制冷工艺设计.docx
《制冷工艺设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《制冷工艺设计.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
制冷工艺设计
制冷工艺设计
1设计基本资料
1.1设计目的课程设计是工科类专业教学的重要环节之一，是对学生在校所学理论知识的全面总结和综合检验。
通过课程设计初步了解建筑环境与设备工程专业的设计内容、程序和基本原则，了解设计计算的步骤和方法，培养学生的识图和制图能力，引导学生学会查找设计规范和设计手册，初步了解本专业的主要设备、附件及材料。
通过设计掌握有关冷藏库有关制冷工艺设计的内容、程序及基本原则和制冷工艺设计计算方法并提高绘制设计图纸的能力。
在设计过程中尽可能联系当前技术发展和环保要求，参照新规范进行设计，使设计达到技术、经济、运行管理的合理、可行和安全可靠。
1.2设计项目制冷工艺设计
1.3设计指标渔业生产性冷藏库
1.4设计地室外气象参数查〈〈冷库制冷工艺设计》表3-1取湛江夏季空
气调节日平均温度为30C。
最热月平均相对湿度为83%，夏季通风温度32C,冬季采暖温度12C，夏季湿球温度27.8C。
1.5冷藏库室内设计参数
1、冷藏库生产能力
（1）冻结能力：
20吨/日
⑵预冷能力：
10吨/日
（3）制冰能力：
30吨/日
⑷冷藏容量：
150吨/次
（5）贮冰容量：
200吨/次
2、冷间温度要求
（1）冻结间：
-23C
⑵冷藏间：
-18C
（3）预冷间：
-4C
⑷贮冰间：
-4C
2冷藏库热工计算
2.1冷库围护结构的传热系数计算
2.1.1各库房建筑面积的计算
根据设计建筑平面图计算可得：
（1）冷藏间的建筑面积：
12000mM16000mm=192tf
⑵冻结间的建筑面积：
（两间）2X12000m材8000mm=96m2
⑶预冷间的建筑面积：
5000X36000+12000X8000=180m2+96m=276m
⑷贮冰间的建筑面积：
12000mnX16000mm=192tf
2.1.2各库房围护结构传热系数K的计算
外墙
结构层次
S/m
入
/[kcal/（m2・h・°C）]
R=S/入
/[（m2-h•C）/kcal]
1
外墙外表面空
气热阻
1/aw
20
0.05
2
20厚水泥砂浆
抹面
0.02
0.80
0.025
3
240厚砖墙
0.24
0.70
0.343
4
20厚水泥砂浆
抹面
0.02
0.80
0.025
5
冷底子油一道
6
隔
汽
层
冻
结
间
二毡三油油毡
沥青
0.004
0.006
0.15
0.4
0.0266
0.015
预
冷
一毡
二油
0.002
0.003
0.15
0.4
0.0133
0.0075
间
油毡
沥青
贮
冰
间
一毡二油油毡
沥青
0.002
0.003
0.15
0.4
0.0133
0.0075
冷
藏
间
一毡二油油毡
沥青
0.02
0.03
0.15
0.4
0.0133
0.0075
7
隔
热
层
冻
结
间
250
厚聚苯乙烯泡沫塑料
0.25
0.04
6.250
预
冷
间
100
厚
0.10
0.04
2.500
聚苯乙烯泡沫塑料
贮
冰
间
150
厚聚苯乙烯泡沫塑料
0.15
0.04
3.750
冷
藏
间
200
厚聚苯
0.20
0.04
5.000
乙烯泡沫塑料
二毡
0.004
0.15
0.0266
冻
三油
0.006
0.4
0.015
结
油毡
间
沥青
一毡
0.002
0.15
0.0133
预
二油
0.003
0.4
0.0075
冷
油毡
8
防潮
层
间
沥青
贮
一毡
二油
0.002
0.003
0.15
0.4
0.0133
0.0075
冰
油毡
间
沥青
一毡
0.002
0.15
0.0133
冷
二油
0.003
0.4
0.0075
藏
油毡
间
沥青
9
240厚预制混
0.24
0.70
0.343
凝土砖墙
10
20厚水泥砂浆
抹面
0.02
0.80
0.025
11
外墙内表面空
气热阻
1/an
7
0.0143
12
总热阻R
冻结间
7.0792
预冷间
3.2876
贮冰间
4.5376
冷藏间
5.7876
传热系数K
冻结间
0.1399
预冷间
0.2983
贮冰间
0.2173
冷藏间
0.1709
内墙
结构层次
S/m
入
R=S/入
