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文档简介
1、4.1蒸汽压缩式制冷循环4.1.1循环过程压缩机压缩成高温高压蒸汽冷凝器中冷凝成高压液体膨胀阀节流成低温低压的气液两相蒸发器中汽化吸热。4.1.2制冷剂热力参数图表1.饱和状态只要知道一个参数即可查出其他参数;过热状态需要知道两个参数才能查出其他参数。2.制冷剂的热力性质图(1)温熵图(T-S)过程线下的面积表示放出或吸收的热量(顺时针方向S>0)。(2)压焓图吸热、放热、压缩机的耗功量都可以用初终状态的比焓差计算。注意h,s基准点是否一致。4.1.3理想制冷循环逆卡诺循环1.逆卡诺循环制冷系数=T低/(T高T低)。制冷系数与制冷剂性质无关,仅取决于冷热源温度T高和T低。2.湿蒸汽区逆卡
2、诺循环蒸汽压缩式制冷理想循环蒸汽压缩式制冷理想循环的两个循环图。3.有传热温差的制冷循环其制冷系数小于逆卡诺循环,有温差损失。4.1.4蒸汽压缩式制冷理论循环及热力计算1.蒸汽压缩式制冷理论循环两个换热器中是定压,压缩过程是绝热,还有一个节流过程。与理想循环相比有以下特点:有传热温差;用膨胀阀代替膨胀机(节流损失);干压缩代替是压缩(过热损失)。节流损失与(T高T低)有关,与制冷剂物性、蒸发压力Pk有关。绝大多数制冷剂采用干压缩后,制冷系数有所降低,降低的程度成为过热损失。过热损失大小与节流损失一样,与上述因素有关。一般节流损失越大,过热损失就越小。2.蒸汽压缩式制冷理论循环热力计算蒸发温度、
3、冷凝温度的确定;热力计算(单位制冷量、质量流量、压缩机耗功量、制冷系数等)。3. 蒸汽压缩式制冷循环的改善(1)膨胀阀前液体制冷剂再冷:1)设置在冷却器:过冷度。采用再冷循环可以提高制冷系数,提高的大小与制冷剂的种类和再冷度有关。举例R717,R22.也不是过冷度越大越好。2)回热循环:回热器的作用是使膨胀阀前的制冷剂液体与压缩机吸入前的制冷剂蒸汽进行热交换(使得膨胀阀前的液体更冷,压缩机入口的气体更热)。参考图4.1-11。回热循环是否能够提高制冷系数视情况而定。举例R502有利,R22可以,R717不利。(2)带膨胀机的制冷循环(3)带闪发蒸汽分离器(节能器)的多级压缩制冷循环1)带节能器
4、的螺杆式二次吸气制冷循环(螺杆只能带一个)。COP明显提高,蒸发温度越低,节能率越大。2)带节能器的多级压缩制冷循环(离心可以带多个)能耗少,COP提高;能制取较低的蒸发温度;转速低、噪音小。4.1.5双级压缩式制冷循环(带节能器或中间冷却器)活塞式压缩比(R22),高温机不大于6,低温机不大于16。氨8,氟利昂10。一般螺杆式单级可制取较低的温度(-40)。1.一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环,图4.1-13。 P577中间冷却器热量守恒;MR=MR1+MR22.一次节流、不完全中间冷却的双级压缩制冷循环,图4.1-14。 P5783. 双级压缩式制冷中间压力的确定中间压力指中间冷却
5、器中的压力,对应饱和温度称为中间温度。(1)按制冷系数最大原则,最佳温度计算公式(2)按高低压缩机压缩比相等原则,P=(P1*P2)1/2(3)按高低压缩机容积比相等原则4.1.6热泵循环所谓热泵,就是利用外部能源从低位热源向高位热源转移热量的装置。通常的讲就是利用冷凝器放出的热量来制热的制冷系统或用作供热的制冷机。制热系数=制冷系数+1。逆卡诺循环也是热泵理想循环,制热系数最大。以电能驱动热泵供热比直接用电能供热要节能的多,但与直接燃烧煤、燃气、油等一次能源的供热方式比较,需要权衡考虑。4.2制冷剂及载冷剂4.2.1制冷剂的种类及编号无机:用700,R729,R718,R744。有机:(1)
6、卤代烃 (2)混合物载冷剂:共沸用R500,非共沸R400(滑移温度,不适合多联机)。4.2.2对载冷剂的要求1.热力学性质:临界温度高;蒸发压力不宜低于大气压力;凝固温度低可以制取较低的蒸发温度;汽化潜热要大;单位容积制冷量要分别对待(大型要求大些,小型要求小些);常用载冷剂单位容积制冷量见表4.2-1 P582;绝热指数应低,排气温度就越低。2.物理性质:CFC、HCFC、HC用矿物油,HFC用PAG或POE合成油,螺杆式用合成油。3.安全性和环境友好性(1)安全性:毒性、可燃性和爆炸性,见表4.2-3。(2)制冷剂环境友好性:消耗臭氧层潜值ODP。(3)全球变暖潜值GWP及定义。(4)大
