某冷库设计说明书解析.doc

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1、 冷库设计说明书目录一、冷库贮藏能力计算 2 二、冷负荷计算 2 1.围护结构热流量1 22.货物热流量2 43.通风换气热流量3 54.电动机运转热流量4 5 5.操作热流量5 5三、冷却设备负荷 6四、机械负荷 7五、参数确定及压缩机选型 7 1.蒸发温度7 2.冷凝温度 7 3.压缩机的选型 8六、 蒸发器冷凝器选型计算 9 1.蒸发器U型顶排管计算 9 2.冷凝器的选型10七、 其他辅助设备的选型 11 1.中间冷却器的选型计算 11 2.高压贮液器的选型计算 12 3.油分离器的选型计算12 4.低压循环桶的选型计算 13 5.排液桶的选型计算 14 6.氨泵的选择 14 7.集油器

2、的选择 15 8.空气分离器的选型 15八、节流阀的选型计算 15 1.手动节流阀 152.自动液位控制器 15九、制冷系统灌氨量15十、 管径的确定16十一、 参考文献18十二、设计心得19一 、冷库贮藏能力计算冷藏间贮藏吨位： 其中： G 冷库贮藏吨位（或冷库计算吨位）， t ；V1 冷藏间或冰库的公称容积， m3 ； 冷藏间或冰库的体积利用系数；食品的计算密度， kg/ m3 ；见制冷工艺设计P10表1-3所设计的冷库，其中一间冻结物冷藏间尺寸：长46m，宽26m，净高4.8m则V=46264.8=5740.8m3 则V=25740.8=11481.6m3，查制冷工艺设计 P10表1-4

3、，得=0.60食品的计算密度， 查制冷工艺设计P10表1-3，分割肉的密度，得=650 kg/ m3 =4477.824 t二、 冷负荷计算1.围护结构热流量1 确定传热系数K：查制冷工艺设计附表10，水泥砂浆的=0.93W/(m )，砖墙=0.81W/(m )，聚氨酯=0.031W/(m )，钢筋混凝土=1.55W/(m )，稻壳=0.151W/(m )查附表11，一毡二油的热阻R=0.026/W查表1-8，各面围护结构外侧表面传热系数=23W/(m )，及各面围护结构内侧表面传热系数=8W/(m )传热系数： 其中：围护结构外侧表面传热系数。围护结构内侧表面传热系数。围护结构厚度，单位m。

4、 那么1=KAa（tw-tn）其中：围护结构传热面积。 围护结构内外侧温度。 a围护结构两侧温差修正系数，查制冷工艺设计P10表1-7（1）外墙的热流量： 传热系数： 外墙厚度d=203370150=580=0.58m 外墙高度h=(200+6+20+60+1500+120)+4800=6706=6.706m那么一间冻结物冷藏间的外墙面积A=（262460.582）6.706=665查制冷工艺设计P10表1-7 ,a=1.05查附录8，得唐山市夏季空气调节日平均温度28为库房温度-201a=KAa（tw-tn）=0.1816651.05(2820)=6066.4W（2） 屋顶的热流量： 传热系

5、数:屋顶面积A=（26+0.58）（46+0.582）=1253.5查附录8，得唐山市夏季通风温度29查制冷工艺设计P10表1-7 ,a=1.151b=KAa（tw-tn）=0.0981253.5(29+20)1.15=6922.2W(3) 地坪热流量： 传热系数:地坪面积A=（26+0.58）（46+0.582）=1253.5查附录8，得唐山市夏季通风温度29查制冷工艺设计P10表1-7 ,a=0.701c=KAa（tw-tn）=0.1471253.5(29+20)0.70=6320.3W综上，围护结构热流量为1=1a+1b+1c=6066.4+6922.2+6320.3=19308.9W2

