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小型冷库设计【6张图/14800字】【优秀机械毕业设计论文】

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小型 冷库 设计 优秀 优良 机械 毕业设计 论文
资源描述:

文档包括:
说明书一份,36页,14800字左右。
开题报告一份。
答辩PPT稿一份。
外文翻译一份。
中期检查一份。

图纸共6个:
A1-冷凝器.dwg
A1-冷库外墙体结构.dwg
A2-蒸发器.dwg
A3-冷库制冷系统.dwg
A3-屋顶结构图.dwg
两级压缩氨制冷机的系统图参考图.dwg

小型冷库设计
摘要:

随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品的保鲜要求也会越来越高,对冷藏食品的需求不断增多。而冷库主要用于生鲜农副产品和食品饮料的储藏。由于其具有冷藏、保温的特殊功能,能满足生鲜食品冷藏运输中的保鲜和冷冻要求,使其在冷链物流中起着重要的作用,成为冷链物流的中不可缺少的一个环节。因此了解冷库的建设及其发展就显得相当重要。
本次设计是小型冷库的制冷系统的设计。根据冷库冷量的要求,结合当地的环境气候,以及课本上的知识理论来完成完成满足当地实际需要的冷库。在系统设计中,主要是进行压缩机的选取,以及制冷器、蒸发器的设计选择,和制冷剂充灌量的估算以及辅助设备的选择。
小型冷库为生鲜农副食品和饮料的冷藏提供了一个空间,满足了生鲜食品在冷藏运输中的保鲜和冷冻要求。提高了人们的生活水平。
关键词:冷库设计 制冷系统 负荷计算 选型计算

The Design Of Small Storage

Abstract:

With the rapid development of social economy and the improvement of people's living standard, The requirement of people on food preservation will be getting higher and higher, the increasing demand of frozen food.And cold storage is mainly used for fresh agricultural products , food and beverage stores.Because it has the special function of refrigeration, thermal insulation, can satisfy the fresh food cold storage and transportation of fresh and frozen, the cold chain logistics plays an important role in the cold chain logistics, has become an indispensable component of.Therefore, understanding the construction of cold storage and its development is very important.
This design is the design of small cold storage refrigeation system.According to the cold cold volume requirements, combined with the local climate, as well as the knowledge of the textbook theory to finish to meet the local needs of the cold storage.In the design, mainly for compressor selection, and cooler, evaporator design choices, and refrigerant quantity estimation and auxiliary equipment selection.
Small cold storage for fresh agricultural non-staple food and beverage refrigeration provided a space, to meet the fresh foods in refrigerated transport of fresh and frozen requirements.Improve the people's living standard.

Key word:Cold Storage Design Refrigeation System Load Calculation Selection Calculation

目录
第一章 绪论 3
1.1 选题的目的与意义 3
1.2冷库在国内外行业现状及存在的问题 3
1.2.1国外冷库行业现状 3
1.2.2国内冷库行业现状 3
1.2.3目前主要存在的问题 4
1.3发展趋势: 5
1.3.1建设规模 5
1.3.2冷链物流 5
1.3.3制冷设备 6
1.3.4整体规划 6
1.4本课题主要研究内容和设计任务 6
第二章 工程概况与原始资料 7
2.1工程概况 7
2.1.1冻结间、冻结物冷藏间 7
2.1.2室内计算参数 7
2.2气象情况 7
2.2.1室外计算参数 7
2.2.2室内计算参数 7
第三章 冷库隔热防潮设计 8
3.1冷库的结构 8
3.2隔热与防潮的基本要求 8
3.2.1土建冷库的隔热、防潮 8
3.2.2装配式冷库的隔热、防潮 8
3.3维护结构的材料及选择 9
3.3.1冷库围护结构用隔热材料及选择 9
3.3.2冷库围护结构用防潮材料及选择 9
3.3.3冷库外墙、屋顶、地面保温层结构 9
第四章 冷负荷计算 11
4.1计算各面传热层系数 11
4.1.1冻结间 11
4.1.2冻结物冷藏间 11
4.2设备负荷计算 12
4.2.1冻结间和冻结物冷藏间的冷负荷计算 12
4.2.2围护结构传热量Q1: 12
4.3设备负荷汇总 16
4.3.1设备负荷 16
4.3.2系统机械负荷计算 16
第五章 制冷系统方案的确定 17
5.1确定制冷系统方案的依据 17
5.2确定制冷方案的原则 17
5.3确定制冷系统方案的内容 17
第六章 制冷机及辅助设备的选择 19
6.1制冷压缩机的选型计算 19
6.1.1压缩机选择 19
6.1.2制冷系统辅助设备选型计算 19
第七章 制冷系统管道设计 26
7.1系统管道和阀门的设计要求 26
7.2管道流速要求: 26
7.3蒸发器供液管的设计 26
7.4吸气管道的设计 26
7.5排气管的设计 27
7.6其它管道的设计 27
7.7对制冷工艺管道布置要求 27
第八章 制冷系统的试压试漏及管道保温 28
8.1系统试压、排污、试漏、抽真空 28
8.1.1系统试压 28
8.1.2系统排污 28
8.1.3系统抽真空实验 28
8.1.4系统氨试漏 29
8.2系统设备及管道保温 29
第九章 结论 30
致谢 31
参考文献 31

