延安市某蔬果冷库制冷工艺设计
代入公式,最终解得:p=21.1~22.1kW<30kW。 因此,索赔电动机功率满足要求。 5.2.3 冷凝器的选择计算
冷凝器的选择原则:
冷凝器的选择原则取决于当地的水温、水质、水源、气候条件,以及压缩机房布置要求等因素。一般在冷却水水质较差、水温较高、水量比较充裕的地方,宜采用立式冷凝器;水质较好且水温较低的地区,宜采用卧式壳管式或组合式冷凝器;在缺乏水源或夏季室外空气湿球温度较低的地区,可采用蒸发式冷凝器。如果冷却水采用循环冷却供水方式,可根据制冷设备布置的要求进行合理选择。
立式冷凝器可装于室外,清洗水垢方便,但耗水量大,比较笨重,搬运不方便,制冷剂泄露时不容易被发现。根据延安地区的水温、水质水源、气候条件,以设计中机房的布置情况,选用卧式壳管式冷凝器,该冷凝器具有传热系数高;冷却水耗量少;占空间高度小(可装于室内),操作管理方便的优点,要求水质好、水温低,清洗水垢时要停止冷凝器的工作。
冷凝器热负荷计算
Qc?qm(h2s?h3) (5-6)
式中 Qc—冷凝器的热负荷 (kW); qm—冷凝器的制冷剂流量 (kg/s); h3—制冷剂液体出冷凝器的比焓 (kJ/kg); h2s—压缩机实际排气的比焓 (kJ/kg)。 qm?Qogq0 (5-7)
式中 Qog—制冷系统在设计工况下的的总制冷量,140kW; q0—单位质量制冷量,1070 kJ/kg;
则 qm=0.131kg/s;根据压焓图h3=380kJ/kg, h2s?h'1?h'2?h'1?i (5-8)
'h1'?1475kJ/kg ;h2=1700kJ/kg,ηi=0.85,代入公式得 h2s=1740kJ/kg。
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将所得结果代入公式(5-6)解得:Qc=178.2kW 冷凝器传热面积计算
Ac?式中 Ac—冷凝器的传热面积,(㎡); K—冷凝器传热系数,[W/(m2.℃)]; K=700 W/(m2.℃);
△tm—制冷剂与冷却介质之间的对数平均温差,(℃); ?tm?ts2?ts1 (5-10) t?tlncs1tc?ts2Qc (5-9)
K??tm式中 ts2—冷凝器的出水温度 ,(℃); ts1—冷凝器的进水温度,(℃); tc—冷凝温度,(℃); 则
?tm?31?26?6.2℃ ,代入公式(5-9)求得冷凝面积 Ac=42㎡,由于冷凝器使用一
35?26ln35?31段时间后,由于污垢的影响,会降低其传热性能,因此,选择冷凝器时,其计算面积应有10%~15%的裕量,实际面积为42×1.15=48.3㎡
选择一台WN-56型卧式壳管式冷凝器
主要参数:冷却面积 56 ㎡;筒体直径D=616mm;总长L=3090mm。
5.3 制冷系统辅助设备的选择
5.3.1 氨油分离器
4?v?v?0.0188 (5-11)
3600?wywy dy?式中 λ— 压缩机的输气系数,(0.716); v—氨压缩机的理论输气量,v=141×2=282 m3/h;
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Wy ---- 油分离器内的气体流速 m/s;
本设计选用洗涤式油分离器,它比填料式油分离器的阻力要小,比较适用于氨制冷系统,借气体经过氨液洗涤,降低气流速度和改变其方向以达到分离出氨气中夹带的润滑油。
所以,取Wy = 0.6 m/s 则dy?0.0188?vwy?0.01880.716?282?0.345m
0.6由此,选1台YFA80型洗涤式油分离器(烟冷) 尺寸:D = 412mm ; H = 1860mm 5.3.2 高压贮液器
贮液器容积按制冷剂循环量进行计算,但最大贮存量应不超过每小时制冷剂总循环量的1/3~1/2。同时,应考虑当环境温度变化时,贮液器内的液体制冷剂因受热膨胀造成的危险,故其贮存量一般不超过整个容积的70%~80%。贮液器的容积可按下式计算:
11qv V?(~)mR?3600 (5-12)
32?式中 V—贮液器的容积 ,(m3);
qm—系统内制冷剂质量流量 ,(qm =0.131kg/s);