6、.货物热流量2货物热量应按下式计算 ： 2=2a2b2c2d其中： 2a 食品放热量。 2b包装材料和运载工具热流量。 2c食品冷加工过程的呼吸热 2d食品冷藏过程的呼吸热对于上式，仅鲜水果、鲜蔬菜冷藏间需计算2c、2d，此冷库冷藏肉类、水产品，只需计算食品热量及包装材料和运载工具热量。冷间每日进货量m，按该冷间的计算吨位的515，计算取10 则m=223.8912 t 2=2a2b2c2d t1：从外库调入本库的冻结物温度按1015，设计取t1=10，查附表12，猪 肉， h1=28.9KJ/ t2：货物在本库终止降温温度，宜取该冷间设计温度，为t2=20, 查附表12，h2=0KJ/ t：

7、冷加工时间t=24h cb：包装材料或运载工具的比热容，查表110，取铁皮，0.42 Bb：货物包装材料或运载工具质量系数，查表19，取冷藏，0.1那么，2=75978W3. 通风换气热流量3在冷间中，由于水果、蔬菜等活性食品在冷藏期间需要不断进行“需氧呼吸”，在呼吸过程中系数氧气，放出二氧化碳、乙烯等气体和水分，因此需要定期通风换气。而本库贮藏肉类，不需要通风换热，所以3=0 W4. 电动机运转热流量4有些电动设备在冷间的冷加工全过程中可以连续运转，如冷风机，需要计算电动机连续运转的热流量，而本冷库冷间不设此类设备，故4=0 W5.操作热流量5货物热量应按下式计算 ： 5=5a5b5c =

8、其中： 5a 照明热流量 5b开门引起的热流量 5c操作人员热流量 d每平方米地板面积照明量,冷藏间取2.3W/ Ad冷间地板面积 Vn冷间公称容积 nk每日开门换气次数，按制冷工艺设计P21，图14取1 nk门樘数，取1 、冷间内，外空气的含热量，查附表9 当20，=90时，hn=18.380KJ/， 当28，=80时，hw=77.037KJ/ 空气幕效率修正系数，可取0.5，本设计不设空气幕，则取1 冷间空气密度，查表113，当20时，为1.359/m3 每日操作时间系数，按每日操作计 操作人员数，设计要求为5人 r每个操作人员产生的热量（冷间设计温度高于或等于时279W；冷 间设计温度低

9、于时,取395W），设计取395W 5=5a5b5c = =34015.2W三、 冷却设备负荷 冷却设备负荷是作为选择冷间冷却设备（冷却排管或冷风机）所需能量的依据。S=1P2345 S冷却设备负荷 1围护热结构传热量 2货物热量 3通风换气热量 4电动机运转热量 5操作热量 P负荷系数（冷却间和冻结间P取1.3，其余冷间取1），取1一间冷间设备负荷S=1P2345 =19308.9+175978+0+0+34015.2=129302W四、 机械负荷 机械负荷不同于冷间冷却设备负荷，因为冷却设备负荷是按最不利的生产条件计算的，而在实际生产中各种最不利的因素同时出现的概率很小。故计算机械负荷时应

10、对各种热量加以修正，使其既满足冷库全年生产的要求，又要充分考虑冷库常年经营费用，为选择压缩机和设备提供可靠的理论依据。 j=（n11n22n33n44n55）R式中 围护结构传热量的季节修正系数，查表112，8月份取1 货物热量的机械负荷折减系数，冻藏间0.50.8，取0.6 同期换热系数 冷间用的电动机同期运转系数 冷间同期操作系数，查表114，2间冻藏间，取0.5 制冷装置和管道等冷耗补偿系数，一般直接冷却系统取1.07，间接冷却系 统取1.12，取1.07j=（n11n22n33n44n55）R=（119308.9+0.675978+0+0+0.534015.2）21.07=175273

