1、郑州轻工业学院本科毕业设计（论文）题 目 2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜 学生姓名 专业班级 学 号 院 （系） 机电工程学院 指导教师(职称) 完成时间 2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜目 录摘 要 .IABSTRACT .II1 绪论 .21.1 引言 11.2 冷藏陈列柜简介 11.3 冷冻冷藏陈列柜主要生产企业 51.4 陈列柜的特点 51.5 陈列柜技术现状发展 61.5.1 方便商品销售 61.5.2 提高保存商品的鲜度 71.5.3 节能技术 71.5.4 冷冻机节能技术 81.5.5 陈列柜节能 81.5.6 店铺冷冻冷藏系统的节能 91.5.7 快捷方便的维修保养
2、91.5.8 服务 91.6 制冷剂的选择 .101.7 R22 简介 .102 陈列柜的设计 .112.1 陈列柜的总体设计 .112.2 陈列柜热负荷计算 .132.2.1 陈列柜的热负荷 122.2.2 陈列柜柜体漏热量 132000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜2.2.3 陈列柜通过玻璃的漏热量 142.2.4 陈列柜柜储物热量 142.2.5 其他散热量 142.3 柜体外表面凝露校核 .153 制冷系统的热力计算 164 压缩机分类、选型及热力计算 184.1 压缩机的分类和常见品牌 .184.1.1 往复活塞式压缩机 184.1.2 回转式压缩机 184.1.3 离心式压缩机 19
3、4.2 各种压缩机的应用范围和制冷量大小 .194.2.1 往复式制冷压缩机 194.2.2 转子式制冷压缩机 204.2.3 涡旋式压缩机 204.2.4 螺杆式压缩机 .204.2.5 离心式压缩机 204.3 热力计算 .215 冷凝器的设计 .255.1 冷凝器简介 .265.2 强制通风空气冷却式冷凝器的结构设计及计算 .275.2.1 强制通风空气冷却式冷凝器的整体结构 .275.2.2 空冷式冷凝器的结构参数的选择及计算 .295.2.3 冷凝器的传热计算机主体结构尺寸的确定 .305.2.4 风机的选择计算 .356 蒸发器的设计 .362000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜6.
4、1 蒸发器概述 .376.1.1 蒸发器应用 376.1.2 蒸发操作的分类 .386.2 选定蒸发器的结构参数 .376.3 计算几何参数 .396.4 冷空气的有关参数 .406.5 风量的选择 .436.6 核算假设的热流密度 .466.7 融霜管功率 .466.8 蒸发器结构尺寸确定 .476.8.1 蒸发器所需传热面积 .477 其他部件的选择 487.1 热力膨胀阀的选型 .487.2 压力控制器选择 .497.3 干燥过滤器的选择 .507.4 气液分离器选择 .527.5 冷藏陈列柜的控制电路 .52结 论 .55致 谢 .55参考文献 552000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜
5、I2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜 摘 要本设计简要的介绍了 2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜的 设计情况，其中制冷剂采用 R22。陈列柜外形尺寸为 25009502000（长宽高） ，热负荷为 1135。冷凝器采用翅片式换热器，选择 的紫铜管为传热管,冷凝器所需管外m5.01侧传热面积为 5.61m ，蒸发器选择翅片式换热器，选择 10mm0.7mm 的紫铜管2为传热管，所需管外侧传热面积为 6m ，选择国产 型平衡式热力膨胀阀。制冷21RF剂方面,本设计简单介绍了其发展过程，物性参数及其对环境的影响，经过综合考虑压缩机方面,确定使用活塞压缩机为本设计的压缩机，为了得到更好的设计结果
6、，根据需求的制冷量对冷凝器和蒸发器进行全新设计，提高了产品的性能。因蒸发器在工作过程中伴随结霜现象的产生，故在设计中探讨了冷藏陈列柜的融霜性能。本设计通过对制冷循环的热力计算、冷凝器、蒸发器、等部件的设计计算，对热力膨胀阀各部件进行选型，并且最终进行校核。关键词 陈列柜/冷凝器/蒸发器2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜II2000L Supermarket refrigerated display cabinetABSTRACTThe design briefly introduces the situation of 2000L supermarket food refrigerated
