制冷工艺课程设计

第32页 DATE\@"yyyy-M-d"2023-3-20制冷工艺设计学院：班级：学号：姓名：指导老师：制冷工艺课程设计任务根据《冷库建筑》课程设计中你所设计的平面图的基础上，进行制冷工艺设计。设计目的：1、培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和实践知识去分析和解决工程实际问题的能力；2、学习制冷工艺设计的一般方法，了解和掌握食品冷藏库的设计过程和进行方式；3、进行基本技能训练，例如设计计算，绘制施工图纸，编制工程文件，运用设计资料、手册、标准和规范以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。设计程序：1、设计准备，认真研究设计任务书，明确设计要求、条件、内容和步骤；通过阅读专业资料、图纸、参观实习等，以了解设计对象；复习课程有关内容，以熟悉有关的设计方法和设计过程；准备好设计需要的图书、资料和用具；拟定设计计划等。2、制冷系统的方案设计。决定制冷系统的方案，包括蒸发系统的划分、冷却方式、供液方式、冷凝方式、运转方式、组合方式等的选择。3、制冷工艺设计计算。制冷负荷计算，制冷压缩机的选型计算，辅助设备的选型计算，管径选择计算等4、绘制制冷工艺设计图纸。制冷系统原理图。5、整理和编写设计计算书及其它工程文件。j6、设计总结库址及水文条件：1、库址：湛江2、冷凝器进水温度≤30℃生产能力：冻结能力：20吨/日预冷能力：10吨/日制冰能力：30吨/日冷藏容量：150吨/次贮冰能力：200吨/次冷间温度要求：冻结间：-23℃冷藏间：-18℃预冷间：-4℃贮冰间：-4℃制冷方式及制冷剂：冷却方式、供液方式、冷凝方式、蒸发系统划分等由设计者自定，采用氨制冷剂。冷库围护结构隔热构造：1、屋盖（上→下）（1）40厚预制混凝土板（2）180厚空气间层（3）二毡三油（4）冷底子油一道（5）20厚水泥沙浆抹面（6）30厚钢筋混凝土屋盖（7）1500厚空气间层（8）聚氯乙烯农用薄膜（9）250厚聚氯苯乙烯泡沫塑料（10）二毡三油（11）冷底子油一道（12）20厚水泥沙浆抹面（13）80厚预制钢筋混凝土板j2、外墙（1）20厚水泥沙浆抹面（2）240厚砖墙（3）20厚水泥沙浆抹面（4）冷底子油一道（5）隔汽层冻结间：二毡三油预冷间：一毡二油储冰间：一毡二油冷藏间：一毡二油（6）隔热层冻结间：250厚聚苯乙烯泡沫塑料预冷间：100厚聚苯乙烯泡沫塑料储冰间：150厚聚苯乙烯泡沫塑料冷藏间：200厚聚苯乙烯泡沫塑料（7）防潮层冻结间：二毡三油预冷间：一毡二油储冰间：一毡二油冷藏间：一毡二油（8）240厚预制混凝土砖墙（9）20厚水泥沙浆抹面3、内墙（1）20厚水泥沙浆抹面（2）240厚预制混凝土砖墙j（3）20厚水泥沙浆抹面（4）冷底子油一道（5）一毡二油（6）隔热层冻结间：250厚聚苯乙烯泡沫塑料储冰间：150厚聚苯乙烯泡沫塑料冷藏间：200厚聚苯乙烯泡沫塑料（7）一毡二油（8）240厚预制混凝土砖墙（9）20厚水泥沙浆抹面4、地坪（上→下）80厚钢筋混凝土面层15厚水泥沙浆抹面一毡二油（4）隔热层冻结间：250厚软木预冷间：1500厚软木储冰间：2000厚软木冷藏间：2000厚软木（5）二毡三油（6）冷底子油一道道（7）15厚水泥沙浆抹面面（8）100厚预制钢钢筋混凝土土板（9）架空层j（10）60厚100号混凝土土垫层（11）素土夯实设计要求：编制制冷工艺设设计计算书书和设计说说明书编制主要制冷工工艺设计图图纸制冷系统原理图图编制设备材料明明细表设计参考资料：：制冷专业教材（本本校编）冷库制冷技术（商商业部冷藏藏加工管理理局编）冷藏库设计（湖湖北工业建建筑设计院院编）冷藏库制冷设计计手册（商商业部设计计院编）制冷设备手册（国国防工业出出版社）500吨冷库图图纸（商业业部设计院院）制冷设备产品样样本（机械械工业出版版社）说明：各冷间净高取44.2米。制冰耗冷量采用用经验数据据估算，取取其制冷机机器负荷为为65000大卡/吨·小时。十一、十二、课课程设计指指导老师：：叶彪。目录一、冷库耗冷量量的计算66二、制冷压缩机机和设备的的选型计算算113三．