500吨小型冷库设计

1、毕毕毕 业业 设设 计计题 目：冷库制冷工程设计专 业：空调技术与供热通风工程班 级：制冷 132学生姓名：冯万暖摘摘 要要本设计为猪肉冷库制冷工程设计，本建筑包括两个冻结间、三个冻结物冷藏间。本次设计的主要内容包括：制冷系统方案的确定、冷负荷的计算、设备选型、制冷系统的布置。结合建筑结构特点和使用功能，通过方案比较，在冷负荷计算的基础上，选择了双级压缩制冷系统，根据制冷系统方案的设计，进行辅助设备的选型。其次本设计介绍了机房及库房设备的布置，管线的布置及走向，管材、管径等。最后对制冷系统的试压、试漏、及管道的保温问题做了简单说明。目录目录1 1 工程概况及原始材料工程概况及原始材料.11.1

2、 设计目的.11.2 工程概况.11.2.1 冷库设计条件 .11.2.2 冷库围护结构的传热系数计算 .21.2.3 维护结构传热面积 F 的确定 .72 2 冷负荷计算冷负荷计算.92.1 维护结构传热引起的耗冷量 Q1.92.2 食品冷加工耗冷量 Q2 的计算 .102.3 通风换气的耗冷量 Q3 的计算 .122.4 电动机运转耗冷量 Q4 的计算 .122.5 操作耗冷量 Q5 的计算 .122.6 耗冷量的汇总 .142.6.1 冷间冷却设备负荷计算 .142.6.2 机械负荷 Qj 计算 .152.6.3冷库耗冷量估算 .163 3 制冷系统方案的确定制冷系统方案的确定.183.

3、1 确定制冷系统方案的原则.183.2 确定制冷系统方案的主要内容.183.3 冷库制冷系统的确定选择 .193.3.1 制冷剂种类确定.193.3.2 制冷系统供液方式的确定.193.3.3 冷间冷却方式的确定.213.3.4 制冷系统供冷方式的确定.223.3.5 蒸发温度的确定.223.3.6 过热度的确定 .223.3.7 冷凝温度的确定.223.3.8 过冷度的确定 .233.3.9 蒸发器除霜方案的确定.234 4 制冷机器设备的选型制冷机器设备的选型.244.1 压缩机的选型计算 .244.1.1 选型的一般原则.244.1.2 计算压力比 .244.1.3 33蒸发回路压缩机选

4、型.244.2 冷凝器的选型计算 .294.2.1 冷凝器的负荷 .294.2.2 冷凝器面积计算 .304.2.3 冷却水用量 .314.3蒸发器的选型计算.314.3.1 冷风机的选型计算.314.3.2 冻结间冷却设备选型.324.3.3排管的选型计算 .324.4 节流阀的选型 .345 5 辅助设备的选型辅助设备的选型.355.1 中间冷却器的选型 .355.1.1中间冷却器的桶径 .355.1.2 蛇形盘管传热面积的计算 .355.2 高压贮液器的选型 .375.2.1 贮液器所需容积 .375.3 低压循环桶的选型 .395.3.1 低压循环桶的桶径计算 .395.3.2 低压循

5、环桶容积计算.3954 氨泵的选型计算 .415.4.1 氨泵的体积流量计算.415.4.2参数确定 .425.4.3 计算结果 .425.5 排液桶的选型计算 .425.6 集油器的选型计算 .445.7 油分离器 选型计算 .445.7.1 计算基础资料.445.7.2 参数确定 .455.8 空气分离器 选型 .466 6 制冷系统管道设计制冷系统管道设计.486.1 系统管道和阀门的设计要求.486.2 系统管道的设计.486.2.1 管道流速要求 .486.2.2 蒸发器供液管的设计.486.2.3 吸气管道的设计 .496.2.4 排气管的设计.496.2.5 其它管道的设计.49

6、6.2.6 对制冷工艺管道布置要求.496.3 管径的确定 .496.3.1 回气管管径 .496.3.3 排气管管径 .506.3.4 贮液桶至调节站管径.506.3.5 冷凝器至贮液器管径.506.4 制冷设备和管道的隔热层厚度.507 7 结结 论论.51参参考考文文献献.52致谢致谢.5311 1 工程概况及原始材料工程概况及原始材料1.11.1 设计目的设计目的毕业设计是工科类专业教学的重要环节之一，是对学生在校所学理论知识的全面总结和综合检验。通过毕业设计初步了解制冷与空调技术专业的设计内容、程序和基本原则，了解设计计算的步骤和方法，培养学生的识图和制图能力，引导学生学会查找设计规

7、范和设计手册，初步了解本专业的主要设备、附件及材料。参加制冷技术毕业设计的学生，通过设计要求掌握有关冷藏库有关制冷工艺设计的内容、程序及基本原则和制冷工艺设计计算方法并提高绘制设计图纸的能力。在设计过程中尽可能联系当前技术发展和环保要求，参照新规范进行设计，使设计达到技术、经济、运行管理的合理、可行和安全可靠。1.21.2 工程概况工程概况该冷库是一个单层 500t 生产性冷库，主要生产储存白条肉。采用砖墙、钢筋混凝土梁、柱和板建成。隔热层外墙和屋顶采用聚氨酯现场发泡，冻结间内墙贴软木，地坪采用炉渣并装设水泥通风管。该冷库主要包括冻结间、冻结物冷藏间两大部分。其主要加工环节为：白条肉胴体进入冻

