果蔬肉类45T冷库设计.docx

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果蔬肉类45T冷库设计

果蔬-肉类45T冷库设计

果蔬、肉类45t冷库

设

计

说

明

书

班级2014级制冷与空调技术班

学号:

20140132049

姓名：

谭安鸿

指导老师：

邓锦军

设计时间：

果蔬、肉类45t冷库设计

一、工程概况

根据市场的需求将在内蒙古地区顺发批发市场建造一个小型风冷式冷库，共有三库：

其中一库为高温冷藏库，冷藏食品为蔬菜和水果类，库温5℃，库存量20t；另一个也为高温冷藏库，冷藏食品为蛋和乳制品，库温-2℃，库存量10吨；还有一个为低温冷藏库，冷藏食品为冻牛肉，库温-23℃，库存量20吨。

其货源来自周边各供应商。

冷加工流程：

接到货物后将其分类冷藏，其中果蔬进库温度为20℃，出库温度为4度；蛋类乳制品进库温度为20℃，出库温度为5℃；冻牛肉进库温度为5℃，出库温度为-15℃。

所有冷藏商品出库后销售给市场各个商户。

二、确定冷库尺寸及平面布置

式中，，ρ——冷藏食品的密度，单位为kg/m3；

η——容积利用系数，土建冷库取0.4，装配式冷库取0.6；

G——冷藏库的储藏量，单位为kg；

V——冷藏库容积，单位为kg/m3；

根据上述公式可计算出冷库库容，详见表2-1所示。

表2-1：

库容

序号

名称

平均密度（kg.m3）

库容m3

库存量/吨

日进货量吨

冻牛肉

400

58.33

1.6

新鲜果、蔬

230

79.71

0.8

装箱鲜奶及鲜蛋

300-230

77.78

1.2

本冷库采用常见的装配式冷库库材库板选用聚氨酯硬质发泡，库门选用平移的，其型号、规格、厚度详见表2-2所示。

表2-2：

库板材料

型号

库体尺寸

库容/m3

库板厚度/mm

库门尺寸m

数量

ZL65S

8.1x3.6x2.6

150

0.8mx1.8m

1间

ZL-80S

9.9x3.6x2.6

100

0.8mx1.8m

2间

根据用户用途情况和实际的使用情况其库房的建造设计图如2-1所示。

图1-1冷库平面设计图

冷库建筑不同于一般建筑由于库内外的温差很大，它要求维护结构有较好的隔热性能，和严密的隔蒸汽性能，根据要求冷库结构气密处理情况如图2-2所示。

图2-1冷库结构气密处理示意图

三、库内外计算温度的确定

库内计算温度tn（即库温）是由食品冷加工工艺条件、食品种类、储藏期限及技术经济分析等确定的。

对于生鲜水果、蔬菜、鲜蛋、鱼、肉禽等食品库温个不相同，详细参数详见表2-1。

表3-1库内温度

序号

冷间名称

室温/℃

相对湿度（%）

适用食品范围

设计温度（库温）

冷却物冷藏间

-2～0

0～-5

80～85

90-95

鲜蛋

乳制品

-2℃

冷却物冷藏间

0～+2

-1～+1

+2～+4

90～95

85～90

苹果、鸭梨等大白菜、葱头菠菜等

土豆、橘子、荔枝等

5℃

冻结物冷藏间

-15～-20

-18～-23

58～90

90～95

冻肉、禽、兔、等

冻鱼、冻虾等

-23℃

库外计算温度tw应考虑当地最恶劣气候条件时的温度，但也要考虑选用制冷设备的经济性，在计算时，应以国家有关冷库规范中查取的数据作为库外计算温度。

该冷库所在地是内蒙古，库外温度取28℃。

四、耗冷量计算

首先确定冷库所在地内蒙古的环境温度取28℃，并取库板外壁的对流换热系数为8W/（㎡•K）。

库内因准备采用冷风机作蒸发器，取对流换热系数为23W/（㎡•K）,高温库板厚δ=100mm，低温库板厚150mm，传热系数λ=0.027W/（m•K），则库板综合传热系数为

