南昌市室内型装配式冷库设计

目录0前言11设计题目及相关资料211设计题目212原始资料213室外参数214室内参数215根据实用途附加参数216冷库实际的冷加工及贮藏能力32冷负荷计算521冷负荷计算概述522冷库外墙、地坪、顶层保温层结构523围护结构传热量计算51Q24货物热流量计算7225通风换气热量8326电动机运转热量计算9427操作热量10528库房冷却设备负荷1129库房机械冷负荷计算11JQ210负荷汇总123制冷设备的选型计算1331压缩冷凝机组的选型计算1332冷凝器的选型计算1733冷风机的选型计算184系统管道的设计2141R22的管内允许流速和压力降2242管径的确定2243管的选型225自动化控制2451库温自控2452冲霜控制2553库房的湿度控制2654冷风机的自动化控制266设计心得277参考文献280前言该设计是南昌地区制冷系统，主要任务是完成冷却间和冷藏间冻结间和冻藏间制冷系统的设计。在设计中，采用手算法来计算冷负荷。并对各种制冷机及其辅助设备的选用进行了经济性及技术性比较分析，最后决定采用活塞式制冷压缩机。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，来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。1设计题目及相关资料11设计题目室内型装配式冷库设计12原始资料选择地区“南昌市”13室外参数查得江西省南昌市的气象参数如下表11江西省南昌市的气象参数参数数值夏季通风温度33夏季室外计算干球温度356夏季室外计算湿球温度279夏季日平均干球温度321夏季平均日温差67最热月月平均室外计算相对湿度75夏季室外平均风速27M/S冬季室外平均风速38M/S14室内参数冷却间T21，冷却物冷藏间T01、相对湿度95冻结间T231，冻结物冷藏间T181、相对湿度9515根据实用途附加参数1要求冷库内净高为36米。2各个冷间的参数表12各个冷间的参数冷却间冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间16冷库实际的冷加工及贮藏能力161冷加工能力根据1食品冷冻冷藏原理与设备P188189和2冷库设计与管理P70的搁架相关内容，以及现实用途要求的冷却加工、冻结加工能力。并且以“搁架式排管”作为冷却间、冻结间的冷加工工具。所以，便可以设计得冷却间、冻结间面积的大小均为；冷却间、冻结间搁架的有效面积；26136M25749MF算出冷却间、冻结间实际的冷加工能力公式11，单位TFGG04/DT其中，F搁架的有效面积，单位；2MG搁架每平方米的载货量，一般为6080,取2/KG2/60KGT加工每批食品的总时间，单位H冷却间冷却加工能力DTTFG/95104657914冻结间冻结加工能力G22162冷藏间贮藏能力根据实际所需的冷藏间贮藏吨位逆向计算出冷藏间的大小冷藏间贮藏吨位，单位10VDT/其中冷藏间贮藏吨位（或冷库计算吨位），；GDT/冷藏间或冰库的公称容积,；1V3M冷藏间或冰库的体积利用系数；食品的计算密度，；/KG根据上面的公式，则计算得实际的冷藏间贮藏吨位，如下表表13实际的冷藏间贮藏吨位食品种类猪肉猪肉少脂鱼少脂鱼入库温度3541515出库温度401523加工/冷藏时间H2024824加工/冷藏能力T/D320625房间编号公称容积1V3M食品的计算密度S3/MKG冷库体积利用系数实际贮藏吨位GT冷却冷藏间1296375牛肉）0452187冻结冷藏间1296450（鱼）0452625根据冷藏间的体积，确定冷却物、冻结物冷藏间空间大小根据上面冷库实际情况冷加工能力和冷藏间贮藏吨3612936MMV位所决定的各个冷间的面积，初步决定冷库平面图图11冷库平面图2冷负荷计算21冷负荷计算概述库房耗冷量，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，库房耗冷量可分为四类。围护结构传热量；1QW货物热量；2通风换气热量；3电机热；4操作热量。