4.7-5。
温度分层型,图4.7—2。
冰蓄冷系统形式:串联(上,下游),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:
①选用一般内融冰系统时,空调供回水温差为7-12℃。②选用大温差供水(5一15℃)时.宜选用串联式冰蓄冷系统。
③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。
④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3~4℃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)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;4.8.3公称容积与库容量 P708
1.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4.8—11 P708
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
①制冷机优先;②蓄冰装置优先;③优化控制。 图4.7—10,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4.7—11,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4.8—1 P699 高于0℃称为冷藏,低于0℃称为冷冻。 冷库的组成,表 4.8—2。
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4.8—3。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4.8—4。
真空冷却,差压冷却,通风冷却,冷水冷却等。 食品几种冷却方法对比,表4.8—5。 P702 冻结方法及特点,表4.8—6 。
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。 P708 容积利用系数不应低于表4.8—15的规定(特别注意蔬菜的)。
3.库容量计算:三种方法。 食品密度,表4.8-17。 P709 4.8.4冷加工能力计算公式 1.吊挂式;2.搁架排管式 P710 4.8.5气调贮藏 P710
1.最普遍的是降氧和升高C02,分类表4.8—19。 充氮,置换,减压。
2.常用气调设备,4.8—21。 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4.8—23。 P712 4.8.6 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.隔热材料的选择:常用隔热材料主要特性。
常用隔热材料性能指标:ρ、λ、蒸汽渗透率μ、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4.8—27。
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 P716 1.《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4.8-31;
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4.9-4~4.9-6。 4.9.2制冷系统形式及选择
制冷系统形式,表4..9—10。 P729 冷库制冷系统的选择,表4.9—11。 P729 4.9.3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4.9—16。冷凝器的传热系数K及热流密度qc,表4.9—17。 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=ψQe,ψ为冷凝器负荷系数,见图4.9—3。
传热面积 A=Qc/(k·Δθm)= 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4.9—19。 传热面积A=Qc/(k·Δθm)=Qc/qc。 3.辅助设备的选择计算
中间冷却器的选择计算,表4.9—20; 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4.9—22(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·Δθs),冷间温度与冷却设备蒸发温度的计算温差Δθs,其确定方法如下:
①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℃。 ②空气冷却器的计算温度差,应按对数平均温度差确定,可取7~10℃,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
①光滑顶排管、光滑墙排管的传热系数K=K’C1C2C3; ②搁架式冻结设备的传热系数按表4.9-23采用。 (3)空气冷却系统的设计原则 ①空气分配系统:有风道、无风道
②冷却间、冻结间的气流组织:吊挂白条肉的冷却间气流应均匀向下吹,盘装食品冻结间气流应均匀横吹。 4.9.5冷却设备除霜
光排管和墙排管以扫霜为主,结合热氨融霜。 空气冷却器的除霜方法,表4.9—24。 P741
国内大多数采用混合除霜的方法,即先热气(氨)除霜,再用水冲霜,效果好,速度快。 热氨除霜系统设计要求; 水除霜系统设计要求。
4.9.6冷库制冷剂管道系统设计 1.制冷剂管道系统设计资格
氨制冷剂系统中的氨气属于《建规》中火灾危险性为乙
类可燃气体,当设计压力<4MPa时,氨制冷剂气体管道系统属于GC1级。
2.制冷剂管道系统的设计
(1)冷库制冷剂管道系统设计压力、设计温度
表4.9-25(R717、R404A、R507:高压侧、低压侧) 高压侧:压缩机排气口到节流装置入口的那段管道 低压侧:节流装置出口到压缩机入口(双级压缩制冷装置的中间冷却器的中压部分亦属于低压侧)。 (2)管道与管道组成材质:应采用无缝钢管 热弯加工的弯头,最小弯曲半径应为管子外径的3.5倍;风机过载信号宜作用于信号报警而不是直接停风机;氨制冷系统安全总泄压管口高出周围50m范围内的最高建筑物的屋脊5m。 2.设备布置原则
制冷机;中间冷却器;冷凝器;过冷器;蒸发器;液氨分离器等各种间距数据。 4.9.9装配式冷库 1.优点
隔热层为聚氨酯时,导热系数=0.023;隔热层为聚苯乙烯时,导热系数=0.040.这类材料具有良好的保温隔热和冷弯加工的弯头,最小弯曲半径应为管子外径的4倍. (3)制冷剂管道管径选择
制冷回气管压力降相当于制冷剂饱和温度减低1℃;制冷排气管压力降相当于制冷剂饱和温度升高0.5℃。 氨制冷剂管道允许压力降,表4.9-27; 氨制冷剂管道允许流速,表4.9-28. (4)制冷剂管道布置
强度和刚度条件;高压侧和低压侧的补偿装置;穿越时应加套管,套管应超出50mm;供液管应避免气囊,吸气管应避免液囊;选用偏心异径管作变径元件,保持管道底部平齐;制冷剂管道走向及坡度;架空敷设时,不得装设阀门等部件。
4.9.7冷库制冷系统自动控制和安全保护装置
1.自动控制系统分为:保护装置、操作装置、监测系统。冷藏间温度传感器的位置宜设置在靠近外墙和冷藏间的中部,冻结间和冷却间内温度传感器宜设置在空气冷却器回风口侧,温度传感器安装高度不宜低于1.8m,建筑
面积>100m2
,温度传感器数量不宜少于2个。
温度监测系统应具有:低温设定、高温设定、报警延时、除霜过程。
2.冷库制冷系统的安全保护装置 (1)压缩机、冷凝器、制冷剂泵、储液器和中间冷却器、空气冷却器上安装的)安全保护装置设置,表4.9-30. (2)制冷系统的安全装置
制冷系统的安全装置有:安全阀、紧急泄氨器、易熔塞。1)安全阀:压缩机设置的安全阀口径计算公式 压力容器上安全阀口径计算公式。 2)紧急泄氨器用在大中型系统中。
3)易熔塞主要替代安全阀,用于小型氟利昂制冷装置或
不满1m3
的容器上。
4.9.8冷库制冷机房设计及设备布置原则 1.机房设计要求
平开门向外开启;氨浓度传感器安装在顶板上;机房日常运行时换气次数不小于3次/小时;氟制冷机房应设置事故排风机,排风换气次数不应小于12次/小时,事故排风口上缘距地面不应大于1.2m;氨制冷机房应设置事
故排风机,事故排风量应按183m3/m2
h确定,且最小排放
量不应小于340003m3
/h,排风机必须时防爆型,事故排
防潮防水性能。
2.分类; 3.隔气、防潮:
选用材料;5.总制冷负荷计算;①计算吨位;②每天进货量,货物耗冷量;③通风耗冷量;④围护结构热流量;⑤总制冷负荷。 P751
4.9.10 冷库运行节能、节能改造
1.节能措施 ①~⑧;2.节能改造①~③。