11、W五、参数确定及压缩机选型1. 蒸发温度 蒸发温度取决于被冷却环境或介质的温度，设计的直接冷却系统，蒸发温度比库房温度低10，所以tz=2010=302. 冷凝温度 +ttl冷凝温度t1冷凝器进水温度，设计已知，29t2冷凝器出水温度，卧式冷凝器的t2=t1（46），取t2=t16=35t温差，水冷式氨制冷系统中，；一般取57，取5所以，冷凝温度+5=373. 压缩机的选型计算 查附表1 当tz=30时，蒸发压力Pz=119.9 KPa 当tl=37时，冷凝压力Pl=1431.5 KPa 则氨系统压力比Pl/Pz=11.98,所以选择双级压缩系统 在北方，压缩机容积比=1/3（1） 根据蒸发温

12、度tz=30，冷凝温度tl=37，容积比=1/3，查图2-1,得中间冷却温度 tzj=2（2） 根据蒸发温度tz=30，查表2-2，吸气温度tx=19（3） 根据中间冷却温度确定过冷温度tg=24=6（4） 根据蒸发温度tz=30和中间冷却温度tzj=2，查图2-5得低压级压缩机的输气系 数=0.76（5） 根据吸气温度tx=19，查压焓图，吸气焓值h2=1450KJ/，再根据蒸发压力，根 据压焓图查得吸气比容v2=1.0m3/kg,根据过冷温度tg=24=6，查附表1，得节流之 后的焓值h5=227.841KJ/ 根据课本P38公式， 则低压级压缩机理论输气量=679m3/h 选择低压级压缩

13、机。根据计算出的低压级压级理论输气量，查表2-9，选1台4AV12.5， 其输气量为283m3/h，和1台6AW12.5，其输气系数是424.5m3/h，低压级实际总输 气量为707.5m3/h，可以满足。（6） 选择高压级压缩机。根据容积比=1/3，和实际输气量707.5m3/h，查表2-9， Vg=Vd/3=(707.5/3)m3/h=236m3/h 选一台8AS10压缩机作为高压级，其实际输气量253.6m3/h实际选择1台4AV12.5和1台6AW12.5压缩机作为低压级压缩机，1台8AS10作为高压级压缩机，形成一组配组双级机。六、蒸发器冷凝器的计算1.蒸发器U型顶排管计算 （1）冷

14、却面积 A= A 冷却设备的传热面积 S冷却设备负荷 K冷却设备传热系数 t库房空气温度与蒸发温度之差（2） 传热系数K的确定 K=KC1C2C3 K光滑管在设计条件下的传热系数 K光滑管在特定条件下的传热系数，查表2-16，根据冷间温度20， 温差10，查得为6.86W/(m ) C1排管的构造换算系数，查表2-17，光滑U形顶排管，S/Dw=4，取1 C2排管的管径换算系数，查表2-17，光滑U形顶排管=1 C3排管的供液方式换算系数，查表2-17，光滑U形顶排管，氨泵供液，取1 所以K=KC1C2C3=6.86111=6.86W/(m ) 则冷却面积A=3770 （3）确定每间冷间的U型

15、顶排管 查表4-6，顶排管选择382.5的无缝钢管 1外表面积管长为8.40，则每间冷间需要的钢管长度L=8.4=15834m 设计管间距110，U型管上下管间距200冷间长度46m，设计单向管长取42m，则每根U型管长度l=422+R=84+ 0.1=84.314m，每间冷间总U型管根数：n=188根检验：分为4组布置，每组1884=47根，则每组长47110=5170=5.17m6（0.2+0.1）2=5.4m，设计合适，所以为了供液均匀，每间冷间U型顶排管分为4组，每组47根。2. 冷凝器的选型（1）双级压缩制冷循环的冷凝器的负荷的计算 l=qmg（h5h6）/3.6 l-双级压缩系统冷

16、凝器热负荷 qmg-高压级制冷剂循环量，单位kg/h h5、h6-制冷剂进、出冷凝器的比焓，查压焓图， h5=1620KJ/，h6=376KJ/ 根据配比的压缩机qmg=，v4是高压级吸气比容，查压焓图，v4=0.269m3/kg 高压级输气系数，查图2-3，根据冷凝温度37，用中间温度2代替蒸发温度，查得=0.82 qmg=773kg/h冷凝器热负荷 l=qmg（h5h6）/3.6=773（1620376）/3.6=267114 W（2）冷凝器传热面积的计算 A= A 冷凝器的传热面积，单位 l冷凝器的负荷，单位W K冷凝器的传热系数，单位W/(m ) ql冷凝器的热流密度，单位W/ t对数

