冷 库 设 计第五讲 制冷压缩机和辅助设备选型计算一、选型的一般原则第一节 活塞式压缩机的选型计算
（一）型号
1、尽可能选用大型压缩机；
2、同一机房内选配压缩机的型号不宜超过两个系列；
3、采用双级压缩循环时，应优先选用单机双级压缩机。
（二）台数
1、压缩机配备台数应尽量少，但不宜少于两台；
2、压缩机总制冷量以满足生产要求为准，不考虑备用机；
3、避免“大马拉小车”。
（三）选用压缩机的工作条件不得超过制造厂规定的使用条件。
制冷剂使用条件 R717
R12 R22
R502
高冷凝压力 低冷凝压力 高冷凝压力 低冷凝压力最高排气压力饱和温度（ ℃ ） 46 60 49 60,55① 49 49
最大压力差（ MPa） 1.6 1.4 1.4 1.8 1.6 1.4
最高吸气压力饱和温度（ ℃ ） 5 10 10 10 10 -10
最高排气温度（ ℃ ） 150 125 125 145 145 145
使用温度范围（ ℃ ）
高温 — -10～ 10 -10～ 10 -10～ 10 -10～ 10 —
中温 -15～ 5 -20～ 0 -20～ 0 -20～ 0 -20～ 0 —
低温 -30～ -10 -30～ 0 -30～ 0 — -30～ 0 -40～ -10
中型活塞式单级制冷压缩机的设计和使用条件
① 60℃ 为高温用,55℃ 为中温用第一节 活塞式压缩机的选型计算中型活塞式单机双级制冷压缩机设计和使用条件制 冷 剂使 用 条 件 R717 R12 R22
最高排气压力饱和温度（ ℃ ）
高压级 46 49 49
低压级 18 15 16
最大压力差（ MPa）
高压级 1.6 1.4 1.6
低压级 0.8 0.5 0.8
最高吸气压力饱和温度（ ℃ ） 低压级 -20 -25 -25
最高排气温度（ ℃ ）
高压级 150 125 145
低压级 120 100 115
使用温度范围（ ℃ ） -50～ -20 -50～ -25 -50～ -25
第一节 活塞式压缩机的选型计算第一节 活塞式压缩机的选型计算二、几个主要参数的确定
（一）蒸发温度 tz的确定
1、不宜划分过细；
2、直接冷却系统，蒸发温度比库温低 8～ 10℃ ；
3、间接冷却系统，蒸发温度要求比液体载冷剂低 5℃ 。
（二）冷凝温度 tl的确定
1、水冷式冷凝器的冷凝温度时间温度
ts
3
t s2,t 塔进
t 塔进
t s2
t s1
t 塔出冷却塔卧式冷凝器
t s2,t 塔出冷却塔立式冷凝器
t 塔进
t 塔出
t s2
t s1
立式冷凝器,ts2=ts1+(1.5～ 3)℃
卧式冷凝器,ts2=ts1+(4～ 6)℃
淋水式冷凝器,ts2=ts1+(2~3) ℃
21
21
1
ln
ss
m
ss
sl
ttt
tt
tt
第一节 活塞式压缩机的选型计算
△ tm:对数平均温差，经济取值范围 4～ 6 ℃.
第一节 活塞式压缩机的选型计算
（二）冷凝温度 tl的确定
2、蒸发式冷凝器和 风冷式冷凝器 的冷凝温度蒸发式冷凝器和风冷式冷凝器的冷凝温度分别取决于建库地区室外空气计算温度。
①蒸发式冷凝器,tl=ts+(5～ 10)℃
② 风冷式冷凝器,tl=tw+(10～ 15)℃
ts—— 夏季室外计算湿球温度；
tw—— 夏季室外计算干球温度第一节 活塞式压缩机的选型计算
（三）吸入温度 tx的确定
tz ± 0 -5 -10 -15 -20 -25 -28 -30 -33 -40
tx +1 -4 -7 -10 -13 -16 -18 -19 -21 -25
氨压缩机允许吸气温度（ ℃ ）
（四）过冷温度 tg的确定当采用过冷器时，过冷温度比过冷器的进水温度高 3℃ ；
当采用中间冷却器时，过冷温度比中间温度高 5～ 7℃.