小结18四、参考资料18一、冷库耗冷量量的计算各间的建筑面积积由设计说明书书可知：预冷间的建筑面面积：180＋96＝276㎡冷藏间的建筑面面积：192㎡冻结间两间的建建筑面积：：2×48＝96㎡贮冰间的建筑面面积：192㎡（二）室内外计计算参数1、窒内计算温度度冻结间：-223℃冷藏间：-118℃预冷间：-44℃贮冰间：-44℃2、窒外计算温度度取夏季空气调节节平均温度度，查表有有湛江夏季季空气调节节日平均温温度为30℃（三）库房耗冷冷量的计算算1.计算各房间围护护结构传热热耗冷量Q1围护结构传热系系数K的确定：：屋顶：屋盖（上→下）（1）40厚预制混凝土板板（2）180厚空气间间层（3）二毡三油（4）冷底子油一道道（5）20厚水泥沙浆抹面面（6）30厚钢筋混凝土屋屋盖（7）1500厚空气气间层（8）聚氯乙烯农用用薄膜（9）250厚聚氯苯苯乙烯泡沫沫塑料（10）二毡三油（11）冷底子油一道道（12）20厚水泥沙浆抹面面（13）80厚预制钢筋混凝凝土板K1==≈2.1大卡/米米2·时·℃K2==≈2.5大卡/米米2·时·℃K3==≈0.14大卡//米2·时·℃屋顶总传热系数数为：K==≈0.1125大卡/米2·时·℃外墙：（1）20厚水泥沙浆抹面面（2）240厚砖墙（3）20厚水泥沙浆抹面面（4）冷底子油一道道（5）隔汽层冻结间：：二毡三油油预冷间：一毡二二油储冰间：一毡二二油冷藏间：一毡二二油（6）隔热层冻结间：250厚聚苯乙乙烯泡沫塑塑料预冷间：1000厚聚苯乙乙烯泡沫塑塑料储冰间：1500厚聚苯乙乙烯泡沫塑塑料冷藏间：2000厚聚苯乙乙烯泡沫塑塑料（7）防潮层冻结间：：二毡三油油预冷间：一毡二二油储冰间：一毡二二油冷藏间：一毡二二油（8）240厚预制混混凝土砖墙墙（9）20厚水泥沙浆抹面面冻结间：K=≈0.127大卡卡/米2·时·℃预冷间：K=≈0.264大卡卡/米2·时·℃贮冰间：K=≈0.195大卡卡/米2·时·℃冷藏间：K=≈0.154大卡卡/米2·时·℃内墙：（1）20厚水泥沙浆抹面面（2）240厚预制混混凝土砖墙墙（3）20厚水泥沙浆抹面面（4）冷底子油一道道（5）一毡二油（6）隔热层冻结间：250厚聚苯乙乙烯泡沫塑塑料贮冰间：1500厚聚苯乙乙烯泡沫塑塑料冷藏间：2000厚聚苯乙乙烯泡沫塑塑料（7）一毡二油（8）240厚预制混混凝土砖墙墙（9）20厚水泥沙浆抹面面冻结间：K=≈0.128大卡卡/米2·时·℃贮冰间：K=≈0.196大卡卡/米2·时·℃冷藏间：K=≈0.155大卡卡/米2·时·℃地坪：地坪（上→下）80厚钢筋混凝土面面层15厚水泥沙浆抹面面一毡二油（4）隔热层冻结间：250厚软木预冷间：1500厚软木贮冰间：2000厚软木冷藏间：2000厚软木（5）二毡三油（6）冷底子油一道道（7）15厚水泥沙浆抹面面（8）100厚预制钢钢筋混凝土土板（9）架空层（10）60厚100号混凝土土垫层（11）素土夯实冻结间：K=≈0.214大卡卡/米2·时·℃预冷间：K=≈0.319大卡卡/米2·时·℃贮冰间：K=≈0.253大卡卡/米2·时·℃冷藏间：K=≈0.253大卡卡/米2·时·℃围护结构传热面面积的确定定预冷间的传热面面积F北＝366×4.22=1511.2㎡F西西＝5×4.22=21㎡F西西=F东F地=276㎡FF顶=F地冻结间的传热面面积F北＝＝12×4.2＝50.44㎡FF北=F南F西＝8×4..2＝33.6㎡F西=F东FF地=96㎡F顶顶=F地3..冷藏间的的传热面积积F北＝＝12×4.2＝50.44㎡F北=F南FF东＝16×44.2＝67.2㎡F西=8×4.2==33.66㎡FF地=1922㎡F顶=F地4.贮贮冰间的传传热面积F南＝＝12×4.2＝50.44㎡F西＝16×44.2＝67.2㎡FF地=1922㎡F顶=F地维护结构耗冷量量Q1的计算:室外计算温度ttw=30℃，冻结间间的库房温温度tn=-223℃，冷藏间间的库房温温度tn=-118℃贮冰间的库房温温度tn=-4℃，预冷间间的库房温温度tn=-4℃理鱼间间的温度tn=0℃温差修正系数：：库房与房房外大气之之间取n=1..0，库房与与川堂之间间取n=0..7库房与与库房之间间取n＝0.7表有太阳辐射影影响的昼夜夜平均当量量温度td有：td北=2.4℃，ttd南=3.1℃，td东=5.0℃，td西=5.