冷库的制冷设计与计算

1、 冷库的制冷设计与计算第一节 制冷设计方案的选择冷库的基本任务在于制造并维持一定的低温以贮藏食品，制冷工艺设计的好坏直接影响到冷库的降温生产效果，因此，制冷设计对于冷库工程甚为重要。应该有可靠的依据，周密的考虑，合理的布置和先进的工艺。一、设计的依据 在进行冷库制冷设计时，对冷库的性质、用途、规模和生产能力等，应该作全面地了解。要熟悉冷库建设地点的地理区域、气象、水文、地质、水电和交通等各方面的条件，并以经过批准的设计任务书（即计划任务书）作为设计的基本依据进行设计。1.冷库的种类和用途 冷库的种类很多，性质和用途也各有不同，多数是用来冷冻和贮存各类易腐食品的食品冷库。个别是低温贮存其他物品的

2、专用冷库。在食品冷库中，按照冷冻食品的种类及服务对象的不同，有渔业冷库、商业冷库和外贸冷库等。渔业冷库主要冷冻和贮存各种海、淡水鱼货及其他水产品。商业冷库主要冷冻和贮存猪肉和禽蛋等食品，外贸冷库主要储存对外贸易的鱼、肉、禽蛋、蔬菜等各类食品。渔业冷库和商业冷库，按照冷库担负的基本任务，有生产性冷库和分配性冷库两种。生产性冷库大都建于产区，其特点是较大的冷加工能力；分配性冷库大都建于城市和港口，其特点是较大的库容量。外贸冷库大都是分配性的中转性冷库。各类冷库是一个独立的生产单位，因而有些冷库是一个独立的食品冷加工工厂。但是，为了有利于生产，大多数冷库是渔业公司，水产供销公司，水产联合加工厂，肉类

3、联合加工厂或其他食品厂，罐头厂的一个组成部分，冷库用来为渔业生产，食品生产和市场供应服务。冷库的任务不仅用来贮存冷冻食品商品，还用来贮存食品加工原料。为了满足生产及市场需要，许多冷库都有机器制冰生产。2.冷库的规模和能力 冷库的规模，一般都以冷藏库容量来表示，大小很不一致，小的冷库，其冷藏库容量只有几十吨、几百吨，大的冷库，其冷藏库容量可达万吨以上。习惯上把库容量在5000吨以上的冷库称为大型冷库，库容量为10005000吨称为中型冷库，1000吨以下称为小型冷库。冷库的生产能力一般有以下几个指标冷藏 能够贮藏食品的库容量（吨/次）冻结 每天能够冻结处理食品的能力（吨/日）制冰 每天生产机冰的

4、能力（吨/日）贮冰 贮藏机冰的库容量（吨/次）所以，冷库的规模大小，实际上不仅与库容量有关，还与冻结、制冰能力等有关，有些生产性渔业冷库，有较好的运输周转条件，其库容量不需要很大，但鱼货资源多，鱼货集中，需要有较大的冻结能力和制冰能力。有些分配性商业冷库，为了满足城市人民生活需要，常有较大的库容量，但冻结能力和制冰能力却不需要很多。由于冻结或制冰生产所消耗的冷量比冷藏所消耗的冷量要大得多，因而，同样库容量的渔业冷库往往比商业冷库需要更多的制冷装置和投资。我国的渔业生产性冷库主要有500吨、1000吨、3000吨、5000吨四种，每种冷库的生产能力大致如下：500吨冷库 冷藏500吨/次 冻结2

5、030吨/日 制冰2030吨/日 贮冰500吨/次1000吨冷库 冷藏1000吨/次 冻结60吨/日 制冰60吨/日 贮冰1000吨/次3000吨冷库 冷藏3000吨/次 冻结120180吨/日 制冰120180吨/日 贮冰3000吨/次5000吨冷库 冷藏5000吨/日 冻结180240吨/日 制冰180240吨/日 贮冰5000吨/日我国的商业冷库主要有500吨、1500吨、3000吨、5000吨、10000吨等五种，其生产能力大致如下：500吨冷库 冷藏500吨/次 冻结15吨/日1500吨冷库 冷藏1500吨/次 冻结30吨/日 制冰7.5吨/日 贮冰150吨/次3000吨冷库 冷藏3

6、000吨/次 冻结45吨/日 制冰15吨/日 贮冰300吨/次5000吨冷库 冷藏5000吨/次 冻结60吨/日 制冰15吨/日 贮冰300吨/次10000吨冷库 冷藏10000吨/次 冻结80吨/日 制冰15吨/日 贮冰300吨/次3.建库的地点和条件 我们的祖国辽阔广大，各地的地理区域不同，南方、北方大气温度有显著差异，水温、原料温度也不一样，因而冷库生产所需要的冷量也将有所不同，设计中必须给以考虑。气体，如水源、水质、水量、电源、电网、气象、交通运输等条件也属于应考虑的范围。因而制冷设计人员，不仅要以设计任务书作为设计依据，还应深入建库现场，作深入细致的调查研究，做到合理设计，以较小的投

7、资得到较好的效果。二、冷库平面的确定 冷库工程除了冷藏库（主库）外，往往还有一些为主库服务的辅助工程（如机房、变电所、水泵房、加工车间、生活设施等），因而，首先应把总体布置搞好。总体设计中，应考虑整个建设的近期计划和长远规划，根据库址具体条件，生产特点和工艺流程的要求，合理进行布置，主库的位址确定后，即可进行主库平面的布置，确定主库的平面是，应考虑以下一些因素：1.库容量和生产能力 由批准的设计任务书确定。2.堆货定额 冷藏间的堆货定额可按表41选用。3.堆货容积 冷藏间的需用堆货容积=库容量堆货定额。冷藏间的实际堆货容积=堆货面积堆货高度。（1）堆货面积 冷藏间的堆货面积=冷藏间净建筑面积-

