冷库设计说明之冷藏库设计

1、摘要报告主要讲冷库设计。制冷系统方案的确定、冷负荷的计算、设备选型、制冷系统的布置。结合建筑结构特点和使用功能。根据制冷系统方案的设计，进行辅助设备的选型。关键字：冷藏库、制冷原理、制冷设备、运行管理目录目录4前言11、设计基本资料11.1、设计题目：12、冷库所需设计条件：12、重庆市沙坪坝室外计算参数22.1气象22.2涉及温度2第一章 库容量计算31、冷藏间32、冷冻间3第二章 围护结构换热系数的确定41、冷藏间外墙42、冷藏间地坪53、冷藏间屋顶54、内墙6第三章 耗冷量的计算71.冷库围护结构传热面引起的冷耗量Q171.1按照下式计算71.2维护结构传热面积计算应该符合下列规定：72

2、.食品冷加工的耗冷量Q82.1、冻结间82.2、冷藏间93.库内通风换气热量Q3的计算94.电动机运转热量Q4的计算94.1、冷藏间94.2、冻结间105.冷藏间操作热流量106.总耗冷量116.1.库房冷却设备负荷计算116.2 冷间机械负荷计算式如下：116.3 货物热流量折减系数n2应根据冷间的性质确定。12第四章 制冷机器设备的选型131.压缩机的选型计算131.1选型的一般原则131.2 计算压力比131.3原理图如下132.压缩机的选择计算133.冷凝器的选择计算144.蒸发器的选型计算144.1冷藏间144.2冷冻间155.中间冷却器的确定155.1中间冷却器的直径155.2中间

3、冷却器蛇形管冷却面积155.3中间冷却器的选择166.油分离器的选择计算167.集油器的选型计算178.高压贮液器的选择计算179低压循环贮液器的选择计算1710.氨泵的选型计算1710.1氨泵的体积流量公式：1810.2参数确定1810.3 计算结果18第五章 制冷系统管道设计191系统管道和阀门的设计要求192系统管道的设计192.1管道流速要求192.2蒸发器供液管的设计192.3 吸气管道的设计192.4 排气管的设计192.5其它管道的设计202.6对制冷工艺管道布置要求203.管径的确定203.1 回气管管径203.2吸入管管径203.3排气管管径203.4贮液桶至调节站管径203

4、.5冷凝器至贮液器管径203.6 其他管道管径20小结21致谢22参考资料23前言伴随着社会进步和人们不断提高生活水平，制冷几乎遍及生产、生活。冷库是利用人工制冷的方法，使易腐食品的加工、储藏时间更加长，以延长食品食用价值的构筑物；它包括保温维护系统、冷冻系统、电控网络系统等。用以最大限度保持食品原有质量、适应淡旺季食品供应和长期储存之用。1、设计基本资料1.1、设计题目：重庆市某肉厂需建造一个小型冷库，主要生产储存白条肉。采用砖墙、钢筋混凝土梁、柱和板建成。隔热层外墙和屋顶采用聚氨酯现场发泡，冻结间内墙贴软木，地坪采用炉渣并装设水泥通风管。该冷库主要包括冻结间、冻结物冷藏间两大部分。其主要加

5、工环节为：白条肉胴体进入冻结间冻结，肉胴体温度降至要求温度后进入冻结物冷藏间冷藏。2、冷库所需设计条件：（1）冷藏间1200T，每间300T，冷间设计温度为-18，相对湿度为95%。 （2）冻结间500T，每间250T，20T/日，冷间设计温度为-23。 （3）库房平面布置见平面图。图中1#、2#、3#为低温冷藏间，3#、4#为冷冻间。冷藏间和冷冻间净高为6m。 （4）低温冷藏间、冻结间、围护结构造见计算书2、重庆市沙坪坝室外计算参数2.1气象 夏季空气调节室外计算日平均温度： +32.2 夏季通风室外计算干球温度：+32.4夏季空气调节室外计算湿球温度 +27.3夏季空气调节室外计算干球温度

