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小型冷库四大件的设计与选型:压缩机、冷凝器、节流阀、冷风机&冷排管

发布时间:2021-06-23 07:55人气:13


一、冷库负荷估算:


1、肉类冷库:


冷却每顿肉类食品的耗冷量(表1)

序号

库房温度/℃

肉类降温情况

冷加工时间/h①

单位耗冷/(w/t)

入库℃

出库℃

冷却设备负荷

机械负荷

1

2

3

4

-2

-7/-2②

-10

-10

35

35

35

35

4

4

12

10

20

11

8

3

3000

5000

6200

13000

2300

4000

5000

10000

①冷加工时间不包括肉类进库和出库的搬运时间;

②此处系指库温先为-7℃,待肉类表面温度降到±0℃时,改用库温为-2℃继续冷却。

注:本表内冷却设备负荷已经包括货物负荷系数P的数值,机械负荷已经包括总管道等7%的冷损耗系数。


冷冻每顿肉类食品的耗冷量(表2)

序号

库房温度/℃

肉类降温情况

冷加工时间/h①

单位耗冷/(w/t)

入库℃

出库℃

冷却设备负荷

机械负荷

1

2

3

4

5

-23

-23

-23①

-30

-30

4

12

35

4

-10

-15

-15

-15

-15

-18

20

12

20

11

16

5300

8200

7600

9400

6700

4500

6900

5800

7500

5400

①指一次冻结(指肉类不经过冷却),氨系统直接用低于-33℃的蒸发温度

注:本表内冷却设备负荷已经包括货物热流量系数P的数值,机械负荷已经包括总管道等7%的冷损耗系数。


2、水产冷库


水产品冷加工单位冷负荷(表3)

库房名称

库房温度/℃

肉类降温情况

冷加工时间/h

单位耗冷/(w/t)

入库℃

出库℃

冷却设备负荷

机械负荷

准备间

冻结间

冻结间

0

-25

-25

20

4

20

4

-15

-15

10

10

16

4700

9300

7000

3500

7500

5600

3、冷藏间、制冰间

冷藏间单位冷负荷(表4)

序号

库房名称

库房温度℃

单位耗冷/(w/t)

冷却设备负荷

机械负荷

1

2

3

4

5

6

一般冷却物冷藏库

250t以下冻结物冷藏间

500t—1000t冷库冻结物冷藏间

1000t—3000t单层库冻结物冷藏间

1500t—3500t多层库冻结物冷藏间

4500t—9000t多层库冻结物冷藏间

±0、-2

-15、-18

-18

-18、-20

-18

-18

88

82

53

41~47

41

30~35

70

70

47

30~35

30~35

24

注:表中机械负荷已包括总管道冷损耗系数

制冰和贮冰间冷负荷(表5)

序号

制冰方式

单位耗冷/(w/t)

机械负荷

1

2

3

盐水制冰方式

桶式快速制冰

贮冰间

7000

7800

25

注:表中机械负荷已包括总管道冷损耗系数


4、小型冷库冷负荷估算


肉、禽、水产品类单位冷负荷(表6)

序号

库房名称

冷间温度℃

单位耗冷/(w/t)

冷却设备负荷

机械负荷

1

2

3

4

50t以下冷藏库

50t—100t冷藏间

100t—200t冷藏间

200t—300t冷藏间

 

-15~-18①

195

150

120

82

160

130

95

70

①进货温度按-12~-15℃,进货量按库容的5%计算,如果进货温度为-5℃时,需适当增大表中数值。

水果蔬菜类单位冷负荷(表7)

序号

库房名称

冷间温度℃

单位耗冷/(w/t)

冷却设备负荷

机械负荷

1

2

100t以下冷藏库

100t—300t冷藏间

0~2

0~2

260

230

230

210

鲜蛋类单位冷负荷(表8)

序号

库房名称

冷间温度℃

单位耗冷/(w/t)

冷却设备负荷

机械负荷

1

2

100t以下冷藏库

100t—300t冷藏间

0~2

0~2

140

115

110

90

注:表中机械负荷已包括总管道冷损耗系数。


5、室内型装配式冷负荷估算

将表7-表9中的负荷值再乘以1.2的修正系数。


6、简单计算估算法

总的冷负荷可以分为两部分:

