冷风机设计计算(乙二醇)

冷风机设计计算冷风机是利用冷却介质对物体进行冷却或降温的设备，冷却介质可以是乙二醇。

在设计冷风机时，需要考虑乙二醇的物理性质、冷却需求以及设备参数等因素。

下面将详细介绍冷风机的设计计算过程。

首先，需要了解乙二醇的物理性质，包括密度、比热容和导热系数等。

这些参数将对冷却效果和设备尺寸等方面产生影响。

其次，需要明确冷却需求，即需要将物体降低多少温度。

这一需求将影响到乙二醇的流量和温度差。

一般来说，冷却需求会根据具体应用来确定。

然后，需要计算冷却介质的流量。

计算流量通常需要考虑乙二醇的密度和进出口的温度差。

流量的计算可以使用质量流量公式：G=(m·Cp)/(ΔT)，其中G是流量，m是物体的质量，Cp是乙二醇的比热容，ΔT是温度差。

接下来，需要确定冷却器的热传递面积。

热传递面积可以通过目标温度降低和冷却介质的传热系数来计算。

热传递面积的计算可以使用传热方程式：Q=U·A·ΔTm，其中Q是传热量，U是传热系数，A是面积，ΔTm是平均温差。

再然后，需要选择适当的冷却器形式和设备参数。

常见的冷却器形式包括管式冷却器和板式冷却器。

其中，管式冷却器的参数包括管径、管长、管布局等；板式冷却器的参数包括板间距、板堵流率等。

最后，还需要考虑冷却系统的其他要素，例如冷却介质的供给和排放、设备的材料和尺寸、系统的控制和维护等。

综上所述，冷风机的设计计算过程包括了乙二醇的物理性质、冷却需求、流量计算、热传递面积计算、冷却器形式选择和设备参数确定等。

通过这些计算和选择，可以实现冷风机在使用乙二醇进行冷却时的优化设计。

2351 装置流程概述不同温度和压力下的天然气，含水量也不同。

采集过程中的天然气，如不进行脱水，使露点变低，那么就不可避免地在加压输送过程中有部分液体水凝析出来，在冬季天气气温低也会使水凝析出来，造成冻堵而影响生产。

降低天然气水露点的工艺处理措施是对天然气脱水，通过脱除天然气中的水蒸汽，使其露点达到一定要求。

脱水的方法有冷却法、吸收法和吸附法：（1）使天然气中易凝析出的组分（高沸点组分）在输送之前凝析出来，如压缩冷冻法。

（2）选择特定的吸收剂或吸附剂把天然气进行干燥，如甘醇脱水和分子筛脱水。

南压浅冷装置采用压缩冷冻法来降低天然气的露点，主要工艺流程简述如下：原料气（湿气）来自于采油厂油田伴生气，经南压阀组进入3台除油器分离出天然气中所携带的油、游离水及机械杂质等进入压缩机进行压缩，原料气（0.01~0.05MPa 左右）经压缩机一、二级压缩后温度达到110~130℃，压力为1.1~1.4MPa左右，进入空冷器冷却至40℃左右，进入天然气后冷器进一步水冷到30℃左右，初步冷却后原料气进入一级三相分离器分离出凝析水及组分较重的轻烃后进入烃气换热器（壳程）与二级三相分离器来的低温轻烃（-30℃左右）换热到20℃，再进入贫富气换热器（管程）与二级三相分离器来低温贫气（-30℃左右）进行换热，换热到0℃左右后，进入丙烷蒸发器（管程）冷却到-35℃，为避免含有饱和水蒸汽的低温气体在丙烷蒸发器中冻结以形成水化物，造成丙烷蒸发器冻堵，富气在进入烃气换热器、贫富气换热器以及丙烷制冷机组之前分别注入浓度为80%的乙二醇溶液作为防冻剂。

从丙烷蒸发器出来的三相流体（天然气、轻烃和乙二醇溶液），进入二级三相分离器中，在二级三相分离器上部气体（贫气）从液相中分离出来，去贫富气换热器（壳程）与一级三相分离器来富气换热到10℃左右后，进入干气外输系统外输。

