常州某冷庫設(shè)計說明書

目錄摘要…………………31.設(shè)計基本資料1.1設(shè)計目的…………………31.2設(shè)計規(guī)定…………………31.3設(shè)計題目…………………31.4設(shè)計指標(biāo)…………………31.5設(shè)計背景…………………31.6設(shè)計地點(diǎn)室外氣象參數(shù)…………………42.冷庫工況擬定2.1冷庫工況和噸位分派……52.3庫房平面設(shè)計……………62.4圍護(hù)構(gòu)造換熱系數(shù)的擬定………………62.5擬定圍護(hù)構(gòu)造絕熱層厚度………………63.庫房冷負(fù)荷的計算3.1圍護(hù)構(gòu)造熱流量…………63.2貨品熱流量………………83.3通風(fēng)換氣熱量量…………93.4電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱流…………103.5冷間操作熱流量……123.6冷間機(jī)械負(fù)荷……124.設(shè)備選型4.1冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的擬定……………124.2制冷原理的熱工計算……134.3壓縮機(jī)的選擇計算………144.4冷凝器的選擇計算………154.5冷風(fēng)機(jī)選擇計算…………154.6中間冷卻器的選擇計算…………………164.7油分離器的選擇計算……174.8高壓貯液器的選擇計算…………………184.9低壓循環(huán)貯液器的選擇計算……………184.10集油器的選擇計算……194.11氨泵的流量…………194.12設(shè)備匯總………………205.參考文獻(xiàn) ……………216.設(shè)計小結(jié)……………22摘要生產(chǎn)性冷藏庫重要建設(shè)在大中都市、人口較多的水陸交通樞紐，專門貯藏通過冷加工的食品，以工調(diào)節(jié)淡旺季節(jié)、確保市場供應(yīng)、提供外貿(mào)出口和做長久儲藏之用。其特點(diǎn)是冷藏容量大并考慮多個食品的貯藏，其凍結(jié)能力小僅用于長距離調(diào)入凍結(jié)食品在運(yùn)輸過程中軟化部分的再凍及本地小批量生鮮食品的凍結(jié)。壓縮式制冷是根據(jù)制冷原理將壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器，以及為了使制冷效能更高、運(yùn)行更安全的輔助設(shè)備（如油分離器、貯液器、氣液分離器、循環(huán)儲液桶、集油器、放空氣器、閥件、儀表等）用管道連接構(gòu)成的一種閉合制冷循環(huán)。核心詞：壓縮冷藏庫節(jié)流中間完全冷卻1．設(shè)計基本資料1.1設(shè)計目的：制冷技術(shù)課程設(shè)計是熱能動力工程專業(yè)（制冷與空調(diào)方向）在學(xué)完制冷原理與設(shè)備理論課后，所必須進(jìn)行的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，通過制冷工程設(shè)計訓(xùn)練，使學(xué)生鞏固和加深制冷技術(shù)的理論教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力，提高學(xué)生分析問題和解決為工程實際問題能力。1.2設(shè)計規(guī)定：規(guī)定綜合應(yīng)用多個專業(yè)技術(shù)知識完畢制冷系統(tǒng)的工程設(shè)計。規(guī)定理解和掌握普通的設(shè)計辦法、環(huán)節(jié)和技能。重點(diǎn)在設(shè)計辦法、環(huán)節(jié)、查閱資料等技能的訓(xùn)練，以加強(qiáng)工程設(shè)計能力的培養(yǎng)。1.3設(shè)計題目：常州地區(qū)某冷庫制冷系統(tǒng)的設(shè)計1.4設(shè)計指標(biāo)：中型生產(chǎn)型性冷藏庫1.5設(shè)計背景：1）常州市某冷庫是一種中型的生產(chǎn)性冷庫，重要生產(chǎn)凍魚蝦。冷庫重要涉及凍結(jié)間以及凍結(jié)物冷藏間兩大部分。