课程设计（论文）-烟台市某冷库设计.doc

1 设计题目设计题目 烟台市某冷库设计烟台市某冷库设计 姓名 院系食品工程学院食品工程学院 专业制冷与空调技术制冷与空调技术 年级 13011301 学号 指导教师 2015 年 10 月 22 日 2 目 录 1 1设计条件设计条件1 2 2制冷压缩机型号与数量的选择制冷压缩机型号与数量的选择1 2.1 确定机房总制冷量.1 2.2 确定制冷系统设计工况.1 2.2.1 蒸发温度.1 2.2.2 冷凝温度 .1 2.2.3 吸气温 度2 2.2.4 排气温 度2 2.3 将设计工况制冷循环表示在 lgph 图2 2.4 将设计工况制冷量换算成标准工况（或制冷工况）相应制冷量， 选择确定制冷压缩机的类型、型号、台 数 2 2.4.1 确定标准工况下的制冷 量3 2.4.2 压缩机的选 3 型3 3 3冷凝器的选择计算冷凝器的选择计算.3 3.1确定冷凝器的热负荷.3 3.2确定冷凝器的形式3 3.3计算冷凝器所需换热面积，选择冷凝器台数.4 4 4蒸发器的选择计算蒸发器的选择计算.5 4.1确定蒸发器的形式5 4.2计算蒸发器的换热面积，选定蒸发器台数5 5 5膨胀阀的选择计算膨胀阀的选择计算.5 5.1确定膨胀阀型 式5 5.1 .1 确定阀两端的压力 差6 5.1.2 确定膨胀阀的形式.6 5.2计算确定膨胀阀规格.6 6 6其他辅助设备的选择其他辅助设备的选择6 6.1制冷剂的净化与安全设备.6 6.2制冷剂的分离6 6.2.1润滑油的分离与收集设备.6 参考文献参考文献 .7 鲁东大学课程设计 1 1、设计条件 冷库间主要储存水果、蔬菜等， 冷藏间的温度为 t0=0oc， 选用的制冷剂为 r717 设计地点:烟台市某冷库 采用烟台市室外气象资料：东经 3732，北纬 12124，海拔 46.7 米 室外计算温度：夏季通风 27，夏季空气调节日平均 29 室外计算相对湿度：最热月月平均 81，夏季通风 74 2、制冷压缩机型号与数量的选择 2.1 确定机房总制冷量 已知冷库间主要储存水果、蔬菜等，冷藏间的温度为t0=0 摄氏度，选用的制冷 剂为 r717，并且制冷负荷总计为 100+10*6=160 kw 2.2 确定制冷系统设计工况 r717 制冷系统中冷凝压力与蒸发压力的比值 pk/po8，因此，为使压缩机安全、可 靠和经济的运行应采用单级压缩。根据所储存的物质，所需要的温度范围，选用全封 闭型活塞式压缩机。 2.2.1 蒸发温度 根据储存物品的种类、冷藏工艺的需要和对冷间温、湿度的要求，确定合理的计 算温差，从而确定蒸发温度。 对于直接冷却系统， 则 t0=tn -（810） （申江 主编 制冷装置设计 84 页 3-2） 因此，蒸发温度为t0=0-10=-10oc 根据 r717 的热力性质查得 po=0.291mp 2.2.2 冷凝温度 冷凝温度与冷凝器的形式、冷却方式、冷却介质的温度等有关，采用水冷式 冷凝器时，冷凝温度tk=（tz1+tz2）/2+（57） 式中tz1、tz2 为冷凝器 冷却水的进口温度和出口温度。 立式冷凝器的温差tz=1.53oc ，卧式壳管式冷凝器温差tz=46oc . . 蒸发式冷凝器的冷凝温度tk按下式计算 鲁东大学课程设计 2 tk=ts+（510） 式中，ts为夏季室外平均每年不保证 50h 的湿球温度。 由烟台地区气象条件查得ts=25.9 oc 即冷凝温度tk=30oc 冷凝压力 pk=1.169 mp pk/po8，因此选用单级压缩机。 2.2.3 吸气温度 查（申江 主编 制冷装置设计 85 页 ）表 3-2 得在蒸发温度为-10 oc 时，吸气温度 为-7 oc。 2.2.4 排气温度 由工程热力学可得，排气温度可有下式求得 trp =tx（pp/px）n-1/x 式中，tx、trp表示压缩机吸、排气绝对温度（k） pp、px表示压缩机吸、排气压力（kp） x 表示制冷剂的等熵指数。 而，在实际情况中可查氨压缩机排气温度表，得在蒸发温度为-10oc，冷凝温度在 30 oc 时，排气温度为 98oc. 2.3 将设计工况制冷循环表示在 lgph 图 鲁东大学课程设计 3 已知盘管氨液出口处端温度差t3=3oc 管路有害过热t1=5oc， 氨允许的过热度 3 oc 据工程热力学读出 r717 的压-焓图各点的设计工况参数为 h1=1445.22 kj/kg h1=1445.20 kj/kg s1=5.8125 kj/（kg.k） h2=1486.14 h3=341.769 kj/kg=h4 h3=327.284 kj/kg=h4 2.4 将设计工况制冷量换算成标准工况（或制冷工况）相应制冷量， 鲁东大学课程设计 4 选择确定制冷压缩机的类型、型号、台数，并校核压缩机配套电机的 功率 2.4.1 确定标准工况下的制冷量 当已知活塞压缩制冷机标准工况下的制冷量 q0可按下式换算：q=k1 q0 根据冷凝温度和蒸发温度 查（马国远 主编 制冷压缩机及其应用 171 页 表 7-1） 得 立式和 v 型氨压缩机制冷量换算系数 k1=1.28 即，q0=q/ k1=160kw/1.28=125kw 2.4.2 压缩机的选型 根据冷藏间机械负荷 j= q0=125kw 制冷剂 r717 已知压缩机标况下的制冷量，根据压缩机产品样本提供的技术数据，选配适用的 制冷压缩机型号为 2av12.5 型，其单台制冷量 61kw,单级压缩机轴功率 18.2kw，气 缸直径 125 选用 3 台烟台冷冻机总厂 125 系列单级活塞式制冷压缩机 3、 冷凝器的选择计算 3.1 确定冷凝器的热负荷 冷凝器的热负荷等于压缩机的功率加制冷量。 