上篇第9章制冷装置辅助设计与家用空调器选择性设计计算 上篇第9章第1讲设计原则基本步骤负荷计算新.pptVIP

第9章 食品冷冻与冷藏装置第一讲 装置设计与静态负荷第一节：制冷装置的设计原则 一、制冷装置设计基本原则 1、使用要求和使用条件 2、保证在一定工况范围内的稳定性 3、性能指标和经济指标优化 制冷装置类型具有多种形式，在装置设计时，需要在分析使用条件与使用要求的前提下，确定装置类型，并进行设计计算。 保证一定工况范围内的稳定性 实际装置不可能固定工作在某一个工况下，而且在使用环境变化或其他干扰因素影响下，这种偏离有时还较大。如果制冷设备只能工作在某一个设计工况下，而在其它工况下因振荡或出现其它问题而难以工作，那么这样的装置在实际中是行不通的。因此必须保证所设计的装置在一定工况范围内都能稳定的工作。 寻求性能与经济性最优化： 性能的优化：比如对于空调而言，使温度波动范围尽可能小，使人体舒适性提高。 经济性：装置的投资与节能。 第一节：制冷装置的设计原则 二、制冷装置设计的一般步骤 1、确定装置的类型和结构 2、确定设计工况、确定负荷（重点学习） 3、制冷系统各部件性能确定、形式与大 小的确定（课程设计） 4、非设计工况下的校核（仿真：重点学习） 冷库冷负荷计算方法 1、围护结构传热：包括玻璃 2、货物热（冷却、冻结、冷加工） 3、换气热（空气更换） 4、操作热（人员操作、各种设备工作发热、操作开门进气） 稳态（静态）负荷计算方法 1、围护结构传热： 室（冷间）内外存在温差： 稳态（静态）负荷计算方法 围护结构传热组成： （1）围护结构的传热系数 （1）围护结构的传热系数k 低温室：通常 外墙：对流传热系数8～12w/( m2K) 内墙：对流传热系数12w/( m2K) 影响因素：结构、温差、风速 工程设计中：忽略 （2）围护结构的传热面积A 不同的面，材料可能不同，故导热系数不同；内外温差不同。 需要分别进行计算 （3）外界环境温度 过高 过低 一年中夏季空气调节日运行天数中的平均温度作为外界环境空气的设计温度 t=0.4*该地区十年中最热月份的月平均温度＋0.6*极端最高温度 （4）太阳辐射热的计算 冷间外壁因吸收太阳辐射热而使渗入热量增加，计算时认为： 外墙外表面的温度增加了一定值△ts; tz=th+ △ts △ts同：围壁朝向、表面颜色、材料、粗糙度有关 太阳辐射热的计算 P是围壁外表面太阳辐射吸收系数 Jp是冷库各朝向每昼夜的平均辐射强度值w/m2 αH是外表面的放热系数 2、货物热的计算 冷却过程 冻结过程 回冷过程 对每个过程，具体计算为： 冷却过程 式中，——平均一昼夜的最大进货量或最大生产量（冷却货物），kg ——被冷却货物的比热容，kJ/(kg·K) ——货物被冷却前的温度，℃ ——货物被冷却后的温度，℃ 冻结过程 冻结过程可分为三个阶段： 冻结过程 回冷过程 货物热的大小与每小时冷却货物的数量有关.为了使冷间冷负荷计算时货物热不致太大，通常对分配冷库和生产冷库，应该限制每昼夜的进货量：规定 库容200t的冷库，8%; 库容200t的冷库，6%; 3换气热的计算 一些储藏蔬菜、水果的冷库，需要定时定量地补充外界新鲜空气，排除库内的二氧化碳，以便保持蔬菜和水果的新鲜； 同时满足库内人员的通风卫生要求，通风量应按每人每小时30m3的新鲜空气来计算。 进入冷库内外界新鲜空气需要被冷却到库内的空气温度，同时含湿量也要降到库内空气含湿量的水平。 4、操作热的计算 冷间中操作人员、各种发热设备 4－1 照明热 Q4_1按配用照明功率乘以工作系数而定 单位面积冷间所需照明热 4－2动力热 4－3人体热 4－4开门热 F为冷库面积，m2；q4-4为单位面积的平均开门热，取值见表所示。当层高高于3.6m时，取值成比例的增加。 单位面积平均开门热(层高3.6m) 总负荷：Q 面积冷间的统计性指标 单位面积冷间冷负荷综合性指标（w/m2） 得热量与冷负荷 从静态的观点： 得热＝冷负荷 从动态的观点： 得热是产生冷负荷的根源，存在传递关系，二者不等，只有得热的一部分变为负荷。进入冷间内的得热并不马上引起冷间内温度的变化，当中存在延迟，故得热与冷负荷并不完全相等。 举例： 太阳光照射到冷间（房间）里，进入太阳光的能量属于得热。但这部分能量可能先被墙壁、冷间内其他货物所吸收，并不马上散发到空气中去，而只有散发到空气中的部分才成为冷负荷。 冷负荷：维持室内（冷间内）空气温度达到所要求的值而需要从空气中需取走的热量 计算渗入热的方法不够精确： 1、渗入热（围护结构传热）： 室（冷间）内外存在温差： 围护结构的传热系数 实际上已经假定： 传热温差的变化马上引起传热量的变化。 传热过程存在延迟环节，传热温差的变化并不马上引起传热量的变化。