毕业设计81全双制冷系统设计说明书

能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 1 1 *冷库工程制冷系统设 计 前 言 我们的专业方向是制冷，冷库工程制冷系统设计是我们专业学习的一项重要内容，出于对该领域的浓厚兴趣，我选择了 *冷库制冷系统设计作为我毕业设计的课题。 冷库是在特定的温度和相对湿度条件下，对食品和工业原料、生物制品、医药等物品进行加工和贮藏，以保证物品的食用价值或使用价值的专用建筑物。作为我国国家经济五大库（金库、粮库、棉库、油库、冷库）之一，冷库的作用十分重要。 改革开放以来，我国国民经济得到飞速发展，居民生活水平、质量得到大幅提高，对食品的贮藏保鲜也提出了更高的要求，这都促 进了冷库行业的快速发展。 毕业设计是我大学四年学习的一个总结，也是我对校园学习生活的一个告别，以后很难再有这么多热心的老师淳淳教导，再有那么多热情的同学互相交流。因此我怀着及其认真的态度来完成这次毕业设计，来为我大学四年的学习生活点上不算完美的休止符，也为明天的努力画上新的起点。 衷心感谢我的导师孙昆峰老师以及教研室各位热心的老师，感谢帮助我的每一位同学！ 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 2 2 制冷系统设计 摘要 ：本设计是 *冷库工程的制冷系统设计。主要任务是完成冷冻站和冷间制冷系统的设计。在设计中，用 Excel做 出了冷负荷的计算。对于各种制冷机及其辅助设备的选用做了技术比较分析，最后决定采用螺杆式制冷压缩机。冷间制冷工艺设计是根据冷间冷却设备负荷的大小及冷间性质，选择蒸发器并合理考虑冷间的气流组织。而后进行了风力及管道设计计算，并对制冷系统的试压、试漏、及管道的保温问题做了简单说明。 关键词 ：制冷系统 ; 技术性能分析 ; 螺杆式压缩机 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 3 3 The Design of the Refrigeration System Abstract: The graduation design the refrigeration system of* cool store s refrigeration system. The main task is to finish the system design of the refrigeration station and refrigerating room. In the design, the software Excel is used to calculate the load. After technique function analysis and compare of different refrigeration apparatus , refrigeration compressor is adopted. The evaporation was chosen according the cooling plant load of refrigerating room. And air flow organization is also considered. The flow pattern of the calculation of hydraulic system and flow pattern is done. At last, experiment of the refrigerating system foe the pressure and leakage was made and simple illustration was made. Key words: Refrigeration system; Technique analysis; Screw compressor 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 4 4 目录 前言 (1) 第 1章 工程概况及原始资料 (7) 1.1工程概况 (9) 1.2气象资料 (8) 第 2章 冷负荷计算 (10) 2.1冷藏间 围护结构传热量1Q (10) 2.2货物放热量2Q (16) 2.3通风换气冷负荷3Q (17) 2.4电机运行热当量4Q (17) 2.5操作管理冷负荷5Q (18) 2.6冷负荷汇总 (20) 第 3章 制冷系统方案的确定和经济技术分析 (23) 3.1确定制冷系统方案的原则与内容 (23) 3.2确定制冷系统方案 (23) 3.3经济技术分析 (24) 第 4章 制冷机器设备的选型计算 (26) 4.1制冷 压缩机的选型计算 (26) 4.2冷凝器选型计算 (32) 4.3冷却设备 选型计算 (33) 4.4 中冷器 选型计 (34) 4.5油分离器 选型计算 (35) 4.6贮液器 选型计算 (36) 4.7低压循环桶 选型计算 (36) 4.8 氨泵 选型计算 (37) 4.9排液桶 选型计算 (38) 4.10空气分离器 选型 (38) 4.11集油器 选型 (39) 4.12经济器 选型 (39) 4.12虹吸罐 选型 (39) 第 5章 冷间制冷工艺设计 (40) 5.1冷间的配风方式 及气流组织计算 (40) 5.2冷间的制冷工艺设计 (40) 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 5 5 第 6章 制冷系统的管道设计 (41) 6.1 系统管道和阀门的设计要求 (41) 6.2 系统管道的设计 (41) 第 7章 制冷系统的试压、试漏及管道保温 (43) 7.1制冷系统试压试漏 (43) 7.2管道保温 (44) 第 8章 结论 (46) 致谢 (47) 参考文献 (48) 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 6 6 主要符号、单位说明 符号 名称 国际单位 常用单位 F 冷（热）负荷 W /kCal h K 传热系数 2/( )w m k 2/( )kC al m h k鬃 N 功率 w pD 压差 Pa G 流量 /kg h t 温度 Co w 流速 /ms e 动力粘滞系数 3/kgm l 导热率 ( )/ ow m C r 密度 3/kg m d 直径 m L 长度 m g 重力加速度 2/ms C 比热 /kj kg Co f 相对湿度 % A 面积 2m h 效率 h 焓值 /kj kg s 厚度 m a 围护结构温度修正系数 u 比容 3/mh 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 7 7 第 1章 工程概况及原始材料 1.1 工程概况 该工程为郑州市 *2500t冷库工程制冷系统设的设计。该冷库是一个中型的生产性冷库，主要生产猪白条肉。其主要加工环节为：经检验分级后的生猪进入屠宰间进行屠宰，屠宰后的白条肉胴体经常温穿堂进入冷却间冷却，冷却后的白条肉进入冻结间冻结，肉胴体温度降至要求温度后经低温穿堂进入冻结物 冷藏间冷藏。建筑平面如图 1 1所示： 图 1 1：建筑总平面简图 1.1.1 冷库概况 冷库主要包括冷却间、冻结间以及冻结物冷藏间三大部分。平面布置如图1-1。其中，各间的设计室温分别为 0、 -35、 -20；分三个蒸发回路，蒸发温度分别为 -10、 -45、 -30。 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 8 8 图 1-2冷库平面布置及建筑尺寸 另外冻结间与冻结物冷藏间之间设有低温穿堂，设计温度为 -12，因其负荷相对较小，将其与冷藏间共同并入 -30蒸发回路中。 各间概况如下： 一冻结物冷藏间 该冷间设计室温 为 20 库容为 2500t，根据公式可求得其净容积。库房净高为 5.38m，如图 1-1 所示分为三个冷间。其中 No.10 与 No.3 冷藏间净面积均为 791.2，库容为 936.4t,No .2冷藏间净面积为 530，库容为 626.8t，总库容为 2500t。具体尺寸见图 1-2。 二冷却间 冷却间设计生产能力为 147t/20h,分为 7 个小间 ,采用落地上平吹式冷风机冷却。每间设 6根吊轨，每根有效长度为 15.2m,设计生产能力为 21t/20h。其中， No.1冷却间净面积为 96.3， No.2到 No.7净面积均为 96.6 。 三冻结间 冻结间设计生产能力为 154t/24h，分为 7 个小间，采用吊顶式冷风机冷却。每间设 6 根吊轨，每根有效长度为 16m，设计生产能力为 22t/24h。各间净面积与冷却间相同。 四低温穿堂 净面积为 299 ，设计温度 -12， 采用顶排管冷却。 1.1.2 机房概况 考虑到本地区夏季主导风向为东南风，所以将机房布置在库房的下风向。同考虑到机房宜在冷库中心附近，故将机房布置在库房北方。 机房为单层独立建筑，建筑尺寸为 52.5m 15m,面积为 787.5 2m 。分为机能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 9 9 器间、设备间、油处理间、配电室、控制室及变压室。其中压缩机布置在机器间；低循桶、中冷器、经济器、贮液器及虹吸罐布置在设备间；把产生高热及外逸制冷剂的油分离器、加氨站、空气分离器布置在紧靠机房而不影响交通和美观的室外；冷凝器布置在屋顶。 