冷库制冷工艺课程设计

目录一、设计条件 错误!未定义书签。（一）制冷工艺条件 错误!未定义书签（二）设计背景： 错误!未定义书签二、库容量计算 错误!未定义书签（一）急冻间 错误!未定义书签（二）低温冷藏间 错误!未定义书签三、围护结构传热系数计算 错误!未定义书签（一）外墙 错误!未定义书签（二）地坪 错误!未定义书签（三）屋顶 错误!未定义书签（三）冷藏间内墙 错误!未定义书签（四）急冻间内墙 错误!未定义书签（五）急冻间走道外墙 错误!未定义书签（六）冷藏间走道外墙 错误!未定义书签四、冷耗量的计算 错误!未定义书签（一） 冷库围护结构传热面引起的冷耗量Q1 错误!未定义书签。（二） 食品冷加工的耗冷量Q2 1 错误!未定义书签。（三） 库内通风换气热量Q3的计算 错误!未定义书签。（四） 电动机运转热量Q的计算 错误!未定义书签。4（五） 操作热量Q5的计算 错误!未定义书签。5（六） 总耗冷量1111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签。五、 冷却设备的选型计算1111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（一） 冻结物冷藏间111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（二） 冻结间111111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（三） 流化床111111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签六、 制冷压缩机的选择计算11111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（一） 计算条件1111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（二） 制冷压缩机的选择11111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签七．辅助设备的选择计算1111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（一） 冷凝器111111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（二） 油分离器：11111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（三） 高压贮液器11111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（四） 氟泵的选型计算1111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（五） 低压循环桶的选型计算1111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（六） 热虹吸罐的选型计算111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签八．管径的确定111111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（一） 回气管111111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（二） 吸入管111111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（三） 排气管111111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签（四） 冷凝器至贮液桶1111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签六、制冷设备和管道的隔热厚度确定111111111111111111111111111111错误!未定义书签个人总结111111111111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签参考文献111111111111111111111111111111111111111111111111111111错误!未定义书签。徐闻某小型食品加工厂制冷工艺设计计算说明书一、设计条件制冷工艺条件拟在徐闻建设一小型食品加工厂，该工厂以加工菠萝为主，拟建设一个速冻间，以冻结盘装菠萝块，装菠萝的塑料盘尺寸为600*400*60，搁架每一层叠放2层塑料盘，以冻结块状菠萝为主对于颗粒状的菠萝丁，要求用流化床冻结设备，生产能力为2000KG/小时,该冻结设备在-35°C/+35°C工况条件下的制冷量为320KW，该设备放置在冷库外的加工车间内.冷库结构见附件图纸所示,要求采用排管作为冷却设备，要求温度为-18°C库温.设计背景：因湛江市徐闻与海口临近，所以室外气象参数取海口作计算依据.地理位置：海南省海口台站位置：北纬 东经夏季大气压：kPa夏季室外计算干球温度：34.50°C夏季空调日平均：29.90C夏季计算日较差：8.80C夏季室外湿球温度：27.90C夏季室外平均风速：2.80m/s该系统采用氟利昂作制冷剂，用作油冷却通过虹吸管系统完成，压缩机吸气过热温度为10C，过冷温度为10C.二、库容量计算急冻间急冻间内设两排搁架，每排搁架12格，每格两层，每层两列，每列26个塑料盘，每个塑料盘能装菠萝块10kg.急冻库容量GJ=2X12X2X2X26X10/1000=吨冻结时间为8h，进出货时间2h，一天加工两次，急冻间日生产能力为吨.