重要加工環(huán)節(jié)為：通過整頓后的冰鮮魚蝦先放入凍結(jié)間冷凍后，再放入凍結(jié)物冷藏間進(jìn)行冷藏。2）凍結(jié)間(寄存魚蝦)：相對濕度90%～95%，溫度-23℃。凍結(jié)間1、2寄存蝦，每間生產(chǎn)能力為97t/d；凍結(jié)間3、4寄存凍魚，凍結(jié)間3的生產(chǎn)能力為78t/d，凍結(jié)間4的生產(chǎn)能力為97t/d。。3）凍結(jié)物冷藏間(寄存凍結(jié)后的魚蝦)：相對濕度90%～95%，溫度-20℃4）每日進(jìn)貨量，按冷間的冷藏量的5%計算。5）最大班工作人數(shù)：6人。1.6常州室外氣象參數(shù)：1）地理位置：北緯，東經(jīng)，海拔9.2m2）夏季室外空氣調(diào)節(jié)日平均溫度：32℃3）夏季室外通風(fēng)日平均溫度：32℃4）夏季室外平均每年不確保50小時的濕球溫度：28.2℃5）室外最熱月平均相對濕度：82％；6）夏季室外通風(fēng)計算相對濕度：66％；7）夏季室外風(fēng)速：1.5m/s；2冷庫工況擬定2.1冷庫工況和噸位分派庫房名稱相對濕度溫度生產(chǎn)能力寄存物凍結(jié)間1，290～95%－23oC97t/d蝦凍結(jié)間390～95%-23oC78t/h2凍魚凍結(jié)間490～95%-23oC97t/h凍魚凍結(jié)冷藏間5.6.790～95%-20oC352.67t/h凍結(jié)后的魚蝦2.2圍護(hù)構(gòu)造換熱系數(shù)的擬定2.2.1冷庫外墻、屋頂、地面保溫層構(gòu)造外墻：由外到內(nèi)依次為370mm外墻、聚氨酯氫凝防潮隔氣層、單面聚氨酯彩板粘貼（聚氨脂容重不不大于37mm）。地基：由上到下依次為：的620號鋼筋混凝土粘結(jié)層、0.2mm厚聚氨乙烯薄膜一層采用同質(zhì)漆粘接滿貼、250mm厚聚苯板烯板分兩層下層150厚上層100厚用聚氨酯粘貼并灌縫離墻50mm留縫并用聚氨酯灌縫、0.2mm厚聚氯乙烯薄膜一層采用同質(zhì)膠粘接滿貼、水泥沙漿找平層、架空層。頂層：有上到下依次為：厚SBS防水卷材兩道、刷基層解決一遍、水泥沙漿找平層、鋼筋混凝土現(xiàn)場施工、刷素水泥沙漿一道、250厚聚氨酯噴涂、20厚白水泥沙漿抹面。2.2.2計算各面?zhèn)鳠釋酉禂?shù)傳熱系數(shù)：其中：—圍護(hù)構(gòu)造外側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)?！獓o(hù)構(gòu)造內(nèi)側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)?！鲗痈魺岵牧系膶?dǎo)熱率。2.2.3（1）外墻傳熱系數(shù)：代入數(shù)據(jù)得外墻傳熱系數(shù)k=1/(1/23+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/29)=0.19W/(m2℃)（2）地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：代入數(shù)據(jù)得地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)k=1/(1/8+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9304+1/29)=0.16W/(m2℃)（3）頂層傳熱系數(shù)：代入數(shù)據(jù)得頂層傳熱系數(shù)k=1/(1/23+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/29)=0.12W/(m2℃)2.2.4（1）外墻傳熱系數(shù)：代入數(shù)據(jù)得外墻傳熱系數(shù)k=1/(1/23+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/8)=0.19W/(m2℃)（2）地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)：