8、（柱子所占面积+通道所占面积+货物距墙或设备保持间距所占面积）。冷藏间内的每条货物通道宽度，使用手推车时为1.2米，使用堆垛机时为1.82.0米，通道的数量，根据库房宽度20米以下为一条，每增加20米，增加一条走道。冷藏间内货堆与墙壁或设备应保持的距离，可按如下选用：货堆离无墙管的墙壁距离0.2（米）；货堆离墙管距离0.4（米）；货堆离冷风机周围距离1.5（米）；墙管离墙壁距离0.2（米）。冷藏间的堆货面积也可以简便地按建筑面积乘一个有效系数来考虑，一般的有效系数为0.70.75.（2）堆货高度 堆货高度为垫木或地搁板上表面至货堆顶表面的垂直距离，其高度与建筑层高有关，也与货堆方式有关。货堆的

9、最大高度=冷藏间净层高-（地搁板高度+顶排管离平顶距离+货堆离顶排管距离）一般顶排管离平顶距离为0.4米，货堆离顶排管距离为0.3米。堆货的实际高度，人工堆装时，一般为2.63.0米，机械堆装时为34.5米。4.冷库的层数 冷库可以是单层建筑，也可为多层建筑。单层冷库在使用上有进、出货比较方便，低基础的要求比较低，耗用钢材较少施工周期短、造价低等优点，多层冷库有占地面积少，维护结构的耗冷量少等优点，各有利弊，一般大、中型冷库大都采用多层结构，小型冷库较多采用单层建筑，但也有采用多层结构的。冷库的层数应根据规模和具体条件而定，不宜强求一致。5.冷藏间的大小和数量 冷藏间的大小和数量与冷库规模、货

10、物品种有关。除很小的冷库外，一般冷库都设置两个以上的冷藏间，每个冷藏间的大小，根据规模大小、堆装方式和具体平面而定，每间的库容量可以一、二百吨，也可以一、二千吨。大库有堆货有效系数高；总堆货量多；可以机械化堆装；定额投资少的优点。库多有堆装品种多；使用管理方便等优点。现在一般均倾向采用较大的冷藏间，而数量不宜过多，否则使造价增大，货容量减少。6.维护隔热结构 不同的围护结构将占用不同的建筑面积，也必然会影响冷库的有效系数和平面布置，如采用稻壳作为墙隔热层时，其厚度将比软木大得多，这就使冷库的有效系数降低，需用的平面增大。当然围护隔热结构的选择还应从经济性等其他因素来综合考虑。三、制冷系统的选择

11、 选择制冷系统首先应该满足制冷生产工艺的需要，也要考虑经济、适用、安全、可靠，并尽量采用先进工艺。1.制冷剂的选择 目前我国冷库大都用氨作制冷剂，但是，氟利昂在制冷装置中已使用得越来越多，随着工业生产的发展，氟利昂的产量增加，价格降低，补给方便，冷库的制冷装置也将会采用氟利昂作制冷剂。2.蒸发温度 蒸发温度与库房温度有关，一般按如下选用：对于小型冷库，为了简化管路，也有把冻结室和低温冷藏间合并为-33一个蒸发系统。3。单级压缩与双级压缩 按照活塞式氨制冷压缩机的使用条件，高、低压的压缩比小于8时，采用单级压缩，大于或等于8时，采用双级压缩。因而一般-15蒸发温度的制冷系统采用单级压缩，-28和

12、-33蒸发温度的制冷系统都采用双级压缩。螺杆式制冷压缩机，压缩比在25以下可采用单级压缩。4.制冷压缩机 我国大都使用系列化的活塞式制冷压缩机，但螺杆式制冷压缩也已有采用。由于螺杆式制冷压缩机有很多优点，今后在冷库系统中，螺杆式制冷压缩机也会有广泛使用。5.供液方式 氨制冷系统的供液有氨泵供液和重力供液两种方式。为了提高制冷效率，现今冷库大都采用氨泵循环供液方式，小库也仍有采用重力供液的。6.手动与自控 我国现今的冷库，其制冷装置大都还是手动，无论是机器的开启或是库房的降温都需要人工操作，只有为数不多的冷库实现了自动化，但随着我国科学技术的现代化，自控元件和设备的生产奖不断发展。因此，冷库制冷

13、工艺中应有一定的考虑。四、冷库的隔热结构 为了保持冷库内的低温，冷库均需做隔热层。冷库的隔热层能够减少冷库的耗冷量，但不能完全隔热，在正常隔热结构下，冷库通过维护结构的耗冷量约占总耗冷量的1530%，故隔热结构的好坏，对冷库保温有很大的影响，如果冷库的隔热结构设计不当，隔热性能不好，那未，即使有最好的制冷装置，也将难于稳定和维持库内的低温，但由于隔热材料的价格都比较贵，在设计隔热结构时，应选择适当的隔热材料，合理确定隔热厚度，使间壁的传热系数保持在一定的数值。1.隔热材料 冷库的较理想隔热材料应有以下的特性：（1）导热系数小，防潮性能高。（2）有良好的抗压强度。（3）材料本身的吸湿性小。（4）