一、 选题目的和意义
本课题研究的是小型冷库的设计,完成冷库建设所需设备及其辅助设备的设计选择。通过对该课题的研究,了解冷库设计方面所涉及到的问题并解决完成冷库设计。
随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品的保鲜要求也会越来越高,对冷藏食品的需求不断增多。由于冷库在冷藏食品储藏中的特殊地位,因此今年来冷库的发展十分迅速。冷库主要用于生鲜农副产品和食品饮料的储藏。由于其具有冷藏、保温的特殊功能,能满足生鲜食品冷藏运输中的保鲜和冷冻要求,使其在冷链物流中起着重要的作用,成为冷链物流的中不可缺少的一个环节。因此了解冷库的建设及其发展就显得相当重要。
二、 本课题在国内外的研究状况及发展趋势
在国内,我国冷库建设发展十分迅速,主要分布在各水果、蔬菜主产区以及大中城市郊区的蔬菜基地。但是在建造方面以土建冷库偏多,自动化控制水平普遍较低。装配式冷库近几年来有所发展。近几年来,我国已形成从高温库、低温库、冻结库到综合库;从全组装式冷库到土建结构内部贴板的混合式冷库;从普通冷库过渡到的多品种、多规格的气调冷库系列产品。
在国外,冷库行业发展较快的国家主要有日本、美国、芬兰、加拿大等国。日本是亚洲最大的速冻食品生产国,-20℃以下的低温库在冷库中占80%以上。70年代以前国外冷库普遍采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统,70年代后期逐渐采用以R22为制冷剂的分散式制冷系统。美国和加拿大占80%以上的冷库都以使用R717为制冷剂。80年代以来,分散式制冷系统在国外发展很快,冷却设备由冷风机逐步取代了排管,贮藏水果冷库中近1/3为气调库,在冷库建造方面土建冷库正向预制装配化发展,自动化控制程度比较高。比较著名的装配式冷库的制造商如芬兰的辉乐冷冻集团(HUURRE),其库板HE-3由无氟绝缘聚氨酯板和两层镀锌的钢层组成,轻便易拆卸,施工期短、气密性好、空间利用率高。
随着社会的发展,人们对食品保鲜的要求越来越高,冷库的发展也越来越快,建设经济适用的冷库对人们的日常生活越发重要。目前冷库行业正朝着采用发泡聚氨酯或聚苯乙烯板隔热材料的轻便预制装配化、低温大型化、管理及进出库货物装卸自动化、果蔬冷库恒温气调化、冷风机代替排管和广泛使用氟里昂制冷剂的操作方便、灵活多样、高效安全、环保节能的方向发展。

三、 主要研究内容

1.在某小型冷库的设计中,主要根据冷库的冷量要求,了解设计冷库的整个程序及冷库的工作原理。
2.在冷库设计过程中,主要是压缩机的选取,以及制冷器、蒸发器的设计选择,和制冷剂充灌量的估算以及辅助设备的选择。
3.完成设备选择后,绘制相关CAD图。
4.撰写毕业论文。


