當量總長根據(jù)系統(tǒng)軸測圖及平面布置圖等確定各計算管道的直線段的長度和管件的當量長度再算出當量總長。(3)根據(jù)管路的允許壓力降至，計算出每米當量管長的允許壓力降值。（4）根據(jù)允許的每米當量管長的壓力降和制冷劑流量查取有關附圖，即可求出管徑d，如果d≤d1，則所選管徑d合格，否則需重新初選較大的管徑再進行計算。

此外，安全管道的直徑不應小于安全閥的公稱直徑，當幾個安全閥共用一根安全管時，安全總管的截面積應不小于各安全閥分支管截面積的總和。

八、各種控制閥的選擇（一）

浮球式膨脹閥的選擇

浮球閥的型號一般按冷量選取，在得不到浮球閥制冷量的資料時，浮球閥的制冷量可根據(jù)下式計算：

式中Q0——浮球閥的容量，亦即蒸發(fā)器的制冷量

kcal/h；μ——流量系數(shù)，氨，=0.3；R－12，=0.6~0.8；

f——浮球閥通道計算截面積，mm2；

q0——蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的單位質(zhì)量制冷量

kcal/h；△p——浮球閥前后的壓力差，一般情況下可近似取△p=pk-p0，kg/cm2；

γ——浮球閥前液體制冷劑的比重，kg/l。

由上式即可求出浮球閥通道截面積f?？紤]到制冷系統(tǒng)的超負荷運行，計算出的通道截面積f應加大30～50％后，再選擇合適的浮球式膨脹閥（有些型號的浮球式膨脹閥也可用通道截面積來選，如FQ1－10、FQ1－50等型號的膨脹閥，分別表示通道截面積為10mm2以及通道截面積為50mm2）。（二）

熱力膨脹閥的選擇熱力膨脹閥的容量一定要與蒸發(fā)器熱負荷向適應，蒸發(fā)器負荷大的，選用容量大的膨脹閥；蒸發(fā)器熱負荷小的，選用容量小的膨脹閥。一般情況下，是以比蒸發(fā)器熱負荷的20～30％為依據(jù)，確定與此容量相近的膨脹閥。熱力膨脹閥通常是根據(jù)蒸發(fā)溫度和制冷量按制造廠說明書選取。（三）手動節(jié)流閥、電磁閥、截止閥等的選擇制冷系統(tǒng)的手動節(jié)流閥、電動閥、截至閥、止逆閥等規(guī)格均可按管徑選擇。應該注意，目前各種閥件多用公稱直徑表示，選擇的閥門公稱直徑應近似于所配管道的內(nèi)徑（通常管道及附件的內(nèi)徑接近于公稱直徑，但不一定等于公稱直徑）例如，φ45×2.5mm的無縫管管道應配用Dg40的閥門。

九、圖紙課程設計應完成制冷工藝熱力系統(tǒng)圖一張，設備布置圖1～2張（要求見任務書）。1、工藝熱力系統(tǒng)圖應給出全部制冷設備、連接管道、閥門及附件。而且應附有圖例、設備明細表、設備編號，應表示所采用管道和閥件的規(guī)格。此圖不一定完全按比例畫，但圖面布置應清楚，流向要明確，圖中各設備的相對大小應有區(qū)別。2、設備布置圖中應包括各種閥件、設備和主要管路、相應的建筑物；各種設備和管道應有定位尺寸，建筑物應標注尺寸，如柱距、跨度、屋架下弦標高等。制圖方法按各類標準規(guī)定。制冷系統(tǒng)透視圖的繪制方法：（1）圖形采用正等軸測或正面斜二軸測投影，Y軸與水平線的夾角應選用45°或30°。（2）根據(jù)機器、設備、管道選定圖幅。對于小型冷庫，整個制冷系統(tǒng)可以繪制在一張圖紙上；對于大、中型冷庫，可以分機器間、設備間、庫房進行繪制，繪制的張數(shù)根據(jù)制冷系統(tǒng)的復雜程度確定，力求把整個設備管道及有關部分表達清楚，幾張圖的比例應一致，管道斷開處應對應標記編號，以便查對。（3）整個視圖既按一定比例尺寸繪制，對于設備、管道、閥門等，又可以不絕對按比例繪制。（4）對于設備、管道集中部位，可以采用將管道斷開或者拉長管道的方法繪制，以保證圖面清晰，管道斷開處也應標記符號。對于局部表示不清楚時，可以單獨引出放大繪制。（5）對于外形比較復雜的壓縮機、泵類等，可以只畫其中一臺或者不繪制其外表形狀，只畫出其安裝位置并標記編號，再按比例畫出管道連接位置。（6）系統(tǒng)管道采用單線繪制，閥門手輪可以不畫。多層冷庫，有幾層冷間的設備管道相同時，可以只繪制一層，并加以注明。（7）整個制冷系統(tǒng)透視圖中的機器、設備的編號，應與系統(tǒng)原理圖、施工平面圖、剖面圖中機器設備的編號一致。

繪圖步驟：（1）根據(jù)整個系統(tǒng)確定尺寸比例。（2）根據(jù)機器、設備、管道確定圖幅。（3）在圖面上合理地布置視圖、說明、材料表的位置。（4）在視圖位置上，首先按比例繪制安裝設備、管道空間的立體輪廓線。（5）在立體空間的平面上，通過縱橫交叉線找設備的中心線。（6）再按比例繪制設備、管道等在空間的位置。（7）對整個圖面進行細致校對。（