2 乙二醇系统再生流程从轻烃闪蒸罐分离出的乙二醇水溶液与从二级三相分离器底部分离出的乙二醇水溶液一并进入乙二醇再生系统进行再生。

冷风机蒸发器的设计计算方法
1、冷风机蒸发器的设计部分
（1）计算蒸发温度。

首先计算蒸发温度，该温度取决于冷却剂的沸点、湿度和汽化压力，及系统的压力损失等因素，通常以热动力学理论来
确定蒸发温度。

（2）确定形式结构。

通常冷风机蒸发器的形式结构有直流式、风道
式和混流式等；结构材料可以采用铝合金、不锈钢、黄铜等金属，也可以
采用塑料等介质；体积的大小可以根据设计原则和质量要求来确定。

（3）确定冷冻量。

根据蒸发温度和室外环境温度可计算出冷冻量，
计算时，应考虑系统效率和热损失等因素，以确定准确的冷冻量。

（4）确定冷却剂流量。

根据计算出的冷冻量，可以确定冷却剂流量。

（5）确定室内循环风量。

根据设计要求，可以确定室内风量。

（6）计算室外机恒温器尺寸。

根据设计要求、冷却剂流量及室外室
内环境条件，确定室外恒温器尺寸。

2、冷风机蒸发器的计算部分
（1）计算风口面积。

在风口面积计算中，要考虑空调室内的面积、
室内风量及室外凉热量的影响，以确定准确的风口面积。

（2）计算加热器散热量。

概述：库温0℃，库内容积324立方，筐装新鲜水果，容积系数0.44，贮藏吨位31.3吨，进货量8.0%，冷却加工时间24.0小时对容量为100吨以下的小型冷库，冷却加工时间X运转率（压缩机的每昼夜实际运行时间）可考虑采用12-16小时（即小于24小时X运转率的值）库一、冷库计算说明：1.此冷库为鲜果蔬类冷库，冷库负荷热量计算时应包括鲜果蔬呼吸热和鲜果蔬通风换气热！2.库外温度26.0℃，库外相对湿度71.0%，库外空气密度1.139kg/m3，库外露点温度20.3℃，库板防结露厚度23mm<地点-陕西榆林>3.库内温度0.0℃，库内相对湿度90.0%，库内冷空气密度1.288kg/m3，库内外传热温差26.0℃4.库体尺寸：长X宽X高=10.000 X 12.000 X 3.000米，库板厚度100毫米，库内容积324立方，库体外表面积372平方，净面积115.6平方，净高2.80米，地面无通风加热设备，无空气幕5.库板保温材料：聚氨酯泡沫，密度40.0公斤/立方，热传导率0.030w/m℃，传热系数0.300w/m2℃6.货物种类：筐装新鲜水果，容积系数0.44，货物密度220公斤/立方，贮藏吨位31.3吨，进货量8.0%=2.5吨，冷却加工时间24.0小时7.货物参数：苹果，冻前比热3.85kj/kg℃，冻后比热2.09kj/kg℃，含水率85.0%（实际冻结水分0.0%），冰点温度-2.0℃，冻结率0.0%货物入库温度14.0℃，终了温度2.0℃，入库焓热355.04kj/kg，终了焓热308.84kj/kg，货物放热量46.00kj/kg8.热量方面：①库体漏热=库体外表面积X传热温差X传热系数X库底面温度修正系数=372X26.0X0.300X0.74=2152W②货物热量=进货量X货物放热量/冷却加工时间=2.5X1000X46.00/24.0/3.6=1331W （X1000/3.6为单位转换常数以下同）③其它材料热=（包装工具<瓦愣纸>比热X进货量X工具占货比例+铝比热X铝重量+钢比热X钢重量+铜比热X铜重量）X（货入库温度-库内温度）/冷却加工时间=(1.47X2.5X1000X0.25+0.46X0.00+0.88X0.00+0.39X0.00)X(14.0-0.0)/24.0/3.6=149W④总操作热=开门热量+照明热量+人工操作热=1598+276+923=2797W其中开门热量=开门换气次数X库内容积X库内外的空气热量差/24小时=4.0X324X29.59/24=1598W照明热量=库内面积X单位面积照明=120X2.3=276W人工操作热=工作人数X工作时间/24小时X人均热量+新风热=1X3.0/24X280+888=923W注：新风热由原来的24小时平均计算改为每小时最大值(比原来算法要大)，加工间、包装间等有操作人员长期停留的需要新风，其余冷间可不计。

