制冷装置设计章节重难点学习.doc

1、冷却设备的冷却方式有直接冷却和间接冷却两种基本方式。2、在直接冷却方式中，按制冷剂对冷却设备的供液方式不同，可分为直接膨胀供液、重力供液、液泵供液三种。3、重力供液系统中，氨分正常液位至蒸发器最高液位最高位置的高差为足以克服全部管道的阻力，一般以1.5m左右为宜。4、供液可靠起见，重力供液系统每通路允许长度不宜超过120m。5、在泵供液系统中，因制冷剂进出冷却设备的流向不同可分为上进下出和下进上出两种。6、循环桶应控制正常液位和超高液位两个液位，一般用液位控制器配合供液电磁阀控制循环桶的正常液位。7、正常的融霜排液的方式有人工扫霜和制冷剂蒸汽融霜结合、淋水融霜、热蒸汽融霜、电加热融霜几种。8、我国采用的静夜柱高度的计算公式为静夜柱高度=泵的静正吸入压头+0.5m9、高压液体调节站的进液包括高压贮液器、中间冷却器冷却排管、排液桶几路。第二章1、冷库设计计室外算温度取近10年中每年去掉最高平均温度后的日平均干球温度，计算库房开门热流量和冷间换气热流量时取夏季通风温度。2、冷库设计室外计算相对湿度取最热月平均相对湿度，计算库房开门热流量和冷间换气热流量时取夏季通风相对湿度。3、未经冷却的鲜肉进货温度按35计算，已冷却的鲜肉进货温度按4计算，冰鲜鱼虾整理后的温度按15计算。4、存放果、蔬的冷却物冷藏间冷却每日进货量按不大于该间吨位的8%计算，存放鲜蛋的冷却物冷藏间冷间每日进货量按不大于该间吨位的5%计算。5、库房耗冷量包括外围结构耗冷量、货物耗冷量、通风换气耗冷量、电动机运转耗冷量、操作管理耗冷量。6、当邻室为冷却间时，其温度为10，邻室为冻结间时，其温度为-10。7、货物耗冷量包括食品耗冷量、包装材料和运载工具耗冷量、货物冷却时的呼吸耗冷量、货物冷藏时的呼吸耗冷量。8、通风换气耗冷量包括冷间货物换气耗冷量、和操作人员需要的新鲜空气耗冷量。9、操作管理耗冷量包括冷间照明耗冷量、冷间开门耗冷量、操作人员耗冷量。第三章1、冷却排管的传热系数K可按下式计算：K=KC1C2C3。其中各符号的意义为; K光滑管在特定条件下的传热系数 C1构造换算系数 C2管径换算系数 C3供液方式换算系数2、蒸发器所需传热面积的计算公式为 其中各符号的意义为Qq-冷却设备负荷K-冷却设备的传热系数 Tm-冷却设备的计算温差3、中间冷却器选型应计算其桶径、冷却面积，计算公式为 和 4、油分离器选型时应计算直径，对洗涤式油分其w=不大于0.8m/s5、低压循环贮液桶选型应计算桶径和容积，其计算公式分别为 和上进下出 下进上出 6、对水冷式冷却器，其冷却温度应按公式 确定，蒸式冷凝器的冷却温度为 ，风冷式冷却器的冷凝温度为tl=tw+(812)。7、对氨双极系统，规定中冷蛇管的出液温度比中间温度高3-5K8、冷却设备计算温度差确定时，对顶排管、墙排管和搁架式冻结间设备，应按算数平均温差采用，并不宜大于10K,当冻结物冷藏间和冻结间的冷却设备为同一蒸发回路时，冻结物冷藏间冷却设备的计算温度不宜大于10K。第四章1、工程设计中，一般采用限定压力降来确定管径。2、制冷剂系统的抽气管应接在蒸发系统的回气管上。3、管架的作用为吊固管道和调整管道水平段的坡向和坡度4、管架的间距应考虑管道的受力情况、管道的直径。材质、壁厚及允许的挠度等因素5、管道和设备隔热的目的主要是减少冷量损失和防止回气过热。6、由于氟利昂的溶水性非常小，系统易产生冰塞，所以在系统中应设置干燥器。