制冷4.10-冷库制冷系统设计及设备选择计算.pdf

张工教育，请加群：4863518744.10 冷库制冷系统设计及设备的选择计算冷库制冷系统设计及设备的选择计算 一、单项选择题（共一、单项选择题（共 5 题，每题题，每题 1 分。每题的备选项中只有一个符合题意）分。每题的备选项中只有一个符合题意）1、在对冷藏库制冷系统的多项安全保护措施中，何项做法是错误的？（）（A）制冷剂泵设断液自动停泵装置（B）制冷剂泵排液管设止回阀（C）各种压力容器上的安全阀泄压管出口应高于周围60m内最高建筑物的屋脊5m，且应防雷、防雨水、放杂物进入（D）在氨制冷系统设紧急泄氨器 2、有关冷库冷间冷却设备，每一制冷剂通路的压力降的要求，正确的是下列何项？（）（A）应控制在制冷剂饱和温度升高1的范围内（B）应控制在制冷剂饱和温度降低1的范围内（C）应控制在制冷剂饱和温度升高1.5的范围内（D）应控制在制冷剂饱和温度降低1.5的范围内 3、装配式冷库与土建冷库比较，下列何项说法是不合理的？（）（A）装配式冷库比土建冷库组合灵活、安装方便、（B）装配式冷库比土建冷库的建设周期短（C）装配式冷库比土建冷库的运行能耗显著降低（D）制作过程中，装配式冷库的绝热材料比土建冷库的绝热材料隔热、防潮性能更易得到控制 4、某大型冷库采用氨制冷系统，主要有：制冷间、肉类冻结间（带速冻装置）、肉类冷藏间、水果（西瓜、芒果等）冷藏间等组成，关于该冷库除霜的措施、说法，下列何项是正确的？（）（A）所有冷间的空气冷却器设备都应考虑除霜措施（B）除霜系统只能选用一种除霜方式（C）水除霜系统不适合用于光滑墙排管（D）除霜水的计算淋水延续时间按每次15min20min 5、关于冷库制冷剂管道系统设计的说法，下列何项是错误的？（）（A）属于压力管道GD级 （B）需做承压强度设计（C）需计算压力损失 （D）需做热补偿设计 二、多项选择题（共 9 题，每题 2 分，每题的备选项中有两个或两个以上符合题意，错选、少选、多选均不得分）二、多项选择题（共 9 题，每题 2 分，每题的备选项中有两个或两个以上符合题意，错选、少选、多选均不得分）6、有关冷库冷间设备选择，正确的说法是下列哪几项？（）（A）冷却间的冷却设备应采用空气冷却器（B）冷却物冷藏间的冷却设备应采用空气冷却器（C）冻结物冷藏间的冷却设备应采用空气冷却器（D）包装间的冷却设备应采用空气冷却器 7、有关冷库制冷剂管路设计，正确的说法是下列哪几项？（）（A）冷库制冷系统管道的设计压力应采用 2.5MPa（B）冷库制冷系统管道的设计压力因工作状况不同而不同（C）冷库制冷系统管道的设计压力因制冷剂不同而不同（D）冷库制冷系统管道高压侧是指压缩机排气口到冷凝器入口的管道 张工教育，请加群：4863518748、以下哪些选项与制冷系统管道的保冷材料厚度有关？（）（A）对保冷材料外表面温度的安全性要求（B）对保冷材料外表面温度的防结露要求（C）对保冷材料控制冷损失的要求（D）保冷材料的吸水率 9、关于冷库制冷系统热气融霜设计，正确的应是下列哪几项？（）（A）热气融霜用的热气管，应从压缩机排气管除油装置以后引出（B）融霜用热气管应做保温（C）热力融霜压力不应超过1.0MPa（D）热气融霜热气管上不应装设截止阀 10、关于夏热冬冷地区设置冷库除霜系统的下列说法，哪几项是错误的？（）（A）荔枝冷藏间的空气冷却器设备应设置除霜系统（B）红薯冷藏间的空气冷却器设备应设置除霜系统（C）蘑菇冷藏间的空气冷却器设备应设置除霜系统（D）全脂奶粉冷藏间的空气冷却器设备应设置除霜系统 11、某冷库制冷压缩机采用R404A制冷剂，下列哪几项管路设计的要求是错误的？（）（A）制冷压缩机的吸气管坡向压缩机（B）制冷压缩机的排气管的坡度为0.5%（C）制冷剂管路采用无缝紫铜管，管材执行（GB/T 14976）标准（D）冷凝器至储液器的管路设计压力为2.5MPa 12、某新建成冷库中的西瓜冷藏间采用冷风机。使用时发现，库温一直无法降至设定的12。问：下列哪儿项，可能是发生这一问题的原因？