冷食品库方案.docx
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冷食品库方案
毕业设计计算说明书
1.设计题目
成都市冷食品冷藏库
2.设计依据和基础资料
2.1设计依据
(1)《冷库设计规范》(GB50072-2001)
(2)《采暖通风与空气调节设计规范》(GBJ19-872001版)
(3)《冷库建筑施工图》
2.2设计基础资料
2.2.1原始数据
1)冷库库温按一层0℃;二层-23℃;三层0℃进行设计(温度要求自控),相对湿度按90%计算(湿度不要求自控)。
一层、三层变工况库温不小于0℃。
2)一、三层冷库贮鲜蛋,二层冷库贮藏冰淇淋(重度为535公斤/立方米)。
每天按8小时计各层冷库进货量按各层冷库冷藏吨位的5%计算。
冰淇淋入库温度为-15℃。
3)鲜蛋、冰淇淋均用纸箱包装。
4)最大班工作人数,30人(平均每层10人)。
5)要求冷库门设置风幕。
6)库内货物运输。
各层库房用电瓶叉车进行运输,叉车功率N=5.5KW。
7)冷却时间按24小时冷却到库温计算。
8)照明、通风换气按冷库常规进行设计选取。
2.2.2建筑资料
见冷库总体布置及主库和机房的有关建筑图,以及围护结构的组成、构造等说明。
2.2.3气象资料
采用成都市室外气象资料
夏季通风室外计算温度:
29℃夏季空调日平均温度:
28℃
夏季室外平均每年不保证50小时湿球温度:
26.7℃
最热月月平均相对湿度:
85%夏季通风室外计算相对湿度:
69%
3.设计内容
3.1方案设计
3.1.1估算耗冷量
1)冷藏间公称容积V1
按参考资料[1]3.0.1条
V1=S净·h净
其中:
S净——冷藏间或冰库的净面积(不扣除柱、门斗和制冷设备所占的面积)m2;
h净——房间的净高m;
用Excel计算V1:
各冷藏间公称容积
冷间编号
S京(m2)
净高m
公称容积m3
101
240.05
3.73
895.39
102
254.60
3.73
949.66
201
485.72
3.73
1811.74
301
494.65
3.80
1879.67
2)冷藏间贮藏吨位(或冷库计算吨位)G:
按参考资料[1]3.0.2条:
其中:
G——冷库计算吨位t;
V1——冷藏间或冰库的公称体积m3;
η——冷藏间或冰库的体积利用系数;(按参考资料[1]表3.0.3)
ρS——食品的计算密度kg/m3;(按参考资料[1]表3.0.5)
本设计冷库一、三层贮鲜蛋,库温为0℃;二层贮藏冰淇淋,库温为-23℃。
在计算冷库计算吨位时,冷藏间的公称体积应按库温、贮藏食品相同或相近分别进行相加。
高温库∑V1=895.39+949.66+1879.67=3724.72m3
低温库∑V1=1811.74m3
查参考资料[1]表3.0.3
高温库η=0.55低温库η=0.5
查参考资料[1]表3.0.5
冰淇淋ρS=535kg/m3鲜蛋ρS=260kg/m3
利用Excel计算G:
冷库计算吨位
冷间编号
V1(m3)
ρS(kg/m3)
η
G(t)
高温库
101
895.39
260
0.55
128.04
102
949.66
260
0.55
135.80
301
1879.67
260
0.55
268.79
合计
3724.72
532.63
低温库
201
1811.74
535
0.5
484.64
3)耗冷量估算
根据对各地高低温冷库的调查结果:
确定高温库标准工况下冷指标:
q0=100kcal/h·T=0.1163kw/t
上海江浦冷冻厂库温为-20℃,设计工况下冷指标为79kcal/h·t。
根据库温下降1℃,冷指标上升3%,确定低温库(库温-23℃)设计工况下冷指标:
q0=79×(1+9%)=86.11kcal/h·t
由此低温库(库温-23℃)设计工况下冷指标取q0=87kcal/h·t=0.1012kw/t
根据Q=q0·G
其中:
Q——冷库需冷量kw;
G——冷藏间吨位t;
q0——冷指标kw/t;
利用Excel计算G:
冷库需冷量
冷间编号
G(t)
q0(kw/t)
Q标况(kw)
高温库
101
128.04
0.1163
14.89
102
135.8
0.1163
15.79
301
268.79
0.1163
31.26
合计
532.63
61.94
冷间编号
G(t)
q0(kw/t)
Q设计(kw)
低温库
201
484.64
0.1012
49
3.1.2冷库制冷系统选择
1)由于冷藏库制冷系统制冷量较大,从经济的角度考虑,国内大中型冷库都采用NH3作工质,同时NH3还具有其它优点,如单位容积制冷能力较大,蒸发压力、冷凝压力适中,吸水性强,不溶于润滑油,对黑色金属无腐蚀作用,不破坏臭氧层,价廉,极易购得,因此广为冷库采用,本设计也采用NH3作工质。
2)制冷压缩机级数选择
对于高温库,制冷循环工质压缩比即PK/P0≤8,可采用单级压缩式制冷循环,可选择单级活塞式压缩机或螺杆式压缩机。
对于低温库,库温为-23℃,因此蒸发温度较低,PK/P0>8,采用双级活塞式压缩机或螺杆式压缩机。
对于既有低温库又有高温库的冷藏库,可采用螺杆式压缩机或双级活塞式压缩机带两个蒸发温度;或者用单级活塞式压缩机带高温库,用螺杆式或双级活塞式压缩机带低温库。
