全国注册公用设备工程师 执业资格考辅导 制冷技术 同济大学 陈汝东.

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1 全国注册公用设备工程师 执业资格考辅导 制冷技术 同济大学 陈汝东

2 第一节 蒸气压缩式制冷的热力学原理

3 制冷技术是使某一空间或物体的温度降到低于周围环境温度，并保持在规定低温状态的一门科学技术，它随着人们对低温条件的要求和社会生产力的提高而不断发展。
冷源： 天然冷源 (天然冰、深井水) 人工制冷

4 实现制冷的途径： (1) 相变制冷 液体转变为气体,固体转变为液体,固体转变为气体都要吸收潜热. (2) 气体绝热膨胀制冷
一定状态的气体通过节流阀或膨胀机绝热膨胀时,它的温度降低,从而达到制冷的目的. (3)温差电制冷 把两种不同的材料的一端彼此连接起来,另一端接上直流电源,则一端将会产生吸热(制冷)效应,另一端产生放热效应.

5 一、蒸气压缩式制冷的工作原理 人工制冷有多种方法，目前主要是使用工作物质（制冷工质）状态变化时吸热和放热的特征来实现制冷。 任何液体在沸腾过程中将要吸收热量，液体的沸腾温度（即饱和温度）和吸热量随液体所处的压力而变化，压力越低，沸腾温度也越低。而且不同液体的饱和压力、沸腾温度和吸热量也各不相同。 例：1 个大气压（0.1M Pa）下 制冷工质 沸点 (℃) 气化潜热 r (kJ / kg) 水 氨（R717） R

6 吸收式制冷 压力降为0.87kPa 水在5 ℃沸腾 有关概念： 汽化 蒸发 沸腾

7 只要根据所用制冷液体（称制冷剂）的热力性质，创造一定的压力条件，就可以在一定范围内获得所要求的低温。
要实现制冷循环必须要有一定的设备，而且要以消耗能量作为补偿。 蒸气压缩式制冷循环就是用压缩机等设备，以消耗机械功作为补偿，对制冷剂的状态进行循环变化，从而使用冷场合获得连续和稳定的冷量及低温。

8 a. 低压管道 保温 b. 工质状态 ② 过热蒸气③饱和液 ④ 湿蒸气

9 制冷技术的应用 1. 空气调节

10 2.冷藏 讨论： 1. 隔热 2. 置于通风处 3. 置于室内 t室 ＝？

11 3. 制冰

12 4.去湿

13 二.图表 1.T-S图

14 2.压-焓图（lgP-h图）

15 三、 理想制冷循环——逆卡诺循环 研究蒸气压缩式制冷循环的主要目的，是为了分析影响制冷循环的各种因素，寻求节省制冷能耗的途径。 逆卡诺循环是使工质（制冷剂）在吸收低温热源的热量后通过制冷装置，并以外功作补偿，然后流向高温热源。逆向循环是一种消耗功的循环，制冷循环就是按逆向循环进行的，在温—熵或压—焓图上，循环的各个过程都是依次按逆时针方向变化的。

16 1.逆卡诺循环设备示意图

17 2.实现逆卡诺循环必须具备的条件： （1）高、低温热源温度恒定； （2）工质在冷凝器和蒸发器中与外界热源之间无传热温差； （3）工质流经各个设备时无内部不可逆损失； （4）作为实现逆卡诺循环的必要设备是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。

18 逆卡诺循环由两个等温过程和两个绝热（等熵）过程组成，是一种理想循环。
逆卡诺循环是可逆的理想制冷循环，它不考虑工质在流动和状态变化过程中的内部和外部不可逆损失。虽然逆卡诺循环无法实现，但是通过该循环的分析所得出的结论对实际制冷循环具有重要的指导意义。

19 3．制冷系数ε 制冷循环常用制冷系数ε表示它的循环经济性能，制冷系数等于单位耗功量所制得的冷量。 对于逆卡诺循环而言：

20 通过对ε分别求T0和Tk的偏导数，可以得知T0和Tk对ε的影响是不等价的，并且T0的影响大于Tk 。

21 从公式可知，逆卡诺循环的制冷系数仅与高、低温热源温度有关，而与制冷剂的热物理性能无关。
由于逆卡诺循环不考虑各种损失，而且压缩机利用了膨胀机对外输出的功，因此，在恒定的高、低温热源区间，逆卡诺循环的制冷系数最大，在该温度区间进行的其它各种制冷循环的制冷系数均小于逆卡诺循环制冷系数。 所以，逆卡诺循环制冷系数可用来评价其它制冷循环的热力完善度。

22 4.传热温差 考虑冷凝器和蒸发器的传热温差分别为△Tk和△T0时，则

23 表明具有传热温差的不可逆循环的制冷系数，总小于相同热源温度时的逆卡诺循环制冷系数，而且随传热温差△T0和△Tk的增大而降低。

24 四、蒸气压缩式制冷理论循环及热力计算 (一).蒸气压缩式制冷理论循环 理论制冷循环不同于逆卡诺循环之处是：
（1）制冷剂在冷凝器和蒸发器中按等压过程循环，而且具有传热温差； （2）制冷剂用膨胀阀绝热节流，而不是用膨胀机绝热膨胀； （3）压缩机吸入饱和蒸气而不是湿蒸气。 用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失：不但增加了制冷循环的耗功量，还损失了制冷量。这两部分损失必然使制冷系数和热力完善度有所下降。 用干压缩代替湿压缩后的过热损失：

25 1.用膨胀阀代替膨胀机后的节流损失 制冷剂绝热膨胀作功量： we = h3－h4'' 制冷剂通过膨胀阀损失的冷量：
△q01 = h4—h4'' ∵绝热节流前后焓值不变，即h3 = h4； ∴we = △q01

26 节流损失：制冷剂干度↑，液体含量↓，制冷能力↓。
（T0－Tk）↑或者制冷剂液态比热↑，则节流损失↑；反之↓。 制冷剂节流后的干度增加还与它的潜热有关。 用膨胀阀代替膨胀机后，增加了we，损失了△q01，这使制冷系数和热力完善度下降。

27 2.用干压缩代替湿压缩后的饱和损失 在制冷压缩机的实际运行中，若吸入湿蒸气，会引起液击，并占有气缸容积，使吸气量减少，制冷量下降。
饱和损失不但与制冷循环工况有关，还与制冷剂的物理性质也有关。

28 节流前、后焓值不变h3 = h4，则qk = q0 + w
(二).热力计算 制冷剂在蒸发器中的单位质量制冷量： q0 = h1－h4 [kJ/kg] 压缩机的单位质量绝热压缩耗功量： w = h2－h1 [kJ/kg] 制冷剂在冷凝器中的单位质量放热量： qk = h2－h3 [kJ/kg] 节流前、后焓值不变h3 = h4，则qk = q0 + w

29 [m3/s] 制冷剂单位容积制冷量： [kJ/m3] 若已知总制冷量为Q0[kW]，则制冷剂质量循环量： [kg/s]
压缩机的吸气体积流量： [m3/s]

30 冷凝器的热负荷： Qk = Mrqk [kW] 压缩机的理论耗功量： N = Mrw [kW] 理论制冷系数：

31 (三).蒸气压缩式制冷循环改善 (1)液体过冷对制冷循环的影响 液体过冷会增加△q，且随着过冷温度的降低，△q会增加；
同时并不增加w，因此制冷系数增加。 在实际应用中，按逆流方式传热或增加冷凝器传热面积，可达到一定的过冷度。

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33 (2)回热循环 回热制冷循环的制冷剂液体过冷和吸气过热，是利用流出蒸发器的低温饱和蒸气与流出冷凝器的饱和液体通过热交换器的传热过程而产生的。
回热循环特别适用于增加吸气过热度能提高其循环制冷系数、以及绝热指数较小，绝热压缩后排气温度较低的制冷剂，如R12（K = 1.136）、R502。 R22采用回热循环是制冷系数降低不多,但保证干压缩和热力膨胀阀稳定工作。 对氨（K = 1.310）、R11等，因为提高过热度后会降低其制冷系数，所以不采用回热循环。

34 a) 回热制冷循环 b) 回热制冷循环在T－S图上的表示

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36 若忽略制冷剂与外部介质的传热，则制冷剂过冷时的放热量等于其过热时的吸热量
C(T3’－T3)=C’(T1－T1’) 由于液体比热C总大于气体比热C’，所以液体温度的降低总小于气体温度的升高。

37 五.双级蒸气压缩制冷循环 蒸发温度降低对单级制冷循环的影响： 1．节流损失增加，制冷系数下降。 2．压缩机的排气温度上升。 3．压缩机运行时的压力比增大，容积效率下降。

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39 (一)、一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环
循环过程 它与单级压缩制冷循环流程的主要区别是大部分制冷剂必须在高、低压级两只气缸中进行压缩，还增设了中间冷却器和膨胀阀。

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41 如果已知一次节流、完全中间冷却的双级压缩制冷循环所需要的制冷量、冷凝温度和蒸发温度，则该循环的热力计算步骤和公式如下：
[MPa] t7 = t6 + △t [℃]

42 [kg/s] Mr1 ( h2 － h3 ) Mr1 ( h5 － h7 ) = Mr2 ( h3 － h6 )

43 (二)、一次节流、不完全中间冷却的双级压缩制冷循环

44 Mr1 ( h3' － h6 ) = Mr2 ( h5 － h7 ) [kg/s]
Mr2h2 ＋ Mr1h3' = (Mr1 ＋ Mr2 )h3 = Mrh3

45 六、热泵 空气源热泵冷热水机组的耗电量较大，价格也高，因此，在选型时应注意以下几点：
(1) 应优先选机组性能系数较高的产品，以降低投资和运行成本。 (2) 空气源热泵冷热水机组冬季运行时，室外换热器温度低于O℃时，其表面会结霜，明显降低机组效率，严重时会堵塞盘管，为此必须除霜。所以设计选型应进一步了解机组的除霜方式，通过比较判断后，选用具有高效可靠化霜控制的机组。 (3) 空气源热泵冷热水机组多数安装在屋面，应考虑机组噪声对周边建筑环境影响，尤其是夜间运行。因此，设计选型时，应选用运行噪声较低，对周边环境不会导致噪声污染的机型。

46 (4) 在冬季寒冷且潮湿的地区，需连续运行或对室内温度有较高要求的空调系统，应按当地平衡点温度(即空气源热泵供热量等于建筑耗热量时的室外计算温度)确定机组的容量和辅助加热的容量，以避免机组选择过大，造成初投资增加，运行效率降低。 (5) 空气源热泵冷热水机组在设计选型时，还应根据机组的安装位置和运输或吊装的条件，选用合适的外形尺寸和质量的机组。 (6) 机组选型时，应考虑机组使用的制冷剂种类是否符合国家当前环保的规定。