7、氟利昂含水后回腐蚀镁及其合金。8、对氟利昂系统，为了有利于回油对蒸发器供液一般采用上进下出流向。9、氟利昂系统管径确定时，要允许流速、制冷量、制冷工况三个因素第五章1.机房设计的一般要求包括土建方面的要求，采暖通风方面的要求，供电要求，照明要求四方面。2.制冷系统中一般立式冷凝器、油分离器、集油器、紧急泄氨器等设备布置在室外。3.机器的布置形式大致有单列式和双列式两种。4.中冷布置时，为避免冷桥，可在其地脚下垫以经过防腐处理的50mm厚木块，基础露出地面的高度不宜小于100mm，筒体应外包隔热层。5.中冷必须有液位控制装置，还应有压力控制装置，中冷液位以液位计配合电磁主阀来控制。6.立式冷凝器安装在室外，以底部水池为基础，基础离机房等建筑物外墙距离不宜小于3m。7.为保证洗涤式油分的供液，应使冷凝器出液口较油分进液口高250300mm，且油分进液应从冷凝器出液水平管段的下半部接出。8.氨管道必须采用无缝钢管，冷却水、载冷剂管道可用水、煤气输送钢管或电焊钢管。9、设备的布置形式有单层式和分层式两种。10、系统中设备采用多层布置的有立式循环桶和氨泵系统和卧式冷凝器与贮氨器。第六章1冷却物冷藏间用冷风机作冷却设备，采用落地式冷风机和均匀送风道送风。2均匀送风道内空气的流速首段采用68m/s，末端采用12m/s。3冻结物冷藏间一般用排管和冷风机作冷却设备。4搁架式冻结间的吹风形式有顶吹风式，顺流吹风式，直流吹风式三种。5冰库一般采用光滑顶排管作冷却设备。6当冷却物冷藏间宽度12m时，送风道布置在中间，两侧设喷风口。7气调库的气调方法有自然降氧法，机械气调储藏法，混合降氧法几种方法。8气调库常用的设备有燃烧降氧机和制氮机等。一、选择制冷方案要确定哪些内容？ 1、制冷剂的选择 2、单双及压缩循环的选择 3、冷却方式的选择、4供液方式的选择 5、运载方式的选择 6、制冷系统组合方式的选择二、 直接膨胀供液系统的特点 1、由于热力膨胀阀代替了手动膨胀阀，系统制冷能力可以随负荷变化而做调节 2、由于膨胀阀后产生大量的闪发气体，由此形成两相流体，流动阻力比单项流体大得多，所以热力膨胀阀的出口接头均大于进口接头 3、要解决直接蒸发，多通路供液均匀分配的问题，就需要通过液体分配器供液。但必须注意，从液体分配器到蒸发器的管子是两相流体流动，虽然管路不长，阻力却很大，所以用液体分配器的热力膨胀阀一般采用外平衡式。 4、必须注意，液体分配器只能在各个通路负荷和阻力相同的情况下保证供液分配均匀。 5、为了保证蒸发器和系统的制冷效率，蒸发盘管中每一通路的允许长度取决于允许压力降。 6、在制冷能量不大的情况下，选用合适尺寸的热力膨胀阀即可解决供液。但在制冷能量较大的情况下，则需要采用热力导阀控制的主阀来供液才能满足要求。三、重力供液系统的特点氨重力供液装置，只要能够保持氨液分离器的液面稳定，就可以保持均匀供液，回气经过气液分离器，改善了制冷压缩机的运行工况，容易操作，安全性得以提高。但是，它不宜保持恰如其分的静夜高度，静夜柱过小时，会造成供液不足，静夜柱过大时，又会影响蒸发压力，而且由于制冷剂流速过快，蒸发器最低处容易积油，长期不清理，越积越多，必然影响蒸发器的换热效果和增加制冷剂的流动阻力，此外设置氨液分离器需要在机房建造阁楼，增加基本建设费用。四、重力供液系统的设计要求1、 氨液分离器内气体流速控制在0.5m/s，出液管断面面积为进液管断面面积的2倍。