小型冷库设计







内容简介:
西安文理学院本科毕业设计(论文)中期检查表 题 目 小型冷库设计 学生姓名 安剑 学 号 08102080219 专业名称 机械设计制造及 其自动化 指导教师 陈燕 检查时间 2012 级 08 机电 2 班 毕 业 设 计(论文) 进 展 情 况 通过对 制冷工艺 的相关资料的学习,以及对整个设计的了解,现基本完成以下设计工作: 1. 了解冷库制冷的过程以及制冷剂的循环过程; 2. 完成了压缩机、制冷器及蒸发器的选取; 3. 开始对冷库外形的设计,制冷剂的循环管道的设计。 指 导 教 师 意 见 楚自己的工作内容和技术路线; 综上所述 , 同意按照设计进度进行后续工作。 签字 : 年 月 日 教研室意见 签字 : 年 月 日 附录 外文文献 of A of on is a to up to of if in t of no up of in l A of a as a % of it is to a of is C is to be do in be in by in to 2 be is as is to as on of a of of in at s to in is of to s or as a to by be by 3 , in of an to a a s is by is is a to at a to to to be be in be in to to at be an is a is of K be to in of s 3 is in an to is of in to of to is is of by LC is in to an 0% at to be in no s a a of to be in no be to a no to s to of in 4 on of on of be of of do to of if be be in be r , in if is in a a an 0 C 5% in or Be on in if in by s is at of of an of in of do or of of to in up of up of no to of to to to to as as To of of to up to at K or up o o of be of in of o is o in a of as as is up o 5 to o a on r a in is 5 a is or 8%, of of to 位 5% to 0 5%. of to to s to in 2 ) to be to is by is 0,000 a a of 7 . ow ow to be is on of to p Its is to of of of in is s to be s up on of . to in no to of 0%. be to a of to in of is of is of is no at to ? 6 中文翻译 冷库节能与自动控制 1 当前冷库自控现状 冷库自控虽然得到了全面普及,然而大多数冷库的侧重面只是安全保护,或者还增加了温库捡测和控制,对于全系统的自动调节和冷库的节能控制还很少涉及。另一方面,即便已得到全面普及的安全保护,在实际运行中的情况也不容乐观, 个 别冷库的自控设施甚至成了 “聋子的耳朵 ”只成了装饰门面的摆设。近年来上海冷藏库协会对上海地区氨制冷系统冷库的安全保护和自动控制情况作了调查,具体情况见表 l 所示。该调查数据作为豹之一斑反映了当前冷库自控的概况。 自控设置和运行状况很好的冷库虽然只有 5 座 ,占统计数的 9,然而就是这些冷库代表了当今的潮流和方向。随着电子技术的发展,自控元件越来越先进、可变程序控制器( 微机的功能越来越强、自控程序越来越完善,系统优化和节能的意识也越来越强。冷库的节能和自动控制的关系越来越紧密,要把冷库的节能做好和做得更好,就必需把自动控制搞好和搞得更好。上述五座代表当今潮流和先进水平的冷库所采用的以下几项自控内容的实例对实现冷库节能都起了相当重要的作用。 2 如何做好冷库节能的自动控制 上述内容的基本出发点是以氨为制冷工质的集中式制冷系统的冷库,当今以卤代烃为制冷工 质的分散式、准集中式、集中式制冷系统的冷库得到了很大的发展,其自控程度也往往高于以氨为制冷工质的集中式制冷系统冷库。多工质不同系统各类冷库的广泛应用,极大地丰富了冷库自动控制的内容,同时也为自动控制在冷库节能中的应用提供了广阔的用武之地。 库节能的自动控制由谁来研究开发 冷库节能的自动控制主要涉及的内容是节能控制程序的编制和自控元器件的选用。作为自控元器件的厂商、专业设计院或有能力的使用单位均可担当冷库节能自动控制的研究和开发。到目前为止厂商和设计院在该领域内均已有所建树。 冷库节能的自动控制最好 能由厂商和设计院共同研制开发(可以厂商为主,设计院配合),在使用单位的实施过程中完善定型并不断研发新产品。 库节能自动控制具体项目的设计和实施配合 一个具体项目节能自动控制的实施过程往往是通过设计、安装调试、试运行、效果考核並修正,直至符合设计要求达到节能目的为至。当项目要求内容有所变比时,可随时修改並满足要求。 7 冷库的节能往往需要通先进的制冷改备、合适的系统匹配、灵话的应变措施和严格的运行管理得以实施,这就需要制冷技术人员在优化制冷工艺设计的基础上,熟悉节能需要、结合本项目特点,设计出完整的冷库 节能自动控制流程图。根据自控流程图,电气自控技术人员才能完成其电气自控设计,同时还能运用其专业知识,使自控流程更为简化和优化。冷库节能是冷库自动控制重要组成部分,凡冷库自动控制均由制冷和电气两部分内容组成,只有在两方面技术人员的共同努力下才能使冷库自动控制行之有效並使冷库节能落到实处。 冷库节能自动控制的试运行也是十分重要的一环 ,在试运行中应和使用单位和专业厂商保持密切联系,与使用单位探讨运行效果,与专业厂商商讨修正措施。 3 冷库节能自动控制的若干做法和设想 节能是冷库自动控制的目的之一。 于库房温度和蒸发温度调节 点温度参数的库房温度调节 以往库房温度调节以位式调节为主,对蒸发温度往往不作调节,很难达到好的节能效果。 库房温度理想的控制方式是以库房的平均温度、冷风机的进风及其出风温度为输入参数,编制适当的控制程序,通过 行调节。