47 空气源热泵冷热水机组在产品样本中给出的制热量仅是名义工况下的瞬时热量。当盘管表面温度低于O℃时盘管上的凝结水就会结霜、结冰，达到规定限度时，进行化霜循环。机组化霜过程，停止供热，水温下降，此期间机组又从水系统中吸收热量除霜，进一步降低水温。一般除霜周期为3min，等于停机6min，即为0．1h。因此，空气源热泵冷热水机组冬季的制热量，应根据室外空调计算温度修正系数和化霜修正系数，按下式进行修正： Φh=qK1K2 式中 Φh --机组制热量,kW; q –-产品样本中的瞬时制热量（名义工况：室外空气干球温度7℃，湿球温度6℃），kW; K1–-使用地区室外空调计算干球温度的修正系数，按产品样本选取； K2–-机组化霜修正系数，每小时化霜一次取0.9，二次取0.8。

48 制冷剂又称制冷工质，它是在制冷系统中完成制冷循环的工作介质。
第二节 制冷剂和载冷剂 制冷剂又称制冷工质，它是在制冷系统中完成制冷循环的工作介质。 制冷剂在蒸发器内汽化吸收被冷却介质的热量而制冷，又在冷凝器中把热量放给周围介质，重新成为液态制冷剂，不断进行制冷循环。

49 直接 冷却 间接 冷却 冷却介质 被冷却介质 压缩机 被冷却介质 冷凝器 蒸发器 空气末端 节流阀 泵 制冷剂 载冷剂

50 一、制冷剂的种类 1．无机化合物 2．氟利昂 氨和水是当前常用的制冷剂。 CFC：含氯而无氢的氟化碳；会破坏同温层中的臭氧。
HCFC：含氢、氯的氟化碳； HFC：含氢而无氯的氟化碳。

51 3．混合物制冷剂 （1）共沸溶液 （2）非共沸溶液 共沸溶液制冷剂是由两种或两种以上不同的制冷剂按一定比例相互溶解而成的混合物。
它和单一化合物一样，在一定压力下蒸发温度一定。 常用的有R500、R502等。 （2）非共沸溶液

52 二、对制冷剂的要求 （1）冷凝压力不太高，蒸发压力不低于大气压力，冷凝压力和蒸发压力之比不要过大； （2）单位容积制冷量要大；
（3）临界温度要高，凝固温度要低； （4）粘度和密度要小； （5）导热系数大； （6）无腐蚀性，不起化学作用，高温下不分解； （7）无害，不燃烧和爆炸； （8）易于取得，价廉。 （9）对大气臭氧层没有破坏作用。 （10）对全球气候变暖影响程度小.

53 制冷剂的安全及环境特性指标 1、无害，不燃烧和爆炸；
2、 破坏臭氧(03) 潜值ODP(Ozone Depletion Potential)的大小表示该制冷剂破坏大气03分子潜能的程度，即对大气03层破坏的大小。其数值是以R11的值作为基准值1.0，经计算模化而得。 3、全球变暖潜值GWP(Global Waring Potential)，GWP是衡量制冷剂对全球气候变暖影响程度大小的指标值。以往其大小常使用以R1l的值作为基准值1.0时，计算出的数值，为示区别一般写成为HGWP；近年来都将作用100年的C02作为基准，并将C02的GWP=1.0，从而计算出各种制冷剂的GWP值。 4、大气寿命是指制冷剂排放到大气中，一直到分解前的时间，也就是制冷剂在大气中存留的时间。制冷剂寿命长，说明其潜在的破坏作用大。

54 三、氯氟碳化合物的禁用及其对策 氯氟碳化合物是氟利昂族中的一大类，即含氯而无氢的氟利昂，它们会破坏同温层中的臭氧。

55 为了保护03层，国际社会于1985年和1987年缔结了《保护03层维也纳公约》和《关于消耗03层物质的蒙特利尔议定书》(以下简称议定书).
随着保护03日益紧迫的要求，《议定书》缔约方大会又先后通过了《伦敦修正案》(1990年)、《哥本哈根修正案》(1993年)、《蒙特利尔修正案》(1997年)和《北京修正案》(1999年)。这些修正案对《议定书》所列消耗03层物质(Ozone Deleting Substanceo——简称ODS)的种类、消耗量基准和禁用时间等做了进一步的调整和限制。

56 (1)．《蒙特利尔议定书》及《伦敦修正案》主要规定了逐步削减与禁用CFC和哈龙（即BCFC）两类物质的要求和时间表，对HCFC类物质、没有提出相应的限制。
1) 对CFC(含BCFC)包括CFC一11、CFC一12、CFC一113、CFC一114、CFC-115 等氯氟化碳类物质以及哈龙1211(BCFC一12B1)、哈龙1301(BCFC一13B1)、哈龙2402(BCFC一114B2)等工质，规定发达国家从1996年1月1日起完全停止生产与消费;发展中国家(CFC年人均消耗量小于0.3kg)最后停用日期为2010年1月1日。

57 2 ) 对HCFC包括HCFC一22、HCFC一123、HCFC一142b等。发达国家从1996年开始冻结生产量，2004年开始削减，2030年完全停业使用;发展中国家从2016年开始冻结生产量，2040年完全禁用。 3)．1997年的《蒙特利尔修正案》则更进一步地将上述HCFC的禁用时间提前，发达国家从2030年提前到2020年，发展中国家从2040年提前到2030年。 4)．1999年的《北京修正案》规定对HCFCs, 允许所有国家其冻结后可以继续生产其冻结水平的15％，以满足国内基本需求。

58 . 温室效应及京都议定书 CFC的排放会加剧地球的温室效应，CFC是产生温室效应的气体，使地球的平均气温升高，海平面上升，土地沙漠化加速，危害生物，破坏生态平衡。在目前估计的气温变暖的因素中，20％-25％是CFC类物质作用的结果。CFCs的禁用及替代物的使用，不仅要考虑ODP值，而且应考虑到GWP值，即对温室效应的影响。

59 1997年12月联合国气候变化框架公约缔约国第三次会议在日本东京都召开，会议通过了《京都议定书》。《议定书》确定C02、HFCs等6种气体为受管制的温室气体，并将限制上述温室气体排放总量。要求各国降低其能源需求，调整能源结构等技术措施，降低其温室气体排放总水平。具体指标是在 年之间，工业国温室气体排放量必须比1990年的排放总量减少5.2％，其中美国排放总量比1990年水平减少7％；欧盟减少8％；日本、加拿大减少6％；俄罗斯维持在1990年的水平上。因此,CFCs及HCFCs的长期替代物HFCs制冷剂的排放、生产和使用将会受到限制，因此，HFCs物质作为永久性替代制冷剂问题，国际上尚存着不同看法。我国于2002年9月正式核准《京都议定书》，并承担相应的国际义务。

60 在寻求CFC替代剂的同时，可以采取一些措施，如提高制冷系统的密封性，减少机器故障，回收制冷剂等，以降低CFC向大气的扩散。从国际制冷学会最近汇总的调查结果表明，如采取各种措施，有可能降低30％～50％的CFC的扩散。

61 四、常用制冷剂的性质 1．氨（R717）：中温制冷剂 单位容积制冷量大 与水可以任何比例相互溶解，但对铜及铜合金有腐蚀作用
难溶于润滑油，密度比润滑油小 氨蒸气无色，有强烈的刺激性臭味，会引起中毒，有可燃和爆炸的危险性 绝热指数高，排气温度也较高 容易获得，价格便宜

62 氟利昂和润滑油的溶解性与制冷剂的种类、润滑油的成分及其温度有关：
2．氟利昂 性能随其所含的氟、氯、氢的原子数不同而变化 很难与水溶解，会产生冰塞现象，对金属有腐蚀作用 氟利昂和润滑油的溶解性与制冷剂的种类、润滑油的成分及其温度有关： a．难溶：R13，R14，R115，有明显的分层； b．有限溶解：R22，R114，R152，R502，高温时无限溶解，低温时分离成两层； c．完全溶解：R11，R12，R113，R500，形成均匀溶液。

63 优点：无毒，不燃烧，对金属不腐蚀；绝热指数小，因而排气温度低；具有较大分子量，适用于离心式制冷压缩机。
缺点：部分制冷剂（R12）单位容积制冷量较小，因而循环量大；密度大，流动阻力较大；吸水性能差，价格昂贵，极易渗漏又不易被发现。

64 氟利昂22（CHF2Cl）

65 R134a (CH2FCF3) R134a的热力性质与R12相近，毒性与R12相同， R134a的ODP=0；GWP=1300，比R22(1700)小。 R134a的气、液体的导热系数高于R12，因此在蒸发器和冷凝器中的放热系数比R12约分别高35％～40％和25％～35％。 常规制冷剂大都使用矿物性润滑油，但R134a与矿物油不相溶，必须使用PAG(Polyolkene Glycol--聚乙二醇)醇类合成润滑油、POE(PolyoeEster--多元醇酯)酯类合成润滑油和改性POE油(在原POE油中添加了抗磨剂)。

66 R134a吸水性极强，其使用的PAG和POE润滑油比常规使用的矿物油的吸水性也高得多，特别是PAG油。系统内有水分，在润滑油的作用下，会产生酸，对金属发生腐蚀和镀铜现象，一般R134a系统中的最大含水量不超过20x10-6。 因此，R134a对系统的干燥及清洁度要求比R12、R22都高，系统中使用的干燥过滤器，其干燥剂必须使用与R134a相溶的产品，如XH一7或XH一9型分子筛等，润滑油宜使用POE酯类润滑油。R134a液体密度小，故系统中充注的制冷剂质量比R12略少；因R134a中无氯原子，故其检漏应采用R134a专用的检漏仪。

67 R404A组成物质及质量分数为R125／R143a／R134a(44／52／4)，ODP=0，GWP=3260，属温室气体，毒性为A1/Al。R404A的相变滑移温度为0.5(℃)属近共沸混合物，系统内制冷剂的泄漏对系统性能影响较小。R404A的热力性质与R22接近，在中温范围时的能耗比R22增加8% ～20%, 但在低温范围时，两者相当。在同温度工况下，由于R404A的压缩比比R22低,因而,压缩机的容积效率比R22高。过冷温度对R404A的性能影响大，因此R404A系统宜增设过冷器，R404A可用于—45／+10(℃)的蒸发温度范围的商用及工业用制冷系统，也可替代R22。由于R404A含有R134a，故其制冷系统用的润滑油、干燥剂及清洁度要求等与R134a相同。

68 R407C是由R32、R125、R134a三种工质按23％、25％和52％的质量分数混合而成的非共沸混合物，其相变滑移温度为7
R407C是由R32、R125、R134a三种工质按23％、25％和52％的质量分数混合而成的非共沸混合物，其相变滑移温度为7.1(℃)。ODP=0，GWP=1530，毒性Al／Al,R407C的热力性质在工作压力范围内与R22非常相似，其制冷剂的COP与R22相近。使用R22的制冷设备改用R407C，需要更换润滑油，调整制冷剂的充灌量、节流组件和干燥剂等。由于R407C的相变滑移温较大，在发生泄漏、部分室内机不工作的多联系统以及使用满液式蒸发器的场合，混合物的配比可能发生变化，而影响预期的效果,另外，非共沸混合物在传热表面的传质阻力增加可能会造成蒸发、冷凝过程的热交换效率降低。由于R407C中含有Rl34a，故系统使用的润滑油、干燥剂及对清洁度等的要求同R134a。

