常州某冷库设计说明书

目录摘要…………………31.设计基本资料1.1设计目的…………………31.2设计规定…………………31.3设计题目…………………31.4设计指标…………………31.5设计背景…………………31.6设计地点室外气象参数…………………42.冷库工况拟定2.1冷库工况和吨位分派……52.3库房平面设计……………62.4围护构造换热系数的拟定………………62.5拟定围护构造绝热层厚度………………63.库房冷负荷的计算3.1围护构造热流量…………63.2货品热流量………………83.3通风换气热量量…………93.4电机运转热流…………103.5冷间操作热流量……123.6冷间机械负荷……124.设备选型4.1冷凝温度与蒸发温度的拟定……………124.2制冷原理的热工计算……134.3压缩机的选择计算………144.4冷凝器的选择计算………154.5冷风机选择计算…………154.6中间冷却器的选择计算…………………164.7油分离器的选择计算……174.8高压贮液器的选择计算…………………184.9低压循环贮液器的选择计算……………184.10集油器的选择计算……194.11氨泵的流量…………194.12设备汇总………………205.参考文献 ……………216.设计小结……………22摘要生产性冷藏库重要建设在大中都市、人口较多的水陆交通枢纽，专门贮藏通过冷加工的食品，以工调节淡旺季节、确保市场供应、提供外贸出口和做长久储藏之用。其特点是冷藏容量大并考虑多个食品的贮藏，其冻结能力小仅用于长距离调入冻结食品在运输过程中软化部分的再冻及本地小批量生鲜食品的冻结。压缩式制冷是根据制冷原理将压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，以及为了使制冷效能更高、运行更安全的辅助设备（如油分离器、贮液器、气液分离器、循环储液桶、集油器、放空气器、阀件、仪表等）用管道连接构成的一种闭合制冷循环。核心词：压缩冷藏库节流中间完全冷却1．设计基本资料1.1设计目的：制冷技术课程设计是热能动力工程专业（制冷与空调方向）在学完制冷原理与设备理论课后，所必须进行的实践性教学环节，通过制冷工程设计训练，使学生巩固和加深制冷技术的理论教学内容，培养学生实践能力，提高学生分析问题和解决为工程实际问题能力。1.2设计规定：规定综合应用多个专业技术知识完毕制冷系统的工程设计。规定理解和掌握普通的设计办法、环节和技能。重点在设计办法、环节、查阅资料等技能的训练，以加强工程设计能力的培养。1.3设计题目：常州地区某冷库制冷系统的设计1.4设计指标：中型生产型性冷藏库1.5设计背景：1）常州市某冷库是一种中型的生产性冷库，重要生产冻鱼虾。冷库重要涉及冻结间以及冻结物冷藏间两大部分。重要加工环节为：通过整顿后的冰鲜鱼虾先放入冻结间冷冻后，再放入冻结物冷藏间进行冷藏。2）冻结间(寄存鱼虾)：相对湿度90%～95%，温度-23℃。冻结间1、2寄存虾，每间生产能力为97t/d；冻结间3、4寄存冻鱼，冻结间3的生产能力为78t/d，冻结间4的生产能力为97t/d。。3）冻结物冷藏间(寄存冻结后的鱼虾)：相对湿度90%～95%，温度-20℃4）每日进货量，按冷间的冷藏量的5%计算。5）最大班工作人数：6人。1.6常州室外气象参数：1）地理位置：北纬，东经，海拔9.2m2）夏季室外空气调节日平均温度：32℃3）夏季室外通风日平均温度：32℃4）夏季室外平均每年不确保50小时的湿球温度：28.2℃5）室外最热月平均相对湿度：82％；6）夏季室外通风计算相对湿度：66％；7）夏季室外风速：1.5m/s；2冷库工况拟定2.1冷库工况和吨位分派库房名称相对湿度温度生产能力寄存物冻结间1，290～95%－23oC97t/d虾冻结间390～95%-23oC78t/h2冻鱼冻结间490～95%-23oC97t/h冻鱼冻结冷藏间5.6.790～95%-20oC352.67t/h冻结后的鱼虾2.2围护构造换热系数的拟定2.2.1冷库外墙、屋顶、地面保温层构造外墙：由外到内依次为370mm外墙、聚氨酯氢凝防潮隔气层、单面聚氨酯彩板粘贴（聚氨脂容重不不大于37mm）。地基：由上到下依次为：的620号钢筋混凝土粘结层、0.2mm厚聚氨乙烯薄膜一层采用同质漆粘接满贴、250mm厚聚苯板烯板分两层下层150厚上层100厚用聚氨酯粘贴并灌缝离墙50mm留缝并用聚氨酯灌缝、0.2mm厚聚氯乙烯薄膜一层采用同质胶粘接满贴、水泥沙浆找平层、架空层。顶层：有上到下依次为：厚SBS防水卷材两道、刷基层解决一遍、水泥沙浆找平层、钢筋混凝土现场施工、刷素水泥沙浆一道、250厚聚氨酯喷涂、20厚白水泥沙浆抹面。2.2.2计算各面传热层系数传热系数：其中：—围护构造外侧表面传热系数。—围护构造内侧表面传热系数。—各层隔热材料的导热率。