如此温库调节可以达到节能的要求,也能满足某些库房高精度温度调节的需要,目前己可达到 能约 10。 少不同蒸发温度冷间的並联运行 由于同一系统的制冷压缩机只能在同一个蒸发温度下运行,所以不同蒸发温度的冷间如果並 联运行,对于相对蒸发温度较高的冷间就处于不节能的运行状态,该冷间热负荷越高就越不节能。应当尽量避免这种情况的出现。氟利昂制冷系统中一机双温冷库的做法,在高温库回气管上加背压阀,在低温库回气管上加单向阀,是不节能的典型做法,不应提倡而宜废止。 蒸发温度调节 在某一运行状态下如果蒸发温度能以库房热负荷以及制冷系统制冷量为参数进行调节,则既能达到节能的目的还能使能量调节更为合理。一般而言,制冷系统蒸发器和制冷压缩机的配备基本都能满足最高负荷的需要。如果冷间热负荷减少而制冷量不能及时作出相应调节,则制 冷系统的蒸发温度将会相应降低,使压缩机的制冷量与热负荷达到一个新的平衡点。而蒸发温度的降低反过来却增加了蒸发器的制冷量,面对己减少的热负荷必然形成频繁启停的后果。蒸发温度每变化 10C,相应增减的电能约 3 5。如果 8 及时调高蒸发温度,使系统在另一亇理想的平衡点上,则不但避免了浪弗、做到了节能,还减少了制冷压缩机的频繁起动,是一举两得的节能措施。 流量调节 以往氨制冷系统蒸发器的制冷剂流量基本没有变流量调节;氟利昂系统蒸发器的制冷剂流量,大多数只做到简单的比例调节。空气冷却器的空气流量大多数没有调 节或者只有双速及风扇台数调节。这两种流量参数的调节都是与库房冷分配设备制冷量以及库房温度直接相关的调节,也是冷库节能自控应于重视的内容之一。 定合适的控制精度和加设超限控制 不同的库房、不同的库存商品和不同的贮存期都有不同的库房温度及其控制精度要求。从节能的角度出发,只要不影响商品的品质,库房温度宜取高不取低、控制精度宜取低不取高,不必偏面追求过低的库温和高精度控制。 对于多亇冷间的库房温度控制,除了原有的库房温度设定值之外,宜加设库温超限控制值。这种双因素的库房温度调节能做到制冷系统需要投入 运行时,不会因为亇别库房温度的偏离而过早投入运行;还可以根据当时的实际情况不使冷间或制冷系统过早地仃止运行,充分利用现有能量並避免设备或系统的频繁启 停 。 置避高峯运行控制 电力紧缺是当前全国各地存在的普遍现象,用电峯谷的巨差更加重了电力紧缺,为此电费的峯谷差价在许多城市实行而且价差还在逐步拉大。在不影响商品质量的前提下,冷库设置避高峯运行,有利于电网削峯补谷,宏观上帮助全局节能;微观而言也有利于降低冷库的运行成本。 间相对湿度调节 冷间相对湿度的调节与温度调节方法的相似之处不必重复叙 述。一般冷间的相对湿度在 85 95之间,但也有一些冷间要求的相对湿度低于或高于该范围,例如有些气调库要求的相对湿度是 98、而有些农作物种质库的相对湿度要求是 40 45。在高相对湿度调节和低相对湿度调节时尤因注重节能措施。 相对湿度调节 对于高相对湿度要求冷间的调节,首先要尽量降低制冷剂温度和库房温度之间的对数平均温差(可取 2K),有必要时还可采用载冷剂间接制冷系统;此外还可采用空气融霜並把融霜水还原给库房。这两项措施通过自动控制予以实施,是行之有效的节能方法,国内贸易部没计研究院设计的龙 口二万吨气调库就是一亇很好的例证。 相对湿度调节 9 对于低相对湿度要求冷间的调节,主要也应做好两方面的控制。其一是在选用尽量少带热量进冷间的去湿方法和去湿机的基础上,控制好去湿程序,在达到相对湿度要求的同时減少冷间的热负荷。其二是避免气流组织控制时带入不必要的室外热湿负荷;曾经有一亇低温低湿的农作物种质库,由室外侵入库内的热湿负荷约占原计祘负荷的 35左右。 于供液方式调节 直接膨胀供液是大多数卤代烃(包括氟利昂)系统和 个 别氨系统采用的供液方法。这种供液方法以往基本采用热力膨胀阀供液, 由于选型、调节以及产品本身的问题,无法实现节能的目的。电子膨胀阀的出现结合多点温度参数的库温调节,可以较好地实现节能运行,一般可节能 10。卤代烃制冷系统的热力膨胀阀产品已相当成熟而且还有专用的 温控制器,但由于种种原因在冷库制冷系统中尚未普遍采用,有待加力推广。氨制冷系统蒸发器运行的过热度不大,控制难度相对较大,目前尚无成熟的氨用电子膨脹阀产品。 小型冷库设计 学生姓名:安剑 学 号: 08102080219 指导教师:陈燕 班 级: 08级机械设计制造及 其自动化( 2)班 西安文理学院 3/1/2016 2 背景及意义 随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品的保鲜要求也会越来越高,对冷藏食品的需求不断增多。冷库主要用于生鲜农副产品和食品饮料的储藏,能满足生鲜食品冷藏运输中的保鲜和冷冻要求。因此了解冷库的建设及其发展就显得相当重要。 3/1/2016 设计中所做的工作 本论文设计的是冷藏容量为 500做的工作如下: 查询当地的环境气候参数; 选择冷库的隔热与防潮材料; 确定制冷系统方案; 选择制冷机及其辅助设备; 设计系统的管道; 进行制冷系统的试压试漏及管道保温。 3/1/2016 4 环境气候 环境气候对冷库的设计来说是一个重要的参数。在冷库的设计中,环境气候对冷库的隔热防潮的设计、制冷机及其辅助设备的选择等都有着影响 。 西安市环境气候参数: 地理位置 :北纬 3342 ;东经 10740; 海拔 400m 大气压力:冬季 季 室外风速:冬季 2.8 m/s 夏季 2.0 m/s 3/1/2016 5 隔热与防潮 合理的冷库结构,良好的隔热,防潮性能和地坪强度,是冷库长久使用的重要条件。 根据冷库隔热与防潮的要求,选择的材料为: 外到内, 37050面聚氨酯彩板粘贴 上到下, 322025020 上到下, 12520号钢筋混凝土, 25050厚上层 100厚、中间 503/1/2016 6 制冷系统方案的确定 制冷系统设计方案的好坏关系着冷库的制冷装置效果的好坏。 图 5123456789101112-(室内冷却排管)蒸发器 3/1/2016 7 制冷机及辅助设备选择 制冷机及其辅助设备是保证冷库正常工作的前提。 根据参数: O= 缩机选 单机双级制压缩机; 根据公式: F=Qk/ 冷凝器型号选 中间冷却器选 分离器选 压储液器选 3/1/2016 8 系统的管道设计 制冷系统的管道设计决定着系统的制冷性能,运转是稳定安全。 根据系统管道的设计要求,制冷剂为氨,所以各管道不能用铜质管材。系统中也不能用镀锌管,不能对设备的接触制冷剂的表面进行镀锌处理。