（二）低温冷藏间1、1#冷藏间库内净面积：A=X库内净高：H=m公称容积：V=X=818.7m3货物计算密度：P=230kg/m3容积利用系数：耳=冷藏吨位：G=X230X1000二吨L12、 2#冷藏间与1#冷藏间相同，冷藏吨位：G=X230X1000=吨L23、 3#冷藏间库内净面积：A二X库内净高：H二肝公称容积：V=X=544.23m3货物计算密度：=230g/m3容积利用系数：=冷藏吨位：G=X230X1000二吨L3冷藏间总容量G二G+G+G=++二吨L1L2L3三、护结构传热系数计算主要计算外墙、内墙、屋顶和地坪的传热系数（一）外墙序号结构层次厚度6/m导热系数入/（W/m「C）热阻R=6/X（打.C/W）1水泥砂浆抹面2重砂浆砌砖墙3水泥砂浆找平4冷底子油及二毡三油5硬质聚氨酯6水泥砂浆抹面7表面空气热阻（冻结间）8表面空气热阻（冷藏间）9表面空气热阻（外表面）10总热阻ZR（冻结间）11总热阻ZR（冷藏间）12传热系数K=1/ZR（冻结间）13 传热系数K=1/ZR（冷藏间）

（二）地坪序号结构层厚度6(m)导热系数入（W/m.°C）热阻R=6/X(打.C/W)1200号钢筋混凝土层2水泥砂浆3—毡二油防水层——4软木层5二毡三油隔气层——6泥沙浆找平层7预制混凝土板9表面空气热阻（冻结间）a=29表面空气热阻（冷藏间）a=810表面空气热阻（外表面）a=2311总热阻ZR（冻结间）12总热阻ZR（冷藏间）13传热系数K=1/ZR（冻结间）14传热系数K=1/ZR（冷藏间）（三）屋顶序号结构层厚度6(m)导热系数入 （W/m.C）热阻R=6/入（打.C/W）1预制混凝土板2空气间层——3二毡三油防水层——4水泥砂浆找平层5200号钢筋混凝土层6水泥砂浆抹面7硬质聚氨酯8表面空气热阻（冻结间）aWan9表面空气热阻（冷藏间）aWan

总热阻£R（冻结间）总热阻ZR（冷藏间）传热系数K=1/ZR（冻结间）传热系数K=1/ZR（冷藏间）（三）冷藏间内墙序号结构层次厚度6/m导热系数入（W/m・°C）热阻R=6/X（打.C/W）1水泥砂浆抹面2硬质聚氨酯3冷底子油及二毡三油4水泥砂浆找平5重砂浆砌砖墙6水泥砂浆找平7冷底子油及二毡三油8硬质聚氨酯9水泥砂浆抹面10墙体外表面放热系数a11墙体表内面放热系数an12总热阻KR13传热系数K=1/ZR序号结构层次厚度6/m导热系数入/（W/m•C）热阻R=6/入（打.C/W）1水泥砂浆抹面2硬质聚氨酯3冷底子油及二毡三油4水泥砂浆找平5重砂浆砌砖墙6水泥砂浆找平7冷底子油及二毡三油8硬质聚氨酯9水泥砂浆抹面10墙体外表面放热系数a.11墙体表内面放热系数an12总热阻KR（五）急冻间走道外墙序号结构层次厚度6/m导热系数入/（W/m・°C）热阻R=6/入（打.C/W）1水泥砂浆抹面2重砂浆砌砖墙3水泥砂浆找平4冷底子油及二毡三油5硬质聚氨酯6水泥砂浆抹面7墙体外表面放热系数a8墙体表内面放热系数a9总热阻KR10传热系数K=1/ZR（六）冷藏间走道外墙序号结构层次厚度6/m导热系数入/（W/m「C）热阻R=6/入（打.C/W）1水泥砂浆抹面2重砂浆砌砖墙3水泥砂浆找平4冷底子油及二毡三油5硬质聚氨酯6水泥砂浆抹面7墙体外表面放热系数a.8墙体表内面放热系数an9总热阻KR10传热系数K=1/ZR四、冷耗量的计算（一）冷库围护结构传热面引起的冷耗量Q按计算围护结构传热面积的原则计算各库房围护结构的传热面积，然后计算耗冷量计算公式：Q二传热面积A的计算计算部位长度(m)高度(m) 