注册公用设备工程师考试复习制冷部分1.ppt

2023/3/5,1,全国勘察设计注册公用设备工程师考试复习“制冷技术”部分,清华大学 石文星2023年3月5日,2023/3/5,2,“制冷技术”的复习安排,明确考试大纲的内容根据考试大纲要求进行复习模拟题分析,2023/3/5,3,一、考试大纲及其说明,考试大纲的内容注意事项,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,4,考试大纲,5.1 熟悉制冷循环的热力学原理；了解制冷剂的性能和选择以及CFC、HCFC的限制与替代5.2 了解蒸气压缩式制冷（热泵）的工作原理；熟悉各类蒸气压缩式制冷（热泵）机组的特点、适用范围和主要技术性能参数；掌握各类冷水机组、热泵机组的选择计算方法和正确取值5.3 了解溴化锂吸收式制冷的工作原理；熟悉蒸汽型和直燃型溴化锂吸收式机组的组成和性能,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,5,考试大纲,5.4 了解蒸气压缩式制冷系统的组成、制冷剂管路设计基本原则；熟悉制冷自动控制的技术要求；掌握制冷机房设备布置原则、冷却水系统设计和冷却塔的选用5.5 了解蓄冷蓄热的基本原理、类型、系统组成以及设置原则5.6 了解冷藏库温、湿度要求；掌握冷藏库建筑围护结构的设置以及热工计算5.7 掌握冷藏库制冷系统的组成、设备选择与制冷剂管路系统设计；熟悉装配式冷藏库的选择和计算,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,6,注意事项,注意考试大纲中对各知识点的熟悉程度要求了解：基本层面熟悉：中间层面掌握：最高层面“熟悉”和“掌握”所没有太大的区别，是出题重点，必须掌握各知识点的融会贯通制冷技术是应用技术，其基础是热力学、传热学、流体力学，需注意各学科的综合应用注意理论联系实际一道题往往考多个知识点，需要掌握各知识点之间的逻辑联系,2023/3/5,7,二、大纲内容的复习,5.1 制冷循环与制冷剂 5.2 蒸气压缩式制冷热泵机组 5.3 溴化锂吸收式制冷机组 5.4 蒸气压缩式制冷系统 5.5 蓄冷蓄热空调系统 5.6、5.7 冷库设计基础,2023/3/5,8,5.1 制冷循环与制冷剂,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,9,空调领域的制冷技术原理,制冷技术：普通制冷：高于120深度制冷：12020K低温和超低温：20K以下食品冷藏和空调用制冷技术属于普冷范围液体气化制冷法蒸气压缩式制冷吸收式制冷,清华大学建筑学院建筑技术科学系,10,理想制冷循环,气体的逆卡诺制冷循环理想过程的极限,Sadi Nicolas Lonard Carnot1796-1832,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,11,最大制冷系数,逆卡诺循环的制冷系数最大,蒸发温度对制冷系数的影响更为明显！,在实际制冷系统中，制冷系数又称为性能系数，用符号COP表示,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,12,蒸气压缩式制冷与吸收式制冷,符号习惯,清华大学建筑学院建筑技术科学系,13,吸收式制冷机的热力系数,热力系数（相当于制冷系数）,最大热力系数,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,14,制冷循环的热力完善度,在蒸气压缩式制冷循环中又称为制冷效率热力完善度是表征实际制冷循环接近理想循环的程度蒸气压缩式：吸收式：,计算制冷效率或热力完善度时，必须：(1)计算实际制冷循环的制冷系数或热力系数(2)计算理想循环的制冷系数或热力系数(3)计算制冷效率或热力完善度,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,15,制冷循环演变思想,理想循环：逆卡诺循环、劳仑兹循环两个等温过程两个等压过程循环位于气液两相区理论循环膨胀机膨胀阀湿压缩干压缩无温差传热温差传热循环的改善根据不同的目的改善制冷循环实际循环：存在各种损失,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,16,制冷循环的分析工具,lgp-h图1点、2线、3区6等值线分析与计算工具T-s图同上,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,17,改善制冷循环的措施,高压液体的再冷（过冷）过冷的手段：设置过冷器、增大冷凝器面积（程度有限）注意回热不一定能改善制冷循环COP，与制冷剂种类有关,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,18,改善制冷循环的措施,回收膨胀功,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,