冷库课程设计

1、仲恺农业工程学院课程设计设计题目 3000t 装配式冷库设计姓名郑晓鹏院（系）机电工程学院能源与动力工程系专业班级能源131学号201310814138指导教师邓玉艳时间2015年10月目录1、冷库的概况 41.1、冷库用途及规模 41.2、冷库的气象资料 41.3、库规模及平面图 42、制冷系统设计方案 52.1、制冷系统流程 52.2、蒸发温度回路 52.3、系统的供液方式 52.4、融霜方式 52.5、冷却水方式 62.6、自动控制方法 62.7、机房的机器、设备的布置情况 62.8、库房特征 62.9、冷却设备形式、气流组织形式 63、设计计算书 63.1、设计依据 63.2、制冷负荷

2、计算 73.2.1、维护结构传入热 Q173.2.2、货物放热量 Q293.2.3、电机运行热当量 Q4103.2.4、操作管理冷负荷 Q5103.3、冷却设备负荷和机械负荷的计算 113.3.1、.库房冷却设备负荷 Qq11Q；3.3.2、.机械负荷Qj114、机器、设备的选型计算 124.1、压缩机的选型 124.1.1、.蒸发温度 b 的确定 124.1.2、.冷凝温度匕的确定 124.1.3、.吸入温度 tx 的确定 124.1.4、.过冷温度 tg 的确定 134.1.5、.制冷循环压缩机的级数确定 134.1.6、.单级压缩机的选型 134.1.7、.多级压缩机的选型 144.2、

3、冷凝器选型 144.3、冷却设备选择 154.4、节流阀的选型计算 164.5、中间冷却器的选型计算 164.6、油分离器的选型计算 174.7、贮液器的选型计算 184.8、气液分离器的选型计算 184.9、低压循环桶径计算，194.10、氨泵的选型 194.11、. 排液桶的选型计算 204.12、空气分离器的选型 204.13、集油器的选型 204.14、干燥器和过滤器的选型 205、系统管道设计 215.1、主要管道管径 215.2、其他辅助管道的管径 225.3、管材的选用 226、管道及设备的隔热 227、机器、设备明细表 238、设计图纸 241、冷库的概况1.1、冷库用途及规模

4、该冷库位于合肥市，采用装配式，冷库总容量为3000吨，属于中小型冷库。冷库含1400t的两用问，用于冷藏鲜蛋和冻藏肉类。其余的1600t冷间为冻结物冷藏问，用于全年冻藏肉类食品，不设冻结间。氨为制冷剂。1.2、冷库的气象资料库址台站位置室外计算温度夏季空气调节室外计算湿球温度室外计算相对湿度北纬东经夏季通风夏季空气调节日平均最热月月平均夏季通风合肥315111717333228.281621.3、库规模及平面图两用间分为3间，每间吨位467to冻结物冷藏间分为4间，每间吨位400t，根据冷藏公式GW2Vi丫iqi/1000吨两用间冷藏鲜蛋时，查表2-1-4,取篓装鲜鸡蛋密度Ti=230kg/m

5、3,4i为0.6,因此，两用间的公称体积为3384.1m3净高4.8m,两用间冷藏库面积为3384.1/4.8=705m2,取长为27m宽为26m冻结物冷藏问：查表2-1-4,按只存冻羊腔计，”二250kg/m3,“i取0.6,得净高4.8m,冻藏间的面积为2666.7/4.8=555.6m2,取长为24m净宽为23mVi467*10000.6*230=3384.1m3两用问冻藏肉类时，查表2-1-4按只存冻羊腔计,丫i=250kg/m3,4iVi467*10000.6*2503口3113.3mVi400*10000.6*2503=2666.7m2、制冷系统设计方案2.1、制冷系统流程双级压缩

6、系统： 蒸发器出口 f 回气调节站 f 气液分离器 f 低压级压缩机一低压级油分离器中间冷却器高压级压缩机 f 油分离器 f 冷凝器 f 贮液器-中冷器 f 高压液体调节站 f 节流阀低循桶f 氨泵 f 低压液体调节站-蒸发器进口一蒸发器出口单级压缩系统： 蒸发器出口回气调节站一气液分离器 T 氐压循环桶压缩机 f 油分离器冷凝器 f 高压贮液器 T 高压液体调节站 f 节流阀 f 低循桶 f 氨泵 f 低压液体调节站一蒸发器进口 f 蒸发器出口2.2、蒸发温度回路两用间的蒸发温度回路为-8C和-28C,冻藏间蒸发温度回路为-28C2.3、系统的供液方式均采用氨泵供液方式2.4、融霜方式人工扫