14、不易腐烂和发霉，经久耐用，不易变质。（5）无味，无毒，对事物不污染。（6）不易燃烧，燃烧后不产生有毒气体。（7）不易受鼠咬虫害。（8）抗腐蚀性强。（9）价格低廉，资源丰富。（10）使用方便，施工简单，有适宜的外形尺寸。按照上述条件，目前我国冷库中常用的隔热材料主要有软木、稻壳、聚苯乙烯泡沫熟料、聚氨酯泡沫熟料、玻璃棉和炉渣等。其性能如表42所示。软木板是良好的隔热材料，具有导热系数小，抗压强度高及蒸汽渗透阻大等优点，一般冻结间的墙面和冷库的地面多采用。稻壳在我国产量大，来源丰富，价格便宜并有一定的隔热性能，冷库的和屋顶广泛采用。聚苯乙烯泡沫塑料是一种新的隔热材料，有更好的隔热性能，而且容重很小

15、，已被广泛使用。硬质聚氨酯泡沫塑料是一种新型的隔热材料，由聚醚、多笨基甲烷多异氰酸酯等多种化学试剂按一定的配方比发泡凝固成型，隔热性能优越，容量小，强度高，吸水性低，由于泡沫塑料可以在施工现场喷涂或灌注发泡成型，因而整体系密性好，粘着力强，施工方便，特别适用于各种不规则形状的设备容器和管道隔热，在我国冷库已有采用。炉渣主要用作高温冷藏间和贮冰库的地面。玻璃棉及矿渣棉虽有较好的隔热性能，但易对食品污染，影响人体健康，一般不予采用。2.传热系数 从隔热的角度，冷库围护结构的传热系数应越小越好，因为传热系数越小，损失的冷量可以越小。但是传热系数越小，隔热材料的消耗将越多，由于隔热材料的价格都比较贵，

16、这就将使冷库的造价增大。相反，如果采用较大的传热系数，可以减少隔热材料的消耗，从而减少建设投资，但此时，为了保持室内的低温，就应配置制冷能力较大的制冷装置，使机器经常性运转的动力消耗也增大，从而使产品成本增加。故制冷设计中，必须综合考虑，合理选择传热系数K值。一般冷库外围结构的传热系数根据库温和室内、外温差可按表43选用。3.隔热层厚度 隔热层的厚度按照选用的隔热材料及不同库温可由下式计算确定=（米）式中：需用隔热层厚度（米） 隔热材料的导热系数（千卡/米时） K选用的传热系数（千卡/米2时）考虑到隔热层在施工中有施工缝隙，并有辅助用料，充填性材料会下沉，隔热材料会吸湿受潮，因而在设计中，常按

17、照计算后适当增加一些厚度。常用的冷库隔热层厚度如表44所示。隔热结构确定后，其实际的传热系数可按下式计算：K=（千卡/米2时）式中：1壁外表面的放热系数（千卡/米2时） 2壁内表面的放热系数（千卡/米2时） 12n隔热材料和建筑材料层的厚度（米） 12n隔热材料和建筑材料的导热系数（千卡/米时）良好的隔热结构不仅应该有合适厚度的隔热层，而且应做好防潮隔气层，这样才能防止空气中的水分侵入隔热层，保持良好的隔热效能。隔热结构的隔气防潮层应做在高温的一侧。第二节 耗冷量计算耗冷量是制冷工艺设计的基础资料，无论是库房制冷设备的设计或是机房制冷压缩机的配置，都要以耗冷量作为依据，冷库的耗冷量受冷加工食品

18、的种类、数量、温度、冷库空气温度、大气温度、冷库结构等多方面因素的影响，在设计中一般要通过一系列的计算来求得。考虑到耗冷量的计算方法比较烦琐，而且要选用一定的图表资料，感到不便，企业广大职工要求有比较简易的方法，本节对耗冷量的经验数据和估算数值介绍如下：一、库房耗冷量计算 库房耗冷量可分四部分计算：冷库围护结构的耗冷量Q1；货物的耗冷量Q2；库房换气通风的耗冷量Q3；库房内操作经营的耗冷量Q4；这四部分耗冷量汇总后即为库房总耗冷量。现分述如下：1.冷库围护结构的耗冷量 冷库围护结构的耗冷量由两部分构成，一部分是由于冷库室内温度比大气温度低，存在温差传热，需要消耗一部分冷量，另一部分是由于太阳光

19、辐射传热而消耗的一部分冷量。（1）库内外温差传热的耗冷量一般按下式计算Q1a=KF(tw-tn)（千卡/时）式中：K冷库围护结构的传热系数（千卡/米2时） F冷库围护结构的传热面积（米2） tw库外计算温度（） tn库内计算温度（）传热系数K可按上节选择与计算。冷库围护结构的传热面积F可按如下确定底板或楼板 其长和宽按墙中到墙中，或外墙的内表面到内墙中计算。外墙的长度 不在角上的房间以墙中到墙中计算，在角上的房间以外墙外表面到内墙中计算。内墙的长度 与外墙连接的以外墙表面到内墙中计算，不与外墙连接的，以相邻的两内墙中进行计算。墙壁的高度 地下室或第一层以底板底表面到上层净地板面的高度计算，中间

20、各层以该层的净地板面到上层的净地板面进行计算，最高一层以该层净地板面到屋顶隔热层上表面的高度计算。室外计算温度tw根据气温可按下式计算：tw=0.4t1+0.6t2（）式中：t1最热月份的月平均温度（） t2日最高温度（）我国主要城市的室外计算温度可按下列平均温度的数值进行选用：如果冷间外面还有普通建筑物时，计算温度可以适当降低。与室外流通的房间按上述温度的70%取用，与室外空气不流通的房间按上述温度40%取用，地下室的楼板，带窗的按60%取用，不带窗的按50%取用，有防冻通风装置的地板按上述的80%取用。（2）由于阳光辐射进入室内的热量可按下式计算：Q1b=0.75(-(tw-tn)KF(千