522冷库外墙、地坪、顶层保温层结构冷却间、冷却物冷藏间外墙为聚苯乙烯预制库板（，由下面M180计算传热系数过程确定）冻结间、冻结物冷藏室外墙为聚氨酯预制库板（，由下面计算传热系数过程确定）地板（架空）从上到下分别为普通钢筋混凝土（）、聚氨酯预制120库板（，由下面计算传热系数过程确定）M180顶层为聚氨酯预制库板（，由下面计算传热系数过程确定）M18023围护结构传热量计算1Q231计算各面传热系数传热系数、1221CWAAKNW其中围护结构外侧表面传热系数。2M围护结构内侧表面传热系数。NA/围护结构厚度，单位。各层隔热材料的导热率，由原始资料得聚氨酯预制库板/2C，聚苯乙烯预制库板。CMW/0314CW/0465查3冷藏库设计P88表54，得各面围护结构外侧表面传热系数，WA及各面围护结构内侧表面传热系数。NA表21各面围护结构内侧表面传热系数围墙地板顶层WANWANWAN冷却间12298291229冷却物冷藏间12188181218冻结间12298291229冻结物冷藏间12128181212围护结构厚度的确定、确定后，根据2冷库设计与管理P84，表32“不同情况推荐的K单位面积传热量控制指标”，以及预制板的厚度规格，经过多次试验计算得，。M180、确定后，并根据上面公式，利用EXCEL计算得各传热系数，K如下表表22各面墙传热的系数K各面墙传热的系数/2CMW围墙传热系数地板传热系数顶层传热系数冷却间025070301674640170931冷却物冷藏间024938501668750170318冻结间017093101674640170931冻结物冷藏间016951601668750170318232计算冷库各库房的围护结构的面积（单位）2M表23冷库各库房的围护结构的面积冷却间636冷却物冷藏间66冻结间636冻结物冷藏间66围墙面积528648528648地板面积2163621636顶层面积2163621636233冷库各库房室内与室外的温差（单位）表24冷库各库房室内与室外的温差围墙和顶部地面WTNTNWTTWTNTNWTT冷却间33235022冷却物冷藏间33033000冻结间33235602323冻结物冷藏间33185101818234围护结构传热量1Q公式1NWTKA其中围护结构传热面积。2M围护结构内外侧温度。NTW根据上面公式，将各个参数代入公式得各面墙的传热量，如下表表25围护结构传热量围护结构传热量（单位）QW围墙地面顶层围护总传热冷却间4632991733201712922415998553冷却物冷藏间5332859020233777356236冻结间50541843181920675867964868冻结物冷藏间560216210958833127037982508224货物热流量计算2Q241货物热流量计算概述货物热量应按下式计算DCBAQ222其中食品放热量。A2W包装材料和运载工具热流量。B食品冷加工过程的呼吸热CQ食品冷藏过程的呼吸热D2对于上式，仅鲜水果、鲜蔬菜冷藏间需计算Q2C、Q2D，此冷库冷藏肉类、水产品，只需计算食品热量及包装材料和运载工具热量。360136012212TCGBHB式中冷间的每日进货量。GKG货物进入冷间初始温度时的比焓，可以由3冷库及冷藏技1HKJ/术106页，表314查得；货物在冷间终止降温时的比焓，可以由3冷库及冷藏技术2HKGJ/106页，表314查得；货物每天冷加工时间。H货物包装材料或运载工具质量系数，可以由4冷库设计94页，BB表56查得；包装材料或运载工具的比焓，可以由4冷库设计94页，CKGJ/表57查得；包装材料或运载工具进入冷间时的温度，夏季室外计算干球温度1TCO356，以及查4冷库设计P95，表58，得温度修正系数为1，则。635包装材料或运载工具在冷间内终止降温时的温度，则冷间温度。