噸小型冷庫畢業(yè)設(shè)計

1、湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學院畢畢 業(yè) 設(shè) 計題 目：豬肉類冷庫制冷工程設(shè)計專 業(yè)： 物工專業(yè) 班 級： 物工0903班 學生姓名： 肖紅斌 指導老師： 陳進軍 2011年12月1日摘 要本設(shè)計為豬肉冷庫制冷工程設(shè)計，本建筑包括兩個凍結(jié)間、三個凍結(jié)物冷藏間。本次設(shè)計的主要內(nèi)容包括：制冷系統(tǒng)方案的確定、冷負荷的計算、設(shè)備選型、制冷系統(tǒng)的布置。結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特點和使用功能，通過方案比較，在冷負荷計算的基礎(chǔ)上，選擇了雙級壓縮制冷系統(tǒng)，根據(jù)制冷系統(tǒng)方案的設(shè)計，進行輔助設(shè)備的選型。其次本設(shè)計介紹了機房及庫房設(shè)備的布置，管線的布置及走向，管材、管徑等。最后對制冷系統(tǒng)的試壓、試漏、及管道的保溫問題做了簡單說明。關(guān)鍵

2、詞：制冷系統(tǒng)、活塞式壓縮機、冷負荷目錄1 工程概況及原始材料11.1 設(shè)計目的11.2 工程概況11.2.1 冷庫設(shè)計條件11.2.2 冷庫圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)計算21.2.3 維護結(jié)構(gòu)傳熱面積F的確定72 冷負荷計算92.1 維護結(jié)構(gòu)傳熱引起的耗冷量Q192.2 食品冷加工耗冷量Q2的計算102.3 通風換氣的耗冷量Q3的計算122.4 電動機運轉(zhuǎn)耗冷量Q4的計算122.5 操作耗冷量Q5的計算122.6 耗冷量的匯總142.6.1 冷間冷卻設(shè)備負荷計算142.6.2 機械負荷Qj計算15冷庫耗冷量估算163 制冷系統(tǒng)方案的確定183.1 確定制冷系統(tǒng)方案的原則183.2確定制冷系統(tǒng)方案的主要

3、內(nèi)容183.3 冷庫制冷系統(tǒng)的確定選擇19制冷劑種類確定193.3.2 制冷系統(tǒng)供液方式的確定19冷間冷卻方式的確定21制冷系統(tǒng)供冷方式的確定22蒸發(fā)溫度的確定223.3.6過熱度的確定22冷凝溫度的確定22過冷度的確定23蒸發(fā)器除霜方案的確定234 制冷機器設(shè)備的選型244.1 壓縮機的選型計算24選型的一般原則244.1.2 計算壓力比244.1.3 33蒸發(fā)回路壓縮機選型244.2 冷凝器的選型計算294.2.1 冷凝器的負荷294.2.2 冷凝器面積計算304.2.3 冷卻水用量314.3蒸發(fā)器的選型計算31冷風機的選型計算314.3.2 凍結(jié)間冷卻設(shè)備選型32排管的選型計算324.4

4、 節(jié)流閥的選型345 輔助設(shè)備的選型355.1 中間冷卻器的選型35中間冷卻器的桶徑355.1.2 蛇形盤管傳熱面積的計算355.2 高壓貯液器的選型375.2.1 貯液器所需容積375.3 低壓循環(huán)桶的選型395.3.1 低壓循環(huán)桶的桶徑計算39低壓循環(huán)桶容積計算3954氨泵的選型計算41氨泵的體積流量計算41參數(shù)確定425.4.3 計算結(jié)果425.5 排液桶的選型計算425.6 集油器的選型計算445.7 油分離器選型計算445.7.1 計算基礎(chǔ)資料445.7.2 參數(shù)確定455.8空氣分離器選型466 制冷系統(tǒng)管道設(shè)計486.1系統(tǒng)管道和閥門的設(shè)計要求486.2系統(tǒng)管道的設(shè)計48管道流速

5、要求48蒸發(fā)器供液管的設(shè)計486.2.3 吸氣管道的設(shè)計496.2.4 排氣管的設(shè)計49其它管道的設(shè)計49對制冷工藝管道布置要求496.3管徑的確定496.3.1 回氣管管徑49排氣管管徑50貯液桶至調(diào)節(jié)站管徑50冷凝器至貯液器管徑506.4 制冷設(shè)備和管道的隔熱層厚度507 結(jié)論51參考文獻52致謝531 工程概況及原始材料1.1 設(shè)計目的畢業(yè)設(shè)計是工科類專業(yè)教學的重要環(huán)節(jié)之一，是對學生在校所學理論知識的全面總結(jié)和綜合檢驗。通過畢業(yè)設(shè)計初步了解制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)的設(shè)計內(nèi)容、程序和基本原則，了解設(shè)計計算的步驟和方法，培養(yǎng)學生的識圖和制圖能力，引導學生學會查找設(shè)計規(guī)范和設(shè)計手冊，初步了解本專業(yè)的