19,改善制冷循环的措施,采用非共沸制冷剂如R407c等在冷凝器和蒸发器中呈现变温冷凝与蒸发过程减小传热温差，降低不可逆损失其理想循环是劳仑兹循环,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,20,双级压缩制冷循环,在冷库冻结间、速冻机、冰蓄冷制冷机组、冷水机组等设备中常用可以获得更低的低温比相同工况下的单级压缩制冷循环的制冷系数高、排气温度低双级压缩制冷循环的形式一级节流中间完全冷却（氨系统）一级节流中间不完全冷却（氟系统）二级节流中间不完全冷却（经济器：闪发式蒸气分离器）需要重点掌握其热力计算方法,热力计算：质量守恒、能量守恒方程是基础,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,21,双级压缩的热力计算,冷库设计或其他机组设计时，需要计算中间温度tm或中间压力pm,一次节流完全中间冷却的双级压缩制冷循环,如果高、低压级的理论排气量之比已知，则需采用试算法确定中间温度tm,高、低压级质量流量之比的计算以中间冷却器为对象进行计算最简单,简化结果为：,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,22,带经济器的制冷系统,提高设备的COP降低压缩机排气温度应用设备热泵机组冷水机组低温机组（如：冰蓄冷机组）适用压缩机离心式、涡旋式、螺杆式压缩式,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,23,单级压缩,双级压缩经济器,单级压缩过冷器,双级压缩经济器过冷器,Two-stage compressor,Motor,Condenser,Single stage compressor,Evaporator,Condenser,Single stage compressor,Evaporator,Condenser,Economizer,Two-stage compressor,Condenser,Economizer,Sub-cooler,Sub-cooler,Motor,Motor,Motor,Pressure P,Condensation,Expansion,Compression,Pressure P,Pressure P,Economizer,Economizer,Compression,Compression,Expansion,Expansion,Compression,Compression,Expansion,Expansion,Condensation,Condensation,Sub-cool,Sub-cool,lgp-h 图,原理图,理论 COP,循环,Evaporator,Evaporator,Evaporator,Evaporator,Evaporator,Enthalpy h,Enthalpy h,Enthalpy h,注：制冷剂为R134a，蒸发温度:4.2,冷凝温度:37.7,过（再）冷度:4.0。,7.30(100),7.59(104),7.89(108),8.05(110),各种制冷循环形式的理论 COP 大小（离心式冷水机组）,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,24,改善制冷循环的措施（总结）,提高能效比COP高压液体的过冷（再冷）多级压缩双级压缩、经济器回收膨胀功（采用膨胀机）非共沸制冷剂降低制冷温度双级压缩复叠式,【例】试问改善蒸气压缩式制冷循环的COP的措施有：(A)高压液体过冷(B)采用回热循环(C)采用闪发蒸气分离器(D)采用膨胀机,复习手册p26,题16：试问改善蒸气压缩式制冷循环的主要措施有两项，即（）。(A)采用回热循环与多级压缩(B)采用膨胀阀前液态制冷剂再冷却与多级压缩(C)加大蒸发器和加大冷凝器(D)加大蒸发器和冷凝器与蒸发器前液态制冷剂再冷却,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,25,制冷剂的性能与选择以及CFC,制冷剂的命名方法无机物：R7XX氟利昂：RXXXRXXX：XXX90分子简式共沸制冷剂：R5XX非（近）共沸制冷剂：R4XX其他有机物：R6XX各种制冷剂的特性溶油特性：矿物油、合成油（脂类油，如POE油）与材料的兼容性：铜、橡胶热物性：单位制冷量、容积制冷量、黏性、导热系数、绝热指数等安全性（毒性、燃烧性）与对环境的亲合性（ODP、GWP）,【例】下列说法错误的是（）。(A)R134a的分子简式是C2H2F4；(B)R134a空调系统采用POE冷冻油；(C)氨制冷系统中不能使用紫铜管；(D)我国将在2030年完全停止使用HCFC。,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,26,制冷剂的性能与选择以及CFC,制冷剂单位质量制冷量q0kJ/m3制冷剂单位容积制冷量qvkJ/m3,【例】复习手册p25,题15：一制冷系统采用R134a替代R22后，其制冷量为（）。