冷风机选型计算
一、概述
冷风机是强制空气循环的冷却设备,按其安装位置可分为落地式与吊顶式两大类。
落地式冷风机按其适用范围又分三种型号,共十几种规格,D型适用于冻结物冻藏间,L型适用于冷却物冷藏间,J型适用于冻结间。这三种型号冷风机的结构基本相同,只是在全风压与空气循环量上有所差别。
吊顶式风机装在库房平顶之下,不占用冷间面积,常用于冻结间与冷却间。
二、标准冷风机的选型计算
(一)根据冷间冷却设备负荷,计算冷风机的冷却面积
A=Qq/(K△t) (m²) (4-7)
式中:
Qq-冷间冷却设备负荷(W);
K--冷风机传热系数(W/m²°C),可近似地按表4-18所列数值选取;
△t--冷间空气温度与制冷剂温度差。
表4-18 K--冷风机传热系数
翅片管冷风机 蒸发温度 | 通过管间的空气流速 (m/s) | 传热系数 |
-40℃ | 4~5 | 11.6 |
-20C | 4~5 | 12.8 |
-15C | 4~5 | 13.9 |
≥0℃ | 4~5 | 17.4 |
冷间空气温度与制冷剂温度差的确定,对冻结间、冷却间、冻藏间可按表4-5有关数值选用。
表4-5 △t--冷却设备计算温度差(℃)
冷间名称 | 冷却设备形式 | 温度差△tm |
冷却间 | 冷风机 | 10~15 |
冻结间 | 冷风机 搁架式排管 | 7~10 12~15 |
冻结物冷藏间 | 冷风机 排管 | 7~10 10 |
贮冰间 | 排管 | 10 |
对于冷却物冷藏间:当相对湿度要求在90%左右时,△t可在4. 5~5.5℃范围内选用;当相对湿度要求在80%左右时,△t可在5. 5~6.5℃范围内选用;当相对湿度要求在75%左右时,△t可在6.5~9℃范围内选用。
(二)冷风机风量计算
冷风机的风量取决于冷风机的使用场所,可按下列经验公式计算:
qv= βQq(m³/h) (4-8)
式中:
qv--冷风机风量 (m³/h);
Qq--冷间设备负荷(W);
β--配风系数(m³/W ·h)。冻结间β取0.9~1.1,冷却间与冷藏间β取0.5~0.6。
(三)融霜水量计算:
V=0.035Aτ (m³) (4-9)
式中:
V--冷风机融霜水量(m³);
A--冷 风机冷却面积(m²);
0.035--冷 风机每平米冷却面积所需融霜水量(m³/m²·h);
τ-- 融霜延续时间,一般采用(1/3~1/4) h.
(四)冷风机选型
选择冷风机应根据冷却面积和风量大小,结合使用条件与布置方式确定冷风机的型号与台数。冷却间、冻结间采用纵向吹风形式一般选一台冷风机;冻结间采用横向吹风时,结合冷间长度确定冷风机台数,同时要求几台风机的型号要统一,布置要均匀。
例题2 某冻结间冷却设备负荷Qq=39000W,冷风机横向布置,试计算冷风机冷却面积和风量并选择冷风机。
解:
1.计算冷风机冷却面积
(1)确定计算数值
查表4-18取K=11.6W/m²·℃
查表4-5确定温度差△t= 10℃
(2)计算冷风机冷却表面积
A=Qq/(K△t) =39000/(11.6X10)=336.2m²
2.计算冷风机风量
根据式(4-8), 取β=1.0
qv= βQq=1.0X 39000=39000m³/h
3.选配冷风机
根据冻结间所需冷却面积与风量,结合冷风机横向布置要求,可选用KLJ200型冷风机二台。
三、非标准冷风机设计
设计步骤:
1.根据冷间冷却设备负荷按式(4-7) 计算冷风机冷却面积A。
2.根据冷却面积和加工冷风机管簇规格计算出冷却管簇的总长。
L=F/f (m) (4-10)
式中:
f--每米冷却管簇表面积(m²/m)
3.冷风机断面净面积计算:
A1=qv/(3600ω) (m²) (4-11)
式中:
qv--冷风机风量(m³/h),按式(4-8) 计算确定;
ω---空气流速,一般采用4~5m/s。
4.冷风机断面积计算
A=A1+A2+A3+A4 (m²) (4-11)
式中:
A1--冷风机断面净面积(m²);
A2--冷风机断面内管子所占面积(m²);
A3--冷风机断面内翅片所占面积(m²);
A4--冷风机断面内型钢所占面积(m²)。
5.根据冷间尺寸与布置方式,确定冷风机尺寸,并计算出每台冷风机的冷却面积,使冷风机的冷却面积符合冷却设备负荷要求。
6.全风压:用于肉类冻结间与冻结物冻藏间的风压约200~250Pa,鱼类冻结间与冷却物冷藏间约在500~ 600Pa之间。为了方便设计非标准冷风机,表4-20列出冷风机翅片管规格供设计选用。
表4-20 冷风机翅片管规格
管子 规格 (mm) | 片距 (mm) | 钢带 规格 (mm) | 每米 管子 上翅 片数 (片) | 每米 管子 钢带 (m) | 每米 翅片 管冷 却面 积 (m²) | 每米翘片管 重量 (Kg) | 每米 翅片 管的 容积 (m³) | 肋化 系数 | ||
钢带 重 | 光管 重 | 总重 | ||||||||
Φ38X2.2 | 20 | 30X 1 | 50 | 15.4 | 50 | 3.62 | 1.94 | 5.56 | 0.88 | 6.4 |
Φ38X2.2 | 15 | 30X 1 | 66 | 20.3 | 66 | 4.78 | 1.94 | 6.72 | 0.88 | 7.1 |
Φ32X2.2 | 20 | 30X 1 | 50 | 14.5 | 50 | 3.4 | 1.62 | 5.02 | 0.59 | 6.9 |
Φ32X2.2 | 15 | 30X 1 | 66 | 19.1 | 66 | 4.48 | 1.62 | 6.14 | 0.59 | 7.1 |
Φ25X2.2 | 15 | 25X 1 | 66 | 15.6 | 66 | 3.74 | 1.13 | 4.87 | 0.347 | 6.7 |
Φ25X2.2 | 12.5 | 25X 1 | 80 | 18.9 | 80 | 4.52 | 1.13 | 5.65 | 0.347 | 8.1 |
注:* 为常用规格