6、主要設(shè)備、附件及材料。參加制冷技術(shù)畢業(yè)設(shè)計的學生，通過設(shè)計要求掌握有關(guān)冷藏庫有關(guān)制冷工藝設(shè)計的內(nèi)容、程序及基本原則和制冷工藝設(shè)計計算方法并提高繪制設(shè)計圖紙的能力。在設(shè)計過程中盡可能聯(lián)系當前技術(shù)發(fā)展和環(huán)保要求，參照新規(guī)范進行設(shè)計，使設(shè)計達到技術(shù)、經(jīng)濟、運行管理的合理、可行和安全可靠。1.2 工程概況該冷庫是一個單層500t生產(chǎn)性冷庫，主要生產(chǎn)儲存白條肉。采用磚墻、鋼筋混凝土梁、柱和板建成。隔熱層外墻和屋頂采用聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡，凍結(jié)間內(nèi)墻貼軟木，地坪采用爐渣并裝設(shè)水泥通風管。該冷庫主要包括凍結(jié)間、凍結(jié)物冷藏間兩大部分。其主要加工環(huán)節(jié)為：白條肉胴體進入凍結(jié)間凍結(jié)，肉胴體溫度降至要求溫度后進入凍結(jié)物冷藏

7、間冷藏。 冷庫設(shè)計條件（1）氣象和水文資料 夏季室外計算溫度為+32，相對濕度為60%，太陽輻射在北緯考慮，地下水溫為20，可以是深進水，采用循環(huán)水。進水溫度為25，出水溫度為30（2） 生產(chǎn)能力 冷藏容量為500t，凍結(jié)能力為20t/日。（3）制冷系統(tǒng) 采用氨直接蒸發(fā)制冷系統(tǒng)。凍結(jié)物冷藏間溫度為-20，凍結(jié)間溫度為-23 （4）冷藏庫的平面布置圖1-1 冷藏庫的平面布置圖冷庫圍護結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)計算 主要計算外墻、內(nèi)墻，閣樓層和地坪的傳熱系數(shù)，計算公式見資料1第三章。 熱阻計算公式為 (1-1) 傳熱系數(shù)K的計算公式為 （1-2）式中： - 分別是維護結(jié)構(gòu)外側(cè)和內(nèi)側(cè)的傳熱系數(shù)，按資料1表33查

8、取；- 冷間維護結(jié)構(gòu)中各層建筑材料或隔熱材料的熱導率,查資料1表A-1、A-2和表3-5； - 冷間維護結(jié)構(gòu)中各層建筑材料或隔熱材料的厚度（）。 對于墻面的對流換熱系數(shù)，外墻表面取25;內(nèi)墻表面取7；凍結(jié)間的內(nèi)墻表面取25。各冷庫圍護結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)的計算見下表：表1-1 冷庫外墻圍護結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)計算表結(jié)構(gòu)層次外墻1外墻外表面空氣熱阻250.040220厚水泥沙漿抹面0.020.930.02153370厚預制混凝土磚墻0.370.70.5285420厚水泥沙漿抹面0.020.930.0405冷底子油一道-6二氈三油 油氈 瀝青0.040.0060.150.400.02660.0157550

9、厚稻殼隔熱層0.550.1513.64248混合砂漿砌磚墻0.120.70.1714920厚水泥沙漿抹面0.020.930.021510外墻內(nèi)表面空氣熱阻70.1428總熱阻4.6312傳熱系數(shù)K0.2159表1-2 冷庫內(nèi)墻圍護結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)計算表結(jié)構(gòu)層次凍結(jié)間內(nèi)墻1內(nèi)墻外表面空氣熱阻250.04220厚水泥沙漿抹面0.020.930.02153混合砂漿砌磚墻0.120.70.1714420厚水泥沙漿抹面0.020.930.02155150 厚軟木隔熱層0.150.072.14286二氈三油 油氈 瀝青0.040.0060.150.400.02660.015720厚水泥沙漿抹面0.020.

10、930.02158內(nèi)墻內(nèi)表面空氣熱阻70.1428總熱阻2.60315傳熱系數(shù)K0.3841表1-3 冷庫屋頂圍護結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)計算表結(jié)構(gòu)層次屋頂1外表面空氣熱阻250.040240厚預制混凝土板0.041.10.03633二氈三油 油氈 瀝青0.040.0060.150.400.02660.015420厚水泥沙漿找平層0.020.80.025530厚鋼筋混凝土屋蓋0.031.350.022261100厚稻殼隔熱層1.10.138.46157250厚鋼筋混凝土板0.251.350.18518內(nèi)表面空氣熱阻 冷藏間 凍結(jié)間7250.14280.049總熱阻冷藏間凍結(jié)間8.95458.85171

11、0傳熱系數(shù)K冷藏間凍結(jié)間0.11170.113表1-4 冷庫地坪圍護結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)計算表結(jié)構(gòu)層次地坪160厚細石鋼筋混凝土面層0.061.350.0444215厚水泥沙漿抹面層0.150.80.01873一氈二油 油氈 瀝青0.0020.0030.150.40.01330.0075420厚水泥沙漿抹面層0.020.80.025550厚爐渣預制塊0.050.350.14286540厚爐渣層0.540.281.9285715厚水泥砂漿保護層0.0150.800.01878二氈三油 油氈 瀝青0.040.0060.150.400.02660.015920厚水泥沙漿抹面層0.020.80.02501

12、053厚單層紅磚干鋪0.0530.70.075711400厚干沙墊層0.4000.50.80012150厚3:7灰土墊層0.150.3450.434713100厚碎石灌50號水泥砂漿0.100.60.166614內(nèi)表面空氣熱阻 冷藏間 凍結(jié)間7250.14280.04總熱阻冷藏間凍結(jié)間3.88533.7823傳熱系數(shù)K冷藏間凍結(jié)間0.25730.2643 維護結(jié)構(gòu)傳熱面積F的確定根據(jù)資料1維護結(jié)構(gòu)傳熱面積的計算應(yīng)符合下列規(guī)定：（1） 屋面、地面和外墻的長度應(yīng)該自外墻外表面至外墻外表面或外墻外表面至內(nèi)墻中或內(nèi)墻中至內(nèi)墻中計算；（2） 樓板和內(nèi)墻長、寬度應(yīng)自外墻內(nèi)表面至外墻內(nèi)表面或外墻內(nèi)表面至內(nèi)墻

