1、课 程 设 计设计题目 烟台 300 t 装配式水果冷藏库 目 录1、冷库 的概况 .1.1、冷库的用途、规模情况 .1.2、冷库的气象资料 .1.3、冷库的平面布置图 .2. 制冷系统设计方案概述 .2.1、设计原则 .2.2、制冷系统流程 .2.3、制冷系统方案内容 .2.4、机房布置方案 .2.5、库房特征 .3、设计计算书 .23.1、设计依据 .3.2、制冷负荷计算 .3.2.1、设计参数 .3.2.2、冷间内各项冷负荷计算 .3.2.3、库房冷却设备负荷 Qq.3.2.4、机械负荷 Qj .3.3、制冷机器设备的选型计算 .3.3.1、制冷循环参数的确定 .3.3.2、制冷压缩机的
2、选型计算 .3.3.3、冷却水系统的选型计算 .3.3.4、冷却设备的选型计算 .3.3.5、节流阀的选型计算 .3.3.6、辅助设备的选型计算 .3.4 制冷管道设计计算 .3.4.1、管径的选择 .3.4.2、管材的选用 .3.4.3、管道的伸缩和补偿 .3.4.4、管道的隔热 .4、参考文献 .1、冷库的概况1.1、冷库的用途、规模情况该冷库位于烟台市，冷库仅有冷却物冷藏间，容量分别为 300t，主要用于冷藏苹果。1.2、冷库的气象资料：站台位置库址 东经 北纬夏季空调室外计算干球温度室外计算相对湿度室外计算焓值室外风速大气压力烟台12124 3732 29. 81% 88.51kJ/k
3、g 0.5102.125 kpa1.3、冷库的平面布置图该冷库的冷藏吨位为 300 吨，则冷却物冷藏间就有 1 间，则每间的冷藏量为 300 吨3（1）冷间的面积计算根据公式： 10SVG式中： G各冷库计算吨位（t） ；V1各冷藏间的公称体积（m 3） ；冷藏间的容积利用系数；s食品的计算密度（kg/m 3）根据制冷装置设计表 2-1-4 查得水果的密度（箱装）为 s =300 kg/m3，其中 =0.8。根据上式得，公称容积： 3i m12508.301V冷库高度的确定：净高为 4.8m，堆码高度为 3.5m。则冷却物冷藏间有效使用面积为1250/3.5=357.2， ）则净长和净宽分别为
4、 20m 和 17.86m；（2） 、冷库的平面布置图42. 制冷系统设计方案概述2.1、设计原则（1）满足食品冷加工工艺要求；（2）系统要运行可靠，操作管理方便，有安全保障；（3）系统应优先采用新设备、新工艺及新技术；（4）要考虑经济性。2.2、制冷系统流程双级压缩：蒸发器出口回汽调节站气液分离设备低压级压缩机低压级油分离器中间冷却器高压级压缩机油分离器冷凝器贮液桶中冷器高压液体调节站节流阀低循桶氨泵低压液体调节站蒸发器进口蒸发器出口单级压缩：蒸发器出口回汽调节站气液分离设备低压循环桶单级压缩机油分离器冷凝器高压贮液器高压液体调节站节流阀低压循环桶氨泵低压液体调节站蒸发器进口蒸发器出口2.3
5、、制冷系统方案内容（1）采用制冷系统：单级氨制冷系统；（2）蒸发温度回路：冷藏间采用10回路，（3）供液方式：氨泵供液；（4）融霜方式：冷藏间采用干式冷风机，故采用热氨融霜方式； （5）自控内容：制冷系统的安全保护；局部回路的自控（液泵、冷藏间回路） ；压缩机指令开停机，库房内的冷却设备在机房的遥控和库温遥测；（6）冷间冷却方式：直接冷却方式。2.4、机房布置方案机房分成机器间和设备间两部分。制冷压缩机安装在机房内，仪表盘应面向主要操作通道；油分离器可随压缩机安装；冷凝器安装在室外离机房出入门较近的地方；高压贮液器布置在室外靠近冷凝器，且安装高度应与冷凝器配合，保证液体自流进入；油分离器应根据