代入數(shù)據(jù)得地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)k=1/(1/8+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9304+1/8)=0.16W/(m2℃)（3）頂層傳熱系數(shù)：代入數(shù)據(jù)得頂層傳熱系數(shù)k=1/(1/23+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/8)=0.12W/(m2℃)3庫房冷負(fù)荷計算3.1圍護(hù)構(gòu)造熱流量 按照下式計算式中——維護(hù)構(gòu)造熱流量（W）；——維護(hù)構(gòu)造傳熱系數(shù)[W/（m2·℃）]；——維護(hù)構(gòu)造傳熱面積（m2）； ——維護(hù)構(gòu)造兩側(cè)溫差修正系數(shù)；——維護(hù)構(gòu)造外側(cè)的計算溫度（℃） ——維護(hù)構(gòu)造內(nèi)側(cè)的計算溫度（℃）維護(hù)構(gòu)造熱流量計算表以下：庫房名稱及庫溫圍護(hù)構(gòu)造名稱室外計算溫度(℃)tw計算面積（㎡）K0(w/㎡·℃)庫內(nèi)外溫差（℃）tw-tnQ1(W)凍結(jié)間（01）－23北外墻32.0012.05.0060.000.1955.00689.7東外墻18.05.0090.000.191034.55南外墻12.05.0060.000.1968.7地坪18.012.0216.00.161330.56屋頂18.012.0216.00.121710.72累計5455.23凍結(jié)間（02）－23北外墻32.0012.0560.000.2455.00689.7南外墻12.0560.000.24689.7地坪18.012.0216.00.261330.56屋頂18.012.00216.00.301710.72累計4420.68凍結(jié)間（03）－23北外墻32.0012.05.0060.000.1955.00689.7東外墻18.05.0090.000.191034.55南外墻12.05.0060.000.1968.7地坪18.012.0216.00.161330.56屋頂18.012.0216.00.121710.72累計5455.23凍結(jié)間（04）－23北外墻32.0012.0560.000.2455.00689.7南外墻12.0560.000.24689.7地坪18.012.0216.00.261330.56屋頂18.012.0216.00.301710.72累計4420.68冷藏間（05）－20東外墻32.003051500.1952.001556.1南外墻125600.19622.44北外墻125600.19622.41地坪30.012.0360.00.162096.64屋頂30.012.0360.00.122695.68累計7593.3冷藏間（06）－20南外墻32.0012.0560.000.1952.001556.1北外墻12.0560.000.19622.44地坪30.012.0360.00.162096.64屋頂30.012.0360.00.122695.68累計.6970.86冷藏間（07）－20東外墻32.003051500.1952.001556.1南外墻125600.19622.44北外墻125600.19622.41地坪30.012.0360.00.162096.64屋頂30.012.0360.00.122695.68累計7593.3圍護(hù)構(gòu)造總負(fù)荷41．909kw3.2貨品熱流量3.2.1貨品熱流量計算公式以下：式中Φ—貨品熱流量（W）；—冷間的每日進(jìn)貨質(zhì)量（kg）；h1—貨品入冷間開始溫度時的比焓（kJ/kg）；h2—貨品在冷間終止降溫時的比焓（kJ/kg）；t—冷加工時間（h）。3.2.2冷間每日進(jìn)貨質(zhì)量m應(yīng)按以下規(guī)定：凍結(jié)間應(yīng)按設(shè)計冷加工能力計算；有從外庫調(diào)入貨品的冷庫，其凍結(jié)物冷藏間每間每日進(jìn)貨質(zhì)量應(yīng)按該間計算噸位的5﹪計算。 