(A)基本不变(B)有些增大(C)稍有减小(D)大为减小,t0=-15,tk=-30,SL=5,SH=0时的qv,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,27,载冷剂的性能与选择,载冷剂的种类无机盐：水、NaCl、CaCl2溶液等有机物醇类：乙烯乙二醇、丙二醇等各种载冷剂的特性热物性密度、黏性、导热系数、比热等物理性质、化学性质毒性、稳定性、燃烧性、腐蚀性吸水性、凝固点与浓度的关系,【例】下列说法中错误的是（）。(A)水不是一种载冷剂；(B)载冷剂所选择的浓度与制冷机的蒸发温度有关（开式蒸发器：凝固点蒸发温度45；闭式蒸发器：凝固点蒸发温度810(C)用盐溶液作载冷剂时，需在溶液中加入少量的缓蚀剂（NaOH、Na2Cr2O7），使溶液呈弱碱性(pH略大于7.0)；(D)乙二醇和盐溶液载冷剂的放热系数小于水、黏性大于水，系统所需载冷剂循环流量比水大，卤水泵的扬程大于水泵扬程。,2023/3/5,28,5.2 蒸气压缩式制冷热泵机组,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,29,蒸气压缩式制冷（热泵）机组的工作原理,工作原理由制冷循环四大基本部件、辅助设备和自控系统等构成制备空调用冷（热）水或冷（热）风的装置,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,30,压缩式制冷（热泵）机组的心脏,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,31,各类压缩机的应用范围及其制冷量大小,资料来源：李连生“制冷与空调压缩机的技术现状与发展趋势”,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,32,压缩机的制冷量,理论输气量Vh（制冷系统中唯一不变的量）单位时间内最大可吸入体积流量表达式与压缩机形式、转速有关如：活塞式压缩机实际输气量VR单位时间内吸入吸气状态下制冷剂的体积流量容积效率V与压缩机形式、部分负荷程度有关,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,33,压缩机的制冷量和制热量,制冷量0取决于压缩机Vh输气系数V运行工况：t0、tk、SL、SH制热量h包括从环境中取出的热量压缩机的输入功率压缩机和管路的保温,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,34,压缩机的耗功率,理论耗功率Pth绝热压缩k四个效率指示效率i多变指数m摩擦效率m指示功率/轴功率运动部件、油泵传动效率d轴功率/电机输出功率电机效率e电机输出功率/输入功率电机输入功率Pin,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,35,压缩机的耗功率,固定内容积比压缩机回转式压缩机内压缩效率,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,36,压缩机的性能系数,冷机：制冷COP0开启式压缩机，计算到轴功率封闭式压缩机，计算到输入功率,热泵：制热COPh开启式压缩机，计算到轴功率封闭式压缩机，计算到输入功率,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,37,压缩机的工况与性能曲线,压缩机的额定工况（如高温类型涡旋式压缩机）冷凝温度54.4蒸发温度7.2过冷度8.3吸气温度18.3环境温度35性能曲线：压缩机的制冷量（制冷剂流量）、输入功率随蒸发温度和冷凝温度的变化规律存在条件过冷度过热度或吸气温度环境温度,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,38,冷凝器和蒸发器,传热计算传热温差t、传热面积F、传热系数Ktm ts肋化系数=Fw/Fn以外表面为基准的K以内表面为基准的K冷却水量、冷冻水量制冷量、冷凝负荷,空冷式 水冷式,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,39,蒸气压缩式制冷（热泵）机组的分类,冷风式(单冷/热泵)：制取冷风或热风风冷式（空气源）：以室外空气为环境热源房间空调器、单元式空调机（单冷型、热泵型）VRF空调机组（单冷型、热泵型、热回收型）（调温型）冷冻除湿机（热回收应用）水冷式（水源）：以冷却水为环境热源蒸发冷却式（单冷型）冷水式(单冷/热泵)：制取冷水或热水风冷式（空气源）：风冷式冷（热）水机组水冷式（水源）：水冷式冷水机组、水源热泵、水环热泵（热回收应用）土壤源（地源）：水平、垂直、螺旋地耦管土壤源冷水（热泵）机组,要求熟悉各种机组的性能特点和适用范围：性能特点：当采用空气源时，有结霜问题；采用水源时，需深井回灌；采用地源时，需考虑土壤热物性问题适用范围：性能特点决定了其适用范围；技术经济分析,