2、 氨液分离器内液面与蒸发器液面间的高差（即静液柱高度）必须足以克服全部管道的阻力，但为了减少对蒸发器压力的影响，高差也不宜太。3、 几个冷间同时使用一个氨液分离器时，必须设置液体和气体调节站，以便在排管阻力不均的情况下，借调节阀的开启度进行调节。4、 调节站至库房蒸发器的系统管道，凡液体管道应避免“气囊”，气体管道应防止“液囊”。5、 采用D38*25的无缝钢管制作的冷却排管，每一供液通路长度不宜超过120m。6、 冷却排管最底处应有放油管接头，并设集油管，氨液分离器本身也应有油包及放油管接头。五、上进下出供液方式的特点 液体自然下流，充液量少，蒸发压力上下均匀，在液泵停止供液后，蒸发器内剩余液体即全部返回低压循环贮液桶器，而且制冷剂始终自上而下地冲刷管壁，不会形成管壁油膜和底部积油。但是，上进下出流向，不宜做到均匀供液。另外，它所需要的低压循环贮液器的容积大，其安装位置又要低于所有蒸发器，使机房设备间的建筑更加复杂化。因此这种流向在氨制冷装置中还较少被采用。 六、下进上出供液方式的特点充液量多，在蒸发器管组排数多，纵向高度大时，蒸发器下部液体将承受较大的静压力，从而造成蒸发器上下蒸发压力有较大的差别，在液泵停止供液后，蒸发器内仍存有大量液体，势必继续吸热降温，使库房温度控制的不够灵敏、准确，对实现自动控制是个不利的因素。但是，下进上出流向在蒸发器并联使用时，容易做到供液均匀，充分发挥蒸发器的换热作用，而低压循环贮液桶的安装位置液不会受到严格的限制。因此这种流向在液泵供液制冷系统中仍占主导地位，尤其是氨制冷系统的蒸发器供液多采用这种流向。七、泵吸入口的静夜柱高度用来克服哪几项阻力损失1、 液泵入口因加速度和涡流引起的压力损失 2、 低压循环贮液器至液泵入口处进液管道的沿程阻力损失，变径、弯头、阀门、过滤器等局部阻力损失3、 由于负荷变化而产生的低压循环贮液器的液面上下位移，所造成的静夜柱的波动。4、 由于外界环境进入泵体和进液管的热量，导致液体气化，对液管所造成的影响。八、为防治泵发生气蚀在泵的回路设计时应注意哪几个问题1、 尽量减少阻力损失2、 尽量使库房热负荷稳定，或者使压缩机能量的增减与热负荷的变化相匹配，以避免由于低压循环贮液器液面上气体压力突然低于液体的饱和压力，造成桶内液体的骤然沸腾3、 对低压循环贮液器、泵的进液管、泵体、过滤器等部分进行隔热，以避免传入过多的热量，造成部分液体气化。4、 为了防止低压循环贮液器出液口产生涡流，把气体带进泵的进液管道，一般在出液口设置导流叶片，导流叶片距离液面不应小于300mm。九、提高制冷效率的基本设施有哪些1、 润滑油的分离 2、 不凝性气体的排放3、 高压制冷剂液体的过冷4、 蒸发器的融霜排液十、食品冷藏库通常采用的液泵为什么类型？各有什么特点 1、齿轮泵：这是一种离心型泵，其流量不受压力变化的影响，当管道压力损失不足时，仍能满足流量要求，它对气蚀不敏感，因此其吸入端不需要很大的静液柱，但是齿轮泵容易被污物损坏，因此必须设置过滤器防止污物进入泵体，此外，当泵的排出端阀门一旦关闭，则不得继续运转，为了在该情况下保护液泵，必须在排除端设安全旁通管，并和泵的吸入端或低压循环贮液器接通。十一、泵的扬程必须保证克服哪几项阻力损失?1、 液泵至蒸发器进液端（蒸发器截止阀）之间的输液管道上的沿程阻力损失，以及阀门、弯头等的局部阻力损失。2、 液泵中心至蒸发器进液端前的液位升，即当量压力降。