21、卡/时)式中：J夏季阳光辐射的计算强度（千卡/米2时）与墙面所处的方向，冷库所处的地理纬度等有关。 A维护结构外表面太阳辐射吸收率，与建筑结构表面颜色有关 tw室外计算温度（） tn室内温度（） K维护结构的传热系数（千卡/米2时） F受阳光照射的围护结构表面积（米2）由于阳光辐射而进入室内的热量，除采用上述计算外，也可以采用补偿温度差的办法来计算，这种方法比较简便。对于面向南和西南的墙，阳光辐射的传热量可看作是室外温差为510时的传热，对于平屋顶可看作增加室内外温差1520的传热。2.货物的耗冷量 货物的耗冷量Q2可按下式计算：Q2=G（i1-i2）+gbcb（t1-t2）（千卡/时）式中：

22、G平均每小时入库的货物量（公斤/时） i1货物入库时的含热量（千卡/公斤） i2货物在库内降温后的含热量（千卡/公斤） gb包装材料的重量（公斤） cb包装材料的比热（千卡/公斤） t1包装材料入库时的温度（） t2包装材料在库内降温后的温度（）（1）入库货物量的计算 冻结室的入库货物量与冻结室的装货量和冻结时间有关，可按下式计算：G=1.3（公斤/时）式中：g冻结室每次装货量（公斤） Z设计需要冻结时间（小时） 1.3考虑到货物一次进入，开始时热负荷较大，为使最初阶段易于降温而增加的系数。冷藏间的入库货物量，生产性冷库可按冻结能力作为冷藏间的日进货量，分配性冷库可按库容量的百分数计算，大间按

23、2.53.5%，小间35%计算。（2）货物的含热量 与货物的种类有关，可按表45选用。在表中，把-20时的含热量作为0，列出了-20以上不同温度下的相对含热量。（3）货物和包装材料的比热 食品的比热按表11选用，包装材料的比热可按表46选用。（4）进出库货物的计算温度按如下选用：3.库房换气通风的耗冷量 低温冷藏间和冻结间一般不需要换气通风。贮藏果蔬类的高温冷藏间的换气通风耗冷量按下式计算：Q3=nvr（iw-in）/24（千卡/时）式中：n库房每昼夜的换气次数，一般为23（次） V库房容积（米3） r库房内空气的比重（公斤/米3） iw库外空气的含热量（千卡/公斤） in库内空气的含热量（千

24、卡/公斤）4.库房内操作经营的耗冷量 库房内操作经营的耗冷量Q4由以下几部分组成。（1）库房照明耗冷量Q4aQ4a=0.86WZ/24（千卡/时）式中：W室内电灯总瓦数 Z照明时间，一般按3小时考虑库房照明耗冷量，也可以按照明冷藏间的面积以每平方米面积耗冷1千卡/时计算。（2）电动机运转耗冷量Q4bQ4b=860NeZ/24（千卡/时）式中：Ne电动机轴功率（千瓦）Z运转时间（时）（3）库房开门耗冷量Q4cQ4c=nvr（iw-in）/24(千卡/时)式中：n每昼夜因开门造成的换气次数，与冷藏间容积有关，可按下表选用。 V冷藏间的容积（米3） iw室外空气的含热量（千卡/公斤） in室内空气的

25、含热量（千卡/公斤） r库内空气的比重（公斤/米3）（4）库房内工作人员的耗冷量Q4dQ4d=nQsZ/24（千卡/时）式中：n工作人员数，他与操作机械化程度有关，也可根据库房容积按下表选用。 Qs每个工作人员单位时间内产生的热量（千卡/时）与库房温度有关。冻结间按355千卡/时，低温冷藏间按330千卡/时，高温冷藏间按240千卡/时考虑。 Z工作人员每昼夜在库房内的操作时间，可按3小时考虑。由于冷藏间的使用条件变化较大，上式中的各值都不可能很准确，为简便计，库房内操作经营的耗冷量Q4也可以按冷库围护结构的耗冷量Q1的一个百分数来计算，即Q4=（0.1-0.4）Q1（千卡/时）对于大型冷库可取

26、0.1，小型冷库可取0.4，中心冷库可取0.20.3。二、制冷压缩机负荷计算 制冷压缩机的负荷计算基本上与库房耗冷量计算相同，只需要作适当的调整。1.冷库围护结构的耗冷量Q1j，由于最高负荷不处在最高气温气节，可以按库房的耗冷量的80%计算，即Q1j=0.8Q1（千卡/时）2.货物耗冷量Q2j（1）冷藏间的货物耗冷量与库房耗冷量计算相同;Q2j=Q2(千卡/时)（2）冻结室的货物耗冷量，可以取消库房耗冷量计算中的1.3系数，即Q2j=Q2/1.3（千卡/时）3.库房换气通风耗冷量Q3j与库房耗冷量计算相同，即Q3j=Q3（千卡/时）4.库房内操作经营的耗冷量Q4j，根据库房大小，按库房耗冷量的

27、5070%计算，即Q4j=（0.50.7）Q4（千卡/时）制冷压缩机的负荷，除上述四部分外，考虑库外低温管道和设备的冷量损失，应增加57%的系数。制冷压缩机的负荷应按照选定的制冷系统，不同的蒸发温度分别加以汇总，供选择制冷压缩机。三、冷库耗冷量估算 前述冷库耗冷量的计算，手续麻烦，需要查阅一定的图表资料，甚感不便，而且假设的条件也不一定与生产实际完全相符，现将实践经验数据来估算冷库耗冷量，如表47所示，供作参考。第三节 制冷压缩机和辅助设备的计算及选择一、单级压缩机的计算与选择1.压缩机的制冷量计算 我国目前生产中、小型活塞式制冷压缩机，其制冷量，制造厂均已按标准工况加以标明，有的产品在使用说

