冷库制冷工艺设计 课件 第3、4章 制冷压缩机与设备的选型与计算、制冷系统管道设计

《冷库制冷工艺》第3章制冷压缩机与设备的选型与计算本章学习目的与要求学习目的与要求掌握制冷压缩机与设备的选型与计算；掌握冷凝器、蒸发器等制冷设备的计算与选型；会进行其他设备的选择与计算。冷凝器的选择与计算库房冷却设备的选型与计算本章主要内容：010304制冷压缩机的选择与计算其他设备的选择与计算02

第一节制冷压缩机的选择与计算一、压缩机选型的一般原则二、主要工况参数的确定（一）蒸发温度t0的确定（二）冷凝温度ｔk的确定（三）吸气温度tx的确定（四）过冷温度tg的确定（五）排气温度tp的确定（六）中间温度tm的确定三、单双级制冷压缩机的选择与计算

第二节冷凝器的选择与计算一、确定冷凝负荷二、确定冷凝器类型及条件（一）冷凝器的种类（二）各种类型冷凝器的特点及使用范围三、单双级制冷压缩机的选择与计算（一）冷凝器计算与选型1.冷凝器的选型原则2.冷凝器传热面积计算例题

第三节库房冷却设备的选型与计算一、蒸发器类型二、蒸发器计算与选型（一）蒸发器的选型（二）蒸发器选择计算

式中：qf——热流密度（kW／m2），其经验数据可按表3-8所列推荐值选取；对于氨冷风机，传热系数按照表3-9、3-10选择。传热温差按照表3-11选择。卤代烃冷库冷风机在迎面风速2.5m/s、翅片间距4~10mm时，传热系数一般为18~23W/m2·K。冷却排管的传热系数一般为12~15W/m2·K。

第四节其他设备的选择与计算一、节流装置（一）手动节流阀

（二）浮球阀（三）热力膨胀阀热力膨胀阀

例3-5二、油分离器

式中：Vh——压缩机的理论排气量，m3/h；λ——压缩机的输气系数；ν2——压缩机排气比体积，m3/kg；ν1——压缩机吸气比体积，m3/kg；w——气体在壳体内的流速，m/s。对填料式油分取w=0.3~0.5m/s，其它型式油分取w=0.5~0.8m/s。

第四节其他设备的选择与计算三、中间冷却器

中间冷却器的选择应满足两个条件：一是气体通过中间冷却器横断面的速度应满足气液分离的要求。一般流速不大于0.5~0.8m/s；二是传热面积应满足液体制冷剂过冷的要求，而且盘管内的液体的流速一般不大于0.4~0.7m/s。

第四节其他设备的选择与计算四、高压贮液器五、低压循环桶（器）

式中：Ｇ——单位时间内制冷剂的循环量，kg/h；ν——冷凝温度下氨液比体积，m3/kg；φ——系数，见表3-15；β——贮液器充满度，取β=0.7。

第四节其他设备的选择与计算六、氨液分离器

氨液分离器的选择主要是确定其直径。对于库房氨液分离器，直径用下面公式（3-36）计算。对于机房氨液分离器，以代替公式中的得到，见公式3-37。

第四节其他设备的选择与计算七、液泵（一）液泵的流量计算（二）液泵的扬程（输出压头）计算

第四节其他设备的选择与计算八、冲霜排液桶排液桶以体积选型，使其能容纳各冷间中排液量最多的一间蒸发器的排液量。其体积按公式3-43计算。

第四节其他设备的选择与计算十、制冷系统中各设备和管路的液体制冷剂充灌量的计算制冷系统中各设备和管路的液体制冷剂充灌量，可以按照表3-16、3-17所列查出的充满度乘以相关设备和管路的内容积进行计算。

表3-16氨制冷系统中设备和管道的液体制冷剂充满度

表3-17卤代烃制冷系统中设备和管道的液体制冷剂充满度

本章重点：1.制冷系统主机的选择与计算2.制冷系统主要设备的选择与计算3.制冷系统辅助设备的选择与计算《冷库制冷工艺》第4章制冷系统管道设计本章学习目的与要求学习目的与要求掌握制冷剂管道系统设计的原则、管材的选用；了解管道的计算与选择的方法，能够采用线算图法进行管道选择；掌握管道的坡度、支撑等安装要求；掌握氨、卤代烃和二氧化碳系统管道的布置原则；了解制冷管道和设备的绝热要求管道的计算与选择管道的安装要求本章主要内容：000203概述制冷管道和设备的绝热要求01

制冷系统管道概述

一个制冷系统设计的成功与否，在相当大的程度上决定于制冷剂管道系统的设计是否合理，以及对该系统中的制冷设备的认识程度。1.制冷剂管道系统设计应当遵守的原则2.制冷系统管道的流程设计应符合的规定