(1)通过围护结构散失的冷量,可按常规方法计算。

(2)运行冷负荷  按下式计算:

Qr=V *fr *△T

式中:Qr-运行冷负荷(W);

V -冷库容积(m³);

Fr-运行系数,查表9;

△T-库内外温差(℃);

冷库容积/m³

Fr/[W/(m³*°C)]

冷库容积/m³

Fr/[W/(m³*°C)]

140

200

280

560

0.31

0.24

0.19

0.16

1400

2100

2800

0.14

0.14

0.13

 

以上算法为估算值,实际按照使用需求做适当调整。


二、压缩机选型:


制冷压缩机是冷库的主要设备之一,正确的选型非常重要,制冷压缩机的制冷量和配比的电动机的功率,与蒸发温度和冷凝温度有着密切关系。

冷凝温度和蒸发温度是制冷压缩机的主要参数,称为制冷工况。在计算出冷库的制冷负荷后,就可以选取制冷量适合的压缩机组了。

冷库制冷系统***常用的制冷压缩机是活塞式和螺杆式,现在涡旋式压缩机在小型的冷库系统中慢慢成为了***常用的一种压缩机。

冷库制冷压缩机选型的一般原则

1、压缩机的制冷量要能满足冷库旺季生产的***高负荷要求,一般不设备用机组。

2、单机容量和台数的确定,要按便于能量调节和制冷对象工况变化等因素考虑,制冷负荷较大的冷库应选择大型压缩机,防止机器台数过多,大型冷库压缩机选择台数不易少于两台,对于生活服务型冷库,可选择一台。

3、根据计算压缩比选型合适的压缩机,对于氟利昂压缩机,压缩比小于10选用单级压缩机,压缩比大于10选用双级压缩机。

4、选用多台压缩机时,要综合考虑机组之间的相互备用、零件互换的可能性,一个机组间的压缩机型号应采用同意系列或同一型号。

5、制冷压缩机的工作工况应尽可能满足设计的基本条件,工作工况不能超过压缩机厂家的规定运行范围。在制冷控制技术不断成熟的今天,采用微电脑控制的压缩机组是比较理想的选择。

6、螺杆压缩机由于结构特点,它的容积比是随着运行工况变化而变化的,所以螺杆压缩机可适应不同的运行空旷,螺杆压缩机单级的压缩比大,有较宽的运行工况,有经济器的条件下,可以获得更高的运行效率。

7、涡旋式压缩机由于其运行效率高、噪音低、运转平稳,近年它受到了人们的重视,越来越多的在中小型冷库工程中应用。


有了上面冷库负荷的计算,我们就能根据负荷,选择合适的压缩机了。压缩机的选型通常根据压缩机的选型软件即可:


我们精选了一些常用压缩机的选型软件,当然,一些家用空调的压缩机(GMCC、美芝、海立等)采用样本选型就可以了,更多的是做仿真方面的分析和优化了。

首要推荐的是:CompressorDB:包含了大部分的压缩机性能参数,不需要每个品牌的压缩机选型软件都安装一个了。



艾默生&谷轮压缩机:


***:


三、换热设备:冷凝器



冷凝器按照冷却方式和冷凝介质可分为水冷式、空气冷却式、水和空气混合冷却式。

冷凝器的选型一般原则

1、立式冷凝器布置在机房外面,适用于水源丰富但是水质较差或水温较高的地区。

2、卧室水冷凝器广泛的使用在氟利昂系统中,一般布置在机房内,适应于水温较低、水质较好的地区。

3、蒸发式冷凝器适用于空气相对湿度低,或缺水的地区,需要布置在室外通风良好的地方。

4、空气冷却式冷凝器适用于水源比较紧张的地区,大量应用于中小型氟利昂制冷系统。

5、各种水冷式冷凝器都可以采用循环水的冷却方式,

6、采用水冷或蒸发式冷凝器的,设计时冷凝温度取值应按国家标准取值,但不宜超过40℃。

7、从设备费用看,蒸发式冷凝器成本***高,对大中型冷库,蒸发式冷凝器其他形式水冷凝器加冷却水循环组合相比较,初期建设成本差不多,但后期运行时蒸发式冷凝器更节水节能,发达国家冷凝器选用主要使用蒸发式冷凝器,但是在高温高湿的地区,蒸发式冷凝器使用效果不理想。