7、display cabinet , which uses refrigerant R22.Showcase dimensions of 2500 950 2000 (L W H), the heat load is 1135w. Condenser fin type heat exchanger, the heat transfer tube selected copper, the heat transfer area of the condenser outside of the tube to the desired 5.61m, select finned evaporator hea
8、t exchanger, select 10mm 0.7mm purple copper heat transfer tube, the required heat transfer area of the outer tube 6m, choose domestic-type balanced thermostatic expansion valve.Refrigerant, The design briefly introduce its development, physical parameters and their impact on the environment, from t
9、he comprehensive considerations. Finally the design determined to use the scroll compressor. To get a better design result,according to cooling capacity on demand the design make a new design for condenser and evaporator, which improved product performance . Because in the course of the evaporator a
10、ccompanying frosting phenomenon, Therefore, the design discusses the defrost performance of the freezer display . The design select each parts by refrigeration cycle by thermodynamic calculation, design and calculation of condenser, evaporator, Thermal expansion valve and other parts,and eventually
11、checked.KEY WORDS Display cabinet/ Condenser/ Evaporator2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜11 绪论1.1 引言食品陈列柜是食品冷藏链的最后一个环节，它直接和顾客打交道。其主要目的是使陈列柜内保持合适的温度以维持所陈列商品所需的冷藏温度，从而保证食品品质。随着人民生活水平的提高,消费者对保鲜、冷冻、冷藏食品在数量、品种和质量上的要求越来越高。由于食品种类不同，销售方式的不同，因此陈列柜的形状、构造也多种多样，产品主要适用于各类超市、大型商场等场合。随着我国经济的发展人民的生活水平在持续的增加，人们的生活方式也发生了许多的变化，速冻食品普
12、遍得到广大消费者的接受，零售业迅速得到了发展。目前，国内超市迅速发展的同时国外零售业巨头也纷纷进驻国内市场，沃尔玛，家乐福等在国内的业务规模迅速增长。随着经济的进一步发展，人们收入的提高，将会进一步促进超市产业的发展。据中国连锁商业企业历史发展统计 不难看出零售业在我1国不断的发展，但生鲜食品由于基数较低还是有很大的成长空间。作为生鲜食品的销售载体，超市是冷冻冷藏陈列柜的主要销售对象，从中国零售业发展的趋势来看，总体上连锁零售业还有发展的空间。这样就需要更多的陈列柜，对于我们来说要研究出更节能更环保的产品来满足市场需求。1.2 冷藏陈列柜简介国内将冷藏箱和冷冻箱称为冷柜或电冰柜，它与普通电冰箱