13、中或內(nèi)墻中至內(nèi)墻中計算；（3） 外墻的高度：地下室或底層，應(yīng)自地坪的隔熱層下表面至上層樓面計算；（4） 內(nèi)墻的高度：地下室或底層和中間層，應(yīng)自該層地面、樓面至上層樓面計算；頂層應(yīng)自該層樓面至頂部隔熱層下表面計算。冷庫圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積如下表：表1-5 冷庫圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積表計算部位傳熱面積計算部位傳熱面積長/m高/m面積長/m高/m面積No.1 東墻 西墻 北墻 屋頂 地坪 13565No.4 北墻 南墻 西墻 屋頂 地坪 14.45721356514.457224512027.65138241331227.614.4397.44241331227.614.4397.44No.2 東墻 西墻

14、 屋頂 地坪14.6573No.5 東墻 南墻 北墻 屋頂 地坪27.6513814.657314.45722414.6350.414.45722414.6350.427.614.4397.4427.614.4397.44No.3 東墻 西墻 南墻 屋頂 地坪13.856913.85692451202413.8331.22413.8331.22 冷負荷計算2.1 維護結(jié)構(gòu)傳熱引起的耗冷量Q1根據(jù)資料1，因維護結(jié)構(gòu)傳熱引起的耗冷量應(yīng)按下列公式計算： (2-1)式中： - 維護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)； - 維護結(jié)構(gòu)傳熱面積（）；- 維護結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫差修正系數(shù)；錯誤！未找到引用源。- 維護結(jié)構(gòu)外側(cè)計算溫度（錯誤

15、！未找到引用源。）；- 維護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)計算溫度（）。表2-1 Q1的計算表冷間序號墻體方向計算公式:NO.1東墻0.2159×65×1.05×32-(-20)32-20766.2291北墻0.2159×120×1.05×32-(-20)32-201414.557西墻0.2159×65×1×32-(-20)32-20729.742屋頂0.1117×312×1.2×32-(-20)32-202174.665地坪0.2573×312×0.7×30-(-2

16、0)30-202809.716此間合計7277.934No.2東墻0.2159×73×1.05×32-(-20)32-20860.5342西墻0.2159×73×1×32-(-20)32-20819.5564屋頂0.1117×350.4×1.2×32-(-20)32-202442.316地坪0.2573×350.4×0.7×30-(-20)30-203155.527此間合計7277.934No.3東墻0.2159×69×1.05×32-(-20)

17、32-20813.3817西墻0.2159×69×1×32-(-20)32-20774.6492南墻0.2159×120×1.05×32-(-20)32-201414.557屋頂0.1117×331.2×1.2×32-(-20)32-202308.49地坪0.2573×331.2×0.7×30-(-20)30-202982.622此間合計8293.72No.4南墻0.2159×72×1.05×32-(-23)32-23897.7122西墻0.21

18、59×138×1.05×32-(-23)32-231720.715北墻0.2159×72×1.05×32-(-23)32-23897.7122屋頂0.1117×397.44×1.2×32-(-23)32-23 2930.007地坪0.2643×397.44×0.7×30-(-23)30-233897.11此間合計10343.16NO.5東墻0.2159×138×1×32-(-23)32-231638.681南墻0.2159×72

19、5;1.05×32-(-23)32-23897.7122北墻0.2159×72×1.05×32-(-23)32-23897.7122屋頂0.1117×397.44×1.2×32-(-23)30-232930.007地坪0.2643×397.44×0.7×30-(-23)30-23 3897.11此間合計 10261.222.2 食品冷加工耗冷量Q2的計算根據(jù)資料1貨物放熱量計算公式如下： (2-2)式中： - 貨物熱量(W)；- 包裝材料和運載工具的熱量（W）；-冷間的每日進貨量（Kg）；- 貨

20、物進入冷間初始溫度時的比焓（錯誤！未找到引用源。）,查資料1表A-3；- 貨物在冷間內(nèi)終止降溫時的比焓（），查資料1表A-3；- 貨物冷卻時間（h），對冷藏間取24 h，對冷卻間、凍結(jié)間取設(shè)計冷加工時間； - 貨物包裝材料或運載工具重量系數(shù)，查資料1表3-12；- 貨物包裝材料或運載工具的比熱容，查資料1表3-14；- 貨物包裝材料或運載工具進入冷間時的溫度（）；- 貨物包裝材料或運載工具在冷間內(nèi)終止降溫時的溫度，一般為該冷間的設(shè)計溫度（）。（1） 由于冷藏間屬于生產(chǎn)性冷庫，進入冷藏間儲存時的耗冷量，要按每晝夜凍結(jié)能力比例攤?cè)胗诟骼洳亻g內(nèi)。該庫有二間凍結(jié)間，每間凍結(jié)能力為6.5t/日，共13t

