小型制冰机制冷系统匹配研究(上)

小型制冰机制冷系统匹配研究(上)



针对目前制冰机制冷系统设计粗糙化的现状，根据小型制冰机的制冷特点，分析了各制冷装置的选型思路，着重阐述了其匹配计算方法，为制冰机制冷系统的优化设计提供参考．

近年来随着国民消费概念的多元化，制冰机的生产气液分离器 蒸发器 和需求量逐年递增．本文以上海田枫TF-ZBJ-23型制冰机的试制开发过程为例，对其制冷系统进行匹配计算和研究，以达到优化设计效果。



1 制冷系统概况



该机原型为仅通过匹配试验而设计的机型，试制初期，制冷效果不良，日制冰量不足，存在设计缺陷．其制 冷系统概况为：采用封闭式压缩机；波纹状翅片冷凝器；毛细管降压节流；小方冰冰槽式蒸发器：供热电磁阀辅

助脱冰．



2 制冷量的确定



(1)基本参数

环境温度：20℃；进水温度：15℃；脱冰温度：一18oC；水c=4．20kJ／(kg·K)；水的潜热：335kJ／kg；冰c=

2．26kJ／(kg。K)．



(2)计算过程

制冰机的耗冷量由以下几部分组成：

Q一使水冷却、结冰和冰降温到零下的耗冷量；Q厂使冰模、制冷剂和管路冷却的耗冷量；Q厂水泵电动

机的耗冷量；p_解冻脱模的耗冷量；Q厂冷却空气、漏水损失等．

所以总的耗冷量为 ∑Q=Q+Qz+Q，+Q+Qs．

总的耗冷量中的部分项可分别按照下列各式计算：



E4186(twl-0)+335+2．26(0-tb)／23，



Q3=Ⅳ× 堕 ， Q4=900xFxlIxQlX ，

1总 1总



式中：G为设备24h的制冰量(k ；g为每个冰块的质量(kg)；tw。为水的初温(℃)；t为冰的终温(℃)；Ⅳ为水

泵的实际功率(w)；F为每块冰的表面积(m2)：Z为使冰块脱模需融化的厚度(m)；T制冰为1周期内制冰时间

(min)，取26min；T脱冰为1周期内脱冰时问(min)，取2min；

制冰机耗冷量中Q。占绝大部分；Q，可直接从使用水泵的铭牌上读出；对于喷淋式蒸发器，Q中(900xFx

llg／sXQ)约等于0．2Q．Q、Q都很难计算出值，另外加冷桥耗冷，可以采用取安全系数J，7的方法来综合



考虑它们的影响．即实际耗冷量为

Q=(Ql+Q2+《×叼，

而安全系数叩常取1．2．

对于ZBJ18P型制冰机，制冰量为18k ，水泵功率为60w．单位时间耗冷量约为

[-1000x18／24／3600x[(15—0)x4．22+335+(0—18)x2．26／2]x(1+0．2x2／28)+60x26／28]xI．2=162．6W．

脱冰时，冰贴壁一侧的温度为一l8℃，而冰槽一侧的温度接近零度，所以考虑冰的温降时取平均值为



(0—18)／2．



3 压缩机的匹配



(1)制冰机基本参数

环境温度：20℃；进水温度：l5℃；脱冰温度：一l8℃；水c=4．20kJ／(kg·K)；水的潜热：335kJ／kg；冰c=

2．26kJ／(kg·K)．

压缩机的蒸发温度：一2O℃；冷凝温度：40℃．

通过查表插值法可以得到各个型号的压缩机的制冷量输入功率、电流、COP、质量流量．

(2) 计算过程

计算原理就是计算出制冰机实际耗冷量，同时查出压缩机标定的制冷量，然后比较两者大小即可．

①按照制冰机耗冷量的计算方法算出相应机型的耗冷量：对于ZBJ18P型制冰机，压缩机型号为伊莱克

斯L45TN，由前面计算可知其单位时间耗冷量为162．6W；