28、明书上还标明了不同工况下的制冷量，因此无须计算。如果已经知道制冷压缩机在标准工况下的制冷量，需要计算不同工况下的制冷量，可用下式换算：Qg=AQb（千卡/时）式中：Qg实际工况下的制冷量（千卡/时） Qb标准工况下的制冷量（千卡/时） A换算系数（表48）氨压缩机的制冷量也可以按照工作条件，直接通过计算求得，其计算方法如下：（1）冷凝温度和过冷温度的确定冷凝温度tk 由冷凝器种类和冷却水温而定。立式、卧式和淋水式冷凝器的冷凝温度比冷却水出水温度高46。蒸发式冷凝器的冷凝温度较夏季室外计算湿球温度高510。过冷温度tg 一般比再冷却器进水温度高3。（2）蒸发温度与吸气温度的确定蒸发温度（to）一

29、般采用比库房温度低10，比盐水温度低5。吸气温度（tq）吸气温度与蒸发温度有关，蒸发温度-15，吸气温度取-10，蒸发温度-28，吸气温度取-18，蒸发温度-33，吸气温度取-21。（3）单级压缩机制冷循环压一焓图利用氨lgpi图及热力性质表可查得：i1蒸发温度下饱和氨气的焓（千卡/公斤）i1压缩机吸入过热氨气的焓（千卡/公斤）i2压缩后过热氨气的焓（千卡/公斤）i4冷凝压力下过冷氨液的焓（千卡/公斤）V1点1的比容（米3/公斤）（4）压缩机理论排气量Vp=snz60=47.1D2snz（米3/时）式中：D气缸直径（米） S活塞行程（米） n压缩机转速（转/分） Z气缸数（个）（5）压缩机输气

30、系数q一般按制造厂给定值选用，也可按表（31）选用。（6）通过压缩机的氨循环量GG=（公斤/时）（7）压缩机的制冷量QQ=G（i1-i5）= Vpq(千卡/时)或Q= Vpqqv（千卡/时）式中：qv氨单位容积制冷量（千卡/米3）可按表（49）选用。2.压缩机的功率计算和电动机选配（1）指示功率NiNi=（千瓦）式中：i指示效率i=yr+bto 中小型卧式压缩机yr= 大型卧式压缩机yr= 立式压缩机yr= b为系数 立式压缩机b=0.001 卧式压缩机b=0.002 指示效率可以按图44选用。摩擦功率NmNm=(千瓦)式中：Pm摩擦压力（公斤/厘米2）。立式机取0.50.8，卧式机取0.70

31、.9（3）压缩机轴功率Ne=（千瓦）或Ne=(千瓦)式中：Ni压缩机指示功率（千瓦） Nm压缩机摩擦功率（千瓦） m压缩机机械效率1=0.80.9 q传动效率 直联传动q=1 皮带传动q=0.960.99（4）电动机功率的配用直联传动时，配用电动机应按照轴功率增加贮备功率1015%。如为皮带传送应再增加皮带摩擦损耗23%。当一台压缩机用于多种工况时，电动机功率应能满足最大负荷工况的功率，再附加贮备功率。压缩机启动转矩，有轻载起动者，等于正常运转矩的1.41.6倍，重载起动者，则为1.82.25倍。但压缩机实际所需转矩很难计算，配用电动机时，应按压缩机制造厂试验结果决定。3.压缩机计算实例例：一

32、台4AV12.5单级氨压缩机，四缸、V型、气缸直径125毫米、活塞行程100毫米、转速960转/分，蒸发温度-15，吸气温度-10，冷凝温度+35，过冷温度+30，求该机的制冷量和电动机功率。解：按照单级压缩制冷循环Pi图，查图表（氨lgPi图及热力性质表），得知i1=397.46千卡/公斤i1401千卡/公斤i2462千卡/公斤i4=i3=133.88千卡/公斤压缩机的理论排气量VpVp=snz60=0.1960460=283（米3/时）查表（31）得q=0.62压缩机的氨循环量GG=344（公斤/时）则压缩机的制冷量为Q=G（i1-i5）=344（397.46-133.88）=9067.2

33、（千卡/时）电动机指示功率NiNi=29.68（千瓦）电动机轴功率NeNe=取m=0.85 q=1则Ne=34.92（千瓦）以加贮备系数15%则N=1.15 Ne=1.1534.92=39.5（千瓦）由于负荷不稳定，选用55千瓦电动机。4.单级氨压缩机的选择（1）在冷库设计温度为-4以上，蒸发温度为-15的系统都采用单级压缩机，选用的单级压缩机的总制冷量应能满足前节计算的压缩机热负荷的需要。（2）为了充分发挥机器的作用，我国规定冷库内不设备用机器，但对一些小型冷库及考虑扩建等因素，氨压缩机也必须有适当的余量。（3）机器的台数不宜过多，以免增加投资，增加机房面积，生产操作也不方便，但也不宜过少，

34、氨压缩机的总台数不宜少于2台。（4）选用的机器，最好采用同一型号或相同系列的产品，以利于零配件的互换使用。二、双级压缩机的计算与选择1.压缩机制冷量计算 对于单级双级压缩机，制造厂在出厂时都已标明其工况及制冷量，因而可按照设计工况选用，不必计算。如果是数台单级压缩机组成的双级机组，其制冷量应根据工作条件进行计算，常用方法如下：（1）中间温度的确定按照高压级和低压机的理论排气量求出其理论排气量比。任意假定两个中间温度，一般取负值，两个值间的距离以510为宜。查氨热力性质表，得两个中间压力值。按两个中间压力值，照右图形查氨热力性质表及氨lgPi图，得二组i1、i1、i2、i3、i7、i9、V1、V