7、气寿命(分解到一半)。制冷剂安全性和友好性见表4.2-4,常用制冷剂环境评价指标,见技措P136。4.2.3 CFCs及HCFCs的淘汰与替代到2030年完全淘汰HCFCs的生产与消费,但2030-2040年间允许保留年均2.5%的维修用量。CFCs已经在2007年全面淘汰。HCFCs替代技术选择见表4.2.5,或见技措6.1.18-6.1.23。HFCs的淘汰与替代(R134a,R410A,R407A,R404A)。4.2.4采用制冷剂的性能1.卤代烃及其混合物(1)R123设置泄漏传感器和报警(2)R22溶解有水时对金属有腐蚀,易冰塞;用卤素喷灯呈现蓝绿色。(3)R134a有水分时对金属有
8、腐蚀和镀铜,要干燥,用专用检漏仪。(4)R32需要解决高排气温度和弱可燃性问题,是R22的重要替代品。(5)易设再冷器,干燥同R134a。(6)R407C滑移温度大,不宜用在多联机中,干燥同R134a。(7)R410A近共沸,可用在多联机。2.无机化合物(1)氨,不必设干燥器,几乎不溶于矿物油,定期放油,对铜及铜合金有腐蚀(磷青铜除外);毒性大100-150ppm时应报警。(2)CO2,高压、低效,认为对全球变暖无影响。适宜热泵制热运行,适合低温冷冻干燥。4.2.5载冷剂1.对载冷剂的要求2.盐水溶液氯化钠、氯化钙,质量浓度不大于冰盐合晶点的质量浓度,凝固曲线见图4.2-1;氯化钠蒸发温度高于
9、-16,氯化钙可达-50。盐水对金属有腐蚀性,减少腐蚀性措施:选用纯度高的盐;采用闭式循环;添加缓蚀剂(NaOH:Na2Cr2O7=28:100)。3.有机化合物溶液丙二醇稳定,可与食品接触,但粘度高;乙烯乙二醇对镀锌材料有腐蚀;都比水的粘度大、比热小,流动阻力大,循环流量大。4.3蒸汽压缩式制冷(热泵)机组及选择计算方法4.3.1制冷机组的组成1.除四大件外还包括冷冻水的供回水温度控制,缺水、缺油保护;活塞式通过启停压缩机台数实现调节,活塞式机组冷量范围一般为528KW。2.蒸汽压缩式热泵机组的组成蒸汽压缩式热泵机组实际上也是蒸汽压缩式制冷机组,只是热泵机组可以供冷也可以供热,也可以同时供冷
10、供热。制热时室外风冷换热器会结露或结霜,自动除霜,压缩机吸气管上有气液分离器。4.3.2制冷压缩机的种类及其特点1.制冷压缩机的分类:容积型和速度型。2.制冷压缩机的特点(1)活塞式:开启式,半封闭式,全封闭式(电动机由吸入的低温制冷剂蒸汽来冷却);容积效率相对较低,震动大。(2)滚动转子式:结构紧凑、体积小;回转720°完成一次吸气;存在余隙容积;涡旋式、滚动转子式、往复式三种压缩机的容积效率和等熵效率比较,图4.3-4。 P597(3)螺杆式:开启式,半封闭式,全封闭式,单级和多级等;体积小质量轻,结果简单,无惯性;单机制冷量较大,无余隙容积,无吸排气阀,容积效率高;滑阀调节(1
11、0%-100%),柱塞调节(常用在半封闭中);允许少量液滴进入汽缸,无液击危险;半封闭和全封闭能适应风冷热泵机组;开启式由于存在油分离器和油冷却器造成体积较大;单螺杆、三转子螺杆式压缩机的特点。(4)涡旋式:部件少重量轻,不要排气阀,不存在余隙容积,更适合变频调节(直流、交流变频);可带经济器;变容量机型包括变频和数码涡旋;数码涡旋的优势。(5)离心式:单机制冷能力大;可利用多种驱动能源;三种能量调节方式;可单单级和多级;大型宜采用高压供电;单级在低负荷下易发生喘振。(6)热泵用电动压缩机1)空气源热泵机组:设置内置温度传感器;制冷剂迁移引起的液击和润滑油性能减低;提高压缩机在大压缩比工况下的
12、性能;热泵宜用封闭式。2)水源热泵机组:用海水时耐腐蚀的材料,举例。4.3.3质量压缩机及热泵机组的主要技术参数1.制冷压缩机的名义工况离心式无名义工况。COP:在规定工况下,以同一单位表示的压缩机制冷量与单位时间输给压缩机轴的能量之比。EER:在规定工况下,半封闭、全封闭制冷压缩机制冷量与总的输入功之比。显然制冷压缩机制冷系数的COP数值要大于能效比EER数值。有机制冷压缩机名义工况,表4.3-1;无机制冷压缩机名义工况,表4.3-2;全封闭涡旋式压缩机名义工况,表4.3-3;螺杆式制冷压缩机名义工况,表4.3-4。2.输气量计算实际输气量、理论输气量(活塞式、滚动转子、螺杆式、涡旋式)。3