6、 +36.3 2.2涉及温度按循环冷却水系统考虑，冷凝器进水温度+28，出水温度为+32。 冷凝温度：tK=+35 蒸发温度：t0=-33第一章 库容量计算根据公式： （2-1） 式中G冷库计算吨位（t）； V1冷藏间的公称体积（m3）； 冷藏间的体积利用系数； s食品的计算密度（kg/m3）根据冷库设计规范表3.0.5查得冻肉的密度为s =400 kg/m3=0.51、冷藏间每间冷藏吨位：G=300T库内净高：H6m货物计算密度：400kg/ m3容积利用系数：0.5公称容积：V（300×1000）÷（0.5×400）=1500 m3该库长=21m宽=12m2、

7、冷冻间每间冷冻吨位：G=250T库内净高：H6m货物计算密度：400kg/ m3容积利用系数：0.5公称容积：V（250×1000）÷（0.5×400）=1250m3该库长=17.5m宽=12m 第二章 围护结构换热系数的确定1、冷藏间外墙序号结构层（有外向内）厚度 （m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）11：2.5水泥沙浆抹面0.020.930.021521：2.5水泥沙浆抹面0.020.930.021531：3水泥沙浆抹面0.030.930.03234混合砂浆砌砖墙0.370.8140.4555硬质聚氨酯0.150.0314.83876墙体表面空气热

8、阻 冷藏间冻结间aW=23an=12aW=23an=29RW=0.044Rn=0.083RW=0.044Rn=0.0357总热阻R 冷藏间冻结间5.4965.4488传热系数K=1/R 冷藏间冻结间0.1820.1842、冷藏间地坪序号结构层（有上向下）厚度（m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）1200号钢筋混凝土层0.081.54680.051721：3水泥砂浆0.020.930.02153一毡二油防水层0.0050.03514软木层0.20.06982.8655二毡三油隔气层0.010.05661：3水泥沙浆找平层0.020.930.02157预制混凝土板0.051.51190.

9、033 8粗砂垫层0.450.58150.7749表面空气热阻冷藏间冻结间an=12an=290.0830.03510总热阻R冷藏间冻结间3.94083.892811传热系数K=1/R冷藏间冻结间0.2540.2573、冷藏间屋顶序号结构层（有上向下）厚度（m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）1预制混凝土板0.041.51190.02652空气间层0.20.2693二毡三油防水层0.010.05641：3水泥沙浆找平层0.020.930.02155混凝土空心板层0.251.54680.16261：3水泥沙浆抹面0.020.930.02157硬质聚氨酯0.10.0313.2268表面空

10、气热阻冷藏间冻结间aW=23an=12aW=23an=29RW=0.044Rn=0.083RW=0.044Rn=0.0359总热阻R冷藏间冻结间5.52225.474210传热系数K=1/R冷藏间冻结间0.1810.1834、内墙序号结构层厚度（m）导热系数（W/ m.）热阻R=（./W）1水泥砂浆0.020.930.02152混合沙浆砌砖墙0.120.8140.14743水泥砂浆0.020.930.02154硬质聚氨酯0.10.0313.22651：2.5水泥砂浆抹面0.030.930.03236墙体表面空气热阻0.29aW=23an=29RW=0.044Rn=0.0357总热阻R3.518

11、78传热系数K=1/R0.284第三章 耗冷量的计算1.冷库围护结构传热面引起的冷耗量Q11.1按照下式计算 式中 维护结构热流量（W）； 维护结构传热系数W/（m2·）； 维护结构传热面积（m2）；维护结构两侧温差修正系数； 维护结构外侧的计算温度（） 维护结构内侧的计算温度（）1.2维护结构传热面积计算应该符合下列规定：屋面、地面和外墙的长、宽度应该自外墙外表面至外墙外表面或外墙外表面至内墙中或内墙中至内墙中计算。楼板和内墙长、宽度应自外墙内表面至外墙内表面或外墙内表面至内墙中或内墙中至内墙中计算。外墙的高度：地下室或底层，应自地坪的隔热层下表面至上层楼面计算。内墙的高度：地下室

12、或底层和中间层，应自该层地面、楼面至上层楼面计算；顶层应自该层楼面至顶部隔热层下表面计算。因计算库体时算大了一部分，故计算面积时就以该长度计算维护结构热流量计算表如下：计算部位计算面积计算公式：Q1=K.A.a.（tWtn）围护结构热流量总计1号冷藏东墙西墙北墙南墙屋顶地坪12×6=7212×6=7221×6=12621×6=12621×12=25221×12=2520.182×72×1.05×（32.2+18）0.182×72×1.05×（32.2+18）0.182

