制冷設(shè)備的選擇與制冷機(jī)房的布置方案

制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)制冷系統(tǒng)時(shí)，必須要了解以下一些內(nèi)容：

(1)用戶(hù)要求：用戶(hù)需要的冷量及其變化情況，供冷方式、載冷劑的溫度以及用戶(hù)使用場(chǎng)所和使用安裝方面的要求等。(2)冷卻水源：工程建設(shè)地區(qū)附近的地面水(江、河、湖等)和地下水的水量、水溫和水質(zhì)等情況。(3)氣象條件：當(dāng)?shù)氐臍鉁?、相?duì)濕度和夏季主導(dǎo)風(fēng)向等。(4)制冷壓縮機(jī)的產(chǎn)品資料和有關(guān)設(shè)備的產(chǎn)品資料。(5)工程項(xiàng)目的總平面圖和其他有關(guān)資料。第一頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.1制冷設(shè)備的匹配

11.1.1制冷設(shè)備的選擇計(jì)算

1、選擇計(jì)算步驟：

(1)確定制冷系統(tǒng)的制冷量

制冷量包括：用戶(hù)需要的制冷量及制冷系統(tǒng)和供冷系統(tǒng)的冷損失。

（冷損失的大小一般可按附加系數(shù)確定：直接冷卻系統(tǒng)附加系數(shù)為5％～7％；間接冷卻系統(tǒng)為7％～15％。)

(2)確定制冷系統(tǒng)的冷凝溫度和蒸發(fā)溫度。(3)根據(jù)制冷量和制冷工況，選擇制冷壓縮機(jī)和電動(dòng)機(jī)。第二頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.1制冷設(shè)備的匹配11.1.1制冷設(shè)備的選擇計(jì)算

1、選擇計(jì)算步驟：

制冷壓縮機(jī)的選型原則為：

1)根據(jù)制冷量選配壓縮機(jī)，一般不應(yīng)設(shè)備用機(jī)。2)如需選用2臺(tái)或2臺(tái)以上的制冷壓縮機(jī)時(shí)，應(yīng)盡可能選擇同一系列的壓縮機(jī)。3)制冷量大小不同的壓縮機(jī)互相搭配，以保證高、低峰負(fù)荷時(shí)既能滿(mǎn)足需要，又經(jīng)濟(jì)合理。4)不同制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)應(yīng)考慮到各系統(tǒng)之間相互替代的可能性。5)選用氨壓縮機(jī)，當(dāng)Pk／P0>8時(shí)，應(yīng)采用雙級(jí)壓縮；當(dāng)Pk／P0≤8時(shí)，采用單級(jí)壓縮。對(duì)于氟利昂制冷系統(tǒng)，當(dāng)Pk／P0>10時(shí)，應(yīng)采用雙級(jí)壓縮；當(dāng)Pk／P0≤10時(shí)，采用單級(jí)壓縮。

第三頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.1制冷設(shè)備的匹配11.1.1制冷設(shè)備的選擇計(jì)算1、選擇計(jì)算步驟：(4)選擇冷凝器并確定冷卻水量。(5)選擇蒸發(fā)器并確定載冷劑循環(huán)量。(6)選擇其他輔助設(shè)備。第四頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.1制冷設(shè)備的匹配11.1.2單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的組成

1、氨制冷系統(tǒng)氨制冷系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：

(1)一般采用滿(mǎn)液式蒸發(fā)器；(2)潤(rùn)滑油會(huì)積存在冷凝器、儲(chǔ)液器和蒸發(fā)器等設(shè)備的底部，需定期放油。(3)儲(chǔ)液器和蒸發(fā)器的下部分別通過(guò)管道接至緊急泄氨器。第五頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.1制冷設(shè)備的匹配

11.1.2單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的組成

1、氨制冷系統(tǒng)

氨制冷系統(tǒng)流程圖。

第六頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.1制冷設(shè)備的匹配11.1.2、單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的組成2．氟利昂制冷系統(tǒng)氟利昂系統(tǒng)的特點(diǎn)：

(1)氟利昂制冷系統(tǒng)通常需設(shè)置干燥器，防止產(chǎn)生“冰塞”。(2)油分離器中分離出的潤(rùn)滑油可以直接返回壓縮機(jī)曲軸箱中重新使用。(3)氟利昂制冷系統(tǒng)一般采用非滿(mǎn)液式蒸發(fā)器。(4)氟利昂制冷系統(tǒng)一般采用回?zé)嵫h(huán)，以增大膨脹閥前制冷劑的過(guò)冷度和提高壓縮機(jī)吸氣的過(guò)熱度。第七頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.1制冷設(shè)備的匹配