13、的不同之处是只能专用于冷藏物或专用于冻结物贮存。通常，冷柜内温度为 010或者-18-25，容积为 803000L 。下图为各种陈列柜图形简介。22000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜2立式风幕柜2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜3前开门熟食柜高端豪华红酒柜2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜4双门立式冷藏展示柜2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜51.3 冷冻冷藏陈列柜主要生产企业在中国陈列柜（或者延伸到较小容积的冷冻冷藏柜-如蛋糕柜、冰淇淋冷柜等）领域，包括进口品牌，不同规模和品牌效应的生产厂家有近 20 家。在这些厂家（品牌）中，进口品牌以外资大卖场为目标客户群，但近年来由于价格因素相对
14、萎缩；国内合资企业市场影响日益强大，其中海立中野、大连三洋、洛阳哈斯曼、上海通用富士、海尔开利这五家企业的市场分和合计约占 75%，这与这些企业的产品性能质量价格定位、服务网络和能力等有因果关系，优势企业较为明显，行业集中度较高。1.4 陈列柜的特点2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜6陈列柜最早于 19223年出现于美国，经过 80 多年的发展越来越受人们的青睐，为了达到人们的需求和商业目的，对陈列柜有以下要求：(1) 维持适当的温度、湿度，能在商品贮藏期间保证其品质；(2) 结构形状应能使顾客看清商品且容易拿取，并与商店环境和谐一致；(3) 想柜内补充商品方便，不必花费售货员太多时间；(4
15、) 柜内结构应方便清扫，食品陈列柜应用符合卫生标准的材料制作；(5) 噪声低，电气安全性能好，安装、操作简单，易维修；(6) 结构牢固，不易受外力作用而变形；(7) 制造成本低，耗电量少。因此，与其它制冷装置相比，陈列柜主要具有以下特点：(1) 陈列柜具有展示商品的功能，一般冷藏装置没有；(2) 根据其不同的用途，陈列柜的结构形式多种多样；(3) 陈列柜商场采用透明玻璃，要防止玻璃上凝霜和结霜；(4) 陈列柜要对储藏商品保持适宜的温度，所以不同的陈列柜所提供的温度范围不同；(5) 陈列柜的有效容积，冷冻能力比一般冰箱大许多，蒸发器的面积也较大且要定期除霜；1.5 陈列柜技术现状发展陈列柜最早于
16、 19224年出现于美国，经过 80 多年的发展越来越受人们的青睐，客户关注陈列柜产品，一般集中在外观、节能、质量稳定等几个方面。各生产厂家由于在生产技术上并无显著差别，且在外观设计是有潮流引导的，各生产厂家的产品雷同较多，但在产品设计技术、产品的质量稳定性，不同品牌的差异还是很大的。同时安装和售后服务上的差别，除了产品本身质量，与厂家的技术力量，及其代理店的技术力量有密切关系。陈列柜的技术发展趋势主要有五个方面：方便商品销售，提高保存商品的鲜度，节能技术，快捷方便的维修保养及优质的服务。1.5 .1 方便商品销售目前随着国内超市店铺规模、销售方法、销售商品的变化，陈列柜结构形式也相应变化。2
17、000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜71) 超市的特征就是采用自助销售方式，陈列柜的使用目的是保持商品的鲜度，同时，要方便顾客选购商品及充分体现出商品展示效果。因此，为有效利用店铺面积，方便商品销售的陈列柜作为主流被普遍使用。2) 为了更好地展示商品，陈列柜的结构设计很重要。如:岛式陈列柜的两面玻璃加宽，顾客可从两面清晰看清并选购商品;货架柜的黄金销售区域的考虑等这一些体现人性化的设计，显得格外重要。3) 小型 US 店铺由于店铺面积较小，店铺内一般无法提供安装冷冻机的专用机房，因此，陈列柜形式通常采用压缩机组内藏的方式，陈列柜都靠窗布置，主要使用薄型内藏式货架柜及内藏式拉门柜。由于采用内藏式压
18、缩机组，机组的工作效率较低，噪声和耗电量较大。针对噪声问题，压缩机及冷凝风机的低噪声化成为各公司的一大课题。同时由于内藏机组的热量 排人店内，使店内购物环境恶化，从而使空调负荷5增大，空调耗电上升。因此，国外便利店近期更多地采用分体式陈列柜。1.5.2 提高保存商品的鲜度陈列柜是以保持所存放食品的温度为目的而设计的，陈列柜本身不带冷冻功能。换句话说，只有将合适温度的商品放人柜内才能起到保鲜作用。1) 为提高商品质量，减少陈列柜内的温度波动，现多采用具有环境追随性电子温控器，它可以根据环境温度的变化，使陈列柜温度保持恒定，防止过冷却，这样既提高了温度控制精度又减少了能量损耗。2) 化霜过程中，陈