=0.27W/（㎡•K）

则低温库外表面温度

℃

内蒙古的相对湿度最高取为64%，则可查得露点温度为20.5℃，则外表面温度确定高于露点温度。

同样计算高温库外表面温度为

℃

同样高于露点温度。

1.维护结构传热计算

因为冷库准备顶上设凉棚，四周设遮阳，所以计算时可以不考虑太阳辐射热引起的渗入热量。

渗入热量仅为库内外温差渗入的热量。

冷藏库渗入热计算式：

式中，

——库外计算温度，对呼和浩特地区，根据冷库设计规范取=28℃；

——库内设计温度，5℃

——冷藏库的总面积，因冷藏库有一内墙与蛋乳类高温冷藏库相邻，可略去它的传热量。

果蔬、蛋乳和肉类的三个冷藏库的传热计算分别见表4-1、4-2、4-3

表4-1果蔬高温冷藏的传热计算

项目

前板面积

左侧面积

右侧面积

后板面积

顶板面积

底板面积

总传热量

板面积/m3

9.36

25.74

9.36

35.64

温差/℃

传热系数/w/（㎡.k）

0.27

换热量/w

58.13

159.84

58.13

221.32

718.74

表4-2蛋乳高温冷藏库的传热计算

项目

前板面积

左侧面积

右侧面积

后板面积

顶板面积

底板面积

总传热量

板面积/m3

9.36

25.74

9.36

35.64

温差/℃

-24

传热系数/w/（㎡.k）

0.27

换热量/w

75.82

208.50

-159.85

75.82

288.68

777.65

表4-3肉类低温冷藏库的传热计算

项目

前板面积

左侧面积

右侧面积

后板面积

顶板面积

底板面积

总传热量

板面积/m3

9.36

21.06

9.36

29.16

温差/℃

传热系数/w/（㎡.k）

0.27

换热量/w

128.88

130.78

289.99

128.88

401.53

1481.59

总的渗入热为781.74+777.65+1481.59=2977.98W≈3.0KW。

2.食品传热计算

传热计算式：

/3600

式中，

——冷库存储量，单位为kg/d；

——食品进冷库时的比焓；

——食品降温后的比焓。

将相关数据代入计算式，结果如表4-4。

表4-4食品传热计算

库名

日进货量（kg/d）

进库焓（kj/kg）

冷冻后焓（kj/kg）

食品热/kw

果蔬库

1600

400

290

2.03

蛋乳库

800

385

252

1.23

肉类库

1200

342

4.6

4.68

3.食品呼吸热计算

食品呼吸热公式：

（mz-m）φ2

式中：

φ1---货物冷却初始温度

φ2---货物冷却终止温度

m----冷却物冷藏间的冷藏质量

Mz---冷藏物的日进货量

将相关数据代入计算式，得出结果如表4-5。

果蔬名称

库容/吨

初始温度

终止温度

呼吸热/kw

苹果

3.07

马铃薯

1.35

4换气热

对于蔬菜、水果和蛋类的冷藏库，需要定时换气，现认为每天换气次数为3次，则换气热（单位为KW）为

式中，

——冷藏库的容积，单位为m³；

——冷藏库每昼夜所需的换气次数，取3次；

——冷藏库空气的密度，单位为kg/

；

——库外新鲜空气比焓，单位为kj/kg，按规定应采用夏季通风温度、相对湿度时的比焓；

——冷藏库中空气的比焓，单位为kj/kg。

计算结果见表4-6。

表4-6换气次数计算结果

库名

库内容积/m³

空气密度/（kg/m³）

库内空气质量/kg

换气次数

室外空气/焓（kj/jg）

冷却后空气焓/（kj/kg）

换气热/kw

果蔬库

79.71

1.15

55.2

112.7

0.30

蛋乳库

77.78

1.15

65.55

112.7

0.29

总的换气次热

=0.30+0.29=0.59KW

5.操作热计算

对于操作热，包括动力热量、照明热、工人操作热量和开门渗入热，由于冷库系统还没有选配，因此很难确定其相关的数据，因此采用近似算法，即

这里取=0.4×（2.95+0.59）=3.54KW。

总的传热计算见下表4-7

表4-7总的热流量计算

库名

ΣQ

果蔬冷藏库

0.72

1.12

0.30

1.00

1.67

5.8

蛋类冷藏库

-2

0.78

1.00

0.29

1..27

0.75

4.9

肉类冷藏库

-23

1.45

4.37

1.27

8.4

6.冷却设备负荷和机械负荷计算

冷藏库冷却设备负荷的计算式：

QS=P（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）

式中，

——安全系数，=1.1～1.5。

，这里确定安全系数为1.2。

机械负荷计算式：

式中，

——维护结构渗入热季节修正系数，取1；

——食品热折减系数，通常冷却物冷藏间取0.3～0.6，冻结物冷藏间取0.5～0.8，这里的3个冷库全部取0.6；

——同期换气系数，宜取0.5～1.0（一般每日换气次数越多取值越小），这里取0.8；

——冷间操作热折算系数，对于只有一个库房的取1,2～4个库房的取0.5,5个库房以上的取0.4，这里只有3个库房，取0.5；

——制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，直接冷却系统=1.07，间接冷却系统=1.12，这里取1.07。

