氟利昂系统机组设备选型计算

氟利昂制冷系统的特点

㈠回热循环，设回热器。

㈡与油相溶。从设备布置,供液方式,管道设计等方面采取回油措施。

㈢不溶于水。须设干燥器，以防冰塞。

㈣氟双级压缩循环采用一级节流、中间不完全冷却、节流前液体过冷、带回热的循环。

㈤直接膨胀供液，液泵供液。

㈥氟渗透力强，密封性要求高。→用氟专用阀门。

压缩机的选型计算

㈠选型原则

⒈氟压机容量＝机械负荷×运行时间系数

⒉压力比＞10，用双级；压力比≤10，用单级。

⒊工作条件不得超过厂家规定的允许条件。

⒋各台机制冷量宜大小搭配。

⒌辅助设备应与压机制冷量匹配。

⒍对于5～100吨小冷库运行时间可用12～16h/day。

㈡工作参数的确定

1.蒸发温度与氨系统相同。

2.冷凝温度：

卧式和组合式：tl比冷却水进出口平均温度高7℃。

风冷式：tl比进风温度高10℃～15℃。

蒸发式：tl比夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度高10℃～15℃。

3.蒸发器出口气体温度：用热力膨胀阀时，比蒸发温度高3℃～8℃。

4.压缩机吸气温度

单级：不超过15℃；

双级：低压级——比t0高30~40℃

高压级——不超过15℃

5.节流阀前液体过冷温度的确定

单级：在回热器或直接蒸发式热交换器中过冷，一般过冷度取5℃。

双级：两次过冷，中冷器出液温度比中间温度高5℃～7℃；在气液热交换器中再过冷5℃。

㈢氟利昂压缩机选型计算

⒈单级氟压机的选型计算与氨压机相同。

注：对于半封闭式和全封密式压缩机，∵先经电机，vxi增大。∴只能按性能曲线来选型。

⒉双级氟压机的选型计算

参照氨机选型方法：由高、低压级理论排气量或性能曲线来选型。

中间温度的确定氨机不同，采用图解法。步骤如下：

⑴任选4～6个中间温度。ζ＝１／3时，可在5～-10℃内选用。

⑵根据各个中间温度和热平衡原理求Gg和Gd之比α1，用式

⑶根据各个中间温度，查图3-12, 13得高、低压机的输气系数。

⑷用输气系数及ζ，求出Gg和Gd之比α2，用式：

⑸作坐标图。绘出t中间-α1曲线和t中间-α2曲线，两者交点所对应t中间即为所求的t中间。

冷凝器选型计算

㈠冷凝器热负荷计算：

㈡冷凝器冷却面积计算：

由冷却面积Fl来选型。所选冷凝器冷却面积≥Fl。

㈢水冷式卧式冷凝器冷却水用量计算：

㈣风冷式冷凝器的风量计算：V风＝3600Aω

或风量＝压机功率×（18～26m3/min·kW）

蒸发器选型计算

介绍壳管式蒸发器的选型。蒸发器传热面积计算：

由传热面积Ｆ来选型。所选蒸发器冷却面积≥F。

辅助设备的选型计算

㈠贮液器的选型计算

当采用卧式壳管式的冷凝器及采用冷风机的冷间用热力膨胀阀供液时，可不另设贮液器。

如采用排管或采用蒸发式、空冷式冷凝器时，应设贮液器。

贮液器容积计算：

由贮液器容积ＶＺＦ来选型。

㈡油分离器

一般由机组配带，不用另选。

如需选择，按直径大小选型，直径计算用式。

台数：一机一台。

型式：干式（带滤网）。

㈢中冷器选型计算（中间不完全冷却）

由直径和盘管冷却面积来选型。

㈣干燥器选型

按管道公称直径进行选配。设在冷凝器与节流阀之间，其两侧设控制阀门，以便更换之。

㈤过滤器选型

按接管公称直径选用。

㈥回热式热交换器的选型

三种型式：

⒈供液管和吸汽管绑或焊在一起。用于小型系统。

⒉套管式。

⒊盘管式。按传热面积大小来选型。

㈦热力膨胀阀选型：内、外平衡式。（请见暖通南社相关课件）

注意：

⒈把膨胀阀的制冷量换算成设计工况的制冷量再选用。然后进行不同蒸发温度对制冷量的修正。

⒉再进行不同阀前后压差对制冷量的修正阀前后压差的计算：ΔP=Pt－ΔPl－ΔP2－ΔP3－ΔP4－Pz（Pa）

⒊所选的热力膨胀阀的容量要大于蒸发器冷负荷。冷负荷较稳定时，加大20%～30%;冷负荷波动较大时，加大70%～80%。

热力膨胀阀存在的问题：调节品质不高、调节系统无法实施计算机控制、工作温度范围窄、温包传感慢引起反应迟后和调节波动，特别在低温装置中，调节振荡比较突出。

㈧热电膨胀阀简介

是一种新型膨胀阀，结构如图：

它是由感温元件和阀体两部分组成，用电来控制阀孔开度，调节制冷剂流量，而电流的大小则由制冷剂蒸气的温度通过热敏电阻来控制。

蒸发器出口处制冷剂蒸气温度↑，热敏电阻阻值↓，电流增大↑，双金属片变形加剧，阀芯↑，阀孔开度增大，制冷剂流量↑。

特点：调节迅速，结构简单，安装方便，蒸发器内的压力降对阀的控制特性不产生影响，而且可以始终保持制冷剂蒸气过热度为0℃的控制特性，使蒸发器的面积得到充分利用。但阀的加工制造精度要求较高。目前仅用于某些小型制冷装置。