19、列柜及商品温度会有一定上升，为减少商品温度的上升幅度，人们考虑过采用各种除霜方式如:热气除霜、热液除霜等，以加快化霜速度。由于一鲜鱼、鲜肉在冰温冷却状态下陈列，若化霜时温度波动过大，会造成血水外流，影响陈列商品的外观及质量，造成商品有效营养成分的流失。因此，国外正在开发研究无冷却中断的陈列柜，此种陈列柜除了有一个主冷却器外，还有一个辅助冷却器，当主冷却器化霜时，辅助冷却器进行供冷，以保持陈列柜温度稳定。1.5.3 节能技术通常，超市中陈列柜的冷却系统用电量占整个超市用电的比例较大因此，陈列柜冷却系统的节能是项很重要的工作、夏季、冬季由于环境温度变化，陈列柜的负荷相差 2060%以上。A.M.F
20、orster and G.L.Quarinin 采用先进的建模技术以减少62000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜8冷两的泄露，就需要能对应负荷变动进行高效运转的控制系统。同时，陈列柜本身所采用的部品(如低耗电防露部品等)及结构变化也可起到节能作用。商用陈列柜的能耗 是现实的，它直接减少了商家的利润，因此降低能耗一直7是陈列柜制造商努力的方向。1.5.4 冷冻机节能技术冷冻机的容量是按夏季运行工况进行选定，到冬季，冷冻机的容量过大如采用一台压缩机形式的单台机组，则会造成蒸发温度下降，运转效率恶化多台并联机组能很好适应陈列柜负荷变动，根据负荷的变动，依次自动关闭压缩机，使冷冻机保持在合适压力运转，防
21、止运转效率下降。大型超市为节约施工周期及减少制冷剂充注量，陈列柜采用集中布置，所需冷冻机输出功率明显增大。采用并联机组可以满足大输出功率需要，同时冷冻机组功率又可多级调节，适应陈列柜负荷变化，实现精确控制及节能目的。采用并联机组可节能 20%。同时，并联机组可采用微电脑控制，通过对机组低压的精确控制实现节能。目前，在一部分大型卖场中已开始使用机组热能回收系统。在冬天，利用机组散热来加热冷水，满足加工区域的用水要求。1.5.5 陈列柜节能随着社会文明的快速发展,能源的消耗也在不断增加，在近30年内人类消耗的能源，已经超过了这之前人类消耗能源的总和。本世纪前10年将是中国经济结构进行战略性调整的关
22、键时期，人口多、人均能源资源不足和生态环境脆弱的基本国情，决定了我国在社会主义现代化建设中必须 加强节能工作。中国政府也提出了：“资源开发与节约并举，把节约放在首位”的国家建设方针，努力将中国建设成为一个“资源节约型”社会 资源节约综合利用是我国经济和社会发展的一项长远战略方针，也是实施可持续发展战略的重要措施。陈列柜的节能技术主要为双重风幕 、电子镇流器、电子温控器及夜间罩的使9用等。1) 由于我国超市店内空调环境还不完善，开放式超市出人口对货架式陈列柜的风幕影响，直接影响到陈列柜的性能。而具有双重风幕结构的陈列柜由于有二个独立的送风回路(内侧通过冷却器，外侧不经过冷却器)，使陈列柜具有以下
23、的优点:2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜9(1) 用双重风幕，可提高内侧内幕风速，减小柜内空气与柜内商品的温差(2) 风幕强度得到加强，外气影响减小，除霜次数减少(3) 由于双重风幕结构的作用，使商品保持一定温度所需的冷冻能力减小，实现节能，并提高商品保存质量大量实验已经证实敞开式陈列柜 50%以上的热量是由环境空气从风幕处带入的 ,立式敞开式陈列柜 70%以上的热量是由环境空气从风10幕处带入的 ,所以环境空气的温度和相对湿度对陈列柜负荷影响很大。122) 微电脑温控器微电脑温控器通过监测温度、湿度、照明等周边环境变化及季节、昼夜变化，自动修正设定值，防止过度冷却，以实现节能。3) 电子
24、镇流器货架式陈列柜照明部分的能耗占整个柜体部分能耗的 50%以上，采用电子镇流器，可使照明部分节能 25%。4) 电子膨胀阀在冷冻、冷藏设备中使用电子膨胀阀可根据系统变化的需要，更精确的调节膨胀阀的开启度，提高工作效率，起到节能目的。由于初期投资较大，目前除了较大的冷库上有使用外，一般的冷冻、冷藏设备尚很少使用。1.5.6 店铺冷冻冷藏系统的节能最近几年，随着电子技术及通信技术的发展，丹麦的 Danfoss、意大利的dixell,eliwell、美国的 NOVAR 等公司相继开发出用于大型超市的集陈列柜温度控制、化霜控制、运行压力控制、系统自动监控报警、故障记录、远程通信监控等机能于一体的系统