13、5;126×1.05×（32.2+18）0.182×126×1.05×（32.2+18）0.181×252×1.2×（32.2+18）0.254×252×0.6×（32.2+18）690.71690.711208.751208.752747.671927.928474.512号冷藏东墙西墙北墙南墙屋顶地坪12×6=7212×6=7221×6=12621×6=12621×12=25221×12=2520.182×72&

14、#215;1.05×（32.2+18）0.182×72×1.05×（32.2+18）0.182×126×1.05×（32.2+18）0.182×126×1.05×（32.2+18）0.181×252×1.2×（32.2+18）0.254×252×0.6×（32.2+18）690.71690.711208.751208.752747.671927.928474.513号冷藏东墙西墙北墙南墙屋顶地坪12×6=7212×6

15、=7221×6=12621×6=12621×12=25221×12=2520.182×72×1.05×（32.2+18）0.182×72×1.05×（32.2+18）0.182×126×1.05×（32.2+18）0.182×126×1.05×（32.2+18）0.181×252×1.2×（32.2+18）0.254×252×0.6×（32.2+18）690.71690.711

16、208.751208.752747.671927.928474.514号冻结东墙西墙北墙南墙屋顶地坪17.5×6=10517.5×6=10512×6=7212×6=7217.5×12=21017.5×12=2100.184×105×1.05×（32.2+18）0.184×105×1.05×（32.2+18）0.184×72×1.05×（32.2+18）0.184×72×1.05×（32.2+18）0.183×

17、;210×1.2×（32.2+18）0.257×210×0.6×（32.2+18）1018.361018.36698.3698.32315.021625.587373.925号冻结东墙西墙北墙南墙屋顶地坪7.5×6=10517.5×6=10512×6=7212×6=7217.5×12=21017.5×12=2100.184×105×1.05×（32.2+18）0.184×105×1.05×（32.2+18）0.184×

18、;72×1.05×（32.2+18）0.184×72×1.05×（32.2+18）0.183×210×1.2×（32.2+18）0.257×210×0.6×（32.2+18）1018.361018.36698.3698.32315.021625.587373.92总计40171.372.食品冷加工的耗冷量Q该库有三间冻结间，每间冻结能力为20吨/日，共40吨/日。按每昼夜冻结能力比例摊入于各冷藏间内，三间冷藏间按比例摊分，每间进货量为13.3吨/日，冻结食品为猪肉。2.1、冻结间食品在

19、冻结前的温度按32计算，经过20小时后的温度为15。食品的冻结加工量：G=20吨/日，T20小时食品在冻结前后的含热量：h1=309.2kJ/kg,h2=12.2kJ/kgt1=32,t2=-15,GB=0.3,Cb=0.42 冻结间4#、5#库的食品冷加工耗冷量各为：Q284145W2.2、冷藏间每间最大进货量为13.3吨/日，食品进库前的温度为15，经冷藏24小时后达18.G13300公斤/日，T24小时食品在储存前后的含热量：h1=12.2kj/kg,h2=4.6kj/kg t1=-15,t2=-18,GB=0.1,Cb=0.42 冷藏间1#,2#,3#库食品加工耗冷量各为：1189.2

20、9W3.库内通风换气热量Q3的计算通风换气热量只适用于贮存有呼吸的食品的冷藏间,因为本库生产货物为猪肉，冷间又无操作工人长期停留操作，所以Q3可以忽略不计。4.电动机运转热量Q4的计算4.1、冷藏间采用光滑顶排管，故无电动机运转热量Q4。4.2、冻结间冻结间：4号、5号冻结间电动机的运行耗冷量相同：冷风机使用的电动机有两台，每台功率为10KW，电动机运转耗冷量为Q4 =10×2×1×1=20KW5.冷藏间操作热流量操作热流量计算公式如下： 式中 操作热流量（W）； d每平方米照明热流量，冷却间、冻结间、冷藏间和冷间内穿堂可取2.3W/； nk每日开门换气次数； V