因此设计中系统管道材料取 10碳素无缝钢管。 3/1/2016 9 制冷系统的试压试漏及管道保温 冷库建成之后还得做好制冷系统的试压试漏及管道保温工作。 ; ; 。 结论 通过本次冷库设计学习到了全新的知识,在设计中了解到小型冷库的工作原理及设计过程,知道了冷库在日常生活中的重要作用。由于制冷是一个新的知识体系,难免在设计中会有一定的错误,希望老师能够谅解。 西安文理学院 机械电子工程系 本科 毕业设计 (论文) 题 目 小型冷库设计 专业班级 08 机械设计制造及其自动化 2 班 学 号 08102080219 学生姓名 安剑 指导教师 陈燕 设计所在 单位 2012 年 1 月 西安文理学院本科毕业设计(论文) 任务书 题 目 小型冷库设计 学生姓名 安剑 学 号 08102080219 专业 班级 08机械 2班 指导教师 陈燕 职 称 讲师 教 研 室 毕业设计(论文) 任务与要求 任务: 进行某小型冷库的设计,主要根据冷库的冷量要求, 了解设计 冷库 的整个程序,其中包括压缩机的选取,以及制冷器、蒸发器的设计选择,以及制冷剂充灌量的估算以及辅助设备的选择 。 要求: 某 500t 单层氨库。 冷藏容量为 500t;冻结能力为 20t/d; 冻结间温度为 相对湿度为 90%;冻结物冷藏间 相对湿度为 95%; 冻结物冷藏间净高 5m,冻结间净高 墙为 370砖墙、内墙为 240砖墙。 毕业设计(论文) 工作 进程 起止时间 工作内容 14 周 59 周 1012 周 12 周 收集查阅资料,准备文献综述,进行方案论证。 进行论文 设计计算及 撰写。 交论文初稿。 论文答辩 开始日期 完成日期 教研室主任(签字) 系 主任(签字) 西安文理学院本科毕业设计(论文)开题报告 题 目 小型冷库设计 学生姓名 安剑 学 号 08102080219 专业名称 机械设计制造及 其自动化 指导教师 陈燕 开题 时间 级 08级机械 2班 一、 选题目的和意义 本课题研究的是小型冷库的设计,完成冷库建设所需设备及其辅助设备的设计选择。通过对该课题的研究,了解冷库设计方面所涉及到的问题并解决完成冷库设计。 随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品的保鲜要求也会越来越高,对冷藏食品的需求不断增多。由于冷库在冷藏食品储藏中的特殊地位,因此今年来冷库的发展十分迅速。冷库主要用于生鲜农副产品和食品饮料的储藏 。由于其具有冷藏、保温的特殊功能,能满足生鲜食品冷藏运输中的保鲜和冷冻要求,使其 在冷链物流中起着重要的作用,成为冷链物流的中不可 缺少的一个环节。因 此 了解冷库的 建设及其发展 就显得相当重要 。 二、 本课题在国内外的研究状况及发展趋势 在国内, 我国冷库建设发展十分迅速,主要分布在各水果、蔬菜主产区以及大中城市郊区的蔬菜基地。 但是 在建造方面以土建冷库偏多,自动化控制水平普遍较低。装配式冷库近几年来有所发展。 近几年来,我国 已形成从高温库、低温库、冻结库到综合库;从全组装式冷库到土建结构内部贴板的混合式冷库;从普通冷库过渡到的多品种、多规格的气调冷库系列产品。 在 国外 , 冷库行业发展较快的国家主要有日本、美国、芬兰、加拿大等国。日本是亚洲最大的速冻 食品生产国, 下的低温库在冷库中占 80%以上。 70年代以前国外冷库普遍采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统, 70 年代后期逐渐采用以 制冷剂的分散式制冷系统。美国和加拿大占 80%以上的冷库都以使用80年代以来,分散式制冷系统在国外发展很快,冷却设备由冷风机逐步取代了排管,贮藏水果冷库中近 1/3 为气调库,在冷库建造方面土建冷库正向预制装配化发展,自动化控制程度比较高。比较著名的装配式冷库的制造商如芬兰的辉乐冷冻集团 (其库板 轻便易拆卸,施工期短、气密性好、空间利用率高。 随着社会的发展,人们对食品保鲜的要求越来越高,冷库的发展也越来越快,建设 经济适用的冷库对人们的日常生活越发重要 。 目前 冷库行业正朝着采用发泡聚氨酯或聚苯乙烯板隔热材料的轻便预制装配化、低温大型化、管理及进出库货物装卸自动化、果蔬冷库恒温气调化、冷风机代替排管和广泛使用氟里昂制冷剂的操作方便、灵活多样、高效安全、环保节能的方向发展。 三、 主要研究内容 小型冷库的设计 中 , 主要根据冷库的冷量要求, 了解设计 冷库 的整个程序 及冷库的工作原理 。 要是 压缩机的选取,以及制冷器、蒸发器的设计选择,和 制冷剂充灌量的估算以及辅助设备的选择 。 制相关 指导教师意见及建议: 签字 : 年 月 日 教研室 审核 意见 : 签字 : 年 月 日 注:此表前 三 项由学生填写后,交指导教师签署意见,经 教研室 审批后,才能开题。 目录 目录 .要 .一章 库址选择 .一节 工程概况 .二节 气侯情况 .二章 冷库 隔热防潮设计 .一节 冷库的结构 . 第二节 隔热与防潮的基本要求 .三节 维护结构的材料及选择 .三章 冷负荷计算 .一节 计算各传热层系数 .二节 设备负荷计算 .三节 各房间的负荷汇总 .四章 冷库制冷方案的确定 .五章 制冷机及辅助设备的选择 .一节 制冷压缩机的选型计算 .二节 制冷系统辅助设备选型计算 . 第六章 制冷系统管道 .七章 制冷系统的试压、试漏及管道保温 .论 .考文献6 摘要: 本次毕业设计的课题是对南京的某冷库进行设计。设计分为七个过程,首先给冷库进行选址,根据冷库提供的要求和当地的气候条件进行选址。然后进行冷库隔热防潮设计,包括结构,要求及材料的选择。冷负荷计算是本设计的重点,根据结构材料和传热系数计算出各房间的负荷及汇总。确定冷库设计方案,包括 压缩形式,冷凝器的配置,及系统的供液方式和冷间的冷却方式,而后简单的对冷间工艺设计和系统管道及管道的 试压、试漏及管道保温的一些说明。 is of is to to to of is of to of a of 键词 : 冷库设计 制冷系统 负荷计算 选型计算7 第一章 工程概况与原始资料 第一节 工程概况 此次毕业设计为 小型冷库设计 ,主要内容包括制冷机房、冻结间及冷库。该 设计 包括冻结间 ( ),低温冷藏间 ( )两项制冷系统。此设计题目是 制冷 专业主要发展方向 ,通过毕业设计对制冷专业有了 一个新的了解 ,同时也增长了我们的知识。 