7、霜和热氨融霜。两用间（01）1两用问t02）两用间（03）2.5、冷却方式均采用直接冷却方式。2.6、自动控制方法采用局部回路自控，即氨泵回路自控，中冷器、氨液分离器以及低压循环桶等容积设备的液位自控，库房回路自控。2.7、机房的机器、设备的布置情况机房分为机器间和设备间。压缩机布置在机器间内；低压循环桶、排液桶、二次气液分离器等低压设备布置在设备间；把经常向外溅水、外逸制冷剂以及高压设备布置在紧靠机房而又不影响交通和美观的室外，并适当设置遮阳设施。如油分离器、冷凝器、放空气器、紧急泄氨器及加氨站等。2.8、库房特征两用间作为鲜蛋冷藏间用时，室内设计温度为0C,相又t湿度85%传热温差t=8C

8、,蒸发温度为-8C。作为肉类冻藏间用时，室内设计温度为-18C,相对湿度90%传热温差t=10C,蒸发温度为-28Co肉类冻藏间室温为-18C,相对湿度90%传热温差t=10C,蒸发温度为-28Co2.9、冷却设备形式、气流组织形式两用间鲜蛋冷藏间采用冷风机。肉类冻藏间均采用空气自然对流，冷却设备为排管。3、设计计算书3.1、设计依据依据冷库制冷设计手册和依据冷库设计规范工按照设计要求（.基础资料、设计参数,各库房冷被容量、冷加工能力、平面布置图等1对整个制冷系统遂行设计计算;设计内容包括制冷负荷计算、制冷压缩机的选型、辅助设条的选型、冷却设备.管径的选择及安全保护等，3.2、制冷负荷计算3.

9、2.1、维护结构传入热Q1根据公式：Q=K F7(%-t.式中K-维护结构传热系数，单位力皿K：F维护结构传热面积，肝：日一维护结构两侧温差修正系数，查制冷装置设计表2-2-2可得；,一维护结构外侧计算温度匕，当计算外墙、顶棚时，按规定值取；当计算内增地坪时，按邻室温度规定值取；tn冷间设计温度C：查表2-2-3到2-2-7中的R值及计算，内墙隔热层厚度为8.68cm,取10cnr外墙隔热层厚度为23.7cm,取24cm屋顶隔热层厚度为29.0cm,取30cmi地面隔热层厚度为10.7cm,取12cm该冷库隔热层采用硬质聚苯乙烯泡沫塑料九=0.031W/(mC),地坪为通风架空层，无楼阁屋面。

10、两用间隔热层按冻结物冷藏问算。表1各构造层的传热系数KW/(m2C)围护结构名称冻结物冷藏问外墙0.128内墙0.456屋面0.1031地面0.25各冷间围护2构传入热Q计算表2各冷间围护结构传入热Q计算表冷间及库温围护结构面积2m传热系数 KW/(m2,C)计算温度tw库内外温差tw-tn修正系数aQIW备注两用冻藏肉类间(01)tn=-18东墙124.80.456-18010内墙西墙124.80.12832501.531222南墙129.60.12832501.531269北墙129.60.1284221.53558.4穿堂地面7020.2532500.76142.5aw、二an屋面702

11、0.10332501.876760.6小计15952.5两用冻藏肉类间（03）小计15952.5与（01）相同两用冻藏肉类间（02）tn=-18东墙124.80.456-18010内墙西墙124.80.456-1081455.3内墙南墙129.60.12832501.531269北墙129.60.1284221.53558.4穿堂地面7020.2532500.76142.5屋面7020.10332501.876760.6小计15185.8两用冷藏鲜蛋间（01）tn=0东墙124.80.4560010内墙西墙124.80.12832321.53782.1南墙129.60.12832321.538