（）（A）冷风机未能及时除霜 （B）冷风机选型蒸发器面积过小（C）蒸发器内润滑油存留过多 （D）膨胀阀开度过大 13、关于冷库制冷系统设计的选项，下列哪几个选项是正确的？（）（A）计算冷间冷却设备负荷的目的是为了确定该冷间的冷却设备存量并进行选型（B）冷库中的压缩机应根据不同蒸发温度系统的冷间机械负荷大小进行选型（C）确定光钢管蒸发式冷凝器的传热面积时，如果以外表面积为基准的传热系数取600750W(2)，则高压制冷剂与传热管外侧水膜的传热温差宜取45（D）在液泵供液系统中，对于负荷较稳定，蒸发器组数较少，不易积油的蒸发器，采用下进上出供液方式时，其制冷剂泵的体积流量按循环倍率34确定 14、某氨制冷系统的设计蒸发温度为25，冷凝温度为35，各温度对应的饱和压力如下表所示。在压缩机的吸、排气管的管径设计中，下列哪几项是符合规范要求的？（）温度（）-26-25-24 34 35 36 绝对压力（MPa）0.1446 0.1516 0.15864 1.3124 1.3512 1.3900（A）压缩机吸气管的阻力小于7.00kPa（B）压缩机排气管的阻力小于19.80kPa （C）压缩机吸气压力不低于0.1481Mpa（D）压缩机排气压力不高于1.390Mpa 张工教育，请加群：486351874三、案例计算三、案例计算题（共题（共 8 题，每题题，每题 2 分。每题的备选项中只有一个符合题意）分。每题的备选项中只有一个符合题意）15、对于单级氨压缩制冷循环，可采用冷负荷系数法计算冷凝器的热负荷。一氨压缩机在标准工况下的制冷量为122kW，按冷负荷系数法计算，该氨压缩机在标准工况下配套冷凝器的热负荷应是下列何项值？（）（A）151154kW（B）148150kW（C）144147kW（D）140143kW 16、2作为载冷剂采用蒸发吸热，具有环保、节能的优点。某食品冷藏间（=20）的空气冷却器采用载冷剂，已知冷负荷为210kW。现比较选用载冷剂2或乙二醇溶液（有关参数见比表），理论计算的乙二醇溶液质量流量与2的质量流量之比值，为何项？（）载冷剂 传热方式 传热计算温差t 比热容 C（kJ kg K）汽化潜热（J g）CO2 蒸发吸热 282 乙二醇溶液 温差传热 5 3.3 （A）1618 （B）1315（C）1012（D）79 17、某风冷制冷机的冷凝器放热量为50kW，风量14000m3/，在空气密度为1.15kg/m3和比热为1.005kJ/（kg K）条件下运行，若要求控制冷凝温度不超过50，冷凝器内侧制冷剂和空气之平均对数温差 tm9.19，则该冷凝器空气入口最高允许温度应是下列何项？（）（A）3435（B）3738（C）4041 （D）4344 张工教育，请加群：48635187418、离心式冷水机组运行中由于冷凝器内传热面污垢的形成，会导致其传热系数下降，已知该机组的冷凝放热量Q，冷凝器的对数传热温差m的额定值和实际运行值，具体见下表，试问，机组冷凝器的污垢系数增加后，导致冷凝器传热系数下降的百分比，数值正确的应该是下列选项的哪一个？（）（A）10%20%（B）25%30%（C）35%40%（D）45%50%19、某工程设计冷负荷为3000kW，拟采购2台离心式冷水机组。由于当地冷却水水质较差，设计选用冷凝器时的污垢系数为0.13m2/kW。机组污垢系数对其制冷量的影响见附表，则机组在出厂检测时单台制冷量（kW）应达到下列哪一项才是合格的？（设计温度同名义工况）（）污垢系数（m2/kW）0 0.044 0.086 0.13 制冷量变化 1.02 1.00 0.98 0.96（A）1500 （B）1535 （C）1563 （D）1594 20、某空调系统用的空气冷却式冷凝器，其传热系数K=30W/m2（以空气侧为准），冷凝器的热负荷Qk=60kW，冷凝器入口空气温度ta1=35，流量为15kg/s，如果冷凝温度tk=48，设空气的定压比热CP=1.0kJ（kg ），则该冷凝器空气侧传热面积（m2）应为以下哪个选项？