13、.容积效率计算容积效率:实际输气量与理论输气量之比。影响活塞式压缩机容积效率的因素:余隙容积、压力降、制冷剂受热、内部泄漏等。压缩比越大,容积效率越低。活塞式压缩机容积效率的经验公式:公式4.3-8。活塞式压缩机、双螺杆、单螺杆、涡旋式压缩机的容积效率随压缩比的变化关系参考图4.3.8-4.3.11,滚动转子式与活塞式接近。4.制冷量与制热量制冷量公式:质量流量与比焓变化乘积,公式4.3-9。制热量公式:公式4.3-104.3-11。5.耗功率(1)指示功率,指示效率单级压缩机指示效率与压缩比和相对容隙c的变化关系,图4.3-13。(2)轴功率和摩擦效率(3)电机输入功率和摩擦效率(4)制冷压
14、缩机配用电动机的功率P6.性能系数COP(1)制冷系数COP计算;(2)制热系数COP计算。7.特性曲线制冷量或制热量与蒸发温度、冷凝温度的关系。4.3.4制冷机组的种类及特点1.冷水机组的种类、特点 P610特点;种类:单冷、冷热两用、热回收;水冷、风冷、蒸发冷却;单机头、多机头、模块式及特点;活塞,螺杆,涡旋等。风冷热泵冷水机组夏季通过风冷向外散热,冬季从室外空气获得热量;省去了冷却水系统;体积庞大;制热时需除霜。制热季节性能系数HSPF的计算。蒸发式冷凝冷水机组通过喷淋水和风流作用,蒸发冷却管内的制冷剂(或水);体积小,COP大于风冷式;投资比水冷和风冷都要低;制热时又称为热源塔。2.直
15、接蒸发式空调机组 P613特点;种类;多联机特点:变制冷剂适应负荷变化;部分负荷能效高;布置灵活;适用范围广,适应用户能力强,可分区控制;水源热泵。4.3.5各类冷水机组的性能参数及选择 P6151.冷水机组工况名义工况蒸汽压缩式冷水机组:名义工况时的温度/流量条件,表4.35。污垢系数蒸发器水侧0.018,冷凝器水侧0.044。机组设计温度/流量条件,表4.36。融霜时间,20%。水源热泵机组正常工作的温度范围,表4.37。高温水源热泵各义工况温度条件,表4.38。名义工况时污垢系数都为0,新机组测试时认为时清洁的,也是0。部分负荷工况表4.39。综合部分负荷系数LPLV计算公式(百分数计算
16、基准是名义制冷量)。低环境温度(不低于-20)空气源热泵名义工况温度和流量条件,表4.311,其制冷和制热时的LPLV计算公式。高温工况冷水机组:提高了性能系数大温差冷水机组:温差大于8C。2.冷水机组主要性能参数 P619各义工况参数冷水机组各义工况时的COP、LPLV不低于表4.3-134.3-14。水源热泵机组各义工况EER,COP不低于表4.315。低环境温度各义工况COP,LPLV不低于表4.316。高温热泵机组各义工况下的制热性能系数不低于表4.317。噪声声压级不应大于表4.318 P621测点布置、声压级计算公式。3、冷水机组选用原则 P622电动压缩式冷水机组装机容量,直接根
17、据负荷选定,不作附加。各种水冷式冷水机组单机制冷量适用范围,表4.3-19。风冷热泵冬季制热量,根据室外计算温度修正系数和融霜修正系数,按下式计算。 P622K1室外计算干球温度修正系数,K2融霜修正系数,一次容霜取0.9,二次取0.8。1200KW时,中高压供电。污垢系数对冷水机组性能影响,图4.316。 P6234.3.6 各类电动压缩机的制冷机组能效限定值、能效等级 P6231.冷水机组冷水机组能效等级指标,表4.323;冷水机组(热泵)制冷性能系数COP,4.321;水源热泵机组EER,COP节能评价值,表 4.322。2.多联机多联空调(热泵)机组能源效率等级指标,4.323;低环境