第一节 活塞式压缩机的选型计算三、名义工况及名义制冷量工 况 制冷剂 冷凝温度 (℃ ) 蒸发温度 (℃ ) 过冷温度 (℃ ) 吸入温度 (℃ )
标准工况
R717 30 -15 25 -10
R22 30 -15 25 15
R12 30 -15 25 15
R502 30 -15 25 15
空调工况
R717 40 5 35 10
R22 40 5 35 15
R12 40 5 35 15
活塞式制冷压缩机的标准工况和空调工况第一节 活塞式压缩机的选型计算使用温度 制冷剂 吸入压力饱和温度 (℃) 吸入温度 (℃) 排出压力饱和温度 (℃) 制冷剂液体温度 (℃)
高温 R12 7 18 49 44R22 7 18 49 44
中温 R12 -7 18 43 38R22 -7 18 43 38
低温
R12 -23 5 43 38
R22 -23 5 43 38
R502 -23 5 43 38
工 况 制冷剂 冷凝温度 (℃ ) 蒸发温度(℃ ) 过冷温度(℃ ) 吸入温度 (℃ ) 环境温度 (℃ )
高温工况 R22 54.4 7.2 46.1 35 35± 3
低温工况 R22,R12,R502 30 -15 25 15
全封闭活塞式制冷压缩机名义工况小型活塞式单级制冷压缩机名义工况（ GB10871-89)
第一节 活塞式压缩机的选型计算四、选型计算设计工况机械负荷 算排气量 选压缩机校核制冷量电机功率计算步骤第一节 活塞式压缩机的选型计算
（一）单级压缩机的选型计算
1、选型
（ 1）单位制冷量
0 1 3q h h
0
jQG
q?
（ 2）制冷剂流量
（ 3）压缩机理论输气量 1GVp?
式中,h1,v1—— 吸入气体的焓和比容,kJ/kg,m3/kg;
h3—— 节流阀后制冷剂的焓值,kJ/kg；
Qj—— 该蒸发温度压缩机总负荷,kW;
λ —— 压缩机的输气系数，高速多缸压缩机按下式计算，氨压缩机也可查表。
10,9 4 0,0 8 5 [ ( ) 1 ]
l n
z
P
P
（ 4）查压缩机产品目录，按压缩机选型原则选择适当的型号和台数，
使得压缩机总输气量大于等于计算的输气量。
第一节 活塞式压缩机的选型计算第一节 活塞式压缩机的选型计算
2、校核
（ 1）实际制冷量 0c c jQ G q Q
cG?
1
pc VG
pV?
:制冷剂实际总流量,kg/s;
:选用压缩机理论总输气量,m3/s
（ 2）电动机功率
21()lcN G h h
/zs l zsNN
zzs z
l
T bt
T
A.理论功率
B.指示功率指示效率
h1,h2：进排气的焓值,kJ/kg
Tz,Tl,绝对蒸发温度和冷凝温度,K；
b：系数，查表 3-1-10
C.摩擦功率
m p mN V P?
Pm：平均摩擦压力 kPa，表 3-1-10
D.有效功率
y zs mN N N
电机轴功率 /
z y cNN
c?,传动效率。
通常，选配电机时，应按计算的电机轴功率增大 10%～ 15%的裕度。
第一节 活塞式压缩机的选型计算
（二）双级压缩机的选型计算
1、单机双级压缩机的选型第一节 活塞式压缩机的选型计算第一节 活塞式压缩机的选型计算
2、配组式双级压缩机的选型计算
（ 1）确定中间温度 tzj及压缩机选型
0 0,4 0,6 3z j zt t t
10 5zj zjtt
20 5zj zjtt
设：
查出各状态点的参数，如图列表求出 tzj1和 tzj2所对应的高低压级容积比 ξ
作 tzj— ξ图，定实际 tzj
tzj1,ξ1定点 1
tzj2,ξ2定点 2
定 tzj— ξ线
（ 2）校核制冷量定出中间温度后，就可以作出双级制冷循环图。
查出有关系数，目的是为了校核实际制冷量是否符合要求。
第一节 活塞式压缩机的选型计算
12()c p d d v p d dQ V q V h h
要求：
cjQQ?