3)冷库的各个库房温度不同,制冷系统采用混联式,某些设备能互为备用。
3.1.3制冷主机及辅助设备的选择
方案一:
采用螺杆式压缩机带两个蒸发温度的氨泵循环系统
1)压缩机的选择
查参考资料[2]成都市室外湿球温度tS=26.7℃
冷凝器冷却水进水温度tS1=tS+△tS参考资料[3]
对于机械通风冷却塔△tS=4℃参考资料[3]
tS1=26.7+4=30.7℃
冷凝器冷却水出水温度tS2=tS1+△t参考资料[3]
对立式冷凝器△t=3℃参考资料[3]
tS2=30.7+3=33.7℃
冷凝温度℃参考资料[4]
℃
根据参考资料[1]6.2.6条
高温库冷却设备选用冷风机,低温库冷却设备选用排管
蒸发温度t0=t-△t参考资料[2]
其中:
t——冷藏库库温℃;
△t——冷间冷却设备计算温差,根据参考资料[1]6.2.11条,冷风机△t=7~10℃,排管△t<10℃;
高温库:
t0=0-8=-8℃
低温库:
t0=-23-7=-30℃
查参考资料[2]表4-4
h5=1752.11kJ/kgh3=676.95kJ/kgh7=1722.89kJ/kg
氨单级压缩机制冷量设计工况与标准工况换算系数A=1.264
参考资料[5]表4-10C
=1.264×61.94=78.3kw
kg/s
kg/s
根据热平衡:
0.073×1752.11+0.047×1722.89=(0.073+0.047)
=1740.83kJ/kg
查lgP-h图t1,=-18℃
考虑5℃过热t1=-18+5=-13℃
查lgP-h图=1.04m3/kgh2=2195kJ/kg
所需实际排气量
=(0.073+0.047)×1.04=0.1248m3/s
选择大连冷冻机厂:
一台JZKA16设计工况制冷量95.3kw,理论排气量553m3/h
一台JZKA12.5C设计工况制冷量50kw,理论排气量263m3/h
压缩机实际排气量
m3/s
压缩机选择合适
冷库负荷大时,同时启动两台压缩机共同用于高低温库,JZKA12.5C型压缩机用于低温库,JZKA16型压缩机用于高温库;负荷减小时,只启动JZKA16型压缩机用于高低温库;负荷较小时,只启动JZKA12.5C型压缩机用于高低温库。
2)冷凝器、冷风机选择
(1)确定冷凝器形式
立式冷凝器占地面积小,一般设在室外的冷却水池之上,清洗方便,对于水质要求不高,但水源水量应充足,循环量较大,适用于水源充足、水质较差的地区,考虑成都市的实际情况,用立式冷凝器比较合适,因此选择立式冷凝器。
(2)选择冷凝器
参考资料[5]
其中:
——压缩机在设计工况下的制冷量kw;
QK——冷凝器热负荷kw;
查压缩机样本性能曲线得=95.3+50=145.3kw
kw
参考资料[5]
其中:
A——冷凝器传热面积m2;
qK——冷凝器单位面积热负荷kw/m2
qK=3300w/m2=3.3kw/m2参考资料[2]表4-11
m2
考虑10%的富裕量A‘=(1+10%)×A=70.4m2
选择大连冷冻机厂立式冷凝器LN-35型2台
参数:
蒸发面积34.8m2直径500mm
(3)选择蒸发器
高温库:
由调查资料所得
冷风机传热面积/冷藏间净面积=1:
1
低温库:
由参考资料[2]
冷却排管传热面积/冷藏间净面积=1:
0.5
传热面积汇总表
冷间编号
冷藏间净面积(m2)
冷风机排管传热面积(m2)
101
240.05
240.05
102
254.6
254.6
201
485.72
242.86
301
494.65
494.65
选择大连冷冻机厂冷风机
冷风机选择汇总表
冷间编号
冷风机型号
冷却面积(m2/台)
台数
风量(m3/h)
配用电动机
101
LPLC-280
280
1
24000
2台YT100L1-23kw/台
102
LPLC-280
280
1
24000
2台YT100L1-23kw/台
301
LPLC-280
280
2
48000
4台YT100L1-23kw/台
(注:
选择时考虑了一定的富裕量)
排管:
根据参考资料[2]表4-27
光滑U型直式顶排管长度A=16m总根数34冷却面积65.62m2
选择四组总传热面积65.62×4=262.48m2(考虑了一定富裕量)
3)其它辅助设备的选择
(1)高压贮液器
此设备用来贮存来自冷凝器的高压液态制冷工质,并保证供应调节有关设备的液态制冷工质的循环量,还能起液封作用,防止高压系统气态制冷工质串到低压系统中去。
参考资料[1]6.3.12条
其中:
——贮液器体积系数;
β——贮液器的氨液充满度,取70%;
——冷凝温度下氨饱和液体的比体积m3/kg;
——制冷装置中每小时氨液总循环量kg;
kg
查参考资料[2]表4-4
冷凝温度tK=38.2℃下=1.7162L/kg
=1参考资料[1]6.3.13条
m3
选择大连冷冻机厂一台ZA-1.5B
参数:
容积1.632m3L=3000mmD=800mm
(2)油氨分离器
由于制冷压缩机排出高压过热蒸气中挟带一定数量的润滑油,如不能将之分离出去,将影响制冷系统中热交换器传热效率,故设一油氨分离器,以便将高压过热蒸气中润滑油分离出去。
参考资料[1]6.3.9条
其中:
λ——氨压缩机输气系数(双级压缩时采用高压级输气系数);
V——氨压缩机理论输气量(双级压缩时采用高压级理论输气量)m3/h;
Wy——油分离器内气体速度