制冷装置设计课件-六

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五节 冷库制冷自控局部方案介绍补充,压缩机平安保护回路必须采用。,制冷装置自动控制分为局部自控，如：氨泵自控回路、中冷自控回路、压缩机平安保护回路、库温自动巡检遥测回路等已十分成熟。,一、库房回路自控方案,控制参数：温度、湿度、融霜控制。,库温到达上限,回汽电磁阀开,供液电磁阀开,库温到达下限,供液电磁阀关,延时,回汽电磁阀关,融霜回路自控,问题：冷间可以不设置回汽自控阀门吗？回汽阀为什么要采取,比供液阀延迟关闭,？考虑到回汽阀全开时有压力损失14KP,a,蒸发温度越低，会使制冷机吸入压力产生温降23，致使系统的产冷量下降较多，可选用常开式电磁汽用阀门，压力损失较少。,当控温要求不严格时，,也可取消回汽电磁阀,，使系统减少了自控元件，,系统更加可靠，投资又省,。,这种方案国内较多的采用,。,讨论：对回汽不设自控电磁主阀能有什么问题出现？,电磁阀正常使用是阀前压力应小于阀后压力，当阀前压力大于阀后的压力会使电磁阀自行翻开，产生误动作。全自动融霜回路应增加相关的阀件,冻结间降温自控回路为什么要采取温度和时间两者双控制？,二、氨泵系统超倍供液系统的能耗分析,供液液位自动控制分析：循环桶内液位约在桶体的30%处，有浮球液位控制器检测控制供液电磁阀的开、关。当液位由正常液位下降6cm后，电磁阀开；液位升至上限时，电磁阀那么关闭。,液位下降速度为:dh/dt=G,zf,+xG,zf,/(1-x),压缩机吸入量=G,吸入,氨液比重；F桶体截面,供液电磁阀关闭的时间长短 t 关=h F/G吸入,h=6cm=0.06m,供液电磁阀开启时，液位升高的速度,dh/dt=G翻开-G吸入/F G翻开：表示电磁阀供液量,供液电磁阀供液时间 t开=dhF/G翻开-G 吸入,当G翻开=G吸入 供液电磁阀常开；,当G翻开=2G吸入 供液电磁阀开=关的时间,电磁阀后面设有节流阀可以起到调节流量的作用，控制电磁阀的开和关。一般调整在20分钟一个开关周期，防止电磁阀的频繁启动。,P42页,三、氨泵的自动控制及流量旁通对传热的影响,氨泵按照最大负荷选用，实际负荷又是变化的，当大局部用冷的地方关闭了供液阀后，泵的供液压力过高，使蒸发温度上升，降温更慢。此时应使氨液旁通，多余的氨液回到循环桶去。自动旁通阀调整动作压差为0.240.2Mpa。,氨泵保护的控制,齿轮氨泵：输液量不变，设计上对阻力估计缺乏，也能满足需要的输液量。抗气蚀能力比离心泵好，要求氨液纯洁，不带杂质。泵本身带有平安阀，调节压力为额定排出压力的150%，齿轮泵出口应加设止回阀，防止液体倒流。,离心泵屏蔽泵用氨液进行冷却电机和轴承，泵不能断液，泵本身不带自动保护装置，必须设压差控制器CWK-11)用于泵的进出口压差检测，当气蚀时，泵得出液量迅速下降，压差低于某一调定值时，报警，15s后停泵，压差控制器调定值5060KPa).,液泵运行使制冷系统增加了能耗，对屏蔽泵取液泵所配的电机功率作为余热负荷，计入到系统的冷负荷总值中。P35中内容仅作为参考,第二章 制冷负荷计算,制冷负荷正确计算以后，才能恰当地选用、设计配备制冷主机、辅机，蒸发器等一系列的制冷设备。,计算冷负荷要有根底资料和设计参数，求的不利情况下的用冷冷间耗冷量冷负荷，为冷间设计制冷设备提供依据，对各冷间耗冷进行汇总又可以提供整个制冷装置的制冷负荷和压缩机负荷。,第一节 计算参数,一、根底资料,室外计算温度采用当地历年平均每年不保证五天的日平均温度“夏季空气调节日平均温度.济南tw=32 ，P66页,冷间邻室计算温度确实定：对于冻结间、冷却间按照 10、+10计算，其他冷间按其使用温度计算。,第一节 计算参数,一、根底资料,3.计算通风换气时室外计算温度确实定：采用每年最热月14点的月平均温度的历年平均值“夏季通风温度。济南 t=31 ,4.室外计算相对湿度：,用于计算冷间围护结构最小总传热组时使用，采用“最热月的月平均相对湿度“室外计算相对湿度%.