17、平均温度差，单位 选用卧式冷凝器，查表2-25，取传热系数K=1000W/(m )，热流密度ql=4500W/ 则冷凝器传热面积A=59.4选择大连冷冻机厂一台卧式冷凝器，型号型，DWN-65，换热面积65七、辅助设备的选型计算1.中间冷却器的选型计算（1） 桶径的计算 dzj中间冷却器的内径，单位m 高压机的输气系数，为0.82 V高压级理论输气量，253.6m3/h w中间冷却器内的气体流速，一般不大于0.5m/s，取0.5m/s =0.3834m（2） 蛇形盘管传热面积计算 A= A蛇形盘管需要的面积 zj蛇形盘管的热流量, zj=qmd（h6h7）/3.6 td蛇形盘管的对数平均温度差

18、 K蛇形盘管的传热系数，按产品规定取值，无规定时，采用465580W/(m )， 取500 h6、h7冷凝温度、过冷温度对应的制冷剂比焓，查附表1 h6=375.851KJ/，h7=227.841KJ/ qmd=537.7 kg/h 那么，zj=qmd（h6h7）/3.6=537.7（375.851227.841）/3.6=22107W蛇形盘管的对数平均温差=14.31A=3.1根据dzj=0.3834m和A=3.1，同时满足的话，选择大连冷冻机厂的中间冷却器，型号为ZL3.5-00-00，实际冷却面积3.5，内径6002.高压贮液器的选型计算高压贮液器的体积按下式计算 V贮液器的体积，单位m

19、3qm制冷装置中每小时制冷剂液体的总循环量，773/hv冷凝温度下液体的比体积，查附表1，为1.7115103m3/kg贮液器的体积系数。公称体积为200110000m3，取1贮液器的液体充满度，一般宜取70 =1.9m3选择大连冷冻机厂，1台贮氨器，型号ZA2.0B，容积2.19m33.油分离器的选型计算 dy= dy 油分离器的直径，单位m 压缩机输气系数，双级压缩式为高压级压缩机是输气系数，0.82 V压缩机理论输气量，双级压缩式为高压级压缩机的 w油分离器内的气体流速，填料式宜取0.30.5m/s，其他的不大于0.8m/s dy=0.3031m选用大连冷冻机厂的1个洗涤式油分离器，型号

20、为YFA-65，外径D=325mm4.低压循环桶的选型计算（1）低压循环桶的直径的计算 dd= dd低压循环桶的直径，单位m 压缩机输气系数，双级压缩式为低压级压缩机是输气系数，0.76 V压缩机理论输气量，双级压缩式为低压级压缩机的 w低压循环桶内的气体流速，立式的不大于0.5m/s，卧式不大于0.8m/s 截面积系数，立式为1.0，采用卧式低压循环桶，取0.3 n低压循环桶其他进气口的个数，立式为1，卧式为2 dd=0.629m（2）低压循环桶的体积计算 根据制冷剂进出蒸发器的方式为下进上出，可作如下计算 V= V低压循环桶的体积，单位m3 Vq各冷间中冷却设备注氨量最大一间蒸发器的总体积

21、，单位m3 Vh回气管的体积，单位m3，回气管为1334.0的无缝钢管（见十、管径的确定）， 估计长度10m，则其体积Vh=12.271810=122.718升=0.123m3 tb氨泵由起动到液体自系统返回低压循环桶的时间，单位为h，一般可采用 0.150.2h，取0.15h qv一台氨泵的流量，单位m3/h，见下文氨泵的选择，流量5.65m3/h 一间冷间的冷却面积为A=3770/2=1885 根据表4-6，一间冷间需要排管长度L=18858.4=15834m 一间冷间排管的容量v=158340.853=13542.8升，即13.5m3低压循环桶的体积： V=5.17m3选择大连冷冻机厂1