（ 3）校核电机功率第二节 螺杆式制冷压缩机的选型一、型号标识第二节 螺杆式制冷压缩机的选型第二节 螺杆式制冷压缩机的选型二、名义工况及机器的工作条件第二节 螺杆式制冷压缩机的选型三、计算与选型
（一）压缩机的理论输气量设计选型时，在蒸发温度回路所需冷负荷 Q0已知的情况下，相应于
Q0螺杆压缩机理论输气量的计算方法与 活塞式相同。
100 / vqQV Vp
式中,Vp—— 计算所需的压缩机理论输气量,m3/s;
ηv—— 螺杆压缩机的输气系数，厂家提供,0.75~0.9之间。
Q0—— 计算所需的回路制冷量,kW；
q0—— 设计工况下单位质量制冷剂的产冷量,kj/kg；
v 1—— 压缩机入口处制冷剂的比容,m3/kg。
由所算得的理论排量便可根据厂家提供的技术参数来进行选型 。
第二节 螺杆式制冷压缩机的选型第二节 螺杆式制冷压缩机的选型
（二）压缩机的轴功率螺杆压缩机的轴功率的计算式如下：
adhhGN?/)( 12
式中,G—— 制冷剂的质量流量,kg/s；
h1—— 压缩机入口处制冷剂的焓值,kJ/kg；
h2—— 压缩机等熵时出口处的焓值,kJ/kg；
ηab—— 压缩机的绝热效率，一般由厂家提供，也可在 0.72~0.85间取值。
（三）直接选型用的压缩机组性能表在有些情况下可直接根据设计工况和回路所需冷负荷从厂家提供的机组性能表中选用成套机组，不必计算理论排气量。下表是几种机组的性能表，
从该表中选用压缩机不必进行理论排气量的计算。但有些工况的选型需要采用内插法。
（一）型号
1、尽可能选用大型压缩机；
2、同一机房内选配压缩机的型号不宜超过两个系列；
3、采用双级压缩循环时，应优先选用单机双级压缩机。
（二）台数
1、压缩机配备台数应尽量少，但不宜少于两台；
2、压缩机总制冷量以满足生产要求为准，不考虑备用机；
3、避免“大马拉小车”。
（三）选用压缩机的工作条件不得超过制造厂规定的使用条件。
制冷剂使用条件 R717
R12 R22
R502
高冷凝压力 低冷凝压力 高冷凝压力 低冷凝压力最高排气压力饱和温度（ ℃ ） 46 60 49 60,55① 49 49
最大压力差（ MPa） 1.6 1.4 1.4 1.8 1.6 1.4
最高吸气压力饱和温度（ ℃ ） 5 10 10 10 10 -10
最高排气温度（ ℃ ） 150 125 125 145 145 145
使用温度范围（ ℃ ）
高温 — -10～ 10 -10～ 10 -10～ 10 -10～ 10 —
中温 -15～ 5 -20～ 0 -20～ 0 -20～ 0 -20～ 0 —
低温 -30～ -10 -30～ 0 -30～ 0 — -30～ 0 -40～ -10
中型活塞式单级制冷压缩机的设计和使用条件
① 60℃ 为高温用,55℃ 为中温用第一节 活塞式压缩机的选型计算中型活塞式单机双级制冷压缩机设计和使用条件制 冷 剂使 用 条 件 R717 R12 R22
最高排气压力饱和温度（ ℃ ）
高压级 46 49 49
低压级 18 15 16
最大压力差（ MPa）
高压级 1.6 1.4 1.6
低压级 0.8 0.5 0.8
最高吸气压力饱和温度（ ℃ ） 低压级 -20 -25 -25
最高排气温度（ ℃ ）
高压级 150 125 145
低压级 120 100 115
使用温度范围（ ℃ ） -50～ -20 -50～ -25 -50～ -25
第一节 活塞式压缩机的选型计算第一节 活塞式压缩机的选型计算二、几个主要参数的确定
（一）蒸发温度 tz的确定
1、不宜划分过细；
2、直接冷却系统，蒸发温度比库温低 8～ 10℃ ；
3、间接冷却系统，蒸发温度要求比液体载冷剂低 5℃ 。
（二）冷凝温度 tl的确定
1、水冷式冷凝器的冷凝温度时间温度
ts
3
t s2,t 塔进
t 塔进
t s2
t s1
t 塔出冷却塔卧式冷凝器
t s2,t 塔出冷却塔立式冷凝器
t 塔进
t 塔出
t s2
t s1
立式冷凝器,ts2=ts1+(1.5～ 3)℃
卧式冷凝器,ts2=ts1+(4～ 6)℃
淋水式冷凝器,ts2=ts1+(2~3) ℃
21
21
1
ln
ss
m
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sl
ttt
tt
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第一节 活塞式压缩机的选型计算
△ tm:对数平均温差，经济取值范围 4～ 6 ℃.