1.2 气象资料 1.2.1 郑州地区气象资料如下： 地理位置：北纬 34 43 ,东经 119 39 ,海拔 110.4m 夏季通风室外计算温度 32 夏季空气调节日平均室外计算温度 31 夏季室外平均每年不保证 50小时湿球温度 27.9 最热月月平均室外计算相对湿度 75% 夏季通风室外计算相对湿度 44% 极端最低温度 -17.9 极端最高温度 44 最大冻土深度 18cm 冬季大气压力 101.325kpa 夏季大气压力 99.192kpa 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 10 10 第 2章 制冷负荷计算 冷库的制冷负荷有五大部分：围护结构传入热1Q、货物放热量2Q、通风换气冷负荷3Q、电机运行热当量4Q以及操作管理冷负荷5Q。其中，因为本库生产货物为猪白条肉，又无操作工人长期停留的冷间，所以 Q3可以忽略不计。 2.1 冷藏间 围护结构传热量1Q2.1.1 计算基础资料 一 计算公式 1Q ()wnK F a t tgg， 01K R ，011iw i nR aa 式中： K 围护结构传热系数，单位 2/( )W m Kg F 围护结构传热面积，单位 2m a 围护结构两侧温差修正系数，可根据围护结构外侧环境条件，热特性指标以及库房特性查取 wt，nt 室外（内）计算温度， 0R 围护结构总热阻， 2 /m K Wg wa，na 围护结构内外表面放热系数， 2/( )W m Kg i 围护结构各层材料厚度， m i 围护结构各层材料传热系数， /( )W m Kg 二 围护结构构造及其ii a地面 结构如右图所示，各层结构如下： (1)125mm 厚 钢 筋 混 凝 土 ， 导 热 系 数 1.330 /( )W m Kg (2)10mm 厚 油 毡 一 层 ， 导 热 系 数 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 11 11 0.174 /( )W m Kg (3)0.2mm聚乙烯薄膜一层， =0.047 /( )W m Kg (4) 250mm厚聚苯板分两层，下层 150 厚，上层 100厚， =0.04 /( )W m Kg ) (5) 0.2mm聚乙烯薄膜一层， =0.047 /( )W m Kg (6)20mm厚水泥砂浆， =0.872 /( )W m Kg (7)100mm厚钢筋混凝土， =1.33 /( )W m Kg 1 2 5 1 0 0 . 2 2 5 0 0 . 2 2 0 1 0 00 . 0 0 1 ( )1 . 3 3 0 . 1 7 4 0 . 0 4 7 0 . 0 4 0 . 0 4 3 0 . 8 7 2 1 . 3 3ii g =6.509 b.屋面 结构右图所示，各层结构如下 (1)6mmSBS防水卷材， =0.37 w/( *K) (2)20mm水泥砂浆， =0.872 w/( *K) (3)150mm厚钢筋混凝土， =1.33 w/( *K) (4)3mm素水泥浆一道， =0.30 w/( *K) (5)250mm厚聚氨酯， =0.027 w/( *K) (6)20mm水泥砂浆， =0.872 w/( *K) ii = 6 2 0 1 5 0 3 2 5 0 2 00 . 0 0 1 ( )0 . 3 7 0 . 8 7 2 1 . 3 3 0 . 3 0 . 0 2 7 0 . 8 7 2 g 9.441 c外墙 结构右图所示，各层结构如下 (1)20mm水泥砂浆， =0.872 w/( *K) (2)370mm厚砖墙， =0.87 w/( *K) (3)20mm水泥砂浆， =0.872 w/( *K) (4)150mm厚聚氨酯彩板粘贴， =0.027 w/( *K) 2 0 3 7 0 2 0 1 5 00 . 0 0 1 ( )0 . 8 7 2 0 . 8 7 0 . 8 7 2 0 . 0 2 7ii g =6.0267 d内隔热墙 结构右图所示，各层结构如下 (1)20mm水泥砂浆， =0.872 w/( *K) 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 12 12 (2)370mm厚砖墙， =0.87 w/( *K) (3)20mm水泥砂浆， =0.872 w/( *K) (4)75mm厚聚氨酯彩板粘贴， =0.027 w/( *K) 2 0 3 7 0 2 0 7 50 . 0 0 1 ( )0 . 8 7 2 0 . 8 7 0 . 8 7 2 0 . 0 2 7ii g =3.2489 2 1 2库房各冷间围护结构传热量1Q一 . 