冷庫課程設計

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上仲愷農業(yè)工程學院課 程 設 計設計題目 1200 t裝配式蔬菜冷藏庫 姓 名 院（系） 指導教師 時 間 目 錄 專心-專注-專業(yè)設計任務和要求概況：地點在長春市，冷庫僅含冷卻物冷藏間，用于冷藏柿子椒、黃瓜、番茄等蔬菜。冷間要求設置均勻送風管。設計中應有均勻送風管截面積、噴咀直徑、風機壓頭的設計，還要考慮通風換氣（如確定新風量、新風引入和排風的方法）。1、冷庫的概況1.1、冷庫的用途、規(guī)模情況地點在長春市，含三間冷卻物冷藏間，每間冷藏量400噸，用于冷藏柿子椒、黃瓜、番茄等蔬菜，貨源來自本地,食品進庫旺月為五月。1.2冷庫的氣象資料： 設計環(huán)境條件：采暖通風與空氣調節(jié)

2、室外氣象參數(shù)（吉林長春市）夏季室外空氣調節(jié)日平均溫度：26；夏季室外通風室外計算溫度：27；夏季空調室外計算濕球溫度：24.2；夏季室外最熱月平均溫度：23；室外最熱月月平均相對濕度：72；夏季室外通風計算相對濕度：63；大氣壓力：夏季：97.725kPa；冬季99.458kPa。1.3 冷藏庫室內設計參數(shù)表1-1冷藏庫室內設計參數(shù)表庫房名稱相對濕度溫度冷卻物冷藏間85%95%10 oC1.4、冷庫的平面布置圖該冷庫的冷藏噸位為1200噸，則冷卻物冷藏間就有3間，則每間的冷藏量為400噸（1）冷間的面積計算根據(jù)公式： 式中： G各冷庫計算噸位（t）； V1各冷藏間的公稱體積（m3）； 冷藏間的

3、容積利用系數(shù)； s食品的計算密度（kg/m3）根據(jù)制冷裝置設計表2-1-4查得蔬菜的密度（簍裝）為s =250 kg/m3，其中=0.55。根據(jù)上式得， 公稱容積：，每間冷卻物冷藏間體積V1=2909m3冷庫高度的確定：冷藏庫的堆貨有效容積為凈高為5m，堆碼高度為4m。則冷卻物冷藏間有效使用面積為1396/4=349，）則凈長和凈寬分別為20m和18m； 規(guī)模為1.5站臺的設置 為便于裝卸貨物，冷庫中必須設置月臺。 根據(jù)冷庫設計規(guī)范GB 500722001規(guī)定：公稱體積大于4500m³的冷庫，公路站臺寬度為68m；所以取公路站臺寬度7m。（2）冷庫的平面布置圖見附錄圖22. 制冷系統(tǒng)

4、設計方案概述2.1、設計原則（1）滿足食品冷加工工藝要求；（2）系統(tǒng)要運行可靠，操作管理方便，有安全保障；（3）系統(tǒng)應優(yōu)先采用新設備、新工藝及新技術；（4）要考慮經濟性。2.2、制冷系統(tǒng)流程采用單極壓縮制冷循環(huán)單級壓縮：蒸發(fā)器出口回汽調節(jié)站低壓循環(huán)桶單級壓縮機油分離器冷凝器高壓貯液器高壓液體調節(jié)站節(jié)流閥低壓循環(huán)桶氨泵低壓液體調節(jié)站蒸發(fā)器進口蒸發(fā)器出口2.3、制冷系統(tǒng)方案內容（1）采用制冷系統(tǒng)：單級氨制冷系統(tǒng)；（2）蒸發(fā)溫度回路：果蔬溫差不宜太低，冷藏間采用5回路，（3）供液方式：氨泵供液；（4）融霜方式：冷藏間采用干式冷風機，故采用熱氨融霜方式； （5）自控內容：局部回路的自控（液泵、冷藏間回