6、冷凝器和高压贮液器的标高来布置；总调节站设在机器间便于观察、操作的地方；液氨分离器设在机房之上；低压循环5桶设在设备间利用金属固定的平台上；氨泵布置在低压循环桶的下面近处；其余设备均按照有关资料的要求布置。2.5、库房特征（1）库房温湿度条件：冷藏间温度为 0，相对湿度为 85%；（2）冷却设备及气流组织：冷藏间采用干式冷风机配均匀送风道，送风道由水平送风主管和喷嘴组成3、设计计算书3.1、设计依据依据冷库制冷设计手册和依据冷库设计规范 ，按照设计要求（基础资料、设计参数、各库房冷藏容量、冷加工能力、平面布置图等）对整个制冷系统进行设计计算。设计内容包括制冷负荷计算、制冷压缩机的选型、辅助设备
7、的选型、冷却设备、管径的选择及安全保护等。3.2、制冷负荷计算3.2.1、设计参数冷间 室外计算温度tw夏季通风室外设计计算温度冷间设计温度tn冷间设计相对湿度冷间进库温度冷间出库温度冷间冷加工时间 冷藏间 29 27 0 90% 14.5 0 24h3.2.2、冷间内各项冷负荷计算（1）维护结构传入热 Q1根据公式： ）（ nwtaFK式中 K维护结构传热系数，单位 W/K；F维护结构传热面积，；a维护结构两侧温差修正系数，查制冷装置设计表 2-2-2 可得；tw维护结构外侧计算温度，当计算外墙、顶棚时，按规定值取；当计算内墙地坪时，按邻室温度规定值取；tn冷间设计温度。6（2） 、货物放热
8、量 Q2 2n21321b321dcb2a qG-qG0tBCG0hG 式中 Q2a食品放热量；Q2b食品包装材料和承载工具的热量；Q2c食品冷加工过程的呼吸热；Q2d食品冷藏过程中的呼吸热；G冷间每天进货量（kg） ；G=1200*1000*8%=96000kgh1、h 2货物进出冷间的焓值 kJ/kg；货物冷加工时间，s；B货物包装材料和运载工具的重量系数；Cb包装材料或运载工具的比热，kJ/kgK；t1包装材料或运载工具进入冷间时的温度，；t2包装材料或运载工具在冷间内降温终止时的温度一般为库房设计温度，；q1、q 2鲜果冷却初始、终止温度时的呼吸热，W/ kg；Gn冷却物冷藏间的冷藏量
9、，kg。G=1200*1000*8%=96000kg7冷间货物放热量 Q2冷间 G h1 h2 B Cb t1 t2 q1 q2 Gn Q2冷藏间 24000 326.6 271.9 86400 0.25 1.5114.5 0 46.410 300000 20518（3）通风换气冷负荷 Q360241VnhQw式中：h n，h w室内外空气的焓值， kJ/kg；n每日换气次数，取 2 次；V冷间内的净容积，m 3； n冷间内空气密度，kg/ m 3。通风换气冷负荷 Q3冷间 hn hw n V n Q3冷藏间 8.02135.253 2 1250 1.293 1019（4）电机运行热当量 Q4
10、 3iii4 10N式中：N i各电动机的额定功率，kW； i各热转化系数，取 1； i各电机运转时间系数，取 1。假设冷间的单位制冷负荷为 115W/t，则单个冷间 Qq 假设=115Gn=115300=34500W，冷风机的蒸发面积为：（1） 2qm09.31745tKQF假 设选用大连冷冻机生产的 KLL-250 型落地式氨空气冷却器，蒸发面积为 256平方米，该风机配用两台电动机，每台机功率为 2.2KW，共 4.4kW，那么冷间电8动机耗冷量的计算结果见表：电机运行热当量 Q4冷间 Ni（kW） i i Q4冷藏间 4.4 1 1 4400各冷间冷却设备负荷 Qq汇总表冷间 Q1 Q