本制冷系统设计原始资料概况如下 : 一、冻结间、冻结物冷藏间 冻结间:设计温度 库房内净高 建筑面积为 8 18= 144,冻结能力20吨 /小时。 冻结物冷藏间:设计温度 库房内净高 5 m,总建筑面积为 20 24 =480,低温冷藏总能力为 500 吨。 二、 室内计算参数 冻结间 : t= =90% 冻结物冷藏间: t = =95% 第二节 气象情况 一、室外计算参数 根据设计手册附录的室外气象参数中查的, 西安 市室外设计参数: 地理位置 :北纬 3200;东经 11848 ;海拔 大气压力:冬季 季 帕 室外计算干球温度:采用夏季空气调节日平均温度 32 室外计算湿球温度:采用历年平均不保证 50 室外计算相对温度 ,夏季通风 64% 室外风速:冬季 2.8 m/s 夏季 2.0 m/s 二、室内计算参数 冻结间 t = 冻结物冷藏间 t = , = 90% 8 第二章 冷库隔热防潮设计 冷库建筑不同于一般的工业和民用建筑,主 要表现在不仅受生产工艺的制约,更主要的是受冷库内外温度差和水蒸汽分压力差的制约,按冷库使用性质的不同,冷库建筑物内部常置 0温度范围,而冷库建筑外部则随室外环境温度的变化经常处于周期性波动之中,加之冷库生产作业需要经常开门导致库内外热湿交换等,促使冷库建筑必须采取相应的隔热,隔汽,防潮技术措施,以适应冷库的特点,这也是冷库建筑区别于普通建筑的特点所在。 冷藏库是食品冷却,冻结,冷藏的场所,它必须为食品提供必要的库内温度,湿度条件,并符合规定的食品卫生标准,合理的冷库结构,良好的隔热,防潮性能和地坪强 度,是冷库长久使用的重要条件。 第一节 冷库的结构 冷库的结构主要由维护结构和承重结构组成,是指承担建筑物各部分质量和建筑物本身的主要构件,如屋架、梁、楼板、柱子、基础等,这些构件构成了建筑的传力系统。 围护结构应有良好的隔热、防潮作用,还能承受库外风雨的侵袭。承重结构则起抗震、支承外界风力、积雪、自重、货物及装卸设备重量 1、地基与基础:冷库基础应有良好的抗潮湿、防冻的性能,应有足够的强度 2、柱和梁:冷库的柱子要少,柱网跨度要 大,尽量采用小截面以少占空间,提高冷 库的容积利用系数 3、墙体:外墙除隔绝风、雨侵袭,防止温度变化和太阳辐射等影响外,还应有较 好的隔热,防潮性能;冷库内墙有隔热、不隔热两种 4、屋盖与阁楼层:应满足防水、防火和经久坚固的要求;屋面应排水良好,满足隔热要求,造型美观 5、楼板:为了整体性好,多用现浇无梁楼盖。 第二节 隔热与防潮的基本要求 一、土建冷库的隔热、防潮 1、冷库隔热、防潮结构,是指冷库外部围护结构的建筑部分和隔热、防潮层的组合2、冷库隔热防潮结构的基本要求 1) 隔热层有足够的厚度和连续性 2) 隔热 层应有良好的防潮和隔热性能 3) 隔热层与围护结构应牢固地结合 4) 隔热防潮结构应防止虫害、鼠害,并符合消防要求 隔热防潮层应有良好的连续性,即冷库外墙内壁隔热层与库顶,地面 或多层冷库地板的隔热层连成一体,防止产生 “ 冷桥 ” 。为了防止隔热层受潮,应将防潮层做在隔热层的高温侧 二、 装配式冷库的隔热、防潮 1、 装配式冷库一般均为单层结构,其隔热材料是由专业工厂制造的预制隔热板 2、 冷库围护结构隔热、防潮性能,直接影响到冷库内温度的稳定和食品冷却、冻结贮藏质量 3、 良好的隔热和防潮材料选择和合理的配置,可以有效地降低冷库内温度 的波动和 冷库使用时间 9 4、 新建冷库围护结构材料的选择与合理配置,可以降低建造投资,提高冷 库的经济性 预制隔热板:由单层或多层隔热材料粘贴组合或浇制(发泡)而成。地墙隔热层 应选用密度较大、能承重的硬质泡沫塑料芯材 第三节 维护结构的材料及选择 一、 冷库围护结构用隔热材料及选择 1、 冷库常用隔热材料 1) 传统冷库多用软木板、聚氨酯泡沫塑料及聚苯乙烯泡沫塑料等 2) 近年新型冷库已较广泛使用硬质聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯 (泡体,泡沫 玻璃及挤压型聚苯乙烯泡沫塑料等 2、 选择冷库隔热材料 1) 应考虑冷库建筑方案、隔热要求、隔热材 料性能和来源,以及经济指标等因 素 2) 要求隔热材料具热导率小、轻质价廉、抗湿抗冻、安全无毒、环保、耐压、 消防耐用等性能 二、 冷库围护结构用防潮材料及选择 1、 隔绝水蒸气的渗入非常重要 2、 隔汽防潮材料要求蒸气渗透系数低,并有足够的粘结性 3、 冷库工程中常用的隔汽防潮材料,有沥青隔汽防潮材料和聚乙烯或聚氯乙烯薄膜 隔汽防潮材料两大类 三、 冷库外墙、屋顶、地面保温层结构 外墙 : 由外到内依次为 370氨酯氢凝防潮隔气层、 面聚氨酯彩板粘贴(聚氨脂容重不小于 37。 地基 : 由上到下依次为: 620 号钢筋混凝土粘结层、 聚氨乙烯薄膜一层采用同质漆粘接满贴、 25050厚上层 100厚用聚氨酯粘贴并灌缝离墙 50缝并用聚氨酯灌缝、 聚氯乙烯薄膜一层采用同质胶粘接满贴、 泥沙浆找平层、架空层。 10 屋顶结构图2 0 m m 厚 水 泥 沙 浆 抹 面水泥砂浆找平层2 0 m 0 m m 厚 聚 氨 酯 喷 涂3 m m 厚 S B S 防 水 卷 材 两 道顶层: 有上到下依次为: 基层处理一遍、 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。图 2顶结构图 如图:冷库外墙墙体结构图 2库外墙墙体结构 11 第三章 冷负荷计算 第一节 计算各面传热层系数 传热系数: 22211/11 1其中:围护结构外侧表面传热系数 o2/ 。 围护结构内侧表面传热系数 o2/ 。 各层隔热材料的导热率 o2/ 。 一、冻结间 1、无防风设施的外墙传热系数 : 代入数据得外墙传热系数 k=1/(1/20+)=m ) 有防风设施的外墙传热系数 : 代入数据得外墙传热系数 k=1/()=m ) 2、地面传热系数: 代入数据得地面传热系数 k=1/(1/7+)=(m ) 3、顶层传热系数: 代入数据得顶层传热系数 k=1/(1/20+)=(m ) 二、冻结物冷藏间 1、无防风设施的外墙传热系数 : 代入数据得外墙传热系数 k=1/(1/20+)=m ) 2、地面传热系数 : 12 代入数据得地面传热系数 k=1/(1/7+)=(m ) 3、顶层传热系数: 代入数据得顶层传热系数 k=1/(1/20+)=(m ) 第二节 设备负荷计算 一、冻结间和 冻结物冷藏间的冷负荷计算 库房耗冷量,即在单位时间里必须从库房内取的热量,根据产生的热量不同,库房耗 冷量可分为五类 。 