18、温度空气源多联机制热部分负荷工况,4.32.4。3.单元式单元式空调能源效率等级指标,4.325;单元式机组能效比EER,4.3-26。4.冷水机组(热泵)综合部分负荷性能系数IPLV,表4.327。5.房间空气调节器能效与等级指标,4.328;转速可控型房间空气调节器能效等级指标,4.329。4.4 蒸汽压缩式制冷系统及制冷机房设计 P6274.4.1 制冷系统组成:四大件4.4.2 制冷剂管道系统设计 P6281.原则;2.材质,R134a R410A管内壁不宜镀锌;3.设计:吸气管道设计(坡度坡向);排气管道设计(坡度坡向);冷凝器与储液器之间的管道设计;4.R717(氨)管道设计:吸气
19、管,排气管等;安全阀的管道设计,安全阀高出屋脊5m;5.制冷剂管道直径选择:吸气管-饱和蒸发温度-降低不大于1;排气管-饱和冷凝温度-升高不大于0.5。6.制冷剂管道系统的安装 管道阀门单独压力试验和严密性试验合格后再安装。强度试验的压力为公称压力的1.5倍,保压5min不泄露。严密性试验应在最大工作压力下开启关闭3次,且分别停留1min无泄漏。 P630安装要求:氨不得与铜或铜合金接触;弯管的半径等。4.4.3 系统自动控制与经济运行 P632 联锁控制顺序,经济运行的十项措施。 P6334.4.4 机房设计与布置 P6331制冷机选择冷凝温度的确定;蒸发温度的确定;水冷式冷却器冷却水进出口
20、温差的选用;风冷式冷却器空气进出口温差,不应大于8;制冷机台数确定;冷量损失附加:单栋建筑一般不作附加。2.制冷机房设计及设备布置原则机房位置;氨制冷机房应符合冷库设计规范; 设备布置及管道连接(各项宽度、距离)。3.保冷:非闭孔材料的保温层外表面应设隔汽层和保护层;保冷材料的选择(密度、吸水率、导热系数等)。4.5溴化锂吸收式制冷机 P6364.5.1工作原理及理论循环1.工作原理(1)比较:能量补偿方式不同;工质不同:氨一水(水吸收氨);溴化锂一水(溴化锂吸收水,水是制冷剂)。(2)工质对特性:沸点不同;强烈吸收;质量浓度的计算。(3)吸收式制冷系统,图4.51。 P637 在吸收器和冷凝
21、器中放热;在发生器和蒸发器中吸热。(4)热力系数计算公式(经济性指标)最大热力系数、热力完善度(热力系数与最大热力系数之比)。2.理论循环三个温度:热源温度tg决定发生器内溶液的最高温度;冷却介质温度tw决定了冷凝压力吸收器内溶液的最低温度;被冷却介质温度tc决定了蒸发压力。 P640循环倍率、放气范围。 4.5.2 LiBr吸收式制冷机分类特点性能参数 P6411、分类、特点单效:低位热能;双效:高温热源,可减少冷凝负荷,热力系数可提高到1.1-1.2。蒸汽型:单、双效(0.4-0.8MPa);热水型:单、双效(高于140时);直燃型:特点。 P642单冷型、冷暖型:也即是指直燃型热泵机组:
22、第一类增热(1.2-2.5);第二类升温(0.4-0.5)。两类特点,表4.51。P6442.性能参数 P644各义制冷量蒸汽、热水型名义工况和性能参数,表4.52;直燃型名义工况和性能参数,表4.53。名义供热量名义加热源耗量 ;名义加热源耗热量(燃油或燃气时,以地位热值计)名义消耗电功率P名义性能系数COP(蒸汽型,直燃型)名义压力损失部分负荷性能 P646蒸汽、热水型部分负荷工况的规定。直燃型部分负荷特性,表4.55。变工况性能溴化锂吸收式冷水机组典型变工况性能曲线。图4.56。 P647图中曲线包括:制冷量变化、制热量变化、冷水温度变化、气温变化。4.5.3 LiBr冷水机组特点及附加
23、措施 P6461.特点:高真空,设备内压力很低(蒸发器和吸收器约0.008MPa,低温发生器和冷凝器约0.075MPa);蒸发器和吸收器必须采用喷淋式换热器;屏蔽型密闭泵。2.附加措施和冷量衰减防腐蚀:泄露和腐蚀均会产生不冷凝气体I密闭,长期不用时充氮;加缓蚀剂。表面活性剂(异辛醇和正辛醇):提高吸收和冷凝效果,而且辛醇只有在制冷时才用。P648抽气设备防止结晶:冷却水温度过低或发生器温度过高时。制冷制热量调节:根据冷水出口温度调节,能10%-100%冷量调节。制冷量衰减原因:。 P6494.5.4 LiBr机组选型,机房布置 P6491.机组负荷冷热损失附加 10%-15%污垢系数修正,污垢