Δt1=5-0=5K，Δt2=-4.75-(-5)=0.25K
（推算：暂定乙二醇温差5度，即进水-5℃，出水0℃，然后空气回风温度5度，65%，根据 换热量求出处理后空气的焓值为ia2=1.93Kj/Kg，对应湿球温度-4.51℃，干球温度最
低为与进水温度-5℃接近， 当焓值一定时，干球温度越高，露点温度越低，露点温度最低也只能是-5℃。

当干球温度为-4℃，湿球温度为-4.51℃，对应露点温度为-5.44℃，当干球温度为-4.5℃，湿球温度为-4.51℃时，对应露点温度为-4.52℃，当干球温度
为-4.24℃，湿球温度为-4.51℃时，露点温度为-4.99℃.）
Δtlm=(Δt1-Δt2)/(2.3*log10(Δt1/Δt2))=2.253℃
SHF=qs/qt=15.4/20=0.77.
qs=QT*ρa*Cp*(DB1-DB2)/3600=5000*1.2*(5-(-4.24))/3600=15.4KW.
WSF=1.04*SHF2-2.63*SHF+2.59=1.182
Row=1000*qt/(Kf*Δtlm*Af*WSF)=1000*20/(925*2.253*0.526*1.182)=15.4
考虑余量5%，所以Row=6.4*(1+5%)=16.2
选17列，盘管将相当厚,空调厂家作一个盘管几乎不可能，要么做3道盘管。

如果乙二醇溶液入水温度为-1℃，盘管将更加厚。

精心整理第二章冷空气参数计算人工制冷是指借助于制冷装置，以消耗机械能或电磁能、热能、太阳能的呢过形式的能量为代价，把热量从低温系统向高温系统转移而得到低温，并维持这个低温。

目前常用的制冷方式有蒸汽压缩式制冷、蒸汽吸收式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸附式制冷、电热制冷、磁制冷、涡流管制冷和热声制冷等，其中最为常用的是蒸汽压缩式制冷。

蒸汽压缩式制冷是利用气体的节流效应，通过绝热膨胀来制冷的。

蒸汽压缩式制冷由分为单机蒸汽压缩式制冷循环和多级蒸汽压缩式制冷循环及其许多发展形式，这里为了研究方便，采用最简单的单级蒸气压缩式制冷循环。

单机压缩式制冷循环系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部件组成，如下图所示。

对制冷剂蒸汽只进行一次压缩，故称为单机蒸汽压缩。

整个循环过程主要由压缩过程、冷凝过程、节流过程以及蒸发过程四个过程组成，每个过程在不同的部件中完成，制冷剂在每个过程中的状态又各不相同。

对于冷风机的设计计算，要对循环的主要参数进行设计计算，并主要关注与蒸发器相关的循环参数。

在冷风机的设计过程中,首先要根据所给条件计算出冷空气参数,冷空气参数是冷风机设计计算的基础和依据，其计算结果直接影响冷风机的选型和设计，因此其计算要求较高的精度，具有重要的意义。

冷空气计算主要是依据相关经验公式和查表所得进行的。

计算的内容可大概分为回风参数和送风参数，回风参数是冷风机蒸发器的进口空气参数，送风参数是冷风机的出口空气参数也即要进入室内的空气参数；计算主要涉及冷空气的焓值、含湿量、密度、粘度、饱和蒸汽压等。