21、n冷间内净体积（m3）； hw冷间外空气的比焓（kJ/kg）； hn冷间内空气的比焓（kJ/kg）； M空气幕效率修正系数，可取0.5； 冷间内空气密度（kg/m3）； 每日操作时间系数，按每日操作3小时计算； nr操作人员数量； r每个操作人员产生的热流量（W）冷间设计温度高于或等与-5时，宜取279W；冷间设计温度低于-5时，宜取395W。注：冻结间冷却间不计算操作热流量冷藏间操作热流量房间房间面积Ad（）d(W/)室内体积Vn（M3）冷间外的比焓h1（kJ/)冷间内的比焓h2（kJ/)空气密度（/m3)开门次数nk操作流量/人r（W）操作人数nr操作热流量51#冷藏间252 2.30 1

22、512 76.3 -16.40 1.41 1.00 395.00 6.00 2019.54 2#冷藏间252 2.30 151276.3 -16.40 1.41 1.00 395.00 6.00 2019.54 3#冷藏间252 2.30 1512 76.3 -16.40 1.41 1.00 395.00 6.00 2019.54 合计 6058.62 6.总耗冷量6.1.库房冷却设备负荷计算Qq=Q1PQ2Q3+Q4Q5低温冷藏间：P=1冻结间：P=1.3Qq汇总表库房名称Q1PQ2Q3Q4Q5Qq1#冷藏8474.511×1189.292019.5411683.342#冷藏847

23、4.511×1189.292019.5411683.343#冷藏8474.511×1189.292019.5411683.344#冷冻7373.921.3×8414520000136762.425#冷冻7373.921.3×8414520000136762.42总计6.2 冷间机械负荷计算式如下： 式中 围护结构热流量（W）； 2货物热流量（W）； 3电动机运转热流量（W）；4操作热流量（W）；n1围护结构热流量修正系数；n2货物流量折减系数；n3冷间电动机同期运转系数;n4冷间同期操作系数;R制冷装置和管道冷耗补偿系数，直接冷却取1.07。6.3 货物

24、热流量折减系数n2应根据冷间的性质确定。 冷却物冷藏间宜取0.30.6；冻结物冷藏间宜取0.50.8；冷加工间和其他冷间宜取13.6.3冷间机械负荷计算见下表：房间围护结构冷负荷1围护结构热流量修正系数n1货物热流量2货物流量折减系数n2电动机运转热流量3冷间电动机同期运转系数n3操作热流量4冷间同期操作系数n4制冷装置和管道冷耗补偿系数R机械负荷j1#冷藏间8474.51184145 0.60 0.52019.54 0.51.0764169.272#冷藏间8474.51184145 0.60 0.52019.54 0.51.0764169.27 3#冷藏间8474.51184145 0.60

25、 0.52019.54 0.51.0764169.27 4#冷冻间7373.9211189.29 0.620000 100.51.0730053.62 5#冷冻间7373.9211189.29 0.620000 10 0.51.0730053.62 合计252615.05第四章 制冷机器设备的选型 1.压缩机的选型计算 1.1选型的一般原则 (1) 尽量选用大型压缩机，为了简化系统和便于操作，压缩机配备台数应尽量少，但机器总台数不宜少于2台； (2) 同一机房内选配的压缩机应尽量在两个系列以内，以便零部件的更换，当机房仅有两台机器时，则尽量采用同一系列；(3) 压缩机总制冷量以满足生产要求为准

26、，不考虑备用机； (4) 所选系列压缩机的能量调节装置，只宜作适应负荷波动的调节，而不宜作季节性负荷变化的调节。 (5) 选用压缩机的工作条件不得超过制造厂商规定的生产条件。 1.2 计算压力比 （1） 蒸发回路的确定查R717饱和性质表温度35时 P0=1.35MP温度-33时 Pz=0.103MP压缩比Pk/p0=13.10>8采用一级中间冷却双级压缩式制冷系统1.3原理图如下2.压缩机的选择计算根据冷间机械负荷j=253KW选用2台烟台单机双级制冷压缩机型号为LG1612MM型，其单台名义制冷量139.6KW备用一台选型号为S8SF812.5型，其单台制冷量78KW3.冷凝器的选择