第一节 活塞式压缩机的选型计算
（二）冷凝温度 tl的确定
2、蒸发式冷凝器和 风冷式冷凝器 的冷凝温度蒸发式冷凝器和风冷式冷凝器的冷凝温度分别取决于建库地区室外空气计算温度。
①蒸发式冷凝器,tl=ts+(5～ 10)℃
② 风冷式冷凝器,tl=tw+(10～ 15)℃
ts—— 夏季室外计算湿球温度；
tw—— 夏季室外计算干球温度第一节 活塞式压缩机的选型计算
（三）吸入温度 tx的确定
tz ± 0 -5 -10 -15 -20 -25 -28 -30 -33 -40
tx +1 -4 -7 -10 -13 -16 -18 -19 -21 -25
氨压缩机允许吸气温度（ ℃ ）
（四）过冷温度 tg的确定当采用过冷器时，过冷温度比过冷器的进水温度高 3℃ ；
当采用中间冷却器时，过冷温度比中间温度高 5～ 7℃.
第一节 活塞式压缩机的选型计算三、名义工况及名义制冷量工 况 制冷剂 冷凝温度 (℃ ) 蒸发温度 (℃ ) 过冷温度 (℃ ) 吸入温度 (℃ )
标准工况
R717 30 -15 25 -10
R22 30 -15 25 15
R12 30 -15 25 15
R502 30 -15 25 15
空调工况
R717 40 5 35 10
R22 40 5 35 15
R12 40 5 35 15
活塞式制冷压缩机的标准工况和空调工况第一节 活塞式压缩机的选型计算使用温度 制冷剂 吸入压力饱和温度 (℃) 吸入温度 (℃) 排出压力饱和温度 (℃) 制冷剂液体温度 (℃)
高温 R12 7 18 49 44R22 7 18 49 44
中温 R12 -7 18 43 38R22 -7 18 43 38
低温
R12 -23 5 43 38
R22 -23 5 43 38
R502 -23 5 43 38
工 况 制冷剂 冷凝温度 (℃ ) 蒸发温度(℃ ) 过冷温度(℃ ) 吸入温度 (℃ ) 环境温度 (℃ )
高温工况 R22 54.4 7.2 46.1 35 35± 3
低温工况 R22,R12,R502 30 -15 25 15
全封闭活塞式制冷压缩机名义工况小型活塞式单级制冷压缩机名义工况（ GB10871-89)
第一节 活塞式压缩机的选型计算四、选型计算设计工况机械负荷 算排气量 选压缩机校核制冷量电机功率计算步骤第一节 活塞式压缩机的选型计算
（一）单级压缩机的选型计算
1、选型
（ 1）单位制冷量
0 1 3q h h
0
jQG
q?
（ 2）制冷剂流量
（ 3）压缩机理论输气量 1GVp?