24、系数对制冷制热量的影响,表4.56 2.台数3.机型:各类LiBr机型加热源参数表4.57。 P651LiBr机组性能参数(蒸汽双效和直燃),表4.58。注意:什么条件应选择LiBr机组 P651什么条件选择蒸汽双效减压降温高温水供暖选用直燃型时,应符合以下规定:按冷负荷选型;不应加大机型增加供热,应加大发生器和燃烧器。选择供冷(温)水和生活热水三用直燃机的选择,应符合下列要求:完全满足;夏季机组同时供冷和生活热水时,机组的制冷量应为空调制冷量加1.25倍生活热水供热量之和;当生活热水负荷大、波动大或使用要求高时,应另设专用热水机组。加强型高承压机组水质要求高,满足蒸汽和热水型溴化锂吸收式冷水
25、机组附录D冷却水和补充水水质要求。4.机房布置 P652位置;尺寸:各种间距;吊装孔;LiBr 储液器(不用时充入不大于0.05MPa的氮气); 储油罐:高层建筑储油罐不应超过15m3 ,室内日用油箱的容积不应大于1m3。燃气供应:低压供应,中压供应。 燃气配管:燃气进入机房不宜低于3KPa,压力越高,运转越稳定,当压力高于15KPa时,应设减压装置,减压装置宜设在单独建筑内;减压装置的进口压力不大于0.4MPa时,可设置在地下单独建筑内;液化石油气和相对密度大于0.75的燃气,减压装置不得设于地下室和半地下室;燃气管道上应设放散管,其管径DN20mm,管口高出屋脊2m以上。通风排水:采用燃气
26、作燃料时,地上机房换气次数不应少于6次/小时,半地下机房不应少于6次/小时,地下机房不应少于12次/小时,事故换气次数不应少于12次/小时.直燃机组排烟系统:烟囱及烟道尺寸;烟囱及排烟口位置;烟囱及烟道材质和安装要求;消防及安全要求;机房消防安全措施:报警器的位置及动作值;相当于机组房间占地面积10%的泄压面积。4.5.5吸收式热泵在能量回收中的利用 1.工业余热:大量低品位的低温余热(200)的回收。 升温型吸收式热泵的性能系数为输出热量与低温余热量的比值,一般0.45-0.5.2.热电厂余热(所采用的是增热型) P6593.在可再生能源系统中的应用。4.5.6 LiBr机组经济运行4.6燃
27、气冷热电三联供 p662意义:提高能源综合利用率 80%90% 图4.6-2;移峰填空;环境经济。4.6.2 使用条件 P664能源条件 负荷条件 站址条件 。 能效:年平均能源综合利用率,公式 4.61,应>70%;年平均余热利用率,公式 4.62,应>60%。工程技术条件。4.6.3冷热电联供系统组成 P666烟气型;内燃机型;余热吸收式三种冷热电联供系统。4.6.4 改备选择 P6691.负荷计算;2.联供形式:燃气轮机、燃气内燃机、微燃机等多种形式;3.运行方式;4.发电设备,2台,全部回收,三种发电设备特点 P6705. 余热设备的选择(凡是选择设备都是重点)。 6.辅助
28、设备 P672 7. 运行调节:充分利用余热。4.7蓄冷技术及应用 P6761.优点:减少装机容量;移峰填空;大温差、区域供冷。2.运行方式:全负荷;部分负荷。各有优点。3.应用场合:P6774.分类、特点:水蓄冷、冰蓄冷、共晶盐蓄冷。水蓄冷技术的分类表4.71;冰蓄冷技术的分类表4.72 (动态:冰浆、冰晶、冰片滑落式;静态:盘管外结冰、封装冰);共晶盐蓄冷技术的分类表4.73(冰球式,冰板式,特别适合改造项目)。水蓄冷特点:可使用常规机组,可考虑消防水池,但与蓄热兼用时,不得使用消防水池;蓄冷密度小,体积大,冷耗大,保冷要求高。P679水蓄冷特点:蓄冷密度大,贮槽小;冷损耗小;供水温度稳定
29、接近0;可采用低温送风系统,从而带来空调运行费用的降低。对制冷机有专门要求,当制冰时因蒸发温度的降低会带来压缩机的COP降低设备与管路系统较复杂。封装冰系统因贮槽的阻力低、流量增大、阻力小,故适于短时间内需要大量释放冷的建筑如体育馆、影剧院等。共晶盐蓄冷装置应符合下列规定。常用蓄冷技术基本数据(储槽结构、体积,出水温度,COP等),表4.74 。 P6794.7.2蓄冷系统组成,设置原则1.水蓄冷系统两类:开式流程,开闭式混合流程。开式流程:串联完全混合型、温度分层型 4.7-1。开闭式混合流程:开式流程与开闭式混合流程比较,表4.7-5。温度分层型,图4.72。冰蓄冷系统形式:串联(上,下游