1—1面积(肝)计算部位长度(m)高度(m)面积(肝)1#冷藏间2#冷藏间东墙8.01东墙8.01西墙8.01西墙8.01南墙26117南墙26117北墙26117北墙26117屋顶、地坪26屋顶、地坪263#冷藏间急冻间东墙东墙西墙西墙南墙13南墙北墙13北墙屋顶、地坪屋顶、地坪13各库房围护结构传热量Q的计算根据围护结构热阻，计算外墙热惰性指标D=zrs=X+X+X+X+nnX=>4查围护结构两侧温差修正系数a:计算部位计算公式：Q二K・A・a・(t—t)1 W nQ(W)1#冷藏间东墙西墙南墙北墙屋顶地坪XXX+18)XXX+18)X117XX+18)XXX+18)XXX(2+18)2#冷藏间东墙西墙南墙北墙屋顶地坪XXX+18)XXX+18)X117XX+18)XXX+18)XXX(2+18)3#冷藏间东墙西墙南墙北墙屋顶地坪XXX+18)XXX+18)XXX(18-10)XXX+18)XXX+18)XXX(2+18)

急冻间东墙XXX+23)西墙XXX+23)南墙XXX(23-18)北墙XXX+23)屋顶XXX+23)地坪XXX(2+23)食品冷加工的耗冷量Q2冷藏间进货温度等于库温，所以冷藏间食品加工耗冷量为零.冻结间冻结能力为吨/次，每日两冻，日冻结能力为吨.冻结食品为加工菠萝.每间最大进货量为吨/次，食品进库前的温度为29.9°C，经冷藏6小时后达—18°C.G=29120公斤/次,T=6小时食品在储存前后的含热量：h仁kg,h2=kgt=32°C,t=T8°C,B二，Cb二12Q G(h—h) 1Q二1 丄=一x24960x(385.1—6.7)/8二327946.67W2a 3.6T3.6Q GB(t—t)C1Q= 12b=一x29120x0.25x(29.9+18)x1.59/6=25669.08W2b3.6T 3.6Q=Q+Q=467888.30+25669.08=353615.75W=353.626KW2 2a 2b库内通风换气热量Q的计算31#冷藏间和2#冷藏间操作人数各为4人,3#冷藏间为3人.冷间空气焓值pn=1.384kg/m3，冷间空气焓值hn二kg,室外空气焓值hw=kJ/kg.1、 1#冷藏间：h=kg,h=kg,n=4,V=m3,p=1.384kg/m3WWnG(h—h)nVp 1Q=Q=wnn=一X+X4XX33a 3.6T 3.61.384/24==2、 2#冷藏间：其Q与1#冷藏间相同，为.3、 3#冷藏间：h=kg,h=kg,n=4,V=mh=kg,h=kg,n=4,V=m3,WWp=1.384kg/m3nG(h-h)nVp 1Q=Q=wnn二 X+X4XX33a 3.6T 3.61.384/24==4、急冻间不计算库内通风换气热量Q.341、 低温冷藏间采用光滑顶排管，故无电动机运转热量Q.42、 冻结间采用搁架排管，按每吨配风1000m3/(T・h),选用型号轴流式风机5台，其中单台风量为6235rw/h，计算电动机功率为:工P=X5二,Z=1,P=1Q=1000工PZP=1OOOXX1X1=55OOW二4操作热量Q的计算51、 低温冷藏间1#冷藏库：A二肝，V=937.17m3,q=2W/m：h=kg,h=kg,M=,TOC\o"1-5"\h\zd W Wp二1.384kg/m3,n=2,q=419W/人，n=2，n=4.n rr nQ=Aq=X2=5a dQ=Vn(h-h)Mp/24/3600二X2X+XX1.384/24/=W5b wnQ=3nq/24=3X4X419/24=W5cnrQ=Q＋Q＋Q=＋＋=WTOC\o"1-5"\h\z5a5b 5c2#冷藏库同1#冷藏库，其q=W3#冷藏库:A二肝，V=624.78m3，q=2W/m：h=kg,h=kg，M=,d W Wp二1.384kg/m3,q=419W/人，n二，n=3.n r nQ=Aq=X2=5a dQ二Vn(h-h)Mp/24/3600二XX+XX1.384/24/=W5b wnQ=3nq/24=3X3X419/24=W5cnrQ=Q＋Q＋Q=＋＋=55a5b 5c2、 冻结间不计算Q的热量.5总耗冷量库房冷却设备负荷计算Q=Q＋PQ＋Q+Q＋Qq1 2 3 4 5低温冷藏间：P=1