(济南=73%，历年最热月的相对湿度),用于计算开门热量和通风换气热时，室外计算相对湿度采用“夏季通风室外计算相对湿度。(济南=56%，历年最热月14时的月平均相对湿度的平均值。),5.用于计算循环冷却水使用的湿球温度采用夏季室外平均每年不保证50小时的湿球温度。济南ts=26.8 ,库房热量的计算,(一)库房热量有五局部组成：,1.围护结构传入热Q1,2.冷间进入的货物热Q2,3.通风换气热Q3,4.电机运行热Q4,5.操作人员热Q5,二货物进出货时的温度计算：,1.未经冷却的屠宰的鲜肉按+35 计；从外库调入的冻结物品温度按-8-10 计；鲜蛋、果蔬进货温度按当地食品进库旺季的月平均温度，或按Pg64表2-3-2 “生产旺季的温度修正系数进行修正。,2.机制冰按 0 计算，进入冰库贮存。,3.肉类从冷却间出库时按+4 计；肉、鱼经冻结后的出库温度15 计；冷却物冷藏间按 0 出库温度计；冻结物冷藏间按-18 计。,三货物冷加工所需要的时间计算,冷却间,肉 室温,2 出货温度+4 冷间加工时间20h/10h,冻结间,肉 室温,23,出货温度,15 冷间加工时间20h/10h,鱼 ,室温,23,出货温度,15 冷间加工时间12h/8h,禽、兔,室温-23,出货温度,15 冷间加工时间20h/10h,冷却物冷藏间,果、蔬 室温 0,出货温度0 冷间加工时间24h72h,冻结物冷藏间,室温,18,出货温度-18 冷间加工时间24h48h,冰库,室温,4,出货温度-4 冷间加工时间24h,第二节 冷间各项冷负荷确实定,库房耗冷量：即单位时间内必须从库房内取走的热量，也称为库房冷负荷，它有五局部组成。,1.Q1 围护结构耗冷量,2.Q2 货物放热量,3.Q3 通风换气耗冷量,4.Q4 电机运转热当量,5.Q5 操作管理耗冷量,一、库房围护结构传入热 Q1,Q1=K A a(tw-tn)=1/R0 A a(tw-tn),a：围护结构温度差修正系数，考虑到太阳辐射影响对不同的部位，对于室外气温 tw 具有不同的修正。使得围护结构的传热计算方便和简化。P51页,R0；围护结构的总传热阻 R0=Rn+Ni=1 Ri+Rw,二、货物热量Q2货物热量有四项内容,1.Q2a 食品放热量,2.Q2b 食品包装材料，如筐、箱、盒等。,3.Q2c 食品冷加工过程中呼吸热(鲜活食品由高温降到低温时间段这一过 程 发生的呼吸热,4.Q2d 食品冷藏过程中的呼吸热,如在冻结生产过程中有加水作业时，应将加水量计入Q2a中。,Q2=Q2a+Q2b+Q2c+Q2d=1/3.6 G(h1-h2)/T+GB(t1-t2)Cb/T +G(q1+q2)/2+(Gn-G)q2,=1/3.6 T G(h1-h2)/+GB(t1-t2)Cb+G(q1+q2)/2+(Gn-G)q2,G:冷间每日的进货量(Kg);按设计冷加工能力计，果蔬类应不大于每间总冷藏吨位的8%；鲜蛋类应不大于每间总冷藏吨位的5%,T:冷却或冻结一次的时间h;,h1、h2:分别是食品加工进货及出货时具有的热焓值Kj/Kg(p55)。,q1、q2:鲜活食品冷却初始温度的呼吸热及冷却结束时的呼吸热(W/t)P58.,B:包装材料的重量系数,冷间贮藏吨位 G 的计算,G=V/1000,V=A H,A：冷间净面积m2(相同温度的房间可合并计算V,对冷间容积系数进行查表取值表2-1-3 P49页。,：食品的计算密度kg/m3表2-1-4 P49页。,三、通风换气热 Q,3,对于果蔬类食品储存时间稍常，库内的CO2 过多，影响到正常生理活动而产生病害。因此，定期要进行通风换气。Q3a,对于在低温车间加工车间、包装间工作人员要进行呼吸，同样要进行通风换气。(Q3b),通风换气这局部冷负荷同样由冷间内的制冷设备负担，称为通风换气热 Q3。,Q3=Q3a+Q3b=,n:冷间换气次数23次/日 V：冷间内容积m3 nr:操作人员数,30：指每一操作人员需要的新鲜空气量m3/h。