蒸汽压缩式制冷系统

关于蒸汽压缩式制冷系统第一页，共五十一页，2022年，8月28日一.氟利昂系统的典型流程（图6-1）第一节蒸汽压缩式制冷系统的典型流程回热对R12、R22、R134a、R502、R290、R600a，有利（ε↑，qv↑）；对R11、NH3不利作用：（1）防“冰塞”（2）防腐蚀（1）蒸发器多为非满液式；（2）R22系统低温时，可采用满液式（R22与油分层：油上，R22下），但必须采取措施保证回油（设热交换器）作用：分离压缩机排气中所含的润滑油；说明：氟利昂压缩机曲轴箱（或油箱）应装有电加热器，防止压缩机启动时，从油中分离出来的氟利昂产生大量泡沫，影响油泵正常供油说明：对小型系统或内设油分离器的压缩机时可不设。压缩机开，阀8开；压缩机停，阀8自动关闭，防止液态制冷剂进入蒸发器，再次开机时制冷剂进入压缩机，造成湿压缩第二页，共五十一页，2022年，8月28日第三页，共五十一页，2022年，8月28日二.氨系统的典型流程（图6-2）——四种管道系统（制冷剂、润滑油、冷冻水、冷却水)1.制冷剂管道系统（红色）；2.润滑油管道系统（绿色）；3.冷冻水管道系统（1）设置场合：间接供冷系统；（2）分类：①按系统与外界的接触情况：开式，闭式第四页，共五十一页，2022年，8月28日②按调节特征，分为3.冷冻水管道系统（间接供冷）（2）分类：定水量系统变水量系统一级泵系统（图6-19）二级泵系统（图6-20）第一节蒸汽压缩式制冷系统的典型流程一次环路：定流量二次环路：变流量注：冷水机组在减少一定水量下可正常运行时，可不设旁通管路：整个系统变流量运行。组成简单，控制容易，运行管理方便，广泛采用能分区分路向用户供水，适用大型系统机组侧：定流量；用户侧：变流量第五页，共五十一页，2022年，8月28日4.冷却水管道系统（1）水温要求：为保证tk不超过压缩机允许工作条件，一般要求冷却水进水温度≯32℃（2）水系统型式（三种）①直流式③循环式②混合式（图6-21）：用完直接排走，适用于水源充足地区；自然通风冷却循环系统（图6-22）；机械通风冷却循环系统（图6-23）；第一节蒸汽压缩式制冷系统的典型流程可节约深井水用量，且不降低冷凝器的传热效果第六页，共五十一页，2022年，8月28日第二节制冷剂管路的设计制冷系统的设计（两方面）设备的选型（四大件+辅助设备）管路的设计一.管路的布置原则1.管材氟利昂：铜管；容量大时可用无缝钢管；氨：无缝钢管；禁用铜或铜合金管及管件。2.布管原则配管短而直（减少管道和制冷剂充灌量及系统压降）管道的布置应不妨碍对压缩机及其他设备的正常观察和管理，不妨碍设备的检修和交通通道以及门窗的开关；管道与墙和顶棚以及管道与管道之间应有适当距离，以便安装保温层管道穿墙、地板和顶棚处应设有套管，套管直径应能安装足够厚度的保温层。第七页，共五十一页，2022年，8月28日（一）压缩机排气管i≮0.011.坡度≮0.01，坡向油分离器和冷凝器；注：对不设油分离器的氟系统，冷凝器高于压缩机时，排气管应设U形弯（图6-3）防止冷凝液及润滑油返流回压缩机压缩机停车时，起存液弯作用，防止制冷剂自冷凝器蒸发而流回到排气管中，再开车时造成“液击”事故2.多台氟压缩机并联，各压缩机曲轴箱之间的上部装均压管，下部装均油管，以保证润滑油的均衡。3.对有容量调节的压缩机，应考虑在系统低负荷时，能将润滑油从排气立管中带走，采用双排气立管（图6-4）。小管径立管，保证最低负荷时气流能把润滑油带走大管径立管，保证系统最大负荷时，蒸气能把双排气管内的润滑油带走，且排气管道压力降应在允许范围内集油弯管第二节制冷剂管路的设计第八页，共五十一页，2022年，8月28日4.并联的氨压缩机排气管上或油分离器的出口处应设止回阀（图6-5）防止不工作压缩机处较多氨气冷凝为液态，启动时造成冲缸事故（二）压缩机吸气管氟利昂系统，为回油，设坡度≮0.01，坡向压缩机(图6-6a)；注：当蒸发器高于压缩机时，蒸发器的出气管应先向上弯，再向下通至压缩机（图6-6b）第二节制冷剂管路的设计第九页，共五十一页，2022年，8月28日2.并联氟压缩机吸气管的安装（图6-7）3.对有容量调节的压缩机，采用双吸气立管（图6-8）。使系统在低负荷时，能将润滑油从吸气立管中带回压缩机。4.氨压缩机的吸气管坡度≮0.005，坡向蒸发器，防止液滴进入气缸。（三）从冷凝器至储液器的液管注：蒸发式冷凝器单独一台与储液器相连时，两者的高差>300mm多台并联后与储液器相连时，两者的高压气管间应设均压管，且高差>600mm，液管流速<0.5m/s第二节制冷剂管路的设计防止未工作压缩机吸气口积存润滑油，启动时造成（油）“液击”冲缸第十页，共五十一页，2022年，8月28日（四）从储液器或冷凝器至蒸发器的给液管当冷凝器高于蒸发器时，给液管至少应抬高2m以后再通至蒸发器（图6-9），若膨胀阀前设有电磁阀时，其连接不做要求。2.当蒸发器上下布置时，为防止闪发形成的蒸气集中进入最上层蒸发器时，给液管配置如图6-10注：当数个高差较大的蒸发器由一根给液立管供液时，为使闪发均匀分配，蒸气配管如图6-11，第二节制冷剂管路的设计第十一页，共五十一页，2022年，8月28日3.氨制冷系统的给液管，为防止积油影响供液，在给液管路的低点和分配器的低点应设有放油阀，如图6-12二.制冷剂管道管径的确定（一）考虑因素1.系统的管路压力降ΔP2.氟利昂系统的回油问题3.经济方面（二）规定1.系统的管路压力降ΔPNH3:ΔP≯tk升高或t0降低0.5℃对应的压力差；氟：ΔP≯tk升高或t0降低1℃对应的压力差；液管：v<0.5m/s液管：一般再冷度为3~5℃，取v=0.5~1.25m/s