21、/日.三間冷藏間按比例攤分，每間進貨量為6.5t/日。凍結(jié)食品為豬肉。（2） 凍結(jié)間：食品在凍結(jié)間的溫度按32計算，經(jīng)過20h以后的溫度為-15。食品的凍結(jié)加工量為6.5t/日，即G=6500/日。 食品在凍結(jié)前后的焓值查資料1附表A-3可得：308.7KJ/,12.2KJ/，=1,T=20.（3） 冷藏間：進貨量為19.5t/日，食品入庫前地溫度為-15，經(jīng)冷藏24后達到-20。 G=19500/日，食品前后的焓值查資料1附表A-3可得：12.2，0，T=24。2.3 通風換氣的耗冷量Q3的計算 由資料1, 通風換氣熱量只適用于貯存有呼吸的食品的冷藏間,因為本庫生產(chǎn)貨物為豬肉，冷間又無操作工

22、人長期停留操作，所以可以忽略不計。2.4 電動機運轉(zhuǎn)耗冷量Q4的計算由資料1, 電動機運轉(zhuǎn)熱量應(yīng)按下式計算： (2-3) 式中:- 電動機運轉(zhuǎn)熱量（）； - 電動機額定功率（）；- 熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，電動機在冷間時應(yīng)取1，電動機在冷間外應(yīng)取0.75；- 電動機運轉(zhuǎn)時間系數(shù)，對冷風機配用的電動機取1，對冷間其他設(shè)備配用的電動機可按實際情況取值，一般可按晝夜操作8h計，則凍結(jié)間：4號、5號、6號凍結(jié)間電動機的運行耗冷量相同：冷風機使用的電動機有兩臺，每臺功率為2.2KW，電動機運轉(zhuǎn)耗冷量為凍結(jié)物冷藏間：此間無風機，所以該項耗冷量=0。2.5 操作耗冷量Q5的計算由資料1, 操作熱量可按下式計算： （2-

23、4)式中 - 照明熱量（）；- 開門熱（），當冷間的冷藏門超過兩樘時，應(yīng)按兩樘門的開門熱計算；- 操作人員熱量（）；- 每平方米地板面積照明熱量，冷藏間可取,操作人員長時間停留的加工時間、包裝間等可取 - 冷間地板面積（）； - 每日開門換氣系數(shù)，查資料1圖3-3，取2； - 冷間內(nèi)公稱容積（）；- 冷間內(nèi)、外空氣的含熱量（）,查資料1表A-5； - 空氣幕效率修正系數(shù)，可取0.5，如不設(shè)空氣幕時，則取1； 24- 每日小時數(shù)（h）；- 冷間空氣密度（），查資料1 表A-6 ； 3/24- 每日操作時間系數(shù)，按每日操作3h計；- 操作人員數(shù)，查資料1表3-15，可按冷間內(nèi)公稱容積250增加一人

24、；- 每個操作人員產(chǎn)生的熱量（），冷間設(shè)計溫度高于或等于-5時取279，冷間設(shè)計溫度低于-5時取419。注： 冷卻間、凍結(jié)間不計算該項負荷。表2-2 各冷間經(jīng)營操作耗冷量 參數(shù)冷間NO.1 冷藏間23122156078.29-18.970.51.3956419940.7NO.2 冷藏間2350.42175278.29-18.970.51.39574191070.2NO.3 冷藏間2331.22165678.29-18.970.51.3956419979.22.6 耗冷量的匯總 冷間冷卻設(shè)備負荷計算由資料1,冷間冷卻設(shè)備負荷應(yīng)按下式計算： （2-5）式中 - 冷間冷卻設(shè)備負荷（）；- 維護結(jié)構(gòu)傳

25、熱量（）；- 貨物熱量（）；- 通風換氣熱量（）；- 電動機運轉(zhuǎn)熱量（）；- 操作熱量（）；- 負荷系數(shù)，冷卻間和凍結(jié)間得到負荷系數(shù)取應(yīng)取1.3，其他冷間取1。表2-3 庫房冷卻設(shè)備的總負荷冷間類別NO.1冷藏間7.27792.750.94110.9689NO.2冷藏間7.27792.751.0711.0979NO.3冷藏間8.29372.750.97912.0227NO.4凍結(jié)間10.34326.774.449.544NO.5凍結(jié)間10.261226.774.4-49.4622總計133.09572.6.2 機械負荷計算由資料1,機械負荷應(yīng)分別根據(jù)不同的蒸發(fā)溫度按下式計算： (2-6) 式中

26、 - 機械負荷（W）；-維護結(jié)構(gòu)傳熱量的季節(jié)修正系數(shù)，查資料1表3-17，取1；- 貨物熱量的機械負荷折減系數(shù)，查資料1，冷加工間和其他冷間取1，凍結(jié)物冷藏間為7000以下取0.5；- 同期換氣系數(shù)，一般?。ㄍ瑫r最大換氣量與全庫每日總換氣量的比值大時取大值）；- 冷間用的電動機同期運轉(zhuǎn)系數(shù)，對冷卻間和凍結(jié)間中的冷風機取1，其余查資料1表3-18，取1；- 冷間同期操作系數(shù)，查資料1表3-18，取0.5； R- 制冷裝置和管道等冷損耗補償系數(shù)，一般直接冷卻系統(tǒng)取1.07，間接冷卻系統(tǒng)取1.12，本系統(tǒng)采用直冷，R取1.07。 由公式2-6計算，結(jié)果如下：表2-4 機械負荷匯總 參數(shù) 蒸發(fā)溫度（K

