冷库的毕业设计

1、哈尔滨商业大学毕业设计（论文）哈尔滨商业大学毕业设计（论文） 福建南平地区 1500/30 吨白条肉冷库设计 学 生 姓 名 指 导 教 师 王 专 业 热能与动力工程 学 院 土木与制冷工程学院 2009 年 6 月 10 日 Graduation Project (Thesis) Harbin University of Commerce A Design of 1500/30-ton Carcass Meat Cold Storage in NanPing ,FuJian Student Supervisor SpecialtyThermal Energy and Power Engin

2、eering SchoolSchool of Civil and Refrigerating Engineering 2009-06-10 毕毕业业设设计计（论论文文）任任务务书书 姓名： 学院： 班级： 专业： 毕业设计（论文）题目： 福建南平地区 1500/30 吨白条肉冷库设计 立题目的和意义： 在经过了 3 年半大学学习的基础上，在老师的指导下，通过以 1500 吨冷库设计为毕业题 目来锻炼学生独立工作的能力，达到制冷专业合格人才的要求，为社会培养制冷空调方面人才。 一 技术要求： 1 冷间温度达到-181 2 冻结间温度 20 小时达到-23 3 冷藏量为 150050 吨 4 冻结

3、量为 30 吨 二 工作计划 1 平面拟定 要求：绘出总平面图。1 张 1 周 2 负荷计算和机器设备选型 2 周 3 机房平面布置 要求：绘出机房、设备间平面布置图。 1 张 1 周 4 机房、设备间立剖图 要求：绘出机房、设备间立剖图 4张，包括调节站等非标设备制作 等 非标准设备制作图 。 3张 2 周 5 库房平面、立面透视图 要求：包括排管设计。 3 张 1 周 6 冻结间施工图绘制 要求：透视图；包括设备搁架管、风管。 3 张 1 周 7 翻译外文资料 1 周 8 整理图纸，撰写论文 1 周 9 准备答辩 1 周 时间安排： 2009 年： 3 月 25 日4 月 12 日： 负荷

4、计算 4 月 13 日4 月 19 日 平面拟定 4 月 20 日4 月 26 日 机房平面布置 4 月 27 日5 月 12 日 机房、设备间立剖图 5 月 13 日5 月 24 日 机房平面、立面透视图 5 月 25 日5 月 31 日 冻结间施工图绘制 6 月 1 日 6 月 7 日 翻译外文资料 6 月 8 日6 月 14 日 整理论文、图纸撰写论文 6 月 15 日6 月 19 日 答辩 指导教师要求： 1.保证出勤率、按时完成各阶段任务。 2.负荷计算准确、玩整、设备选型准确。 3 图纸设计要求图面整洁、绘图规范。 4 圆满完成毕业设计任务，为大学学业完成一个圆满的句号。 （签字）

5、 年 月 日 教研室主任意见： （签字） 年 月 日 院长意见： （签字） 年 月 日 毕毕业业设设计计（论论文文）审审阅阅评评语语 一、指导教师评语： 指导教师签字： 年 月 日 毕毕业业设设计计（论论文文）审审阅阅评评语语 二、评阅人评语： 评阅人签字： 年 月 日 毕毕业业设设计计（论论文文）答答辩辩评评语语及及成成绩绩 三、答辩委员会评语： 四、毕业设计（论文）成绩： 专业答辩组负责人签字： 年 月 日 五、答辩委员会主任单位： （签章） 答辩委员会主任职称： 答辩委员会主 ： 年 月 日 摘要 本次设计为福建南平地区 1500/30 吨白条肉冷库工程。采用氨为制冷剂，氨泵 强制供液方

6、式。其中冻结间分为两间，每间日冻结能力为 15 吨，采用冷风机进行冻 结。冷藏间分两间，每间冷藏能力为 750 吨，冷藏间采用 U 型顶排管。设计的主要 任务是冻结间、冷藏间平面的拟订，冷库墙体维护结构的设计，隔热层厚度的计算， 负荷计算等制冷工艺的设计。最后根据计算的冷负荷选择制冷压缩机和辅助设备， 并依照工艺要求绘制施工图。 关键词：冷库；氨 ；氨泵；辅助设备 Abstract This design is a 1500/30 tons carcass meat cold storage project in NanPing,FuJian .The refrigerant is the a