5、路）；制冷系統(tǒng)的安全保護；設置緊急泄氨裝置；庫房內的冷卻設備在機房的遙控和庫溫遙測； 壓縮機指令開停機。 （6）冷間冷卻方式：直接冷卻方式。2.4、機房布置方案機房分成機器間和設備間兩部分。制冷壓縮機安裝在機器間內，油分離器可隨壓縮機安裝；儀表盤應面向主要操作通道；冷凝器安裝在室外離機房出入門較近的地方；高壓貯液器布置在室外靠近冷凝器，且安裝高度應與冷凝器配合，保證液體自流進入，并設置遮陽設備；油分離器應根據(jù)冷凝器和高壓貯液器的標高來布置；總調節(jié)站設在機器間便于觀察、操作的地方；液氨分離器設在設備間；低壓循環(huán)桶設在設備間利用金屬固定的操作臺上；氨泵布置在低壓循環(huán)桶的下面近處；加氨站設于室外墻靠

6、近總調節(jié)站及機房出入口。2.5、庫房特征 （1）庫房溫濕度條件：冷藏間溫度為10，相對濕度為85%95%取90%； （2）冷卻設備及氣流組織：冷藏間采用干式冷風機布置在靠近庫房門一側，便于維修及管理，配備均勻送風道，送風道由水平送風主管和噴嘴組成。3、設計計算書3.1、設計依據(jù)依據(jù)冷庫制冷設計手冊和依據(jù)冷庫設計規(guī)范，按照設計要求（基礎資料、設計參數(shù)、各庫房冷藏容量、冷加工能力、平面布置圖等）對整個制冷系統(tǒng)進行設計計算。設計內容包括制冷負荷計算、制冷壓縮機的選型、輔助設備的選型、冷卻設備、管徑的選擇及安全保護等。3.2、制冷負荷計算表3-1設計參數(shù)冷間室外計算溫度tw夏季通風室外設計計算溫度冷間

7、設計溫度tn冷間設計相對濕度冷間進庫溫度冷間出庫溫度冷間冷加工時間冷藏間30271090%211024h（1）維護結構傳入熱Q1根據(jù)公式： 式中 K維護結構傳熱系數(shù)，單位W/·K；K的計算公式為： F維護結構傳熱面積，； a維護結構兩側溫差修正系數(shù)，查制冷裝置設計表2-2-2可得；圍護結構的外側加通風空氣層，外墻a=1.3，屋頂a=1.6。圍護結構的外側不加通風空氣層，外墻a=1.53，屋頂a=1.87。 tw維護結構外側計算溫度，當計算外墻、頂棚時，按規(guī)定值?。划斢嬎銉葔Φ仄簳r，按鄰室溫度規(guī)定值??；tn冷間設計溫度。，庫房圍護結構外·內表面的放熱系數(shù)W/m2·K

8、 R0圍護結構總熱阻圍護結構總熱阻R0依據(jù)教材P5253的表取值。圍護結構外側加通風空氣層，保溫材料使用普通型·自發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料。根據(jù)制冷裝置設計2-2-2式計算有表3-2圍護結構各參數(shù)匯總圍護結構名稱外墻23.2017.4450.0470.382.6118內墻/17.4450.0470.50291屋面23.2017.4450.0470.313.2146地面/17.4450.0470.581.775根據(jù)實用供暖設計手冊第二版，長春地表年平均溫度溫度7。計算得各冷間圍護結構傳入熱Q1計算表3-3各冷間圍護結構傳入熱Q1計算表冷間及庫溫圍護結構面積m2傳熱系數(shù)KW/(m2·

9、;C)計算溫度tw 庫內外溫差 tw-tn 修正系數(shù)Q1W冷卻物冷藏間（1）tn=10東外墻900.3830201.3889.20北內墻1000.500010西外墻900.3830201.3889.20南外墻1000.3830201.3988.00地面3600.58730.2-125.28屋面3600.3130201.63571.20合計6212.32冷卻物冷藏間（2）tn=10東外墻900.3830201.3889.20北內墻1000.500010西外墻900.3830201.3889.20南內墻1000.500010地面3600.58730.2-125.28屋面3600.3130201.6

10、3571.20合計5224.32冷卻物冷藏間（3）tn=10東外墻900.3830201.3889.2北外墻1000.3830201.3988.00西外墻900.3830201.3889.2南內墻1000.500010地面3600.58730.2-125.28屋面3600.3130201.63571.20合計6212.32匯總如下表表3-4 各冷間 Q1結果匯總表冷卻物冷藏間1冷卻物冷藏間2冷卻物冷藏間3Q（W）6212.325224.326212.32（2）、貨物放熱量Q2式中 Q2a食品放熱量；Q2b食品包裝材料和承載工具的熱量；Q2c食品冷加工過程的呼吸熱；Q2d食品冷藏過程中的呼吸熱；

