第3章 制冷压缩机与设备的选型计算

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1、第3章制冷压缩机与设备的选型计算3．1制冷压缩机的选型计算制冷压缩机是制冷装置的核心部件，在制冷系统中吸入蒸发器出口的低温、低压气体制冷工质，经压缩机压缩至高温、高压状态，在较高温度下向外界放出热量，完成制冷工质和热量的输送任务。制冷压缩机的选择影响制冷装置的运行特性、经济指标和安全可靠性。用于制冷装置的制冷压缩机种类很多，按照压缩气体制冷工质的方式分类，可分为往复式制冷压缩机和回转式制冷压缩机；按照电动机与制冷压缩机的布置形式分类，可分为开启、半封闭和全封闭式；按制冷压缩机的工作温度分类，可分为高温压缩机

2、、中温压缩机和低温压缩机；按制冷压缩机的压缩级数分类，可分为单级制冷压缩机和双级制冷压缩机；按制冷工质的热力性能及对环境的影响分类，又可分为合成制冷工质的制冷压缩机和自然工质的制冷压缩机。3．1．1制冷压缩机的选型原则制冷压缩机的选型应遵循以下原则：1)所选制冷压缩机(以下简称压缩机)的制冷量应与制冷装置的机械负荷相等或接近，相近蒸发温度的冷间尽可能把必需的制冷量集中在一个机组中，按不同的蒸发温度系统分别选配压缩机，尽可能使每台(组)压缩机分别提供一种蒸发温度，以确保制冷系统运行可靠、经济合理。除特殊的要求

3、外，一般不设专门的备用机，压缩机的工作条件应在制造厂家限定的工作条件范围内。2)为便于压缩机的维护和零部件的更换，同一制冷系统中如需多台压缩机，应选同一系列，且台数要适宜，以满足高、低峰负荷变化的需要。当机械负荷较大时，应选用大型压缩机，减少台数，简化系统，降低成本，可以减少占地面积，节省建设投资。3)为使压缩机安全、可靠和经济地运行，当氨制冷系统中冷凝压力与蒸发压力的比值>8、氟利昂制冷系统中冷凝压力与蒸发压力的比值>10时，应采用双级压缩；但氨系统的压力比<8、R134a系统的压力比<10时，采用单级压

4、缩。当要求制冷温度低于-60℃时，可采用复叠式制冷装置。4)压缩机在不同的工况下运行，消耗的功率也不同，压缩机配用电动机的功率应按照运行的工况校核。对在变工况下工作的压缩机，应按最大轴功率工况选配电动机。3．1_2计算参数的确定在选择压缩机时，首先要考虑实际应用中对制取温度的要求。制取温度的高低对压缩机的选型和系统组成极为重要。一般情况下，用于空气调节的高温压缩机和用于低温冻结的低温压缩机有根本上的差别。因此，工程技术人员必须熟知各种压缩机的特点和适用范围，确定适宜的工作温度，根据需要选择合适的压缩机。由压

5、缩机的工作特性可知，当制冷系统的蒸发温度越高、冷凝温度越低时，其制冷量越大，单位制冷量所消耗的功率也越小；反之亦然。因此，在满足使用条件的前提下，应合理地确定设计参数，对制冷装置进行优化设计，尽量提高制冷系统的蒸发温度，降低冷凝温度，以增大制冷量、减少功率消耗，提高制冷装置的性能。1．蒸发温度根据储存物品的种类、冷藏工艺的需要和对冷间温、湿度的要求，确定合理的计算温差，从而确定蒸发温度。间接冷却制冷系统的蒸发温度t0可按下式计算，即t0=t2-(4～6)(3-1)式中，t2为蒸发器中载冷剂的出口温度(℃)。

6、对于直接冷却系统，则to=tn-(8～10)(3-2)式中，tn为房间内温度(℃)。对冷却空气蒸发器的传热温差也可按照表3-l选取。表3-1冷却空气蒸发器的传热温差冷间名称蒸发器形式传热温差／℃冷却间冷风机10冻结间冷风机10搁架排管12～15冻结物冷藏间冷风机lO储冰间排管10冷却物冷藏间冷风机≤82．冷凝温度冷凝温度与冷凝器的形式、冷却方式、冷却介质的温度等有关，采用水冷式冷凝器时，冷凝温度tk可用下式计算，即式中，t1为冷凝器的迎风面空气温度(℃)。式(3-5)适用于迎面风速为2．5～3．5m／s的场

7、合，冷凝器进风温度t1按夏季空气调节平均温度计算，Δt为冷凝温度与进口空气温度之差(干球)，取10～15~C。3．压缩机的吸气温度压缩机的吸气温度是指压缩机吸气阀处的温度，与系统的供液方式、吸气管的长度、吸气管的管径、隔热情况、冷间内的热负荷大小和系统供液量等因素有关，吸气温度过低，会引起压缩机的液击，运行不安全；吸气温度过高，会引起压缩机的排气温度过高，冷凝负荷增加，运行既不经济也不安全。对氨制冷系统允许有一点过热度，以防止液击，但不宜过大，允许的吸气过热度见表32。表3-2氨压缩机允许的过热度蒸发温度／

8、℃O-5-10-15-20-25-28-30-33-40吸气温度／℃L-4-7-10-13-16-18-19-2l-25过热度／℃l13579lOll1215对氟利昂制冷系统，一定的吸气过热度可以提高循环的经济性，采用热力膨胀阀时，蒸发器出口气体的过热度为3～8℃；单级压缩和双级压缩的高压级吸气温度不应超过15℃；对没有回热循环的制冷系统，压缩机的吸气温度按蒸发器的出口温度与回气管内的冷损失之和确定；对有回热循环