2.1制冷循环相关计算2.11已知条件：已知：回风干球温度：0℃回风相对湿度：90%送风干球温度：-3℃送风相对湿度：95%大气压：10132Pa制冷量：5.4kw制冷剂：R222.12相关计算：1.查表得R22的汽化潜热为210.55kJ/kg2.制冷剂循环量：代入数据计算得，制冷剂循环量为115.412kg/h2.2冷空气参数计算1.热力学温度： T=t+273.15 回风温度：273.15送风温度：270.15 2.水蒸气饱和压力：2195768.2)1(4287.0)1(50475.1lg 028.5)1(79574.10lg 10101010)1(76955.452969.840000--⨯⨯+-⨯⨯+⨯--⨯=-⨯-⨯--T TbT T T T PT T P其中，P ：水蒸气饱和压力P b：大气压力T ：冷空气温度T 0：绝对零度带入数据得：回风温度下水蒸气饱和压力：611.32Pa 送风温度下水蒸气饱和压力：490.34Pa 3.含湿量：其中，d ：含湿量P b：大气压力Pa：水蒸气饱和压力ϕ：相对湿度代入数据得：回风含湿量：3.40g/kg 送风含湿量：2.87g/kg 4.空气密度：其中，ρ：空气密度P b：大气压力Pa：水蒸气饱和压力T ：空气温度ϕ：相对湿度代入数据得：回风温度下的空气密度：1.29m kg 3/ 送风温度下的空气密度：1.30m kg 3/ 5.动力粘度： 其中，μ：动力粘度T ：气体温度T：绝对零度代入数据得：回风动力粘度：1057268.1-⨯s m /2送风动力粘度：1057135.1-⨯s m /26.运动粘度：其中，V ：运动粘度μ：动力粘度ρ：空气密度带入数据得：回风运动粘度：105339.1-⨯s Pa ⋅ 送风运动粘度：105314.1-⨯s Pa ⋅ 7.定压比热容：其中，C p ：定压比热容d ：含湿量代入数据得：回风定压比热容：1.008843009kJ/(kg ⋅℃) 送风定压比热容：1.008406308kJ/(kg ⋅℃) 8.导热率：查表得：回风导热率：0.02442W/(m ⋅℃) 送风导热率：0.024174W/(m ⋅℃)9.空气平均温度：5.1230-=-℃ 10.空气比容：kg m /77098409.030.129.123=+11.平均含湿量：134455045.3287.24.3=+g/kg12.平均定压比热容：008624659.12008406308.1008843009.1=+kJ/(kg ⋅℃)13.风量： 带入数据有555048.344214.449.8360077098409.04.5=-⨯⨯=风量h m /32.3本章小结冷空气参数的计算是冷风机的依据，在对制冷循环计算的基础上通过相关的经验公式计算出冷空气的各项参数，通过这些参数可以大概确定蒸发器的结构数据。