（注：按照对数平均温差计算）（）（A）170172 （B）174176 （C）180182 （D）183185 参数 冷水机组额定值 实际运行数值 Q/kW 2460 1636.8 m/4 4.4 张工教育，请加群：48635187421、设计某速冷装置，要求在1h内将50kg饮料水冷却到10。已知：饮料水的初始温度32，其比热容为4.187kJ/（kg K）。该速冷装置的制冷量（W）（不考虑包装材料部分），最接近下列何项？（）（A）580（B）1280（C）1740（D）2250 22、当氨冷库制冷系统的管道系统焊接完成后，需采用干燥氮气对其进行气密性试验，当氮气的质量泄漏率不大于5%则判定为合格。试验开始时刻的氮气温度为27，表压为2.0MPa；实验结束时刻的氮气温度和表压测量数据分别2和2。问：下列哪个试验结果可判定为合格（注：试验用氮气可视为理想气体）？（）（A）t2=35，p2=2.20MPa（B）t2=30，p2=1.94MPa（C）t2=25，p2=1.83MPa（D）t2=20，p2=1.75MPa 张工教育，请加群：4863518744.10 冷库制冷系统设计及设备的选择计算冷库制冷系统设计及设备的选择计算参考答案参考答案 1、【2012-1-A-38】解析：冷库规（GB 50072 2010）第6.4.3指出氨泵应设下列安全保护装置：应设断液自动停泵装置；排液管上应设逆止阀。因此A、B选项均为正确做法。该规范6.4.8指出泄压管出口应高于周围50m内最高建筑物屋脊5m，防止雷击、防止雨水、杂物进入泄压管。因此C选项中“60m”不正确。该规范6.4.15指出制冷系统应设紧急泄氨器，因此D做法正确。本题考点：冷库制冷系统设计。张工培训答案：【C】2、【2012-1-P-37】解析：冷库规GB 50072-2010 第6.2.11条指出：冷间冷却设备每一通路的压力降，应控制在制冷剂饱和温度降低1的范围内，因此选B。同时该规范第6.5.6条规定：制冷回气管允许的压力降相当于制冷剂的饱和温度降低1，而制冷排气管允许的压力降相当于制冷剂的饱和温度升高0.5，再次证明了B正确。张工培训答案：【B】3、【2013-1-P-37】解析：秘书处教材4.9.9，装配式冷库与土建冷库比较，具有以下优点：隔热层采用聚氨酯、聚苯乙烯等材料，具有良好的保温隔热和防潮防水性能；可显著缩短工程施工周期；组合灵活、安装方便，可根据用户需求配置制冷机组和自控原件。A、B、D项正确，按照排除法选C 张工培训答案：【C】4、【2014-1-P-36】解析：根据 秘书处教材 4.8.2 2表4.8 10可知西瓜和芒果冷藏温度分别为1015和13，故不用除霜，故A错误。秘书处教材4.9.5，国内冷库大多采用混合的除霜方法，即先热气（氨）除霜后，再用水冲霜，效果好速度快。故 B 错误。秘书处教材4.9.5冲霜淋水延续时间按每次1520min计算，故 D 正确。张工培训答案：【D】5、【2016-1-P-37】解析：根据秘书处教材4.9.6，可知冷库制冷剂管道系统属于压力管道GC级，并涉及管道的耐压强度、柔性和热补偿，并规定了允许压力降范围。因此错误说法为A。张工培训答案：【A】6、【2012-1-A-69】解析：冷库规（GB 50072 2010）第6.2.6条给出了冷库冷间设备选择原则，包括：冷却间和冷却物冷藏间的冷却设备应采用空气冷却器；包装间的冷却设备宜采用空气冷却器；冻结物冷藏间的冷却设备，宜选用空气冷却器。因此A、B说法正确，而C、D中把“应”改为“宜”后则为正确说法。张工培训答案：【AB】7、【2012-1-P-69】解析：冷库规GB 50072 2010第6.5.2条规定：冷库制冷系统管道的设计压力应根据其使用的制冷剂及其工作状况按表6.5.2确定。因此B、C正确而A错误。张工教育，请加群：486351874制冷剂 高压侧（MPa）低压侧（MPa）R717 2.0 1.5 R404A 2.5 1.8 R507 2.5 1.8 高压侧指制冷压缩机排气口经冷凝器、贮液器到节流装置的入口这一段制冷管路，因此D表述不正确。张工培训答案：【BC】8、【2013-1-P-63】解析：秘书处教材3.10.1，保冷必须满足安全与劳动保护的要求，A项正确；保冷时需要核算防结露厚度，B项正确；经济厚度计算公式知，C项正确；材料含水量增加，绝热能力下降，必须考虑吸水率，D项正确。