⑵冻结间：P=⑶咼温冷臧间：P=1Qq汇总表库房名称Q1(W)PQ2(W)Q3(W)Q4(W)Q5(W)Qq(W)急冻间1.3X—5500—1#冷藏库————2#冷藏库————3#冷藏库————2、冷间机械负荷计算冷间机械负荷分别根据不同蒸发温度计算.(1)急冻间自用一个一33°C蒸发温度.Q=(n^Q+n^Q+n^Q+n^Q+n^Q)Rj1122334455n=1,n=,n=0,n=,n=0,R=1 2 3 4 5Q汇总表n工Qn工Qn n j n工QRQ(W)1X221X1X5500j冻结物冷藏间采用一28°C蒸发温度：Q=(n^Q+n^Q+n^Q+n^Q+n^Q)Rj1122334455n=1,n=0,n=,n=0,n=,R=1 2 3 4 5n工n工1Qn工3Qn5EQcRQ(w)J1X3X5XQ汇总表j五、冷却设备的选型计算冻结物冷藏间冻结物冷藏间制冷量比较小，负荷变化小，采用直接供液方式•采用光滑U型直式顶排管，管径采用D38无缝钢管.查资料得氨光滑U型顶排管K'为，氟利昂按其85%计算，顶排管面积的计算：A二Q/(KAt) K=K'CCC二m2°C,△t=10°Cq 1231#冷藏库A=10=^2#冷藏库A=10=^3#冷藏库A=10=2、无缝钢管长度L采用^38Xmm无缝钢管，每米长的面积为0.119m2/m(1)1#冷藏库需用钢管长度：L==1854.117m1（2） 2#冷藏库需用钢管长度:L==1854.117m2（3） 3#冷藏库需用钢管长度:L==1304.045m3、U型排管的制作详见顶排管制作图（略）（二）冻结间冻结间耗冷量较大，采用单一冷却方式难以达要求，采用搁架排管加冷风机的形式，吊顶两端留有300mm缝隙，两侧紧贴墙面,冷风从一端被风吹进，从另一端吹出,使库内冷风循环流动.（1） 采用无缝钢管排管，其所需要冷却面积A:△t=10°C,K二m2°C排管取直径57mm，厚度为3.5mm的无缝钢管，中心距取80mm，每格排管数N=1200/80=15排管总面积A=XX12X15X2=676.544m2排管制冷量Qp=KA^t=XX10==搁架排管的制作详见搁架排管制作图.（2） 选用DJ吊顶低温型冷风机，在冻结间工况下换热系数为（m2°C）.风机所承担制冷量Qf二Qq-Qp二风机换热面积F二Qf/K/At=10=1445.938m2选用KLJ-300型号冷风机5台.（三）流化床流化床总制冷量为320KW，冷风机换热系数为（m2°C），在隧道均布六台冷风机.单台冷风换热面积F=Q/K^t=320000/17=880.63m2选用KLJ-150型号冷风机6台.六、制冷压缩机的选择计算整个库房的耗冷量计算完毕后，可按机器总负荷Q进行制冷压缩机的选择，考虑系统的经济性，选用R22制冷剂. '（一）计算条件该冷库为单层冷库，为提高制冷效率，节省经济费用，选用蒸发式冷凝器.徐闻的夏季室外湿球温度：27.90°C，所以可以确定冷凝温度为：t二ts+k4=34.9C冷库拟选用比泽尔公司的带经济器的螺杆压缩机，利用其压缩机选型软件进行选型，根据排气温度和制冷系数来校核选型.