/[（m2•h•C）/kcal]
/[kcal/（m
・h・°C）]
1
外墙外表面空
气热阻
1/aw
10
0.01
2
20厚水泥砂浆
抹面
0.02
0.80
0.025
3
240预制混凝
土砖墙
0.24
0.70
0.343
4
20厚水泥砂浆
0.02
0.80
0.025
抹面
5
冷底子油一道
6
一毡二油
油毡
沥青
0.002
0.003
0.15
0.4
0.0133
0.0075
7
隔
热
层
冻
结
间
250
厚聚苯乙烯泡沫塑料
0.25
0.04
6.250
贮
冰
间
150
厚聚苯乙烯泡
0.15
0.04
3.750
沫塑料
冷
藏
间
200
厚聚苯乙烯泡沫塑料
0.20
0.04
5.000
8
一毡二油
油毡
沥青
0.002
0.003
0.15
0.4
0.0133
0.0075
9
240厚预制混
凝土砖墙
0.24
0.70
0.343
10
20厚水泥砂浆
抹面
0.02
0.80
0.025
11
外墙内表面空
气热阻
1/an
7
0.0143
12
总热阻R
冻结间
7.0526
贮冰间
4.5526
冷藏间
5.8026
传热系数K
冻结间
0.1413
贮冰间
0.2184
冷藏间
0.1716
屋盖
结构层
次
5/m
入
R=5/入
/[（m2-h・°C）/kcal]
/[kcal/（m
2•h-C）]
1
外表面空气热阻
1/aw
10
0.01
2
40
厚预制混凝土板
0.04
1.1
0.036
3
180
厚空气间层
0.18
0.23
4
20
厚水
泥砂
浆抹面
0.02
0.80
0.025
5
-——二
0.004
0.15
0.0266
毡三油
油毡
沥青
0.006
0.4
0.015
6
冷底
子油
一度
7
20
厚水
泥砂浆抹面
0.02
0.80
0.025
8
1500
厚空
气间层
1.5
0.24
9
聚氯乙烯农用薄膜
0.16
0.00044
10
250
厚聚苯乙烯泡沫塑料
0.25
0.04
6.250
11
二二二
0.004
0.15
0.0266
毡三
0.006
0.4
0.015
油
油毡
沥青
12
冷底
子油
一道
13
20
厚水
泥砂
浆抹面
0.02
0.80
0.025
4
80
厚预制混凝土板
0.08
1.1
0.073
15
内表面空气热阻
1/an
7
0.0143
总热
阻R
6.9776
16
传热
系数
K
0.1426
地坪
结构层次
5/m
入
R=5/入
/[（m2•h•C）/kcal]
/[kcal/（m
•h•
c）]
1
外表面空气
热阻
1/aw
10
0.01
2
80厚钢筋混
凝土面层
0.08
1.35
0.059
3
15厚水泥砂
浆抹面
0.015
0.80
0.019
一毡二油
0.002
0.15
0.0133
4
油毡
0.003
0.4
0.0075
沥青
冻
250
结
软
0.25
0.059
4.237
间
木
预
150
5
隔
热
层
冷
间
软
木
0.15
0.059
2.542
贮
冰
250
软
0.15
0.059
2.542
间
木
冷
200
藏
软
0.20
0.059
3.390
间
木
二毡三油
0.004
0.15
0.0266
6
油毡
0.006
0.4
0.015
沥青
7
冷底子油一
道
8
15厚水泥砂
浆抹面
0.015
0.80
0.019
9
100厚预制
钢筋混凝土
板
0.1
1.1
0.091
10
架空层
11
60厚100号
混凝土垫层
12
素土夯实
13
内表面空气
热阻
1/an
7
0.0143
14
总热阻R
冻结间
4.4934
预冷间
2.7984
贮冰间
2.7924
冷藏间
3.6404
传热系数K
冻结间
0.2214
预冷间
0.3542
贮冰间
0.3550
冷藏间
0.2728
2.2冷库耗冷量的计算
2.2.1冷库围护结构传热引起的耗冷量的计算
按计算围护结构的传热面积原则计算各库围护结构的传热面积，然后计算耗冷量。
1、冷库围护结构的传热面积计算，见下表：
计算部位
传热面积
计算部位
传热面积
长/m
高/m
面积
2/m
长/m
高/m
面积
2/m
东墙
16
4.2
67.2
南墙
12
4.2
50.4
西墙
8
4.2
33.6
西墙
16
4.2
67.2
冷
贮
南墙
12
4.2
50.4
屋盖
192
藏
冰
北墙
12