35、3值，查表31、32，得两个dqgq值。分别计算得两个低压级压缩机的氨循环量GdGd=(公斤/时)式中：Vdp低压机理论排气量（米3/时） dq低压机输气系数按表32选用 V1低压机吸入口1点气体的比容，查氨lgPi图选用，如压缩机吸入干饱和气体，V1=V1，可查表29选用分别计算得两个高压机氨循环量GgGg=Gd(公斤/时)式中：i7中间冷却器前的氨液焓值，如液体无过冷，i7=i6分别计算得两个高压机理论排气量VgpVgp=(米3/时)式中：gq高压机输气系数 按表31选用分别计算得两个低压级与高压级压缩机的理论排气量比.以中间压力为纵坐标，容积比为横坐标，按照两个假设的不同中间压力和分别计

36、算求得的排气量比，在图上可得A、B两点。将A、B两点连成直线，按照机器的实际容积配比D，向上画垂直线与直线交于C点，通过C点引水平线与纵坐标相交与E点，E点指示的中间压力即为此双级压缩机组的中间压力，查氨热力性质表，得知相应的中间温度。（2）双级压缩机的制冷量Qc=（i1-i10）=Gd（i1-i10）（千卡/时）或Qc= Vdpdqqr（千卡/时）式中：qr氨单位容积制冷量 查表49选用双级压缩机的制冷量、中间温度也可以从设计手册的图表中查得。2.压缩机的功率计算与电动机选配（1）双级压缩机的指示功率低压级Ndi=（千瓦）高压级Ngi=(千瓦)式中：di低压级的指示效率 gi高压级的指示效率

37、（2）双级压缩机的摩擦功率低压级Ndm=(千瓦)高压级Ngm=(千瓦)（3）双级压缩机的轴功率低压级Nde=（千瓦）高压级Nge=（千瓦）（4）双级压缩机的电动机选配 应按计算的轴功率增加1015%的贮备功率3.双级压缩机的选用（1）冷凝压力Pk与蒸发压力Po之比超过8选用双级压缩机。（2）双级制冷压缩机有单机双级和机组双级两种，前者操作管理方便，后者使用灵活，各有利弊，一般如双级的热负荷比较稳定以采用单级双级较好，如果双级的热负荷不稳定，为着单级、双级调剂使用（电动机有余量时）以采用双级机组较好，此时如果双级热负荷不足时，可改作单级。（3）双级机组的配比，理论上以中间压力为Pm=PkPo即低

38、压级的压缩比和高压级的压缩比相等较为经济。其容积比按不同冷凝压力和蒸发压力，一般在1:2与1:3之间选用。（4）机器台数不宜过多过少，单机的能力应适合选用，机型也应力求相同系列。三、冷凝器的计算与选择1.冷凝器传热面积的计算 冷凝器的传热面积主要取决于担负的热负荷，同时，也与冷凝器的传热系数和冷凝温度差有关。（1）冷凝器热负荷单级压缩时氨冷凝器的热负荷为Qk为Qk=G（i2-i4）（千卡/时）双级压缩时氨冷凝器的热负荷为Qkc=Gg（i4-i6）（千卡/时）式中：Gg高压级压缩机氨循环量（公斤/时）冷凝器热负荷也可以按照压缩机的制冷量增加一个系数来计算，增加的系数与冷凝温度、蒸发温度有关，可按

39、图42选用。（2）冷凝温度 取对数平均值，按下式计算tm=()式中：t1冷凝器进水温度（） t2冷凝器出水温度（） tk冷凝温度（） （3）冷凝器传热面积Fln=(米2)式中：Qk冷凝器热负荷（千卡/时） K冷凝器传热系数（千卡/米2时） qF冷凝器单位面积热负荷（千卡/米2时）可按表410选用2.冷却水量计算冷却水量按下式计算Gs=（米3/时） 或 Gs=GFsFLN（米3/时）式中：t冷却水进水温差 立式冷凝器t=23 卧式冷凝器t=46 GFS冷凝器单位面积耗水量（米3/米2时）按表411选用3.冷凝器计算实例 某氨制冷工程，蒸发温度-15，冷凝温度+35，压缩机的制冷量为100000k

40、cal/h，冷凝负荷为1.24，求需用的冷凝面积和冷却水量？解答：冷凝负荷取1.24，则冷凝热负荷为1.24*100000=124000kcal/h 查表型式QF(KCAL/米2时)立式冷凝器30003500卧式冷凝器30003500淋水式冷凝器25003000蒸发式冷凝器18002400需用冷凝面积为：124000/3000=41.3查表型式单位面积耗水量备注立式冷凝器1.0-1.7T=2-3卧式冷凝器0.5-0.9T=4-6淋水式冷凝器循环水量0.8-1.0新鲜水量按循环水量的10-12%蒸发式冷凝器循环水量0.05-0.07新鲜水量按循环水量的5-10%则需用水量为：1.4*41.3=5

41、7.8m4.冷凝器的选用（1）水源丰富，水质较差以选用立式冷凝器为好，一般布置在机房外面。（2）卧式冷凝器适用于水温低，水质较好之处。（3）淋水式冷凝器适用于水源不足，水质较差，风力大，空气相对较低的地方。（4）水源甚为困难，可考虑采用蒸发式冷凝器。（5）水源不足时，可考虑装设冷却塔循环用水。四、蒸发器的计算与选用1.蒸发器面积计算2.蒸发器的选用（1）盐水蒸发器都用于制冰生产，库房很少使用。（2）冷藏间大都采用蒸发排管，并以顶排管为主，在外墙边适当加装墙管，氨泵供液时，冷藏间的蒸发盘管大都采用盘管式的光滑排管，为便于实现自动控制，也有采用冷风机。冷库排管的每一通路长度，重力供液时不应超过12