2T由原始参数、实际情况参数以及查上面提到的参数表等等，可得各个冷间的相关参数，如下表表26各个冷间的相关参数/DKGGKGJH/1KGJH/2HBB/KGJC1T2T冷却间2970334122420030423564冷却物冷藏间109352242119240104240冻结间5950318614216030421515冻结物冷藏间131251425024010421518将上表的参数代入公式，用360136012212TCGBHQBEXCE便可快速准确的计算出各个冷间的货物热，如下表所示表27各个冷间的货物热冷却间冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间货物总热量货物热（W）470586615526687531834565971416710069368373698525通风换气热量Q3计算公式，单3601360241NWARNWABAHVHV位W式中通风换气的热量（）；3QW冷间货物换气热量（W）；A人员需要的新鲜空气的耗冷量（）；B3冷间的内净容积（）；V3M冷间每昼夜的换气系数，本设计取2次；冻间空气密度，查5传热学559页附录表5得；A/KG、室外、内空气的比焓，查5传热学附录2湿WHNKGJ/空气焓湿图；每昼夜通风机运转时间，本设计取；MH24每个操作人员每小时所需新鲜空气量，本设计取人；RVHM/30操作人员数。N由原始参数、实际情况参数以及查上面提到的参数表等等，可得各个冷间的相关参数，并代入公式，可得相关数据如下36013NWARBHVQ表表28各个冷间的相关参数AWHNRVN（3QW）冷却间1303955055030219545冷却物冷藏间12939550900304372815冻结间14139550225030227789冻结物冷藏间13859550165304517066726电动机运转热量计算4Q，BPQR104W电动机额定功率（）RK热转化系数，电动机在冷间内应取1，电动机在冷间外应取075电动机运转时间系数，对空气冷却器配用的电动机取1，对冷间内其B他设备配用的电动机可按实际情况取值，如按每昼夜操作计计，则H824冷却面积冷却间2613M冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间2根据上面数据及冷风机的规格可得表29各项参数RPB电机个数N4Q冷却间025112500冷却物冷藏间010114400冻结间0551152750冻结物冷藏间025114100027操作热量5Q计算公式CBA5式中，操作热量（）；5W照明热量（）；A库门开启热量（）；B操作人员热量（。CQ51）照明热量AQA5式中，每平方米库房面积由照明而引起的热量，；AQ2/MW库房面积，。A2M2）库门开启热量B5式中，库房单位面积因库门开启而引起的热量，查1食品冷冻冷藏M原理与设备表314；库门面积。3）操作人员热量RCNQQ5式中，操作人员数；N每个操作工人的散热量，查1食品冷冻冷藏原理与设备RQ表1015。表210各项参数冷却间冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间AQ5353A2163621636照明热量AQ5108108108108MQ20101867A2163621636库门开启热量BQ543236040176252N2424RQ287279412383人员热量CQ557411168241532各个冷间操作热量511141584133376189228库房冷却设备负荷由1食品冷冻冷藏原理与设备203页可得如下公式计算公式54321QPQQ式中，冷却设备负荷，；W维护结构传热量，；1货物热量，；2通风换气热量，；3电机运转热量，；4Q操作热量，；5板缝计算系数，取11；1负荷系数，冷却间和冻结间取13，其他冷间取10。P将上述各个参数代入公式便可算得各个冷间的“库房冷却设备负荷”，如下表所示表211库房冷却设备负荷冷却间冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间库房冷却设备负荷10345966596676602815491237312292850970629库房机械冷负荷QJ计算计算公式1542PJ式中，制冷系统负荷，；JW维护结构传热量，；1QW货物热量，；2电机运转热量，；4操作热量，；5板缝计算系数，取11；1负荷系数，冷却间和冻结间取13，其他冷间取10。