中央空调清洗.docx

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中央空调清洗

江苏经贸职业技术学院

毕业设计（论文）

题目：

某小型冷库设计

系（院）工程技术学院

专业班级10制冷一班

学号1007010110

学生姓名汪鹏程

指导教师王时静职称讲师

指导教师职称

2013年5月14日

某小型冷库设计

摘要：

本文是对于北京一家小型冷库的设计。

首先确定该地区的温度、湿度、以及各个冷库间的蒸发温度、冷凝温度、库温等参数，根据设计参数对各个冷间的耗冷量进行计算，根据算出的耗冷量选择库房的制冷设备，通过计算冷间的机械负荷来选择合适的压缩机，确定合理的，可靠的制冷系统。

另外还介绍了机房的布置，以及选择合适的管径和保温材料。

关键词:

冷库参数耗冷量制冷系统

Asmallrefrigeratordesign

Abstract:

Keyword:

目录

1项目概况…………………………………………………………6

2冷间设计参数……………………………………………………6

2.1北京的气象参数………………………………………………6

2.2各个冷库的冷凝温度、蒸发温度及房间温度………………6

2.3冷间设计生产能力……………………………………………7

3冷间热流量计算…………………………………………………7

3.1冷间热流量的组成……………………………………………7

3.2维护结构热流量Q1……………………………………………7

3.3货物热流量Q2…………………………………………………8

3.4通风换热热流量Q3……………………………………………9

3.5电动机运转热流量Q4…………………………………………9

3.6操作热流量Q5………………………………………………10

3.7冷却设备负荷和机械负荷计算………………………………10

4制冷机器、设备的选型计算……………………………………11

4.1制冷压缩机的选型计算………………………………………11

4.2双级压缩机的选型计算………………………………………12

4.3冷却物冷藏间压缩机的选型计算……………………………12

4.4冷冻间压缩机的选型计算……………………………………12

4.5冷却设备的选型计算…………………………………………13

5制冷管道和隔热设计……………………………………………15

5.1冷媒管径确定…………………………………………………15

5.2管道支架与隔热计算…………………………………………16

6机房设计的布置…………………………………………………17

结束语……………………………………………………………18

参考文献…………………………………………………………18

1项目概况

北京一家1200m³的鱼类综合型冷库，700m³鱼类冻结物冷藏间，10t/24h冻结间（由外库调入），500m³蔬菜冷却物冷藏间。

由于是小型冷库，制冷量需求不大，所以选用螺杆压缩机机组。

考虑到氟利昂对大气层的破坏，我选用氨为制冷剂。

冻结间采用-35℃蒸发系统，双极压缩中间冷却，氨泵强制供液；低温冷库及快速冷却间采用-30℃蒸发系统，单级压缩配经济器，氨泵强制供液；冷却间、白内脏冷却间、高温库、鲜销站台、发货站台、内穿堂、鲜销发火间采用-10℃蒸发系统，单级压缩，氨泵强制供液。

除霜方式为热氨除霜，然后冷凝液排向工作中的蒸发器。

在机房设置集中的总监控室，集中控制，保证制冷系统

正常运行。

冷库的相关规格及平面布置都需要进行合理的考量，下面偶们将作进一步的介绍。

制冷方案的确定、冷却设备的选型、系统管道的设计、以及各工间的布置等。

2冷间设计参数

2.1北京的气象参数

1.室外计算温度29℃

2.室外计算相对湿度64%

3.夏季通风室外设计温度30℃

2.2各个冷库的冷凝温度、蒸发温度及房间温度

1.冷凝温度34℃

2.蒸发温度：

冻结间-33℃;鱼类冻结物冷藏间-30℃;蔬菜冷却物冷藏间-12℃

3.房间温度:

冻结间-23℃;鱼类冻结物冷藏间-20℃（90%-95%）;蔬菜冷却物冷藏间-2℃（90%-95%）

2.3设计生产能力

1.设鱼虾类冻结间1间，冻结量为10t,涉及进货温度为-10℃，出货温度为-15℃，冻结时间为12小时。

2.设鱼类冻结物冷藏物1间，库容量131、1t，设计进货温度为-15℃，出货温度为-18℃，每次允许最大进货量为13t，冷却时间为24小时。

3.设蔬菜冷却物冷藏间1间，库容量为37t，设计进货温度为29℃，出货温度为0℃，每次允许最大进货量为3、7t，冷却时间为24小时。

3冷间热流量计算

3.1冷间热流量的组成：

1.由于库内外存在温差和外墙、屋顶受太阳辐射热作用，通过冷间的墙体、地面、楼地板、屋顶传入的热流量进入冷间后消耗的冷量称为维护结构热流量Q1。

2.由于食品和冷间内空气之间存在温差，食品在冷加工过程中向冷间内散发热流量引起的制冷负荷称为货物热流量Q2。

3.由于冷间内储存食品（如水果、蔬菜、鲜蛋）需要新鲜空气或冷间内操作人员呼吸需要进行通风换气时，由室外新鲜空气带入热量所引起的制冷负荷称为冷间内通风换气热流量Q3.