当然冷凝器的***终选择使用哪种,也要取决于地区的气象条件及当地的水源水质情况,同事与冷库实际热负荷的大小,机房布置要求等情况相关。


水冷冷凝器机组:


风冷冷凝器机组:



这两者的设计,我们可以通过经验计算或者软件来;


我们为大家准备了相关的计算软件,方便大家的工作需要:


美国马里兰大学的Coildesigner:




四、节流阀:


节流机构是冷库制冷系统的四大件之一,是实现蒸汽式制冷循环必不可少的元器部件。它的作用是将储液器中的制冷剂在节流后降低温度和压力,同时根据负荷的变化,调节制冷剂的流量。


节流机构按使用中的调节方式可分为:手动调节的节流阀、液位调节的节流阀、不能调节的节流机构、电子脉冲进行调节的电子膨胀阀、用蒸汽过热度调节的热力膨胀阀。

热力膨胀阀是政冷系统中***常用的节流装置,他通过感温包测量蒸发器出口管路上的回气过热度来调节阀的开启度调节供液量,在一定范围内实现了自动调节供液量的功能,实线供液量随热负荷变化而改变的调节功能。

膨胀阀根据其结构可分为内平衡式和外平衡式两种。

内平衡式热力膨胀阀适用于蒸发器发力将比较小的制冷体统中,一般较小型制冷系统选用内平衡式膨胀阀。

当蒸发器有分液器或蒸发管路较长、支路较多蒸发器两侧压力损失较大的制冷系统选用外平衡式膨胀阀。

热力膨胀阀的型号较多,规格、型号不同的膨胀阀其实冷量也不相同,选配时应根据冷库制冷系统制冷量的大小、制冷剂的种类、膨胀阀前后的压力差、蒸发器的压力降等因素对膨胀阀额定制冷量修正后选型。

通过计算出压力损失和蒸发温度来确定冷库系统中该采用的热力膨胀阀的型号当压力损失小于规定值时可选用内平衡,大于表中数值选用外平衡。


通常这些的选型,我们能通过各自厂家的自带的软件进行选型,就不需要去查询样本资料了,非常的方便。


ALco制冷部件选型:


丹佛斯制冷部件选型:



五、换热设备—蒸发器


蒸发器是冷库制冷系统中重要的四大件之一,利用液态制冷剂在低压下蒸发,吸收被冷却介质的热量,到达降低冷却介质温度的目的。


蒸发器安装冷却介质形态的不同,分为冷却液体的蒸发器和冷却气体的蒸发器两大类型。

冷库中使用的蒸发器就是冷却气体的蒸发器,一类是空气做自然对流的蒸发冷库排管,一类是空气做自然对流的蒸发冷库排管。

蒸发器形式的选型原则:

1.蒸发器的选型应根据食品加工和冷藏或其他工艺要求综合确定。

2.蒸发器的使用条件和技术标准应符合现行制冷设备的标准要求

3.冷风机冷却设备可应用在冷却间、冻结间、冷却物冷藏间

4.铝排管、顶排管、墙排管或者冷风机都可以使用在冻结物冷藏间,当食品有良好的包装时可选用冷风机,食品无包装易采用排管形式。

5.因食品的冻结工艺不同,要根据实际情况选用合适的冻结设备,例如冻结隧道或排管式冻结搁架。

6.包装间的冷却设备对库温高于-5℃时适合选用冷风机,库温低于-5℃时适合使用排管式蒸发器。

7.冰库适合采用光滑顶排管。

冷库冷风机具有换热量大、安装方便简洁,占用空间少,外形美观,能实现自动控制、融霜彻底等众多优点受到很多小型冷库、医药冷库、蔬菜冷库工程的青眯。


关于冷风机、冷排管的设计和选型,目前国内的软件几乎是空白;国外这方面的软件还是比较多的,我们精选了几个软件,大家可以参考下他们公司产品的参数,为自己公司产品的设计做参考。


阿法拉伐冷风机、风冷冷凝器、表冷器选型软件:


软件是针对阿法拉伐产品的,通过选型软件,我们能得到冷风机的参数,比如翅片间距,风量,换热面积等;我们在设计自己公司产品的时候,可以参考这些参数进行设计。


德国Kelvion风冷冷凝器、冷风机等产品选型软件:



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