69 R410A是由R32和R125两种工质按各50％的质量分数组成，属HFCs混合物，其ODP=0，GWP=1730，毒性Al／A1，R410的相变滑移温度0.2(℃)，属近共沸混合物制冷剂，热力性能十分接近纯工质。与R22相比，R410A的冷凝压力增大近50％，是一种高压制冷剂，需提高设备及系统的耐压强度。由于R410A的高压、高密度，使系统制冷剂的管路直径可减少许多，压缩机的排量也有很大降低。同时，R410A的传热和流动特性优于R22。

70 五、载 冷 剂 载冷剂是指在间接制冷系统中用来传递冷量的中间介质。在间接制冷系统中制冷剂可以在较小的制冷系统内循环，冷量通过载冷剂传递给被冷却对象。

71 （一）、对载冷剂的要求 （1）在使用温度范围内不凝固、不汽化； （2）比热要大； （3）密度小，粘度小； （4）导热系数大；
（5）无腐蚀性，无毒，化学稳定性好； （6）价格便宜，易于购买。

72 （二）、常用的载冷剂 1．水 在空气调节系统中广泛使用，并只能用作制取0℃以上的载冷剂。 2．无机盐水溶液
　在空气调节系统中广泛使用，并只能用作制取0℃以上的载冷剂。 2．无机盐水溶液 　在中、低温场合，一般用盐水溶液作为载冷剂。 　常用的有氯化钙和氯化钠溶液。 　盐水溶液的性质与溶液中盐的浓度有关。 　对金属有腐蚀性，需加入防腐剂。 3．有机物载冷剂 （1）甲醇水溶液 （2）乙二醇水溶液

73 第三节　蒸气压缩式制冷机组及选择计算 一、机组组成及系统流程

74 制冷压缩机根据其工作原理可分为容积型和速度型两大类。
　　　　　二、制冷压缩机的种类及特点 　　　制冷压缩机根据其工作原理可分为容积型和速度型两大类。 　　在容积型压缩机中，气体压力的升高是靠吸入气体的体积被强行缩小，使单位容积内气体分子数增加来达到的。它有两种结构形式：往复活塞式和回转式。 　　在速度型压缩机中，气体压力的升高是靠气体的速度转化而来，即先使气体获得一定高速，然后再由气体的速度能转化为压力能。其主要形式是离心式制冷压缩机。

75 （一）、制冷压缩机分类

76 （二）、制冷压缩机的特点 １．活塞式制冷压缩机
　　　当压缩机在运行过程中需要调节其制冷量时，对于小型制冷压缩机，可用温度继电器直接控制电动机和压缩机的停开，但是由于中、大型制冷压缩机的电动机容量较大，停机后启动过程较复杂，而且因启动电流过大会对整个供电线路带来不良影响。 　　　活塞式制冷压缩机的工作特点和目前的技术水平，比较方便和有效的办法是把部分气缸的吸气阀片顶开，使这部分气缸的吸气量为零（称为气缸卸载）。这样，制冷系统中的制冷剂循环量就减少，从而使制冷量得到调节（或称能量调节）。 　　　单级活塞式制冷压缩机的压力比通常不大于8～10。

77 ２．螺杆式制冷压缩机 　与活塞式压缩机相比，它具有结构简单，体积小，重量轻，易损件少，操作方便，单机压比大，排气温度低，对湿压缩不敏感，平衡性能好，振动小，能量可无级调节等优点。 　具有较高的容积效率，螺杆式的压力比可达20，因此在制取较低温度时，螺杆式制冷压缩机仅用单级就可实现。 　它已经占据了大容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中等容量延伸，广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工等制冷装置上。

78 　　　螺杆式制冷压缩机输气量调节的方法有：改变转速、吸气节流、吸排气旁通、间歇停机和滑阀调节等。由于滑阀调节能实现15%～100%的输气量无级连续调节，而且制冷量在60%以上的负荷运行中，其消耗的功率几乎是与制冷量成正比关系，因此运行经济性好，再加上滑阀调节机构能实现压缩机的空载启动，因此开启式螺杆式制冷压缩机，目前广泛采用滑阀调节机构。

79 螺杆式制冷压缩机有如下优点： （1）没有吸、排气阀和活塞环等易损件，故结构简单、运行可靠、寿命长。 （2）没有往复运动部件，故不存在不平衡质量惯性力和力矩，又加上气体没有脉动，因此运行平稳，不需要专门的基础。 （3）压缩机排气温度低。螺杆式压缩机的排气温度几乎与吸气温度无关，而主要与喷入的油温有关。其排气温度可控制在100℃以下。 （4）对湿行程不敏感。少量液体湿压缩没有液击的危险。 （5）没有余隙容积，也不存在吸气阀片及弹簧等阻力，因此容积效率较高，可在高压力比下工作。单级压缩时，蒸发温度可达－40℃。因此，除了空调制冷中采用，也适用于低温制冷系统。

80 螺杆式制冷压缩机不足之处： （1）转子加工精度要求高。 （2）油处理设备较复杂。要求分离效果较好的油分离器及油冷却器等设备。 （3）适用多种用途的性能比活塞式压缩机差。每台螺杆式压缩机都有固定的容积比，当实际工作条件（压力比）不符合给定容积比时，将导致效率降低。

81 3 涡旋式制冷压缩机 　　　涡旋式制冷压缩机主要由固定涡旋盘（静盘）和旋转涡旋盘（动盘）、机体、防自转环等零部件组成。效率高、体积小、质量轻、噪声低、结构简单且运转平稳等特点，被广泛用于空调和制冷机组中。 　　　与活塞式制冷压缩机相比，在相同制冷量下，体积可缩小40％，重量减轻15％，输气系数提高30％，绝热效率提高约10。

82 特点 涡旋式制冷压缩机特点： 1）相邻两工作容积的封闭啮合线两侧压差较小，气体泄漏量小。
2）由于吸气、压缩、排气过程是同时连续地进行，压力上升速度较慢，因此转矩均衡、振动小，并有利于电动机在高效率点工作。 3）没有余隙容积，无膨胀过程，输气系数高。 4）无吸、排气阀，效率高，可靠性高，噪声低。 5）允许吸入少量湿蒸气，故特别适合于热泵型空调器。 6）机壳内腔为排气腔，减少了吸气预热，提高了压缩机的输气系数。 7）涡旋型线加工精度非常高，必须采用专用的精密加工设备。 8）密封要求高，密封机构复杂。

83 ４、离心式制冷压缩机 离心式制冷压缩机特点： （1）无往复运动部件、动平衡特性好、运转平稳、振动小、基础要求简单。
（2）无进、排气阀、活塞、气缸等磨损部件，故障少、工作可靠、寿命长。 （3）单机制冷量大、结构紧凑、外形尺寸小、重量轻。 （4）机组运行自动化程度高，制冷量调节范围广，且可连续无级调节，经济方便。 （5）在多级压缩机中容易实现一机多种蒸发温度。 （6）润滑油与制冷剂基本上不接触，冷凝器与蒸发器的传热性能高。 （7）对大型离心式制冷压缩机，可由蒸汽透平或燃气透平直接带动，能源使用经济、合理。 （8）单机制冷量不能太小，否则会使气流流道太窄，影响制冷效率。 （9）因依靠速度能转化为压力能，速度受到材料强度等因素的限制，故压缩机的单级压力比不大，在压力比较高时，需采用多级压缩。 （10）通常工作转速较高，需通过增速齿轮来驱动。 （11）当冷凝压力太高或制冷负荷太低时，机器会发生喘振而不能正常工作。 （12）制冷量小时，效率较低。

84 三、制冷压缩机的性能参数 　　　活塞式制冷压缩机的运行性能主要指它的容积效率、吸气量、制冷量、耗功率以及能耗指标等，这些性能参数对于一台制冷压缩机而言，均不是定值，而是随所用制冷剂性能和运行工况等许多因素而变化。 　　１、活塞式制冷压缩机的理论输气量（活塞排量或理论吸气量 ）：

85 压缩机的实际吸气量Vr小于活塞排量Vh，两者之比称为压缩机的容积效率ηv。
　　　影响容积效率的主要因素有五个： （1）气缸余隙容积的大小 （2）吸、排气压力以及吸、排气阀片阻力 （3）吸入气缸的低温制冷剂蒸汽遇到热的气缸壁所引起的热膨胀 （4）气缸内部的泄漏 （５）气阀运动规律不正常

86 由于影响制冷压缩机容积效率的因素较多，难以用公式精确计算，应通过制冷压缩机的实验求得。因此，为了能计算压缩机的理论制冷量，目前常用推荐的经验公式：
制冷压缩机的实际吸气量为：Vr =ηvVh （m3/s） 　　　由于容积效率ηv随压缩机运行时的压力比增大而降低，因此为了不使ηv过低，通常规定单级制冷压缩机的压力比应不大于8～10。

87 　３、制冷量 　４、耗功率 （1）理论功率　　N = Mrw （kW） （2）指示功率

88 （3）轴功率： （4）配用电机功率： （5）电机输入功率：

89 五、机组的性能参数

90 1级能源效率最高，2级为节约评价值，5级为合格值

91 部分负荷综合性能系数（ IPLV ） 的计算公式如下：
在衡量机组主要性能——效率时，不只是应比较名义工况下的性能，还应比较部分负荷的性能，因为对于空调系统来说，机组在绝大部分运行时间内是处于部分负荷工况。 部分负荷综合性能系数（ IPLV ） 的计算公式如下： IPLV=0.023xA+0.415xB+0.461xC+0.101xD 式中 A ％负荷工况点时的性能系数； B 75％负荷工况点时的性能系数； C 50％负荷工况点时的性能系数； D 25％负荷工况点时的性能系数。

92 (1)一般采用满液式蒸发器，由电磁阀和液面控制器或浮球阀控制进入蒸发器的氨液量。
第四节　蒸气压缩式制冷系统及机房设计 一、制冷系统的主要特点 1、氨制冷系统的主要特点是： (1)一般采用满液式蒸发器，由电磁阀和液面控制器或浮球阀控制进入蒸发器的氨液量。 (2)由于氨与润滑油几乎不溶，并且氨液的密度比润滑油小，运行中润滑油会积存在冷凝器、储液器和蒸发器等设备的底部，因此应定期放出这些设备内的润滑油。 (3)储液器和蒸发器的下部分别通过管道接至紧急泄氨器。在紧急情况下(如发生火灾)，可将其中的氨液通过紧急泄氨器与水混合后排人下水道，避免发生爆炸危险。