27、W）（KW）（KW）（KW）（KW）（KW）-3022.84954.125-1.4951.0730.462-33 20.604253.54-8.8-1.0788.750此項合計119.2132.6.3 冷庫耗冷量估算表2-5 凍結(jié)每噸肉類食品的耗冷量估算表序號庫房溫度/肉類降溫情況凍結(jié)加工時間/h 單位耗冷量/()入庫時/出庫時/冷卻設(shè)備負荷機械負荷1-23+4-1520530045002-23+12-1512820069003-23+35-1520760058004-30+4-1511940075005-30-10-181667005400指一次凍結(jié)（指肉類不經(jīng)過冷卻），氨系統(tǒng)直接用低于-3

28、3的蒸發(fā)溫度。注：本表內(nèi)冷卻設(shè)備負荷已經(jīng)包括貨物熱流量系數(shù)P的數(shù)值，機械負荷已經(jīng)包括總管道等7%的冷損耗系數(shù)。凍結(jié)間日進貨量為6.5，經(jīng)上表查得：冷卻設(shè)備負荷為 7600×6.5=49400 機械負荷為 5800×6.5=37700凍結(jié)物冷藏間日進貨量為20，經(jīng)查得：冷卻設(shè)備負荷為 6700×20=134000 機械負荷為 5400×20=10800經(jīng)估算:庫房的冷卻設(shè)備負荷為 13400+49400=183.4>133.0957 庫房的機械負荷為 108000+37700=145.7>119.213由上所得，負荷要求。3 制冷系統(tǒng)方案的確定

29、制冷系統(tǒng)方案是設(shè)計單位依據(jù)設(shè)計任務(wù)書而提出的初步設(shè)想，是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。制冷系統(tǒng)方案的設(shè)計包括制冷系統(tǒng)中制冷劑的選擇，蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、壓縮機吸氣溫度等。冷庫或其他制冷裝置，使用效果的好壞都與所選擇的制冷方案有著密切的關(guān)系。若制冷方案確定的不當，會給冷庫的建設(shè)造成不應(yīng)有的損失和操作管理不便。因此在確定方案時，應(yīng)從先進、實用、發(fā)展、經(jīng)濟等方面出發(fā)，同時考慮幾個不同的方案進行比較，權(quán)衡利弊，選擇最佳的設(shè)計方案。3.1 確定制冷系統(tǒng)方案的原則(1)滿足食品冷加工工藝要求，保證質(zhì)量，降低干耗；(2)制冷系統(tǒng)要運轉(zhuǎn)可靠和操作管理方便，又要有安全保障；(3)制冷系統(tǒng)盡量采用新機器、新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝

30、、應(yīng)優(yōu)先 選用自動控制方案；(4)考慮經(jīng)濟性，綜合比較初置費用和運轉(zhuǎn)費用；(5)考慮技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展趨勢。3.2確定制冷系統(tǒng)方案的主要內(nèi)容(1)制冷劑種類確定；(2)制冷系統(tǒng)供液方式的確定；(3)冷間冷卻方式的確定；(4)制冷系統(tǒng)供冷方式的確定；(5)蒸發(fā)溫度的確定；(6)過熱度的確定；(7)冷凝溫度的確定；(8)過冷度的確定；(9)制冷系統(tǒng)自控方案確定；(10)蒸發(fā)器除霜方案確定。3.3 冷庫制冷系統(tǒng)的確定選擇制冷劑種類確定目前，作為制冷劑的物質(zhì)大約有幾十種，但常用的不過十幾種，用于食品冷藏的制冷劑也就幾種，其主要有氨和氟利昂。氨是目前應(yīng)用最為廣泛的一種制冷劑，主要用于制冰和冷藏制冷。氨作為制冷

31、劑其優(yōu)點是單位容積制冷量大；蒸發(fā)壓力和冷凝壓力適中；氨黏度小，流動阻力小，傳熱性能好，對鋼鐵不產(chǎn)生腐蝕作用；氨易溶于水，系統(tǒng)不易發(fā)生“冰塞”現(xiàn)象；氨價格便宜，容易購買。氨的主要缺點是對人體有較大的毒性。氨蒸氣無色，具有強烈的刺激性臭味，刺激人的眼睛與呼吸器官。氨易燃易爆，當空氣中氨的體積分數(shù)達16%25%時可引起爆炸，達到11%14%時即可點燃。因此，車間內(nèi)的工作區(qū)里氨蒸氣濃度不得超過20。 氨幾乎不溶于油，如果潤滑油進入換熱設(shè)備，在換熱設(shè)備的傳熱面上會形成油膜，影響其傳熱效果。因此，在氨制冷系統(tǒng)中必須設(shè)置油分離器。此外，在運行中潤滑油還會積存在冷凝器、貯液器和蒸發(fā)器等設(shè)備的下部，下部有排油裝

32、置，應(yīng)定期排油。氟利昂制冷劑種類很多，性能各異，但有其共同特點。氟利昂制冷劑所具有的優(yōu)點是無毒，無臭，不易燃燒，對金屬不腐蝕，絕熱指數(shù)小，因此排氣溫度低；具有較大的分子量，適用于離心式制冷壓縮機。其缺點是部分制冷劑的單位容積制冷量小，制冷劑的循環(huán)量較大；密度大,流動阻力大；含有氯原子的氟利昂遇明火時會分解出有毒氣體；放熱系數(shù)底；價格高，易于泄露而不易發(fā)現(xiàn)。氟利昂的價格較高，所以通常主要用于有嚴格的衛(wèi)生、安全要求的場合?？偵纤?，由于本次設(shè)計中冷藏庫制冷系統(tǒng)制冷量較大，從經(jīng)濟的角度考慮，國內(nèi)大中型冷庫都采用氨為工質(zhì)，且技術(shù)也較為成熟，因此本設(shè)計中也采用氨為制冷劑。制冷系統(tǒng)供液方式的確定蒸氣壓縮機