传热系数 K 将求 K公式编入 Excel表中计算得出 K值，如表 2 1所示： 表 2 1：围护结构传热系数表 冷间名称 围护结构名称 aw (w/m2.k) an (w/m2.k) / 总热阻R0(m2.K/W) 传热系数K(w/m2.k) 冷 却 间 北外墙 23.2 29.075 6.0267 6.104197 0.163822 西内墙 11.6 29.075 3.2489 3.369501 0.29678 东内墙 11.6 29.075 3.2489 3.369501 0.29678 地坪 8.14 29.075 6.509 6.666244 0.15001 屋面 23.2 29.075 9.4441 9.521597 0.105024 冻 结 间 北外墙 23.2 29.075 6.0267 6.104197 0.163822 西内墙 11.6 29.075 3.2489 3.369501 0.29678 东内墙 29.075 29.075 3.2489 3.317688 0.301415 地坪 8.14 29.075 6.509 6.666244 0.15001 屋面 23.2 29.075 9.4441 9.521597 0.105024 冻 结 物 冷 藏 间 北外墙 23.2 8.14 6.0267 6.192654 0.161482 西外墙 23.2 8.14 6.0267 6.192654 0.161482 西内墙 29.075 8.14 3.2489 3.406144 0.293587 东内墙 11.6 8.14 3.2489 3.457957 0.289188 地坪 8.14 8.14 6.509 6.7547 0.148045 屋面 23.2 8.14 9.4441 9.610054 0.104058 低温穿堂 北外墙 23.2 8.14 6.0267 6.192654 0.161482 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 13 13 南外墙 23.2 8.14 6.0267 6.192654 0.161482 西内墙 1 29.075 8.14 3.2489 3.406144 0.293587 西内墙 2 11.6 8.14 3.2489 3.457957 0.289188 东内墙 29.075 8.14 3.2489 3.406144 0.293587 地坪 8.14 8.14 6.509 6.7547 0.148045 屋面 23.2 8.14 9.4441 9.610054 0.104058 二 .各冷 间围护结构传热量1Q各冷间围护结构传热量用 Excel列表编入公式算出，如表 2 2所示： 表 2 2：各冷间围护结构传热量1Q冷间名称 围护结构名称 长 (m) 宽（高）(m) 面积 F(m2) 传热系数K(w/m2.k) 温差修正系数 a 温差 tw-tn () 围护结构冷负荷 Q1(w) 冷间 编号 冷 却 间 No.1 北外墙 18 5.405 97.29 0.1638 1.05 31 518.7201 西内墙 5.69 4.77 27.1413 0.2968 1 31 249.72167 东内墙 5.69 4.77 27.1413 0.2968 1 31 249.72167 地坪 18 6.25 112.5 0.15 0.7 31 366.1875 屋面 18 6.25 112.5 0.105 1.3 31 476.04375 合计 1860.3947 No.2 西内墙 6 4.77 28.62 0.2968 1 31 263.3269 东内墙 6 4.77 28.62 0.2968 1 31 263.3269 地坪 18 6 108 0.15 0.7 31 351.54 屋面 18 6 108 0.105 1.3 31 457.002 合计 1335.1958 No.7 西内墙 6 4.77 28.62 0.2968 1 31 263.3269 东内墙 6 4.77 28.62 0.2968 1 31 263.3269 南内墙 18 4.77 85.86 0.2968 1 31 789.98069 地坪 18 6 108 0.15 0.7 31 351.54 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 14 14 屋面 18 6 108 0.105 1.3 31 457.002 合计 2125.1765 总计 10661.55 冻 结 间 No.1 北外墙 18 5.405 97.29 0.1638 1.05 66 1104.3719 西内墙 5.69 4.77 27.1413 0.2968 1 66 531.6655 东内墙 5.69 4.77 27.1413 0.2968 1 23 