8、结间冻结，肉胴体温度降至要求温度后进入冻结物冷藏间冷藏。1.2.1 冷库设计条件（1）气象和水文资料 夏季室外计算温度为+32，相对湿度为 60%，太阳辐射在北纬考虑，地下水温30为 20，可以是深进水，采用循环水。进水温度为 25，出水温度为 30（2） 生产能力 冷藏容量为 500t，冻结能力为 20t/日。（3）制冷系统 采用氨直接蒸发制冷系统。冻结物冷藏间温度为-20，冻结间温度为-23 （4）冷藏库的平面布置2图 1-1 冷藏库的平面布置图 1.2.2 冷库围护结构的传热系数计算 主要计算外墙、内墙，阁楼层和地坪的传热系数，计算公式见资料1第三章。 热阻计算公式为 (1-1)/1,/

9、=siiiRR 传热系数 K 的计算公式为 （1-2）nwaaK1112211+ +=式中： - 分别是维护结构外侧和内侧的传热系数，按资料1nWaa ,)/(2CmW表 33 查取； - 冷间维护结构中各层建筑材料或隔热材料的热导率,查资料1)/(kmW31表 A-1、A-2 和表 3-5； - 冷间维护结构中各层建筑材料或隔热材料的厚度（） 。1m 对于墙面的对流换热系数，外墙表面取 25;内墙表面取 7KmW2/；冻结间的内墙表面取 25。各冷库围护结构及其传热系KmW2/KmW2/数的计算见下表：表 1-1 冷库外墙围护结构及其传热系数计算表结构层次m/)/(/Chmkcal/ )/(

10、/2kcalChmR=外墙1外墙外表面空气热阻w/1250.040220 厚水泥沙浆抹面0.020.930.02153370 厚预制混凝土砖墙0.370.70.5285420 厚水泥沙浆抹面0.020.930.0405冷底子油一道-6二毡三油 油毡 沥青0.040.0060.150.400.02660.0157550 厚稻壳隔热层0.550.1513.64248混合砂浆砌砖墙0.120.70.1714920 厚水泥沙浆抹面0.020.930.0215外墙内表面空气热阻na/170.1428总热阻0R4.631210传热系数 K0.21594表 1-2 冷库内墙围护结构及其传热系数计算表结构层次

11、m/)/(/Chmkcal/ )/(/2kcalChmR=冻结间内墙1内墙外表面空气热阻w/1250.04220 厚水泥沙浆抹面0.020.930.02153混合砂浆砌砖墙0.120.70.1714420 厚水泥沙浆抹面0.020.930.02155150 厚软木隔热层0.150.072.14286二毡三油 油毡 沥青0.040.0060.150.400.02660.015720 厚水泥沙浆抹面0.020.930.0215内墙内表面空气热阻na/170.1428总热阻0R2.603158传热系数 K0.38415表 1-3 冷库屋顶围护结构及其传热系数计算表结构层次m/)/(/Chmkcal/

12、 )/(/2kcalChmR=屋顶1外表面空气热阻w/1250.040240 厚预制混凝土板0.041.10.03633二毡三油 油毡 沥青0.040.0060.150.400.02660.015420 厚水泥沙浆找平层0.020.80.025530 厚钢筋混凝土屋盖0.031.350.022261100 厚稻壳隔热层1.10.138.46157250 厚钢筋混凝土板0.251.350.18518内表面空气热阻 冷藏间 冻结间na/17250.14280.049总热阻0R冷藏间冻结间8.95458.851710传热系数 K冷藏间冻结间0.11170.1136表 1-4 冷库地坪围护结构及其传热

13、系数计算表结构层次m/)/(/Chmkcal/ )/(/2kcalChmR=地坪160 厚细石钢筋混凝土面层0.061.350.0444215 厚水泥沙浆抹面层0.150.80.01873一毡二油 油毡 沥青0.0020.0030.150.40.01330.0075420 厚水泥沙浆抹面层0.020.80.025550 厚炉渣预制块0.050.350.14286540 厚炉渣层0.540.281.9285715 厚水泥砂浆保护层0.0150.800.01878二毡三油 油毡 沥青0.040.0060.150.400.02660.015920 厚水泥沙浆抹面层0.020.80.02501053

14、厚单层红砖干铺0.0530.70.075711400 厚干沙垫层0.4000.50.80012150 厚 3:7 灰土垫层0.150.3450.434713100 厚碎石灌 50 号水泥砂浆0.100.60.1666内表面空气热阻 冷藏间 冻结间na/17250.14280.04总热阻0R冷藏间冻结间3.88533.782314传热系数 K冷藏间冻结间0.25730.264371.2.3 维护结构传热面积 F 的确定根据资料1维护结构传热面积的计算应符合下列规定：（1）屋面、地面和外墙的长度应该自外墙外表面至外墙外表面或外墙外表面至内墙中或内墙中至内墙中计算；（2）楼板和内墙长、宽度应自外墙内

15、表面至外墙内表面或外墙内表面至内墙中或内墙中至内墙中计算；（3）外墙的高度：地下室或底层，应自地坪的隔热层下表面至上层楼面计算；（4）内墙的高度：地下室或底层和中间层，应自该层地面、楼面至上层楼面计算；顶层应自该层楼面至顶部隔热层下表面计算。冷库围护结构的传热面积如下表：表 1-5 冷库围护结构的传热面积表传热面积传热面积计算部位长/m高/m面积2m计算部位长/m高/m面积2m1356514.45721356514.457224512027.65138241331227.614.4397.44No.1 东墙 西墙 北墙 屋顶 地坪 2413312No.4 北墙 南墙 西墙 屋顶 地坪 27.6