即，qk=18.2*3+125=179.6kw 3.2 确定冷凝器的型式 根据制冷工质及冷却剂供应条件确定冷凝器的型式。在 r717 制冷系统中，常采 用卧式壳管式冷凝器，它结构紧凑，占地面积小。 资料如下： 鲁东大学课程设计 5 3.3 计算冷凝器所需换热面积，选择冷凝器台数 冷凝器所需的换热面积 依据 ak=qk/ktm 其中冷凝器的热负荷 qk等于压缩机 . 的功率加制冷量。tm取 4oc ，k 取 700w/（m2* oc） . 即 ak=qk/ktm=179.6*103/700*4=65 m2 . 按选定压缩机的数目确定每台冷凝器的实需冷凝面积 ak/n，n 为冷凝器的台数。 即，选用 4 台冷凝器。lna-70 型立式冷凝器 鲁东大学课程设计 6 4 蒸发器的选择计算 4.1 确定蒸发器的型式 蒸发器型式的选择根据冷却对象和冷却方式的要求确定，保证运行安全可靠性、 经济高效节能和降低劳动强度。本设计中，采用卧式壳管式蒸发器。 4.2 计算蒸发器的换热面积，选定蒸发器台数 蒸发器传热面积的计算，a0=q0/ktm其中冷凝器的热负荷 qo等于设计工况 . 下的制冷量。tm取 5oc ，k 取 450w/（m2* oc） . a0=q0/ktm=160*103/450*5=72 m2 . 鲁东大学课程设计 7 按选定压缩机的数目确定每台蒸发器的实需蒸发面积 ao/n，n 为蒸发器的台数。 即，选用 4 台蒸发器。 5、 膨胀阀的选择计算 5.1 确定膨胀阀型式 膨胀阀是制冷系统的四大组件之一，是调节和控制制冷剂流量和压力进入蒸发器 的重要装置，也是高低压侧的“分界线” 。 膨胀阀是节流装置的一种，节流装置的种类很多，根据他们的应用范围，可分为 以下五种类型。 （1）手动膨胀阀，用于工业用的制冷装置。 （2）热力膨胀阀，用于工业、商业和空气调节装置。 （3）电子膨胀阀，用途与热力膨胀阀相同。 （4）毛细管，用于家用制冷装置。 （5）浮球调节阀，用于工业、商业和生活用调节装置。 5.1 .1 确定阀两端的压力差 p=pk-pi-po(kpa) (1) 式中：pk冷凝压力，kpa，pi为 p1p2p3p4（p1为液 体管路阻力损失；p2为弯头、阀件等得阻力损失；p3为液体管升高得压力损失， p3h；p4为分液头及分液毛细管得阻力损失，通常各为 0.5bar）; po蒸发 压力，kpa。 即 p=1.169-0.236=0.933mp 5.1.2 确定膨胀阀的形式 选择内平衡还是外平衡，由蒸发器中的压力降而定 对 r717 系统，当压力降超过相应蒸发温度 1，均宜采用外平衡式热力膨胀阀。 5.2 计算确定膨胀阀的规格 蒸发器的蒸发温度范围：-8 oc -10oc 最大 制冷量：160kw 热力膨胀阀进出口的压力差：p=0.933mp 热力膨胀阀采用外平衡式 因此，查得膨胀阀的规格为：bae2hac 6、其他辅助设备的选择 6.1 制冷剂的净化与安全设备 氨用过滤器一般由 23 层网孔为 0.4mm 的钢丝网制成。在制冷设备中氨液过滤器 装设在浮球阀、节流阀和电磁阀前的输液管道中。氨气过滤器装在压缩机吸气管道上， 鲁东大学课程设计 8 防止氨中的机械杂质进入压缩机气缸。 安装紧急泄氨器。制冷系统中充装的氨较多时，一般应设置紧急泄氨器，以便在 紧急情况下，例如发生火灾时，迅速将液氨放掉，以保护设备和人身安全。 6.2 制冷剂的分离 空气分离器，空气分离器的作用是把冷凝器中的不凝气和储氨器中的混合气排出 系统并把洁净的氨气重新净化回收到低压系统，提高冷凝器的传热效果，避免压缩 机出口压力和温度的升高，保证系统的平稳运行及减少电耗。 6.3 润滑油的分离与收集设备 洗涤式油分离器是氨制冷系统中常用的油分离器，能分离出 80%85%左右的油量。 在洗涤式油分离器中，氨液的洗涤冷却作用是主要的，因此设计施工和操作中必 须使氨液液面高出进气口底部 125150mm，以保证氨油混合的过热蒸汽与氨液有较好接 触。安装时冷凝器的出液管应高于分离器进液管 200300mm，其连接形式应从冷凝器出 液管的底部接出。 集油器是氨制冷系统中收集从油分离器、冷凝器、储液器、中间冷却器、蒸发器 和排液桶等设备放出的润滑油的设备。 集油器在氨制冷系统中的设置应根据润滑油排放安全、方便的原则。高压部分的 集油器一般放置于放油频繁的油分离器附近，低压部分的集油器设置在设备间低压循 环储液器和排液桶附