25、控制器来提高系统运行及管理效率。同时，这些系统的高端产品还能将整个卖场的食品冷冻冷藏系统、空调系统、照明系统等用电设备完整的管理起来，以达到最佳的控制效果，并且还可设立中央管理系统对连锁卖场进行集中管理。1.5.7 快捷方便的维修保养系统故障排除的迅速与快捷由此引起陈列柜结构和技术的改进。结构部件的模块化使之便于现场安装和调换。系统管路布置合理性的考虑等都是设计人员所必须考虑的。陈列柜日常维护和保养对系统来讲是重要的，产品的外表面装饰零部件及内部结构部件如何使之既便于一般超市人员进行日常维护又具有一定的安全可靠性。2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜101.5.8 服务因为超市采购设备，尤其是
26、陈列柜，是作为一项工程项目，国内主流生产厂家基本对大型店铺，特别是大卖场提供“整体解决方案”，从拿到店铺平面图纸开始，设计陈列柜选型、店铺布置、配管走线图，到承诺提供的服务等。往往对店铺的布置、运营提出参考性意见。规模较大的陈列柜生产厂家还组织国外的超市经营专家来华授课，提高超市的经营效益。组织客户的经理层、店长出国考察先进的超市经营经验等。陈列柜的营销竞争，已经从单纯的产品竞争领域扩展到服务领域、甚至是解决方案领域。1.6 制冷剂的选择制冷剂是制冷机中的工作介质，称为制冷剂或制冷工质，它在制冷系统内部循环流动，制冷剂在循环流动中，通过自己的热力状态的变化与外界发生能量交换，从而实现制取冷量的
27、目的。制冷剂的选择应该具备安全、可靠、易得、价廉。1.7R22简介（1） 物理性质R22在常温下为无色，近似无味的气体，不燃烧、不爆炸、无腐蚀，毒性比R12略大，但仍然是安全的制冷剂，安全分类为A1；加压可液化为无色透明的液体。R22的化学稳定性和热稳定性均很高，特别是在没有水份存在的情况下，在200以下与一般金属不起反应。在水存在时，仅与碱缓慢起作用。但在高温下会发生裂解。R-22 是一种低温制冷剂，可得到-80的制冷温度。2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜112 陈列柜的设计2.1 陈列柜的总体设计陈列柜的总体布置是陈列柜设计的重要环节，必须全面地考虑这个问题。1.使用环境条件：陈列柜的
28、周围环境温度 25，相对湿度 60%。2.柜内温度：1。3.柜内有效容积：2000L。4.制冷系统为单级蒸汽压缩式制冷系统流程图如下图，冷却方式采用直冷式，冷藏室蒸发器采用翅片式，冷凝器采用强制通风空气冷却式冷凝器，采用膨胀阀作为节流元件。5.箱体结构：外形尺寸为 25009502000（长宽高） ，绝热层用聚氨酯发泡，其主要根据理论计算和实践经验选取。其值如表 2-1 所示各面绝热层厚度各面绝热层厚度箱面 底面（mm） 侧面（mm）2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜12柜 40 40由于本设计选用 R22 制冷剂，故在总体布置时还必须考虑以下三个方面：(1) 油分离器 R22 与矿物润滑油
29、有限互溶，质量含油量 15%时，转变温度约为 10，在制冷系统的高压侧，R22 与润滑油完全互溶，在低压侧，R22 与润滑油有分层现象，下层为 R22 上层为润滑油，应仔细考虑回油问题。通常系统中设置有油分离器，且蒸发器为干式蒸发器，制冷剂在蒸发器管内和回气管内的流速应大于最小回流速度。(2) 干燥过滤器 R22 溶水性很小， 0时水在 R22 中的质量溶解度仅为 0.06%，系统中含水较多时将引起冰堵和镀铜现象，因此在向系统充注前，R22 中的质量含水量应小于2.510-5 ，如蒸发温度低于 0，系统中应设置干燥过滤器。(3) 密封材料 R22 对除镁粉及含镁量大于 2%的铝镁合金之外的金属
30、无腐蚀作用，最游记材料的膨润作用极强，系统中密封材料应使用氯乙醇橡胶，CH1-30 橡胶，聚四氟乙烯等，绝缘漆应采用 Q 下改性缩醛漆， QZY 聚酯亚胺漆等。2.2 陈列柜热负荷计算冷冻柜热负荷是冷冻陈列柜设计中的一个重要参数，他与冷冻柜的箱体结构、冷冻柜的内容积，柜体绝热层厚度和绝热材料的优劣等因素有关。2.2.1 陈列柜的热负荷计算如下；FQ+ (2-1)43215Q式中：陈列柜柜体漏热量；1漏热量；2Q陈列柜中储物热量；32000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜13其他热量;4Q风幕散热量52.2.2 陈列柜柜体漏热量 (2-2) ba1式中：陈列柜隔热层漏热量；aQ陈列柜通过玻璃产生的漏