16、14.4397.4414.657327.6513814.657314.45722414.6350.414.45722414.6350.427.614.4397.44No.2 东墙 西墙 屋顶 地坪No.5 东墙 南墙 北墙 屋顶 地坪27.614.4397.4413.8569No.3 东墙 西墙13.856982451202413.8331.2 南墙 屋顶 地坪2413.8331.292 2 冷负荷计算冷负荷计算2.12.1 维护结构传热引起的耗冷量维护结构传热引起的耗冷量 Q1Q1 根据资料1，因维护结构传热引起的耗冷量应按下列公式计算： (2-1)(1nwttKFaQ式中： - 维护结构传

17、热系数；K)/(2CmW - 维护结构传热面积（） ；F2m - 维护结构两侧温差修正系数；a 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。- 维护结构外侧计算温度（错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 ） ；wtC - 维护结构内侧计算温度（） 。ntC表 2-1 Q1 的计算表冷间序号墙体方向计算公式:)(nwTTKFQWTnTWQ/东墙0.2159651.0532-(-20)32-20766.2291北墙0.21591201.0532-(-20)32-201414.557西墙0.215965132-(-20)32-20729.742屋顶0.11173121.232-(-20)32-202

18、174.665地坪0.25733120.730-(-20)30-202809.716NO.1此间合计7277.934东墙0.2159731.0532-(-20)32-20860.5342西墙0.215973132-(-20)32-20819.5564屋顶0.1117350.41.232-(-20)32-202442.316No.2地坪0.2573350.40.730-(-20)30-203155.52710此间合计7277.934东墙0.2159691.0532-(-20)32-20813.3817西墙0.215969132-(-20)32-20774.6492南墙0.21591201.053

19、2-(-20)32-201414.557屋顶0.1117331.21.232-(-20)32-202308.49地坪0.2573331.20.730-(-20)30-202982.622No.3此间合计8293.72南墙0.2159721.0532-(-23)32-23897.7122西墙0.21591381.0532-(-23)32-231720.715北墙0.2159721.0532-(-23)32-23897.7122屋顶0.1117397.441.232-(-23)32-23 2930.007地坪0.2643397.440.730-(-23)30-233897.11No.4此间合计10

20、343.16东墙0.2159138132-(-23)32-231638.681南墙0.2159721.0532-(-23)32-23 897.7122北墙0.2159721.0532-(-23)32-23897.7122屋顶0.1117397.441.232-(-23)30-232930.007地坪0.2643397.440.730-(-23)30-23 3897.11NO.5此间合计 10261.222.22.2 食品冷加工耗冷量食品冷加工耗冷量 Q2Q2 的计算的计算根据资料1货物放热量计算公式如下： (2-2)TcbttGBThhGQQQba)()(212122211式中： - 货物热量

21、(W)；aQ2 - 包装材料和运载工具的热量（W） ；bQ2 -冷间的每日进货量（Kg） ；G - 货物进入冷间初始温度时的比焓（错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 ）,查资1hKgKJ /料1表 A-3； - 货物在冷间内终止降温时的比焓（） ，查资料1表 A-3；2hKgKJ / - 货物冷却时间（h） ，对冷藏间取 24 h，对冷却间、冻结间取设计冷加工时T间； - 货物包装材料或运载工具重量系数，查资料1表 3-12；B - 货物包装材料或运载工具的比热容，查资料1表 3-bC)/(CKgKJ14； - 货物包装材料或运载工具进入冷间时的温度（） ；1tC - 货物包装材料或运载

22、工具在冷间内终止降温时的温度，一般为该冷间的设计2t温度（） 。C（1） 由于冷藏间属于生产性冷库，进入冷藏间储存时的耗冷量，要按每昼夜冻结能力比例摊入于各冷藏间内。该库有二间冻结间，每间冻结能力为 6.5t/日，共 13t/日.三间冷藏间按比例摊分，每间进货量为 6.5t/日。冻结食品为猪肉。（2） 冻结间：食品在冻结间的温度按32计算，经过 20h 以后的温度为-15。食品CC的冻结加工量为 6.5t/日，即 G=6500/日。 食品在冻结前后的焓值查资料1附表 A-3 可得：308.7KJ/,12.2KJ/，=1h=2h=1,T=20.nhKWnThhGQ77.263600201)2 .