27、计算通过R717的Ph图得到：h8=h9=320kJ/kg h5=663 kJ/kg h4=1953 kJ/kg h0=1720 kJ/kg 单位制冷量 q0=h0h9=1720320=1400 kJ/kg制冷剂的质量流量 kg/s冷凝器的热负荷：k=MR（h4h5）=0.148×（1953663）=190.9KW冷凝器传热面积的确定：根据制冷辅助设备P1选用LNA40型立式冷凝器2台单台设计压力2.0Mp4.蒸发器的选型计算4.1冷藏间房间1:设备冷负荷为11683.34W 蒸发面积房间2: 设备冷负荷为11683.34W 蒸发面积房间3: 设备冷负荷为11683.34W 蒸发面积

28、根据以上计算结果，管径采用mm38的无缝钢管，每米长的面积为1×3.14×038.0m=0.119，计算出各冷藏库的钢管长度分别为:冷藏间均为1209.1m4.2冷冻间冷风机的选型房间4:设备冷负荷为136762.42W 蒸发面积房间5: 设备冷负荷为136762.42W蒸发面积根据以上结果查资料3，选型结果如下： 冻结间每小间各选用烟台冰轮型号为071E/3816三台，每台蒸发面积521.7平方米。 二间冻结间所需冷却面积为2844.46平方米，六台共3130.2平方米，满足要求。5.中间冷却器的确定5.1中间冷却器的直径氨压缩机高压级的输气系数v氨压缩机高压级的理论输气

29、量WZ中间冷却器内的气体速度不应大于0.5m/s5.2中间冷却器蛇形管冷却面积中间温度的确定由实用制冷工程手册P44查得tm=0.4tk+0.6t0+3=0.4×350.6×（33）+3=2.8中间冷却器的热负荷 z=MR·（h5h8）=0.48×（640320）=47.4kw式中 1冷凝温度z中间冷却温度c中间冷却器蛇形管的出液温度应比中间冷却器温度高35，取5则为2.25.3中间冷却器的选择 m3/s根据冷冻空调设备大全选用ZA1.5型 贮液器6.油分离器的选择计算 -33蒸发回路氨压缩机的=0.75。 本设计选用洗涤式油分离器，因为它比较适用于氨制

30、冷系统，借气体经过氨液洗涤，降低气流速度和改变其方向以分离出氨气中夹带的润滑油。所以，取 Wy=0.7 m/s。 由以上可得计算结果如下：选择烟台冰轮股份有限公司生产的洗涤式油分离器，YFA-100一台。7.集油器的选型计算 在氨系统中，氨液和润滑油是不相溶的，而且润滑油比氨重，沉于容器的最低处，为了不影响容器的热交换性能，必须经常地或定期的把润滑油从油分离器、冷凝器、贮液器、蒸发器等容器中排出，一般是排入集油器。集油器的作用在于使润滑油能处在低压下泄出，既安全可靠又可减少制冷剂损失。集油器应靠近油分离器安装，因油分离器中放油最频繁。 集油器一般以制冷系统制冷量的大小来选型根据资料：标准工况总

31、制冷量在200KW以下时，选用D219集油器1台；总制冷量大于200KW时，宜选用D219集油器2台，使系统中的高、低压容器分开放油。 本系统总制冷量大于200KW，所以选用D219集油器两台。 根据资料选择烟台冰轮生产的JYA-219集油器两台。8.高压贮液器的选择计算 由冷库设计规范查得取1 取70 v取0.00169 m3/kg每小时氨液的总循环量 kg/s m3/s根据冷冻空调设备大全选择选择冰山集团生产的型号为 ZA0.25B型的贮氨器。9低压循环贮液器的选择计算带入数据得其体积（选择上进下出式供液系统）选择烟台冰轮股份有限公司生产型号为：CDCA-2.5，满足要求的容积10.氨泵的