11、G冷間每天進貨量（kg）；h1、h2貨物進出冷間的焓值kJ/kg；貨物冷加工時間，s；B貨物包裝材料和運載工具的重量系數(shù)；Cb包裝材料或運載工具的比熱，kJ/kg·K；t1包裝材料或運載工具進入冷間時的溫度，；t2包裝材料或運載工具在冷間內降溫終止時的溫度一般為庫房設計溫度，；q1、q2鮮果冷卻初始、終止溫度時的呼吸熱，W/ kg；Gn冷卻物冷藏間的冷藏量，kg。G=400*8%=32噸，查制冷裝置設計2-2-8到2-2-12表，有：B=0.25,，, 表3-5各冷間貨物放熱量Q2匯總表各冷間貨物放熱量Q2冷間Gh1(21°C)h1(10°C)B冷藏間（1）323

12、51.1309.60.251.5121101746042732冷藏間（2）32351.1309.60.251.5121101746042732冷藏間（3）32351.1309.60.251.5121101746042732（3）通風換氣冷負荷Q3根據(jù) 制冷裝置設計 式中：hn，hw室內外空氣的焓值，kJ/kg；n每日換氣次數(shù)，取2次；V冷間內的凈容積，m3；n冷間內空氣密度，kg/ m3。查附錄及表2-2-14有表3-6各冷間通風換氣冷負荷Q3匯總表冷間nV冷藏間（1）27.25677.875218001.2472630冷藏間（2）27.25677.875218001.2472630冷藏間（3

13、）27.25677.875218001.2472630（4）電機運行熱當量Q4式中：Ni各電動機的額定功率，kW；i各熱轉化系數(shù)，取1；i各電機運轉時間系數(shù)，取1。因冷風機電功率未知,可先假設,再校核,或按經驗確定.如冷卻物冷藏間：0.01 0.02kW/噸貨物,取0.015kW/噸貨物，有表3-7各冷間電機運行熱當量Q4匯總表冷間冷藏間（1）6000冷藏間（2）6000冷藏間（3）6000（5）操作管理冷負荷Q5根據(jù) 制冷裝置設計 式中：qd冷間每平方米地板面積照明熱量，W/；F冷間地板面積，；V冷間內凈容積，m3；n每日開門時引起換氣次數(shù)；hn，hw室內外空氣的焓值，kJ/kg；M空氣幕修

14、正系數(shù)；rn冷間內空氣容重,kg/ m3。nr操作人員數(shù)量；qr每個操作人員每秒的放熱量。查表2-2-15或2-2-3圖，有表3-8各冷間操作管理冷負荷Q5匯總冷間Vn冷藏間（1）2.036018001.627.25677.875132802929冷藏間（2）2.036018001.627.25677.875132802929冷藏間（3）2.036018001.627.25677.8751328029293.2.1、庫房冷卻設備負荷Qq式中，P冷卻物冷藏間取1。表3-9各冷間冷卻設備負荷Qq匯總表冷間Q1Q2Q3Q4Q5Qq冷藏間（1）6212.324273226306000292960503

15、.32冷藏間（2）5224.324273226306000292959515.32冷藏間（3）6212.324273226306000292960503.323.2.2、機械負荷Qj根據(jù) 制冷裝置設計表2-3-2到2-3-3 式中：R制冷裝置管道和設備等冷量損耗補償系數(shù)，取1.07；n1k維護結構傳熱量的季節(jié)修正系數(shù)，取0.7；n2k機械負荷折減系數(shù)，冷卻物冷藏間取0.4；n3k同期換氣次數(shù)，取0.5；n4k冷間電動設備的同期運轉系數(shù)，冷卻物冷藏間和取0.5；n5k冷間同期操作系數(shù)，冷卻物冷藏間取0.5；表3-10各冷間機械負荷Qj匯總機械負荷Qj冷間n1Q1n2Q2n3Q3n4Q4n5Q5R