23、127 .308(6500)(211 . 212（3） 冷藏间：进货量为 19.5t/日，食品入库前地温度为-15，经冷藏 24后达到-20Ch。C G=19500/日，食品前后的焓值查资料1附表 A-3 可得：12.2，0Kg=1hKgKJ /=2h，T=24。KgKJ /hKWnThhGQ75. 23600201)02 .12(19500)(211 . 22.32.3 通风换气的耗冷量通风换气的耗冷量 Q3Q3 的计算的计算 由资料1, 通风换气热量只适用于贮存有呼吸的食品的冷藏间,因为本库生产货物为猪肉，冷间又无操作工人长期停留操作，所以可以忽略不计。3Q2.42.4 电动机运转耗冷量电

24、动机运转耗冷量 Q4Q4 的计算的计算由资料1, 电动机运转热量应按下式计算： (2-3) 4Q式中:- 电动机运转热量（） ；4QKW - 电动机额定功率（） ；KW - 热转化系数，电动机在冷间时应取 1，电动机在冷间外应取 0.75；- 电动机运转时间系数，对冷风机配用的电动机取 1，对冷间其他设备配用的电动机可按实际情况取值，一般可按昼夜操作 8h 计，则33. 024/8冻结间：4 号、5 号、6 号冻结间电动机的运行耗冷量相同：冷风机使用的电动机有两台，每台功率为 2.2KW，电动机运转耗冷量为KWQ4 . 41122 . 24冻结物冷藏间：此间无风机，所以该项耗冷量=0。4Q13

25、2.52.5 操作耗冷量操作耗冷量 Q5Q5 的计算的计算由资料1, 操作热量可按下式计算：5Q （2-4)rrnnwdcbaqnmrhhVnFqQQQQ243360024)(5555式中 - 照明热量（） ；aQ5W - 开门热（） ，当冷间的冷藏门超过两樘时，应按两樘门的开门热计算；bQ5W - 操作人员热量（） ；cQ5W- 每平方米地板面积照明热量，冷藏间可取,操作人员长时dq2/3 . 28 . 1mW间停留的加工时间、包装间等可取2/8 . 5mW - 冷间地板面积（） ；F2m - 每日开门换气系数，查资料1图 3-3，取 2；n - 冷间内公称容积（） ；V2m - 冷间内、外

26、空气的含热量（）,查资料1表 A-5；nwhh ,KgKJ / - 空气幕效率修正系数，可取 0.5，如不设空气幕时，则取 1；m 24- 每日小时数（h） ； - 冷间空气密度（） ，查资料1 表 A-6 ； nr3/mKg 3/24- 每日操作时间系数，按每日操作 3h 计； - 操作人员数，查资料1表 3-15，可按冷间内公称容积 250增加一人；rn2m - 每个操作人员产生的热量（） ，冷间设计温度高于或等于-5时取rqhW /C279，冷间设计温度低于-5时取 419。hW /ChW /14注： 冷却间、冻结间不计算该项负荷。表 2-2 各冷间经营操作耗冷量 参数冷间dqFnVwh

27、nhMnrrnrq)(5WQNO.1 冷藏间23122156078.29-18.970.51.3956419940.7NO.2 冷藏间2350.42175278.29-18.970.51.39574191070.2NO.3 冷藏间2331.22165678.29-18.970.51.3956419979.22.62.6 耗冷量的汇总耗冷量的汇总2.6.1 冷间冷却设备负荷计算由资料1,冷间冷却设备负荷应按下式计算： （2-5）54321QQQpQQQq式中 - 冷间冷却设备负荷（） ；qQW - 维护结构传热量（） ；1QW - 货物热量（） ；2QW - 通风换气热量（） ；3QW - 电动

28、机运转热量（） ；4QW - 操作热量（） ；5QW - 负荷系数，冷却间和冻结间得到负荷系数取应取 1.3，其他冷间取pp1。15 表 2-3 库房冷却设备的总负荷冷间类别KWQ1KWQ2KWQ3KWQ4KWQ5KWQqNO.1 冷藏间7.27792.750.94110.9689NO.2 冷藏间7.27792.751.0711.0979NO.3 冷藏间8.29372.750.97912.0227NO.4 冻结间10.34326.774.449.544NO.5 冻结间10.261226.774.4-49.4622总计133.09572.6.2 机械负荷计算jQ由资料1,机械负荷应分别根据不同的

29、蒸发温度按下式计算： (2-6) RQnQnQnQnQnQj)(5544332211式中 - 机械负荷（W） ；jQ - 维护结构传热量的季节修正系数，查资料1表 3-17，取 1；1n1n - 货物热量的机械负荷折减系数，查资料1，冷加工间和其他冷间取2n2n1，冻结物冷藏间为 7000以下取 0.5；2n3m - 同期换气系数，一般取（同时最大换气量与全库每日总换气量的3n0 . 15 . 0比值大时取大值） ； - 冷间用的电动机同期运转系数，对冷却间和冻结间中的冷风机取 1，其余4n查资料1表 3-18，取 1；4n - 冷间同期操作系数，查资料1表 3-18，取 0.5；5n5n16

30、 R- 制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，一般直接冷却系统取 1.07，间接冷却系统取 1.12，本系统采用直冷，R 取 1.07。 由公式 2-6 计算，结果如下：表 2-4 机械负荷汇总 参数 蒸发温度 11Qn（KW）22Qn（KW）33Qn（KW）44Qn（KW）55Qn（KW）RjQ（KW）-30 C22.84954.125-1.4951.0730.462-33 C20.604253.54-8.8-1.0788.750此项合计119.2132.6.3冷库耗冷量估算表 2-5 冻结每吨肉类食品的耗冷量估算表肉类降温情况单位耗冷量/()tW /序号库房温度/C入库时/C出库时/C冻结加工时

31、间/h 1冷却设备负荷机械负荷1-23+4-1520530045002-23+12-1512820069003-23+35-1520760058004-30+4-1511940075005-30-10-181667005400指一次冻结（指肉类不经过冷却） ，氨系统直接用低于-33的蒸发温度。 1C注：本表内冷却设备负荷已经包括货物热流量系数 P 的数值，机械负荷已经包括总管道等7%的冷损耗系数。17冻结间日进货量为 6.5 ，经上表查得：冷却设备负荷为 76006.5=49400tW 机械负荷为 58006.5=37700W冻结物冷藏间日进货量为 20 ，经查得：冷却设备负荷为 670020