22、台卧式低压循环贮液桶，型号DX-5容积5.0m35.排液桶的选型计算 体积V=V1/ V排液桶的体积，单位m3V1冷却设备制冷剂容量最大一间的冷却设备的总体积，单位m3，即一间冷间排管 容量13.5m3 冷却设备灌氨量的百分比，见表2-26，取50 排液桶液体充满度，一般取0.7V=V1/=13.550/0.7=9.6m3选择大连冷冻机厂，1台贮氨器。型号ZA-10，容积10m36.氨泵的选择（1）氨泵流量计算 qv=nxqzvz qv氨泵的体积流量，单位m3/h nx再循环倍数，根据冷库建筑规范，对于符合稳定、蒸发器组数较少、不易 集油的蒸发器的下进上出的供液系统，取34，取4 qz氨泵所供

23、同一蒸发温度的氨液蒸发量，单位kg/h，qz=3.6s/r(r是蒸发温度下 的汽化潜热kj/kg)，查附表1，蒸发温度30时，饱和液的比焓63.5629KJ/ ， 饱和气的比焓1422.86KJ/，则r=1422.8663.5629=1359.2971KJ/ qz=3.6s/r=3.6258604/1359.297=685kg/h vz蒸发温度下饱和氨液的比体积，单位m3/kg，查附表1，为1.4757103m3/kg qv=nxqzvz=46851.4757103=4.04m3/h一般氨泵的扬程可以满足五层以下的冷库要求，故对本冷库而言不需要校核其扬程根据qv=4.04m3/h，选择旅顺安全

24、阀厂，2台立式屏蔽氨泵，型号40P-40A，流量5.65m3/h7.集油器的选型1台4AV12.5的制冷量为122.01kW、1台6AW12.5的制冷量为183.596kW，则标准工况总制冷量为122.01+183.596=305.606kW，总制冷量大于200kW，宜选用D219集油器1台，对应大连冷冻机厂集油器型号是JY-200，容器类别：二。8.空气分离器的选型 选用四套管式空气分离器，总制冷量大于1100kW，选用大连冷冻机厂的四套管空气分离器，型号KF-32B。八、节流阀的选型计算1.手动节流阀冷凝压力Pl=1431.5 KPa,蒸发压力Pz=119.9 KPa,根据p=Pl -Pz

25、=1311.6KPa=1.3Mpa和制冷量305.606kW，查制冷工艺设计，表2-27，选择DN10型手动节流阀节流阀开启度为1/81/4，一般不超过一圈，开启度过大起不到节流作用。2.自动液位控制器 选择UKQ-40，用于控制正常液位。当液位降至下限时，发出要求供液的信号，当液位升至上限时，发出停止供液的信号。上、下限液位间距一般为60，控制点设在低压循环桶容积的1/3处。选择YZK，用于控制超高液位。超高液位控制器在液位升至上限（即当低压循环桶液位超高将引起压缩机湿行程）时，立即发出报警信号，并采取相应措施，确保安全。一般设在低压循环桶容积的2/3。九、 制冷系统灌氨量 根据表2-26，

26、计算设计灌氨量 冷凝器：型号型，DWN-65，换热面积65，冷凝器内钢管型号为383.0，总的长度 l=658.4=546m，钢管总体积5460.8042=439升=0.439m3， 冷凝器内部体积为5=5=1.924m3， 则贮氨总量为1.9240.439=1.485m3 则实际贮氨量：1.48515=0.223m3 中间冷却器：型号为ZL3.5-00-00，实际冷却面积3.5，内径600。 内部蛇形盘管直径是383.0，其体积为3.58.40.8042=23.6升=0.0236m3 中冷体积估算为0.322=0.57m3 则总贮氨量为0.570.0236=0.54m3 实际贮氨量0.543