制冷压缩机的选择1、冷藏间系统：选用比泽尔HSN5343-20-40P带经济器压缩机:冷间冷负荷(KW)蒸发温度(°C)冷凝温度(C)吸气过热(C)冷凝容量(KW)-2810输入功率(KW)制冷量(KW)COP质量流量LP(kg/h)质量流量HP(kg/h)31525704中冷负荷(KW)油流量(m3/h)油冷出口(C)油冷负载(KW)排气温度(C)排气量(m3/h)吸气管尺寸排气管尺寸最大运行电流(A)运转电流(A)8454mm42mm729可见，排气温度为度，小于150度，压缩机选型负荷要求2、冻结间系统：选用比泽尔HSN8591T60-40P两台、HSN8571-125-40P—台，技术参数如下：HSN8591-160-40P冷间冷负荷(KW)蒸发温度(C)冷凝温度(C)吸气过热(C)冷凝容量(KW)-33102X205输入功率(KW)制冷量(KW)COP质量流量LP(kg/h)质量流量HP(kg/h)2X2X28043478中冷负荷(KW)油流量(m3/h)油冷出口(C)油冷负载(KW)排气温度(C)排气量(m3/h)吸气管尺寸排气管尺寸最大运行电流(A)运转电流(A)535DN10076mm729HSN8571-125-40P冷间冷负荷(KW)蒸发温度(C)冷凝温度(C)吸气过热(C)冷凝容量(KW)-3310输入功率(KW)制冷量(KW)COP质量流量LP(kg/h)质量流量HP(kg/h)21782759中冷负荷(KW)油流量(m3/h)油冷出口(C)油冷负载(KW)排气温度(C)排气量(m3/h)吸气管尺寸排气管尺寸最大运行电流(A)运转电流(A)535DN10076mm216612机组总制冷量Q=2X+=428KW，总冷凝容量Qq=2X205+二，同样，排气温度127.6°C<150°C,符合要求.

3、流化床冻结设备压缩机：冷间冷负荷(KW)蒸发温度(°C)冷凝温度(C)吸气过热(C)冷凝容量(KW)320-35103X输入功率(KW)制冷量(KW)C0P质量流量LP(kg/h)质量流量HP(kg/h)3X3X19872548中冷负荷(KW)油流量(m3/h)油冷出口(C)油冷负载(KW)排气温度(C);kW排气量(m3/h)吸气管尺寸排气管尺寸最大运行电流(A)运转电流(A)410DN10076mm216612机组总制冷量Q=3X=，大t于设备冷负荷，总冷凝容量Qq=3X二，排气温度125.3°c<150°C，符合要求.七．辅助设备的选择计算(一)冷凝器冷凝器拟选用江苏维克德利的ZNL系列蒸发式冷凝器.1、冷藏间系统冷凝符合Q1=,冷凝温度为34.9°C,湿球温度为27.9°C,ZNL排热量修正系数表标准排热量Q=*=根据ZNL蒸发式冷凝器参数表，选型ZNL-130,型号排热量风量(m3/h)风机功率(KW)流量(m3/h)水泵功率(KW)ZNL-130130KW200002、冻结间系统冷凝器负荷：Q二,冷凝温度为34.9°C，湿球温度为27.9°C标准排热量Q=X= "选择ZNL-1300蒸发式冷凝器，其参数如下：型号排热量风量(m3/h)风机功率(KW)流量(m3/h)水泵功率(KW)ZNL-13001300KW3X400003X31303、流化床系统冷凝器总负荷：Q=,冷凝温度为34.9°C，湿球温度为q27.9°C，标准排热量Q=X=选择ZNL-1040蒸发式冷凝器，其参数如下：型号排热量风量(m3/h)风机功率(KW)流量(m3/h)水泵功率(KW)ZNL-10401040KW3X400003X31164（二）油分离器：各系统均选用洗涤时油分离器，油分内气体流速去0.6m/s.1、 冻结物冷藏间系统：压缩机排气量Qv=84m3/hTOC\o"1-5"\h\zfTV [84d=0.0188一二0.0188二0.222mw 