31、热量；b1) 柜体隔热层漏热量= (2-3) aK)t(A21式中:柜体外表面积，单位为 。A传热系数 K（单位为 )/(2kmW）为(2-4) 21h式中: 柜外空气对柜体外表面的表面传热系数，单位为 kmw2/， 取 =10h h；kmw2/内柜壁表面对柜内空气的表面传热系数，单位为 2/，取 =12；2/隔热层厚度，单位为 m；底面取 =40mm,侧面取 =40mm；隔热材料的热导率，单位为 kw/，取 =0.03 。其中柜体外 kmw/形尺寸为 2500X950X2000（长宽高）绝热层使用聚氨酯发泡其主要根据理论计算和实践经验取得，陈列柜两侧用玻璃隔热。散热面积 =9.751A2通过
32、玻璃漏热量 = bQ)(21tK其中 为玻璃传热系数2为玻璃传热面积A2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜14=0.84X2=1.682A2m=0.9 21hK17.0kmw2/式中 =10 kw/=0.7 m=12h2/=10mm 为玻璃厚度柜体传热系数 =0.4121hK103.4= =0.41X9.75X（25-1）=96waQ)t(A21= =0.9X1.68X(25-1)=36.18wb2=96+36.18=132.18w ba12.23 陈列柜通过玻璃的漏热量由经验公式可得:=202Q15.0a w)132.(2.24 陈列柜柜储物热量 3则 = (2-5)312m().6bctr
33、t=613.54w式中：水的质量， =2.4 12 ；RR5kg水的比热容，取 ；c )/(19.4KJc水的凝固热， ；2冰的比热， ；bCbC)/(kg水的初始温度和冻结终了温度， 。21t、 C2-51tt，2.25 其他散热量 4Q2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜15由经验公式可得: =0.1 , =61.35 w4Q35)风幕散热量 由经验公式可得 = = 132.18=308.28W5 517Q36)总负荷 F+4321Q5=132.18+20+613.54+61.35+308.28=1135W2.3 柜体外表面凝露校核柜体四侧面的绝热层厚度最薄，因此只要对它们进行露点校核即可
34、。算时取传热系数 环境温度 ，箱体空气温度为 ，取箱外空)/(413.02kmWKCt251 Ct12气对箱体表面的传热系数 为 11.63 W/（m 2k） ，则外表面温度0(2-6)tktw 463.1)(425)(01可见箱四侧不会凝露。查 h-d 湿空气焓湿图 得，环境温度 ，相对湿度16 C2560%,其露点温度为 ，因此不会凝露。C82000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜163 制冷系统的热力计算陈列柜制冷系统 R22 的压 -焓图如下现将设计工况下的有关压力，个点比焓值和过热蒸汽比体积等参数列于下表循环各性能指标计算值如下：(1) 单位制冷量(3-1)kgjhq /16.572.4
35、8.01560 （2） 制冷剂质量流量2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜17(3-2)30q7.21mQkgs(3) 单位体积制冷量(3-3)315610 /96.240.)( mkjvhv (4) 单位理论功(3-4)kgjhs /153.4912（5）单位指示功w= (3-5)21.86kjg(6)理论制冷系数 61.49.35126s0hq（7）实际制冷系数Cop= = =3.67 (3-6)0qw156.742(8) 冷凝器负荷(3-7)kjhQmK.)(,42(9)压缩机实际吸入过热蒸汽量： = . =1.6368sVmq13h2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜184 压缩机分类
36、、选型及热力计算4.1 压缩机的分类和常见品牌压缩机为制冷系统中的核心设备，只有通过它将电能转换为机械功，把低温低压气态制冷剂压缩为高温高压气体，才能保证制冷的循环进行。容积式压缩机：靠改变工作腔的容积，将周期性吸入的定量气体压缩。4.1.1 往复活塞式压缩机往复活塞式：靠活塞的往复运动来改变汽缸的工作容积。依外部构造分为：(1) 全封闭：制冷量小于60KW ，多用于空调机和小型制冷设备中。 驱动电机和运动部件封闭在同一空间里，结构紧凑，密封性好，躁声低。但功率较小，不易维修。常见品牌：法美巴西TECUMSEH泰康，法MANEUROP美优乐，美COPELAND谷轮BRISTOL布里斯托，丹麦D