且ΔP≯0.5bartkt0第二节制冷剂管路的设计第十二页，共五十一页，2022年，8月28日2.氟利昂系统的回油问题（1）吸、排气管路①水平或向下的吸、排气管，润滑油可借助坡度敷设靠重力返回压缩机（图6-5和图6-6a）②上升立管，必须气流速度>最低带油速度方可返回压缩机（氟利昂的最低带油速度见图6-13）注：实际设计时，最低带油速度取图中所对应数值的1.25倍（2）对变负荷工况，应能保证最小负荷时,润滑油仍能从蒸发器顺利返回压缩机（v≥vmin)两种措施①设计时，加大水平或下降吸气管管径，同时减小上升吸气管径，以保证ΔP及v≥vmin

两方面要求；②采用双上升吸气立管（图6-8）第二节制冷剂管路的设计第十三页，共五十一页，2022年，8月28日（三）制冷剂管径的计算

1.计算方法：当量长度法——将管段的局部损失折合成管段的沿程损失来计算（常用管件当量长度表6-1）管件名称Ld/di管件名称Ld/di阀门直通截止阀（全开）角阀直通闸阀（全开）止回阀（全开）340170880渐扩变径管d/D=1/4d/D=1/2d/D=3/4302017丝扣弯头90°45°3014焊接弯头45°60°90°（二节）90°（三节）90°（四节）1530602015渐缩变径管d/D=1/4d/D=1/2d/D=3/415117常用管件当量长度与管内径比值（Ld/di）表6-1第二节制冷剂管路的设计第十四页，共五十一页，2022年，8月28日2.阻力损失计算公式第二节制冷剂管路的设计第十五页，共五十一页，2022年，8月28日ACBD举例：R22，允许压力降ΔP/(L+Ld)=490Pa/m,t0=-10℃,Mr=0.06kg/s时，管径的确定如图所示第十六页，共五十一页，2022年，8月28日举例：NH3液，允许压力降ΔP/(L+Ld)=98Pa/m,Mr=0.25kg/s时，管径的确定如图所示di=第十七页，共五十一页，2022年，8月28日第十八页，共五十一页，2022年，8月28日第四节制冷机组（自学）第十九页，共五十一页，2022年，8月28日第五节制冷机房的设计一.设计步骤（一）确定制冷机房的总负荷Q总=Q需+Q损（直冷5~7%；间冷7~15%）（二）确定制冷机组类型（制冷方式，制冷剂种类，冷凝器的冷却方式）1.制冷方式一般：从单位制冷量消耗一次能源的角度，吸收式制冷的能耗>电制冷的能耗制冷方式的选择要考虑能耗、单机容量和调节等因素——电制冷、吸收式制冷直接供冷系统或对卫生安全要求较高的用户，采用氟利昂；间接供冷系统或对卫生安全要求不高的大中型系统，采用氨蒸发式——缺水，干燥地区2.制冷剂种类3.冷凝器的冷却方式