27、0=0.163m3 洗涤式油分离器：型号为YFA-65，外径D=325mm 油分体积估算(0.325/2)2（1.1+0.114）=0.100m3 实际贮氨量0.10020=0.020m3 高压贮液器：2.1970=1.533m3 低压循环桶：5.030=1.5m3 两间U型顶排管：13.5250=13.5m3 系统总的贮氨量：0.2230.1630.0201.5331.513.5=16.939m3 根据表2-26，注的要求，氨液密度取650kg/m3 则制冷系统实际灌氨液的质量：65016.939=11010kg十、 管径的确定 dn=0.0188 dn管道内径，单位m v计算状态下制冷剂比

28、体积,单位m3/kg qm制冷剂质量流量，单位kg/h w制冷剂允许流速，单位m/s，由表4- 1低压吸气管吸气比容v2=1.0m3/kg，查表4-1，吸气管允许流速取15m/s，qmd=537.7 kg/hdn=0.0188=0.112m查4-6，回气管选择1334.0的无缝钢管。高压吸气管高压吸气比容v4=0.27m3/kg，查表4-1，高压吸气管允许流速取15m/s，qmd=773 kg/hdn=0.0188=0.070m查4-6，高压吸气管选择894.5的无缝钢管。低压排气管低压排气比容v3=0.35m3/kg，查表4-1，排气管允许流速取20m/s，qmd=537.7 kg/hdn=

29、0.0188=0.058m查4-6，低压排气管选择763.5的无缝钢管。高压排气管高压排气比容v5=0.11m3/kg，查表4-1，排气管允许流速取20m/s，qmg=773 kg/hdn=0.0188=0.039m查4-6，高压排气管选择452.5的无缝钢管。冷凝器至高压贮液器的下液管 查压焓图，离开冷凝器的高压液体比容v6=1.7115103m3/kg，允许流速取0.5m/s，qmg=773kg/h dn=0.0188=0.030m查4-6，回气管选择382.5的无缝钢管。高压供液管（贮液器到中冷的管道） 查压焓图，离开贮液器的高压液体比容v6=1.7115103m3/kg，允许流速取1.

30、5m/s，qmg=773kg/h dn=0.0188=0.018m查4-6，回气管选择252.0的无缝钢管。贮液器到节流阀的管道 查压焓图，离开贮液器的高压液体比容v6=1.7115103m3/kg，允许流速取2m/s，qmg=773kg/h dn=0.0188=0.015m查4-6，回气管选择222.0的无缝钢管。十一、参考文献制冷工艺设计 李建华 机械工业出版社 2007.10制冷原理与应用王志远 机械工业出版社2009.2冷库设计规范中华人民共和国住房和城乡建设部、中华人民共和国国家质量 监督检验检疫总局联合发布 2010-01-18发布大连冷冻机厂压缩机、冷凝器及附属设备等设备型号资料

31、十二、设计心得本次课程设计，让我们受益匪浅。首先，学到并应用了很多非常有用的知识。我们进行的是唐山市某地区分配性肉类冷库的设计，在设计过程中，我们经过了冷负荷计算，设备负荷和机械负荷的计算，主要参数的确定，设备的计算选型、绘制制冷系统原理图、平剖面图等步骤。不仅加深了对本课程制冷装置设计的主要知识的理解，更复习了制冷原理与设备、冷库建筑等科目的知识，在这次设计中，深刻的了解到了对一座冷库的设计并没有我们刚开始想象的这么简单，必须踏踏实实，认认真真。其次，培养了良好的团队合作与沟通能力。设计中，我们分工明确，相互配合，有条不紊的进行着，但是我们也遇到了很多困难，不过通过组内和组外间的探讨和研究，使设计更合理实际，同时也使我们明白很多东西通过自己的实践才能得到较好的答案。通过这两个星期的努力，终于完成了本次分配性肉类冷库的设计，虽然还存在很多问题，很多不合理的地方，但我们觉得，这次设计培养了我们良好的科学地设计与努力解决问题的能力，为以后学习工作上更复杂的设计奠定了良好的基础。 最后，感谢负责这次设计的李老师，感谢您耐心为我们解答疑问！2013年11月