围护结构传热量 W; 货物热量 W; 通风换气热量 W; 电动机的运转热量 W; 操作热量 W 库房冷却设备冷负荷计算公式为 : 中 库房冷却设备冷负荷, W; 围护结构传热量, W; 货物热量 , W; 通风换气热量, W; 负荷系数;冷却间和冻结间的负荷系数取 他库房取 1; 电动机的运转热量, W; 操作热量, W 二、围护结构传热量 nw 1 其中: A 围护结构传热面积 2m 。 a 围护结构温度修正系数。 nt围护结构内外侧温度 1、冻结间 13 Ct 2 (南京市), (冷库内) 面积 : 长: 8+2=m 宽: 6+2=m 高:(承重墙到地层的隔热层下表面): m 墙面积 墙面积 m 外墙负荷(冻结间 2): 1Q = (32-( = 邻穿堂: 1Q = (32-( = 冻结间 2与冻结间 1, 3相邻墙面,因温差小,可以认为无传热负荷,不做计算。 顶层负荷 : 屋面的面积 F= 2Q = (32+23)= 地 面负荷: 地面的面积 F = 3Q = (32+23)= 2、冻结物冷藏间 Ct 2(南京市), (冷库内) 面积 : 长: 20+2=m 宽: 8+2=m 高:(承重墙到地层的隔热层下表面): 5+ m 墙面积 墙面积 外墙负荷(冻结物冷藏间 2): 1Q = (32-( = 邻穿堂: 1Q = (32-( = 冻结物冷藏间 2与冻结物冷藏间 1, 3相邻墙面,因温差小,可以认为无传热负荷,不做计算。 顶层负荷 : 屋面的面积 F=m 2Q = (32+18)= 地面负荷 : 地面的面积 F = 3Q = (32+18)= 14 得墙体总负荷: Q=、货物热流量 2a+2c+)(2 )21(1000)21(1000)21( 其中: 食品放热量 w ; 包装材料和运载工具热流量 w ; 食品冷加工过程的呼吸热; 食品冷藏过程的呼吸热; m 冷间的每日进货量 1h 货物进入冷间初始温度时的比焓 ; 2h 货物在冷间终止降温时的比焓 ; 货物冷加工时间 h ; 货物包装材料 或运载工具质量系数; 包装材料或运载工具的比焓 ; 1t 包装材料或运载工具进入冷间时的温度 2t 包装材料或运载工具在冷间内终止降温时的温度 q1 鲜果、蔬菜冷却初始、终止温度时的呼吸热 w/ 冷却物冷藏间的冷藏量 ,代入数据; 因为 q1 冷藏间没有呼吸热所以 2d=0; 冻结间 : m=20 1000=20000 类冷却或冻结(猪单轨叉挡式) =20h 2 23 2.2 kj/表 3 5 2Q =20000 (+20 1000 32+23) /20/w 冻结物冷藏间: m=20 1000= 20000 类冷却或冻结(猪单轨叉挡式) =24h 23 18 kg Q =20000 (+20 1000 23+18) /24/四、冻结间电动机运转热量 中: p 电动 机额定功率 W; 热转化系数,在冷间内取 1; 电动机运转时间系数; 估算:采用落地式冷风机,冻结间 60 m/T, F=60 20=1200 m 选 2台 冷风机,面积 300 m,电动机共 6台, =2=6600 W 代入数值得: 000 1 1=6600 W 五、冻结物冷藏间操作热流量计算 5= n其中:d 每平方米地板面积照明热量, 冷藏间可取 2/.1 加工间、包装间取 2/8.5 每日开门换气次数取 32 次,取 2 次。 M 空气幕效率修正系数,可取 如不设则取 1 。 n 库房空气密度, 2/ 操作人数 ,可按库房内公称容积 ,每 2250m 增加 1 人,取 3 人。 r 每个操作人员产生 的热量。 代入数据: 2/2 60m 2 3800 人 = 8 8 (有空气幕) kj/(查表 316 得:5Q=160 2+800 2 ( 24 +3/24 3410=w 17 第三节 设备负荷汇总 1、设备负荷 表 3负荷房间 ) P ) ) ) ) ) 冻结间 6600 0 结物冷藏间 0 有房间负荷 2、 系统机械负荷计算 j )( 5544332211 表 3统机械负荷计算表 温度 回路 房 间 1n 1Q 2n 2Q 3n 3Q 4n 4Q 5n 5Q 冻结间 1 0 1 6600 0 冻结物冷藏间 1 0 算系统机械负荷得:四章 制冷系统方案的确定 冷库的制冷装置使用效果的好坏都与所选择制冷方案有着密切的关系。若制冷方案确定不当,会给冷库的建设 造成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。 一、确定制冷系统方案的依据 1) 冷库的使用性质。本设计中的冻结间用于冻结猪肉,冻结物冷藏间用于冷藏冻 结的猪肉。 2) 冷库的规模。冷库是 500吨的冷库。 3)食品冷加工工艺要求:要符合食品冷加工工艺要求,确保冻结食品质量。 4)冷却水的水质,水温,水量。 5)制冷装置所处环境,室外空气的温度,湿度。 二、确定制冷方案的原则 1) 保证食品冷加工工艺要求,降低食品干耗。 2) 制冷 系统尽量简单、运转可靠和操作管理便,又要有安全保证;在安装机器 尽量使机器便于维修。 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;此系统采用压差控制器和电磁阀。 4)应全面比较初投资费用,考虑经济技术发展趋势。本系统采用活塞压缩机,价格便宜。 三、确定制冷系统方案的内容 1) 制冷系统压缩级数及压缩机类型的确定;由制冷量选用压缩机,由压力比确定压 缩机级数。 2) 制冷剂种类及冷凝器的确定;选用氨制冷剂。根据机房的具体情况选用立式冷凝 器。 3) 制冷系统供液方式的确定;选用下进上出方式。 4) 冷间 冷却方式的确定;本方案采用直接冷却。 5) 冷间冷却设备和融霜方式的确定 ;采用顶排管,用热氨融霜。 19 第五章 制冷机及辅助设备的选择 第一节 制冷压缩机的选型计算 一、压缩机选择 1、确定工作参数 ; 蒸发温度:蒸发温度主要取决于被冷却环境或介质所要求的温度。一般采用比载冷剂温度低 5,比冷间温度低 10。所以蒸发温度 0t 23 10= 33。 冷凝温度:蒸发式冷凝器的冷凝温度浇较夏季室外平均每年不保证 5010。