185.27737 地坪 18 6.25 112.5 0.15 0.7 66 779.625 屋面 18 6.25 112.5 0.105 1.3 66 1013.5125 合计 3614.4522 No.2 西内墙 6 4.77 28.62 0.2968 1 66 560.63146 东内墙 6 4.77 28.62 0.2968 1 23 195.37157 地坪 18 6 108 0.15 0.7 66 748.44 屋面 18 6 108 0.105 1.3 66 972.972 合计 2477.415 No.7 西内墙 6 4.77 28.62 0.2968 1 66 560.63146 东内墙 6 4.77 28.62 0.2968 1 23 195.37157 南内墙 18 4.77 85.86 0.2968 1 66 1681.8944 地坪 18 6 108 0.15 0.7 66 748.44 屋面 18 6 108 0.105 1.3 66 972.972 合计 4159.3094 总计 20160.837 冻 结 物 冷 藏 间 No.1 北外墙 45.5 6.035 274.593 0.1615 1.05 51 2374.7652 西外墙 18.3 1.265 23.0863 0.2928 1.05 51 361.97947 西内墙 17.7 4.77 84.3813 0.2936 1 8 198.1948 东内墙 17.7 2.36 41.7484 0.2892 1 51 615.7555 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 15 15 地坪 45.5 18.25 830.375 0.148 0.7 51 4387.3694 屋面 45.5 18.25 830.375 0.1041 1.3 51 5731.1071 合计 13669.171 No.2 西外墙 12 1.065 12.78 0.1615 1.05 51 110.52559 西内墙 12 4.77 57.24 0.2936 1 8 134.44531 东内墙 12 5.16 61.92 0.2892 1 51 913.27046 地坪 43.4 12 520.8 0.148 0.7 51 2751.6989 屋面 43.4 12 520.8 0.1041 1.3 51 3594.4731 合计 7504.4133 总计 34842.756 低温穿堂 北外墙 6.55 5.405 35.4028 0.161482 1.05 43 258.11835 南外墙 6.55 5.405 35.4028 0.161482 1.05 43 258.11835 西内墙 1 41.7 4.77 198.861 0.293587 1 -23 -1342.811 西内墙 2 5.69 4.77 27.1413 0.289188 1 43 337.50435 东内墙 47.4 4.77 226.003 0.293587 1 -8 -530.8114 地坪 48.5 6.55 317.675 0.148045 0.7 43 1415.6089 屋面 48.5 6.55 317.675 0.104058 1.3 43 1847.8653 总计 2243.5927 注： 1各冷间传热面积尺寸参见 图 1 2； 2因冻结物冷藏间库房高度高于与其西侧相邻的低温穿堂，故其西墙分为西内墙和西外墙两部分，其中在低温穿堂以上部分为外墙，以下部分为内墙； 3低温穿堂的西墙与冻结间和附属房间都相邻，故其西内隔墙也分为两部分：与冻结间相邻部分为西内墙 1，与附属房间相邻部分为西内墙 2； 4.冷却间 No.2-6 负荷相等 ,冻结间 No.2-6 负荷相等 ,冻结物冷藏间 No.1 与 No.3 负荷相等。 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 16 16 2.2 货物放热量2Q2.2.1 计算基础资料 一 计算公式 货物放热量2Q包括四项内容：食品放热量2aQ，食品的包装材料和承载工具放热量2bQ，食品冷加工过程的呼吸热2cQ以及食品冷藏过程的呼吸热2dQ。其中因改冷库生产白条肉，后三项内容都可以忽略不计，故只需计算食品放热量2aQ。 31222102aG h hQQ 式中： G 冷间每日进货量， kg h1， h2 货物进出冷间的焓值， kj/kg 二 基本参数 a 每日进货量 G 冷 却 间 每 小 间 设 计 生 产 能 力 均 为 20976kg/20h ， 242 0 9 7 6 2 5 1 7 120G kg 冻结间每小间设计生产能力均为 22000kg/24h， G 22000kg 冻结物冷藏间各冷间每日进货量按比 例分摊入库， No.1 与No.3 冷间每日进货量为 57750kg， No.2 冷间每日进货量为 38500kg。 