37、ANFOSS丹佛斯，意大利EMBRACO恩布拉克ELECTRLUX伊莱克斯，日本HITACHI日立NATIONAL松下TOSHIBA东芝SANYO三洋，MATSUSHITA三菱DAKIN大金，韩LG，中国春兰等。(2) 半封闭：制冷量60600KW，可用于各种空调制冷设备中。由曲轴箱机体与电机外壳共同构成密闭的空间，工作稳定寿命长，制冷能力较大，可用于多种工况，可维修，但躁声稍高。分为单级压缩型（常规型，碟阀型，卸载型，连通型）和双级压缩型。常见品牌：美德COPELAND谷轮，德BITZER比泽尔BOCK博克GRASSO格拉索，意大利FRASCOLD富士豪REFCOMP莱富康DORIN多菱，日
38、本MATSUSHITA三菱HITACHI日立SANYO三洋，中国泰州雪梅大连冰山南京五洲等。(3) 开启式压缩机和电机分别为两个设备于外部连接，结构复杂笨重，工作不稳定，已近于淘汰。4.1.2 回转式压缩机回转式：靠回转体的旋转运动来改变汽缸的工作容积。依内部构造分类：2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜19(1) 滚动转子式：制冷量812KW，多用于小型空调机和制冷设备中。为全封闭式，结构紧凑，密封性好，躁声低。但功率较小，不易维修。常见品牌：日本MATSUSHITA三菱HITACHI日立NATIONAL松下SANYO三洋TOSHIBA东芝，中国庆安黄石东贝等。(2) 涡旋式：制冷量8150
39、KW，可用于各种空调制冷设备中。为全封闭式，结构简单紧凑，工作性能高，密封性好，躁声低，为今后主导机型。常见品牌：美德COPELAND谷轮，法MANEUROP美优乐，日本HITACHI日立NATIONAL松下DAKIN大金SANYO三洋，中国春兰等。(3) 螺杆式：制冷量1001200KW，可用于大中型空调制冷设备中。为半封闭式，结构紧凑，工作性能高，制冷能力大并可进行无级调节，但润滑油系统较复杂，躁声较高。分为单，双螺杆型。常见品牌：德BITZER比泽尔GRASSO格拉索，意大利FRASCOLD富士豪REFCOMP莱富康DORIN多菱，日本HITACHI日立DAKIN大金MITSUBISHI
40、三菱重工KOBELCO神钢MYCOM，韩国CENTURY，国外 FRICK，HOWDEN，台湾复盛汉钟，中国重庆嘉陵，大连冰山等。4.1.3 离心式压缩机离心式：靠离心力的作用，连续将吸入的气体压缩。制冷量最大可达30000KW，用于大型空调制冷设备中。工作稳定，性能高寿命长，制冷能力大，可进行无级调节。常见品牌：美TRANE特灵CARRIER开利YORK约克和MCQUAY麦克维尔，日本MITSUBISHI 三菱重工HITACHI日立和EBARA ，瑞士SULZER，韩国和中国厂家等。4.2 各种压缩机的应用范围和制冷量大小在蒸汽压缩式制冷和热泵系统中，各种类型的制冷压缩机是决定系统能力大小的
41、关键部件，对系统的运行性能、噪声、振动、维护和使用寿命等有着直接的影响。4.2.1 往复式制冷压缩机往复式制冷压缩机迄今还是应用最广泛的一种机型，广泛应用于中、小型制冷装置中，但由于往复式机器跟其他形式的机器相比，在可靠性、容积效率、压力稳定等性能方面都有所不及。所以，可以预料，除了在小冷量应用场合，往复式压缩机的市场份额已被其他形式的压缩机占去了一部分。并且失去率还有扩大的趋势由于采取了计算机辅助设计的手段使压缩机的设计、气阀的改进等方面更加合理，对2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜20其整体的性能的预料更加精确。目前：其性能系数约为 2 至 2.5w/w（制冷）和 2.9至 3.4w/w
42、（空调）。4.2.2 转子式制冷压缩机这类压缩机如今广泛应用于家用电冰箱和空调器中，它从结构上看主要是因为不需用吸气阀而显得可靠性更高。同样的原因亦使它用于变速运行，在家用空调中其变速比可达 10/1（从 10 至 15HZ 到 100 至 150JZ），机器的零部件少，尺寸紧凑重量轻也是它的明显优点单缸的转子式压缩机在很低的转速不均匀度会增大，因而开发了双缸机来克服这个缺点。转子式压缩机的研究集中在降低能耗，采用替代工质（如 HFC134a）采用新的润滑油，电动机变速控制和降低噪音等方面，其性能系数可达 2.9w/w（制冷）和 3.4w/w（制热）。目前,广泛使用的滚动转子式制冷压缩机主要是