7、mmonia in this cold storage . The ammonia pump supports the liquid by force.The freezing storage is divided into two rooms and the capability of each frozen room is daily 15 tons.The cold storage is divided into two rooms and the capability of each cold room is 750 tons .The main task of the design

8、is drawing up the plane of the freezen storage and cold storage, determinating the wall structure of cold storage, caculating the thickness of the thermal insulation layer, load caculation and so on. Finally ,according to the calculation of cold load, it is necessary to choose the equipments of refr

9、igerant system and auxiliary equipment.And construction drawing is drawn based on the craft requirement. Key words: cold storage; ammonia; ammonia pump;auxiliary equipment 目 录 摘要 .I Abstract.II 1 设计依据.1 1.1 贮存食品.1 1.2 设计参数.1 1.3 生产能力.1 1.4 制冷系统.1 1.5冷库平面设计.1 2 生产能力、库容量计算.1 2.1 冻结间生产能力的计算.2 2.1.1 冻结间

10、吊轨的设计.2 2.1.2 冻结间平面拟定.2 2.1.3 冻结间单根吊轨的长度.3 2.2 冻结物冷藏间的容量计算.3 3 围护结构设计与传热系数计算.5 3.1 计算隔热材料的厚度.5 3.1.1 外围护结构中隔热材料的厚度计算.5 3.1.2 屋顶中隔热材料的厚度计算.5 3.2 围护结构设计.6 4 耗冷量的计算.8 4.1 围护结构的耗冷量.8 4.2 货物耗冷量.9 4.3 通风换气引起的耗冷量.10 4.4 电动机运转耗冷量.10 4.5 人员操作耗冷量.10 4.6 计算设备负荷和机器负荷.11 4.6.1 冷间蒸发器负荷.11 4.6.2 制冷压缩机负荷.11 5 机器设备的

11、选择计算.13 5.1 参数的确定.13 5.1.1 蒸发温度.13 5.1.2 冷凝温度.13 5.1.3 吸气温度.13 5.1.4 中间温度.13 5.1.5 过冷温度.13 5.2 氨压缩机的制冷量及功率的计算.14 5.2.1 冻结间压缩机选型计算.14 5.2.2 冷藏间压缩机的选型计算.17 6 设备选择计算.21 6.1 冷凝器.21 6.2 蒸发器.21 6.2.1 冷藏间选用光滑 U 型顶排管.21 6.2.2 冻结间采用翅片式干式冷风机.22 6.3 中间冷却器.22 6.3.1 中冷直径.22 6.3.2 中间冷却器蛇形管冷却面积.22 6.4 高贮器.23 6.5 油

12、氨分离器.23 6.6 排液桶.23 6.7 低压循环贮液桶.24 6.8 集油器.24 6.9 空气分离器.24 7 系统管道坡度方向.26 8 管道和设备保温.27 9 管路设计.28 9.1 库房回气.28 9.2 库房供液.28 9.3 高贮器到冷凝器氨液管径.28 9.4 低压循环贮液桶与过滤器及氨泵的氨液管径.28 9.5 调节站与低压循环桶贮液之间管径.28 9.5.1 冷藏间.28 9.5.2 冻结间.28 9.6 其它管径.28 10 经济性分析.26 结 论.32 参考文献.33 致 谢.34 1 设计依据 1.1 贮存食品： 白条肉 1.2 设计参数： 夏季空气调节日平均

13、温度+30，夏季空气调节室外计算湿球温度 28.1。 1.3 生产能力： 冷藏库容量 1500 吨，冻结间容量 30 吨/日 1.4 制冷系统： 采用氨泵供液的制冷系统，冷藏间温度181，冻结间23 1.5冷库平面设计： 02 冷 冷 冷 01 冷 冷 冷 冷冷冷02 冷冷冷01 冷冷冷冷 冷冷 冷冷冷 冷冷 冷冷冷 图 1-1 冷库总平面图 2 生产能力、库容量计算 2.1 冻结间生产能力的计算 2.1.1 冻结间吊轨的设计 L （G1000/g）（T/24） 式中 G 冻结间每昼夜的冻结能力,15 吨 L 吊轨有效总长度，m g 吊轨单位长度净载货量,取 200kg/m T 冻结工序时间，