天津新厂乙二醇制冷单位冷量成本：1.07*10-4元/KJ具体计算如下：一、电费1、乙二醇机组电机功率：250kw2、油泵电机功率：3kw3、冷冻水泵功率：22kw4、冷却水泵功率：18.5kw5、凉水塔功率：15kw小计：（250+3+22+18.5+15）*0.7元=215.95元/h二、乙二醇消耗乙二醇100%纯度桶装规格200kg/桶12000元/吨1、充注量：乙二醇40桶*200kg=8吨与水比例4：6 充注水12吨小计：8吨*12000+12吨*5.8=96069.6元96069.6/(10年*365天*24小时)=1.1元/h（与机组折旧)2、消耗乙二醇1吨/月兑水1.5吨/月小计：12000+（1.5*5.8）=12008.7元/月12008.7/（30天*24小时）=16.68元/h三、补给水量234 m3/h *1.6%=3.74 m3/h小计：3.74 *5.8 =21.7元/h四、氟22氟22 罐装规格22.68kg/罐600元/罐充注量250kg小计（250/22.68）*600=6613.8元6631.8/（10年*365天*24小时）=0.0755元/h（与机组折旧）氟22消耗量2罐/月小计：2*600=1200元1200/（30天*24小时）=1.67元/h五、设备折旧1、乙二醇机组283350元*10%=28335元/年2、冷冻水泵14580元* 10%*2台=2916元/年（一用一备）3、冷却水泵19830元*10%*2台=3966元/年（一用一备）4、凉水塔44000元*10%=4400元/年小计：（28335+2916+3966+4400）=39617元/年39617/(365天*24小时)=4.52元/h六、总计（一+二+三+四+五）=261.7元/h261.7/680kw=0.385元/kw*h=1.07*10-4元/KJ天津新厂循环水单位冷量成本：0.0442*10-4元/KJ具体计算如下：一、电费1、循环水泵功率：15kw2、凉水塔功率：15kw小计：（15+15）*0.7=21元/h二、消耗水量补给水量：116*1.6%=1.85m3/h合计：1.85*5.8=10.73元/h水池注水量：15*15*3=675 m3小计：（675*5.8）/（365天*24h）=0.447元/h三、折旧循环水泵：10790*10%*2台=2158元/年小计：2158/（365天*24h）=0.25元/h四、总计：（一+二+三）=32.427元/h供回水温差：5℃循环水量350 m3/h=350000kg/h水比热容 4.2KJ/kg℃350000kg/h*5℃*4.2 KJ/kg℃=7350000KJ/h32.427 /7350000=0.0442*10-4元/KJ阜新工厂新型冷媒单位冷量成本：0.89*10-4元/KJ(0℃—-5℃用于冷凝器)1.48 *10-4元/KJ(-15℃—-20℃反应釜降温) 具体计算如下：注：冷冻水泵冷却水泵各4台为二用二备新型冷媒冰机组二用凉水塔二用一、电费1、新型冷媒冰机组电机功率：250kw*2台2、油泵电机功率：3kw*2台3、冷却水泵功率：22kw*2台4、冷冻水泵功率：18.5kw*2台5、凉水塔功率： 5.5kw*2台小计：（250+3+22+18.5+5.5）*2*0.7=418.6元/h二、新型冷媒消耗新型冷媒价格：5300/t充注量：14t合计：14t*5300元=74200元74200/（10年*365天*24h）=0.85元/h消耗量：3t/月合计：3t*5300元=15900元/月15900/（30天*24h）=22.1元/h三、补给水量200 m3 /h*2*1.6%=6.4元合计：：6.4*2.6=16.64元/h四、氟利昂消耗量及充注量消耗量：4罐/月单价为：600元/罐小计：2400/30/24=3.34元/h充注量：500kg 23罐所需金额：23*600=13800元小计：13800/10/365/24=0.16元/h五、设备折旧1.新型冷媒冰机组：331,000元*10%*2台=66,200元/年2.冷冻水泵： 5000元*10%*4台=2000元/年3.冷却水泵： 4812元*10%*4台=1672.8元/年4.冷却塔： 32000元*10%*2台=6400元/年小计：(1+2+3+4)/365/24=8.8元/h六、总计一+二+三+四+五=418.81元/h 418.81/2=239.405元/h/台239.405 /750(冰机冷量)=0.32元/kw.h=0.89*10-4元/KJ(0℃—-5℃)239.405 /450(冰机冷量)=0.53元/kw.h=1.48 *10-4元/KJ(-15℃—-20℃)阜新工厂循环水单位冷量成本：0.0806*10-4元/KJ具体计算如下：一、电费1.循环水泵：30kw2.凉水塔：5.5kw小计：(30+5.5)*0.7=24.85元/h二、水量消耗1.补给水量：200*1.6%=3.2 m3/h2.水池注水量：10*10*4=400 m3小计：3.2*2.6+400*2.6/365/24=8.44元/h三、设备折旧1.循环水泵：6800*2*10%=1360元/年2.冷却塔：32000*10%=3200元/年小计：（1360+3200）/365/24=0.53元/h四、总计：（一+二+三）=33.82元/h供回水温差：5℃循环水量200 m3/h=200000kg/h水比热容 4.2KJ/kg℃200000kg/h*5℃*4.2 KJ/kg℃=4200000KJ/h33.82 /4200000=0.0806*10-4元/KJ。

乙二醇冷水机能力计算
乙二醇冷水机的能力计算涉及到多个因素，包括乙二醇的流量、温度差、以及系统的效率等。

首先，乙二醇冷水机的能力通常以单
位时间内从水中移除的热量来衡量，常用的单位是千瓦（kW）或者
英制单位的吨制冷（ton of refrigeration）。

要计算乙二醇冷水
机的能力，需要考虑以下几个因素：
1. 流体流量，乙二醇冷水机的能力与流体的流量有关，流量越大，冷却效果越好。

流量通常以每小时的加工液体量来计算。

2. 温度差，乙二醇冷水机的能力还与冷却水的温度差有关，温
差越大，冷却效果越好。

需要考虑冷却水的进口温度和出口温度。

3. 系统效率，系统的效率也会影响乙二醇冷水机的能力计算，
包括设备的能耗、热交换效率等因素。

综合考虑以上因素，乙二醇冷水机的能力计算公式可以表示为：
冷却能力（kW）= 流体流量（升/小时）× 流体的比热容
（kJ/kg·°C）× 温度差（°C） / 3600。

