中温低压循环桶经济器的负荷计算与容器参数确定

如图10-2所示，中温低压循环桶的计算负荷是（考虑到计算的简化，统一按-8℃计算）：

图1O-2 某冷库的制冷系统流程方案示意图

RWK-40的补气负荷+RWK-20的补气负荷+中温压缩机负荷=（50.2+0+185）kW=235.2kW。这部分负荷的吸气量为0.0812m³/s。按容器选型的通常习惯，需要知道系统需要的稳定容积与缓冲容积。由于这个中温低压循环桶具有多种功能，如果只是按水平分离速度来选择容器的直径，选取的结果很可能达不到使用的要求。一般在外资品牌的容器只给出容器能够提供的缓冲容积。而容器的稳定容积一般认为不需要计算（一般按5min的泵流量计算）。在这个计算案例中，有两种情况是比较特殊的，一是低温系统的冷风机融霜排液需要进入这个容器；二是这个容器二次节流供液的任务。因此需要全面复核这些参数与选择的容器是否满足要求。

第一步：计算系统的稳定容积V_Ballast。由于知道使用该容器的蒸发器容积以及湿式回气管的数据，因此可以直接使用公式（8-25），即

由于采用二次节流供液，供液量＞泵供液量，无法完全套用该公式，只能采用式（8-29）、式（8-30），即

V_L，E=φ_EV_iE和

V_L，E=0.35×（0.215×3）m³=0.226m³

V_L，WR=φ_WRV_i，WR=0.012（ϕ133mm管容）×32×0.3m³=0.115m³

V_Ballast=V_L，E+V_L，WR=（0.226+0.115）m³=0.341m³

或者直接按百分比的形式估算：

V_Ballast=[（0.215×3）+0.012×32]×0.3～0.5m³=0.3087～0.515m³

注：系数0.3～0.5是根据循环倍率不同采用的数值。

第二步：计算系统产生的缓冲容积，用式（8-33）计算，即

V_Surger=[（0.215×3+0.012×32）×0.5+（0.255×3）（每次融霜排液量）×0.6]m³=0.9735m³=973.5L

参考表8-5中的缓冲容积，可以选择MRP42H（V_Surger=1316L）。考虑到二次节流供液液面高度增加0.05m，最后选择了MRP48H（V_Surger=1803L），容器直径1.2m，分离高度0.42m。计算结果见表10-1。

表10-1 复核卧式分离容器的设计参数（容器结构参考图8-12）

注：分离高度（湿式回气管喷嘴中心线至运行液面）：0.42m，分离长度3m；另外这种计算有两个与其他计算不一样的地方：一是二次节流供液容积与最低报警液位容积合起来计算，这主要是参考气液分离器的控制液面计算；二是把低温排液的液量，计算进中温系统的缓冲容积。主要考虑如下：由于融霜的时间与融霜的次数合计，已经占了系统运行时间的50%以上，完全有必要把这个因素考虑进去。而把低温的冷风机盘管的60%作为融霜缓冲容积，是出于这样考虑：50%是盘管的原来存液，10%是热气融霜时产生的冷凝液体，在融霜时需要把这些液体都排走。

根据第8章的计算：（系统的稳定容积+系统的缓冲容积+最低报警液位容积）≤该容器50%的容积，选择ϕ1.2m直径的容器满足上述要求。

由于这种产品国内没有生产，只能从国内的类似产品中选择，可以考虑采用HRC-48-146（约克公司在国内的产品），本书后面的计算都是采用类似的选择。

在计算容器提供的稳定容积+缓冲容积时，没有计算这些容积在两边的封头所提供的这部分容积，这样做只是方便计算而已，但这是可以考虑占用的容积。这与卧式热虹吸桶的计算不一样，前者两边的封头是封闭的，而后者一边则是畅通的。

用另一种方法计算稳定容积：(www.xing528.com)

中温五层负荷为156kW，循环倍率选择3.5倍，利用选型软件^[2]可得，如图10-3所示结果。

图10-3 氨泵选型截图

中温五层氨泵的流量为1527kg/h；对应的体积为1527÷0.6494（氨液-8℃时的密度）L/h=2351L/h；实际使用按3m³/h选取氨泵。

由于供液需要到最高层，按6.5min的流量计算稳定容积，即

稳定容积B=3000÷60×6.5L=325L

前面方法计算的稳定容积B=308.7L，两者相差不多。

如果需要计算控制液面高度，那么：

3.14×0.6²×3×F_体积×1000-217=308.7

F_体积=0.09725，查表8-2可以得出对应的系数是0.155，高度=0.155×1200mm=186mm（即距离桶底高度186mm为正常控制液面的高度，而实际工程上由于泵的流量是一个整数值，因此这个高度可以设置为200mm，图10-5）。

高液位报警液面高度：600mm（桶的一半高度）。

低液位报警液面高度：100mm（出液管高出容器底部50mm）。

中温低压循环桶供液量：这样的供液既要满足中温蒸发系统的供液量，也要满足一次节流后给低温低压循环桶的供液量。

分两步计算：

第一步：使用阀门管道的计算软件，计算出满足中温蒸发系统的（按蒸发温度-8℃，冷凝温度35℃，156kW，循环倍率3.5输入软件计算）供液量为512kg/h。

第二步：计算中温低压循环桶给低温低压循环桶供液的量，低温系统负荷为441kW；供液温度为-8℃（不考虑过热度），即额外过冷度为40℃（按蒸发温度-28℃，冷凝温度35℃，441kW，循环倍率3.5输入软件计算），供液量为1482kg/h；折算为35℃的供液量，查表2-1。

供液量=1482kg/h/84.6%=1752kg/h

总的供液量=（1752+512）kg/h=2264kg/h（按2264kg/h的质量流量倒推确定控制阀门）。

选择控制阀是PMLF80-5，配套浮球阀是SV4，前后截止阀为Dg40（图10-4）。

中温低压循环桶供液给低温低压循环桶供液管的选择，在计算低温低压循环桶的管径时进行。中温低压循环桶的管道及阀门布置如图10-5所示。

从图10-4可以知道，泵出液管的流速在管径为29.1mm的情况下是1m/s。这样可以计算出中温低压循环桶的出液管径，要求流速小于0.33mm/s，即29.1÷0.33mm=89mm，取整数，那么该管径应该是Dg100。

图10-4 中温低压循环桶阀门选型截图