3.2.3房間裝載能力（噸或噸/天）日進(jìn)出貨量G（噸）進(jìn)庫溫度t1（℃）食品比熱cp1（kJ/（㎏*k)）終止溫度t2加工實踐T(h)冷負(fù)荷Q2(kW)冷卻間197.0016.17－10.001.9-23.004.0027.736冷卻間297.0016.17－10.001.9-23.004.0027.736冷凍間378.0013－10.001.9-23.004.0022.2986冷凍間497.0018－10.001.9-23.002.0027.44冷藏間5352.67.0017.3-23.001.9-20.0024.00-3.4899冷藏間6352.67.0017.3-23.001.9-20.0024.00-3.4899冷藏間7352.67.0017.3-23.001.9-20.0024.00-3.4899累計94.74093.3通風(fēng)換氣熱流量3.3.1通風(fēng)換氣 （6.1.14）式中Φ3—操作熱流量（W）； Φ3a—冷間換氣熱流量（W） Φ3b—操作人員需要的新鮮空氣熱流量（W）n—每日開門換氣次數(shù)，可采用2～3次；Vn—冷間內(nèi)凈體積（m3）；hw—冷間外空氣的比焓（kJ/kg）；hn—冷間內(nèi)空氣的比焓（kJ/kg）—冷間內(nèi)空氣密度（kg/m3）nr—操作人員數(shù)量；24-1d換算成24小時的數(shù)值30-每個操作人員每小時需要的新鮮空氣量根據(jù)設(shè)計規(guī)定有：hw＝308kJ/kg，hn＝253.12kJ/kg，n=3,3.3.2冷凍間的通風(fēng)換熱量3.3.3冷藏間的通風(fēng)換熱量3.4電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱流量計算公式以下：式中Φ—電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱流量（W）；Pd—電動機(jī)額定功率（KW）；—熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，電動機(jī)在冷間內(nèi)時取1；b—電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間系數(shù)，對空氣冷卻器陪用的電動機(jī)取1。 在這里直接取Q4=16kw（經(jīng)驗值）3.5操作熱流量3.5.1冷間操作熱量計算公式為： 式中Φ—操作熱流量（W）；Φd—每平方米照明熱流量，冷卻間、凍結(jié)間、冷藏間和冷間內(nèi)穿堂，可取2.3W/㎡；nk—每日開門換氣次數(shù)，為3次Vn—冷間內(nèi)凈體積（m3）；hw—冷間外空氣的比焓（kJ/kg）；hn—冷間內(nèi)空氣的比焓（kJ/kg）；M—空氣幕效率修正系數(shù)，可取0.5；—冷間內(nèi)空氣密度（kg/m3）；—每日操作時間系數(shù)，按每日操作3小時計算；nr—操作人員數(shù)量，6人Φr—每個操作人員產(chǎn)生的熱流量（W）；冷間設(shè)計溫度等于-20℃時，宜取412W3.6冷間機(jī)械負(fù)荷計算： 式中 j——機(jī)械負(fù)荷（W）； n1——維護(hù)構(gòu)造熱流量的季節(jié)修正系數(shù)，取1； n2——貨品熱流量折減系數(shù)； n3——同期換氣系數(shù)，宜取0.5～1.0； n4——冷間用的電動機(jī)同期運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)； n5——冷間同期操作系數(shù)； R——制冷裝置和管道等冷損耗賠償系數(shù)，直接冷卻系統(tǒng)宜取1.07，間接冷卻系統(tǒng)宜取1.12；冷間機(jī)械負(fù)荷Q。