3、 蒸发器进液端应保持100kpa的自由压头，以调节各蒸发器的流量。第二章一、冷库外围护结构耗冷量的计算公式为：式中： K外围护结构的传热系数，W/m2K；A外围护结构的传热面积，m2；a外围护结构传热面两侧的温差修正系数；Tw室外计算温度， K；Tn室内计算温度， K二、货物耗冷量的计算货物耗冷量主要由以下四部分组成：食品耗冷量Q2a；包装材料和运载工具耗冷量Q2b；货物冷却时的呼吸耗冷量Q2c；货物冷藏时的呼吸耗冷量Q2d计算公式m冷间的每日进货量，kg； h1货物进入冷间初始温度时的焓值，kJ/kg； h2货物在冷间内终止降温时的焓值，kJ/kg； 货物冷却时间，h。对冻结间、冷却间等冷加工间，取设计冷加工时间；对冷藏间取24h； B货物包装材料和运载工具重量系数， Cb货物包装材料和运载工具的比热容，kJ/kgK T1包装材料和运载工具进入冷间时的温度，K； T2包装材料和运载工具在冷间内终止降温时的温度，一般为该冷间的设计温度，K； q1货物冷却初始温度时的呼吸热，kw/kg； q2货物冷却终止降温时的呼吸热，kw/kg； mn冷却物冷藏间的冷藏量，k g。三、通风换气耗冷量hw室外空气的焓值，kJ/kg； hn室内空气的焓值，kJ/kg； n每日换气次数，一般可采用23次； V冷间的内净容积，m3； pn冷间内空气的密度，kg/m3 ； 24h每日小时数； 30 m3/h每个操作人员每小时需要的新鲜空气量； nr操作人员数量。四、操作管理耗冷量的计算qd每平方米地板面积的照明耗冷量，对冷藏间可取2.02.5W/m2； A冷间地板面积，m2； n每日开门换气次数，可据冷间内净容积由图25查得V冷间内净容积， m3； hn,hw室内外空气的焓值，KJ/kgM空气幕修正系数，设空气幕时取M=0.5，不设空气幕时取M=1。24h每日小时数； pn冷间空气密度，kg/m3；0.125每日操作时间系数，按每日操作3小时计； nr操作人员数； qr每个操作人员单位时间的耗冷量，当冷间设计温度高于或等于5时，取 280W，冷间设计温度低于5时，取 qr400W。五、机械负荷应如何汇总？为什么机械负荷要分蒸发系统汇总？ 机械负荷汇总的公式 n1季节修正系数，根据生产旺月所在月份按表210取值，当全年生产无明显淡旺季节区别时应取1； n2货物热量的机械负荷折减系数n3同期换气系数，一般宜取n3=0.51.0（同期最大换气量与全库每日总换气量的比值大时，取大值）； n4 冷间电动机同期运转系数 n5冷间同期操作系数 R制冷装置和管路等的冷损耗系数机械负荷是选择压缩机的依据，在实际生产中，各种热负荷的最大值同时出现的情况比较少，因此，在计算机械负荷时，对各种耗冷量都应乘以不同的修正系数，以避免配选的制冷机组过大六、各冷间的冷却设备负荷如何计算？其作用是什么，为什么冷却设备负荷要分冷间汇总？在冷间各项耗冷量计算的基础上，以每个冷间为单位进行汇总得来的考虑食品放热过程的不均衡性，对货物耗冷量加以修正，Qq=Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5作用：为冷间选择冷却设备提供依据由于各冷间作用不同，其冷却设备负荷的内容也不相同，故需分冷间汇总七、计算库房耗冷量的目的是什么？它由哪几项组成？