P将上述各个参数代入公式便可算得各个冷间的“机械冷负荷”，如下表所示表212机械冷负荷冷却间冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间机械冷负荷1138056325734426309754036104341021360677210负荷汇总表213负荷汇总冷却间冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间1Q5998552654735623582179648677989825082298/111111112470586615526687531834565971416710069P1311313Q195453728152778951706674500400275010005111415841333761892库房冷却设备负荷W103459665966766028154912373122928509706机械冷负荷1138056325734426309754036104341021360677系统负荷187248263564249711113制冷设备的选型计算冷库制冷系统机器设备的选型计算包括制冷压缩机、冷凝器、冷却设备、膨胀阀以及必要的辅助设备（中间冷却器、高压储液器、油氨分离器、气液分离器、等等）的选型与基本计算。31压缩冷凝机组的选型计算311几个主要参数的确定1）蒸发温度蒸发温度为0TT0式中蒸发温度,T0T库房温度,T冷间冷却设备计算温差，一般情况107T并查R22压焓图可得相应蒸发压力，则蒸发温度及压力如下表所示0P表31蒸发温度及压力冷却间冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间库房温度（）202318蒸发温度（）973025蒸发压力KP367039351634820102）冷凝温度冷凝温度为，KT752/1SKT其中，；TS1，；TS2安全值,机械通风冷却塔；43ST湿球温度，江西省南昌市的；ST927所选冷凝器形式的进出口水温差。对于卧式冷凝器，；64T319271ST512ST40/K查压R22压焓图得饱和气体的压力MPAK31由于冷却间与冷却物冷藏间温度接近故将它们作为一个系统；冻结间与冻结物冷藏间温度接近，故将它们作为另一个系统。这两个系统的压焓图如下图所示图31冷却系统的LGPH图图32冻结系统的LGPH图综上得各个参数值如下表所示表32各项参数冷凝温度（）冷凝压力（）KPA过冷温度（）蒸发器出口温度吸气温度（）参数40153355250201）利用电子版R22LGPH图可以快速查得上图各点的参数值，如下表所示表33各项参数冷却系统冻结系统T/KGJH/31KGMVT/KGJH/31KGMV15405/253963/104085006892203993014251274447300187389460001989335243/35243/4/243/243/在网上查到“厦门瀚龙制冷设备有限公司”的冷凝压缩机组。机组的冷凝温度也刚好为40，蒸发温度有0、5、10、20、25、30等等。这些机组的参数可知，有蒸发温度、冷凝温度、制冷剂都完全吻合的压缩机组，所以，可以直接根据制冷量选用冷凝压缩机组。机组到详细参数如下比泽尔半封闭活塞压缩机组比泽尔系列半封闭活塞式冷凝压缩机组主要以德国BITZER（比泽尔）品牌半封闭活塞压缩机为制冷主机（同时可根据用户需求提供其它国外品牌及国产半封闭压缩机组）；主要水冷式半封闭冷凝压缩机组、风冷式半封闭冷凝压缩机组及并联机组等设备；其80以上配件均为国际知名品牌，适用于540的冷藏、冷藏库、制冰系统中。制冷压缩机德国比泽尔BITZER、其它品牌（可选）型号3HP60HP，可多机并联组合；适用冷媒设备适用于多种制冷剂，如R22、R404、R507C等，适用范围可满足各类1040的各种冷库的制冷要求。表34比泽尔水冷高温型机组参数表机组型号BS07M/BBS09M/BBS10M/BBS12M/BBS15M/BBS20M/B压缩机型号4DC724CC924VCS1024TCS1224PCS1524NCS202名义匹数7HP9HP10HP12HP15HP20HP适用温度（）55制冷剂R22冷量（）W203002440026700322003840044500蒸发0功率（）K56676978529088121冷量（）165201989021800263003140036300蒸发5功率（）546646618099351134冷量（）W132301599017630213002530029300压缩机冷量及功率蒸发10功率（）K5066216177568721051说明1、冷凝温度为402、对于8HP以上的机组，当使用蒸发温度低于25时必须配缸头风扇和CIC喷液系统。