11.1.2、單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的組成2．氟利昂制冷系統(tǒng)

氟利昂制冷系統(tǒng)流程圖第八頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.2制冷機(jī)房的布置制冷機(jī)房通常靠近空調(diào)機(jī)房；規(guī)模小的制冷機(jī)房一般附設(shè)在其他建筑內(nèi)；規(guī)模較大的制冷機(jī)房(特別是氨制冷機(jī)房)宜單獨(dú)修建。第九頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.2制冷機(jī)房的布置

制冷機(jī)房和設(shè)備的布置應(yīng)考慮的問(wèn)題：

(1)單獨(dú)修建的制冷機(jī)房宜布置在全廠廠區(qū)夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。在動(dòng)力站區(qū)域內(nèi)，一般應(yīng)布置在乙炔站、鍋爐房、煤氣站、堆煤場(chǎng)等的上風(fēng)向。(2)機(jī)房的位置應(yīng)盡可能設(shè)在冷負(fù)荷的中心，還應(yīng)考慮靠近電源。(3)氨制冷機(jī)房不應(yīng)靠近人員密集的場(chǎng)所和精密貴重設(shè)備間等。第十頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.2制冷機(jī)房的布置制冷機(jī)房和設(shè)備的布置應(yīng)考慮的問(wèn)題：

(4)機(jī)房應(yīng)用二級(jí)耐火材料或不著火材料建筑。機(jī)房宜設(shè)于單層建筑中，并設(shè)兩個(gè)不相鄰的出人口。機(jī)房的門(mén)窗應(yīng)向外開(kāi)。(5)氨機(jī)房每小時(shí)不小于三次換氣的自然通風(fēng)和每小時(shí)不小于七次換氣的事故通風(fēng)。(6)規(guī)模較小的制冷機(jī)房一般不分隔間；規(guī)模較大可設(shè)置機(jī)器間(用以布置制冷壓縮機(jī)等)、設(shè)備間(用以布置冷凝器、蒸發(fā)器及其他輔助設(shè)備)、水泵間(用以布置冷凍水泵和冷卻水泵)、變電間(制冷設(shè)備耗電量大時(shí)需設(shè)專(zhuān)用變壓器)以及值班室和維修儲(chǔ)存室等。第十一頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.2制冷機(jī)房的布置制冷機(jī)房和設(shè)備的布置應(yīng)考慮的問(wèn)題：(7)布置應(yīng)保證操作，檢修方便，同時(shí)盡可能使設(shè)備布置緊湊。(8)布置應(yīng)使連接管路短、流向通暢，并便于安裝。(9)壓縮機(jī)的主要操作通道寬度及壓縮機(jī)突出部分到配電盤(pán)問(wèn)的距離不小于1．5m，非主要通道寬度不小于0．8m。(10)設(shè)備、管路上的壓力表、溫度計(jì)等儀表，應(yīng)設(shè)置在便于觀察的地方。(11)臥式冷凝器和蒸發(fā)器布置在室內(nèi)時(shí)，應(yīng)考慮其清洗和更換管子的可能。安裝直管式(或螺旋管式)蒸發(fā)器時(shí)，應(yīng)考慮起吊高度。

第十二頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)11.3.1管道材料和連接1、材料

氟利昂制冷系統(tǒng)管道常用紫銅管或無(wú)縫鋼管，一般管徑在20mm以下時(shí)用紫銅管。管徑較大時(shí)用無(wú)縫鋼管。氨制冷系統(tǒng)的管道一律采用無(wú)縫鋼管。

常用無(wú)縫鋼管和銅管的規(guī)格見(jiàn)表

第十三頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)11.3.1管道材料和連接2、連接在氟利昂制冷系統(tǒng)中，制冷管道一般采用焊接連接；在管道與設(shè)備或閥件之間可用法蘭連接；管徑在20mm以下的紫銅管需拆卸部位采用帶螺紋和喇叭口的接頭絲扣連接；氨制冷系統(tǒng)的管道一律采用焊接連接，設(shè)備或閥門(mén)上帶有法蘭的可用法蘭連接第十四頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)

11.3.2管徑的確定方法

1、制冷劑管道的直徑：

dn=（4MRv/πw）0.5（m）

式中MR——制冷劑的質(zhì)量流量，kg／sv——制冷劑的質(zhì)量比容，m3/kgw——制冷劑的流速，m／s（在制冷系統(tǒng)中，制冷劑的允許流速見(jiàn)表）第十五頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)