93 2、氟利昂制冷系统的特点是： (1) 氟利昂制冷系统需进行干燥处理，系统中通常设置干燥器，防止产生“冰塞”，影响正常工作。 (2) 由于氟利昂12和氟利昂22的排气温度比相同工况下氨的排气温度低，油分离器中分离出的润滑油一般不带结焦物，可以直接返回压缩机曲轴箱中重新使用，因此，油分离器与曲轴箱之间设有自动回油管路。 (3) 为了保证润滑油能顺利返回压缩机，氟利昂制冷系统一般采用非满液式蒸发器。 (4) 氟利昂制冷系统一般采用回热循环，以增大膨胀阀前制冷剂的过冷度和提高压缩机吸气的过热度，既提高运行的经济性，又可以减少有害过热和发生“液击”现象。

94 二、制冷剂管道系统的设计 (二)制冷剂管道系统的设计原则 (1) 保证各个蒸发器得到充分的供液；
(2) 管径的选择合理,避免过大的压力损失； (3) 根据制冷系统的不同特点和不同管段，必须设计有一定的坡度和坡向； (4) 制冷系统在运行中，如发生有部分停机或全部停机时，必须防止液态制冷剂进入制冷压缩机； (5) 防止制冷压缩机曲轴箱内缺少润滑油； (6) 应能保持气密、清洁和干燥 (7) 按工艺流程合理，操作、维修、管理方便的原则进行管道的配置； (8) 输送液体的管段，除特殊要求外，不允许设计成倒“U”字形管段，以免形成阻碍流动的气囊. (9) 输送气体的管段，除特殊要求外，不允许设计成“U”字形管段，以免形成阻碍流动的液囊. (10)．必须按照制冷系统所用的不同制冷剂特点，选用管材、阀门和仪表等。

95 三、制冷系统的自动控制 (p560) 1.连锁控制 2.保护控制 3.制冷机组自 身的运行控制和保护控制

96 四、冷却水系统的设计及冷却塔的选用 1、冷却水系统设计的基本原则 1) 冷却水系统的冷却水应循环使用,冷却水的热量宜回收利用.
2) 冷却水的水温和水质，应符合国家现行《工业循环冷却水处理设计规范》及有关产品对水质的要求。 3) 应设置稳定冷却水系统水质的有效水质控制装置。敞开式冷却水系统应设置有效的杀菌、灭藻设备。 4) 水泵或制冷装置的冷却水入口管道上应设置过滤器或除污器。 5) 当一般敞开式冷却水系统不能满足制冷装置的冷却水水质要求时，可采用闭式冷却塔或设置中间换热器。对于办公楼计算机房的专用水冷整体式空调器、分户或分区设置的水源热泵机组等要求冷却水洁净的设备，一般不能采用敞开式冷却水系统。 6) 敞开式系统循环冷却水的水质标准应根据冷却塔的结构形式、材质、工况、污垢热阻值、腐蚀率以及所采用的水处理配方等因素综合确定.

97 冷却水系统的供水方式 1) 冷却水系统的供水方式现多采用循环冷却水系统，系统由冷凝器、循环冷却水泵和冷却塔组成，为改善冷却水水质，在管路上应设置有效的水质控制装置。 2) 系统管道设计应符合下列规定： (a)．多台制冷装置和冷却水泵之间通过共用集管连接时，每台制冷装置和冷却水泵的连接管道上宜设电动阀，电动阀宜与冷却水泵连锁。 (b)．多台同型号的开式冷却塔并联运行，且不设集水箱时，应使各台冷却塔与冷却水泵之间管段的压力损失大致相同，在冷却塔之间宜设平衡管，或各台冷却塔底部设置公用连通水槽，以实现各台冷却塔的流量平衡。 (c)．除横流式冷却塔外，对进口水压有要求的冷却塔来说，当多台同型号开式冷却塔通过共用集管并联连接时，应在每台冷却塔的进水管上设置电动阀；当无集水箱或连通管连通水槽时，应在每台冷却塔的出水管上设置电动阀，电动阀宜与对应的冷却水泵连锁，以实现多台制冷装置部分运行时，确保对应的冷却塔能够高效运行。 (d)．不同规格型号的冷却塔不宜并联运行。

98 3．冷却水泵的选择 对于集中设置的制冷装置，冷却水泵的台数和流量应与制冷装置相对应。
(1) 冷却水泵的选择原则 对于集中设置的制冷装置，冷却水泵的台数和流量应与制冷装置相对应。 (2) 当冷却水的温升确定之后，根据制冷机的冷凝负荷可确定冷却水泵的流量。 冷却水泵的扬程按下式计算： Hp=1.1(Hf+Hd+Hm+Hs+Ho) Mpa (7.1) 式中 Hf、Hd——冷却水管路系统总的沿程阻力和局部阻力，MPa； Hm——冷凝器冷却水侧阻力，MPa； Hs——冷却塔中水的提升高度(从冷却塔底部水池到喷淋器的高差m) × Mpa; Ho ---冷却塔布水器喷头的喷雾压力，MPa，引风式玻璃钢冷却塔约等于 0.02~0.05MPa，水喷射冷却塔约等于 MPa。

99 4 冷却塔的选用 (1)．冷却塔的种类 1) 按通风方式分有：自然通风冷却塔、机械通风冷却塔和混合通风冷却塔。 2) 按热水和空气的接触方式分有：湿式冷却塔、干式冷却塔和干-湿式冷却塔。 3) 按热水和空气的流动方向分有：逆流式冷却塔、横流(交流)式冷却塔和混流式冷却塔。 自然通风冷却塔因占地大、体积大，且冷却效率低，在制冷系统中已不采用。较为普遍采用的是机械通风冷却塔。

100 (2) 开式冷却水系统的补水量 开式冷却水系统的补水量包括：蒸发损失、漂逸损失、排污损失和泄漏损失。当选用逆流式冷却塔或横流式冷却塔时，空调冷却水的补水量应为：电制冷1.2％-1.6％，溴化锂吸收式制冷1.4％-1.8％。 补水位置：不设集水箱的系统，应在冷却塔底盘处补水；设置集水箱的系统，应在集水箱处补水。

101 (3) 冷却塔的选用和布置原则 1) 冷却塔的出口水温、进出口水温差和循环水量，在夏季空调室外计算湿球温度条件下，应满足冷水机组的要求。 2) 对进口水压有要求的冷却塔，其台数应与冷却水泵台数相对应。 3) 供暖室外计算温度在0~C以下的地区，冬季运行的冷却塔应采取防冻措施。 4) 冷却塔的噪声标准和噪声控制应符合《采暖通风与空气调节设计规范》(GB 50019—2003)的要求。在城区的建筑物外部布置时，应重视冷却塔的噪声控制,冷却塔宜选择低转速的风机。

102 5) 冷却塔应安装在空气流通的环境中，特别要保证冷却塔百叶窗处保持通风，冷却塔不得安装在室内或靠近热源的地方。冷却塔安装时与建筑物之间应保持一定距离，单塔为2m，组合塔间距为2.5m。
6) 冷却塔应安装在远离尘垢密集或有酸性气体存在的场所。 7) 当冷却塔设置在多层或高层建筑的屋顶时，冷却水集水箱不宜设置在底层。

103 五、制冷机房的设计及布置 1) 冷凝温度的确定 选择制冷机时，其冷凝温度应符合下列规定： 水冷式冷凝器，宜比冷却水进出口平均温度高5-7℃；
（一）制冷设备的选择 1) 冷凝温度的确定 选择制冷机时，其冷凝温度应符合下列规定： 水冷式冷凝器，宜比冷却水进出口平均温度高5-7℃； 水冷式冷凝器的冷却水进出口温差为： 立式壳管式冷凝器：2-4℃， 卧式壳管式、套管式和组合式冷凝器：4-8℃。 冷却水进口温度较高时，温差应取较小值，进口温度较低时，温差应取较大值。 风冷式冷凝器，应比夏季空气调节室外计算干球温度高15℃。 蒸发式冷凝器，宜比夏季空气调节室外计算湿球温度高8-IO℃

104 蒸发温度的确定 选择制冷机时，其蒸发温度应符合下列规定： 卧式壳管式蒸发器，宜比冷水出口温度低2-4℃，但不应低于2℃。 冷水出口温度不应低于5℃。 螺旋管式和直立管式蒸发器，宜比冷水出口温度低4-6℃；

105 制冷压缩机的型号、台数选配的是否合理，将直接影响整个制冷系统的设备费用和运行费用。制冷压缩机的选型原则为：
1) 根据制冷量选配压缩机，一般不应设备用机。 2) 如需选用2台或2台以上的制冷压缩机时，应尽可能选择同一系列的压缩机,一般根据制冷量压缩式制冷机组的配置选型：制冷量 kW的制冷机房，可选择活塞式或螺杆式制冷机，其台数不宜少于两台。 当选用制冷量大于或等于1160kW的一台或多台离心式制冷机时，宜同时设置一台或两台制冷量较小的离心式制冷机。 3) 制冷量大小不同的压缩机互相搭配，以保证高、低峰负荷时既能满足需要，又经济合理。 4) 不同制冷系统的压缩机应考虑到各系统之间相互替代的可能性。 5 ) 选用氨压缩机，当冷凝压力Pk与蒸发压力P0之比大于8时，应采用双级压缩；当Pk／Po≤8时，采用单级压缩。对于氟利昂制冷系统，当PK／Po>10时，应采用双级压缩；PK／Po≤10时，采用单级压缩。

106 制冷机房的布置 设置制冷装置的建筑称为制冷机房或冷冻站,制冷机房通常靠近空调机房. 氟利昂制冷设备可布置在民用建筑、生产厂房及辅助建筑内,可布置在地下室，但不得直接布置在楼梯间、走廊和建筑物的出人口处。规模小的制冷机房一般附设在其他建筑内. 氨压缩式制冷装置，应布置在隔断开的房间或单独的建筑物内，且不得布置地下室，也不得布置在民用建筑和工业企业辅助建筑物内（辅助设备可布置在室外）.