30、),并联。一般多采用制冷机上游,此时制冷机的进水温度较高,有利于制冷机的高效率运行。当冰蓄冷贮槽的融冰出口温度不能够稳定时,采用制冷机下游的方式,冰水出口温度维持恒定。因而,该方式适用于要求室内温度波动范围小的场合,由于制冷机的出水温度低制冷机的效率相应较低,即主机的容量或蓄冰容量要相应增加。若要采用大温差冷冻水或低温送风技术则宜采用“制冷机上游”的串联系统。2.蓄冷系统设置原则水蓄冷系统组成及设置原则:场地允许的条件下,设置水蓄冷;水蓄冷储槽容积不小于100;供回水温差不小于7,蓄冷水温不宜低于4;循环水泵布置在贮槽水位以下的位置。(2)冰蓄冷系统的设置原则1)较小的空调系统制冰的同时,有少
31、量(一般不大于设计蓄冰冷量的10 %)连续空调。负荷需求,可在系统中单设循环水泵取冷。2)较大的空调系统制冰的同时如有一定量的连续空调负荷(超过35OkW或超过单台制冷主机空调工况制冷量的20)存在,宜设专门基载制冷机。3)冰蓄冷系统的空调供水温度与供回水温差应满足下列要求:选用一般内融冰系统时,空调供回水温差为7-12。选用大温差供水(5一15)时宜选用串联式冰蓄冷系统。采用低温送风系统时宜选用3一5的空调供水温度;仅局部有低温送风要求时,可将部分载冷剂直接送至空调表冷器。采用区域供冷时应采用外融冰系统供回水温度宜为3一13供回水温差不应小于9。4)IPF值要高以减少冷损失一般值在加以上即为
32、可行。5)蓄冰槽体积要小占地空间要小。6)系统COP不应低于2.5。盘管式蓄冰系统应遵循以下设计规定;封装冰系统应遵循以下设计规定;冰片滑落式蓄冰系统应遵循以下设计规定。4.7.3蓄冷系统设计要点1.蓄冷系统的供冷负荷的确定2.蓄冷系统与非蓄冷空调系统的供冷负荷确定的区别逐时冷负荷分布图:特点,计算,估算(平均法和系数法)。3.蓄冷系统的蓄冰装置有效容量与双工况制冷机的空调标准制冷量(1)全负荷蓄冰蓄冰装置有效容积的计算;蓄冰装置名义容量;制冷机标定制冷量。(2)部分负荷蓄冰蓄冰装置有效容积的计算;蓄冰装置名义容量;制冷机标定制冷量。(3)电力部门有限电政策时蓄冰装置的有效容量。4.水蓄冷系统
33、的设计要点(1)水蓄冷贮槽容积设计确定计算公式 4.7-11;水蓄冷贮槽的蓄冷槽效率表4.7-8。(2)合理确定贮槽温度分层型)的高径比和流速(3)贮槽的冷温水进出口合理设计稳流器的布置;稳流器的结构形式;稳流器的测温点的布置。5.冰蓄冷设计 P688(l)合理确定最佳蓄冷比例,一般为30%-70%。(2)合理选择冰蓄冷方式a动态蓄冷装置的运行特性与蓄冰槽内冰的数量无关,在整个蓄冷循环中保持不变,蓄冷过程稳定。同时,动态冰蓄冷可实现日蓄冰、周蓄冰的运行模式,蓄冰多少仅受蓄冰槽体积的限制,此可以明显减小装机容量。b.盘管外结冰式:外融冰系统和内融冰系统内融冰盘管采用不完全冻结方式可提供稳定的34
34、的低温载冷剂或冷冻水,外融冰盘管能提供稳定的、低于1的冷冻水,适用于大温差低温送风空调系统和大型区域工程。外融冰盘管融冰胜能与盘管的材料无关融冰时具有同样的换热机理、换热系数基本相同。因此,外融冰盘管融冰性能仅取决于换热而积的大小。c.封装冰:结冰厚度过大,会导致传热比能下降。近年来冰球系统采用较少。冰球系统蓄冰槽的阻力小一般为25kPa盘管式的蓄冰槽阻力多在36KPa以上有的高达l15kPa。d.基载制冷机:在蓄冷周期内,当存在较为稳定、并具有一定数量的供冷负荷时,系统宜配置基载制冷机。基载制冷机的容量按保证蓄冷时段空调系统需要的供冷量确定。(3)载冷剂的选择载冷剂的选择应符合下列要求。(4
35、)冰蓄冷系统的选择并联:单板换热器,双板换热器。串联:单泵,双泵,三泵。配置原则:双板换热器适于蓄冰贮槽的阻力接近板式换热器的情况;故大型系统宜采用大温差并联系统;串联单泵系统在小型系统空调面积小于30000平米的项目)中采用;串联双泵系统的能耗低于单泵系统,三泵低于双泵。(5)冰蓄冷系统辅助设备的选择1)卤水泵的选型,表4.7-13,4.7-14。依据设计流量计算卤水泵时,不宜再加裕量系数,泵的扬程也不宜再加流量系数。宜采用机械密封型泵。2)热交换器的选型:普遍采用板式换热器,换热系数高;根据样本按对数温差方法进行。当采用表冷器直接供冷时,可按水温降低1计算浓度25的乙烯乙二醇济液的表冷器的