32、=134000tW 机械负荷为 540020=10800W经估算:库房的冷却设备负荷为 13400+49400=183.4133.0957KWKW 库房的机械负荷为 108000+37700=145.7119.213KWKW由上所得，负荷要求。183 3 制冷系统方案的确定制冷系统方案的确定 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。制冷系统方案的设计包括制冷系统中制冷剂的选择，蒸发温度、冷凝温度、压缩机吸气温度等。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

33、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 3. .1 1 确确定定制制冷冷系系统统方方案案的的原原则则(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 3. .2 2 确确定定制制冷冷系系统统方方案案的的主主要要内内容容(1)制冷剂种类确定；(2)制冷系统供液方式的确定；(3)冷间冷却方式的确定；(4)制冷系统供冷方

34、式的确定；(5)蒸发温度的确定；(6)过热度的确定；(7)冷凝温度的确定；(8)过冷度的确定；(9)制冷系统自控方案确定；19(10)蒸发器除霜方案确定。3.33.3 冷库制冷系统的确定选择冷库制冷系统的确定选择3.3.1 制冷剂种类确定目前，作为制冷剂的物质大约有几十种，但常用的不过十几种，用于食品冷藏的制冷剂也就几种，其主要有氨和氟利昂。氨是目前应用最为广泛的一种制冷剂，主要用于制冰和冷藏制冷。氨作为制冷剂其优点是单位容积制冷量大；蒸发压力和冷凝压力适中；氨黏度小，流动阻力小，传热性能好，对钢铁不产生腐蚀作用；氨易溶于水，系统不易发生“冰塞 ”现象；氨价格便宜，容易购买。氨的主要缺点是对人

35、体有较大的毒性。氨蒸气无色，具有强烈的刺激性臭味，刺激人的眼睛与呼吸器官。氨易燃易爆，当空气中氨的体积分数达16%25%时可引起爆炸，达到11%14%时即可点燃。因此，车间内的工作区里氨蒸气浓度不得超过20。3mmg 氨几乎不溶于油，如果润滑油进入换热设备，在换热设备的传热面上会形成油膜，影响其传热效果。因此，在氨制冷系统中必须设置油分离器。此外，在运行中润滑油还会积存在冷凝器、贮液器和蒸发器等设备的下部，下部有排油装置，应定期排油。氟利昂制冷剂种类很多，性能各异，但有其共同特点。氟利昂制冷剂所具有的优点是无毒，无臭，不易燃烧，对金属不腐蚀，绝热指数小，因此排气温度低；具有较大的分子量，适用于

36、离心式制冷压缩机。其缺点是部分制冷剂的单位容积制冷量小，制冷剂的循环量较大；密度大,流动阻力大；含有氯原子的氟利昂遇明火时会分解出有毒气体；放热系数底；价格高，易于泄露而不易发现。氟利昂的价格较高，所以通常主要用于有严格的卫生、安全要求的场合。总上所述，由于本次设计中冷藏库制冷系统制冷量较大，从经济的角度考虑，国内大中型冷库都采用氨为工质，且技术也较为成熟，因此本设计中也采用氨为制冷剂 。3.3.2 制冷系统供液方式的确定20蒸气压缩机制冷系统根据向蒸发器供液的方式不同可分为直接供液、重力供液、液泵供液三种。(1）直接供液方式直接供液是指制冷剂液体通过膨胀阀直接向蒸发器供液，而不经过其他设备的

37、制冷系统，又称直接膨胀供液系统。直接供液方式的特点是： 经过节流膨胀后的制冷剂，处于气液两相混合状态，两相流体在多路蒸发1器管路中，不能按设计要求均匀地分配。 高压制冷剂液体，经节流膨胀后，产生大量闪发气体，这些气体进入蒸发2器不仅没有制冷，而且会使蒸发器的传热效果降低。 采用直接节流供液的蒸发器通常为单一通道，蒸发器盘管的长度受到限制，3不能大长，不然沿程阻力引起的蒸发器内压力降太大，会影响蒸发器的正常工作。 为了简化制冷装置，便于操作管理，直接供液系统一般采用压缩冷凝机组4为宜(2）重力供液方式重力供液是利用制冷剂液柱的重力来向蒸发器供液。这种系统是将经过膨胀阀的制冷剂先经过氨液分离器，将

38、其中氨蒸气分离后，使氨液借助于氨液分离器的液面和蒸发器的液面之间的液位差作为动力，达到向蒸发器供液的目的。这种供液方式的特点是： 高压制冷剂经过膨胀阀节流后将产生闪发气体，在氨液分离器里被分离出1来，这样供给蒸发器的液体不再是气液两相的混合体，从而提高了蒸发器传热面积的利用率，也为并联的蒸发器能均匀供液提供了条件。 由氨液分离器向并联的各组蒸发器供液时，可以用调节阀的开启度调节各2蒸发器的进液量，容易实现蒸发器的供液均匀。 当蒸发器负荷有较大变动时，很容易使回气带液滴。3 重力供液是靠液位差为动力，蒸发压力受静液柱的影响，蒸发器管线约长，4阻力损失越大，其影响越大。 利用液柱的重力供液，动力较