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,40,蒸气压缩式制冷（热泵）机组的性能参数,名义制冷量、制热量制冷、制热的名义（额定）工况条件空气侧、水侧温湿度：用户水(12/7、40/45)，冷却水(30/35、15/7)用户风(27/19、20/15)，冷却风(35/24、7/6)污垢系数：0.086m2/kW电压：220、380、3000、6000、10000V，50Hz大气压pa=101kPa名义耗功率：机组消耗的总电功率名义工况性能系数：制冷（热）能效(COP0)等级标准（2005年3月1日实施，5级达标，2级节能）冷（热）水侧、冷却水侧压力损失：水侧阻力?kPa部分负荷性能25/50/75/100%额定能力时性能曲线(COP、Pin)条件：冷却水进口温度=A能力百分数B（）；其他条件：流量，等变工况性能某工况条件变化时，机组能力、消耗功率随之变化的性能表或曲线图,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,41,各种机组的性能特点,【例】下列选项中错误的有：在风冷式冷水机组的性能系数COP0测试中，其消耗电功率包括压缩机、室外换热器风机、电控系统的耗功量在水冷式冷水机组的性能系数COP0测试中，其消耗电功率包括压缩机、冷却水与冷冻水泵和电控系统的耗功量模块式冷水机组是由模块化的小型单元机组并联而成，每个模块单元包括完整的制冷系统和电控系统VRV（多联机）系统是直接蒸发式空调系统，通常采用一台变频（或变容）压缩机与多台定速压缩机实现系统变容调节，其安装质量要求非常严格采用水源热泵机组时，应根据水源的水质情况采用（板换隔离的）间接供水方式；采用地下水时应完全回灌且不污染地下水水环热泵系统包括：室内水源热泵机组、水循环环路和辅助设备（冷却塔、加热设备、换热器和水泵）。,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,42,各种机组的性能特点,【例】关于风冷热泵冷热水机组性能的下列说法错误的有：室外温度降低时，其COP0会增加，COPh会降低一台热泵型冷（热）水机组的COPhCOP01压缩机的实际耗功率比理论耗功率大的原因是压缩过程并非绝热过程存在有摩擦损失电机效率不等于1对于皮带轮联接的开启式压缩机，还存在传动损失涡旋式、螺杆式、滚动转子式、离心式压缩机均属于固定容积比型压缩机，故工况变化后可能出现欠压缩或过压缩现象，导致性能恶化压缩机的制冷量与工况条件有关，还与压缩机的类型、加工质量有关,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,43,各种冷水（热泵）机组的特点,【例】关于蒸气压缩式冷水机组能量调节方法正确的是：(A)活塞式：卸载顶杆机构(B)螺杆式：进口导叶(C)离心式：滑阀机构、变频调节、热气旁通(D)涡旋式：变频调节、卸载调节（数码涡旋）(E)滚动转子式：变频调节(F)上述机型均可采用启停台数调节【例】带经济器的二次吸气制冷循环可增加制冷量、减少功耗和提高制冷系数，试问下列哪种制冷压缩机易于实现该种制冷循环？(A)离心式压缩机；(B)涡旋式压缩机(C)螺杆式压缩机；(D)活塞式压缩机,2023/3/5,44,5.3 溴化锂吸收式制冷机组,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,45,溴化锂吸收式制冷原理,基本原理液体汽化，利用液态制冷剂在低压低温下汽化以达到制冷目的与蒸气压缩式制冷的区别动力压缩式：机械能、电能吸收式：热能（蒸汽、高温水、烟气、直燃）工质压缩式：一般为纯物质和多种沸点相近物质构成的混合工质吸收式：两种沸点相差较大的物质构成的二元溶液 压缩机压缩式：蒸气压缩机吸收式：热力压缩机（吸收器、溶液泵、发生器）,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,46,吸收式制冷循环,节流装置,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,47,吸收式制冷循环的基本热力计算,吸收式制冷系统,热力系数,将在“模拟题分析”中给出例题,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,48,吸收式制冷的工质对,LiBr-H2O：用于空调机组水是制冷剂，LiBr沸点1265，水与吸收剂高度分离系统高度真空当LiBr溶液温度降低或浓度增大时，会析出LiBr水合物，故需防止溶液结晶LiBr溶液腐蚀金属，需加入缓蚀剂，使pH9.510.5H2O-NH3：用于制冷机组氨是制冷剂，吸收剂与制冷剂沸点接近，需精馏系统压力较高,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,49,溴化锂吸收式制冷机组,单效机组结构特点热力压缩机：吸收器、溶液泵、发生器冷凝器、节流装置、蒸发器强化传热措施蒸发器泵、吸收器泵热交换器、凝水回热器热源热水：85150低压蒸汽：0.03 