vR—冷凝温度下液体制冷剂的比体积,查压焓图得vR =0.00170 m3/㎏; β—贮液器的氨液充满度,取 70%。 代入公式,解得,V=0.573 m3。
选型:选一台ZA-1型高压贮液器,(烟冷)。
主要参数:容积 1 m3,外径 720㎜,长度 2938㎜。
技术特性及安全附件规格见资料[11]P19技术特性表和安全附件规格表。 5.3.3 集油器
集油器的作用是收集从油分离器、冷凝器、贮液器、中间冷却器、蒸发器、排液桶等设备中放出的润滑油,并将润滑油中挟带的氨液分离出来。分离后的润滑油在低压下排向油处理系统。集油器只用于氨制冷系统。集油器的种类:顶部淋水式集油器;加热盘管式集油器。
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氨制冷系统中应该单独设置集油器,一般不进行计算,而是根据经验来选用。 当标准工况下制冷量小于250KW时,选用159mm的集油器一台即可。 型号:JY-150型;外径:159mm;高度:647mm
接管通路(mm):进油15;放油15;回气15;压力表Dg4;油面指示器Dg6;重量30㎏. 5.3.4 空气分离器
由于制冷系统排空不彻底,充满制冷剂或补充润滑油,以及设备检修,更换零件等过程中,都会有空气残留或混入系统,因而氨制冷系统一般均应设置空气分离器。空气分离器一般不进行计算,而是根据经验选用。目前生产的空气分离器主要有108mm和219mm两种规格,由于制冷系统的制冷量比较小,所以选用一台小号的空气分离器即可。
KFA-32型号的空气分离器。
主要参数:名义面积0.45㎡;重51㎏; 主要尺寸:直径D=108mm;L=1550mm;
接管口:进液DN32;回气DN32;放空气DN10;混合气DN15。 5.3.5 紧急泄氨器
目前生产的紧急泄氨器品种较少,多为SA-25型,筒体直径D=108mm,任何规模的氨制冷系统均可采用。
JXA-108型紧急泄氨器。
技术参数:设计压力1.4MPa;水压试验1.75MPa;气密性实验1.4MPa 接管外径:进水D1=45mm;出水D2=45mm;进氨D3=38mm 主要尺寸:直径D=108mm;总长L=854mm。 5.3.6 氨泵的流量计算
qv?nxqz?z (5-13)
式中:qv—氨泵体积流量(m3/h);
nx—循环倍数;对负荷有波动,蒸发组数较多,容易集油的蒸发器的下井上出供液系统,
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采用5~6倍;本设计采用6倍;
qz—氨泵所功同一蒸发温度的氨液蒸发量(㎏/h);
vz—蒸发温度下氨饱和液体的比体积(m3/㎏),(vz=1.5376×10-3m3/kg) 其中, qz?3600??s1000??3600?182372?510kg/h
1000?1290.884所以得到氨泵的体积流量为:
qv?nxqz?z
?6?510?1.5376?10-3?4.80?m3/h? 5.3.7 低压循环贮液器
低压循环贮液器用于氨泵供液方式的制冷系统中,它兼有气液分离器、低压贮液器和排液桶三者的功用,既能稳定第保证氨泵供液所需的低压液压液体制冷剂,又能对库房的回气进行气液分离并接纳冲霜排液。
一般在氨泵供液系统中不必选用排液桶,其作用可由低压循环贮液器代替,所以在选择低压循环贮液器时,应把容积选大一点,满足冲霜排液需要。
dd?4?V?V?0.0188?3600?Wd?dndWd?dnd (5-14)
式中:dd—低压循环贮液器的直径,mm; λ—氨压缩机的输气系数,λ=0.716;
Wd——低压循环贮液器内的气体速度,卧式低压循环贮液器不应大于0.8m/s,本设计中取为0.6;
ξd——低压循环贮液器截面积系数,卧式低压循环贮液器采用0.3;
nd——低压循环贮液器气体进气口的个数,卧式低压循环贮液器为1或2个,本设计中为1个。
所以, 低压循环储液器的直径为,
dd?4?V?V?0.0188?3600?Wd?dndWd?dnd
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