12、12.2北墙129.60.128441.53101.5穿堂地面7020.2532320.73931.2屋面7020.10332321.874326.8小计9953.8两用冷藏鲜蛋间（03）小计9953.8与（01）相同两用冷藏鲜蛋间（02）tn=0东墙124.80.4560010内墙西墙124.80.4560010内墙南墙129.60.12832321.53812.2北墙129.60.128441.53101.5穿堂地面7020.2532320.73931.2屋面7020.10332321.874326.8小计9171.7冻藏间(01)tn=-18东墙110.40.456-18010内墙西墙1

13、10.40.12832501.531081南墙115.20.1284221.53496穿堂北墙115.20.12832501.531128地面5520.2532500.74830屋面5520.10332501.875316小计12851冻藏间（04）小计12851与（01）相同冻藏间(02)tn=-18东墙110.40.456-18010内墙西墙110.40.456-1081402.7内墙南墙115.20.1284221.53496穿堂北墙115.20.12832501.531128地面5520.2532500.74830屋面5520.10332501.875316小计12172.7冻藏间(0

14、3)小计12172.7与(02)相同各冷间Qi结果汇总表两用冷藏鲜蛋(01)两用冷藏鲜蛋(02)两用冷藏鲜蛋间(03)两用冻藏肉类(01)两用冻藏肉类(02)两用冻藏肉类(03)Q(W)9953.89171.79953.815952.515185.815952.5冻藏间(01)冻藏间(02)冻藏间(03)冻藏间(04)Q(W)1285112172.712172.7128513.2.2、货物放热量Q2货物热量按公式计算：Q2=Q2a+Q2b+Q2c+Q2dt=24h,当两用间冷藏鲜鸡蛋时， 采用木箱鲜鸡蛋， 季节按11月算， 查表2-3-2季节修正系数为0.41,B值为0.25,木板类Cb=2.

15、51,查2-2-8食品燃值。鲜蛋进货温度为32*0.41=13C_33G(h1-h2)*10GBCb(t1-t2)*10Q2-tt_3_3467*5%*(278.6-237.6)*10467*5%*0.25*2.51(13-0)*10=1+1=13.285KW24*360024*3600当两用间冻藏肉类时，以牛肉各种禽类，从外库调入的冻结货物按-8C计算，吊笼式B值为0.6,铝皮Cb=0.88cG(h1-h2)*103G,BCb(t1-t2)*103Q2tt_3_3467*5%*(39.4-4.6)*10467*5%*0.6*0.88(-818)*101110.8318KW24*360024*

16、3600冻藏间以牛肉各种禽类，从外库调入的冻结货物按-8C计算，吊笼式B值为0.6,铝皮Cb=0.88G(h1-h2)*103GBCb(t1-t2)*103=!2tt3-3400*5%*(39.4-4.6)*104400*5%*0.6*0.88(-8+18)*10=92778KW24*360024*3600Q5=Q5aQ5bQ5c-qdFV*n(hw-hn)M“n1032436000.125nr*qr=2*7023369.6*1.11(4.019-0)*1*1.293*10324*36000.125*2*280=1699W两用间冷藏肉类时：八ccc3369.6*1.11(4.01918.087

17、)*1*1.384*103Q5=2*7020.125*2*395=2827W24*3600单独冻藏问时:2649.6*1.11(4.01918.087)*1*1.384*103Q5255224*36000.125*2*395=2244W3.2.3、电机运彳f热当量Q4Q46Ni*103两用间冷藏鲜蛋时，电机运行功率按经验取值为0.02kW/吨，电机在库内取q=1,冷风机配用的电动机R取1Q4=0.02*467*1*1=9.34KW3.2.4、操作管理冷负荷Q5式中：冷藏间可取qd=1.72.3W/m2设空气幕时，可取M=0.5,不设空气幕时M=1库房高于或等于-50c时，取qr=280W库温低

18、于一50c时，取qr=395W取冷藏问为2.0W/m2,两用问n取1.11,均不设空气幕，M=1,330=1.293kg/m,8=1.384kg/m,每问操作人员nr取2人两用间冷藏鲜蛋时Q5-Q5aQ5bQ5c=qdF3Vn(hw-hn)Mr102436000.125nrqr3.3、冷却设备负荷和机械负荷的计算3.3.1、库房冷却设备负荷QqQq=QlPQ2Q3Q4Q53.3.2、机械负荷Qj5Qj=R,机械负荷计算公式：1R=1.07o-8C蒸发温度回路时，ni为1,n2取0.5,n4取0.5,n5取0.5。-8C蒸发温度回路机器负荷Q汇总表冷间名称n1Q1n?Q2mQ3n1Q4nsQs小