32、选型计算 氨泵有齿轮泵和离心泵，系统选择离心泵。离心泵是一种速度型的泵，结构简单，平均使用寿命长，并能做到封闭处理，即某些场合应用的屏蔽泵，其流量和压头选择范围较大，能满足各种场合的需要。但它容易受气蚀作用的影响，在吸入端要求有足够的静液柱，才能保证供液。另外，离心泵的流量随压头变化而变化。设计时需充分估计管道的压力损失，才能保证泵的设计流量。10.1氨泵的体积流量公式： (5-7)式中 氨泵体积流量 ；再循环倍数，对负荷较稳定、蒸发器组数较少、不宜积油的蒸发器，下进上出供液系统，采用3-4倍；对负荷有波动、蒸发器组数较多、容易积油的蒸发器下进上出供液系统，采用5-6倍；上进下出供液系统，采用

33、7-8倍；氨泵所供同一蒸发温度的氨液蒸发量，；蒸发温度下氨饱和液体的比体积， ；10.2参数确定（1）考虑到本次设计中冷库的蒸发器较多，且负荷不稳定，故取为6倍；（2） 可由氨的压焓图查得,。10.3 计算结果6×407.3×0.00147=4选择烟台冰轮生产的型号为PYA1一个。第五章 制冷系统管道设计制冷系统管道设计是用经过计算选定管道，根据各管段的设计要求，将制冷机，各种制冷设备及阀门等部件合理的连接起来组成制冷系统的设计，一个制冷系统是否具备良好的制冷性能，运转是否稳定安全，在很大程度上取决于制冷系统的管道设计。此设计采用经验值，各管道采用比设备所配阀门大一个型号。

34、主要干道的管径手工计算所得。1系统管道和阀门的设计要求此设计的制冷剂为氨，所以要求各管道不能用铜质管材。在系统中也不能用镀锌管，不能对设备的接触制冷剂的表面进行镀锌处理。对管道试压至少6到7次。各管道表压不超过因为制冷剂为氨，所以要求各阀门的材料也不能用铜或铜合金，内表面不能镀锌。阀件材料可用：灰口铸铁、可锻铸铁、铸钢。各阀门有倒关的阀座。2系统管道的设计2.1管道流速要求由资料1查表6-1,蒸发器至低压循环桶的单相流的回气管道取1016。氨泵供液两相流体的回气管取68 。氨液分离呈循环桶至制冷压缩机吸气管道取1220 。制冷压缩机至冷凝器的排气管道取1525 。冷凝器至高压贮液器取0.5 。

35、高压贮液器至节流阀前取0.51.5 。氨泵出口至蒸发器进口取0.51.5 。管道允许的压力降为：P=P沿+P局。氨系统中要求吸气管或回气管的允许压力降相当于饱和温度降低1。排气管的允许压力降相当于饱和温度降低0.5。2.2蒸发器供液管的设计要求每个冷间都应有自分配站上单独引出的并能在分配站调节的供液管。冷风机与排管的供液管道，应从分配站分别引出，不能并联于一根供液管上。并联于同一供液管的蒸发器，应考虑到沿程阻力损失，对各并联供液的蒸发器要求其当量长度基本相等，以保证每组蒸发器都有良好的制冷效果。当同一冷间内，同时存在墙排管和顶排管时，原则上按墙、顶排管分别供液，若采用并联在同一供液管的方法时，

36、先供顶排管，再供墙排管。2.3 吸气管道的设计要防止液击，吸气管要尽量有一定坡度，如果空间不允许，也可无坡度，但必须有过热段。2.4 排气管的设计压缩机本身的排气管上要接单向阀（逆止阀）。逆止阀要装在水平管道上，而实际装在低处，便于操作。总排气管与单个压缩机接入点，也要接入坡度（同吸气管）。2.5其它管道的设计安全管要求把所有安全阀用管道连起来，接出去，接到房顶1.5处，使开口朝屋脊。融霜用的热氨管要从油分器与冷凝器之间接出，要在管路上装阀门、压力表，必须接到回气调节站的热氨融霜管。各种管道中不能有气囊或液囊。抽气管要连接在一起接到低压循环桶的进气口，有多个低压循环桶时，要接到蒸发温度最低的那个。2.6对制冷工艺管道布置要求对各种制冷工艺管道要综合安排，对墙、地板、楼板等处的空洞，以及支架要合理共用（集中布置有利于冷桥的处理）。穿墙管道要考虑建筑物不均匀沉降的影响并采取相应技术措施。直管道长度大于100时，应考虑冷缩的影