33、制冷系統(tǒng)根據(jù)向蒸發(fā)器供液的方式不同可分為直接供液、重力供液、液泵供液三種。(1）直接供液方式直接供液是指制冷劑液體通過膨脹閥直接向蒸發(fā)器供液，而不經(jīng)過其他設(shè)備的制冷系統(tǒng)，又稱直接膨脹供液系統(tǒng)。直接供液方式的特點是： 經(jīng)過節(jié)流膨脹后的制冷劑，處于氣液兩相混合狀態(tài)，兩相流體在多路蒸發(fā)器管路中，不能按設(shè)計要求均勻地分配。 高壓制冷劑液體，經(jīng)節(jié)流膨脹后，產(chǎn)生大量閃發(fā)氣體，這些氣體進入蒸發(fā)器不僅沒有制冷，而且會使蒸發(fā)器的傳熱效果降低。 采用直接節(jié)流供液的蒸發(fā)器通常為單一通道，蒸發(fā)器盤管的長度受到限制，不能大長，不然沿程阻力引起的蒸發(fā)器內(nèi)壓力降太大，會影響蒸發(fā)器的正常工作。 為了簡化制冷裝置，便于操作管理

34、，直接供液系統(tǒng)一般采用壓縮冷凝機組為宜(2）重力供液方式重力供液是利用制冷劑液柱的重力來向蒸發(fā)器供液。這種系統(tǒng)是將經(jīng)過膨脹閥的制冷劑先經(jīng)過氨液分離器，將其中氨蒸氣分離后，使氨液借助于氨液分離器的液面和蒸發(fā)器的液面之間的液位差作為動力，達到向蒸發(fā)器供液的目的。這種供液方式的特點是： 高壓制冷劑經(jīng)過膨脹閥節(jié)流后將產(chǎn)生閃發(fā)氣體，在氨液分離器里被分離出來，這樣供給蒸發(fā)器的液體不再是氣液兩相的混合體，從而提高了蒸發(fā)器傳熱面積的利用率，也為并聯(lián)的蒸發(fā)器能均勻供液提供了條件。 由氨液分離器向并聯(lián)的各組蒸發(fā)器供液時，可以用調(diào)節(jié)閥的開啟度調(diào)節(jié)各蒸發(fā)器的進液量，容易實現(xiàn)蒸發(fā)器的供液均勻。 當蒸發(fā)器負荷有較大變動時

35、，很容易使回氣帶液滴。 重力供液是靠液位差為動力，蒸發(fā)壓力受靜液柱的影響，蒸發(fā)器管線約長，阻力損失越大，其影響越大。 利用液柱的重力供液，動力較小，使蒸發(fā)器內(nèi)與制冷劑一起進入的潤滑油很難排出，致使傳熱表面形成油膜，降低了制冷。重力供液的氨液分離器要超過蒸發(fā)器一定高度，使氨液分離器與蒸發(fā)器之間的靜液柱壓力差足以克服制冷劑的流動阻力。(3）液泵供液方式液泵供液是指制冷系統(tǒng)借助液泵來向蒸發(fā)器供液。也稱液泵強制循環(huán)。這種供液方式的特點是： 這種供液方式送入蒸發(fā)器的液量為實際蒸發(fā)量的36倍，管壁潤濕良好，傳熱增強，因而能使蒸發(fā)器發(fā)揮更大的制冷性能。 供液量充分，回流過熱度小，可以提高壓縮的效率，提高制冷

36、循環(huán)的制冷系數(shù)。 重力供液常用的氨液分離器、排液桶等輔助設(shè)備，可以被低壓循環(huán)貯液器所取代，以簡化系統(tǒng)，操作簡單便利。 液泵的設(shè)置將使制冷系統(tǒng)的動力消耗增加1%1.5%左右，同時要增加泵的維護檢修工作。綜上所述，液泵供液比其他供液方式優(yōu)越的多，它具有制冷裝置效率高、安全性好、便與操作管理及易于實現(xiàn)自動化控制等特點，因此，本設(shè)計中采用氨泵供液。冷間冷卻方式的確定庫房冷卻設(shè)備主要是蒸發(fā)器，即墻、頂盤管、擱架式盤管、冷風機等。冷卻設(shè)備是冷庫的重要吸熱設(shè)備，應(yīng)根據(jù)冷藏間性質(zhì)、貯藏食物種類、庫溫要求、供液方式以及冷加工的特點進行選擇，以滿足庫房降溫速度、食品冷加工速度及冷藏質(zhì)量的要求。(1) 冷卻設(shè)備選型

37、的原則為： 冷卻間、凍結(jié)間和冷卻物冷藏間的冷卻設(shè)備采用冷風機。 凍結(jié)盤裝、箱裝或聽裝食品時，可采用擱架式排管或平板凍結(jié)器等凍結(jié)設(shè)備。 凍結(jié)物冷藏間采用墻排管、頂排管等冷卻設(shè)備；當食品有良好的包裝時，可采用冷風機。 儲冰間采用分散均勻滿布的方式設(shè)置頂排管。 對于包裝間，當室溫底于5時采用墻排管；室溫高于5時宜采用冷風機。 冷卻設(shè)備的計算溫差應(yīng)根據(jù)減少食品干耗、提高制冷效率，節(jié)省能源等，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定，一般為10。故在本次設(shè)計中，凍結(jié)間采用吊頂式冷風機冷卻，凍結(jié)物冷藏間采用單層光滑蛇形頂排管冷卻。制冷系統(tǒng)供冷方式的確定制冷系統(tǒng)的供冷方式由集中式供冷和分散式供冷。本次設(shè)計中采用集中供冷式，這種