36、冷量。3)乙烯乙二醇溶液管路系统附件设置如下表所示管道材质及阀门的选择:一般宜用普通钢管,不应选用镀锌钢管。4)管道与设备保冷厚度的选择乙烯乙二醉溶液管道、设备采用发泡聚氨酯材料的最小厚度,表4.7-17。7.冰蓄冷系统优化选择制冷机优先;蓄冰装置优先;优化控制。图4.710,典型的水蓄冷空调水系统;表4.7-18,水蓄冷工况切换控制;图4.711,带制冷机旁通的串联蓄冰系统;表4.7-19,串联双泵系统的工况切换控制(对应上图)。8.低温运用:冰蓄冷与低温送风联合应用,更突出冰蓄冷的优越性;可实现7-11的送风温度,送风温差可达12-17;与传统空调系统相比,具有以下优点:降低投资;节约电量
37、和运行费用;占用空间少;除湿能力强,在等感温度条件下,允许干球温度适当提高1-2,从而使得冷负荷下降。低温送风空调系统设计方法的特点,表4.7-20。4.7.4蓄冷与热泵耦合技术的特点4.8冷库设计基础4.8.1冷库的分类,表4.81 P699高于0称为冷藏,低于0称为冷冻。冷库的组成,表 4.82。冷却间,冻结间,冷却物冷藏间,冻结物冷藏间。冷藏间耐火等级、层数、面积,表4.83。P700 库址选择:夏季最大频率风向的下风侧,使用氨时,与下风侧防护距离不宜小于300m,与其他方位防护距离不宜小于150m。4.8.2食品贮藏温湿度要求及物理性质 P301食品冷却方法及适用对象,表4.84。 真
38、空冷却,差压冷却,通风冷却,冷水冷却等。食品几种冷却方法对比,表4.85。 P702冻结方法及特点,表4.86 。接触式冻结:间歇式冻结;流态化冻结、鼓风式冻结、液化气体冻结。冷藏方式及适用商品,表4.8-7。 P702冷却物冷藏温度一般在0以下,冻结物冷藏温度一般在-18以下。各种食品温湿度要求、期限。 P704-705 食品热物理性质、比热容、比焓。呼吸与蒸发,冻结时间计算。 P7084.8.3公称容积与库容量 P7081.公称容积:室内净面积(不扣除)乘以房间高度。2.冷库的计算吨位,公式4.811 P708容积利用系数不应低于表4.815的规定(特别注意蔬菜的)。3.库容量计算:三种方
39、法。食品密度,表4.8-17。 P7094.8.4冷加工能力计算公式 1.吊挂式;2.搁架排管式 P7104.8.5气调贮藏 P710 1.最普遍的是降氧和升高C02,分类表4.819。充氮,置换,减压。2.常用气调设备,4.821。 P711 3.气密性测试要求,表4.8-22。 P711冷库各部位保证气密性措施,表4.823。 P7124.8.6 隔气、防潮、隔热P712 1.构造要求;2.优良的隔气、防潮、隔热应采用以下做法:1)10)条。3.隔气、防潮材料的选择:常用隔气、防潮材料的物理性能(包括蒸汽渗透阻力等)。蒸汽渗透的计算 P713;渗透阻的验算公式4.8-17。 4.隔热材料的
40、选择:常用隔热材料主要特性。常用隔热材料性能指标:、蒸汽渗透率、蓄热系数S。正铺于地面、楼面的隔热材料,其抗压强度不应小于0.25Mpa。5.防止冻胀 P715底层冷间设计温度低于0时,应采取防冻胀措施;当地面为岩层或砂砾层,且地下水位较低,可不做防冻胀处理。防冻胀方法4.827。 乙二醇循环系统;低压电加热;架空地坪;自然通风。4.8.7 围护结构热工计算 P7161.冷库设计规范有关规定(l)计算冷间围护结构热流量,室外计算温度应采用夏季空气调节室外计算日平均温度。计算冷间围护结构最小总热阻时室外计算相对湿度应采用最热月的平均相对湿度。(2)计算内墙和楼面时,围护结构外侧的计算温度应取其邻
41、室的室温。当邻室为冷却间或冻结间时,应取该类冷间空库保温温度。空库保温温度,冷却间应按10计算。冻结间应-10按计算。3)冷间地面隔热层下设有加热装置时其外侧温度按1-2算;如地面下部无加热装置或地面隔热层下为自然通风架空层时,其外侧的计算温度应采用夏季空气调节。2.冷库围护结构总热阻Ro的确定方法(1)外墙、屋面、顶棚的总热阻,表4.8-28.冷库底层冷间0时,可不做防止冻胀处理,但应设隔热层。空气冷却器基座下部及周边1米范围内地面总热阻Ro不应小于3.18。围护结构两侧温差修正系数,表4.8-29。(2)隔墙、楼面和地面的总热阻Ro冷间隔墙的总热阻,表4.8-30;冷间楼面的总热阻,表4.