0.15Mpa(G),2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,50,溴化锂吸收式制冷机组,双效与多效机组（双效为主）为何需要采用双效吸收式制冷循环热源温度越高，机组热力系数越大高温热源致使单效机组中容易出现结晶高发产生的蒸汽是低发热源，蒸汽凝结热用于机组正循环，效率提高冷凝器带走的主要是低发冷剂蒸气的凝结热，冷凝负荷为单效的1/2系统形式蒸汽型两个发生器：高发、低发两个热交换器：高温、低温系统形式：并联流程、串联流程热源：0.40.8Mpa(G)的高压蒸汽直燃型除热源形式不同外，其他完全相同,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,51,溴化锂吸收式制冷机组,并联流程双效机组 串联流程双效机组（性能稳定、调节方便）（热力系数高）,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,52,溴化锂吸收式制冷机组,直燃型冷（热）水机组特点制冷系统的原理与蒸汽型完全相同热源：高压发生器为火管锅炉（溴化锂溶液锅炉）根据采暖循环方式不同对直燃机分为三类设置和高压发生器相连的热水器将冷却水回路切换成热水回路（最早开发的类型）将冷冻水回路切换成热水回路,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,53,溴化锂吸收式制冷机组,各种吸收式机组的性能名义工况单效机组：采用85150热水或0.03 0.15 Mpa(G)蒸汽热力系数0.650.7性能系数：单位制冷量的蒸汽耗量，单位：kg/(hkW)蒸汽双效机组：采用140以上的热水或0.40.8Mpa(G)的高压蒸汽，特殊低压双效机组，蒸汽0.25Mpa(G)1.11.2性能系数直燃双效机组：采用燃气和燃油直接燃烧提供热能制冷时COP01.1，制热时COPh0.9,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,54,溴化锂吸收式制冷机组,各种吸收式机组的性能部分负荷（100%10%）试验条件冷冻水出水温度（7）和流量恒定冷却水流量恒定，冷却水进水温度已知（3022线性变化）冷冻水与冷却水侧污垢系数不变：0.086m2/kW变工况性能随冷冻水出水温度的升高，制冷量增大、COP0增大随冷却水进水温度的降低，制冷量增大、COP0增大,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,55,溴化锂吸收式制冷机组,【例】下列关于溴化锂吸收式冷水机组的选项正确的是：冷剂蒸汽和冷剂水的流动损失直接影响机组的性能，故将压力相近的设备（容器）放在一个筒体内冷冻水、冷却水、热源水（汽）在换热器管内流动需尽量减小冷剂水或溶液的静液柱高度100mm水层使蒸发温度上升1020，故采用喷淋式蒸发器和吸收器发生器内的溶液高度应小于300350mm采用调节热源流量和稀溶液循环量方式来调节机组容量抽气装置是为了保证系统高度真空，还可用于系统抽空、试漏、充液在机组长期停运时，也必须保证系统内高度真空出现机组制冷量衰减的主要原因是：真空度不高、喷淋系统堵塞、传热管结垢严重、溶液稀释或冷剂水污染为提高系统性能，热源温度越高越好、冷却水温越低越好,2023/3/5,56,冷水（热泵）机组的选择,掌握各种冷水（热泵）机组的选择计算方法和正确取值,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,57,各种压缩机构成的制冷机组的特点,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,58,各种冷水（热泵）机组的选择计算,根据GB50019-2003采暖通分与空气调节设计规范7.1“一般规定”进行综合论证整体的能源方案电动压缩式机组的总装机容量，应按此规范计算的冷负荷选定，不另作附加选择电动压缩式机组时，其制冷剂必须符合有关环保要求，采用过渡制冷剂时，其使用年限不得超过中国禁用时间表的规定电动压缩式机组台数应根据空调负荷规律和机组部分负荷特性选用，一般不宜少于两台；当采用一台时，应选用调节性能良好机型根据单机容量范围，经过性价比分析确定机型根据样本数据初选机组，实际制冷量等需根据当地空调计算温度进行修正风冷热泵机组的制热量应根据空调计算温度修正系数K1(厂家提供)和融霜修正系数K2(1次/h:0.9、2次/h:0.8)修正Q=K1K2q（q为额定制热能力）,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,59,各种制冷机组的单机容量范围(KW/台),2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,60,各类冷水机组、热泵机组的选择计算方法和正确取值,【例】复习手册p26,题18：电动蒸气压缩循环冷水（热泵）机组名义工况时的使用侧和水冷式热源侧的污垢系数为（）。