所以 = 冷凝压力 蒸发压力 由冷剂为氨可查制冷剂的热力性质表得 = 2、制冷压缩机型号及台数的确定 : 在 0 算得压力比大于等于 8可以确定为为双级压缩以及由机械负荷 该工况下每台 0冷机选型:选 单机双级制压缩机 1台,所配电动机为功率 第二节 制冷系统辅助设备选型计算 0t 80所以采用双级压缩 011焓图 20 在压焓图上求得: 420kj/ 1480kj/kg h 680kj/ 460 kj/630kj/kg 60kj/ 10 kj/ 单位质量制冷量 q0=420210kj/压流量 0 6 1 低压级压缩机指示功率 3(733300 压级压缩机实际排气焓值 12 =1480+ 4 801 6 80 高压级压缩机指示功率 压压缩机制冷剂流量 m 2 h3+34 =1460+ 4601630 冷凝器热负荷 Qk=()(1 P)10 P 一、冷凝器的选型计算: 1. 冷凝器传热面积 F 的计算: 112702/3000 (由于是立式冷凝器,可查表 4 所以 F=111270/3000=m 说明 :(1)F 冷凝器传热面积, (2)凝器的热负荷, W; 21 水 水V 冷却水用量, ; 冷凝器单位面积用水量, m/( ,查表 4 表 4式冷凝器的技术数据可得): 台 ,每台冷却水用量 h 二、中间冷却器的选型计算: 计算: 600)210360(5( 说明 :中冷器的冷却盘管负荷 中冷器的冷却盘管传热系数 K: 查设计手册可取 500w/ )( 02 中冷器的冷却盘管的对数平均温差确定: 的计算: 桶径计算的目的是使中间冷却器桶体内制冷剂气体的流速保持在 s,从而使低压级排出的过热气体冷却为饱和气体,所挟带的润滑油得到分离,其计算公式为: 说明 : 氨压缩机高压级的理论输气量确定 : 查手册取 g 每台 (3)该蒸发温度系统中冷器选型为(查表 4 1台 ,换热面积为 径为 三、油分离器的选型计算: 油分离器的选型计算主要是确定油分离器的直径 D,以保证制冷剂在油分离器内的流速符合分油的要求,达到良好的分油效果: 22 D 0 1 说明:g 高压级理论输气系数 高压级的吸气量 w 油分器内气体流速 :按设计手册一 般可取 0.5 m/s 代入数值得: g 8 8 查表 4统油分器选型为: 1 台,桶径为 325 四、高压储液器的选型计算: 高压储液器用于储藏从冷凝器来的高压液体制冷剂,向系统蒸发器提供液体制冷剂,在系统中起到液封的作用。 (1460=s 2. 高储器容积 333 说明: (1) G 各个蒸发温度下制冷剂质量循环量之和, kg/h; (2) 冷凝温度下的氨液比容,取 m3/ (3) 贮液器的容量系数,可取 设计取 容积为 1台。 五、冻结间冷风机选型计算 ( 1)冷风机冷却面积计算: )( 2q 说明: 冷间冷却设备负荷 k 冷风机传热系数,取 2/ 23 t 冷间空气温度与制冷剂温度差,取 8 代入数值得: 却设备容积最大一间制冷剂的充液量。 代 入数据得: 22 q 选用: 落地式冷风机 3台,冷却面积 344 2m 。 六、冻结物冷藏间的顶排管选型计算 经多方面比较及多种因素考虑,决定选用光滑 U 形直式顶排管:排管直径 体集管 体集管 角钢 5。 排管面积:q,其中:321 其中:排管负荷 w 。 k 排管在设计条件下的传热系数 o2/ k 排管在特定条件下的传热系数 o2/ 本设计取: o 2/。 1C 构造换热系数: 2C 管径换算系数: 10 3 3 C 。 3C 供液方式换算系数: C。 t 本设计取 得: o 2/计算库房所需冷却面积: 6 2 8 选 : 2个长 10m ,宽 2= 50 根的双层光滑 库房充氨量: 七、氨泵选型计算 24 氨泵流量计算 其中:氨泵流量 。 v 蒸发温度下氨饱和液体的比容 3 。 n 流量系数,对下进上出供液采用 65 倍,取 5 倍。 代入数据: 选用: 3, 2台(一用一备),流量: 3 3 。(查表 4泵的技术性能) 为了保证氨泵的正常供液量,氨泵的排出压力(扬程)应能克服供液管道上的全部压力损失以及氨泵中心到蒸发器里液面的液柱,即管道总压降为: P= 式中: 沿程摩擦阻力 ; 管阀局部阻力; 输送液体高度的压力损失。 为了保证氨泵能稳定输液,便于调节各蒸发器的流量,建议在蒸发器进液管截止阀前保留100 根据以上计算,即可得出氨泵的扬程 H=( P : 氨液密度, =650 g/m g 重力加速度, s 最后算得满足要求。 八、低压循环筒的选型计算 低压循环桶是液泵供液系统的专用设备,也是关键设备之一。其作用是:储存和稳定地供给液泵循环所需的低压液体;能分离经节流后的湿蒸汽,分离液体 中的气体;能对库房回气进行气液分离,防止氨压缩机出现湿行程,必要时又可兼作排液桶。 低压循环桶直径计算: 说明:d 低压级输气系数; w 低压循环桶内气体流速,立式低循桶采用 0.5 ; 低压循环桶截面积系数,立式低循桶采用 1; n 同一 蒸发系统中低循桶的个数。 代入数据得: 25 选用 1 台(查表 4式低压循环桶主要规格) 九、集油器的选配: 集油器的选配以压缩机的装机容量为依据。装机容量即机房内所有单双级压缩机的标准制冷量之和。当总装机容量 1163,选配集油器D= 按以上标准本设计中选取: 台,桶径为 D= 十、空气分离器的选配: 空气分离器也根据总装机容量进行选配。当总装机容量 1163,选配冷却面积不大于 总装机容量 1163,选配冷却面积不小于 按以上标准选取: 台。 26 第六章 制冷系统管道设计 制冷系统管道设计是用经过计算选定管道,根据各管段的设计要求,将制冷机以及各种制冷设备及阀门等部件合理的连接起来组成制冷系统 的设计,一个制冷系统是否具备良好的制冷性能,运转是否稳定安全,在很大程度上取决与制冷系统的管道设计。此设计采用经验值,各管道采用比设备所配阀门大一个型号。主要干道的管径采用手工计算所得。 一、系统管道和阀门的设计要求 此设计的制冷剂为氨,所以要求各管道不能用铜质管材。在系统中也不能用镀锌管,不能对设备的接触制冷剂的表面进行镀锌处理。对管道试压至少 6 7次。各管道表压不超过 105 因为制冷剂为氨,所以要求各阀门的材料也不能用铜或铜合金,内表面不能镀锌。阀件材料可用:灰口铸铁、可锻铸铁、铸钢。各阀门倒关的 阀座。 二、管道流速要求: 蒸发器的氨液到低循桶的单相流的回气管道取 10 16m/s。氨泵供液两相流体的回气管取 6
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