在实际计算中，还需要考虑到乙二醇浓度对冷却能力的影响，因为乙二醇浓度的变化会影响流体的比热容和密度，进而影响冷却能力的计算。

另外，乙二醇冷水机的能力计算还需要根据具体的设备参数和工况条件进行调整和修正，以确保计算结果的准确性和可靠性。

因此，在实际应用中，最好由专业工程师根据具体情况进行能力计算和评估。

低温冷水机组载冷剂浓度配比表-乙二醇水溶液的热物理特性载冷剂浓度配比表载冷剂载冷剂是用来将制冷机所产生的冷热量传递给被冷却或加热对象的中间物质。

常用的载冷剂有空气、水、盐水、有机化合物及其水溶液,选用原则首先是换热器中的载冷剂不冻结。

a).盐水溶液氯化钙水溶液比热密度冰点常用为氯化钠（Nacl）水溶液，氯化钙水溶液（CaCL2）。

盐水溶液对金属有强烈的腐蚀作用，因而会腐蚀管道和设备。

其腐蚀性与盐的纯度和溶液中的含氧量有关。

可采取措施：①用高纯度盐配制盐水溶液；②减少溶液与空气接触的机会,采用闭式循环系统或盐水箱上加盖；③加一定量的缓蚀剂，使溶液量弱碱性，其PH值保持在7.5~8.5间。

常用为：氢氧化钠（NaOH）和重铬酸钠（Na2Cr2O7），质量配比为NaOH：Na2Cr2O7=27：100。

b).有机化合物载冷剂常用为乙二醇水溶液和三元溶液（质量百分数40%乙二醇，20%乙醇，40%水，冰点为-64℃），该类载冷剂对设备无任何腐蚀性，但有较低的挥发性，因此建议做成密闭循环系统。

乙二醇溶液比热-乙二醇溶液密度-乙二醇溶液热物理性质乙二醇C2H(OH)2是无色无味的液体。

挥发性低、腐蚀性低，容易与水和许多有机化合物混合使用。

乙二醇分子量为62.07，凝固点为-12.7℃，溶解潜热（-12.7℃）为187kJ/kg。

不同浓度的乙二醇溶液的密度比热导热系数粘度和凝固点见下表:体积% 0 10 20 30 40 50 60 凝固点0 -3 -8 -16 -25 -37 -55 （℃）乙二醇水溶液的密度kg/m3温度乙二醇体积百分比浓度℃25 30 40 50 60 65 100 -40 1120 1130-17.8 1080 1100 1110 1120 1160 4.4 1048 1057 1070 1088 1100 1110 1145 26.7 1040 1048 1060 1077 1090 1095 1130 48.9 1030 1038 1050 1064 1077 1820 1115 71.1 1018 1025 1038 1050 1062 1068 1049 93.3 1005 1013 1026 1038 1049 1054 1084乙二醇水溶液的导热系数w/m.K温度乙二醇体积百分比浓度℃10% 20% 30%-10 0.415-5 0.46 0.4220 0.511 0.468 0.4295 0.52 0.476 0.43610 0.528 0.483 0.442乙二醇水溶液的比热kJ/kg.k温度乙二醇体积百分比浓度℃10% 20% 30%-10 3.56-5 3.757 3.5740 3.937 3.769 3.5895 3.946 3.78 3.60310 3.954 3.792 3.617乙二醇水溶液的粘度mPa.s温度乙二醇体积百分比浓度℃10% 20% 30%-10 6.19-5 3.65 5.030 2.08 3.02 4.155 1.79 2.54 3.4810 1.56 2.18 2.95如果企业实力尚可、计划5年以上运行，建议采用乙二醇水溶液作载冷剂。