＝220.155kw取制冷系統(tǒng)的工作時間系數(shù)為0.75得出制冷系統(tǒng)需要配備的制冷量為4設(shè)備選型4.1冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的擬定4.1.1冷凝溫度的擬定:根據(jù)《實用制冷工程設(shè)計手冊》P141表3-2選用立式管殼式冷凝器t1—冷卻水進(jìn)口溫度℃t2—冷卻水出口溫度℃θm－冷凝器中平均傳熱溫差，取最小值冷卻水溫升t2-t1,取2～3℃當(dāng)t30℃時取下限tk=（20+24）/2+7=29℃冷凝壓力Pk=12.3788×1054.1.2蒸發(fā)溫度的擬定蒸發(fā)溫度取－33℃蒸發(fā)壓力P0=1.036×105壓縮比Pk/p0=11.95>8采用一級中間完全冷卻雙級壓縮式制冷系統(tǒng)4.1.3中間溫度的擬定由《實用制冷工程手冊》P44查得tm=0.4tk+0.6t0+3=0.4×29＋0.6×（－33）+3=－5.24.2制冷原理的熱工計算4.2.1原理圖以下4.2.2根據(jù)原理圖得到的壓焓圖以下331 1111247586hp4.2.3通過氨的P—h圖得到：=1427.8kJ/kg =1615.6kJ/kg=1460.8kJ/kg=1635.8kJ/kgh5=321.7kJ/kgh8=h7=301.6kJ/kg單位制冷量q0=－h(huán)8=1106.1kJ/kg制冷劑的質(zhì)量流量(kg/s)4.3壓縮機(jī)的選擇計算根據(jù)冷間機(jī)械負(fù)荷φj=293.54KW選用4臺S8-12.5型單機(jī)雙級制冷壓縮機(jī)所配電動機(jī)功率為6.6kw其單臺制冷量78KW低壓氣缸容積424m3/h高壓氣缸容積141氣缸直徑125㎜4.3.1高壓級輸氣系數(shù)：查《實用供熱手冊》P1564.3.2低壓級輸氣系數(shù):4.4冷凝器的選擇計算冷凝器的熱負(fù)荷：Φk=MR（h4－h(huán)5）=0.148×（1953－663）=190.9KW冷凝器傳熱面積的擬定：㎡根據(jù)《制冷輔助設(shè)備》P1選用LN－150型立式冷凝器2臺單臺設(shè)計壓力2.0Mp冷卻水用量209.13m34.5蒸發(fā)器冷風(fēng)機(jī)的選擇計算4.5.1蒸發(fā)面積的擬定根據(jù)《實用制冷工程設(shè)計手冊》P730查得冷風(fēng)機(jī)傳熱系數(shù)K取13.9W/㎡·℃總設(shè)備冷負(fù)荷為220.155KW蒸發(fā)面積㎡4.5.2冷風(fēng)機(jī)風(fēng)量的計算各房間的風(fēng)量按qv=β·計算qv—冷風(fēng)機(jī)的風(fēng)量m3/h—庫房冷卻設(shè)備負(fù)荷Wβ—配風(fēng)系數(shù);凍結(jié)間采用β=0.9~1.1,冷卻間、冷藏間采用β=0.5~0.6m3/w·各房間風(fēng)機(jī)風(fēng)量計算:略4.5.3風(fēng)機(jī)的選擇根據(jù)《系列制冷設(shè)備》P5凍結(jié)間1、2、3、4均選用大連雪山DD71－350/312L參數(shù):蒸發(fā)面積350㎡、沖霜水量4t/h軸流風(fēng)機(jī)型號:LEF－7總風(fēng)量10000m3配套電動機(jī)型號:YLZ－4總功率2.2kw房間5、6、7均選用光滑U形直式頂排管：排管直徑D38,液體集管D57,氣體集管D76，角鋼250*54.6中間冷卻器的選擇計算4.6.1中間冷卻器直徑的擬定λ—氨壓縮機(jī)高壓級的輸氣系數(shù)v—氨壓縮機(jī)高壓級的理論輸氣量WZ—中間冷卻器內(nèi)的氣體速度不應(yīng)不不大于0.5m/4.6.2中間冷卻器蛇形管冷卻面積應(yīng)按下式計算《冷庫設(shè)計規(guī)范》P426.37中間溫度tm=－5.2℃中間冷卻器的熱負(fù)荷Φz=MR·（h5－h(huán)8）=0.26538*（321.7-301.6）=5.334(kw)℃式中θ1—冷凝溫度θz—中間冷卻溫度θc—中間冷卻器蛇形管的出液溫度應(yīng)比中間冷卻器溫度高3～5℃4.6根據(jù)計算由《制冷輔助設(shè)備》查得選用ZL-3.0系列其中:外徑6004.7油分離器的選擇計算選用YFA-65TL型填料式油分離器由《冷庫設(shè)計規(guī)范》P436.3.9查得其重要尺寸及接通管徑d165mmDo412mmH2365mmh11440mmh24.8高壓貯液器的選擇計算由《冷庫設(shè)計規(guī)范》P446. 取1取70﹪v取0.00169m3/kg每小時氨液的總循環(huán)量kg