39、小，使蒸发器内与制冷剂一起进入的润滑油5很难排出，致使传热表面形成油膜，降低了制冷。重力供液的氨液分离器要超过蒸发器一定高度，使氨液分离器与蒸发器之间621的静液柱压力差足以克服制冷剂的流动阻力。(3）液泵供液方式液泵供液是指制冷系统借助液泵来向蒸发器供液。也称液泵强制循环。这种供液方式的特点是： 这种供液方式送入蒸发器的液量为实际蒸发量的36 倍，管壁润湿1良好，传热增强，因而能使蒸发器发挥更大的制冷性能。 供液量充分，回流过热度小，可以提高压缩的效率，提高制冷循环的制冷2系数。 重力供液常用的氨液分离器、排液桶等辅助设备，可以被低压循环贮液器3所取代，以简化系统，操作简单便利。 液泵的设置

40、将使制冷系统的动力消耗增加1%1.5%左右，同时要增加4泵的维护检修工作。综上所述， 液泵 供液比其他供液方式优越的多，它具有制冷装置效率高、安全性好、便与操作管理及易于实现自动化控制等特点，因此，本设计中采用氨泵供液 。3.3.3 冷间冷却方式的确定库房冷却设备主要是蒸发器，即墙、顶盘管、搁架式盘管、冷风机等。冷却设备是冷库的重要吸热设备，应根据冷藏间性质、贮藏食物种类、库温要求、供液方式以及冷加工的特点进行选择，以满足库房降温速度、食品冷加工速度及冷藏质量的要求。(1) 冷却设备选型的原则为： 冷却间、冻结间和冷却物冷藏间的冷却设备采用冷风机。1 冻结盘装、箱装或听装食品时，可采用搁架式排

41、管或平板冻结器等冻结设2备。 冻结物冷藏间采用墙排管、顶排管等冷却设备；当食品有良好的包装时，3可采用冷风机。 储冰间采用分散均匀满布的方式设置顶排管。4 对于包装间，当室温底于5时采用墙排管；室温高于5时宜采5用冷风机。22 冷却设备的计算温差应根据减少食品干耗、提高制冷效率，节省能源等，6通过技术经济比较确定，一般为10。故在本次设计中，冻结间采用吊顶式冷风机冷却，冻结物冷藏间采用单层光滑蛇形顶排管冷却。3.3.4 制冷系统供冷方式的确定制冷系统的供冷方式由集中式供冷和分散式供冷。本次设计中采用集中供冷式，这种供冷方式管路简单实用，系统操作方便，利于管理。3.3.5 蒸发温度的确定R717

42、 作制冷剂，在氨直接冷却系统中，蒸发温度一般比冷间温度低 10 度左右。冻结间： Ct3310230在采用排管为蒸发系统的冷藏间中，蒸发温度比冷藏间温度低 10.C冻结物冷藏间： Ct3010200本次设计中系统采用一个蒸发回路，-33回路0t3.3.6 过热度的确定由于吸入管周围空气温度的影响，压缩机吸入气体的温度都高于制冷剂的蒸发温度，这称为回气过热度。由于该系统采用氨泵供液，氨压缩机吸气温度比蒸发温度高 58。本设计中取5，故回路的吸气温度分别为28.3.3.7 冷凝温度的确定冷凝温度是指制冷剂在冷凝器中液化时的温度，它的确定与冷凝器的结构形式和所采用的冷却介质有关。冷凝器进水温度 25

43、1tC选用立式冷凝器 25+5=30 =+=Ctt)64(12算术平均温差一般为57，冷却水进出口温差较大时取最大值mt23Ctm7CttttmL5 .34230257221,=+=+=3.3.8 过冷度的确定过冷温度是指在冷凝压力下，其温度低于冷凝温度，过冷温度比冷凝温Kp度低 35。根据本系统的特点，过冷度取4,故过冷温度为30.5。 3.3.9 蒸发器除霜方案的确定在冷库中由于蒸发设备的表面温度低于室内空气的露点温度，食品和空气中的水分就会在设备表面凝结。由于设备表面温度低于冰点，所以，管子外表面会结成霜层。这种霜层的存在会使蒸发设备的传热系数减小，这样会导致制冷量降低，无谓的耗电量增加

44、。因此，为了确保制冷效果，应当定期将蒸发设备表面的霜层除去。除霜的方法有两种：一种是采用专门的器具进行除霜，这种方法叫“扫霜” ；另一种方法是利用高压高温的氨蒸气通过蒸发设备，使蒸发设备外的霜层受热融化而自行脱落，这种方法称为“冲霜 ” 。在冷库制冷系统中冲霜所采用的高温高压过热蒸气，大多数是从氨液分离器后的排气管上引出的，因为该处的排气温度较高，含油量少，这样可以缩短冲霜时间和减少油对蒸发排管的污染。在本设计中，冻结物冷藏间的顶排管采用人工扫霜与热氨融霜相结合的方式，冻结间与冷却间的冷风机采用热氨融霜的方法。244 4 制冷机器设备的选型制冷机器设备的选型4.14.1 压缩机的选型计算压缩机