4.2
50.4
地坪
192
库
间
屋盖
192
地坪
192
东墙
8
4.2
33.6
东墙
5
4.2
21
南墙
12
4.2
50.4
西墙
5
4.2
21
冻
西墙
8
4.2
33.6
预
北墙
36
4.2
151.2
结
冷
间
北墙
12
4.2
50.4
间
屋盖
276
屋盖
96
地坪
276
地坪
96
2、冷库围护结构的耗冷量Qi计算
室外计算温度Tw=30C,冷藏间的库房温度tn=-18C,冻结间的库房温度tn=-23C，预冷间的库房温度tn=-4C,贮冰间的库房温度tn=-4C,理鱼间的温度tn=0C,查《冷库制冷工艺设计》表3-6得温差修正系数：
库房与库房之间取a=0.7,库房与室外之间取a=1.0,库房与川堂之间取a=0.7,。
冷间序号
墙体方向
Qi=a•K•F•（tzp-tn）
tzp
tn
Qi/W
冷藏间
东墙
1.0*0.1709*67.2*[30-（-18）]
30
-18
551.26
西墙
0.7*0.1716*33.6*[-4-（-18）]
-4
-18
56.50
南墙
1.0*0.1709*50.4*[30-（-18）]
30
-18
413.45
北墙
0.7*0.1716*50.4*[-4-（-18）]
-4
-18
84.75
屋盖
1.0*0.1426*192*[30-（-18）]
30
-18
1314.20
地坪
1.0*0.2728*192*[30-（-18）]
30
-18
2514.12
此间合计
4934.28
冻结间
东墙
0.7*0.1413*33.6*[-18-（-23）]
-18
-23
16.62
南墙
1.0*0.1399*50.4*[30-（-23）]
30
-23
387.80
西墙
0.7*0.1413*33.6*[-4-（-23）]
-4
-23
63.14
北墙
0.7*0.1413*50.4*[-4-（-23）]
-4
-23
94.71
屋盖
1.0*0.1426*96*[30-（-23）]
30
-23
752.93
地坪
1.0*0.2214*96*[30-（-23）]
30
-23
1168.99
此间合计
2484.19
预冷间
东墙
1.0*0.2983*21*[30-（-4）]
30
-4
212.98
西墙
1.0*0.2983*21*[30-（-4）]
30
-4
212.98
北墙
0.7*0.2983*157.2*[0-（-23）]
0
-23
754.97
屋盖
1.0*0.1426*276*[30-（-4）]
30
-4
1338.16
地坪
1.0*0.3542*276*[30-（-4）]
30
-4
3323.81
此间合计
5842.90
贮冰间
南墙
1.0*0.2173*50.4*[30-（-4）]
30
-4
372.36
西墙
1.0*0.2173*67.2*[30-（-4）]
30
-4
496.48
屋盖
1.0*0.1426*192*[30-（-4）]
30
-4
930.89
地坪
1.0*0.3550*192*[30-（-4）]
30
-4
2317.44
此间合计
4117.17
由上述计算得，冷库维护结构的耗冷量
Qi总=4934.28+2484.19+5842.90+4117.17=17378.54W=14945.54大卡/小时
222食品冷加工引起的耗冷量Q2的计算
按第三章的冷藏间、冻藏间食品贮存的耗冷量计算公式：
Q2=Q2a+Q2b+Q2c+Q2d
1）食品在冷冻加工时的耗冷量计算
预冷间：
食品在冻结间的温度按+30°C计算，经过24h后的温度变为-4°C。
食品的冻结加工量为10t/日。
食品在冻结前后的焓值查附表A-3可得：
hi=386.5kJ/kg；h2=77.5kJ/kg；t=24h;Cb=4.2kJ/kg*K。
小-6（0—h2）丄GB（1—t2）Cb.10（386.5—77.5）丄10^0.1x[30—（—4）]x0.42
Q2=+—
tt2424
=129.3大卡/小时
其中G――食品每日加工量（t/24h）
h1,h2加工前后的焓值
加工时间
B——食品包装系数
Cb——包装材料的比热容
冻结间：
进货量为20t/日，食品入库前的温度为-4C,经冷藏24h后达-23C。
食品在冻结前后的焓值查附表A-3可得：
h1=77.5kJ/kg；h2=-6.5kJ/kg；t=24h;G=4.2kJ/kg*K。
G（h）GB（1—t?