冷却设备负荷计算结果将作为冷却设备（冷风机）的心中依据，机械负荷将作为压缩冷凝机组的选择依据，

计算结果如表4-8所示。

表4-8冷却负荷和机械负荷的计算汇总

库名

汇总

果蔬冷藏库

0.72

1.12

0.30

1.00

1.67

5.8

5.15

9.53

蛋乳冷藏库

0.78

1.00

0.29

1..27

0.75

4.9

4.38

肉类冷藏库

1.45

4.37

1.27

8.4

7.59

汇总

19.1KW

17.12KW

五、制冷设备的选型

1.冷却设备的选型

本冷库的三个库房都选择冷风机为冷却设备。

现已计算出三个冷库的冷却设备负荷分

别为：

果蔬库5.8KW，蛋乳库4.9KW，肉类库8.4KW。

根据冷却设备负荷选择长沙冰利制冷设备有限公司生产的DL和DD系列风机。

果蔬库选择DL-3.2/15型号的风机一台（额定制冷量3.2KW）,蛋乳库选择DL-3.2/15型号的风机一台（额定制冷量3.2KW），，肉类库选择DD-7.4/40型号的风机一台（额定制冷量7.44）三种冷风机全部采用电加热融霜方式。

相关参数见表4-1、风机外形见下图4-1，4-2。

表5-1DD/DL型冷风机技术参数

型号

制冷量

冷却面积

排管容积

dm3

风机

融霜

电热器

风量

m3/h

直径

Φmm

射程

电机功率w

功率

电压

DD-5.6/30

5.62

8.3

6000

400

2×250

4.8

220

DD-7.4/40

7.44

11.1

6000

400

2×250

4.8

220

DD-11.7/60

11.72

16.5

12000

500

2×250

7.2

220

图5-1DL型冷却器外形图5-2DD型冷却器外形

2.冷凝机组的选型

前面已经计算得到高温冷藏库的总的机械负荷为9.53KW，低温冷藏库的总的机械负荷为7.95KW。

根据

（冷凝器传热系数），并选择b=0.6，则高温库压缩冷凝机组的制冷量应为

=9.53/0.6=15.88KW，低温库压缩冷凝机组的制冷量应为

=7.59/0.6=12.65KW。

可以选择某厂生产的HM-4PCS-15.2/FL、HM-4NCS-20.2/FL型风冷机组，其名义制冷量是12KW、20KW。

相关参数见表5-2，冷凝机组见图5-3。

表5-2HM-4NCS-12.2/FL型风冷机组技术参数

机组型号

压缩机型号

制冷量

接管规格

外形尺寸（㎜）

风机类型

数量/台

排气管

回气管

HM-4PCS-15.2/FL

4NCS-15.2

11/8（28）

15/8（42）

631×306×385

外转子

HM-4NCS-20.2/FLL

4VCS-20.2

11/8（28）

11/8（42）

图5-3HM-4NCS-152.2/FL型风冷机组外形

3.膨胀阀的选型

因为要与风机相配合，所以应该按照冷风机的制冷量选配膨胀阀，果蔬库冷风机制冷量3.14KW，蛋乳库冷风机制冷量2.07KW，肉类冷风机制冷量7.09KW，该设计高温冷藏库采用T系列的膨胀阀，查T系列的热力膨胀阀的型号、规格及主要参数，确定果蔬库的膨胀阀采用外平衡TX2型，蛋乳库的采用外平衡TEX2型，肉类库膨胀阀采用外平衡TEX5-7.5X2型。