0℃各个房间的耗冷冷量有：冻结间：北：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1127*550.4**[-4--(-233)]*00.7=885大卡/小时南：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1127*550.4**[(300+3.11)-(--23)]]*1.00=3559大卡/小时西：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1127*333.6**[-4--(-233)]*00.7=557大卡/小时东：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1127*333.6**[-188-(-223)]**0.7==15大卡/小时地坪：Q1=nn·K·FF·（tZP-tn）=0.2214*996*[330-(--23)]]*1.00=10889大卡/小时顶：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1125*996*[330-(--23)]]*1.00=6366大卡/小时总Q1=85+3599+57++15+11089++636==22411大卡/小时预冷间：北：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.2264*1151.22*[0--(-233)]*00.7=6643大卡/小时西：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.2264×221×[（30+5）-(-44)]××1.0==216大卡/小时东：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.2264×221×[（30+5）-(-44)]××1.0==216大卡/小时地坪：Q1=nn·K·FF·（tZP-tn）=0.3319×2276×[[30-((-4)]]×1..0=29993大卡/小时屋顶：Q1=nn·K·FF·（tZP-tn）=0.1125×2276×[[30-((-4)]]×1..0=11173大卡/小时总Q1=643+2116+2116+29993+11173==52411大卡/小时冷藏间：北：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1154×550.4××[（-4）-（-18）]×00.7=776大卡/小时南：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1154×550.4××[(300+3.11)-（-18）]×11.0=3397大卡/小时西：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1154×333.6××[（-4）-（-18）]×00.7=551大卡/小时东：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1154×667.2××[（30+5）-（-18）]×11.0=5548大卡/小时地坪：Q1=nn·K·FF·（tZP-tn）=0.2253×1192×[[30-（-18）]×11.0=22332大卡/小时屋顶：Q1=nn·K·FF·（tZP-tn）=0.1125×1192×[[30-（-18）]×11.0=11152大卡/小时总Q1=76+3977+51++548++23322+11552=45556大卡/小时贮冰间：南：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1195×550.4××[（30+33.1）-（-4）]×11.0=3365大卡/小时西：Q1=n·K·F··（tZP-tn）=0.1195×667.2××[（30+5）-（-4）]×11.0=5511大卡/小时屋顶：Q1=nn·K·FF·（tZP-tn）=0.1125×1