16、nikQikQj冷藏間（1）4348.617092.81315 30001464.51.0727220.9 86639.1冷藏間（2）3657.017092.8131530001464.51.0726529.3冷藏間（3）4348.617092.8131530001464.51.0727220.93.3、制冷機器設備的選型計算整個冷庫的耗冷量計算以后，便可按機器總負荷進行選擇制冷壓縮機及所配用的設備。按這個冷庫的設計條件，確定冷凝溫度，氨液冷凝后的再冷溫度以及制冷壓縮機循環(huán)的級數(shù)，然后進行計算。3.3.1、制冷循環(huán)參數(shù)的確定（1）蒸發(fā)溫度tz的確定由于蒸發(fā)器是直接布置在庫房的，果蔬冷藏一般比庫

17、溫低58，故冷卻物冷藏間取5；（2）冷凝溫度tl的確定根據(jù)長春地區(qū)的水文地質條件及氣象條件，采用冷卻水循環(huán)冷卻。冷凝器的進水溫度ts1=ts+=24.2+3=27.2（其中ts為室外空氣濕球溫度，為冷卻塔的冷幅高），冷凝器的出水溫度為ts2= ts1+2=27.2+2=29.2（立式冷凝器）式中 tm對數(shù)平均溫差，取值范圍為46，取4。由此計算出冷凝溫度為32。（3）吸入溫度tx的確定.對氨泵供液系統(tǒng)，設計工況的吸入溫度冷藏間tx為6；（4）過冷溫度tg的確定冷卻物冷藏間的過冷度tg為3；（5）制冷循環(huán)壓縮機的級數(shù)確定這個冷庫要求冷卻物冷藏間的溫度為10，蒸發(fā)溫度為5；當冷凝溫度為32時，相應

18、的冷凝壓力為Pl= 13379Kpa，當冷卻物冷藏間蒸發(fā)溫度為5時，相應的蒸發(fā)壓力為Pz= 5158Kpa；按照冷凝壓力和蒸發(fā)壓力的比值考慮:冷卻物冷藏間：=2.598，故宜采用單級壓縮制冷循環(huán)；3.3.2、制冷壓縮機的選型計算（a）單級壓縮機的選型：如圖1，取過冷度3，節(jié)流前氨液的溫度tg=29。根據(jù)制冷裝置設計附錄5及壓焓圖查得有關參數(shù)：h0h1v1h2 h2h31465.791466.770.234711558.60348.48334.320.85單位制冷量：=1466.77-334.32=1132.45kJ/kg制冷劑質量流量：=0.077kg/ss（b）查看壓縮機產品目錄，選用一臺煙

19、機牌改型100系列210AC單級活塞式制冷壓縮機，其性能參數(shù)如下：壓縮機的型號蒸發(fā)溫度（）冷凝溫度（）標準工況制冷量（kw）轉速（r/min）理論排氣量（m3/h）功率（kW）210AC5-304693.596014122.5（c）校核a、制冷量的校核實際制冷量：式中Gc制冷劑實際總流量，kg/s；其中，Vp選用壓縮機理論總輸氣量，m3/s。b、電動機功率A、理論功率B、指示功率C、摩擦功率D、有效功率直連傳動電機軸功率配用電機功率與壓縮機軸功率相符。3.3.3、冷卻水系統(tǒng)的選型計算（1）冷凝器的選型計算冷凝器的熱負荷計算單級壓縮循環(huán)（見圖1）式中：G制冷劑質量流量， h2，h3單級循環(huán)冷凝器

20、進出口制冷劑的焓值，kJ/kg；冷凝器面積計算式中：F冷凝器傳熱面積，；K冷凝器傳熱系數(shù)，kW/；tm對數(shù)平均溫差，取值范圍為46；qf冷凝器單位面積熱負荷，kW/，取3.2kW/。選用煙機牌LNA70立式冷凝器一臺，其技術參數(shù)如下：型號換熱面積（）殼體直徑（mm）重量（kg）LNA707066623193.3.4、冷卻設備的選型計算冷藏間冷卻設備均采用冷風機冷卻設備的傳熱面積計算F.（p90頁）K.取38t。取10Qq.表3-11冷藏間冷卻設備冷卻面積匯總冷間冷藏間（1）60503.323810159.22冷藏間（2）59515.323810156.62冷藏間（3）60503.3238101