42、8-31;直接铺设在土壤上的冷间地面总热阻,表4.8-32;铺设在架空层上的冷间地面总热阻,表4.8-33。(3)冷间隔热材料导热率修正系数,表4.8-34。导热率的计算公式。3.冷库围护结构热流量的计算(1)冷间设计温度和相对湿度,表4.8-35。(2)库房围护结构内、外表面传热系数,表4.8-36。(3)冷库围护结构的总传热系数。冷库围护结构的总传热系数计算公式与供暖围护结构的传热系数计算公式相同。(4)冷间围护结构热流量的计算,公式4.8-20.冷间围护结构面积的计算规则:1)4)。4.9冷库制冷系统设计及设备选择 4.9.1冷库冷负荷的计算冷却设备负荷、机械负荷 P721 1.冷却设备
43、负荷的计算1.冷库计算热流量组成:围护、货物、通风、电机、照明、开门及操作的各项计算P721-725。冷库每日进货量m; P722货物进入冷库的温度; P723 冷却设备负荷计算公式4.9-5;2.机械负荷计算公式4.9-6。 季节修正系数、货物热流量衰减系数,电机同期运转系数、冷间同期操作系数。表4.9-44.9-6。 4.9.2制冷系统形式及选择 制冷系统形式,表4.910。 P729 冷库制冷系统的选择,表4.911。 P7294.9.3制冷压缩机及辅助设备的选择计算1.制冷压缩机的选择 活塞式压缩机设计工况选择要素;采用二级活塞式压缩机的标准;二级压缩的中间温度与中间压力的计算公式。氨
44、制冷压缩机允许的吸气温度(不同蒸发温度下);螺杆式氨制冷压缩机适应的工况范围。氨制冷压缩机的选择要求:不另设备用机冷凝压力与蒸发压力8时,应采用双级压缩,否则单级压缩;系列不宜超过两种;制冷量宜大小搭配。2.换热设备的选择计算(1)冷凝器的选择计算1)各种冷凝器的类型、特点及适用范围,表4.916。 冷凝器的传热系数K及热流密度qc,表4.917。 P732 采用水冷冷凝器时,其冷凝温度不应超过39,采用蒸发式冷凝器时,其冷凝温度不应超过36.2)冷凝器的选择计算冷凝器热负荷:Qc=Qe+Pi 单级压缩制冷循环:Qc=Qe,为冷凝器负荷系数,见图4.93。传热面积 A=Qc/(k·m
45、)= Qc/ql。(2)蒸发器的选择计算各种蒸发器的类型、特点及适用范围,表4.9-18。 蒸发器的传热系数K及热流密度qc,表4.919。 传热面积A=Qc/(k·m)=Qc/qc。3.辅助设备的选择计算中间冷却器的选择计算,表4.920; 油分离器的选择计算;储液器的选择计算;气液分离器的选择;制冷剂净化设备:空气分离器,干燥过滤器(氨系统一般只装过滤器,氟利昂必须装过滤干燥器)液泵的选择计算;氨泵的设置。4.9.4冷间冷却设备的选择和计算 1.冷却设备选型表表4.922(各冷间适用的空气冷却器)2.冷间冷却设备的设计计算(1)冷却设备传热面积As=Qs/(Ks·s),冷间温度与冷却设备蒸发温度的计算温差s,其确定方法如下:顶排管、墙排管和搁架式冻结设备的技术温度差,可按算术平均温度差采用,并不宜大于10。空气冷却器的计算温度差,应按对数平均温度差确定,可取710,冷却物冷藏间也可采用更小的温度差。冷间冷却设备每一制冷剂通路的压力降,应控制在制冷剂饱和温度降低1的范围内。(2)冷却设备传热系数计算光滑顶排管、光滑墙排管的传热系数K=KC1C2C3;搁架式冻结设备的传热系数按表4.9-23采用。
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