式中,h1,v1—— 吸入气体的焓和比容,kJ/kg,m3/kg;
h3—— 节流阀后制冷剂的焓值,kJ/kg；
Qj—— 该蒸发温度压缩机总负荷,kW;
λ —— 压缩机的输气系数，高速多缸压缩机按下式计算，氨压缩机也可查表。
10,9 4 0,0 8 5 [ ( ) 1 ]
l n
z
P
P
（ 4）查压缩机产品目录，按压缩机选型原则选择适当的型号和台数，
使得压缩机总输气量大于等于计算的输气量。
第一节 活塞式压缩机的选型计算第一节 活塞式压缩机的选型计算
2、校核
（ 1）实际制冷量 0c c jQ G q Q
cG?
1
pc VG
pV?
:制冷剂实际总流量,kg/s;
:选用压缩机理论总输气量,m3/s
（ 2）电动机功率
21()lcN G h h
/zs l zsNN
zzs z
l
T bt
T
A.理论功率
B.指示功率指示效率
h1,h2：进排气的焓值,kJ/kg
Tz,Tl,绝对蒸发温度和冷凝温度,K；
b：系数，查表 3-1-10
C.摩擦功率
m p mN V P?
Pm：平均摩擦压力 kPa，表 3-1-10
D.有效功率
y zs mN N N
电机轴功率 /
z y cNN
c?,传动效率。
通常，选配电机时，应按计算的电机轴功率增大 10%～ 15%的裕度。
第一节 活塞式压缩机的选型计算
（二）双级压缩机的选型计算
1、单机双级压缩机的选型第一节 活塞式压缩机的选型计算第一节 活塞式压缩机的选型计算
2、配组式双级压缩机的选型计算
（ 1）确定中间温度 tzj及压缩机选型
0 0,4 0,6 3z j zt t t
10 5zj zjtt
20 5zj zjtt
设：
查出各状态点的参数，如图列表求出 tzj1和 tzj2所对应的高低压级容积比 ξ
作 tzj— ξ图，定实际 tzj
tzj1,ξ1定点 1
tzj2,ξ2定点 2
定 tzj— ξ线
（ 2）校核制冷量定出中间温度后，就可以作出双级制冷循环图。
查出有关系数，目的是为了校核实际制冷量是否符合要求。
第一节 活塞式压缩机的选型计算
12()c p d d v p d dQ V q V h h
要求：
cjQQ?
（ 3）校核电机功率第二节 螺杆式制冷压缩机的选型一、型号标识第二节 螺杆式制冷压缩机的选型第二节 螺杆式制冷压缩机的选型二、名义工况及机器的工作条件第二节 螺杆式制冷压缩机的选型三、计算与选型
（一）压缩机的理论输气量设计选型时，在蒸发温度回路所需冷负荷 Q0已知的情况下，相应于
Q0螺杆压缩机理论输气量的计算方法与 活塞式相同。
100 / vqQV Vp
式中,Vp—— 计算所需的压缩机理论输气量,m3/s;
ηv—— 螺杆压缩机的输气系数，厂家提供,0.75~0.9之间。
Q0—— 计算所需的回路制冷量,kW；
q0—— 设计工况下单位质量制冷剂的产冷量,kj/kg；
v 1—— 压缩机入口处制冷剂的比容,m3/kg。
由所算得的理论排量便可根据厂家提供的技术参数来进行选型 。
第二节 螺杆式制冷压缩机的选型第二节 螺杆式制冷压缩机的选型
（二）压缩机的轴功率螺杆压缩机的轴功率的计算式如下：
adhhGN?/)( 12
式中,G—— 制冷剂的质量流量,kg/s；
h1—— 压缩机入口处制冷剂的焓值,kJ/kg；
h2—— 压缩机等熵时出口处的焓值,kJ/kg；
ηab—— 压缩机的绝热效率，一般由厂家提供，也可在 0.72~0.85间取值。
（三）直接选型用的压缩机组性能表在有些情况下可直接根据设计工况和回路所需冷负荷从厂家提供的机组性能表中选用成套机组，不必计算理论排气量。下表是几种机组的性能表，
从该表中选用压缩机不必进行理论排气量的计算。但有些工况的选型需要采用内插法。