b.货物进出冷间焓值 h1， h2 猪肉进冷却间温度按 35计算，经过冷却后肉中心温度降至4，再经过冻结后降至 15，再进入冷藏间降温至 20。查表得：35Ch 318kj/kg, 4Ch=224.2 kj/kg, 15Ch=12.2 kj/kg , 20Ch=0 kj/kg。 2.2.2 各冷间货物放热量2Q将求2Q公式编入 Excel 表中计算得出2Q值，如表 2 3 所示： 表 2 3：各冷间货物放热量2Q冷间名称 每日进货量 货物进库焓值 货物出库焓值 时间 货物放热量能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 17 17 冷间 编号 G（ kg） h1 (kj/kg) h2 (kj/kg (s) Q2 冷却间 No.1 25171 318 224.2 72000 32792.219 总计 229545.54 冻结间 No.1 22000 242.2 12.2 86400 58564.815 总计 409953.7 冻结物冷藏间 No.1 57750 12.2 0 86400 8154.5139 No.2 38500 12.2 0 86400 5436.3426 No.3 57750 12.2 0 86400 8154.5139 总计 21745.37 注：冷却间，冻结间各小间货物放热量相等。 2.3 通风换气冷负荷3Q因为本库生产货物为猪白条肉，又无操作工人长期停留操作的冷间，所以 Q3 可以忽略不计。 2.4 电机运行热当量4Q2.4.1 计算基础资料 该项负荷主要内容为冷却间和冻结间，其电动设备为冷风机以及带动吊轨传送带的电动机。冷藏间和低温穿堂因采用顶排管冷却，无电动设备，故其该项负荷为 0。 一 . 计算公式 34 10QN gg 式中： N 电动机额定功率， kw 热转化系数，因电动机在库内，故取值 1 电动机运转时间系数，取值 1 二基本参数 在计算该项负荷时，因为冷风机型号尚未选定，所以也不知道其具体功率，这就需要先假设一个电动机功率，求得总耗冷量选出冷风机后在根据实际功率进行校核。 冷却间每小间用 DDL250 吊顶式冷风机两台，每台功率 4.4kw，另外带动吊轨的电动机功率为 1.8kw,故每小间电机功率为 10.6kw；能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 18 18 冻结间每小间用 DDJ150 吊顶式冷风机六台，每台功率 2.2kw，另外带动吊轨的电动机功率为 2kw,故每小间电机功率为 15.2kw。 2.4.2 各冷间电机运行热当量4Q将求4Q公式编入 Excel 表中计算得出4Q值，如表 2 3 所示： 表 2 4 各冷间电机运行热当量4Q冷间 名称 电机功率N（ kw) 热转化系数 运转时间系数 电机运行热当量Q4(w) 冷间 编号 冷却间 No.1 10.6 1 1 10600 总计 74200 冻结间 No.1 15.2 1 1 15200 总计 106400 2.5 操作管理冷负荷5Q2.5.1 计算基础资料 冷却间和冻结间该项负荷忽略不计。 一 计算公式 该项负荷包括三项内容：库房内照明热量5aQ，出入库房时 开启库门冷负荷5bQ以及操作人员散发热量5cQ。 5 5 5 5a b cQ Q Q Q 5adQ q F g， 35( ) 1 02 4 3 6 0 0w n nbV n h h M rQ g g g， 5 0 .1 2 5c r rQ n q g 式中：dq 冷间每平方米地板面积照明热量， 2/Wm，可取1.7 2.3 2/Wm F 冷间地板面积， 2m V 冷间净容积， 3m n 每日开门引起的换气次数，与库内容积有关，可查表得出 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 19 19 M 空气幕修正系数，取 0.5 nr 空气容重， kg/ 3m ,按干空气容重计算 rn 操作人员数量，按每 250 2m 5 人计算 rq 每个操作人员每秒放热量，库温高于和等于 5时取rq 280w，库温低于时 5时取rq 395w 2.5.1 各冷间操作管理冷负荷5Q一 . 