表35比泽尔水冷中低温机组技术参数表说明1、冷凝温度为402、对于8HP以上的机组，当使用蒸发温度低于25时必须配缸头风扇和CIC喷液系统。这些机组的参数可知，有蒸发温度、冷凝温度、制冷剂都完全吻合的压缩机组，所以，可以直接根据制冷量选用冷凝压缩机组。根据系统机械负荷如下系统机械负荷W18724826356424971111冷却间和冷却物冷藏间合用一台冷凝压缩机组，根据制冷量，选用“机组型号为BS12M/B，制冷量为”，故选配合适。W21308263574冻结间和冻结物冷藏间合用一台冷凝压缩机组，根据制冷量，选用“机组型号为BS30L/B，制冷量为”，故选配合适。9由于冷凝压缩机组不仅包括制冷压缩机、冷凝器、冷却设备、膨胀阀，还包括了高压储液器、油分离器、气液分离器等等辅助设备，则不需要再另行选用。32冷凝器的选型计算1）对数平均温差的计算机组型号BS12L/BBS15L/BBS20L/BBS25L/BBS30L/BBS40L/B压缩机型号4NCS1224H1524G2026H2526G3026F402名义匹数12HP15HP20HP25HP30HP40HP适用温度（）1520制冷剂R22冷量（W）183402300026500345003980047500蒸发20功率（KW）87112131168196243冷量（W）141401754020400263003060036700蒸发25功率（KW）7698114146172214冷量（W）104901313015250197202290027700压缩机冷量及功率蒸发30功率（KW）678710413155186212LNSKSMTTT将各个参数代入上式得86LN21SKSMTT2）冷凝面积的计算SOKPQMTKF其中传热系数，由6冷库制冷工艺设计104页表416查得K3）冷却水量的计算SVTCQKS一般选定的冷凝器的传热面积应该比计算的传热面积大2030A冷凝器的热负荷125、冷却水的流量125以及传热面积KWQ/3HMVS125，如下表所示2/MF表36125K/125/3HVS1252/F高温系统2341450333443低温系统803563939311817575831727333冷风机的选型计算1）传热温差计算根据上面的蒸发温度以及库房的温度可得，各个库房的传热温差如下表所示表37冷却间冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间传热温差MT77772）蒸发器传热面积的计算FMKTKQF其中蒸发器传热面积，；2M蒸发器的热负荷，；KW传热温差，MT传热系数，初步决定选用“厦门瀚龙制冷设备有限公司”的冷风机和排管，根据该公司网上公布的数据，逆向计算出他们公司的冷风机的传热系数。K表38DL系列（冷却）DL系列（冷却）DJ系列（冻结）DD系列（冻藏）传热系数2/MW29729723582685“厦门瀚龙制冷设备有限公司”冷风机和排管的规格如下D系列冷风机D系列空气冷却器（又称冷风机）是一种用于各种冷库的冷却降温设备，D系列空气冷却器有DL、DD、和DJ三种型式分别适用于不同库温的冷库。它具有结构紧凑、重量轻，不占用冷库实用面积等优点，与自然对流排管相比，它能使冷库内贮藏的食品迅速降温，大大提高了贮藏食品的保鲜度。二、产品用途D型系列空气冷却器与不同制冷量的压缩冷凝机组配套，用于不同库温的冷库中，作为冷制设备。其中DL型适用于库温为0左右的冷库，如保存鲜鸡蛋或蔬菜的库，DD型适用于库温为18左右的冷库，作为肉、鱼类等冷冻食品的冷藏用。DJ型适用于库温为25或低于25的冷作为鲜肉或鲜鱼制品等冻结用。三、产品特点1、壳体采用喷塑工艺或轧花铝板，耐腐蚀，外观美观。2、盘管以错排方式布置，传热效率高，通过机械胀管将铝翅片套在铜管上连接牢靠。3、该产品为厂内配线，所有接线均置于一个接线盒内安装维修方便。4、选用的电机噪声低，运转平稳。5、排水盘中央最低处设有排水接头，排水可靠。