45、的选型计算4.1.1 选型的一般原则(1) 尽量选用大型压缩机，为了简化系统和便于操作，压缩机配备台数应尽量少，但机器总台数不宜少于2 台；(2) 同一机房内选配的压缩机应尽量在两个系列以内，以便零部件的更换，当机房仅有两台机器时，则尽量采用同一系列；(3) 压缩机总制冷量以满足生产要求为准，不考虑备用机；(4) 所选系列压缩机的能量调节装置，只宜作适应负荷波动的调节，而不宜作季节性负荷变化的调节。(5) 选用压缩机的工作条件不得超过制造厂商规定的生产条件。4.1.2 计算压力比（1） 蒸发回路的确定 查 R717 饱和性质表 CtL5 .34MPaPL331425. 1= 查 R717 饱和

46、性质表 CtZ33MPaPZ103125. 0= 查 R717 饱和性质表 CtZ30MPaPZ11946. 0= 891.12103125. 0331425. 1=ZLPP 8=15.1111946. 0331425. 1ZLPP压力比均大于 8，所以选双级压缩根据资料1，选择的蒸发回路CtZ334.1.3 33蒸发回路压缩机选型（1） 确定最佳中间温度CCtttZLzj336 . 04 . 025（2） 以假定两个中间温度Ctzj5（-3）-5=-8 =1zjt(-3)+5=2=2zjt（3） 确定过冷温度、吸气温度 过冷温度： , CCtg3)58(1CCtg7)52(2吸气温度由资料1

47、查表 2-17，得 Ctx21（4） 双级压缩压焓图 图 4-1 双级压缩压焓图 由资料1,查 R717 的压焓图，各状态点的参数如下：表 4-1 双级压缩各状态点的参数参数中间温度1h2h2v3h4h4v5h6h87/hh-8C1415.31444.11.21593.41450.40.391659361.5186.5263h4h4v5h7h8h2 C1653.61462.60.271605.5233.6233.6由资料1,查中间温度下高、低压级压缩机得到输气系数 Ctzj81MPapzj31. 0181. 01d76. 01g Ctzj22MPapzj45. 0273. 02d84. 02g

48、（5） 根据以上确定的状态参数进行试算，得出两组数据表 4-2 双级压缩试算结果假定中间温度C计算项目Ctzj81 Ctzj22低压级氨循环量hkgGd/27.349)5 .18625.1415(8 .429166)3600(811hhQGdj21.363)65.23325.1415(8 .429166)3600(812hhQGjd高压级氨循环量 hkgGg/27.451)56.36138.14505 .18631.1593(27.349)(647311hhhhGGdg41.468)56.36165.146265.23365.1653(21.363)(647322hhhhGGdg低压级的理论输

49、气量)/(3hmqVD44.51781. 02 . 127.3491211ddvdVGq06.59773. 02 . 121.3632222ddvdVGq27高压级的理论输气量)/(3hmqVG57.23176. 039. 027.4511411ggvgVGq56.15084. 027. 041.4682422ggvgVGq理论输气量之比23. 257.23144.517111vgvdqq97. 356.15006.597222vgvdqq（6） 以中间温度为纵坐标，以气缸容积比为横坐标，在坐标图中确定两个点（2.23，-8） ，（3.97，2）列方程， baxy ba 23. 281 ba

50、97. 322解方程，得 1275. 5=a83.20b确定中间温度为 -3所以 - )83.20(57. 53x求得 1 . 3x所以低高压级压缩机气缸容积比 3.1（7） 将估算的参数核对Cy3)83.20(1 . 375. 5双级压缩的中间温度为-3,所对应的,参照C1 . 3/VGVDqq 的范围，查资料 3，选hmqVD/06.59744.5173hmqVG/57.23156.1503用冰山集团生产 170 系列型号为 4ASJ17 型压缩机作为低压级, ,选用hmqVD/83.5483冰山集团生产 100 系列型号为 T810CA 型压缩机作为高压级 。hmqVD/8 .1723（

51、8） 校核选配的低压压缩机的制冷量28根据-30，,，Ctz30CCtL5 .34Ctzj3Ctg253Ctx21根据制冷循环压焓图，查取有关状态参数及压缩机的输气系数，校核选配的低压级压缩机的制冷量。相关参数如下：jQ1415.25，1444.13，1667，1460=1hKgKJ /=2hKgKJ /=3hKgKJ /=4h ，1618 361.56 KgKJ /=5hKgKJ /=6hKgKJ /212.56，1.2，,=0.77， 87hhKgKJ /=Vdhmqvd/83.5483hKJhhVqQdVDj/41.423137)56.21225.1415(2 . 177. 083.54

52、8)(812423137.41=119.53119.213,因此选型是合适的。=jQhKJ /hKW /=jQhKW /压缩机主要技术参数如下：表 4-3 170 系列 4ASJ17 主要技术参数制冷量能量调节范围形式气缸数高/低气缸直径活塞行程额定转速81.4KW0,1：21：1开启式2/4170 mm140 mm720 min/r机组外形尺寸/mm额定功率压缩机吸气管高/低长宽高冷却水接管/mm压缩机排气管高 / 低90 KWDN65/DN100267015801565DN20DN65/ DN80润滑油充灌量 kg机组运行重量 kg电源冷却水耗量404227三相 380 V 50 HZ1.