（九）其它型式电子膨胀阀

电磁式膨胀阀

图a。通电前—全开。通电后—柱塞被吸上→阀开度变小。阀开度大小：取决于线圈上的电压（或电流）。∴改变电压调节流量。见图b。

特点：结构简单，动作响应快，但工作时需一直供电。

另一种电磁式膨胀阀：内置节流孔，通电开，线圈入施加固定周期的电压脉冲。阀交替打开和关闭。脉宽大，流量大；脉宽小，流量小。会产生压力波动。

用电动机驱动（四相永磁式步进电动机），分为：

★直动型—电机直接驱动阀杆，见下图。

★减速型—电机通过减速齿轮驱动阀杆。

阀针移动距离由输入的脉冲次数来决定，脉冲信号可以控制电机正、反方向转动，从而改变阀的开度。

电子膨胀阀优点：

⑴流量调节不受冷凝压力变化的影响。

⑵对阀前制冷剂过冷度的变化具有补偿作用。

⑷动作快、准，避免振荡。

⑸将蒸发器出口过热度控制到最小。

⑹在运行温度范围内，可有相同的过热度设定值。

⑺可根据实际情况决定调节规律。

⑻具有自适应控制。控制器本身能够在各种工况下找出相应的过热度最佳值，作为控制的期望值，并实现控制。

⑼可扩展其他功能：最高工作压力（ＭＯＰ）控制、制冷温度控制、显示和 警等。

⑽还允许流动方向可逆。

（十）毛细管的选择

在工况变化时，毛细管只能使流量有微小变化。确定毛细管的内径和长度，方法有：

⒈实测法

⒉图解法

⒊计算法

⒋类比法

⒌统计法

⒈实测法

实测法是将几台经过实测和证实符合设计要求工况工作的制冷系统作为样机，拆除该机的毛细管作为标准品，作为被测毛细管的测定依据。

⑵气体流量测定

一般用压缩机为排气动力，进行氮气(空气)流量测定。

在压缩机吸、排气侧连接低压、高压阀门和压力表，低压阀门处于全开状态，把毛细管一端焊在干燥过滤器出口上，另一端暂不焊入蒸发器。压缩机启动运行后，氮气或空气从低压阀门吸入，直到低压吸入压力与大气压力相等时，高压表指示压力应稳定在1～2MPa的数值上。

如高压超过，说明流量过小，可截去一段毛细管，边截边试，直到压力值合适为止。如压力过低，说明流量过大，要更换长一些的毛细管或加大毛细管的阻力，如增加毛细管盘成小圈的圈数等。

③压差法：如图

在被测毛细管与稳压罐之间串接两支并联的、流量相同的基准毛细管，被测毛细管另端通大气。

在并联的两支基准毛细管两端各连接一个精度较高的压力表，显示基准管两端的压差Δp。由于基准管和毛细管的阻力损失之和等于稳压罐与大气压力之差，所以，当被测毛细管的阻力大（或小）时，基准管两端的压差Δp就小（或大）。若对相同的稳压罐压力，基准管两端的压差值，在基准管后分别连接被测管和标准毛细管时相同，则被测毛细管合格。

线图之二：基本长度×修正系数

线图之三：

图A是内径di=1.625mm、长度L＝2030mm的标准毛细管在专门的试验装置中试验而得到的毛细管进口状态（压力p1和过冷度Δtg或干度x ）与通流量qma的关系图。

当采用其它尺寸的毛细管时，首先应计算毛细管的相对流量系数φ，φ = qm / qma。

求得φ值后即可利用图B找到相应的毛细管的内径di及长度L的数值。

⒊计算法：

公式一：

Δp—毛细管进、出口之间压力差，Pa ；

Re—雷诺数；

L—毛细管长度，m；

ω—制冷剂流速，m/s；

ρ—制冷剂密度，kg/m3；

d—毛细管内径，m。

公式二：

G—制冷剂流量（g/s）;

⒋类比法：所谓类比法即是参考比较成熟的同类产品进行类比来选择新产品所需要的毛细管的几何尺寸。

⒌统计法：根据多数厂家长期的实践经验数据选用毛细管。

应该指出，由于毛细管内的流动过程复杂，而且毛细管的实际内径与名义内径之微小偏差对毛细管的长度影响较大，因而无论是通过图解法或类比法求得的毛细管尺寸和根数，都要经过在实际装置中的运行试验，经校验和修正后，才能获得毛细管的最佳尺寸。

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