水冷——水源充足地区（直流、混合、循环式）风冷——严重缺水地区；电制冷冷水机组类型选择若单机名义工况制冷量>1758kw,宜选离心式；=1054~1758kw,宜选离心或螺杆式=700~1054kw,宜选螺杆式=116~700kw,宜选螺杆或往复式<116kw,宜选活塞或涡旋式优先采用：电制冷第二十页，共五十一页，2022年，8月28日（三）确定制冷系统的设计工况1.tk—据冷凝器的冷却方式和冷却介质的温度确定。tk立式、卧式壳管式：tk=t冷却水出口+（2~4℃）蒸发式冷凝器：tk=ts设+（5~10℃）风冷式冷凝器：tk=t空气进口+（10~16℃）2.t0—据用户使用温度确定。t0间接供冷（水做载冷剂）：t0=t冷冻水供+（2~3℃）直接供冷：t0=t送风+（6~8℃）直接供冷的冷藏库、冷排管：t0=t库+（5~10℃）（四）确定制冷机容量和台数1.台数：不宜过多，一般选2~3台、同型号制冷机组，2.备用：一般不考虑，特殊情况除外。第五节制冷机房的设计第二十一页，共五十一页，2022年，8月28日（五）设计水系统1.确定冷冻水（闭式、开式；定流量、变流量）和冷却水系统(直流式、循环式、混合式）形式2.选冷冻水泵、冷却水泵和冷却塔的规格和台数；3.管路系统设计计算。二.制冷机房（一）对制冷机房的要求（P150)（二）制冷机房的设备布置（P150)三.制冷设备的保温（一）保温范围（二）保温材料——导热系数小，湿阻因子大，吸水率低，密度小，安全（可燃性，毒性），价廉易得，易于加工敷设。常用保温材料P151表6-21.压缩机吸气管路；2.膨胀阀后的供液管；3.间接供冷系统的蒸发器、冷冻水管和冷冻水箱等；第五节制冷机房的设计第二十二页，共五十一页，2022年，8月28日（三）保温层厚度（四）保温结构（由里到外)1.防锈层（又名：防腐层）2.保温层3.防潮隔汽层（油毡，塑料布等）4.保护层（铝箔，铁皮，玻璃丝布等）5.识别层（又名：色层）第五节制冷机房的设计第二十三页，共五十一页，2022年，8月28日管道名称油漆颜色管道名称油漆颜色高压氨气管低压回气管高压氨液管低压氨液管放空气管深红色蓝色深黄色黑色红色冷却给水管冷却回水管冷媒供水管冷媒回水管平衡管紧急泄氨管天蓝色淡紫色绿色棕色淡绿色深黄色氨制冷系统各管段选用油漆颜色参考表第二十四页，共五十一页，2022年，8月28日制冷系统常用设计图例名称图例名称图例氟气管氟液管氨气管氨液管平衡管放油管放空气管紧急泄氨管热氨冲霜管冷却给水管冷却回水管冷媒给水管冷媒回水管FQFYAQAYPYKjasLG1LG2L1L2截止阀闸阀安全阀止回阀电磁阀膨胀阀热力膨胀阀浮球阀压力表温度计角阀制冷压缩机冷水机组第二十五页，共五十一页，2022年，8月28日本章重点内容1.概念：“冰塞现象”；最低带油速度；2.蒸汽压缩式制冷系统的典型流程里有哪几种管道系统，分别是什么？3.为什么氟利昂系统通常要设干燥器？4.制冷剂管道管径的确定，需要考虑哪些因素？5.对液态和气态制冷剂管路系统，其管径的确定参数有何不同？6.据用户需要情况不同，冷冻水系统有哪几种形式，其各自特点是什么？7.据调节特征不同，冷冻水系统有哪几种形式，画图表示之，并说明其各自特点8.冷却水系统有哪几种形式，各有何特点？9.制冷系统中都何处需要保温？保温结构怎样的？第二十六页，共五十一页，2022年，8月28日第四节