53、5 hm /329表 4-4 100 系列 T810CA 主要技术参数制冷量能量调节范围形式气缸数高/低气缸直径活塞行程额定转速47.6/43.5KW0,1：3,1:21：1开启式2/6100mm100 mm1440 min/r机组外形尺寸/mm额定功率压缩机吸气管高/低长宽高冷却水接管/mm压缩机排气管高 / 低55 KWDN65/DN80214211701126DN15DN50/ DN65润滑油充灌量 kg机组运行重量 kg电源冷却水耗量201770三相 380 V 50 HZ2.0 hm /34.24.2 冷凝器的选型计算冷凝器的选型计算 （选用立式冷凝器）（选用立式冷凝器）4.2.1

54、冷凝器的负荷由资料1,双级压缩冷凝负荷应按下式计算： (4-1)6 . 3)(65hhGQgK式中 - 双级压缩冷凝负荷（） ；KQW - 高压级制冷剂循环量()；gGhKg / - 等熵压缩后高压级排气的比焓（） ，由上面资料得 1618 ；5hKgKJ / - 冷凝压力下制冷剂饱和液体的比焓（） ，由上面资料得 361.56 。6hKgKJ /由选压缩机的参数可求得8 .35656.21225.14158 .429166360081hhQGjdhkg /30hkghhhhGGdg/44.47256.361146056.21216678 .356)(673WWhhGQgK81.1648866

55、 . 3)56.3611618(44.4726 . 3)(654.2.2 冷凝器面积计算 由资料1,冷凝器面积应按下式计算 (4-2)FKmKKqQtKQF=1 . 1式中 - 冷凝器面积（） ；KF2m - 冷凝器负荷（） ；KQW - 冷凝器单位面积热负荷（） ，查表 4-15，取 3500 ；Fq2/mW2/mW - 冷凝器的传热系数；K)/(2CmW - 对数平均温(） 。mtC 247350081.164886mFK一般冷凝器选出来的面积要比实际需要的传热面积留出百分之二十到百分之三十，则冷凝器面积需 54-58.5。根据资料 3，选择冰山集团生产的氨立式冷凝器 LNA-54，2m其

56、换热面积为 54的冷凝器 1 个。2m表 4-5 冷凝器技术参数主要尺寸及接管通径 mm型号冷却面积HLDabce1d2d重量kgLNA-5454 2m5185124061658066041027665321913314.2.3 冷却水用量 由资料1,冷凝器冷却水用量应按下式计算： （4-3）mKVqFq式中 - 冷却水用量（） ；Vqhm /3 - 冷凝器单位面积用水量 ,查表 4-17，立式冷凝器取mq)/(23hmmmq1.7 ； 由公式 3-5 计算： hmqFqmKV/5 .767 . 14534.34.3 蒸发器的选型计算蒸发器的选型计算 各冷间所用冷却设备为：冻结间为冷风机，冻结

57、物冷藏间为单层光滑蛇形顶排管。 4.3.1 冷风机的选型计算(冻结间) 由资料1，冷风机的传热面积应按下式计算： （4-4）tKQFq=式中 -冷风机所需要的传热面积（） ；F2m - 库房冷却设备总负荷（） ；qQW - 冷风机的传热系数（） ，查资料1表 4-27,4-28；K)/(2CmW - 库房空气温度与蒸发温度之差,查资料1表 4-31。tC由公式计算，结果如下：；表 4-6 各冷间冷却面积计算结果冷间名称 KWQq)/(2CmWK温差Ct/冷却面积2m冻结间 449.54412.028515.22冻结间 549.46212.028514.37324.3.2 冻结间冷却设备选型根据

58、以上结果查 资料 3，选型结果如下：冻结间每小间各选用烟台冰轮型号为071E/3816 一台，每台蒸发面积521.7 平方米。二间冻结间所需冷却面积为1029.59 平方米，二台共1043.4 平方米，满足要求。冷风机主要技术参数如下表所示：表 4-7 冷风机技术参数尺寸无冲霜水时 H 降低 70mm型号产冷量冷却面积风量射程LBHCAEF重量电机输入功率冲霜水量kW2mhm /2mmmmmmmmmmmmmmmkgkWhm /3071E/381651521381902948301170125090072514108955653.33154.3.3 排管的选型计算（冻结物冷藏间）由资料1，排管的

59、外表面传热面积 （4-5）tKQFqW=式中 - 排管的外表传热面积（） ；wF2m - 蒸发器负荷（） ；qQW - 排管传热系数；参阅表 4-27,4-28，K 取 8.12K)/(2CmW)/(2CmW - 库房空气温度与蒸发温度之差（） ，可参阅表 4-31 选取。tC33表 4-8 各冷间冷却面积计算结果冷间名称 qQKW)/(2CmWK温差Ct/冷却面积2m冷藏间 110.96898.1210135.1冷藏间 211.09798.1210136.6冷藏间 312.02278.1210148.1根据以上计算结果，管径采用的无缝钢管，每米长的面积为mm3813.14=0.119，计算出

60、各冷藏库的钢管长度分别为:冷藏间 1038. 0m为 1135.3；冷藏间 2 为 1147.9；冷藏间 3 为 1244.5mmm按计算得出顶排管管数见表4-9：表 4-9 顶排管管数AB库房号长度 /m根数长度 /m根数组数总冷却面积 /NO.1冷藏库22.5302.06622280.26=160.52NO.2 冷藏库22.5302.06622280.26=160.52NO.3 冷藏库22.5322.23522285.71=171.42表 4-10 顶排管材料数量序号材料名称及规格甲乙1无缝钢管mm764.133.582无缝钢管mm38557.00483.003角钢 50mmmm 542.