14、24h 24 每日小时数，h 1000 1 吨换算成千克的数值 kg/t L （G1000/g）（T/24） （301000/200）20/24 125m 冻结间有两间，每间吊轨的总长为 62.5m 2. 1. 2 冻结间平面拟定 柱网选 60006000，柱子选 400400（mm） 。 图2-1冻结间平面 2.1.3 冻结间单根吊轨的长度 采用落地式冷风机，横向吹风 用吊轨挂白条肉进行冻结的冻结间平面尺寸如下： A 冷风机离墙面的净距离（350400mm） A 400mm B 冷风机的宽度，预取 KLJ-300，B 1330mm C 吊轨的中距，由于人工推送用滚轮叉挡吊挂轨中距为 7508

15、50mm C 800mm D 吊轨中线与冷风机边缘距离不宜小于 1000mm，取 D 1200mm E 吊轨中线与墙或柱面的距离，距墙、柱面距离不宜小于 500mm， 取 E 600m F 轨端与墙面的距离不宜小于 700mm，F 800mm 设房间的长度为 18m l=18000-2800=16400mm l 每根吊轨的可用长度，mm 吊轨根数 n （6000ABDE）/C1 （660040013301200600400）/800+1=4 根 即每间取 4 根吊轨。 由于每间冻结间吊轨根数不宜超过 5 根，故取 4 根为宜，取 KLJ300 合 适。此冻结间布置的吊轨长度：吊轨总长 L1=l

16、1n=16.44=65600mm 校核实际冻结能力： G 24L1g/1000t 2465.6220/100024 15.7 吨/日 符合要求 则冻结间分为 两间，每间净长 18m，宽 6m，高 5.5m。 2.2 冻结物冷藏间的容量计算 G V1s/1000 式中 G 冷藏库设计吨位（t） ，为 1500t V1 冷藏间公称容积（m3） 冷藏间容积利用系数，试取 0.55 s 白条肉的计算密度（kg/ m3） ，s 400 kg/ m3 V1 1000G/s 10001500/4000.55 6818.18 m3 符合要求 。 故取 0.55，V1 6818 m3 单层冷库高度应大于等于 5

17、m，取冷藏间的净高为 6m。 F V1/h 6818/6 1136.4 m2 试分为两间。 取两间冷藏间总体为正方形，长和宽分别为 32 和 18，采用柱网为 6000mm6000mm，柱子为 400mm400 mm，每间为 5 跨3 跨。 实际各间建筑面积 F1832576m2 实际库容量 G Fhs /1000 =576264000.55/1000 1520t 符合要求 3 围护结构设计与传热系数计算 3.1 计算隔热材料的厚度 3.1.1 外围护结构中隔热材料的厚度计算 冷藏间（选择硬脂聚氨酯）： tw 30，tn 18，t tw tn48， 取 1.05，面积热流量取 12， 查冷库设

18、计规范 R0 4.59（m2）/W w23 W/（ m2.） ，n8 W/ （m2.） ，=0.031 围护结构隔热层的厚度： 由公式d=R0 -(1/w+d1/1+d2/2+1/n),代入数据得，d=172mm 冻结间（选择硬脂聚氨酯）： tw 30，tn 23，t tw tn53， 取 1.05，面积热流量取 12， 查冷库设计规范 R0 5.06（m2）/W w23W/ （m2） ，n8W/（ m2） ，=0.031 围护结构隔热层的厚度： 由公式d=R-(1/w+d1/1+d2/2+1/n),代入数据得，d=196mm 3.1.2 屋顶中隔热材料的厚度计算 冷藏间（选择硬脂聚氨酯）：

19、tw 30，tn 18，t tw tn48， 取 1.15，面积热流量取 12， 查冷库设计规范 R0 4.515（m2）/W w12 W/（ m2.） ，n8 W/ （m2.） ，=0.031 围护结构隔热层的厚度： 由公式d=R0 -(1/w+d1/1+d2/2+1/n),代入数据得，d=198mm 冻结间（选择硬脂聚氨酯）： tw 30，tn 23，t tw tn53， 取 1.15，面积热流量取 12， 查冷库设计规范 R0 5.15（m2）/W w12 W/ （m2） ，n8W/（ m2） ，=0.031 围护结构隔热层的厚度： 由公式d=R-(1/w+d1/1+d2/2+1/n),