192×[[30-（-4）]×11.0=8816大卡/小时地坪：Q1=nn·K·FF·（tZP-tn）=0.2253×1192×[[30-（-4）]×11.0=11652大卡/小时总Q1=365+5111+8116+16652=33344大卡/小时食品冷加工或储储存时的耗耗冷量Q2的计算食品冷加工或储储存时的耗耗冷量Q2的计算公公式为：Q2=Q2a+Q2b+Q2c+Q2d食品在冷冻加工工时的耗冷冷量：预冷间：Q2=+==128大大卡/小时冻结间：Q2=+==180.8大大卡/小时其中G——食品每日加工量量（吨/24小时）h1，h2——加工前后的焓值值τ——加工时间B——食品包装系数Cb——包装材料的比热热容食品在储存时的的耗冷量冷藏间Q2=+=+=1356大卡卡/小时Q2总=128+1880.8++13566=16664大卡/小时冰库贮冰耗冷量量Q2由任务书书有30×66500＝1950000大卡/吨·小时库房通风换气的的耗冷量Q3的计算冷库的耗冷量QQ3=Q3a+Q3=+30nirnn(Hm-Hn)=+30×3×11.42××(77..875--6.5773)=25171大大卡/小时Hw——室外空气焓值Hn——室内空气焓值n——换气次数Vr——冷藏间净容积ni——操作人员数rn=空气重度电机运行耗冷量量Q4的计算1.库房照明耗冷量量Q4aQ4a=qa·FF=4×（276++192++96+1192）=30224大卡/小时其中qa为照明引起的耗耗冷量，取取4大卡/米2·小时F为库房的面积2.电动机运行的耗耗冷量Q4bQ4b=860··N·η=8600·6.66·0.775=42257大卡/小时其中η取0.775，N为电动机机的功率，设计用3台，合合计功率为为6.6千瓦3.库门开启的耗冷冷量Q4c冻结间：Q4c=qm·ZZ·Ni==973··2·0..7=13311.88大卡/小时其中qm为库门每开启一一小时的耗耗冷量，数数值可以查查表得出Ni为条件系数，取取0.7Z为库房使用系数数，取2冷藏间：Q4c=qm·ZZ·Ni==815··2·0..9=14467大卡/小时其中qm为库门每开启一一小时的耗耗冷量，数数值可以查查表得出Ni为条件系数，取取0.9Z为库房使用系数数，取2预冷间：Q4c=qm·ZZ·Ni==514··2·0..7=7119.6大卡/小时其中qm为库门每开启一一小时的耗耗冷量，数数值可以查查表得出Ni为条件系数，取取0.7Z为库房使用系数数，取2贮冰间：Q4c=qm·ZZ·Ni==598··1·0..5=2999大卡/小时其中qm为库门每开启一一小时的耗耗冷量，数数值可以查查表得出Ni为条件系数，取取0.5Z为库房使用系数数，取1综合以上计算有有Q4c总=13111.8++14677+7199.6+2299=33797..4大卡/小时4.库房操作工人的的耗冷量Q4d冻结间（2个）：：Q4d=n·qrr·2=33·3555·2=22130大卡/小时其中n为操作人员数，qr为每个操作工人人单位时间间产生的热热量，数值值可以查表表得出冷藏间：Q4d=n·qrr=12··318==38166大卡/小时其中n为操作人员数，qr为每个操作工人人单位时间间产生的热热量，数值值可以查表表得出预冷间（2个）：：Q4d=n·qrr·2=33*2400*2=11440大卡/小时其中n为操作人员数，qr为每个操作工人人单位时间间产生的热热量，数值值可以查表表得出综合以上计算有有Q4d总=21330+38816+11440==73866大卡/小时计算电机运行耗耗冷量Q4总=Q4a+Q4b+Q4c+Q4d=30024+44257++37977.4+77386=183384.44大卡/小时由以上的计算结结果得出制制冷压缩机机的负荷QjQj=（n1ΣΣQ1+n2ΣQ2+n3ΣQ3+n4ΣQ4）·R=[(22411+52441+45556+33344))·1++(15775+19950000)·11+251171·11+(20024+44257++37977.4+77386))·1]]·1..12=22545992大卡/小时=300千瓦其中n1为维护结构传热热量的季节节修正系数数，取1n2为食品热量的机机械负荷折折减系数，取1n3为同期换气次数数，取1n4为冷间内电动机机同期运转转系数，取取1二、制冷压缩机机和设备的的选型计算算压缩机的选型计计算选用一台单级压压缩机4AV112.5，两台双双级的压缩缩机S8-112.5，三台都都是大连冷冷冻机厂出出品。各台台的性能第第数如下表表：