21、59.22選用型號KLD-200干式冷風機3臺，技術參數(shù)如下型號冷卻面積m2風機風量（m3/h）風壓paKLD-200200199802003.3.5、節(jié)流閥的選型計算（1）流量計算冷藏間：（2）通道截面積計算冷藏間：代入公式式中 G流經節(jié)流閥的制冷劑流量，kg/s；A通道截面積，；l節(jié)流閥前液體的密度，取596kg/ m3；Pv節(jié)流前后的壓差，Pa；CD流量系數(shù)，取0.35。（3）節(jié)流閥的的選型冷藏間選用1型號為DL41W-60T P節(jié)流閥，其技術參數(shù)如下：型號公稱通徑mm適用溫度（）公稱壓力（MPa）重量（kg）DL21W-40T4-240-801.530.44、輔助設備的選型計算 （1）

22、油分離器的選型計算式中 p，pg壓縮機排氣口制冷劑蒸汽的比容，m3/kg；G，Gg制冷劑流量，Kg/s；油分離器內氣體流速，取0.2 m/s。選用煙機牌YFA-80氨油分離器一臺，其技術參數(shù)如下：型號容器類別外形尺寸（mm）重量（kg）殼體直徑高YFA-80S2-24121816150（2）貯液器的選型計算式中 冷凝溫度下液態(tài)制冷劑的比容，m3/ kg；G 制冷系統(tǒng)制冷劑總循環(huán)量，kg/s；0.7 貯液器的允許液體充滿度； 貯液器的容量系數(shù)，取1。選用煙機牌WCA-1800貯液器一臺，其技術參數(shù)如下：型號容積（m3）容器類別外形尺寸（mm）重量（kg）長通體直徑高WCA-18001.8-211

23、00816616800（3）低壓循環(huán)桶的選型計算低壓循環(huán)桶桶徑計算冷藏回路：式中 Vp 壓縮機（雙級壓縮時指低壓機）的理論輸氣量，m3/s； 壓縮機（雙級壓縮時指低壓機）的輸氣系數(shù)； 低壓循環(huán)桶內氣體流速，取0.5m/s； 低壓循環(huán)桶的面積系數(shù)，取1；n 低壓循環(huán)桶氣體進口個數(shù)，取1。下進上出供液系統(tǒng)；（氨泵選型后算出及管徑計算后d取標準76mm）；=620秒。式中 Vd 低壓循環(huán)桶的容積，m3；Vq各冷間中，冷卻設備注氨量最多的一間蒸發(fā)器總凈容積，m3；Vh 回氣管內凈容積，m3；qb 一臺氨泵的流量，m3/s；b 氨泵由啟動到液體制冷劑自蒸發(fā)器返回低壓循環(huán)桶的時間，一般可采用540720s

24、。選用煙機牌型號為ZDX-2L的低壓循環(huán)桶一臺，其技術參數(shù)如下：型號容積m3容器類別外形尺寸（mm）重量（kg）殼體直徑高ZDX-2L2CM-210603290880（4）氨泵的選型計算根據(jù)氨泵的流量進行氨泵的型號選擇。冷藏回路：式中 Qd 氨泵回路蒸發(fā)器負荷，kW；該蒸發(fā)溫度下液體制冷劑的比容，m3/ kg；qo 制冷劑單位質量制冷量，kJ/kg；氨泵的供液倍率，取34。由于選用1個低壓循環(huán)桶，故氨泵也選用1臺。選用煙機牌CN-5.5氨泵，其技術參數(shù)如下：型號流量（m3/h）揚程（m）轉速（r/min）效率%電機功率（kW）重量（kg）CN-5.55.520.5710353.045（5）排液

25、桶的選型計算式中 Gz 注氨量最多的一間庫房蒸發(fā)器的注氨量，kg；?在該蒸發(fā)溫度下，液體制冷劑的比容，m3/ kg；0.7 排液桶允許充滿度。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可選用PYA-3.型的排液桶一臺，其中工作容積為3m3，可滿足設計要求。型號容積（m3）D重量PYA-339201376（6）空氣分離器的選型依據(jù)冷庫的規(guī)模，壓縮機標準工況制冷量在1160KW以下，凍藏回路選擇煙機牌KFA-32空氣分離器，參數(shù)如下表：型號公稱直徑mm換熱面積 m2L （mm）H（mm）重量kgKFA-32 32 0.45 1550 12047（7）集油器的選型壓縮機標準工況制冷量在230KW以下選桶身直徑159mm集油器一