20、代入数据得，d=215mm 3.2 围护结构设计 表 3-1 外墙结构构造 结构 构造名称 厚度 （m） 导热系数 （W/（m2K） ） 热阻 R/ 1 、1：3 水泥砂浆抹面 0.020.9300.0215 2、砖墙 0.370.8100.457 3、1：3 水泥砂浆抹面 0.020.9300.0215 4、聚氨酯隔热层（冷藏间） 0.20.0316.37 4、聚氨脂隔热层（冻结间） 0.250.0318.06 5、砖墙 0.1200.8100.148 外 墙 由 外 向 内 6、1：3 水泥砂浆抹面 0.020.9300.0215 表 3-2 屋顶结构构造(无阁楼) 导热系数结构构造名称厚

21、度 （m） （W/（m2K ） 热阻 R/ 1、1：3 水泥砂浆抹面 0.020.930.0215 2、混凝土预制平板 0.050.580.086 3、1：4 水泥砂浆找平层 0.020.930.0215 4、聚氨酯隔热材料 (冷藏间) 0.250.0318.06 5、聚氨酯隔热材料 (冻结间) 0.20.0316.37 6、预制钢筋混凝土楼板 0.121.550.077 屋 顶 由 上 到 下 7、1：3 水泥砂浆，喷大白两道 毡层 0.020.930.0215 表 3-3 地坪结构设计 结构构造名称厚度 （m）导热系数 （W/（m2K） 热阻 R/ 1、1：3 水泥砂浆抹面 0.020.9

22、300.0215 2、钢筋混凝土层 0.061.550.0387 3、1：4 水泥砂浆找平层 0.020.9300.0215 4、一毡二油防潮层（冷藏间） 0.00550.210.0262 4、二毡三油防潮层（冻结间） 0.0090.220.0409 5、1：3 水泥砂浆找平层 0.020.9300.0215 6、硬质聚氨酯泡沫（冷藏间） 0.20.5806.37 7、硬质聚氨酯泡沫（冻结间） 0.250.2908.06 8、1：2.5 水泥砂浆 0.020.930.0215 地 坪 由 上 到 下 9、一毡二油防潮层 0.00550.210.0262 10、1：3 水泥砂浆抹平层 0.020

23、.9300.0215 11、混凝土预制平板 0.050.5800.086 12、3：7灰土垫层0.151.170.128 传热系数 K 1/（1/w（/）1/n） 表 3-4 围护结构传热系数 说明： （1）该建筑屋顶不用阁楼，冷间地面隔热层为通风架空层。 （2）冷藏间净高为 6.0m，冻结间净高为 5.5m。 围护结构名称冻结间冷藏间 外墙 0.1170.144 屋顶 0.1210.151 地坪 0.1220.151 4 耗冷量的计算 4.1 围护结构的耗冷量 Q1 Q1 KFt K 1/（1/w（/）1/n） 式中 Q1 围护结构的耗冷量 W K 围护结构的传热系数 W/ m2 F 围护结

24、构的传热面积 m2 tw 室外计算温度 tn 室内计算温度 室内外温差修正系数 表 4-1 冷藏间维护结构耗冷量 1 号 维护 结构 室外温度 T() 维护面积 (m2) 传热系数 K（W/（m2K） 温差 T() 修正系数 a 耗冷量 Q1(W) 北墙30 122.40.143648 1.05885.8627 西墙30 217.60.143648 1.051574.867 南墙30 122.40.143648 1843.6787 屋顶30 5760.150948 1.25006.5 地坪 05760.1519480.72939.812 表 4-2 冷藏间维护结构耗冷量 2 号 维护结 构 室

25、外温度 T() 维护面积 (m2) 传热系数 K（W/（m2K） 温差 T() 修正系数 a 耗冷量 Q(W) 北墙 30122.40.1436481.05885.8627 东墙 30217.60.1436481.051574.867 南墙 30122.40.1436481843.6787 屋顶 305760.1509481.25006.5 地坪 305760.1519480.72939.812 表 4-3 冻结间维护结构耗冷量 2 号 维护 结构 室外温度 T() 维护面积 (m2) 传热系数 K（W/（m2K） 温差 T() 修正系 数 a 耗冷量 Q1(W) 内墙 -10990.2121