型号项目4AV12.55S8-12.55压缩机型号4AV12.55S8-12.55制冷量(kcaal/h))10.5×10048.20×1004主电机功率kW5575工质R7717R717能量调节范围%%550/100010-100电源3P,3800V,550Hz3P,3800V,550Hz选的三台压缩机机都为同一一厂出，维维修较方便便，总制冷冷量为26.44×1044kcaal/h，大于2545592kkcal//h，足够使使用。三台台压缩机都都用水冷却却方式冷却却。4AV112.5冷却水量量为1.0~~3.0mm3/h，S8-112.5冷却水量量为0.6mm3/h.。1、-23℃系统统拟采采用一台S8-112.5单机双级级压缩机组组。查得得以下参数数：冷凝凝压力PK=13991.6kPa蒸发发压力P0=1511..6kkPa根据据经验公式式求中间温温度：kPa查得对应应的中间温温度：tm=1.8℃，t7=5.8℃作出出该循环理理论的p--h图，如如图4，图3－25℃℃氨系统理理论p-hh图查出图中各点参参数如下：：参数点h1h2h3h4h5h6h7参数值(kj//㎏)1428.41452161514591802371.41215参数点V2V3参数值(m33/kg))0.810.33注：h4’＝＝h4＋（h3－h4），查《制制冷原理及及设备》P107公式（4－18）作以下计算：1）吸吸气前重量量流量：kg/hh2）吸吸气后重量量流量kg/hh4）循环的理论排排气量m3//h5）压缩机的功率率校核（1）指示功功率KWW（2）轴功率率KKW2、--18℃系统拟采采用一台S8-112.5单机双级级压缩机组组。查得得以下参数数：冷凝凝压力PK=13552.5kPa蒸发发压力P0=2077.67kkPa根据据经验公式式求中间温温度：kPa查得对应应的中间温温度：tm=7℃，t7=11℃作出出该循环理理论的p--h图，如如图4，图3－25℃℃氨系统理理论p-hh图查出图中各点参参数如下：：参数点h1h2h3h4h5h6h7参数值(kj//㎏)1428.41452161514591802371.41215参数点V2V3参数值(m33/kg))0.810.33注：h4’＝＝h4＋（h3－h4），查《制制冷原理及及设备》P107公式（4－18）作以下计算：1）吸吸气前重量量流量：kg/hh2）吸吸气后重量量流量kg/hh4）循环的理论排排气量m3//h5）压缩机的功率率校核（1）指示功功率KWW（2）轴功率率KKW3．．-4℃系统采用一一台4AV112.5来制冷。同样可可以得到其其轴功率为为52KW。总结以上全部部功率为178KKW＜205KKW，所以选选用的压缩缩机够用。二、冷凝器的选选型计算根据湛江的地理理位置，水水源丰富，选选择立式冷冷凝器，冷凝温度t1==35℃，进水温温度ts1=30℃，出水温度ts22=32℃冷凝负荷为：Ql=G（i3-i8）==310（434--193..7）=1166543大卡/小时对数平均温差⊿⊿tm===3.992℃3.传热系数采用KK=6500千卡/米2·℃·时Fl===500米24.冷却水量W===58米米3/时根据以上的计算算选取两台台LN-330的冷凝器器。冷风机选用：KKJL—400膨胀阀的选择：：选用热力力膨胀阀三、制冷机的辅辅助设备的的选型计算算中冷器的选型：：中冷器采用立式式蛇型盘管管式中冷器的直径：：d=0.01888=0..01888=0.446m中冷器蛇型盘管管的冷却面面积：F==≈1355㎡Qzj为中冷器蛇蛇型盘管的的热负荷。Qzj=Gd（hh3-h77）=308（400..12-1100）=924457大卡/小时选用两台ZLL－3.5的中冷器器。低压循环桶的选选型：d=0.01888=0..01888≈0.166m选用两个ZA－－0.5贮液器两两个，选用用3台DXZ－1.5的立式低低压循环桶桶。油分离器的选型型：采用水水冷式四、库房冷却设设备的布置置冷却