19、计（Qi）两用冷藏鲜蛋间（01）9953.86642.5-4670849.522115.8两用冷藏鲜蛋间（02）9171.76642.5-4670849.521333.7两用冷藏鲜蛋间（03）9953.86642.5-4670849.522115.8mQj=RWQii=165565.3-28C蒸发温度回路时，ni为1,n2取0.6,n5取0.5。-28C蒸发温度回路机器负荷Q汇总表冷间名称nQn2Q2n3Q3n1Q4n5Q5小计（Qi）两用冻臧肉类（01）15952.56499.08-1413.523865.08冷间名称QP-QQQQQ两用冷藏鲜蛋间（01）9953.8132850934016

20、9934277.8两用冷藏鲜蛋间（02）9171.71328509340169933495.7两用冷藏鲜蛋间（03）9953.81328509340169934277.8两用冻臧肉臭同（01）15952.510831.800282729611.3两用冻臧肉臭同（02）15185.810831.800282728844.6两用冻臧肉臭同（03）15952.510831.800282729611.3冻藏同（01）128519277.800224424372.8冻藏同（02）12172.79277.800224423694.5冻藏间（03）12172.79277.800224423694.5冻藏间（

21、04）128519277.800224424372.80式中，P冷却或冻结加工负荷系数，冷藏间取1k”(nik,Qik)k=1两用冻臧肉类（02）15185.86499.08-1413.523098.38两用冻臧肉类（03）15952.56499.08-1413.523865.08冻藏间（01）128515566.68-112219539.68冻藏间（02）12172.75566.68112218861.38冻藏间（03）12172.75566.68112218861.38冻藏间（04）128515566.68112219539.68mQj=R2Qii147630.664、机器、设备的选型计算

22、4.1、压缩机的选型4.1.1、蒸发温度的确定两用间冷藏鲜蛋时蒸发温度匕=-8,冻藏间冻藏肉类时蒸发温度tz=-28Co4.1.2、冷凝温度L的确定合肥室外温度32C,相对湿度81%查始湿图得室外湿球温度ts约为29C。-ts=5C。ts1=t塔出=34C0卧式冷凝器出水温度二&飞m.tl-ts2lnti-ts14.1.3、吸入温度tx的确定查表3-1-3氨压缩机允许吸气温度得当蒸发温度为-8度时，吸气温度为-6度当蒸发温度为-28度时，吸气温度为-18度ts2=ts1+5=39C。取对数平均温差tm=5C。取冷幅高A=t塔出39-34,ti-39inti-34得tl=31.09C4.

23、1.4、过冷温度tg的确定冷却物冷藏间的过冷度tg为3C；冻藏问过冷度tg为6c4.1.5、制冷循环压缩机的级数确定按冷凝压力和蒸发压力比值考虑当冷凝温度为+31C,相应的冷凝压力为：pk=1.2MPa；蒸发温度为-8C,相应的蒸发压力为：d=0.33MPa;蒸发温度为-28C,相应的蒸发压力为：p0=0.14MPa;对于冷却物冷藏问时：名=匹=3.6147.6S812.5性能表型号工况制冷量(Kvy排气管径mm进气管径mmtzCtiCS812.5-25-45QM因此，两用间冷凝热量按冻臧肉类计算单独间冻藏间的机械负荷为76.802KW4.2、冷凝器选型当两用间冷藏鲜蛋时，冷库单级压缩循环系统

24、热负荷为Q11=G(h2-h3)=0.058*(1680-330)=78.3KW可从表3-3-1中取卧式qf值为3.5kw/m2,冷凝器换热面积FF=Ql1Ktml1qf78.33.5=22.37m2F二-Qi-K%12qf82.0483.5-23.44m2我蛾制峥捅坏的Igp-H图Qj76.802q。1105=0.0695kg/sQi=G(I%-hs)=0.0695*(1620-340)=88.96KW1=总=23.44+25.42=48.86m2选用太平牌WN(列卧式冷凝器,型号WN-58/8,1台WN-58/8冷凝器性能表卢品虹油nWCm1)外ft性甯(mjn)青木通Mt接管通税( (k