42、0米，氨泵供液时不应超过300米。（3）高温冷藏间和冻结室大都采用强制通风的冷风机，其蒸发器大都采用翅片管。小型冻结间也可采用管架式排管蒸发器。五、再冷却的计算1.热负荷单级压缩时Qn=G(i4-i4)kcal/h双级压缩时Qng=Gg(i6-i7)kcal/h2.再冷却器传热面积 Fn=Qn/Ktm=Qn/Qf Qf再冷却器单位面积热负荷 取值1000-1300kcal/h六、贮液器的计算Vzy=GzyV3/0.8七、排液桶的计算Vpy=GpyV0/0.7八、油氨分离器的计算 油氨分离器的直径DYF，应根据压缩机的 排气量，并使其在油氨分离器内的流速降低到0.50.8米/秒，即Dyf=根号下

43、4Vyf/3.14w3600（w取值0.8米/s）九、中间冷却器的计算 中间冷却器的直径DZL按下式计算十、氨液分离器的计算1.立式氨液分离器（1）通过氨液分离器的氨液量（2）通过氨液分离器的氨气量 (3)氨液分离器直径DAF（4）氨液分离器的容积应能容纳所担负库房总容氨量的25%30%，其高度也可以按氨液分离器直径的34倍选用。2.卧式氨液分离器（1）由于通过容器截面的氨气流速受液面波动影响，在D/2以上截面处的气体流速应在0.5米/秒以内。（2）氨液分离器的容积应能容纳所担负库房容氨量的3540%。十一、循环贮液桶的计算1.通过循环贮液桶的氨液量2.通过循环贮液桶的氨气量3.循环贮液桶的直

44、径4.循环贮液桶的容积 应根据供液方式而定。（1）如果库房的氨液在氨泵停用时，不会自动回入循环贮液桶，而且负荷比较稳定时，其容积可按下式计算，（2）如果蒸发器供液为上进下出，氨泵停用时氨液能全部回流入循环贮液桶时，其容积按下式计算：十二、氨泵的选用 选用氨泵的能力，一般按通过循环贮液桶氨液量的56倍来考虑。由于不同蒸发温度下，单位制冷量所需的氨液蒸发量相差不大，故选用氨泵能力时，也可以按库房耗冷量考虑5倍因素在内，一般可取每10000千卡/时耗冷量，氨泵的输液能力为0.250.282米3/时，蒸发温度-15以上时，取0.25米3/时，蒸发温度为-20时，取0.265米3/时，蒸发温度-28一下

45、时，取0.285米3/时。十三、氨节流阀的选用 节流阀的口径选择根据是担负热负荷大小。一般可按下表选用：第四节 制冷系统管道的计算与选用 一、常用管道规格 氨制冷系统的管道一律采用无缝钢管，不得用铜管或其他金属管，内壁不得镀锌。无缝钢管的质量应符合治金部部颁标准“YB23164”的规定。管的壁厚取决于工作压力、管子直径和管子材料的应力。氨管的最小壁厚可按下式计算二、管径的选用 制冷系统管道的管径取决于管道的种类，温度参数和管线总长度，也要考虑管内制冷剂的流速应控制在适当的范围。在选择氨系统管道时，应适当控制其压力降，如果高压排气管路中的压力降过大，将增加压缩机的动力消耗，并使排气管路中的压力降

46、过大，将增加压缩机的动力消耗，并使排气温度升高，如果低压回气管路中的压力降过大，使回气过热增大，气体的比容急剧增加，使压缩机的压缩比增大，输气系数降低，导致压缩机制冷量减少。如果液体管路中压力降过大，则液态制冷剂就会在节流阀之前部分气化，降低节流阀能力。一般高压排气管和高液输液管的压力降应控制在相应于饱和冷凝温度差0.5，回气管的压力降还应该小些，一般也控制在相应饱和蒸发温度差0.5。不同饱和温度下，温度差0.5时的压力降如下表所示：在选择氨系统管道时，还应控制其制冷剂的流速不宜过大，一般可按输液管0.81.0米/秒。回气管1520米/秒，高压排气管2025米/秒选用。根据制冷剂的流量及流速，

47、可按下式确定管径：氨系统管道的管径可以按设计手册图表选用，并可参考设备上接管直径加以确定。三、管道支架1.支架的材料 制冷管道的支架大都采用型钢结构，其结构型式根据具体情况选用。选用型钢时，应能满足支架荷载对型钢的扰度和强度两方面的要求。2.支架的间距 制冷管道支架的最大距离如表413所示，正常间距应为最大间距的0.8.在管子拐弯处，应增设吊点，对于压缩机排气管，吊点间距，应适当缩小，一般管径在100毫米以上，可采用3米，管径在80毫米以下，采用2米， 第五节 制冷机器与设备的布置一、机房设备的布置 制冷设备大都装设在机房内，因此机房的设备布置对制冷设计甚为重要，往往在选择机器设备时，就已经考

48、虑机房布置的合理性，机器设备在机房内的布置应力求做到工艺流程合理，布置紧凑，排列整齐，操作方便，还应考虑能够适应机器检修，设备维护和安全生产等方面的需要。1.压缩机的布置 压缩机布置时应注意以下几点：（1）压缩机有数台时，应尽量排列成行，机器大都为单行或双行排列。每台机器之间保持1.01.5米的间距，每行之间应保持1.52.0米的通道。（2）压缩机不得布置在紧贴墙边，一般机器离墙距离不得少于1.01.5米。（3）压缩机的操作面，应尽量处在朝阳，光线良好，操作方便之处，每行的机器，其操作面应保持同一方向。（4）同类型的机器，应该尽量布置在一起。担负相同制冷温度的压缩机应布置在一条作用线上。（5）

