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制冷设备选型及管路布置要领!

时间:2022-02-12     作者:杭州寒雪冷暖设备工程公司【转载】

     选型原则:选型要考虑到制冷系统折损和效率降低(压缩机效率降低、两器降低、过滤器降低、管路效率减低,应保证在一定使用年限后系统仍能满足制冷量的需求。

计算流程:1、根据负荷选择压缩机组2、根据机组依次选择冷凝器,膨胀阀,冷风机,辅助设备。

制冷设备选型及管路布置要领

1、压缩机

根据机械负荷进行压缩机选型,首先,整个机组的总冷量要满足实际应用时可能出现的最大负荷需求,另外单台压缩机的冷量最好能够满足最小冷负荷需求(一般考虑夏季最小负荷)以及部分机组故障时起码的仅仅维持库温的需求,且在最小负荷情况下单台压缩机100%能级高效运行不频繁启;。

压缩机在低能级或低频率下运行时,功耗不会降低太多,但制冷量减小很大,电机排热不畅,回油难度增加。

考虑到机组价格,最好限定在三并联机组。

压缩机组选型时是否要在总制冷负荷的基础上增加余量应根据实际应用具体情况而定,若末端冷库同时制冷的可能性大,比如一对一配置时,压缩机组选型冷量要留20~30%的余量;若末端冷库同时制冷可能性较少,比如一对多(大于4)时,压缩机组冷量不需要过大,可以乘以70~90%系数,因为多个库同时制冷的可能性很小。

制冷设备选型及管路布置要领

2、冷凝器

首先满足最大负荷时换热面积的需求,避免冷凝不佳导致高压报警或增大系统能耗。

计算最大换热量的时候需要考虑最大负荷出现的季节,不同行业的冷库使用规律不一样,有些是夏季,有些是冬季。另外还要考虑系统使用的地区,有些地区湿球温度低,选型可以比其他地区小一点(针对蒸发冷、水冷,风冷则与湿球温度无关)。

一般按照常规的厂家的选型软件选型后,换热面积可能还需要乘以一个系数:1.2~1.8左右。但是冷凝器选型一般也不能选太大,不能留太大余量,否则高压太低,膨胀阀前后压差太小,冷凝器选型合理就行,不需要冷凝温度、压力降得太小,因为对能效提高程度有限,性价比不高。冷凝器选择考虑过冷度、回油压差、供液压差;排气压力不低于10bar,压差不低于5bar,高低压压比3~8左右。

3、膨胀阀

压缩机制冷量与膨胀阀制冷量要匹配,所以在选型时要结合场景看有多少冷间或风机会同时运行,一般可能出现的同时运行膨胀阀的总制冷量要稍大于压缩机运行时总制冷量(20%以内),但不要比冷风机的冷量大太多,也不要低于对应冷风机制冷量的90%。

当工况变化不大时,可优先考虑热力膨胀阀,对于工况波动较大冷库从调节反应灵敏度和系统安全性考虑优先选择电子膨胀阀。

电子膨胀阀调节灵敏,基本在10s以内的响应速度,热力膨胀阀调节速度比较慢,可能响应速度大于10分钟(与感温包充注的制冷剂有关)。

电子膨胀阀的过热度,不一定设定的很高,根据不同系统形式,比如全封闭、半封闭压缩机,需要制冷剂冷却电机,经过电机后的制冷剂一般不会带液,实际过热度已经很高了。过热度在2℃左右最为合适,同时保证压缩机吸气口处有一定的过热度,一般电子膨胀阀的开度在稳定后保持在30~40%表明选型比较恰当。系统运行中往往出现吸气压力较低的情况,此时可在保证过热度的情况下适当增加开度,当压缩机的吸气量等于膨胀阀的供应量时,压力保持不变,若吸气量大则压力继续下降。

4、冷风机

分液器+毛细管的总阻力降应保证每路基本相等;

对于采用电融霜的冷风机,安装时要考虑电加热管更换所需空间。

冷风机处换热量计算:Q=AK△t

温差△t:高温时为8K,低温时为7~5K(温度越低,制冷量下降越大,温差选小一点,性价比较高。当然是在能减小一档压缩机的前提下)

传热系数K:考虑到带霜运行时间,所采用的传热系数随库温的下降而降低。

20℃时=35w/(㎡K),10℃时=30w/(㎡K),0℃时=25w/(㎡K),-18℃时=20w/(㎡K),-35℃时=12w/(㎡K),-65℃时=8w/(㎡K)

冷风机蒸发面积估算方法:冷冻库:0.8㎡/㎡(地面面积) 冷藏库:0.5-0.6㎡/㎡

5、管路布置

设备选型结束后,进行管路设计。管路设计时应保证每一截面上同一流动形态流速一致。

液管流速任何位置的流速应保持在0.6-1m/s;气管流速任何位置的流速应保持在5-15m/s左右,经验最佳流速10-12m/s。但立管不应小于8m/s,水平管大于5m/s。

对于分支管路可从最后一级开始计算,选定参考流速,进行逆推。例如进行供液管路设计时,首先考虑进入每一路冷风机的管路管径一致,然后按照分支前管路的截面积等于分支后两管路截面积这和选择管径。

进行变径设计时,变径一般沿流动方向在分支管后100mm-200mm处开始变径。一般供液管路经过直角弯头之后,缓冲200mm之后再分枝,减少离心力对流体分流的影响,一般选用Y型弯头。


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