库房内照明热量5aQ将公式编入 Excel 表中计算得出5aQ值，如表 2 5 所示： 表 2 5：库房内照明热量5aQ冷间名称 长（ m) 宽 (m) 净面积(m2) 每 m2 照明热量 qF(w) 照明散热 Q5a(w) 冷间 编号 冻结物冷藏间 No.1 45.03 17.57 791.1771 2.2 1740.58962 No.2 45.03 11.76 529.5528 2.2 1165.01616 No.3 45.03 17.57 791.1771 2.2 1740.58962 总计 4646.1954 穿堂 47.38 6.31 298.9678 3.5 1046.3873 二 出入库房时开启库门冷负荷5bQ将公式编入 Excel 表中计算得出5bQ值，如表 2 6 所示： 表 2 6：出入库房时开启库门冷负荷 冷间名称 净面积(m2) 净高(m) 净容积(m3) 换气次数 n 库外空气 hw (kj/kg) 库内空气 hn(kj/kg) 空气容重r(kg/m3) 空气幕修正系数 M 时间 库门开启冷负荷 Q5b(w) 冷间 编号 冻结物冷藏间 No.1 791.17 5.38 4256.532 0.95 90.23 -18.38 1.395 0.5 86400 3545.51901 No.2 529.55 5.38 2848.995 1.21 90.23 -18.38 1.395 0.5 86400 3022.57692 No.3 791.17 5.38 4256.532 0.95 90.23 -18.38 1.395 0.5 86400 3545.51901 总计 10113.6149 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 20 20 穿堂 298.96 4.75 1420.098 1.6 90.23 -9.273 1.335 0.5 86400 1746.67458 三 操作人员散发热量5cQ将公式编入 Excel 表中计算得出5bQ值，如表 2 6 所示： 表 2 7：操作人员散发热量5cQ冷间名称 操作人数 nr 每人每秒放热量 qr(w) 操作时间系数 人体散热量Q5c(w) 冷间 编号 冻结物冷藏间 No.1 17 395 0.125 839.375 No.2 11 395 0.125 543.125 No.3 17 395 0.125 839.375 总计 1382.5 2 6 冷负荷汇总 2 6 1 各冷间计算冷负荷 Q 汇总 汇总如下： 表 2 8 各冷间计算冷负荷 Q 汇总 序号 冷间名称 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q（ w） 1 冷却间总计 10661.55 229545.54 74200 314407.09 No.1 合计 1860.3947 32792.219 10600 45252.614 No.2 合计 1335.1958 44727.415 No.7 合计 2125.1765 45517.396 2 冻结间总计 20160.837 409953.7 106400 536514.54 No.1 合计 3614.4522 58564.815 15200 77379.267 No.2 合计 2477.415 76242.23 No.7 合计 4159.3094 77924.124 3 冻结物冷藏间总计 34842.756 21745.37 16142.3103 72730.437 No.1 合计 13669.171 8154.5139 6125.48363 27949.169 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 21 21 No.2 合计 7504.4133 5436.3426 4730.71808 17671.474 4 低温穿堂总计 2243.5927 2793.06188 5036.6546 2 6 2 各冷间冷却设备负荷 Qq 汇总 库房冷却设备负荷即蒸发器负荷，是冷却设备选型的依据，其计算的原则是要保证即使各种不利因素同时出现，库房冷却设备也能及时带走各种热源产生的热量，以便维持库房所需工况。其计算公式为： 1 2 3 4 5QqQ P Q Q Q Q 式中： P 冷却或冻结加工负荷系数，对于冷却间和冻结间，P 1.3，其它冷间 P 1.0。 汇总如下： 表 2 9 各冷间冷却设备负荷 Qq 汇总 冷间名称 Q1 P Q2 Q3 Q4 Q5 Qq 冷却间 10661.55 1.3 229545.54 74200 383271 No.1 1860.3947 1.3 32792.219 10600 55090.3 No.2 1335.1958 1.3 54565.1 No.7 2125.1765 1.3 55355.1 冻结间 20160.837 1.3 409953.7 106400 659501 No.1 3614.4522 1.3 58564.815 15200 94948.7 No.2 2477.415 1.3 93811.7 No.7 4159.3094 1.3 95493.6 冻结物冷藏间 34842.756 1 21745.37 16142.3103 72730.4 No.1 13669.171 1 8154.5139 6125.48363 27949.2 No.2 7504.4133 1 5436.3426 4730.71808 17671.5 低温穿堂 2243.5927 1 2793.06188 5036.65 2 6 3 各冷间机械负荷负荷 Qj 汇总 机械负荷是压缩机选型的依据，它不 仅要满足冷库生产高峰负荷的要求，还要考虑到经济性和合理性。