25、B)展气出痕压力罕希进出水WN-58/53580S295HS850Rr3/4ReM41001飒4.3、冷却设备选择冷却面积计算公式：F=二、Kt冷却设备的选型是以每个冷间为单位进行计算两用间冷藏鲜蛋间冷却设备采用冷风机，冻藏间冷却设备采用排管鲜蛋冷藏问，传热温差t=8C。肉类冻藏间，传热温差t=10C由上式计算冷却设备传热面积汇总如下冷问名称冷却设备负荷QqW各传热系数W/m2*K冷却设备的传热回积m2两用冷藏鲜蛋问(01)34277.833129.84两用冷藏鲜蛋问(02)33495.733126.88两用冷藏鲜蛋问(03)34277.833129.84两用冻藏肉典(01)29611.37.

26、678385.66两用冻藏肉典(02)28844.67.678375.68两用冻藏肉典(03)29611.37.678385.66冻藏间(01)24372.87.678317.44冻藏向(02)23694.57.678308.6冻藏向(03)23694.57.678308.6冻藏间(04)24372.87.678317.44光滑顶排管和光滑墙排管的传热系数K=K*Ci*C2*C3采用查附表3-4-0(a)K=6.98,查表3-4-1,Ci取1.0,C2取1,氨泵供液G取1.1。两用冷藏鲜蛋间各间均采用冷风机型号KLD-150各1台。两用冻藏肉类问各间均采用氨双层光滑蛇形顶排管L为16m管子根数

27、为18*2,冷却面积为68.8m2各6组。单独间冻藏间各间均采用氨双层光滑蛇形顶排管L为16m管子根数为14*2,冷却面积为53.6m2各6组。QiQi88.963.5=25.42m24.4、节流阀的选型计算对于过冷度为5oC左右的制冷剂液体，通过各节流阀阀门通道的流量，可用下式计算：G=2.CDA；IRR节流阀前7体的密度，kg/m3；Pv节流阀前后的压力差，Pa；CD流量系数。取CD=0.35OGmax=72CD,D2|CP,；如果所选择的节流阀其内径Dn满足GmaxTo之Qon4选择Dn时，一般考虑使在Gmax，q。=1.52.0Qon的范围内。取Gmax*q。=1.8Gn则:2CD.：

28、；”01）、冷却物冷藏间的节流阀选型：q。=ll30kJ/kgQon=65.5653kw,P|=596.298kg/m3,AFv=Pk-Po=980000Pa冻结物冷藏间的节流阀选型:qo=1105kJ/kgQon=147.63066kw,1=601.485kg/m3,Pv=1160000Pa7.2*147.63066,2*0.35*3.14*.601.485*1160000*1105=4.8mm4.5、中间冷却器的选型计算a、桶径的选型计算Dn7.2*65.5653:2*0.35*3.14*596.298*980000*1130=0.0033m=3.3mm7.2Qon2CD一*R：R*qo=

29、0.0048m选用太平牌ZQ系列中间冷却器，产品规格ZQ-40,冷却面积1.4m2技术规格产曲规格外任(rnm)4K挣即餐接管通税（nun藏画控射独量叠号冷却面快Cm1w出气山d*供痕乩工。4041224间2SXt，l1,470702025VZKA2944.6、油分离器的选型计算w可取0.10.2m/s。这里取0.15m/so双级压缩vp=0.13m3/kg。单独问冻藏间Gd=0.0695kg/s,Gg=Gdh2-h7=0.081kg/sh3-h5当两用间冷藏鲜蛋时，单级压缩Vp=0.14m3/kg14Gg3g=1.128Gg,3g=1.595pg取0.5m/s,Gg=Gdh2-h7h3-h5