(A)0.172m2/kW；(B)0.086m2/kW；(C)0.044m2/kW；(D)0.0184m2/kW。,考试复习教材p526、p554 蒸气压缩式与吸收式冷水机组的名义工况：(1)12/7、30/35（干、湿球35/24)(2)冷水侧和冷却水侧的污垢系数0.086m2/kW(3)电压（单相、三相）、频率50Hz(4)大气压力为101kpa,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,61,各类冷水机组、热泵机组的选择计算方法和正确取值,【例】复习手册p26,题17：电动压缩式机组的总装机容量应按规范计算的冷负荷另作附加()。(A)附加5(B)附加10(C)附加15(D)附加0（）,标准规范汇编p32,7.1.5 电动压缩式机组的总装机容量，应按本规范（GB50019-2003采暖通风与空气调节设计规范）第6.2.15条计算的冷负荷选定，不另作附加,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,62,各类冷水机组、热泵机组的选择计算方法和正确取值,【例】下面关于冷水机组选择计算中的取值错误的是：当采用冷却塔时，冷却水进水温度当地夏季空调室外计算湿球温度34根据冷却水进水温度，查阅冷水机组性能曲线，确定机组的实际制冷量、耗功率和COP0根据冷水侧和冷却水侧的污垢系数0.086m2/kW修正制冷量、耗功率和COP0根据空调负荷特点和单台机组容量大小，选2台以上的机组选择修正后的制冷量设计空调负荷的冷水机组,选择风冷热泵冷热水机组时制冷量需按当地夏季空调室外计算干球温度修正制冷量、COP0制热量需按冬季室外空调计算干球温度、除霜次数修正制热量、COPh,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,63,各类冷水机组、热泵机组的选择计算方法和正确取值,【例】关于溴化锂吸收式冷（热）水机组的选项错误的是：溴化锂冷（热）水机组的制冷（热）能力应在正确的空调或工艺负荷基础上增加机组本身和水系统的冷（热）损失，一般取1015机组台数选择应考虑互为备用和轮换使用的可能性，以24台为宜应根据当地热源形式（蒸汽压力、热水温度、废热、燃料类型）选择合理的机型机组在设计工况下的制冷（热）量应该根据额定工况下性能和部分负荷特性（能力、加热源耗量）修正确定直燃式机组的烟道务必设置保温层，务必按排烟温度180选择保温层材质，并按400设计周围防火隔离区,2023/3/5,64,5.4 蒸气压缩式制冷系统,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,65,空调用蒸气压缩式制冷系统的组成,制冷剂循环系统（闭环系统）压缩机冷凝器膨胀阀蒸发器冷却水循环系统（开环系统）冷凝器冷却水泵冷却塔冷冻水循环系统（闭环系统）蒸发器冷冻水泵空调末端装置（AHU、FCU）热泵系统：热水系统的差别（冷凝器）,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,66,冷库用蒸气压缩式制冷系统的组成,制冷剂循环系统（闭环系统）压缩机冷凝器膨胀阀蒸发器冷却水循环系统（开环系统）冷凝器冷却水泵冷却塔供液系统直接蒸发式：高压液体能量（防止沿程闪发）液泵供液：多倍供液、低循桶,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,67,制冷剂管路设计原则,减小压力损失压力降要小：防止液体沿程闪发、制冷能力和效率下降；许多地方有流速、流量（与管内径有关）、长度、弯曲半径（减小局阻）要求冷库：氟利昂吸气管的压力损失1；排气管压力损失0.51;氨吸、排气管和液体管均0.5注意溶油特性，采取回油措施根据制冷剂的溶油特性设计坡度和坡向，回油并防止液击在能量调节的冷库系统中，采用双垂直立管（吸气管、排气管）最小带油速度防止出现液囊和气囊液体管避免出现型管；气体管避免出现型管采用合适的材质氨系统：绝对不能使用铜材（管、阀、仪表）氟系统：管内壁不宜镀锌,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,68,制冷剂管路设计,【例】制冷剂管路设计直接影响制冷系统的性能和运行的可靠性，下列哪项是正确的？