计算负荷都是在库房最不利能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 22 22 的生产条件下求得的，而在实际生产过程中，各种不利因素同时出现的几率很小，倘若以冷库总耗冷量作为机械负荷，势必造成经济上的浪费。因此，应把同一蒸发温度的库房的各类冷负荷按不同情况加以修正，再考虑管路，设备等冷量损失来确定机械负荷，其公式如下： 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5()Q j R n Q n Q n Q n Q n Q g式中： R 制冷装置的管道和设备等冷量损耗补偿系数，因该冷库为直接冷却系统，取值 R=1.07 n1 围护结构传热量的季节修正系数， 根据所在地区地理纬度和生产旺季的月份由表查得，因该冷库以生产猪肉为主，旺季一般出现在冬初，故取十一月为旺月，可相应查得各间 n1 n2 机械负荷折减系数，与库房的性质以及同类库房的间数有关冷却间和冻结间取 n2 1，冻结物冷藏间取 n2=0.8 n3 同期换气次数，一般取 0.5-1.0，因该库无此项负荷，故不予考虑 n4 冷间电动设备同期运转系数，冷却间和冻结间取 n4=1 n5 冷间的同期操作系数，与库房间数有关，查表得冷却间和冻结间 n5 取 0.4，冻结物冷藏间取 0.5，低温穿堂取 1 汇总如下： 表 2 10 各冷间机械负荷 Qj 汇总 蒸发温度（） 冷间名称 R n1Q1 n2Q2 n3Q3 n4Q4 n5Q5 Qj（ w） 0 冷却间 1.07 4371.2356 229546 74200 329684.9457 -45 冻结间 1.07 14112.586 409954 106400 567598.9297 -30 冻结物冷藏间 1.07 26828.922 17396 8071.1552 55957.1 60314 低温穿堂 1.07 1278.8479 2793.0619 4356.94 机械负荷按蒸发回路分别汇总，其中，室温为 12的低温穿堂负荷较小，可与冻结物冷藏间并入同一回路即 30蒸发回路。 能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 23 23 第 3 章 制冷系统方案的确定和经济技术分析 制冷系统方案是设计单位依据设计任务书而提出的初步设想，是一个关键的环节。冷库或其他制冷装置，使用效果的好坏都与所选择的制冷方案有着密切的关系。若制冷方案确定的不当，会给冷库的建设造成不应有的损失和操作管理不便。因此在确定方案时，应从先进、实用、发展、经济等方面出发，同时考虑几个不同的方案进行比较，权衡利弊，选择最佳的设计方案 3.1 确定制冷系统方案的原则与内容 3.1.1 制冷系统方案的原则 1. 满足食品冷加工工艺要求，保证质量，降低干耗； 2. 制冷系统要运转可靠和操作管理方便，又要有安全保障； 3. 制冷系统尽量采用新机器，新设备，新技术，新工艺，应优先选用自动控制方案； 4. 考虑经济性，综合比较初置费用和运转费用； 5. 考虑技术经济发展趋势。 3.1.2 制冷系统方案的主要内容 1. 制冷剂种类确定 2. 制冷系统蒸发温度回路的方案确定 3. 制冷系统供液方式的确定 4. 冷间冷却方式的确定 5. 制冷系统供冷方式的确定 6. 制冷系统自控方案确定 7. 蒸发器除霜方案确定 3.2 确 定制冷系统方案 1. 该系统选用氨（ R717）为制冷剂。 氨的标准蒸发温度为 -33.4 ,凝固温度为 -77.7。氨有较好的热力性质和热物理性质。它在常温和普通低温范围内压力比较适中。单位容积制冷量大 ,粘性小 ,流动阻力小 ,比重小 ,传热性能好。此外 ,氨的价格低廉 ,又易于获得 ,所以它是应用最早而且目前仍广为使用的制冷剂。国内大中型冷库用氨作制冷剂的比较多。鉴于以上原因本设计我采用氨做制冷剂 . 2该系统划分为三个蒸发回路： 45回路， 30回路以及 10回路。 45回路为冻结间，选用配阻双级螺杆压缩机组， 设计室能源与环境学院 热能与动力工程专业毕业设计 24 24 温为 35，用冷风机冷却； 30回路为冻结物冷藏间和