26、31.2327.4128 北墙 3037.80.1168531233.9971 西墙 30113.40.1168531.05737.0909 南墙 3037.80.1168531.05245.697 屋顶 301080.1217531.2835.933 地坪 301080.1223530.7490.0316 表 4-4 冻结间维护结构耗冷量 2 号 维护 结构 室外温度 T() 维护面积 (m2) 传热系数 K（W/（m2K） 温差 T() 修正系 数 a 耗冷量 Q1(W) 内墙 -10990.212131.2327.4128 北墙 3037.80.1168531233.9971 东墙 30

27、113.40.1168531.05737.0909 南墙 3037.80.1168531.05245.697 屋顶 301080.1217531.2835.933 地坪 301080.1223530.7490.0316 4.2 货物耗冷量 Q2 注：无外调货物的冷库，冻结物冷藏间 G为冷库每日冻结量，货物为猪肉。 Q2 Q2aQ2bQ2cQ2dG（h1h2）/3.6T 其中 Q2b、Q2c、Q2d在此冷库设计为 0 Q2a 食品降温时，单位时间内放出的热量 kW Q2b 包装材料和运载工具降温时，单位时间内放出的热量 kW Q2c 食品冷却时，单位时间内因呼吸放出的热量 kW Q2d 食品贮藏

28、时，单位时间内因呼吸放出的热量 kW G 冷间的每日进货量 t h1 货物进入冷间开始时温度的含热量 kJ/kg h2 货物在冷间内终止降温时的含热量 kJ/kg T 货物冷却时间，冷藏间取 24h，冻结间取设计冷加工时间 20h 表 4-5 各库货物耗冷量 库房名称进货量 G （吨/日） h1 (kJ/kg） h2 (kJ/kg） T （h） Q2 （kW） 冷藏间 3012.24.6242.76 冻结间30302.912.220126.78 4.3 通风换气引起的耗冷量 Q3 0 4.4 电动机运转耗冷量 Q4 Q4 1000PR 式中 P电动机额定功率 P=6.62=13.2kW 热转化

29、系数，电动机在冷间内 =1 R 电动机运转时间系数 R=1 表 4-6 各库电机耗冷量 库房名称耗冷量（kW） 冷藏间 0 冻结间 26.4 注：由于冷藏间采用排管，故 Q4 0 4.5 人员操作耗冷量 Q5 Q5 Q5aQ5bQ5cqFFVn（hwhn）mn/86400nrqr/8 式中 Q5a 因照明引起的单位时间内耗冷量 kW Q5b 因开门引起的单位时间内耗冷量 kW Q5c 因操作人员在冷间放热引起的单位时间内耗冷量 kW qF 冷间每平方米地板因照明引起的耗冷量 kW/ m2，取 qF 2 .1W/m2 F 冷间地板净面积 m2 ，计算得：F 48241152 m2 n 冷间每日换

30、气次数，取 n 1 次/日 V 冷间内净体积 m3 ，计算得：V (4824-0.40.418) 66894.72m2 hn、hw冷间内、外空气的焓 kJ/kg ,hn-16.077kJ/kg, hw 165.797 kJ/kg m 空气幕效率修正系数，m=0.5 86400 一日折算成秒值 1/8 一日操作时间系数，每日按操作 3 小时计 n 冷间内空气密度 kg/ m3 ，n 1.395 kg/ m3 nr 操作人员数，取 15 人 qr 一个操作人员单位时间内放出热量引起的耗冷量 kW，取 qr 395W 表 4-7 耗冷量表 库房名称耗冷量（kW） 冷藏间 11.3 冻结间 0 注：冻

31、结间 Q5 0 4.6 计算设备负荷 Qz 和机器负荷 Qj 4.6.1 冷间蒸发器负荷 Qz Qz Q1PQ2Q3Q4Q5 其中 P 为负荷系数，冻结间 P 1.3，冷藏间 P1 表 4-8 冷间设备负荷 库房名称Q1（kW）PQ2（kW）Q3（kW）Q4（kW）Q5（kW） 冷藏间 22.52.760011.26 冻结间 5.74164.802.680 冷藏间Qz36.54 kW ，冻结间Qz197 kW 4.6.2 制冷压缩机负荷 Qj Qj （n1Q1n2Q2n3Q3n4Q4n5Q5）R 式中 n1 围护结构传热量的季节修正系数，冻结间、冷藏间均按全年无明显 淡旺季区别，取 n1 1.