107 进行制冷机房和设备的布置时应考虑以下几点：
(1) 制冷机房的高度，应根据设备情况确定，并应符合下列要求： 对R22、R134a等制冷机房，不应低于3．6m；对于氨制冷机房，不应低于4．8m。 (2) 制冷机房的位置应尽可能设在冷负荷的中心，并力求缩短载冷剂和冷却水管路。当制冷机房是全厂主要用电负荷时，还应考虑靠近电源。 (3) 在高层民用建筑中，制冷机房一般设置于地下层，地下层的制冷机房应留有设备进出运输、安装所需要的预留孔洞。 (4) 在有工艺用氨制冷的冷库和工业等建筑，其空调系统采用氨制冷机房提供冷源必须满足下列要求： 1) 应采用水、空气间接供冷方式，不得采用氨直接膨胀空气冷却器的送风系统； 2) 氨制冷机房管路设计应符合国家现行《冷库设计规范》(GB50072)的规定。 (5) 大型制冷机房宜与辅助设备间和水泵间隔开，并应根据具体情况，设置值班中央控制室、维修间以及卫生间等生活设施。机房内应有良好的通风设施；地下层应设机械通风，控制室、维修间宜设空调装置. (6) 氨制冷机房不应靠近人员密集的场所和精密贵重设备问等。制冷机房应用二级耐火材料或不着火材料建筑。制冷机房宜设于单层建筑中，并设两个不相邻的出人口，其中一个出入口应考虑设备安装要求。机房的门窗应向外开。

108 (7) 氨制冷机房内应考虑每小时不小于三次换气的自然通风和每小时不小于七次换气的事故通风。
(8) 制冷机房内的设备布置应保证操作，检修方便，同时尽可能使设备布置紧凑，以节省建筑面积。压缩机均设于室内，其他辅助设备可以设在室内、室外或敞开式建筑中。 (9) 压缩机及辅助设备的布置应使连接管路短、流向通畅，并便于安装。 (10) 制冷机突出部分与配电柜之间的距离和主要通道的宽度，不应小于1.5m； 制冷机与制冷机或其他设备之间的净距不应小于1.2m； 制冷机与墙壁之间净距和非主要通道的宽度，不应小于1.0m。兼作检修用的通道的宽度，应根据设备的种类及规格确定。 (11) 设备、管路上的压力表、温度计等仪表，应设置在便于观察的地方。 (12) 卧式冷凝器和蒸发器布置在室内时，应考虑其清洗和更换管子的可能。安装直管式(或螺旋管式)蒸发器时，应考虑起吊高度。 (13) 制冷机房应设给水与排水设施，满足水系统冲洗、排污要求。 (14) 制冷机房应考虑预留安装孔、洞及运输通道。 (15) 制冷机房内的地面与机座应采用易于清洗的面层。

109 六、制冷设备和管道的保冷 1. 压缩式制冷设备和管道应设保冷的部分
压缩式制冷机的吸气管、蒸发器及其与膨胀阀之间的供液管；分水器、集水器、冷水箱和冷水管道等。 2．设备和管道保冷的要求 （1）保温层的外表面不得产生凝结水； （2）采用非闭孔材料的保温层的外表面应设隔汽层和保护层； （3）管道和支架之间，管道穿墙、穿楼板处，应采取防止“冷桥”的措施。 3. 设备和管道保冷的材料应按下列要求选择： (1) 保冷材料的主要技术性能应按国家现行《设备及管道保冷设计导则》i]的要求确定 (2) 优先采用导热系数小、湿阻因子大、吸水率低、密度小、综合经济效益高的材料； (3 ) 保冷材料应为不燃或难燃(B1级)材料。

110 第五节 溴化锂吸收式制冷机 一、溴化锂吸收式制冷机的工作原理
吸收式制冷机主要由发生器、冷凝器、节流机构、蒸发器和吸收器等组成。它所采用的工质是两种沸点不同的物质组成的二元混合物，其中沸点低的物质为制冷剂，沸点高的物质为吸收剂，通常称为“工质对”。 吸收式制冷机与蒸气压缩式制冷机的不同点在于将低压蒸气变成高压蒸气所采用的方式，压缩式制冷机是通过压缩机完成，而吸收式制冷机是通过发生器、吸收器、节流阀和溶液泵来完成的。

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112 二、溴化锂吸收式制冷的理论循环 1、溴化锂水溶液的性质 溴化锂[LiBr]是一种无色粒状结晶物，锂和溴分别属于碱和卤族
元素，所以其性质与食盐[NaCl]相似。无水溴化锂的融点为 549℃，沸点为1265℃；化学性质稳定，在大气中不变质，不分解。 溴化锂极易溶解于水，形成溴化锂水溶液。 溴化锂水溶液虽然也是一种液体，但是它的热工性质与单一物 质的水就大不相同。水在等压下沸腾的饱和温度是不变的，在1个 标准大气压下的饱和温度为100℃。而在1个标准大气压下溴化锂水 溶液的饱和温度是随着浓度的变化而变化的，例如，溴化锂水溶液 浓度ξ分别为40％，50％，60％时，溶液的饱和温度分别为 113℃，130℃，150℃。

113 溴化锂水溶液的主要特性是 (1)溴化锂水溶液的水蒸气的分压力小，它比同温度下纯水的饱和蒸汽压力小得多，所以具有较强的吸湿性。 (2)溴化锂水溶液的饱和温度与压力和浓度有关，即 t b=ƒ(p、ξ) ，在一定压力下，其饱和温度随浓度变 化，浓度越大相应的饱和温度越高。 (3)溴化锂水溶液的温度过低或浓度过高，均容易发生结晶。 (4)溴化锂水溶液对一般金属材料具有很强的腐蚀性，并且，腐蚀产生的不凝性气体对制冷机的影响很大。

114 2、溴化锂水溶液的比焓-浓度图(h-ξ图)

115 3、循环倍率及放汽范围 假设送往发生器中的稀溶液为Ga(kg)，浓度为ξa，在发生器中被蒸汽加热后产生D(kg)的冷剂水蒸气，剩下的(Ga—D)(kg)浓度变为ξr的浓溶液送至吸收器。根据物质守恒定律，即从发生器出来的浓溶液中所含溴化锂的质量等于由吸收器送人发生器的稀溶液中所含溴化鋰的质量，即 a称为循环倍率，表示在发生器中产生1(kg)冷剂水蒸气所需要溴化锂稀溶液的循环量。(ξr—ξa)称为放汽范围。

116 式中 Q0——制冷装置的制冷量，(kW)； Qh——发生器的耗热量，(kW)； Qa——吸收器的热负荷，(kW)； Qk——冷凝器的热负荷，(kW)。

117 热力系数ξ是表示消耗单位蒸汽加热量所能获得的制冷量,用来评价制冷装置的经济性。
单效溴化锂吸收式制冷机的热力系数ξ一般为0.65～0.75，双效溴化锂吸收式制冷机的热力系数ξ为0.95以上。

118 5、溴化锂吸收式制冷机辅助设备和附加措施 （1）、抽气装置
溴化锂吸收式制冷机的工作过程是在较高的真空度下进行的，外界空气很容易渗入机器内部。不凝性气体的存在将影响管壁传热和吸收过程的正常进行，制冷量将显著减少，因此，必须及时抽除机器内的不凝性气体。 （2）、屏蔽泵 为了使制冷系统保持稳定的真空度，吸收器泵、发生器泵和蒸发器泵都采用结构紧凑，密封性能好的屏蔽泵。 (3)自动溶晶管 在发生器出口溢流箱的上部连接—根J形管通入吸收器。制冷装置正常运转时，浓溶液从溢流箱的底部流出，经溶液热交换器降低温度后流入吸收器。 (4)防腐措施 由于溴化锂溶液对金属材料具有强烈的腐蚀作用，尤其在有空气存在的情况下腐蚀更为严重，而腐蚀产生的不凝性气体又将影响制冷装置的性能，因此，除了严格防止空气漏入并装设抽气装置外，还必须采取适当的防腐措施。 (5)添加能量增强剂 在溴化锂水溶液中加入能量增强剂辛醇[CH3(CH2)3CHC2H5CH2OH]可以提高机器的制冷能力。

119 6、溴化锂吸收式制冷机的性能 1.加热蒸汽压力与制冷量的关系 加热蒸汽压力每提高0.01Mpa, 制冷量约增加3%～5% 。
2.冷冻水出口温度与制冷量的关系 当其他参数不变时，冷冻水出口温度每升高1℃，制冷量约增加4％～6％。 3．冷却水进口温度和制冷量的关系 冷却水进口温度每降低1℃，制冷量约增加4% 。 4.冷却水量、冷冻水量与制冷量的关系 由于冷却水量的变化将引起冷却水温度的改变，因此其变化对制 冷量的影响与冷却水温度变化对制冷量的影响相似。制冷量随着冷 却水量的增加而增加。

120 5．稀溶液循环量与制冷量的关系 稀溶液循环量、蒸汽压力与制冷量的关系。从图中可以看出制冷量基本上与溶液循环量成正比。 6．水侧污垢对制冷量的影响 溴化锂吸收式制冷机运转一段时间后，在传热管内、外壁将逐渐形成一层污垢。污垢系数越大，传热性能越差，制冷量随之下降。 由于污垢系数对机组性能影响较大，因此在运行期间应及时采取措施以保证水质符合要求。

121 溴化锂吸收式制冷机的制冷量调节可通过控制冷却水量、加热蒸汽量、加热蒸汽凝结水量和溶液循环量等方法来实现。
现在一般用控制加热蒸汽量、溶液循环量或组合式调节等方法。

122 7、溴化锂吸收式制冷系统的机房设计 1．机房的位置选择 在选择机房位置时应考虑下列因素：
1）对于燃油、燃气型机房的消防设计，可参照相同性质的锅炉房设计要求，或遵照地方自行颁布的有关规定和规程进行设计。 2) 对于燃油、燃气型机组的机房，其位置应靠近烟囱。以免水平烟道过长，影响机组的正常燃烧。 3) 选择机房位置时，还应考虑设备运行时的振动与噪声对周围房间的影响，特别是冷水泵、冷却水泵、冷却塔及燃气或燃油型机组的燃烧器对周围环境的影响。 4) 燃油、燃气型机组的机房位置，在满足防火、防爆安全距离的前提下，应尽量靠近室外储油库或燃气调压站，以利保证燃料供应、减少占地面积、便于管理。

123 直燃型机组机房的防火、防爆要求 1、燃油型机组机房的要求 2．燃气型机组机房的要求

124 第六节 蓄冷技术及其应用 1.蓄冷技术的基本原理及分类 （1）蓄冷技术的基本原理
空调蓄冷技术是指采用制冷机和蓄冷装置，在电网低谷的廉价电费计时区域，进行蓄冷作业，而在空调负荷高峰时，将所蓄冷量释放的成套技术。因而，蓄冷技术就是合理选择蓄冷介质、蓄冷装置与设计系统组成，利用优化的传热手段，通过自动控制，周期性地实现高密度的介质蓄冷和合理的冷量释放。 （2）蓄冷系统的基本运行方式 蓄冷系统在实际运行中，根据空调供冷的循环周期的负荷特点与量值，结合电价的计取条件，蓄冷系统可以采取蓄冷、释冷供冷、释冷+制冷机供冷的多种运行方式的最佳组合。一般分全负荷蓄冷及部分负荷蓄冷两大类。

125 1) 全负荷蓄冷 采用全负荷蓄冷方式，在非电力谷段，总冷负荷全部由蓄冷装置提供，制冷机不运行，仅仅依靠蓄冰贮槽向用户供冷。全负荷多用于间歇性的空调场合，如体育馆、影剧院等。该方式要求制冷机和蓄冷装置的容量较部分负荷蓄冷方式要大、初投资增多，但是，运行的电费最节约。 2) 部分负荷蓄冷 采用部分负荷蓄冷方式，一般是处于非电力谷段时，设计总冷负荷的30%~60%由蓄冷装置提供，蓄冷装置和制冷机联合运行。显然，该方式在过渡季，也可以执行全负荷蓄冷方式。蓄冰系统采用部分负荷蓄冷方式因初投资较低，得到广泛采用。