）Cb
Q=+
20[77.5-（-6.5）]
=24
200.1[-4-（-23）]0.42
24
=70.7大卡/小时
式中G――食品每日加工量（t/24h）
h1,h2加工前后的焓值
T——加工时间
B——食品包装系数
Cb——包装材料的比热容
2）食品在储存时的耗冷量计算
冷藏间：
进货量为150t/次，食品入库前的温度为0C,经冷藏24h后达-23C。
食品在冷藏前后的焓值查附表A-3可得：
hi=282kJ/kg;h2=-6.5kJ/kg;t=24h;Cb=4.2kJ/kg•K。
小G（h1-h2）GB（h-t2）Cb150[282-（-6.3）]1500.1[0-（-23）]0.42—
Q2=+=+=18
TT2424
08大卡/小时
总Q2=129.3+70.7+1808=2008大卡/小时
贮冰间：
冰库贮冰耗冷量Q2由任务书有30X7000W/t=210000W/t=佃5000大卡/
吨•小时
贝U,Q2总=2008+佃5000=197008大卡/小时
2.2.3库房通风换气的耗冷量Qs的计算
冷库通风换气的耗冷量可按照《冷库制冷工艺设计》P73公式
Q3=Q3a+Q3
=血+30nirn（hm-hn）
24
式中：
hw——室外空气焓值
hn――室内空气焓值
n——换气次数
Vr――冷藏间净容积
ni操作人员数
rn=空气重度
查空气物性参数表A-5得hw=84.99（kJ/kg）,hn=7.49（kJ/kg）。
空气重度
rn=1.42kg/^，换气次数和操作人员数均取3,Vr=429讥
贝UQ3=Q3a+Q3
_（hw-hn）nVr
=24+30iTn（hm-hn）
（84.99—7.49）汉3汉429汉4.2
=——-——+30X3X1.42X（84.99-7.49）
24
=27360大卡/小时
2.2.4电动机运行产生的耗冷量Q4计算
冻结间电动机的运行耗冷量相同，冷风机使用的电动机设计用3台，每台功
率为2.2kW，合计功率为6.6kW，
则Q4=P•N•n（《冷库制冷工艺设计》P73公式3-9）=860•6.6•0.75
=4257大卡/小时
其中P――电动机额定功率，为860kW
n――热转化系数，电动机在冷间外取0.75
N――电动机的功率。
2.2.5经营操作耗冷量Q5计算
1库房照明耗冷量Q5a
Q5a=qd•F（根据《冷库制冷工艺设计》P74公式3-11）=5X（276+佃2+96+192）=3780大卡/小时
其中qd――每平方米地板面积照明引起的耗冷量，取5大卡/米2•小时，
F――库房的面积。
2库门开启的耗冷量Q5b
Q5b=qm•Z•Ni（根据《冷藏库设计》P仃7公式5-18）
式中qm――库门每开启一小时的耗冷量，数值可以查《冷藏库设计》P仃7表5-18得出
Ni――各种条件系数，可查《冷藏库设计》P仃8表5-20得出
Z――库房使用系数，与库房容积和装载能力有关，可参考《冷藏库设计》
P178表5-19
冻结间：
tw=30C，tn=-23C，经查表得出,
Q5b=qm•Z•Ni
=981•2•0.7=1373.4大卡/小时
冷藏间：
tw=30C,tn=-18C，经查表得出,
Q5b=qm•Z•Ni
=872•2•0.9=1569.6大卡/小时
预冷间：
tw=30C，tn=-4C,经查表得出，
Q5b=qm•Z•Ni
=601•2•0.7=841.4大卡/小时
贮冰间：
tw=30°C，tn=-4C,经查表得出，
Q5b=qm•Z•Ni
=601•1•0.5=300.5大卡/小时
qm=981大卡/小时，Ni=0.7,Z=2
qm=872大卡/小时，Ni=0.9,Z=2
qm=601大卡/小时，Ni=0.7,Z=2
qm=601大卡/小时，Ni=0.5,Z=1
综合以上计算得总Q5b=1373.4+1569.6+841.4+300.5=4084.9大卡/小时
3库房操作工人的耗冷量Q5c
Q5c=n•qr（根据《冷藏库设计》P178公式5-33）
式中n——该库房内同期操作的人数;
qr――每个操作工人单位时间产生的热量，数值可以查《冷藏库设计》P178表3-21得出，大卡/小时
冻结间（2间）：
库房温度为tn=-23C,同期操作的人数n为2人，经查表得出，
q=355大卡/小时则Q5c=2n•qr
=2•3•355=2130大卡/小时
冷藏间：
库房温度为tn=-18r，同期操作的人数n为13人，经查表得出，qr=330大卡/小时
则Q5c=n•qr
=13•330=4290大卡/小时
预冷间（2间）：
库房温度为tn=-4C，同期操作的人数n为2,经查表得出，q
=252大卡/小时
则Q5c=2n•qr
=2•3•252=1512大卡/小时
综合以上计算有Q5c总=2130+4290+1512=7932大卡/小时
综上，经营操作工人总耗冷量Q5总=Q5a+Q5b+Q5c=3780+4084.9+7932=15796.9大卡/小时
2.2.6总耗冷量
1、库房冷却设备的总负荷Qq：
按公式Qq=Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5其中冷藏间p=1;冻结间p=1.3，计算得：
Qq=1494
升级会员 