2.2.3（1）外墙传热系数：代入数据得外墙传热系数k=1/(1/23+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/29)=0.19W/(m²℃)（2）地面传热系数：代入数据得地面传热系数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）顶层传热系数：代入数据得顶层传热系数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）外墙传热系数：代入数据得外墙传热系数k=1/(1/23+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/8)=0.19W/(m²℃)（2）地面传热系数：代入数据得地面传热系数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）顶层传热系数：代入数据得顶层传热系数k=1/(1/23+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/8)=0.12W/(m²℃)3库房冷负荷计算3.1围护构造热流量 按照下式计算式中——维护构造热流量（W）；——维护构造传热系数[W/（m2·℃）]；——维护构造传热面积（m2）； ——维护构造两侧温差修正系数；——维护构造外侧的计算温度（℃） ——维护构造内侧的计算温度（℃）维护构造热流量计算表以下：库房名称及库温围护构造名称室外计算温度(℃)tw计算面积（㎡）K0(w/㎡·℃)库内外温差（℃）tw-tnQ1(W)冻结间（01）－23北外墙32.0012.05.0060.000.1955.00689.7东外墙18.05.0090.000.191034.55南外墙12.05.0060.000.1968.7地坪18.012.0216.00.161330.56屋顶18.012.0216.00.121710.72累计5455.23冻结间（02）－23北外墙32.0012.0560.000.2455.00689.7南外墙12.0560.000.24689.7地坪18.012.0216.00.261330.56屋顶18.012.00216.00.301710.72累计4420.68冻结间（03）－23北外墙32.0012.05.0060.000.1955.00689.7东外墙18.05.0090.000.191034.55南外墙12.05.0060.000.1968.7地坪18.012.0216.00.161330.56屋顶18.012.0216.00.121710.72累计5455.23冻结间（04）－23北外墙32.0012.0560.000.2455.00689.7南外墙12.0560.000.24689.7地坪18.012.0216.00.261330.56屋顶18.012.0216.00.301710.72累计4420.68冷藏间（05）－20东外墙32.003051500.1952.001556.1南外墙125600.19622.44北外墙125600.19622.41地坪30.012.0360.00.162096.64屋顶30.012.0360.00.122695.68累计7593.3冷藏间（06）－20南外墙32.0012.0560.000.1952.001556.1北外墙12.0560.000.19622.44地坪30.012.0360.00.162096.64屋顶30.012.0360.00.122695.68累计.6970.86冷藏间（07）－20东外墙32.003051500.1952.001556.1南外墙125600.19622.44北外墙125600.19622.41地坪30.012.0360.00.162096.64屋顶30.012.0360.00.122695.68累计7593.3围护构造总负荷41．909kw3.2货品热流量3.2.1货品热流量计算公式以下：式中Φ—货品热流量（W）；—冷间的每日进货质量（kg）；h1—货品入冷间开始温度时的比焓（kJ/kg）；h2—货品在冷间终止降温时的比焓（kJ/kg）；t—冷加工时间（h）。3.2.2冷间每日进货质量m应按以下规定：冻结间应按设计冷加工能力计算；有从外库调入货品的冷库，其冻结物冷藏间每间每日进货质量应按该间计算吨位的5﹪计算。 3.2.3房间装载能力（吨或吨/天）日进出货量G（吨）进库温度t1（℃）食品比热cp1（kJ/（㎏*k)）终止温度t2加工实践T(h)冷负荷Q2(kW)冷却间197.0016.17－10.001.9-23.004.0027.736冷却间297.0016.17－10.001.9-23.004.0027.736冷冻间378.0013－10.001.9-23.004.0022.2986冷冻间497.0018－10.001.9-23.002.0027.44冷藏间5352.67.0017.3-23.001.9-20.0024.00-3.4899冷藏间6352.67.0017.3-23.001.9-20.0024.00-3.4899冷藏间7352.67.0017.3-23.001.9-20.0024.00-3.4899累计94.74093.3通风换气热流量3.3.1通风换气 （6.1.14）式中Φ3—操作热流量（W）； Φ3a—冷间换气热流量（W） Φ3b—操作人员需要的新鲜空气热流量（W）n—每日开门换气次数，可采用2～3次；Vn—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）—冷间内空气密度（kg/m3）nr—操作人员数量；24-1d换算成24小时的数值30-每个操作人员每小时需要的新鲜空气量根据设计规定有：hw＝308kJ/kg，hn＝253.12kJ/kg，n=3,3.3.2冷冻间的通风换热量3.3.3冷藏间的通风换热量3.4电动机运转热流量计算公式以下：式中Φ—电动机运转热流量（W）；Pd—电动机额定功率（KW）；—热转化系数，电动机在冷间内时取1；b—电动机运转时间系数，对空气冷却器陪用的电动机取1。 