库房耗冷量计算的目的是为了选择制冷机器，设备以及管道等提供必需数据由外围护机构耗冷量Q1,货物耗冷量Q2，通风换气耗冷量Q3，电机运转耗冷量Q4，操作管理耗冷量Q5，组成第三章一、压缩机的选型原则1、氨压缩机应根据各计算温度机械负荷的计算分别选定，一般不设备用机。2、选用活塞式氨压缩机时，当冷凝压力与蒸发压力之比大于8时，应采用双级压缩；当冷凝压力与蒸发压力之比小于或等于8时，应采用单级压缩3、选用氨压缩机的工作条件不得超过制造厂规定的允许条件。4、选配氨压缩机时，其制冷量宜大小搭配。 5氨压缩机房内压缩机的系列不宜超过两种。如仅有两台机器时，应选用同一系列。6制冷装置中的中间冷却器、油分离器、冷凝器、贮氨器等辅助设备的选择，均应与设置的氨压缩机制冷量相适应。二、单级活塞式压缩机的选型计算选型步骤如下：1、如果设计工况与机器的标准工况基本相符时，可以不经换算，根据设计要求的机械负荷Qj直接从产品样本中选型和确定台数2、设计工况与机器的标准工况不同时，就需要进行换算选型。作出循环的lgp-h图，据设计工况条件查出所需的各参数。求出设计工况条件下的单位容积制冷量qv及输气系数。据机械负荷Qj及单位容积制冷量qv、输气系数计算所需压缩机的理论输气量Vp。 据计算的压缩机理论输气量Vp查压缩机的产品样本，选择合适的压缩机。核算所选压缩机在设计工况条件下的制冷量。计算所选压缩机在设计工况条件下所需的轴功率p，选配电动机。如压缩机已配有电机，则需校核电机功率。压缩机厂随机配套供应的电动机有空调工况，标准工况两种类型，可供选择。三、双级机选型的步骤如下： 根据设计工况的蒸发温度和冷凝温度按计算最佳中间温度 假定两个中间温度和，使，并且所假定的和之间的温差以10左右为宜。 分别计算当中间温度和时各自的高低压级理论输气量之比，由计算得到两组数据(,）和(和)做-图。 根据上面确定的最佳温度，由上图确定双级压缩机在设计工况下的最佳比 根据和机械负荷由压缩机产品样本选择高低压级压缩机或者单机双级压缩机，使得所选压缩机的高低压级理论输气量之比尽量接近。 根据所选压缩机实际的高低压级理论输气量之比，由上面作出的-图确定压缩机实际运行的中间温度，并验算所选压缩机在设计工况条件下的制冷量。四、写出螺杆压缩机理论输气量的计算公式，说明式中各符号的意义。 理论容积输气量 Z1，Z2 -阴阳转子齿数 Vpo1,Vpo2-阴阳转子的一个齿间容积 n1,n2-阴阳转子的转速五、循环桶选型时为什么要计算桶径和容、积两项？ 贮存足够的氨液以满足蒸发器的需要并贮存融霜排液，所以要有足够大的容积改变流向、降低流速、进气气液分离故应对体积限制，直径有要求。第四章一、制冷系统管径确定主要考虑两方面因素：一是要求制冷剂在管道内流动的阻力损失不要太大；二是要考虑管道初投资。二、氨管径的计算方法根据允许流速、制冷量和制冷工况，按以下公式计算管道的内径：式中： qm制冷剂的质量流量，kg/h； v 制冷剂的比体积，m3/kg； p制冷剂的密度，kg/m3； w制冷剂的流速，m/s四、氟中溶油对系统的影响，及其应从哪些方面入手 氟中溶油后，使氟液黏度增大，在相同蒸发压力下的蒸发温度上升，制冷能力下降，并可能造成机器缺油。解决这些问题，应从冷却设备结构形式、供液方式、设备布置、管路配置等方面采取设施。五、氟系统回气管设计需要达到什么要求？设计时应从哪几方面采取设施？ 氟利昂制冷系统回气管不仅要降低蒸汽输送至压缩机，还要借助有一定速度流动的低压蒸汽将蒸发器内润滑油带回曲轴箱。 