(A)制冷压缩机吸气管应有坡度，R22坡向蒸发器，R717(NH3)坡向压缩机(B)制冷压缩机吸气管阻力损失可大于排气管阻力损失(C)应尽量减少制冷压缩机吸气管阻力(D)R717和R22的制冷剂管路采用紫铜管(E)R717和R22的排气管均坡向压缩机,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,69,制冷系统的自动控制,主要环节连锁控制：冷却塔冷却水泵时冷冻水泵冷水机组（启动停止）水路保护控制：启动水泵检测水流开关压差；水压过低启动水泵指令，水压过高停泵指令制冷机组的运行与保护控制水温、排气温度、压力、油压、除霜、水流量、防连续启动等实施方法1：机组自动控制系统通讯协议、接口BMS系统方法2：BMS的DDC控制系统直接控制机组和外围设备,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,70,冷冻站机房设计原则,冷机选择确定冷凝温度tk、冷却水（风）温差：与冷凝器类型有关水冷冷凝器：tk=tcw+57；tcw立式=23，tcw其它=46风冷冷凝器：tk=tca+15；tca8蒸发式冷凝器：tk=taw+810确定蒸发温度t0：与蒸发器类型有关壳管式蒸发器：t0=tewout-24(且t0 2)螺旋管式、立管式、板换蒸发器：t0=tewout-46冷机容量、台数选择建筑物负荷大小（是否有冷量附加损失）、根据额定制冷量初选冷机形式、单机容量、冷机台数根据实际运行tk、t0修正冷机容量，看是否满足各方面要求选择冷机容量和台数,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,71,冷冻站机房设计原则,机房布置机房应尽可能靠近冷负荷中心布置水冷压缩式：建筑内、地下室风冷压缩式：室外、建筑屋顶吸收式：满足防火、燃气设计规范要求氨制冷冷库：不能设置在地下室；用冷库的冷源作空调时，必须用间接供冷方式操作通道与建筑物外围护结构之间的尺寸要求设备与管道保温保温部位：压缩机吸气管、蒸发器、节流阀后的供液管、冷（热）水管、分（集）水器、冷水箱保温要求：表面不能结露、烫人，防冷（热）桥，保温材不燃、阻燃等,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,72,冷却水系统设计原则,冷却水系统由冷凝器、冷却泵、管路、冷却塔构成冷却泵的选型冷却水量计算水泵扬程计算沿程阻力、局部阻力、冷凝器阻力、水位高差、喷淋余压多台冷却水泵并联使用时，应根据泵并联特性曲线与冷却水系统的阻力特性选配（泵的工作点变化）,冷却塔的选型布水器的喷雾压力与冷却塔类型有关，引风式25m，喷射式815m冷却塔的能力与当地气候参数有直接关系冷却塔在当地使用的能力=(MEDs/MEDy)样本额定能力冷却塔的补水量：电制冷1.21.6%，吸收式1.41.8%,2023/3/5,73,5.5 蓄冷蓄热空调系统,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,74,非蓄冷系统与蓄冷系统的区别,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,75,蓄冷技术原理,原理：采用制冷机、蓄冷装置，利用（夜间）廉价电力进行蓄冷作业，而在空调负荷高峰时将所蓄存的冷量释放的成套技术作用：移峰填谷、平衡电网负荷、降低运行成本（拉闸限电）应急冷源蓄冷系统的设计合理选择蓄冷介质、蓄冷装置、制冷机合理设计系统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取冷,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,76,蓄冷系统的运行方式,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,77,蓄冷技术的分类,分层化迷宫曲径与挡板复合贮槽贮槽,冰球式冰板式,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,78,水蓄冷与冰蓄冷的蓄冷装置容积大小比较,冰蓄冷装置的显热利用温差：（水的显热利用温差）5的场合,蓄冰率（IPF）,Vice/Vwater,源自：中原信生.蓄熱,2005.5,清華大学建筑节能论坛,特点：水蓄冷显热蓄冷、蓄冷密度小、消防水池、水槽大；蓄冷时冷机效率较高冰蓄冷显热潜热蓄冷、蓄冷密度大、专用蓄冰装置、冰槽体积小；蓄冷时冷机效率较低共晶盐蓄冷介于冰、水蓄冷之间；采用高温相变材料，使蓄冷时冷机效率高；设备要求高,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,79,冰蓄冷系统的形式,并联系统,冷机与冰槽并联向末端供冷,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,80,冰蓄冷系统的形式,冷机上游串联系统,冷机与冰槽串联向末端供冷：冰槽上游、冷机上游,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,81,蓄冷空调系统的设计流程,计算建筑物的逐时冷、热负荷分布图(包括空调分区),冷、热设计日的最大小时负荷非蓄冷系统冷机AHU的装机容量,冷、热设计日的日负荷蓄冷装置的附加冷负荷蓄冷系统冷机的装机容量,空调负荷、控制方式冷机运转条件蓄冷装置的装机容量(取冷率估算),全年负荷比较各种冷源方式确定设备选型、价格估算,全年能耗、CO2排放量计算分析(手工软件计算),方案确定详细设计,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,82