张工培训答案：【ABCD】9、【2013-1-P-65】解析：冷库规第6.5.7条，热气融霜用的热气管，应从制冷压缩机排气管除油装置以后引出，并应在起端装设截止阀和压力表，热气融霜压力不得超过0.8MPa（表压）。A项正确;CD项错误;冷库规第6.6.4条，融霜用热气管应做保温。B项正确。张工培训答案：【AB】10、【2014-1-A-68】解析：根据秘书处教材表4.8 10表4.8 12可知荔枝冷藏温度为12；红薯的冷藏温度为15；蘑菇的冷藏温度为0；全脂奶粉的冷藏温度为21。考虑蒸发器的传热温差参考秘书处教材表4.9 19）可知荔枝和蘑菇冷藏间的蒸发温度会低于0，要设除霜系统，因此选BD。张工培训答案：【BD】11、【2016-1-P-66】解析：根据 秘书处教材 4.4.2 3，可知制冷压缩机吸气管坡向压缩机，排气管的坡度应 0.01；（GB/T 14976）为流体输送用不锈钢无缝钢管，而R404A用紫铜管；根据冷库规6.5.2可知D中2.5MPa正确。综上可得错误要求为BC。张工培训答案：【BC】12、【2018-1-A-64】解析：根据 秘书处教材 4.8.2 表 4.8 10，西瓜冷藏温度为1015,，根据 秘书处教材 4.9.4，传热温差710，冷风机蒸发温度一般高于0，不会出现结霜情况，A 不正确；冷风机选型蒸发器面积过小，由=kAt，A 过小制冷量过小，B 正确；蒸发器内润滑油存留过多，则制冷剂的传热较差，导致总的传热系数 k 较小，制冷量小，C 正确；膨胀阀开度大，节流程度小，制冷剂温度较高，传热温差小，导致降温达不到要求，D 正确。张工培训答案：【BCD】13、【2019-1-A-67】解析：根据秘书处教材4.9.1，计算冷间冷却设备负荷的是为了选择冷间的冷却设备。冷冻水供水2.5，只有外融冰满足，故 A 正确。根据秘书处教材4.9.3-1，压缩机应根据对应各蒸发温度机械负荷的计算值分别选定，B 错误。根据秘书处教材4.9.3-2 表 4.9-17 高压制冷剂与传热管外侧水膜的传热温差宜取23，C错误。根据秘书处教材4.9.3（P743），循环倍数的介绍可知 D 正确。张工培训答案：【AD】14、【2020-1-P-68】解析：张工教育，请加群：486351874根据秘书处教材4.9.6，制冷回气管允许压力降相当于制冷剂饱和温度降低1，制冷排气管允许压力降相当于制冷剂饱和温度升高0.5，对本题，吸气压力对应的饱和温度不应低于26，排气压力对应的饱和温度不应高于35.5，分别求得吸气管道阻力为0.1516 0.1446=0.007MPa=7kPa，排气管道阻力为（1.39 1.3512）/2=0.0194MPa=19.4kPa，对应的吸气压力应不低于0.1516 0.007=0.1446MPa，排气压力不高于1.3512+0.0194=1.3706Mpa，满足要求的为 AC 选项。张工培训答案：【AC】15、【2008-2-A-24】主要解答过程：查秘书处教材表 4.3-2：标准工况下 R717 的蒸发温度为15，冷凝温度为30。查秘书处教材图4.9-3（a）得冷凝器负荷系数=1.19，由公式（4.9-9）Qc=Qe=1.19 122=145.2kW，故选 C。解析：参考秘书处教材公式 4.9-9，冷凝器热负荷系数。冷凝器热负荷Qc=Qe+Pi，对于单级压缩制冷循环，冷凝器的热负荷也可按照Qc=Qe计算，式中为冷凝器负荷系数，由秘书处教材图 4.9-3 查得。本题考点：冷凝器的热负荷计算 张工培训答案：【C】16、【2009-2-A-20】主要解答过程：CO2流量：m1=Q0=210282=0.7447kg s 乙二醇流量：m2=Q0ct=2103.35=12.7273kg s 则m2：m1=12.7273/0.7447=17.09，故选 A。解析：参考以前所学的基本传热学公式，本题比较简单。本题考点：显热传递和潜热传递中流体质量流量的计算。