32、1 n2 食品冷加工耗冷量的机械负荷折减系数，冻结间取 n21，冷藏间取 n20.6 n3 同期换气系数， n3 0.51.0 ,取 n3 0.8 n4 冷间用的电动机同期运转系数，冻结间取 n41 ，冷藏间 n40.5 n5 冷间同期操作系数，冷藏间取 n5 0.5 R 制冷设备和管道等冷量损耗补偿系数，取 R 1.07 表 4-9 冷间机器负荷 冷藏间Qj32 kW ，冻结间Qj160.4kW 库房名称 n1Q1n2Q2n3Q3n4Q4n5Q5 冷藏间 24.761.66005.6 冻结间 6.32126.8026.40 5 机器设备的选择计算 5.1 参数的确定 5.1.1 蒸发温度 t

33、z 考虑冷间相对湿度要求不太严格，故温差取 10，冷藏间 tz-28， 冻结间 tz-33 5.1.2 冷凝温度 tl 福州地区夏季室外计算湿球温度为 28.1，因采用立式水冷式冷凝器，冷凝器 进口温度=湿球温度+3，出口温度=进口温度+3，冷凝温度=（进口温度+出口温 度）/2+(3-5)，所以 tl（28.1+3+31.1+3）/2+5.4=38 5.1.3 吸气温度 tg 回气过热取 5 冻结间：tgtz4-33528 冷藏间：tgtz5-285-23 5.1.4 中间温度 tzj tzj0.4 tl0.6 tz3 冷藏间：tzj 0.4380.6（-28）31.4 冻结间：tzj 0.

34、4380.6（-33）3-1.6 5.1.5 过冷温度 tgl 冷藏间：tg1tzj(35)=1.4+4=5.4 冻结间：tg1tzj(35)= -3.72+5=3.4 5.2 氨压缩机的制冷量及功率的计算 5.2.1 冻结间压缩机选型计算 tz -33，tl 38，Pz1.03105Pa，Pl14.72105Pa h lgP 9 7 86 5 4 3 2 1 -33 -1.6 38 图 5-1冻结间压焓图 Pl/ Pz 14.74105/1.0310514.38 取双级压缩 tzj -1.6，Pzj 4.05105Pa，V2 1.3m3/kg，V4 0.3m3/kg，h1 1339 kJ/k

35、g，h3 1540kJ/kg，h4 1376kJ/kg，h5=1857kJ/kg， h6 300kJ/kg， h8 130kJ/kg， g 0.940.085(Pl/ Pzj)1/1.281 0.940.085(14.74105/4.05105)1/1.281 0.792 d 0.940.085Pzj/ (Pz98)1/1.281 0.940.0854.05105/(1.0310598)1/1.281 0.757 求容积比 与中间温度 tzj的直线方程 中间温度为-1.6最佳容积比Vgp/Vdp （h3h8）/（h4h6）（V4/V2）（d/g） （1540140）/（1376300）（0.3

36、3/1.3） （0.757/0.792） 0.31 设中间温度为-3，求容积比 ，此时中间冷却器蛇管的出液温度为 2 查冷库设计附表 8 和附图 2 得： Pzj3.84105 Pa， V21.2 m3/kg， V40.32 m3/kg，h31698kJ/kg， h41495kJ/kg，h6300kJ/kg， h8130kJ/kg， g 0.940.085(Pl/ Pzj)1/1.281 0.940.085(14.72105/3.84105)1/1.281 0.782 d0.940.085Pzj/ (Pz98)1/1.281 0.940.085（3.84105/（1.0310598） ）1/1.281） 0.768 中间温度为 1最佳容积比 佳Vgp/Vdp（h3h8） /（h4h6）（V4/V2）（d/g） （1698130）/（1495300）（032/1.1）（0.768/0.782） 0.37 x与 tzjx的直线关系式为： （-3+1.6) /（0.370.31）（1.6tzjx）/（0.31x） 即-1.4/0.06（1.6tzjx）/（0.31x） 根据最佳工况时低级压缩的理论排气量 Vdp和最佳容积比 0.345 选压缩机 Vdp Q