,蓄冷系统与设备的选型计算,需考虑的因素建筑逐时冷负荷分布蓄冷装置的漏冷峰、谷、平电价蓄冰装置的取冷率系统选择冰蓄冷、水蓄冷串联系统、并联系统全蓄冷、部分蓄冷设备选型冷机选型蓄冷设备选型卤水泵的选型,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,83,蓄冷设备的设计选型,全负荷蓄冷蓄冰装置的有效容量kWh蓄冰装置的名义容量kWh冷机空调工况制冷量kW,部分负荷蓄冷蓄冰装置的有效容量kWh蓄冰装置的名义容量kWh冷机空调工况制冷量kW,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,84,蓄冷设备的设计选型,有限电政策时的冰蓄冷蓄冰装置最大小时取冷率限电时段的最大小时冷负荷蓄冰装置的有效容量kWh修正后的冷机空调工况制冷量kW,水蓄冷槽的容积,P：容积率，P=1.081.301.163=4187/3600：蓄冷效率，=0.800.85t：可利用的进出水温差，t=58,2023/3/5,85,5.6、5.7 冷库设计基础,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,86,冷藏库温湿度要求,冷藏链是抑制细菌、微生物和酶繁殖，降低水份活性，保证食品质量的有效方法冷藏是冷藏链的重要环节冷藏、冰温、冷冻冷库分类按结构分：土建库、装配库按库温分：高温库、低温库、变温库按冷加工功能分：冷却库、冷却物冷藏库、冻结库（速冻库）、冻结物冷藏库、解冻库、制冰间、贮冰库、包装间、穿堂、气调库等,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,87,冷藏库温湿度要求,食品冷冻工艺冷却、预冷：差压冷却、真空冷却、通风冷却、沉浸式、碎冰冷却冻结、速冻：将食品的温度将至冻结点（18）以下；速冻要求快速度过冰晶点以下冷藏：对冷却物进行保温贮藏冰温贮藏与微冻贮藏：冻结点以上、0 以下解冻：对冻结物进行保温贮藏温湿度条件温湿度：与食品种类、包装形式、要求贮藏期限有关湿度：湿度高可减少干耗、保持原有风味食品的热物性比热（显热）、导热系数、密度、比焓显热潜热(水份含量、固型物含量)、呼吸热、蒸发系数,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,88,冷藏库温湿度要求,食品的冻结时间食品中心温度从冻结点降至所规定的食品热中心点温度所需时间与食品形状、尺寸、物性、含水量、环境温度（tc）、冷却方式（）有关冻结点一般取为1；食品热中心点温度取为15如：平板状食品的冻结时间,【例】食品的冻结时间是指：食品中心温度从常温降至-15 所需时间食品中心温度从常温降至所规定的食品热中心点温度所需时间近似等于食品中心温度从-1 降至-15 所需时间食品中心温度从冻结点降至-18 所需时间,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,89,冷库的公称容积与库容量,冷库设计规模以冷藏间或冰库的公称容积为计算单位冷库的公称容积（m3）冷藏间净面积（包括柱、门斗、冷风机等设备，m2）冷库净高（m）冷库的库容量（吨位）体积利用系数的取值与冷库的公称容积Vm3、冷库层高等因素有关,【例】关于冷库公称容积与库容量的下列选项中正确的是：计算公称容积的面积时，需扣除库内柱、门斗、制冷设备的占用面积蔬菜的体积利用系数与肉类相同计算库容量时，食品密度s取食品的实际密度冰库的体积体用系数比其他食品略高,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,90,土建冷库围护结构的设置,为保证冷间的食品贮藏条件，冷库围护结构应具有隔热及隔汽、防潮能力保温层：防止热量进入冷间的重要手段目前：硬质聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯发泡体、泡沫玻璃、挤压型聚苯乙烯泡沫塑料从前：稻壳、软木板、膨胀珍珠岩、聚苯乙烯泡沫塑料隔汽、防潮层防止水汽经围护结构向冷间迁移，水汽在隔热层中凝结、结冰传热系数减小、丧失保冷性能围护结构膨胀、破坏，地面冻臌（还需要采取防冻胀措施）沥青隔汽防潮材料、聚乙烯或聚氯乙稀薄膜隔汽防潮材料在冷库隔热层（聚氨酯）现场发泡时，分层发出光滑无孔隙的表面作为隔汽层,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,91,土建库的隔汽防潮层设置,GB 50072-2001冷库设计规范4.5规定当围护结构两侧设计温差5时，应在温度较高一侧设置隔汽防潮层外墙与地面的隔汽层需连续搭接冷冻间或冷藏间隔墙的隔热层两侧均需设置隔汽层隔墙隔热层底部应设隔汽层楼面、地面的隔热层上下、四周应作隔汽层,2023/3/5,清华大学建筑学院建筑技术科学系,92,土建库的隔汽防潮层设置,总蒸汽渗透阻越大越好P为蒸汽渗透量Psw、Psn为室外、内侧空气的水蒸气风压，根据h-d图确定,隔汽层是否合格的验证方法H0为隔