张工培训答案：【A】17、【2011-2-A-20】主要解答过程：空气流经冷凝器的温升为t=t2 t1=QGcp=501400036001.151.005=11.12，对数平均温差为tm=(tct1)(tct2)lntct1tct2=tlntct1tct2，将tc=50、tm=9.19代入上式为 11.2ln50t150t111.12=9.19，解之得t1=34.16。故选 A。解析：本题实际为换热器的传热温差的考查，需要熟悉掌握换热器对数平均温差的概念。关于对数平均温差的公式可以参考秘书处教材,公式 1.8 28。本题考点：（1）冷凝器对数平均温差（2）冷流体温升的计算。张工培训答案【A】18、【2013-2-A-21】主要解答过程：污垢系数增加时传热面积是几乎不变的，根据题意：Q0=Am0 K0=Q0Am0；Q1=K1Am1 K1=Q1Am1；则传热系数下降百分比为：K0 K1K0=Q0Am0Q1Am1Q0Am0=24604A1636.84.4A24604A=39.5%张工教育，请加群：486351874解析：参考秘书处教材4.9.3 2，冷凝器的传热面积表达式。注意污垢系数改变时传热面积几乎不变。本题考点：冷凝器传热系数的计算。张工培训答案：【C】19、【2016-2-A-23】主要解答过程：根据题意有：新机组出厂测试时污垢系数为0m3/kW，名义工况下污垢系数为0.044m3/kW，设计工况下污垢系数为0.13m3/kW。设出厂检测时制冷量为Q0，有Qo1.02 0.96=3000/2，解得Qo=1594kW。解析：注意新机组出厂时，制冷量变化系数为1.02不是1.0，应先换算成名义工况下制冷量，再修正至设计工况下制冷量。本题考点：污垢系数修正。张工培训答案：【D】20、【2017-2-A-21】主要解答过程：由热平衡方程计算出口水温：Qk=CPm(ta2 ta1)ta2=ta1+QkCPm=35+601.0 15=39 对数平均温差：tav=tmax tminlntmaxtmin=(48 35)(48 39)ln48 3548 39=10.88 换热面积：A=QKtav=60 10330 10.88=183.82m2 解析：要求换热面积，需要知道对数平均温差，题干已经给出提示。计算平均对数温差，已知冷凝温度，如果是水冷，则需知道进出口水温，此处是空气换热器，则需知道进出风温度。此处进风温度已知，可以通过Q=CMt求之。本题考点：空气冷却换热器的基础计算 张工培训答案：【D】21、【2019-2-A-21】主要解答过程：=4.18 1000 50 32 103600=1277.2 解析：根据秘书处教材4.9.1-1，冷间货物热流量中食品热流量计算公式计算。本题考点：货物热流量计算。张工培训答案：【B】22、【2020-2-P-24】主要解答过程：根据理想气体方程=，有=/则根据气密性要求，有 1 21 100%5%21 100%95%代入 p,T：2/21/1 100%95%对 A 项计算：张工教育，请加群：486351874(2.2+0.1)/(273.15+35)(2.0+0.1)/(273.15+27)100%=2.3/308.152.1/300.15 100%=107%95%,质量有增加，不合理。对 B 项计算：(1.94+0.1)/(273.15+30)(2.0+0.1)/(273.15+27)100%=2.04/303.152.1/300.15 100%=96.2%95%对 C 项计算：(1.83+0.1)/(273.15+25)(2.0+0.1)/(273.15+27)100%=1.93/298.152.1/300.15 100%=92.5%95%对 D 项计算：(1.75+0.1)/(273.15+20)(2.0+0.1)/(273.15+27)100%=1.85/293.152.1/300.15 100%=90.2%95%综合可知，B 正确。解析：实验用氮气视为理想气体，则该封闭容积可应用克拉贝龙方程，计算质量。注意其中的压力用绝对压力。本题考点：制冷系统气密性试验相关计算。张工培训答案：【B】