6、槽型吊架，安装方便。7、U型管状不锈钢管及氧化镁填科的电热管，置于盘管中。融霜效果良好。综合各个库房的冷负荷、温差以及平均传热系数，则可以计算出各个库房的传热面积，如下表所示表39各个库房的传热面积冷却间冷却物冷藏间冻结间冻结物冷藏间DL系列（冷却）DL系列（冷却）DJ系列（冻结）DD系列（冻藏）传热温差MT7777传热系数2/W29729723582685库房冷却设备负荷K1138056325734426309754036104341021360677冷风机传热面积2M5474056398353259408232737249695434214826有该表上面的数据以及“厦门瀚龙制冷设备有限公司”冷风机和排管的规格，便可决定如下型号的冷风机或排管型号DL106/55（一台）DL43/20（两台）DJ290/170（两台）DD56/30（两台）选用冷风机制冷量KW10643286290258562112选用冷风机面积2M5520240170234030260从上面的选型来看，冷风机的制冷量和面积都非常匹配，选型非常成功。4系统管道的设计41R22的管内允许流速和压力降表41R22的管内允许流速R22的管内允许流速管道名称允许流速（M/S）管道名称允许流速（M/S）吸气管1220膨胀阀出口至蒸发器0814排气管1525送液管0410冷凝器至膨胀阀1015回气管6842管径的确定计算公式MVGVDN,192533604式中制冷剂体积流量，VHM/制冷剂流速，S1送液管管径的确定结算结果列表如下表42各项参数1223VWDVWD冷却间24140612012070685122334VWDVWDVWD冷却物冷藏间1852061051235068661706601223VWVWD冻结间235606119117806841223VWDVWD冻结物冷藏间231606118115806832回气管管径的确定计算结果列表如下表43各项目参数回气管管径的确定1223VWDVWD冷却间65937583297741122334冷却物冷藏间VWDVWDVWD4026745268473713427261223VWDVWD冻结间1444678672237611223VWDVWD冻结物冷藏间1023677251187513机房主管管径的确定表44机房主管管径的确定VWD送液管89381180VWD回气管35301812643管的选型查7冷库设计规范图89图816，选取结果列表如下表45选取结果送液管的选型1223DDNDDN冷却间1201258580122334DDNDDNDDN冷却物冷藏间105125868060651223DDNDDN冻结间11912584801223DDNDDN冻结物冷藏间1181258380回气管的选型1223DDNDDN冷却间58654140122334DDNDDNDDN冷却物冷藏间4565374026251223DDNDDN冻结间868061651223冻结物冷藏间DDNDDN72805150DDN机房总送液管180200DDN机房总回气管1261255自动化控制51库温自控根据7冷库设计规范6413条。特别是高温库温度控制要求精度较高，一般采用TDW12型温度继电器，配用BA2铂电阻为感温元件。其温度上下限的幅差达05，可达到要求。电磁阀及自控选择如下；BAZCHA50QB关闭冷风机停止工作房间温度升高到调定值上限风机停止工作ZCL25YB开启风机开启HA0Q开启延迟数分钟ZCL57QB开启TDW1电信号2动作调定值下限2A温度降低到冷风机工作图51控制系统图下面是库温自动化控制的简图图52库温自动化控制的简图52冲霜控制根据7冷库设计规范6414条规定，可以在发出冲霜信号之后，人工操作冲霜系统。自动化融霜可以用TDS05型指令融霜时间程序控制器。其控制程序如下供液电磁主阀，回气电磁主阀，风机断路排液电磁主阀，热氨电磁主阀通路第三区段015分钟第二区段3分钟状态1自动切回继续降温融霜完毕（复原信号）状态保持4水电磁主阀断路状态保持水电磁阀通路20分钟第一区段1开始融霜图53自动融霜控制图选择TDS05型融霜指令可以人工发出或者与微压差控制器配合使用。微压差控制器的二个测点装在冷风机的蒸发器前后，蒸发器结霜到一定的厚度，前后压