38、供冷方式管路簡單實用，系統(tǒng)操作方便，利于管理。蒸發(fā)溫度的確定R717作制冷劑，在氨直接冷卻系統(tǒng)中，蒸發(fā)溫度一般比冷間溫度低10度左右。凍結(jié)間： 在采用排管為蒸發(fā)系統(tǒng)的冷藏間中，蒸發(fā)溫度比冷藏間溫度低10.凍結(jié)物冷藏間： 本次設(shè)計中系統(tǒng)采用一個蒸發(fā)回路，-33回路3.3.6過熱度的確定由于吸入管周圍空氣溫度的影響，壓縮機吸入氣體的溫度都高于制冷劑的蒸發(fā)溫度，這稱為回氣過熱度。由于該系統(tǒng)采用氨泵供液，氨壓縮機吸氣溫度比蒸發(fā)溫度高58。本設(shè)計中取5，故回路的吸氣溫度分別為28.冷凝溫度的確定冷凝溫度是指制冷劑在冷凝器中液化時的溫度，它的確定與冷凝器的結(jié)構(gòu)形式和所采用的冷卻介質(zhì)有關(guān)。冷凝器進水溫度 2

39、5選用立式冷凝器 25+5=30 算術(shù)平均溫差一般為57，冷卻水進出口溫差較大時取最大值過冷度的確定過冷溫度是指在冷凝壓力下，其溫度低于冷凝溫度，過冷溫度比冷凝溫度低35。根據(jù)本系統(tǒng)的特點，過冷度取4,故過冷溫度為30.5。 蒸發(fā)器除霜方案的確定在冷庫中由于蒸發(fā)設(shè)備的表面溫度低于室內(nèi)空氣的露點溫度，食品和空氣中的水分就會在設(shè)備表面凝結(jié)。由于設(shè)備表面溫度低于冰點，所以，管子外表面會結(jié)成霜層。這種霜層的存在會使蒸發(fā)設(shè)備的傳熱系數(shù)減小，這樣會導致制冷量降低，無謂的耗電量增加。因此，為了確保制冷效果，應(yīng)當定期將蒸發(fā)設(shè)備表面的霜層除去。除霜的方法有兩種：一種是采用專門的器具進行除霜，這種方法叫“掃霜”；

40、另一種方法是利用高壓高溫的氨蒸氣通過蒸發(fā)設(shè)備，使蒸發(fā)設(shè)備外的霜層受熱融化而自行脫落，這種方法稱為“沖霜”。在冷庫制冷系統(tǒng)中沖霜所采用的高溫高壓過熱蒸氣，大多數(shù)是從氨液分離器后的排氣管上引出的，因為該處的排氣溫度較高，含油量少，這樣可以縮短沖霜時間和減少油對蒸發(fā)排管的污染。在本設(shè)計中，凍結(jié)物冷藏間的頂排管采用人工掃霜與熱氨融霜相結(jié)合的方式，凍結(jié)間與冷卻間的冷風機采用熱氨融霜的方法。4 制冷機器設(shè)備的選型4.1 壓縮機的選型計算選型的一般原則(1) 盡量選用大型壓縮機，為了簡化系統(tǒng)和便于操作，壓縮機配備臺數(shù)應(yīng)盡量少，但機器總臺數(shù)不宜少于2臺；(2) 同一機房內(nèi)選配的壓縮機應(yīng)盡量在兩個系列以內(nèi)，以便

41、零部件的更換，當機房僅有兩臺機器時，則盡量采用同一系列；(3) 壓縮機總制冷量以滿足生產(chǎn)要求為準，不考慮備用機；(4) 所選系列壓縮機的能量調(diào)節(jié)裝置，只宜作適應(yīng)負荷波動的調(diào)節(jié)，而不宜作季節(jié)性負荷變化的調(diào)節(jié)。(5) 選用壓縮機的工作條件不得超過制造廠商規(guī)定的生產(chǎn)條件。 計算壓力比（1） 蒸發(fā)回路的確定 查R717飽和性質(zhì)表 查R717飽和性質(zhì)表 查R717飽和性質(zhì)表 > 8> 8壓力比均大于8，所以選雙級壓縮根據(jù)資料1，選擇的蒸發(fā)回路33蒸發(fā)回路壓縮機選型（1） 確定最佳中間溫度（2） 以假定兩個中間溫度（-3）-5=-8(-3)+5=2（3） 確定過冷溫度、吸氣溫度過冷溫度： ,吸

42、氣溫度由資料1查表2-17，得 （4）雙級壓縮壓焓圖 圖4-1 雙級壓縮壓焓圖 由資料1,查R717的壓焓圖，各狀態(tài)點的參數(shù)如下：表4-1 雙級壓縮各狀態(tài)點的參數(shù)參數(shù)中間溫度-81415.31444.11.21593.41450.40.391659361.5186.52 1653.61462.60.271605.5233.6233.6由資料1,查中間溫度下高、低壓級壓縮機得到輸氣系數(shù)（5） 根據(jù)以上確定的狀態(tài)參數(shù)進行試算，得出兩組數(shù)據(jù)表4-2 雙級壓縮試算結(jié)果計算項目假定中間溫度低壓級氨循環(huán)量高壓級氨循環(huán)量低壓級的理論輸氣量高壓級的理論輸氣量理論輸氣量之比（6） 以中間溫度為縱坐標，以氣缸容積