采取设施坡向与坡度 为了便于回油，回气管水平部分应有0.5%-1%的坡度，坡向压缩机液囊 水平回气管上避免出现“液囊”存油弯（回油湾）上升回气立管中的低压气体流，此气体流虽然具有一定的速度，但只有建立了必要的带油条件时才将润滑油带走。双上回气立管，用于机器负荷变化较大的系统中。回气管与蒸发器的连接 a, 与同一组蒸发器连接 压缩机与蒸发器位于同一标高或蒸发器高于压缩机时，为了防止停止运行时液体进入压缩机，造成再启动时的液击，在蒸发器出口侧应设有上升立管至蒸发器顶部再接压缩机 b, 与多组并联蒸发器连接 多组蒸发器并联时，应考虑到各个蒸发器负荷不同或安装位置不同等因素，注意不要使从蒸发器带出的油流到气体蒸发器中去。c, 与串联蒸发器的连接 在蒸发器串联时，只要保证最后一组蒸发器采用上进下出的方式即可六、说明氟系统双上升回气立管管径的确定及工作原理满负荷运转确定管子流通总截面积，其中A管管径按最小负荷下的最小带油速度决定，B管径则由总截面积减去A管流通截面积来确定。起始低负荷运行时，由于存油弯内没有积油，两根立管中同时有气体流过，这时管内气体流速较低，当低于最小带油速度时，油滴就逐渐沉到存油弯内，直到形成油封，将B管堵住，气体只充A管流过。由于A管是按最小负荷设计的，所以油仍可通过A管被带走。在恢复满负荷运行时，开始仍是A管工作，由于负荷大流速很快，A管内流阻增大很多，导致双立管两端的压差显著增大，当增大到足以克服存油弯内的油所形成的静压差时，低压气体将冲破油封，从B管中流出，同时带走存油弯内存油，此时油封消除，A、B管同时工作。七、简述排气管设计时的注意事项。压缩机停止运转时，管内冷凝下来的液体和油不得流回压缩机，排气管较长或安装在温度较低的地方时更应注意。并联压缩机的排气不应互相碰撞，以减少流动阻力。随工作压缩机排气排出的油不得进入停止工作的压缩机机头，以免造成该机启动时发生湿行程。水平管应有1%的坡度，坡向油分离器或冷凝器。排气管最高点可安装放空气阀八、对氟利昂系统应如何充制冷剂？向系统充注制冷剂，除小系统可由吸气阀多用通道上充注外，大系统一般在高压液体管上加充液接头（位于干燥过滤器前），即可使充入系统的制冷剂先经过净化，又可避免充液时发生液击。第五章一、简述机器间布置的要求 机器间内压缩机：设备的布置必须负荷制冷原理，流向应顺畅，管道连接要简短，以确保生产操作安全和安装检修的方便，同时适当注意美观。另外，也要尽可能布置紧凑，充分利用空间，节约建造面积。四、蒸发式冷凝器与贮液器的连接在接管上应遵循什么原则？蒸发式冷凝器多布置在机房的屋顶上，周围通风良好。由于制冷剂通过蒸发式冷凝器后，压力损失大50kp（管壳式7kp），故它的位置至少要高于贮氨器1.2-1.5m。第六章一、在冷却物冷藏间中，将均匀送风道布置在走道上方有哪些优点？ 风道两侧送风射流的射程基本相等，喷嘴设计可因之简化。 即使风道表面凝结滴水，液不致滴到货物上。 不需要设回风道，由货物间通行道、检查用道及主要走道构成回风网络。二、冷却物冷藏间设计时应注意哪几点？冷却设备具有灵活调节库内温度、湿度的能力保证库内不同位置上的货堆各部分的风速、温度和湿度的均匀。一般最大温差不大于0.5，湿度差4%可以调节空气成分，做到既能满足最低限度的呼吸要求，又能延长贮存期限，至少要有补充新鲜空气的设施。三、搁架式冻结间的特点。搁架式冻结间的主要优点是冻结可靠、均匀、省电、排管可以现场制作。它的缺点是冻结速度慢、进出库劳动强度大、工作条件差，因此仅用