43、小型全封闭式 ，通常有卧式和18立式两种，前者多见于冰箱，后者在空调器中常见。4.2.3 涡旋式压缩机涡旋式制冷压缩机是 20 世纪 80 年代才发展起来的一种新型容积式压缩机，它以其效率高、体积小、质量轻、噪音低结构简单且运转平稳等特点，被广泛应用于空调和制冷机组中。机器中没有吸气阀，也可不带排气阀，从而提高了其可靠性。跟往复式机器相比，没有余隙容积损失，尽管涡旋式压缩机的优点很多，但是需要高精度的加工设备和精确的装配技术，导致其价格偏高，限制了它的普遍应用。目前，还仅限于功率在 1 至 15kw 的空调器中应用。4.2.4 螺杆式压缩机随着近年来螺杆式压缩机工作可靠性的不断改进，使之在中等
44、制冷量范围内的制冷空调应用中，尽管其价格偏高，还是得到教普遍的应用。并可望取得更广泛的推广，它已经开始取代一些较大的往复式压缩机（小至 50kw，甚至更小），同时也取代了一些中等冷量的离心式压缩机(大至 1500kw)它之所以能挤入原来一直由离心式压缩机主宰的领域（350 至 1500kw）是由于其部分负荷的良好性能， 其效率一般可高出 8%至 10%，并且没有离心式压缩机所特有的“喘振” 问题，跟往复式相比，其装配零件少，还有尺寸小，重量轻和易于维修保养等优点。2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜214.2.5 离心式压缩机离心式制冷压缩机工作原理：离心式制冷机工作原理是靠电机运转时带动类似
45、离心水泵的叶轮高速旋转，使低压气态制冷剂从侧面吸入口吸人，高速旋转产生的离心力作用其获得较大的动能和压能，并将吸人的低压气体靠压能作用成为高压气体，因压缩机电机转速很高，使得排气量增大。适用于大型的制冷装置。4.3 热力计算压缩机选型除采用查阅全性能曲线的方法外，也可以采用热力计算的方法。首先求出设计工况下的输气系数 ，并计算出压缩机的理论输气量，压缩机的制冷量，19压缩机的输入功率，再查有关冷柜压缩机的规格参数表，最后选用压缩机，所选用压缩机的制冷量必须略大于设计值，其理论输气量和输入功率也要同时满足设计的要求。1.设计工况下的输气系数其输气系数 等于容积系数 ，压力系数 ，温度系数 和泄露
46、系数 的乘vpte积。(1) 容积系数(4-1) 1)(10mkvpc其中相对余隙容积 c 取 2.5%，膨胀系数 m 取 1，冷凝压力 pk 取 13.55bar，蒸发压力 p0 取 4.36bar，排气压力损失 pk 为 0.1pk，则容积系数 94.036.4)5.0(%5.21v(2) 压力系数 p（4-0)1(pcvp2）其中进气阀的压力损失 ，其余取值同容积系数，则压力系数05.p2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜22945.094.0)251(p(3) 温度系数 t（4-baTtk“13）系数 a 取 1.15，b 取 0.25，回气热力学温度了 取 270.15k，冷凝热力学
47、温度1t取 310.15K，蒸发温度 取-8压缩机吸入前过 5kkt 0t7546.02.15.3.7t(4) 泄漏系数 取 0.991输气系数为 36.099.401 tpv2 理论输气量 h实际输气量 hmvs/637.vsh4.2.013 压缩机的制冷量 0Q(4-4)Whkjvqh .135/6.47.2960 4 压缩机的功率(1) 理论绝热功率 0PKGia247360(2) 指示功率 i（2-iaiiP014）式中 指示效率，可以用下面公式计算i2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜23835.0)(025.1.3260 btTHki上式中的 为采用摄氏温度为单位的蒸发温度系数 b
48、 凭经验选取。则指示效率0t WPi 296835.047(3).摩擦功率 摩擦功率按下式计算m（4-72.36hmVP5）式中 为平均摩擦压力，取 ，mPMa6.0h/4.3WPm7.02.36(4) 压缩机的轴功率 emi .36).496(5) 电功率 和电机效率elPo（4-6 ）moelpP取 则82.0moWpel 6.41082.73（6）压比 = =3.7410 符合要求14.38根据以上求取的压缩机理论输气量、压缩机制冷量、电功率等参数，参照按R22 制冷工质设计的压缩机有关规格参数表2000L 立式敞开式食品冷藏陈列柜24，现选择压缩机型号为 SC18CM 额定制冷量 1485W，输入功率 495w，电源电压220 240V 、50Hz。该压缩机参数