30、QjGd二一q（）147.6310.1336kg/s1105h2=1630kj/kgh5=340kj/kgh3=1465kj/kgh7=320kj/kgv3=0.3m3/kgGg=0.1556kg/sD=1.595、0.1556*0.3=0.345mb、盘管面积的计算中间温度为0C,K取0.5kW/m2*K.-=tmtl-tgtl-tzjlnt-tgzj0.1336M(340一320)=0.35m20.515.2DYF=1.128*G*VpwDYF=1.128J-(0.058*0.14+0.081*0.13)=0.398m,0.15当两用间冻藏肉类时，Gg=0.1556kg/s01556*01

31、3DYF=1.128.=0.414mo因止匕取DYF=0.414m0.15选用方角牌YF系列氨油分离器，B型，型号YF-100,D=500mm4.7、贮液器的选型计算贮液器白容积，是根据系统制冷剂总循环时进行计算的，其公式为：I：vVzA=3600%G-、，取0.8,查得v=0.0016844m3/kg当两用间冷藏鲜蛋时，VzA=3600 x(0.058+0.0695)父0.8父0：016844=0.88m3当两用间冻藏肉类时VzA=3600m(0.0641+0.0695)x0.8x0.0016844=0.926m3选用太平牌ZA系歹1贮氨器，规格ZA-1A,容量1.03m3,外径716mm度

32、2854mm4.8、气液分离器的选型计算-8C温度蒸发回路：v=0.38712m3/kg,G=0.058kg/s采用方角牌AF系列氨液分离器，型号AF-50,D=325mm-28C温度蒸发回路：v=0.87945m3/kg,G=0.1336kg/s采用方角牌AF系列氨液分离器，型号AF-125,D=600mm=0.5m/s,Def=1.128,G=1.1280.058*0.387120.239m0.50.1336*0.879450.5=0.547mDef.128qb=4*102.0513*0.00153991130=0.000556m3/s=2.003m3/h选用叶轮泵型号AB3流量3m3/h

33、,扬程107877P&-28C温度蒸发回路：v=0.001481m3/kgqb=4*184.2018*0.0014811105=0.0009875m3/s=3.56m3/h选用双级泵型号D40,流量5m3/h,扬程245175Pa4.9、低压循环桶径计算,取立式=1,w=0.5m/s,n=1o-8C温度蒸发回路：vp九二0.02378m3/s选用太平牌DXZ系列立式低压循环贮液器，型号DXZ-1.5,容积1.52m3,外径820mm-28C温度蒸发回路：Vp,K=G*v=(0.0641+0.0695)*0.95=0.12692n3/sD=1.1280.023780.511=0.246m

34、D=1.1280.126920.511=0.568m选用太平牌DXZ系列立式低压循环贮液器，型号820mmDXZ-1.5,容积1.52m3,外径4.10、氨泵的选型低压循环桶径计算公式为:-8C温度蒸发回路：v=0.0015399m3/kg4.11、排液桶的选型计算0.71取Tr-h=1200s,Gr为压缩机排气量的1/43-8C温度蒸发回路：Gr=35m3/h=0.09kg/s,Gz=40.95kg、，40.95*0.00153991200*0.09*0.0015399八Vp0.33m3p0.7选用烟机牌PYA系列排液桶，型号PYA-1,容量1m。-28C温度蒸发回路：Gr=35m3/h=0

35、.09kg/sGz=254.8kg、，254.8*0.0014811200*0.09*0.001481、cVp0.77m30.7选用烟机牌PYA系列排液桶，型号PYA-1,容量1m。4.12、空气分离器的选型2、压缩机标准工况制冷量在1160KW以下，米用冷却面积为0.45m的空气分离器一台。选用型号KF32B的空气分离器2台。4.13、集油器的选型用桶身直径325mmi油器。选用型号JY150的集油器2台。4.14、干燥器和过滤器的选型氨制冷系统用的过滤器一般是由23层， 网孔为0.4mm的钢丝网组成。 选用型号YG-32的过滤器2个。5、系统管道设计5.1、主要管道管径算出内径后查表选取合适的钢管规格:冷库冷问管段wDn(mm)公称口径Dg(mm外径X壁厚(mm冷却物冷藏问吸入管1346.95057X3.5排气管2019.92025X2.0冷凝器至贮液器氨液管0.515.71518X2.0贮液器至节流阀氨液管1.011.11014X2.0-8C回汽管763.96068X3.5氨泵出口到蒸发器入口1.010.71014X2.0冻结物冷藏问吸入管136