126 （3）蓄冷技术的应用场所 凡处于执行分时电价、且峰谷电价差较大的地区，同时，自身的空调用电负荷又不均衡的用户，经过技术经济的比较，都可以采用空调蓄冷技术。 （4）蓄冷技术的分类和特点 1).常用蓄冷技术的分类多以蓄冷介质区分、有水蓄冷、冰蓄冷和共晶盐蓄冷系统三大类 ①常用水蓄冷技术的分类 ②常用冰蓄冷技术的分类: 冰蓄冷：冰片滑落式、盘管外结冰式：内融冰式和外融冰式，盘管常用三种：蛇形、圆筒形和U型立式盘管、封装冰：冰球式、冰板式和芯心冰球式 ③常用共晶盐蓄冰技术的分类

127 （1）水蓄冷技术的特点是：可以使用常规的冷水机组，贮槽可以利用消防水池，因而，初投资省，维修简单，维修费用低。但是，水蓄冷属于显热蓄冷方式，实际使用的供回水的温差5~11℃，故水蓄冷的蓄冷密度小、水蓄冷槽体积相应庞大，冷损耗也大（约为蓄冷量的5%~10%）；对蓄冷水池的保冷及防水措施要求高。 （2）冰蓄冷技术的特点（与水蓄冷系统比）是：冰蓄冷的蓄冷密度大，故冰蓄冷贮槽小；冷损耗小（约为蓄冷量的1%~3%）;冰蓄冷贮槽的供水温度稳定，供水温度接近0℃，可采用低温送风系统，从而带来空调运行费用的降低。对制冷机有专门要求，当制冰时，因蒸发温度的降低会带来压缩机的COP值降低。设备与管路系统较复杂。封装冰系统因贮槽的阻力低、流量增大、阻力增幅小，故适于短时间内需要大量释冷的建筑，如：体育馆、影视馆。 （3）共晶盐蓄冷技术的特点是：介于水蓄冷和冰蓄冷之间，其蓄冷贮槽较水蓄冷小，较冰蓄冷大；由于采用高温相变材料，制冷机蒸发温度较冰蓄冷时高。但设备要求高，推广应用受到一定的限制。

128 2.冰蓄冷系统的形式 因冰蓄冷技术的不同，可以有不同的冰蓄冷装置，就冰蓄冷系统的组成而言，有制冷主机与冰蓄冷装置的连接关系、冰蓄冷装置和用户负荷侧的连接关系。后者有直供和间接两种方式。常用的冰蓄冷系统形式，一般有三种： 串联系统：制冷剂位于贮槽的上游 串联系统：制冷剂位于贮槽的下游 并联系统：制冷机与贮槽关联连接 一般说来，串联系统中多采用“制冷机上游”的方式，此时，制冷机的进水温度较高，有利于制冷机的高效率与节电运行；“制冷机下游”的方式，冰蓄冷槽可以按照较高的释冷温度来确定容量，冰蓄冷贮槽的体积要小，制冷机的出水温度低，制冷机的效率相应较低，但制冷机与冰蓄冷贮槽的费用较“制冷剂上游”要低。并联系统则是最常见的系统，系统操作运行简单方便。

129 3、蓄冷系统的设计要点 （1）蓄冷空调系统的设计步骤
1）对采用蓄冷空调系统的项目，实地收集电价、拟建（或拟改造）建筑物的类型、使用功能，拟改造建筑物的空调系统现状等； 2）蓄冷空调系统方案选择的可行性研究评估报告； 3）进行初步设计，对建筑物空调冷负荷按典型设计日24H的逐时负荷计算；蓄冷系统的确定；制冷主机比较选择；其他配套设备的选型；控制系统的方案确定；蓄冷空调系统概算 4）施工图设计 5）蓄冷空调系统预算

130 2 蓄冷系统的供冷负荷与非蓄冷空调系统的供冷负荷有所区别：
区别项目 蓄冷系统 非蓄冷系统 计算基数 设计日的日负荷 设计日的最大小时负荷 设计依据 设计日逐时冷负荷分布图 总冷负荷 建筑物冷负荷+蓄冷装置的附加冷负荷（冰蓄冷为装置冷容量的2%~3%；水蓄冷为装置的冷容量的5%~10%） 建筑物冷负荷 节支分析 依据运行期的各月平均日逐时冷负荷分部图进行节支分析 无

131 4 冰蓄冷系统的蓄冷装置有效容量与双工况制冷机的空调工况制冷量
3 逐时冷负荷分布图的计算 蓄冷系统的冷负荷计算方法与非蓄冷空调系统的冷负荷计算方法相同 建筑围护结构的逐时冷负荷的计算按设计日逐时室外参数计算 人体、照明、设备及新风的逐时情况分析后决定 逐时冷负荷的计算中应包括以上提及的附加冷负荷部分 4 冰蓄冷系统的蓄冷装置有效容量与双工况制冷机的空调工况制冷量 (1)全负荷蓄冷 (2)部分负荷蓄冷

132 4 冰蓄冷系统的设计要点 (1)．合理确定最佳蓄冷比例 (2).合理选择冰蓄冷方式 (3).制冷机的选择 (4).载冷剂的选择
4 冰蓄冷系统的设计要点 (1)．合理确定最佳蓄冷比例 (2).合理选择冰蓄冷方式 (3).制冷机的选择 (4).载冷剂的选择 (5).冰蓄冷装置的选择 (6).冰蓄冷系统的选择

133 5 单泵式系统卤水泵的选型方法的比较 (1)常规方法 制冷机处于＞额定流量的工况，导致泵能耗增大；蓄冰模式时，流体不经过板式换热器，泵的流量增大，泵能耗增大；制冷机单供时，泵能耗增大；冰贮槽单供时，流体仍需流经制冷机。 (2)制冷机旁通方法 6 管道材质及阀门的选择 浓度25%的乙烯乙二醇溶液的密度略大于水，黏度大于水，比热小于水，导热系数略低于水。乙烯乙二醇溶液基本无腐蚀性，管道材质一般宜用于普通钢管，不应选用镀锌钢管。阀门的选择主要要求是密封性好，不泄漏，维修方便，并按各种阀门的特征进行选择。

134 7 冰蓄冷系统进行控制策略的优化选择 有制冷机优先控制策略、蓄冷装置优先控制策略和优化控制等方式。 1制冷机优先控制策略
7 冰蓄冷系统进行控制策略的优化选择 有制冷机优先控制策略、蓄冷装置优先控制策略和优化控制等方式。 1制冷机优先控制策略 尽量让制冷机满负荷运行。由制冷机优先运行，如能满足要求时，则蓄冷装置处于旁路，只有当制冷机不能满足负荷时，才用蓄冷装置补充，冷负荷直接反馈制冷机，使制冷机优先，通过对蓄冷装置和制冷机的控制达到理想的供液温度 2．蓄冷装置优先控制策略 由蓄冷装置先承担负荷，当蓄冷装置能承担满负荷时，制冷机停机，只有在蓄冷装置蓄冷冷量不满足负荷时，制冷机才辅助运行。由于蓄冷装置先承担负荷，又要求能保证承担每天的最大冷负荷，蓄冷装置中冰的融化速率就需要按负荷预测，来决定各时刻的最大融冰量，所以该控制策略实现较为复杂。蓄冷装置优先控制策略适合于低温送风系统，此时出口较低的盐水温度可由制冷机保证。蓄冷装置优先控制策略系统可从电力低谷的电量中获得最大的节约。 3.优先控制 优先控制是通过控制一定的目标函数，使得该目标函数达到极值的方法。按外温预测——负荷预测——系统能耗模型——最优化的控制策略求解。优先控制得到的结果是各个时刻制冷机和蓄冷装置应分别承担的冷负荷，实现最大限度的节约运行费用的目的。

135 8 低温送风空调系统 低温送风空调系统，借助于冰蓄冷技术，可提供1.5~4℃较低温度的冷水，实现7~11℃的送风温度，形成的送风温差可达12~17℃。 (1)采用低温送风空调系统的优点 (2)低温送风空调系统的设计方法的特点。

136 第七节 冷藏库设计 一．冷藏库分类 食品冷藏库按其使用性质可以分为生产性冷藏库、分配性冷藏库和零售性冷藏库三大类。
第七节　冷藏库设计 一．冷藏库分类 食品冷藏库按其使用性质可以分为生产性冷藏库、分配性冷藏库和零售性冷藏库三大类。 按食品冷加工功能其类型分为包括冷却库、冷却物冷藏库、冻结库、冻结物冷藏库、解冻库、制冰间、储冰库和气调库等。 二、食品冷加工工艺 食品冷加工是指利用低温储存食品的过程，包括食品的冷却、冻结和冷藏等。 （1）食品的冷却 冷却是指将食品的温度降低到指定的温度，但不低于食品所含汁液的冻结点温度。由于在较低温度下，抑制了微生物的活动，因而可以延长食品的保存期限。 冷却间的温度通常为0℃左右，并以冷风机为冷却设备。

137 （2）食品的冻结 冻结是将食品中所含的水分大部分冻结成为冰，因而阻碍或停止了微生物的活动，因此，经过冻结的食品可以作较长时间的储存。 冻结间的温度通常为 -23 ～ -30℃，冻结间是借助冷风机或专用冻结装置来冻结食品的。 （3）食品的冷藏 食品的冷藏是将经过冷却或冻结的食品，在不同温度的冷藏间内进行短期或长期的储存。冷藏间分为两类：冷却物冷藏间和冻结物冷藏间。 1) 冷却物冷藏间的温度为4 ～ -2℃，相对湿度保持在85%～95%，它主要用于储存经过冷却的鲜蛋、水果和蔬菜等，为了消除储存期中的异味和供给储存食品呼吸之用，冷却物冷藏间需要定期通风换气。

138 2) 冻结物冷藏间的温度为 -18 ～ -25℃，相对湿度保持在90%～95%，用于较长期的储存冻结食品。
冷藏间采用的冷却设备为：冷却物冷藏间应采用冷风机，冻结物冷藏间采用冷却排管或冷风机。 (4) 食品的解冻 将冻品中的冰结晶融化成水，恢复冻结前的新鲜状态。解冻是冻结的逆过程，作为食品加工原料的冻结品，通常只需要升温至半解冻状态即可。食品解冻的方法有空气解冻法、水解冻法、电解冻法等。