43、比為橫坐標，在坐標圖中確定兩個點（2.23，-8），（3.97，2）列方程， 解方程，得 確定中間溫度為 -3所以 -求得 所以低高壓級壓縮機氣缸容積比3.1（7） 將估算的參數(shù)核對雙級壓縮的中間溫度為-3,所對應(yīng)的,參照的范圍，查資料3，選用冰山集團生產(chǎn)170系列型號為4ASJ17型壓縮機作為低壓級, ,選用冰山集團生產(chǎn)100系列型號為T810CA型壓縮機作為高壓級 。（8） 校核選配的低壓壓縮機的制冷量根據(jù)-30，,，根據(jù)制冷循環(huán)壓焓圖，查取有關(guān)狀態(tài)參數(shù)及壓縮機的輸氣系數(shù)，校核選配的低壓級壓縮機的制冷量。相關(guān)參數(shù)如下：1415.25，1444.13，1667，1460 ，1618361.5

44、6212.56，1.2，,=0.77， 423137.41=119.53>119.213,因此選型是合適的。壓縮機主要技術(shù)參數(shù)如下：表4-3 170系列4ASJ17主要技術(shù)參數(shù)制冷量能量調(diào)節(jié)范圍形式氣缸數(shù)高/低氣缸直徑活塞行程額定轉(zhuǎn)速81.4KW0,1：21：1開啟式2/4170 mm140 mm720 機組外形尺寸/mm額定功率壓縮機吸氣管高/低長寬高冷卻水接管/mm壓縮機排氣管高 / 低90 KWDN65/DN100267015801565DN20DN65/ DN80潤滑油充灌量 kg機組運行重量kg電源冷卻水耗量404227三相 380 V 50 HZ1.5 表4-4 100系列T

45、810CA主要技術(shù)參數(shù)制冷量能量調(diào)節(jié)范圍形式氣缸數(shù)高/低氣缸直徑活塞行程額定轉(zhuǎn)速47.6/43.5KW0,1：3,1:21：1開啟式2/6100mm100 mm1440 機組外形尺寸/mm額定功率壓縮機吸氣管高/低長寬高冷卻水接管/mm壓縮機排氣管高 / 低55 KWDN65/DN80214211701126DN15DN50/ DN65潤滑油充灌量 kg機組運行重量kg電源冷卻水耗量201770三相 380 V 50 HZ2.0 4.2 冷凝器的選型計算 （選用立式冷凝器） 冷凝器的負荷由資料1,雙級壓縮冷凝負荷應(yīng)按下式計算： (4-1)式中 - 雙級壓縮冷凝負荷（）；- 高壓級制冷劑循環(huán)量(

46、)； - 等熵壓縮后高壓級排氣的比焓（），由上面資料得1618 ；- 冷凝壓力下制冷劑飽和液體的比焓（），由上面資料得361.56 。由選壓縮機的參數(shù)可求得 冷凝器面積計算 由資料1,冷凝器面積應(yīng)按下式計算 (4-2)式中 - 冷凝器面積（）；- 冷凝器負荷（）；- 冷凝器單位面積熱負荷（），查表4-15，取3500 ；- 冷凝器的傳熱系數(shù)；- 對數(shù)平均溫(）。一般冷凝器選出來的面積要比實際需要的傳熱面積留出百分之二十到百分之三十，則冷凝器面積需54-58.5。根據(jù)資料3，選擇冰山集團生產(chǎn)的氨立式冷凝器LNA-54，其換熱面積為54的冷凝器1個。表4-5 冷凝器技術(shù)參數(shù)型號冷卻面積主要尺寸及接

47、管通徑mm重量LNA-54545185124061658066041027665321913 冷卻水用量 由資料1,冷凝器冷卻水用量應(yīng)按下式計算： （4-3）式中 - 冷卻水用量（）；- 冷凝器單位面積用水量 ,查表4-17，立式冷凝器取1.7 ； 由公式3-5計算：4.3 蒸發(fā)器的選型計算各冷間所用冷卻設(shè)備為：凍結(jié)間為冷風機，凍結(jié)物冷藏間為單層光滑蛇形頂排管。冷風機的選型計算(凍結(jié)間)由資料1，冷風機的傳熱面積應(yīng)按下式計算： （4-4）式中 -冷風機所需要的傳熱面積（）； - 庫房冷卻設(shè)備總負荷（） ； - 冷風機的傳熱系數(shù)（），查資料1表4-27,4-28； - 庫房空氣溫度與蒸發(fā)溫度之差,查資料1表4-31。由公式計算，結(jié)果如下：；表4-6各冷間冷卻面積計算結(jié)果冷間名稱溫差冷卻面積凍結(jié)間449.54412.028515.22凍結(jié)間549.46212.028514.37 凍結(jié)間冷卻設(shè)備選型根據(jù)以上結(jié)果查資料3，選型結(jié)果如下：凍結(jié)間每小間各選用煙臺冰輪型號為071E/3816一臺，每臺蒸發(fā)面積521.7平方米。二間凍結(jié)間所需冷卻面積為1029.59平方米，