相关参数见表5-3，外形见图5-4，5-5.。

表5-3TEX5-3、TEX5-7.5X2型技术参数

型号

压力平衡方式

毛细管

接口尺寸

N系列-40至+10℃

1/4in.6mm

进口in

出口mm

带mop

TX2

内平衡式

1.5

3/8*1/2

10*12

068Z3224

TX2

内平衡式

1.5

3/8*1/2

10*12

068Z3224

TEX2

外平衡式

1.5

3/8*1/2

10*12

068Z3225

图5-4TX2型外形图5-5TEX2型外形

4电磁阀选型

因本系统选用的是风冷系统，且用一个机组，故要选用电磁阀来控制制冷量，供液电磁阀3个和回液电磁阀2个详细参数及外形详见下表5-4电磁阀参数及图5-6电磁阀外形

表5-4电磁阀参数

型号

接口尺寸

孔径

最高压力差

安全工作压力

KV因子

名义制冷

数量

1064/3

3/8Flare

6.5

0.800

14.50

1064/3

3/8Flare

6.5

0.800

14.50

1064/3

3/8Flare

6.5

0.800

14.50

图5-6电磁阀外形

5.温度控制箱选择

本冷库是两个高温库和一个低温库，高温库选用一机两库温控箱，低温库选用一机一库温控箱，温控箱的技术参数和外形见下表5-5，图5-7所示。

表5-5温度控制箱技术参数

型号

工作电压

温度控制范围

温度精度

传感器类型

工作温度

控制化霜器最大容量（KW）：

控制风机最大容量（KW）：

ECB-30

220VAC

-40~+50℃

±1℃

-5℃～60℃

5.5、7.511

MTC-6000

220VAC

-50℃～50℃

NTC（10KΩ/25℃，B值3435K）

图5-7一机两库控制箱图5-8一机一库ECB-30控制箱

六.附件

1.制冷系统原理图

2.电气控制原理图

（1）高温库电气控制原理图，

（2）低温库电气控制原理图。

3.冷库平面布置图

4.设备材料明细表

表6-1设备材料表

冷库设备材料表

（1）

项目名称

装配式冷库

规格尺寸

9.9m*3.6m*2.6m

冷藏温度

5℃/-2℃/-23℃

外型材料

双面彩钢板

保温材料

高密度聚氨脂（双面彩钢板）

制冷剂

R22

库数

3个

项次

品名

规格

数量

单位

单价（元）

小计

备注

一.

库体

双面彩钢板（PU）

S=100mm

297

平方

123.00

36531.00

按库体外围尺寸计算

S=150mm

119.16

平方

123.00

14656.69

冷库平移门

800*1800

扇

1650.00

4950.00

冷库门全套铝合金铰链

电线电缆及照明

套

1500.00

4500.00

国标多股铜芯线

密封件及密封材料

套

800.00

2400.00

冷库专用密封胶

库灯

套

50.00

250.00

冷库专用防潮灯

保温管扎带，吊钩

套

500.00

1500.00

吊顶附件

二.

制冷系统

0.00

都灵风冷机组

4NCS-20.2

台

7800.00

都灵风冷机组

制冷风机

DD-7.4/40

台

4200.00

浙江凯迪

DL-3.2/15

台

3500.00

7000.00

系统连接管道

套

1500.00

4500.00

铜管

制冷阀件

套

600.00

1200.00

丹麦丹佛斯膨胀阀

制冷剂

R22

瓶

700.00

F22

制冷配件

套

800.00

2400.00

冷库截止阀及各铜质连接

三.

电控系统

台

800.00

1600.00

微电脑数字温控显示

合　计

￥:

94987.69

七.设计总结

冷库是食品冷冻加工、储存与流通的重要设施，在国民经济中占有重要地位。

我国的冷冻冷藏行业经过几十年的发展已经形成比较完整独立的工业体系，并成为我国食品流通领域冷冻冷藏行业现状及发展趋势支柱产业之一，对促进畜牧业生产、出口创汇及繁荣市场等做出了重大的贡献。

特别是改革开放以来，消化和吸收国外先进技术与设备，促进了我对冷冻冷藏行业的进一步发展。

本次设计历时一个多月，在组员的共同努力下，我们完成了45t的冷藏专用库，。

此次涉及分为资料整理、制冷方案的确定冷负荷计算和设备选型四个阶段。

由于专业教学的侧重点缘故，我们对于冷库基础知识储备存在一定的空缺，在设计过程中暴露了不少问题。

例如冷库吨位的计算与理解以及设备选型等问题。

但通过与同学、指导老师的积极交流，问题很快得到了解决，在此表示深切的感谢。

随着时间的推移，专业冷库课程设计已接近尾声，它为我们的学习有个圆满的句号。

通过本次冷库设计，加深了我们对专业知识及专业研究范畴的认识，有益地增强了自信心和成就感，并很好地锻炼了我们的团队合作精神，同时完善了我们收集信息和整理信息的能力，也增强了我们对以后工作的信心和决心。

总之，这次专业冷库设计让我们感到受益匪浅。

由于设计组员水平有限，设计中难免有疏漏和错误之处，恳请老师不吝赐教，以便知识储备的有益积累，为以后的社会工作做好铺垫。

八、参考文献

[1]采暖通风与空气调节设计规范

[2]冷库设计规范

[3]制冷工艺设计

[4]冷库建筑

[5]冷库及冷藏技术

[6]制冷空调设备产品样本

[7]冷藏库制冷设备安装与试运转

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