11.3.2管徑的確定方法

2、校核壓力損失

壓力損失不可大于許可值，否則則應(yīng)選擇較小的流速重新計(jì)算，直至符合要求為止。

1、氨制冷系統(tǒng)

吸氣管道的壓力損失不宜超過(guò)相當(dāng)蒸發(fā)溫度降低0．5℃排氣管道的壓力損失不宜超過(guò)相當(dāng)冷凝溫度升高0．5℃。

2、氟利昂制冷系統(tǒng)

吸氣管道的壓力損失不宜超過(guò)相當(dāng)蒸發(fā)溫度降低1℃，排氣管道的壓力損失不宜超過(guò)相當(dāng)冷凝溫度升高1℃。

第十六頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)11.3.2管徑的確定方法

2、校核壓力損失制冷劑管道的壓力損失包括：沿程阻力和局部阻力。沿程阻力：

△Pm=fm·L/dn·w2/2·ρ（Pa）

式中△Pm——沿程阻力損失，Pa；fm——沿程阻力系數(shù)；L——管段長(zhǎng)度，m；dn——管道內(nèi)徑，m；w——管內(nèi)制冷劑的流速，m／s；ρ——制冷劑的密度，kg／m3第十七頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)11.3.2管徑的確定方法

2、校核壓力損失局部阻力：

△Pi=ξ·w2/2·ρ=fm·Ld/dn·w2/2·ρ（Pa）

式中△Pi——局部阻力損失，Pa；ξ——局部阻力系數(shù)；Ld——三通、彎頭和閥門(mén)等部件的當(dāng)量長(zhǎng)度m。

第十八頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)

11.3.3制冷劑管道的布置原則

制冷劑管道的布置應(yīng)考慮下列要求：(1)保證各個(gè)蒸發(fā)器得到充分的供液；(2)避免過(guò)大的壓力損失；(3)防止液態(tài)制冷劑進(jìn)入制冷壓縮機(jī)；(4)防止制冷壓縮機(jī)曲軸箱內(nèi)缺少潤(rùn)滑油；(5)應(yīng)能保持氣密、清潔和干燥；(6)應(yīng)考慮操作和檢修方便，并適當(dāng)注意整齊。第十九頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)11.3.3制冷劑管道的布置原則

1．氟利昂管道的布置原則

氟利昂的主要特點(diǎn)是與潤(rùn)滑油互相溶解，因此，必須保證從每臺(tái)制冷壓縮機(jī)帶出的潤(rùn)滑油能全部回到壓縮機(jī)的曲軸箱。

第二十頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)1．氟利昂管道的布置原則(1)吸氣管

1)壓縮機(jī)的吸氣管應(yīng)有不小于0．01的坡度，坡向壓縮機(jī)，如圖a所示。2)當(dāng)蒸發(fā)器高于制冷壓縮機(jī)時(shí)，蒸發(fā)器回氣管應(yīng)先向上彎曲至蒸發(fā)器的最高點(diǎn)，再向下通至壓縮機(jī)，如圖b所示。3)氟利昂壓縮機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必須在曲軸箱上裝有均壓管和油平衡管見(jiàn)圖c。第二十一頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)1．氟利昂管道的布置原則

(1)吸氣管4)上升吸氣立管中的氟利昂氣體必須具有一定的流速。氟利昂12和氟利昂22上升吸氣立管需要的帶油最低流速可從下圖查得。

第二十二頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)1．氟利昂管道的布置原則

(1)吸氣管

5)在變負(fù)荷工作的制冷系統(tǒng)中，為了避免全負(fù)荷時(shí)壓力降太大，可用兩根上升立管，兩管之間用一個(gè)集油彎頭連接，如圖所示。

工作原理：在全負(fù)荷時(shí)，兩根立管同時(shí)使用，兩管截面之和應(yīng)能保證管內(nèi)制冷劑流速具有帶油速度，同時(shí)又不產(chǎn)生過(guò)大的壓力降。在低負(fù)荷時(shí)，起初是兩根立管同時(shí)使用，由于管內(nèi)流速低，所以潤(rùn)滑油逐漸積在彎頭內(nèi)至將彎頭封住，于是只剩一根立管A工作，管內(nèi)流速提高，保證低負(fù)荷時(shí)能回油。