49、压缩机布置时，应同时考虑启动柜的位置，为了便利操作，现今大都将启动柜装设在每台机器旁边，但如果采用自动控制时，则常把启动柜集中设置。（6）机器布置应考虑机器检修的需要，要有取出主轴等机件的足够距离。（7）每台压缩机应主要担负一种蒸发温度的负荷，但考虑到负荷的变化以及部分机器的故障和检修，部分压缩机可以考虑能够担负两种不同蒸发温度的负荷，以便根据需要调剂使用。（8）机器的高度应以操作和检修方便为原则，小机器可适当增加基础高度，大机器应适当降低基础高度，但基础高度一般应高出地面0.1米以上。2.其他设备的布置（1）冷凝器 型式不同，布置也不相同，立式冷凝器不都装在室外，淋水式、蒸发式冷凝器大都装在

50、屋顶上或空旷之处，卧式冷凝器可以装在室内，所有冷凝器都应有足够的高度，使其出液管高于贮液器的进液管，并应布置成清洗和检修方便；南方炎热地区，装在室外的冷凝器，应设置罩棚，以减少太阳辐射热。（2）贮液器 可装在机房内或辅助间内，也可以和冷凝器一起移往室外，装在冷凝器附近，但不宣露天，应避免日晒雨淋。贮液器的布置应考虑有较短的进液、出液管，进液管不要妨碍交通，液面计观测方便等因素。贮液器如为沿墙壁设置，离墙距离为0.40.6米，二只贮液器之间的距离，如为背向操作，留净空距离为0.150.25米，如为相对操作，应有0.40.6米的操作通道。采用两个以上贮液器时，应在桶底部用均压管连接，均压管上装设截

51、止阀。贮液器的高度可根据阀门操作方便及底部油罐不宜设在地面以下等原则。贮液器的高度还受冷凝器出液管的限制，所以，其进液管必须低于冷凝器的出液管。（3）油氨分离器 由于油氨分离器温度较高，一般均装在室外，为了减少氨气管道下弯，装设不宜过低。对于洗涤式油氨分离器，其装设高度还应考虑容器内需要保持的氨液面高度，不能高于冷凝器出液管。一般进液口应比冷凝器出液口低200250毫米，油氨分离器的进液管应从冷凝器出液管的底部接出。如果冷凝器高出油氨分离器很多，为了控制油氨分离器内的氨液面，冷凝器的出液管应在一定高度装设液包。（4）中间冷却器等立式容器 中间冷却器应装在靠近压缩机的地方，一般沿墙边布置，离墙距

52、离在隔热层做好后，净空距离不应小于0.3米。容器之间的净距不宜小于1.5米，容器高度一般以基础高出地面0.10.2米来考虑。（5）氨泵 氨泵应布置在循环贮液桶附近，尽量缩短进液管路，氨泵的高度应尽量低，使泵的中心线与循环贮液桶液面有必要的高差距离，一般为离心氨泵 蒸发温度-15系统 1.52（米）；蒸发温度-28系统 22.5（米）；蒸发温度-33系统 2.53（米）；齿轮氨泵11.5（米）。二、库房设备布置1.冻结间 冻结间冷风机的布置根据工艺需要及选用设备的型式，落地式装在室内的一边或端部，离墙距离为300400毫米，吊顶式冷风机装在室内顶部，离平顶间距不小于500毫米。离墙距离吸风侧不小

53、于500毫米，出风侧不小于720毫米。管架式蒸发器离墙距离不小于400毫米，通道应考虑手推车的进出。冻结间的冷风机或管架式蒸发器都应设置淋水及热氨冲霜装置。2.低温冷藏间 大都装设顶排管和墙排管。顶排管大都在室内分散布置，有利于库温均匀，扫霜方便，也可以集中装设在通道上部，顶部离楼板的净空距离光滑管不小于250毫米，翅片管不小于300毫米，墙管大都沿外墙铺设，应尽量提高装设的高度，墙管离墙壁净空距离光滑管不小于150毫米，翅片管不小于200毫米。为适应制冷装置自动化的需要，低温冷藏间也可以采用风速不大于0.5米/秒的冷风机，装在室内的一侧。3.高温冷藏间 高温冷藏间大都采用冷风机，必要时增设墙

54、管，冷风机布置在库内走道的一端，离墙壁距离不小于400毫米，用均匀送风道送风，均匀送风道布置在走道的上面，风道离平顶50毫米。冷风机应有淋水和热氨冲霜装置。4.温度计，热电阻等测温仪表应固定装设在室温有代表性的地方，不宜设在门口和排管附近，以免温度指示准确。第六节 制冷管道与设备的隔热一、需要隔热的管道和设备 除蒸发器管道外，凡是低温的氨液和氨气管道或设备一般都应该做隔热热层。1.需要隔热的管道 处于常温房间的回气管及其阀门；从节流阀到循环贮液桶、氨液分离器或蒸发器之间的低压液管；氨泵的进出液管；中间冷却器的盘管出液管；排液桶的进出液管；低压调节站的管道阀门；穿过不同库温房间的低温液管和回气管。2.需要隔热的设备 循环贮液桶、氨液分离器、排液桶、回液桶、中间冷却器、卧式蒸发器、放空气器等。氨泵及浮球阀、低温氨液过滤器、低温氨气过滤器的法兰处一律不做隔热层。3.需要隔热的热氨冲霜管 穿过冷间