26、臺。選用JY-150的集油器一臺，其技術參數(shù)如下：型號容器類別外形尺寸（mm）重量（kg）殼體直徑高JY-150MS-215940930（8）干燥器和過濾器的選型氨干燥器的選型選用YG-32的氨干燥器一個，其技術參數(shù)如下：型號公稱口徑（mm）外形尺寸（mm）重量（kg）寬高YG-323218018514氨氣過濾器的選型選用QG-65的氨氣過濾器一個，其技術參數(shù)如下：型號外形尺寸（mm）重量（kg）寬高QG-65450280555、制冷管道設計計算5.1、管徑的選擇（1）回汽管管徑的計算式中 dn 管子內徑，m；G 制冷劑流量，kg/s；氨氣的密度，取3.875kg/m3；制冷劑限定流速，取10

27、m/s。選用管徑為70mm的碳素鋼管5.2、管材的選用（1）材料氨管采用A10碳素鋼管；冷凝器的冷卻水采用鍍鋅鋼管；潤滑油管采用A10碳素鋼管。（2）壁厚式中 P 計算壓力，一般取試驗壓力的2/3或3/4，試驗壓力取1.2MPa；dn 管子內徑，mm；管子材料的許用應力，MPa；C 附加度，取1.5mm?；貧夤苓x用76mm×3.5mm的A10碳素鋼管。5.3、管道的伸縮和補償對于普通無縫鋼管，<31，所不需要熱補償。5.4、管道的隔熱管道隔熱層的最小厚度可按公式計算。式中 t內 管道內制冷劑的溫度，；t外 隔熱層外表面周圍空氣的溫度，；t表 隔熱層表面溫度，；2 隔熱材料的導熱

28、系數(shù)，選用硬質，聚醚型聚氨酯泡沫塑料，取0.031W/m·K；2 管外側隔熱層外表面空氣的放熱系數(shù)，取8.141W / m2·K；d外 管子外徑，m；D 包隔熱層后的外徑（D= d外+2），m；于是，隔熱層的厚度為。6、風管設計6.1、均勻送風管的設置采用圓形均勻送風管，布置在冷藏間中央走道上方，噴嘴布置在風道的兩側。根據(jù)規(guī)范，噴嘴的間距為2m，根據(jù)冷藏長20m，則分為10個不同矩形截面，每個截面布置兩個噴嘴，如下圖所示（1）設計每個風口流量為1000m3/h, 每個斷面送風L0=2000m3/h則總共送風量約為 而冷風機額定風量19980m3/h，二者相近符合選擇要求擬定

29、風口平均流速4.5m/s，孔口流量系數(shù)取=0.6，空氣密度取1.2kg/m3每個出風口的面積大約為噴嘴直徑為側孔靜壓流速為側孔應有靜壓（2）按的原則設定,求出第一側孔前管道斷面1的截面面積A1設斷面1處的空氣流速則，取斷面1動壓斷面1直徑 斷面1全壓斷面1面積（3）計算12的阻力, 管段12的摩擦阻力：根據(jù)風量L=9×2000=18000m3/h ，D1=1.33m查空氣調節(jié)7-2圖表得，局部阻力：查空氣調節(jié)表7-3得,斷面2全壓（4）計算斷面2直徑：斷面2的動壓：斷面2流速;斷面2直徑;斷面2面積同理可分別計算其余管道參數(shù)列于下表表6-1管道參數(shù)表斷面風量 Q （m3/h）流速v （m/s）動壓Pd（Pa）靜壓Pd（Pa）比摩阻 Rm （Pa/m）長度l（m）沿程阻力損失（Pa）局部阻力系數(shù)局部阻力 損失（pa）全壓（pa）斷面直徑（m）斷面面積 （m2）1199804.59.6033.8-2-43.401.331.332179803.758.4633.80.0920.180.1000.9642