第二十三頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)1．氟利昂管道的布置原則

(1)吸氣管

6)多組蒸發(fā)器的回氣支管接至同一吸氣總管時(shí)，應(yīng)根據(jù)蒸發(fā)器與制冷壓縮機(jī)的相對(duì)位置采取不同的方法處理，如圖所示。

第二十四頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)1．氟利昂管道的布置原則

(2)排氣管

排氣管的設(shè)計(jì)也應(yīng)考慮帶油問(wèn)題，此外，還應(yīng)避免停機(jī)后在排氣管中的液滴流回壓縮機(jī)1)壓縮機(jī)的排氣管應(yīng)有0．01．～0．02的坡度，坡向油分離器或冷凝器。2)不用油分離器時(shí)，如果壓縮機(jī)低于冷凝器，排氣管道應(yīng)為U型彎管，防止液體潤(rùn)滑油回流。第二十五頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)1．氟利昂管道的布置原則（3）冷凝器至儲(chǔ)液器的液管

直通式儲(chǔ)液器

接管其管徑大小應(yīng)按滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)液體流速不大于0．5m／s來(lái)選擇。在接管的水平管段應(yīng)有不小于0．01的坡度，坡向儲(chǔ)液器。該管段應(yīng)盡量減少?gòu)濐^或管彎。儲(chǔ)液器應(yīng)低于冷凝器（角閥中心與冷凝器出液口的距離應(yīng)不小于200mm）。

波動(dòng)式儲(chǔ)液器從冷凝器出來(lái)的液體制冷劑，可以不經(jīng)過(guò)儲(chǔ)液器直接通過(guò)液管到達(dá)膨脹閥。冷凝器與波動(dòng)式儲(chǔ)液器的高差應(yīng)大于300mm。最大負(fù)荷時(shí)液體流速及冷凝器液體出口至儲(chǔ)液器液面的必要高差H值表。

第二十六頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)1．氟利昂管道的布置原則(4)冷凝器或儲(chǔ)液器至蒸發(fā)器之間的管道

為了避免在液管中產(chǎn)生閃發(fā)氣體，應(yīng)盡可能把來(lái)自?xún)?chǔ)液器的供液管與壓縮機(jī)的吸氣管貼在一起，并應(yīng)用隔熱材料保溫。必要時(shí)，可裝設(shè)回?zé)崞鳌?/p>

1)蒸發(fā)器位于冷凝器或儲(chǔ)液器下面時(shí)，如液管上不裝設(shè)電磁閥，則液體管道應(yīng)設(shè)有倒U形液封，其高度應(yīng)不小于2m。

2)多臺(tái)不同高度的蒸發(fā)器位于冷凝器或儲(chǔ)液器上面時(shí)，為了避免可能形成的閃發(fā)氣體都進(jìn)入最高的一個(gè)蒸發(fā)器，應(yīng)按右圖所示方法接管。第二十七頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)1．氟利昂管道的布置原則(4)冷凝器或儲(chǔ)液器至蒸發(fā)器之間的管道

3)直接蒸發(fā)式空氣冷卻器的空氣流動(dòng)方向應(yīng)使熱空氣與蒸發(fā)器出口排管首先接觸，如圖所示。4)在壓力降允許的條件下，冷卻排管可以串接連接。

用熱力膨脹閥供液的氟利昂冷卻排管，一般采用上進(jìn)下出形式以保證回油。（最后一排管供液方式為上進(jìn)下出即可）。第二十八頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)11.3.2氨管道的布置原則

氨與潤(rùn)滑油中幾乎是不溶解的，因此在氨制冷系統(tǒng)中，應(yīng)設(shè)置氨油分離器，并在可能集油的設(shè)備底部裝設(shè)放油閥。第二十九頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)11.3.2氨管道的布置原則

(1)吸氣管

氨壓縮機(jī)的吸氣管應(yīng)有不小于0．005的坡度，坡向蒸發(fā)器。

(2)排氣管

1)壓縮機(jī)的排氣管道應(yīng)有不小于0．01的坡度，坡向氨油分離器。2)并聯(lián)制冷壓縮機(jī)的排氣管上宜裝設(shè)止回閥。

第三十頁(yè)，共三十四頁(yè)。項(xiàng)目11：制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)

11.3制冷劑管道的設(shè)計(jì)11.3.2氨管道的布置原則（3）冷凝器與儲(chǔ)液器的連接管

1)冷凝器至儲(chǔ)液器的液體管道應(yīng)有不小于0．02的坡度，坡向儲(chǔ)液器。2