0.6选用YF-40型油分离器1台2、 冻结间系统：压缩机并联机组的总排气量Qv=2x535+410=1480rw/h/TV /1480d二0.0188 —二0.0188二0.934mw 0.6选用YF-200型油分离器1台.3、流化床系统：压缩机并联机组的总排气量Qv=3x410=1230m3/hi't— 1230d二0.0188 —二0.0188二0.85mw 0.6选用YF-200型油分离器1台（三）高压贮液器1、 冻结物冷藏间系统：v=0.86729L/履，e=1,B二，工G=784.96kg/hV=工Gup/1000卩=0.872m3za选用型高压贮液器1台2、 冻结间系统：v=0.86729L/履，二，B二，工G=9715kg/h=工Gup/1000卩=14.44m3za选用型高压贮液器3台.3、 流化床系统：v=0.86729L/履，e二，B=，工G=7644kg/h=工Gup/1000卩=11.36m3za选用型高压贮液器2台，型高压贮液器1台.冻结间系统n=6,q=2804X2+2178=7786kg/h,V/=0.000721rw/kg.zq=nqv=6X7786X=33.70m3/h选用南京久涌泵阀的IHF65-50-125-35型氟泵1台，备用1台，共2台，其流量为35m3/h，扬程16m，电机功率3KW.流化床系统n=6,q=1987X3=5961kg/h,V/=0.000717m3/kgzq=nqv=6X5961X=25.64m3/h选用南京久涌泵阀的IHF65-50-125-25型氟泵1台，备用1台，共2台，其流量为25m3/h，扬程20m，电机功率3KW.(五)低压循环桶的选型计算1、冻结间系统：(1)低压循环直径桶的选型计算：q=1480,s=0.5m/s,g=1, n=1vsd=“v/w^n=1.02m(2)低压循环桶容积的计算：本设计采用立式低压循贮液桶,采用下进上出式供液.容积计算如下：搁架排管容积：Vg=X2/4X15X12X2=3.23m3冷风机容积：查找厂家资料得，单台冷风机管内容积为0.142m3,三台为：Vg=3X=0.426m3回气管容积：回气管选O133X,共长约50米，每米容积为0.012266m3Vh=50X=0.613281m3冷藏间制冷量较大，负荷变化较大，取t=，V=33.7m3/hbbV=++tV)/=11.2m3dbb选用ZDX-10L-型低压循环桶一台.2、流化床系统(1)低压循环直径桶的选型计算：q=1230,cn=0.5m/s,g=1, n=1vsd=“v/ =0.932m(2)低压循环桶容积的计算：采用下进上出式供液系统冷风机的容积：KLJ-150系列冷风机冷风机管内容积为0.076m3,六台为0.456m3回气管容积:回气管0108X，共长约50米，每米容积为0.00785m350X=0.3925m3t=,V=25.637m3/hbbV=++tq）/=7.79m3db选用ZDX-10L型低压循环桶1台.（六）热虹吸罐的选型计算1、 ：冷藏间系统由压缩机选型数据可知，冷藏间系统油冷负荷为6,,52KW，选用0203X1829（直径X高）型热虹吸罐一个。2、 冻结间系统冻结间系统油冷负荷为2X+=109KW，选用0508X1829（直径X高）型热虹吸罐一个。3、 流化床系统流化床系统油冷负荷为3X=，选用0508X1829（直径X高）型热虹吸罐一个。八．管径的确定（一）回气管冻结物冷藏间1#冷藏间制冷量Qq二，按管长50米计算，查图得冷藏间的回气管为Dg31，采用032X.2#冷臧间制冷量与1#冷臧间相同，同样米用032X.冻结间制冷设备总负荷Qq二，按管长50米计算，查图得冻结间的回气管为Dg110，采用0133X管子.流化床制冷设备总负