制冷机组（自学）

制冷机组压缩冷凝机组（输出液态制冷剂）冷（热）水机组（输出冷热水）空气调节机组（输出冷热风）第二十七页，共五十一页，2022年，8月28日第四节

制冷机组（自学）

一、

（一）

单冷型热泵型活塞（涡旋式）式冷水机组螺杆式冷水机组

离心式冷水机组冷（热）水机组冷水机组风冷（缺水地区、小设备）

水冷（常用形式）空气源热泵水源热泵第二十八页，共五十一页，2022年，8月28日活塞式冷水机组第二十九页，共五十一页，2022年，8月28日离心式冷水机组第三十页，共五十一页，2022年，8月28日（二）热泵冷（热）水机组

按热源不同空气源热泵水源热泵按压缩机类型不同活塞式（涡旋式）螺杆式离心式空气-空气热泵空气-水热泵水-空气热泵水-水热泵第三十一页，共五十一页，2022年，8月28日螺杆式热泵冷热水机组第三十二页，共五十一页，2022年，8月28日多机头双回路活塞式冷水机组第三十三页，共五十一页，2022年，8月28日多机头双回路螺杆式冷水机组第三十四页，共五十一页，2022年，8月28日19XR离心式冷水机组

第三十五页，共五十一页，2022年，8月28日●

高效涡旋式压缩机，仅三个动力部件，运转宁静可靠●

世界首台专为HFC-407C优化设计的风冷热泵机组，经济节能与环境优先兼顾●

充分利用HFC-407C非共沸性的逆流式钎焊板式换热器，效率不打折扣●

开利专利第三代“飞鸟”风扇，双速风机电机，实现超静运行●

内置水力模块：含水泵、过滤器、安全阀、膨胀水箱、压力表、放气阀、流量开关、流量调节阀等所有系统必要水力组件，安装简单快捷

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运行工况范围宽广：0ºC~46ºC

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接风管型机组30RY040A-080A，风机余压150Pa

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双泵，高扬程泵等

（Pro-DialogPlus微电脑控制系统）第三十六页，共五十一页，2022年，8月28日30RQ系列涡旋式风冷热泵

第三十七页，共五十一页，2022年，8月28日螺杆式风冷热泵冷（热）水机组第三十八页，共五十一页，2022年，8月28日制冷、制热、卫生热水”型空气源热泵系统

第三十九页，共五十一页，2022年，8月28日二、空气