139 三、冷库的公称体积与库容量 1《冷库设计规范》(GB50072---2001)中对冷库的公称体积与库容量的计算做出如下规定：
(1)．冷库的设计规模应以冷藏问或冰库的公称体积为计算标准。 公称体积应按冷藏间或冰库的净面积。(不扣除柱、门斗和制冷设备所占的面积)乘以房间净高确定。 (2)．冷库计算吨位可按下式计算： G=∑Viρη／ (10．1) 式中 G——冷库计算吨位，t； Vi——冷藏间或冰库的公称体积，m3； ρ——食品的计算密度，kg／m3; η——冷藏间或冰库的体积利用系数。

140 四、气调冷藏库 气调冷藏库用于较长期储存某些新鲜果、蔬。
机械式气调冷藏库以制冷设备保持食品储存所需的低温，以气调设备人工控制冷间内的气体成分。 通过配备有降温、控湿和降氧、吸收二氧化碳等设备以及控制监测各种气体成分的仪器、仪表，使库内保持一定的低温，低氧、适宜的二氧化碳浓度和一定的湿度，及时控制和排除库内的有害气体（乙烯和其他挥发性气体），降低水果、蔬菜的呼吸强度，减少其水分蒸发，抑制乙烯的生物化学作用和催熟作用，使果、蔬的鲜度保持更长的时间 。

141 五、冷藏库库房的隔热、隔气和防潮 1、围护结构的隔汽防潮
由于冷藏库的库内外温差较大，在围护结构的内外侧存在水蒸汽分压力差。高温侧库外空气的水蒸汽将不断通过围护结构向库内渗透。水蒸汽遇冷将在材料的孔隙中凝结成水或冻结成冰，使隔热材料受潮而降低甚至丧失隔热性能。为此，必须在外围护结构中进行防潮处理，以减少或隔绝水蒸汽的渗透，确保隔热材料不受潮。 防潮处理主要是在外墙、屋顶、地坪等外围护结构中正确设置隔汽层。 围护结构两侧设计温差等于或大于5℃时，应在温度较高的一侧设置隔汽层.这样可防止温度较高、水蒸汽分压力较大一侧的空气向围护结构内渗透。 施工时应注意将整个围护结构的隔汽层连在一起，不得间断,这样，隔汽层才能起到有效的防潮作用.

142 库房隔汽层和防潮层的构造应符合下列规定：
（a）砖外墙外侧应抹面； （b）外墙的隔汽层应与地面隔热层上下的隔汽层或防潮层搭接； （c）冷却间或冻结间隔墙的隔热层两侧均宜设置防潮层； （d）隔墙隔热层底部应设防潮层； （e）楼面、地面的隔热层上、下、四周应作防潮层或隔汽层。

143 2、隔汽、防潮材料的选择 冷库围护结构常用的隔汽、防潮材料，有沥青隔汽防潮材料和聚乙烯(PE) 或聚氯乙烯(PVC)薄膜隔汽防潮材料两大类。

144 3、围护结构的蒸汽渗透的计算 目前围护结构的蒸汽渗透的计算有两个假定：一是蒸汽渗透过程均以气态形式进行；二是蒸汽渗透过程均处于稳定状态。即在稳定条件下，通过围护结构的蒸汽渗透量与室内外的水蒸气分压力差成正比，与渗透过程中受到的渗透阻力成反比： P=(PSW-PSn)/H [g／(m2·h)] 式中 H——围护结构隔热层各层材料的蒸汽渗透阻之和，㎡.h．Pa／g； PSW——围护结构高温侧空气的水蒸气的分压力，Pa； PSn——围护结构低温侧空气的水蒸气的分压力，Pa

145 H= Rw+R1+R2+R3+…+Rn. 式中 Rw--周护结构外表面的蒸汽渗透阻,Rw=4㎡·h.Pa/g; Rn--周护结构内表面的蒸汽渗透阻,Rn=8 (当库内有强力通风装置时，Rn=4) R1+R2+R3+…围护结构内各层不同性能材料的蒸汽渗透阻。 R=δ/µ 式中 δ——材料的厚度，m； µ——材料的蒸汽渗透率，g／(m．h·Pa)。 围护结构的蒸汽渗透的计算需对围护结构中的各材料层的内、外表面温度、水蒸气分压力和相对湿度进行计算，并对蒸汽渗透过程中各材料层内是否会出现冷凝现象进行判别。

146 4、常用隔热材料 软木板膨胀珍珠岩． 聚苯乙烯泡沫塑料(自熄型) 硬质聚氨酯泡沫塑料 聚乙烯(PEF)发泡体 低密度闭孔泡沫玻璃
挤压型聚苯乙烯泡沫板

147 5、冷库地面防止冻胀的措施 冷库底层冷间设计温度低于0℃时，地面应采取防止冻胀的措施。地面下为岩层或砂砾层，且地下水位较低时可不作处理。 防止冻胀的方法:乙二醇循环系统、低压电加热方法、架空地坪方法、自然通风或机械通风等。

148 六、冷库围护结构的热工计算 (一).计算参数和设计参数的确定 1．室外计算温度
计算库房围护结构传入热量的室外计算温度，采用夏季空气调节日平均温度。 2．相邻库房的计算温度 计算冷藏库内墙和楼板传入热量时，围护结构外侧的计算温度取其其相邻库房的室温。当相邻库房为冷却间或冻结间时，取该类冷间空库保温温度：冷却间按10℃，冻结间按-10℃计算。 3.冷间地面隔热层下设有通风加热装置时,其外侧温度按1～2℃计算；如地面下部无通风等加热装置或地面隔热层下为通风架空层时,其外侧的计算温度采用夏季空气调节日平均温度。

149 (二).围护结构的总热阻和热惰性指标 (1) 围护结构的总热阻必须大于下式计算出的最小总热阻：
式中 Rmin ——围护结构最小总热阻，（m2·℃）/W； tg ——围护结构高温侧的气温，（℃）； td ——围护结构低温侧的气温，（℃）； t1 ——围护结构高温侧空气的露点温度，（℃）； b ——热阻的修正系数，围护结构热惰性指标D≤4时，b=1.2；其他围护结 构b=1.0。 (2)．围护结构热惰性指标D可按下式计算： D=R1S1+R2S2+…… =∑RiSi 式中 D ——围护结构热惰性指标；i i R1,R2… ——各层材料的热阻，（m2·℃）/W； S1,S2 … ——各层材料的蓄热系数，W/(m2·℃); i--层次.

150 第八节 冷库制冷系统 设计及设备选择计算 3．通风换气耗冷量Q3 4．电动机运行耗冷量Q4 5．操作耗冷量Q5 一、冷库冷负荷计算
1、冷库围护结构热流量计算 围护结构传热量的计算公式为： Q1 =αKF(tw - tn) （kW） 式中 α—— 围护结构两侧温差修正系数； K—— 围护结构的传热系数，W/m2·K； F —— 围护结构的传热面积，m2； tw —— 围护结构外侧的计算温度，℃； tn —— 围护结构内侧的计算温度,℃。 2、货物耗冷量Q2 3．通风换气耗冷量Q3 4．电动机运行耗冷量Q4 5．操作耗冷量Q5

151 冷间各部分的耗冷量确定后，根据具体情况，可以分别求出冷却设备负荷Ql和机械负荷Qj，以选配库房冷却设备和机械设备。
二、冷间冷却设备负荷 对于某一库房的冷却设备负荷一般是由上述五部分的耗冷量组成的。由于食品在冷加工过程中货物耗量Q2是随时间变化的，有时货物耗冷量会大于整个冷加工过程的平均耗冷量，因此要对货物耗冷量Q2加以修正。 各库房冷却设备的配置是以各自的冷却设备负荷为依据的，所以要按每一冷间计算冷却设备负荷，按下式计算： Ql = Q1 + PQ2 + Q3 + Q4 + Q5 (kW) 式中，P 为负荷系数，对冷却间和冻结间，P=1.3；对其它冷间，P=1.0。

152 三．机械负荷Qj 机械负荷Qj是合理配备制冷压缩机及辅助设备的依据。因为冷间各部分的耗冷量是按不利的生产条件计算的，而在实际生产过程中各种最不利的因素不一定在同一时间出现，因此计算机械负荷Qj时，应对部分耗冷量加以修正。例如，夏季围护结构耗冷量Q1最大，而食品冷加工旺季不在夏季的情况是常见的(长江流域地区：猪、牛加工旺季为11月、12月和次年1月；鱼为11月、12月；鲜蛋为4月、5月和6月等)，根据食品生产旺季出现的月份对围护结构耗冷量Q1加以修正显然是必要的。 另外，还应考虑各库房不同时操作等因素。分别把相同蒸发温度所属冷间按实际情况加以修正的各项耗冷量相加，可以求得该蒸发温度系统的机械负荷Qj。

153 式中 n1—— 围护结构耗冷量的季节修正系数；
n2—— 冷间同期操作系数。库房面积≥100m2的冷藏间n2 = 0.5；其他冷间n2 = 0.75； R—— 制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，R = 1.05～1.10。 为了便于选配制冷压缩机和冷却设备等，应把冷却设备负荷Ql按库房、机械负荷Qj按蒸发温度系统编制汇总成表，供设计时使用。

154 二、冷藏库制冷系统和冷却方式 液过多容易发生湿压缩的现象。 目前直接膨胀供液的方式主要适用于氟利昂制冷系统，由于在制冷系统中使用热力膨胀阀为节流机构，能够根据冷却设备的出口温度自动调节供液量，所以，压缩机的进气具有一定的过热度，避免湿压缩的发生。

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156 重力供液系统的优点是：经过氨液分离器分离后，节流后的闪发气体不进入冷却设备，提高冷却设备的传热效果；回气经氨液分离器分离后，气体进入压缩机，可避免湿压缩的发生。由氨液分离器向并联的各组冷却设备供液时，可以利用调节阀的开启度来调节各冷却设备的供液量，较容易做到均匀供液。 其缺点是因为氨液分离器的安装位置高于冷却设备，所以需要加建阁楼或设置在上一层冷藏库的川堂里，增加了土建的造价。另外，由于氨液是在较小的压差下流动，流速较慢，故其放热系数较小，并且冷却设备内容易积油，影响传热。因此，我国的大中型冷藏库已较少采用重力供热系统。

157 3．氨泵供液系统 以泵为动力，将低温氨液直接向冷却设备供液的系统叫做氨泵供液系统，见图9. 3 高压氨液经膨胀阀节流后进入低压循环桶，低温氨液用氨泵以数倍于蒸发量的流量输往冷却设备。在冷却设备中部分氨液吸热汽化，未汽化的氨液随同气体返回低压循环桶，经分离后气体被压缩机吸走，留在桶内的氨液重新被泵送往冷却设备进行再循环。 低压循环桶通常按不同蒸发温度划分的系统分别设置。为了防止氨泵停止工作时输液管内的氨液倒流，在输液管段上应设止回阀；另外，输液管上还应设旁通管和自动旁通阀，当氨泵输液管内压力超过整定压力值时，自动旁通部分氨液至低压循环桶，以保证库房系统的正常降温。为了防止氨泵汽蚀，在氨泵进液管上设置抽气管以排除管段内的气体。