在这里直接取Q4=16kw（经验值）3.5操作热流量3.5.1冷间操作热量计算公式为： 式中Φ—操作热流量（W）；Φd—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，为3次Vn—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，6人Φr—每个操作人员产生的热流量（W）；冷间设计温度等于-20℃时，宜取412W3.6冷间机械负荷计算： 式中 j——机械负荷（W）； n1——维护构造热流量的季节修正系数，取1； n2——货品热流量折减系数； n3——同期换气系数，宜取0.5～1.0； n4——冷间用的电动机同期运转系数； n5——冷间同期操作系数； R——制冷装置和管道等冷损耗赔偿系数，直接冷却系统宜取1.07，间接冷却系统宜取1.12；冷间机械负荷Q。＝220.155kw取制冷系统的工作时间系数为0.75得出制冷系统需要配备的制冷量为4设备选型4.1冷凝温度与蒸发温度的拟定4.1.1冷凝温度的拟定:根据《实用制冷工程设计手册》P141表3-2选用立式管壳式冷凝器t1—冷却水进口温度℃t2—冷却水出口温度℃θm－冷凝器中平均传热温差，取最小值冷却水温升t2-t1,取2～3℃当t30℃时取下限tk=（20+24）/2+7=29℃冷凝压力Pk=12.3788×1054.1.2蒸发温度的拟定蒸发温度取－33℃蒸发压力P0=1.036×105压缩比Pk/p0=11.95>8采用一级中间完全冷却双级压缩式制冷系统4.1.3中间温度的拟定由《实用制冷工程手册》P44查得tm=0.4tk+0.6t0+3=0.4×29＋0.6×（－33）+3=－5.24.2制冷原理的热工计算4.2.1原理图以下4.2.2根据原理图得到的压焓图以下331 1111247586hp4.2.3通过氨的P—h图得到：=1427.8kJ/kg =1615.6kJ/kg=1460.8kJ/kg=1635.8kJ/kgh5=321.7kJ/kgh8=h7=301.6kJ/kg单位制冷量q0=－h8=1106.1kJ/kg制冷剂的质量流量(kg/s)4.3压缩机的选择计算根据冷间机械负荷φj=293.54KW选用4台S8-12.5型单机双级制冷压缩机所配电动机功率为6.6kw其单台制冷量78KW低压气缸容积424m3/h高压气缸容积141气缸直径125㎜4.3.1高压级输气系数：查《实用供热手册》P1564.3.2低压级输气系数:4.4冷凝器的选择计算冷凝器的热负荷：Φk=MR（h4－h5）=0.148×（1953－663）=190.9KW冷凝器传热面积的拟定：㎡根据《制冷辅助设备》P1选用LN－150型立式冷凝器2台单台设计压力2.0Mp冷却水用量209.13m34.5蒸发器冷风机的选择计算4.5.1蒸发面积的拟定根据《实用制冷工程设计手册》P730查得冷风机传热系数K取13.9W/㎡·℃总设备冷负荷为220.155KW蒸发面积㎡4.5.2冷风机风量的计算各房间的风量按qv=β·计算qv—冷风机的风量m3/h—库房冷却设备负荷Wβ—配风系数;冻结间采用β=0.9~1.1,冷却间、冷藏间采用β=0.5~0.6m3/w·各房间风机风量计算:略4.5.3风机的选择根据《系列制冷设备》P5冻结间1、2、3、4均选用大连雪山DD71－350/312L参数:蒸发面积350㎡、冲霜水量4t/h轴流风机型号:LEF－7总风量10000m3配套电动机型号:YLZ－4总功率2.2kw房间5、6、7均选用光滑U形直式顶排管：排管直径D38,液体集管D57,气体集管D76，角钢250*54.6中间冷却器的选择计算4.6.1中间冷却器直径的拟定λ—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量WZ—中间冷却器内的气体速度不应不不大于0.5m/4.6.2中间冷却器蛇形管冷却面积应按下式计算《冷库设计规范》P426.37中间温度tm=－5.2℃中间冷却器的热负荷Φz=MR·（h5－h8）=0.26538*（321.7-301.6）=5.334(kw)℃式中θ1—冷凝温度θz—中间冷却温度θc—中间冷却器蛇形管的出液温度应比中间冷却器温度高3～5℃4.6根据计算由《制冷辅助设备》查得选用ZL-3.0系列其中:外径6004.7油分离器的选择计算选用YFA-65TL型填料式油分离器由《冷库设计规范》P436.3.9查得其重要尺寸及接通管径d165mmDo412mmH2365mmh11440mmh24.8高压贮液器的选择计算由《冷库设计规范》P446. 取1取70﹪v取0.00169m3/kg每小时氨液的总循环量kg