11、2 Q3 Q4 Q5 Qq Q 假设冷藏间 8231.2 20518 1019 4400 1025 35193.2 34500经校验，各冷间假设的冷却设备负荷 Qq 假设 与实际计算得出的冷却设备负荷 Qq 的误差为 2%10%，说明选用的冷风机合理。（5）操作管理冷负荷 Q5 r3nwdcba5 qn125.06024rMhnVFq 式中：q d冷间每平方米地板面积照明热量，W/；F冷间地板面积， ；V冷间内净容积，m 3；n每日开门时引起换气次数；hn，h w室内外空气的焓值， kJ/kg；M空气幕修正系数；rn冷间内空气容重,kg/ m 3。nr操作人员数量；qr每个操作人员每秒的放热量
12、。操作管理冷负荷 Q5冷间qd F V nhn hw M rn nr qr Q59冷藏间 2357.212501.35 8.02135.2530.50.773 3280 10253.2.3、库房冷却设备负荷 Qq 54321qP.Q式中，P冷却物冷藏间取 1。各冷间冷却设备负荷 Qq汇总表冷间 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Qq Q 假设冷藏间 8231.2 20518 1019 4400 1025 35193.2 345003.2.4、机械负荷 Qj51i6kikij nR式中：R 制冷装置管道和设备等冷量损耗补偿系数，取 1.07；n1k维护结构传热量的季节修正系数，取 1.00；n2k机
13、械负荷折减系数，冷却物冷藏间取 0.6；n3k同期换气次数，取 0.8；n4k冷间电动设备的同期运转系数，冷却物冷藏间和取 1；n5k冷间同期操作系数，冷却物冷藏间取 1；机械负荷 Qj冷间 n1Q1 n2Q2 n3Q3 n4Q4 n5Q5 Rn ikQik Qj冷藏间 8231.2 12311 815.2 4400 1025 1.07 26782.4 28657.23.3、制冷机器设备的选型计算整个冷库的耗冷量计算以后，便可按机器总负荷进行选择制冷压缩机及所配用的设备。按这个冷库的设计条件，确定冷凝温度，氨液冷凝后的再冷温度以及制冷压缩机循环的级数，然后进行计算。10C3.3.1、制冷循环参
14、数的确定（1）蒸发温度 tz 的确定由于蒸发器是直接布置在库房的，一般比库温低 810，故冷却物冷藏间取-10；（2）冷凝温度 tl的确定根据烟台地区的水文地质条件及气象条件，采用冷却水循环冷却。冷凝器的进水温度 ts1=ts+=25.9+3=28.9（其中 ts为室外空气湿球温度，为冷却塔的冷幅高） ，冷凝器的出水温度为 ts2= ts1+2=28.9+2=30.9（立式冷凝器）2sl1smt-nt式中 t m对数平均温差，取值范围为 46，取 4。由此计算出冷凝温度为 34。（3）吸入温度 tx的确定对氨泵供液系统，设计工况的吸入温度冷藏间 tx为-7；（4）过冷温度 tg的确定冷却物冷藏间的过冷度 tg为 3；（5）制冷循环压缩机的级数确定这个冷库要求冷却物冷藏间的温度为 0，蒸发温度为-10；当冷凝温度为 34时，相应的冷凝压力为 Pl= 13121Kpa，当冷却物冷藏间蒸发温度为-10时，相应的蒸发压力为 Pz= 2908Kpa；按照冷凝压力和蒸发压力的比值考虑:冷却物冷藏间： = =4.518，故宜采用单级压缩制冷循环；zlP290133.3.2、制冷压缩机的选型计算（a）单级压缩机的选型：如图 1，取过冷度 3，节流前氨液的温度 tg=31。根据制冷装置设计附录 4 查得有关参数：h0=343.757kJ/kg；h1=1456.849kJ/kg