,四、电机运转热 Q,4,冷间内的风机运转消耗了电能转换成为热量，由冷间的制冷设备承担，冷间中的这局部电机热 计算公式：,Q4=1000 N,:热转化系数，电机在冷间内取1；电机在冷间外取0.75。,:电机运转时间系数。p61,五、操作管理冷负荷Q5 p61),操作管理冷负荷Q,5，,包括：,冷间照明冷负荷Q,5a,；,出入冷间开门冷负荷Q,5b,；,操作人员耗冷量Q,5c,.,Q,5,=Q,5a,+Q,5b,+Q,5c,=,qd:冷间单位面积照明热量指标w/m2,V:冷间容积m3,n:每日开门换气次数，见图22-3,M:空气幕修正系数,nr:操作人员数,qr；操作人员的发热量W/人.3/24：表示每日工作3h.,第三节 冷却设备负荷与机械负荷计算,冷却设备负荷 QZ 即 冷间蒸发器所担负的负荷。每冷间都需要单独设有蒸发器。所以，蒸发器负荷应以各冷间为单位，逐间进行计算。,QZ =Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5,P:加工负荷系数，考虑食品放热的不均衡性，对冷却间、冻结间P=1.3；其他冷间P=1。,计算得出 QZ 作为配置冷间 蒸 发 器 大小的依据。,机械负荷 Qj 是特指某一蒸发系统又称蒸发温度回路所产生的制冷机的负荷。,Qj=n1Q1+n2Q2+n3Q3+n4Q4+n5Q5R,n1:围护结构传热季节修正系数表216,n2:货物热量的机械负荷折减系数，与冷间的间数有关。,n3:同期换气系数 n4:电机同期运转系数,n5:同期操作系数P101,R:为管道和设备的冷量损耗补偿系数,思考题-6,1.为什么要对冷间设备负荷中的 Q,2,项进行修正？,2.为什么要对,制冷机器负荷,分蒸发回路单独进行计算？,3.为什么冷间设备负荷比制冷机器负荷计算的大？,三、制冷负荷的估算,制冷负荷的估算常用于工程建设的初步设计或对于工程的筹划、咨询便于快速做出概算，并对工程的占地、用水量、用电量等作出相应的估计，用于可行性的研究或方案的评估等。,表2-4-1 2-4-4 的数据可以进行参考。,第三章 制冷机器和设备的选择计算,制冷设备的选型将以工程中的实际做法进行介绍，对于制冷机、制冷辅助设备的台数和型号进行选择和匹配，确保制冷装置的运行平安、经济、可靠正常运行。,第一节 制冷压缩机的选型计算 P70,制冷压缩机是制冷装置的心脏，能否正确选型关系到一次投资和运转费用的多少，同时也关系到生产操作的方便性。,一、氨压缩机的选型原那么,1.压缩机的制冷量,应按照不同的蒸发温度回路系统分别选用制冷压缩机，使每台制冷机分别负责一种蒸发温度系统，不设置备用机可考虑不同系统的制冷压缩机互为备用。,2.型式,压缩机的型式不宜超过两种系列，尽可能采用同一系列的制冷压缩机,3.台数,制冷机的台数应适应于系统负荷变化的需要，台数太多，操作不方便，制冷机的效率低；台数过少，系统简化，但对于低负荷时出现大马拉小车的情况，使得制冷机的效率低下。,4.压缩级数,Pk/Pz 8 应采双机压缩。,5.电动机匹配,对于制冷压缩机工作工况是变化的情况，应按照轴功率最大需要选配电动机，如：配组式的双级压缩机，在环境温度低时，高压级、低压级制冷机都可在PkPz同一工况下作单级制冷运行。但配组式的双级压缩系统中作为高压级运行的压缩机应按照空调工况进行配置，防止电机功率缺乏。,6.选用制冷机时要注意工作条件不应超过制造厂规定的使用条件。,思考题-7,制冷机以满足系统负荷为准，不设备用机。如果制冷系统是两个蒸发系统所组成，负荷均不大，如何选用制冷机，每个回路选两台？还是整个系统选用一台或两台还是三台？考虑有两种情况，一种均是单级运行；一种是双机运行。,2.为什么对配组式的双机压缩机高压机按照空调工况配备电动机？,3.为什么低温工况使用的压缩机不能用于空调工况？反之，是否可以，有什么问题吗？,二、几个主要计算参数确实定 (P70),1.蒸发温度 tz 确实定；一般蒸发器蒸发温度比库温低10；采用间接冷