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159 三、制冷压缩机及辅助设备的选择 1、中间压力(中间温度)确定
在设计双级压缩制冷系统时，合理选定中间压力(中间温度)，可以获得最佳的运行经济性。通常把双级压缩所消耗的功最小，制冷系数最高时的中间温度或中间压力称为最佳中间温度或最佳中间压力。 中间温度与高、低压级压缩机的气缸容积比有关，并随蒸发温度和冷凝温度的变化而变化。最佳中间温度可以由下列几种方法确定： 1）由拉塞经验公式确定 tzj = 0.4tk + 0.6t (℃) 2）由理想中间压力确定 根据Pzj查出对应的饱和温度tzj。

160 2、氨压缩机的选择应符合下列要求： 1）氨压缩机应根据各蒸发温度机械负荷的计算分别选定，不另设备用机； 2）选用的活塞式氨压缩机，当冷凝压力与蒸发压力之比大于8时，应采用双级压缩；当冷凝压力与蒸发压力之比小于或等于8时，应采用单级压缩； 3）选配氨压缩机时，其制冷量宜大小搭配； 4）氨压缩机房内压缩机的系列不宜超过两种，如仅有两台压缩机时，应选用同一系列； 5）选用压缩机时，应根据实际使用工况，对压缩机所需功率进行计算，由制造厂选配适宜的电机。

161 3．冷凝器的热负荷 制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热量包括制冷剂在蒸发器中吸收的热量和在压缩过 程中由机械功转化成的给制冷剂的热量，即 (kW) （4.30） 制冷压缩机的指示功率Ni和制冷量Qo与制冷压缩机运行工况有关，因而制冷剂蒸气在冷凝器中放出的热量也可按下式计算 (kW) （4.31） 式中 ——为冷凝器的热负荷系数，可下图查得。

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163 4、冷却设备的选型计算 （1）．选型原则 1）冷却间、冻结间和冷却物冷藏间的冷却设备采用冷风机；
2）冻结盘装、箱装或听装食品时，可采用搁架式排管或平板冻结器等冻结设备； 3）冻结物冷藏间采用墙排管、顶排管等冷却设备，当食品有良好的包装时，可采用冷风机； 4）储冰间采用分散均匀满布的方式设置顶排管； 5）对于包装间，当室温低于-5℃时采用墙排管；室温高于-5℃时，宜选用冷风机。

164 （2）制冷剂的蒸发温度与冷间室内温度之差 确定蒸发温度t0应考虑减少食品干耗、提高制冷机效率、节约能源、降低投资的要求，通过技术经济比较，制冷剂的蒸发温度与冷间室内温度之差可按下列规定采用： 1）墙排管、顶排管和搁架式排管的计算温差可按算术平均温差确定，并不宜大于10℃； 2）冷风机的计算温差按对数平均温差确定。冷却间、冻结间和冻结物冷藏间取10℃，冷却物冷藏间取8～10℃； 3）在间接冷却系统中，蒸发温度比要求的载冷剂温度低5℃。 不同类型的冷藏库，要按生产工艺条件划分蒸发温度系统，一般库容量<1000t的冷藏库允许采用两个蒸发温度系统，库容量>1000t的冷藏库采用不超过三个蒸发温度系统。

165 5、热氨除霜装置设计要求 6、自动控制和安全保护装置 1）. 氨制冷压缩机安全保护装置应由其制造厂家成套配置，且应符合下列规定： 应设排气压力过高、吸气压力过低、油压差不足和电动机负荷超载，螺杆式压缩机应设精滤油器前后压差过大等停机保护装置； 2）．吸气、排气、润滑油系统和曲轴箱应设压力表或真空压力表； 3）．出水管应设断水停机保护装置； 4）．吸、排气口及润滑油系统应设温度计及排气温度过高停机保护装置，螺杆式压缩机应增设油温过高停机保护装置； 5）．排气侧和吸气侧之间应有安全阀； 6）．应设事故紧急停机按钮。

166 5.4.5条 控制冷源能效比（强制性条文） 5.4.5 电机驱动压缩机的蒸气压缩循环冷水（热泵）机组，在额定制冷工况和规定条件下，性能系数（COP）不应低于表5.4.5的规定。 根据《冷水机组能效限定值及能源效率等级》GB 表2能源效率等级指标，取： 活塞/涡旋式：5级 螺杆式： 级 离心式： 级 2004年8月23日发布 年3月1日实施 能效等级的含义： 1等：企业努力目标 等：节能型产品 、4等：我国的平均水平 等：未来淘汰的产品 节能评价值

167 5.4.2条 限制直接电热（强制性条文） 5.4.2 除了符合下列情况之一外，不得采用电热锅炉、电热水器作为直接采暖和空气调节系统的热源：
5.4.2条 限制直接电热（强制性条文） 除了符合下列情况之一外，不得采用电热锅炉、电热水器作为直接采暖和空气调节系统的热源： 1 电力充足、供电政策支持和电价优惠地区的建筑； 2 以供冷为主，采暖负荷较小且无法利用热泵提供热源的建筑； 3 无集中供热与燃气源，用煤、油等燃料受到环保或消防严格限制的建筑； 4 夜间可利用低谷电进行蓄热、且蓄热式电锅炉不在日间用电高峰和平段时间启用的建筑； 5 利用可再生能源发电地区的建筑； 6 内、外区合一的变风量系统中需要对局部外区进行加热的建筑。

168 5.4.1条 合理选择冷热源 空气调节与采暖系统的冷、热源宜采用集中设置的冷（热）水机组或供热、换热设备。机组或设备的选择应根据建筑规模、使用特征，结合当地能源结构及其价格政策、环保规定等按下列原则经综合论证后确定： 1 具有城市、区域供热或工厂余热时，宜作为采暖或空调的热源； 2 具有热电厂的地区，宜推广利用电厂余热的供热、供冷技术； 3 具有充足的天然气供应的地区，宜推广应用分布式热电冷联供和燃气空气调节技术，实现电力和天然气的削峰填谷，提高能源的综合利用率； 4 具有多种能源（热、电、燃气等）的地区，宜采用复合式能源供冷、供热技术； 5 具有天然水资源或地热源可供利用时，宜采用水（地）源热泵供冷、供热技术。

169 5.4.1条 合理选择冷热源 鼓励、推荐应用可再生能源
中华人民共和国《可再生能源法》将于2006年1月1日起施行 第二条：本法所称可再生能源，是指风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等非化石能源 第十七条：国家鼓励单位和个人安装太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。…… 第十三条：国家鼓励和支持可再生能源和并网发电。…… 《地源热泵系统工程技术规范》 （报批稿）的强制性条文： 3.1.1地源热泵系统方案设计前，应进行工程场地状况调查，并对浅层地热能资源进行勘察。 5.1.1地下水换热系统应根据水文地质勘察资料进行设计，并必须采取可靠回灌措 施，确保置换冷量或热量后的地下水全部回灌到同一含水层，不得对地下水资源造 成浪费及污染。系统投入运行后，应对抽水量、回灌量及其水质进行监测。

170 地埋管地源热泵系统 根据地热源交换系统形式的不同，地源热泵系统分为地埋管地源热泵系统、地下水地源热泵系统、和地表水地源热泵系统。地埋管地源热泵系统是以土壤为热源，水为载体在封闭环路(地下埋管换热器系统)进行热交换的热泵。 根据水源的供给方式，分直接供水和间接供水(即通过板式换热器换热)。 根据水源侧系统的型式分为开式系统和闭式系统。

171 水源热泵系统设计注意的问题 (1) 水源热泵机组采用地下水、地表水时，机组所需水源的总水量应按冷(热)负荷、水源温度、机组和板式换热器的性能综合确定；水源供水应稳定，满足所选机组供冷、供热时对水温和水质的要求，当水源的水质不能满足要求时，应采取有效的过滤、沉淀、灭藻、阻垢、除垢和防腐等措施；采用集中设置的机组时，应根据水源水质条件确定采用是直接供水还是间接供水，但采用分散小型的单元式机组时，应采用板式换热器换热的间接供水方式。

172 (2) 水源热泵机组采用地下水为水源时，地下水应全部回灌，并确保回灌水不得对地下水资源造成污染。
(3) 采用地下埋管换热器和地表水盘管换热器的地源热泵时，其埋管和盘管的形式、规格与长度，应按冷(热)负荷、土地面积、土壤结构、土壤温度、水体温度的变化规律和机组性能等因素确定。

173 (4)在设计水环路热泵空调系统时，循环水水温宜控制在15-35℃；循环水系统应通过技术经济比较，确定采用闭式冷却塔或开式冷却塔；使用开式冷却塔时，应设置中间水-水换热器。辅助热源的供热量，应根据冬季白天高峰和夜间低谷负荷时的建筑物的供暖负荷、系统可回收的内区余热等，经热平衡计算确定。

174 冬夏季室外地能换热系统的换热量计算 冬夏季室外地能换热系统的换热量分别是指夏季设计工况下向地能换热系统排放的热量和冬季设计工况下从地能换热系统吸收的热量。可由式(1.1)和式(1.2)计算

175 Q1= Qo (1+1/EER) (1.1) Q2= Q k (1-1/COP) (1.2) 式中： Q1——夏季设计工况下向地能换热系统排放的热量 (kW)； Qo——夏季设计工况下建筑物的最大冷负荷(kW)； Q2——冬季计工况下从地能换热系统吸收的热量(kW)； Qk——冬季设计工况下建筑物的最大热负荷(kW)； EER——设计工况下水源热泵机组的制冷性能系数； COP——设计工况下水源热泵机组的制热性能系数。

176 来选择各分区内热泵机组的型号与容量，再依据实际的供冷与供 热负荷来计算地埋管换热器向土壤的最大释热量与最大吸热量。
首先要确定建筑空调分区，计算分区设计供冷与供热负荷， 来选择各分区内热泵机组的型号与容量，再依据实际的供冷与供 热负荷来计算地埋管换热器向土壤的最大释热量与最大吸热量。 系统实际最大释热量发生在与建筑物最大冷负荷相对应的时刻： 最大释热量=∑[空调分区冷负荷×(1+1/EER)]+∑输送过程得热量+∑水泵释放热量 系统实际最大吸热量发生在与建筑物最大热负荷相对应的时刻： 最大吸热量=∑[空调分区热负荷×(1-1/COP)]+∑输送过程失热量-∑水泵释放热量

177 冷热负荷不平衡问题的现状及解决 在很多情况下，地埋管换热器的全年冷热负荷并不平衡，这样会引起多余的热量/冷量在地下积累，引起土壤年平均温度的持续上升/下降，从而影响换热器的效率，也破坏了土壤的生物环境。而且为了满足常年使用性能，在相同的设计条件下，埋管总长度随着冷热负荷比增大和地埋管换热器运行时间的延长而增加，从而系统投资增加，低负荷时部分机组闲置或低效率运行，造成浪费。