第一节管道的计算与选择一、制冷管道计算

（一）管道壁厚计算

第一节管道的计算与选择一、制冷管道计算

（二）管道直径的计算

2.线算图法

公式计算法较精确但计算繁琐，线算图法虽然精确度不如计算法，但使用简便，用于工程计算已经足够用。1.公式法卤代烃卤代烃制冷系统的管道选择，例4-1图4-1R22吸气管道的容量（2）氨制冷系统的管道选择

氨管道中无回油问题，因而管径确定比卤代烃管道简单。

氨制冷系统中的排气管道和高压液体管道直径的选择原则和卤代烃相同。把压力降控制在相当于冷凝温度差0.5℃是合适的。吸气管道的压力降通常也是控制在相当于蒸发温度差1℃。图4-9R717管道的容量（3）其他辅助管道管径的确定除以上几种主要管道外，下述管道的管径可以参照设备管接头大小或按以下规格选用：1）融霜用热氨管为DN32~DN50；2）放油管为DN20~DN32，应与接头通径一致，低温放油管的管径应适当加大些；3）安全管与各安全阀管接头相同，主管取DN25~DN50；4）排液管为DN25~DN32；5）设备的加压、减压管为DN20~DN32；6）均压管与接头通径一致，设备多时，总管管径加大一档；7）氨泵进、出液管管径参照表4-5确定。

第一节管道的计算与选择二、制冷管道的材料与选择

安装和制作制冷系统管道时，对管材有明确的要求，应选用制冷剂、冷冻油及其它混合物均不对其产生腐蚀的管材。制冷系统管道管材的确定（1）氨制冷系统的管道一律采用A10或A20碳素钢无缝钢管输送流体，不能用铜管或其它管材代替，内壁不得镀锌，质量标准应符合GB8163-2018中的有关规定，如表4-9、4-10所示。（2）卤代烃制冷系统的管道，对于公称直径在25mm以下的，一般采用紫铜管（YB447—70），25mm以上的一般采用无缝钢管（GB8163-2018）输送流体，内壁不得镀锌。（3）冷排管采用碳钢或低合金钢管制作时，氨冷排管腐蚀裕量不应小于1.5mm，卤代烃及其混合物冷排管腐蚀裕量不应小于1mm，二氧化碳冷排管腐蚀裕量不应小于2mm；卤代烃及其混合物管道采用铜及铜合金管时，腐蚀裕量不应小于0.5mm；（4）冷排管强度和刚度应按照外表面结冰、管内全部充满液态制冷剂计算；（5）水系统的管道，一般均采用低压流体输送用镀锌焊接钢管（GB3091-2015）、螺旋电焊接钢管或铸铁管；（6）载冷剂制冷系统管道，则应根据载冷剂的物理化学性质，来确定应该采用何种管道材料合适。

第二节管道的安装要求

制冷系统管道的布置应符合现行国家标准《工业金属管道设计规范》GB50316的有关规定，以及一些规定，见教材。一、管道的坡度

第二节管道的安装要求二、管道的支撑

图4-13管道支架

第二节管道的安装要求三、氨管道的布置（一）对氨制冷系统用阀类、仪表及连接件的要求（二）管道布置要求（三）管道布置

第二节管道的安装要求四、卤代烃管道布置（一）回气管

图4-14回油弯示意图图4-16 并联压缩机与回气总管的连接1一压缩机2一回气总管 3一回气支管4一集管5—均压管6一均油管图4-15双上升回气立管

第二节管道的安装要求四、卤代烃管道布置（二）排气管（三）液体管

图4-25排气管的分级提升图4-24设油分离器时排气管的连接系统

第二节管道的安装要求五、二氧化碳系统的管路布置1.二氧化碳制冷系统管道的设计压力的规定2.二氧化碳制冷系统管道的设计温度的规定3.二氧化碳系统管道管材的选用4.二氧化碳系统管道的安装（三）液体管

第三节制冷管道和设备的绝热要求

制冷系统管道绝热或隔热主要指低压管道，目的为了减少冷量损失和回气过热；其次是防止管壁表面凝水结露。一、制冷管道和设备隔热层厚度的确定

第三节制冷管道和设备的绝热要求

制冷系统管道绝热或隔热主要指低压管道，目的为了减少冷量损失和回气过热；其次是防止管壁表面凝水结露。一、制冷管道和设备隔热层厚度的确定

第三节制冷管道和设备的绝热要求二、制冷设备和管道隔热设施

图4-32管

道隔热的典型结构1—管道外表面