4.电动设备运转引起的热流量Q4。

5.库门开启换热、操作人员散热和冷间内照明、动力设备运行产生的热量引起的制冷负荷称为经营操作热流量Q5。

下面分别讲诉各部分热流量的计算方法：

3.2维护结构热流量Q1

目前，围护结构传热引起的热流量Q1，由下式公式计算：

Q1=KAa（tw-tn）

（1）

式中Q1——围护结构热量，单位为W；

K——围护结构的传热系数，单位为

；

A——围护结构的传热面积，单位为

；

——围护结构测温温差修正系数，按围护结构类别和所处的位置而定；

——围护结构外侧的计算温度，单位为

；

——围护结构内侧的计算温度，单位为

。

3.2.1冻结物冷藏间的维护结构的计算

冻结物冷藏间的墙的热流量：

冷藏间西外墙Q=0.182×14×5×1.05×（29+20）=655.473W

冷藏间北外墙Q=0.182×10×5×1.05×（29+20）=468.195W

冷藏间东外墙Q=0.182×14×5×1.05×（29+20）=655.473W

冷藏间南外墙Q=0.182×10×5×1.00×（-2+20）=163.8W

冷藏间地坪：

Q=0.254×14×10×0.2×（29+20）=348.488W

冷藏间屋顶：

Q=0.181×14×10×1.2×（29+20）=1489.992W

Q1=655.473+468.195+655.473+163.8+348.488+1489.922=3781.421W

3.2.2冻结间的维护结构热流量计算

外墙A=3×6×5+12×5×2=180㎡Q外=0.184×180×1.05×（29+23）=1808W

地坪Q地=0.257×72×0.2×（29+23）=192.4W

屋顶Q=0.183×72×1.20×（29+23）=822W

Q1=1808+192.4+822=2822.4W

3．3.3冷却物冷藏间的维护结构热流量计算

Q外墙=0.059×150×1.10×31=1324.785W

Q内墙=0.5762×50×1×18=163.8W

Q地坪=0.5762×100×0.2×31=357.244W

Q屋顶=0.2576×100×1.30×31=1038.128W

Q1=1324.78+163.8+357.244+1038.128=2883.957W

3.3货物热流量Q2的计算

货物热流量可以按照下例公式计算：

Q2=Q2a+Q2b+Q2c+Q2d

（2）

=1/3.6×【m（h1-h2）/t+mBbCb（t1-t2）/t】+m（Q’+Q”）/2

+（mz-m）Q”

式中Q2——货物热量，单位W；

Q2a——食品热量，单位为W；

Q2b——包装材料好人运载工具热量，单位为W；

Q2c——货物冷却时呼吸热量，单位为W；

Q2d——货物冷藏时的呼吸热量，单位为W

——冷间的每日进货量，单位为kg；

——货物在冷间内初始降温时的比焓，单位为KJ/Kg；

——货物在冷间内终止降温时的比焓，单位为KJ/Kg；

——食品加工时间，单位为h，对冷藏间取24h，对冷却间，冻结间取设计冷加工时间；

Bb——货物包装材料或运载工具质量系数；

Cb——包装材料或运载工具比热容，单位为KJ/（Kg·℃）；

——包装材料或运载工具进入冷间时的温度，单位为℃；

-——包装材料或运载时工具在冷间终止降温时的温度，宜取该冷间设计温宿，单位℃；

Q’——货物冷却时初始温度时单位质量的呼吸热，单位为W/Kg

Q”——货物冷却终止温度时单位质量的呼吸热，单位为W/Kg；

mz——冷却物冷藏间的冷藏质量，单位为Kg；

3.3.1冻结物冷藏间的货物热流量的计算

Q2=1/3.6×【m（h1-h2）/t+mBbCb（t1-t2）/t】+m（Q’+Q”）/2+（mz-m）Q”=1/3.6×【13（14.2-0）×1000/24+13×0.3×0.51×5×1000/24】=2252W

3.3.2冻结间的货物热流量的计算

Q2=1/3.6×【1000（33.5-14.2）/12+1000×0.3×（-10+15）/12】=4814.6W

3.3.3冷却物冷藏间的热流量的计算

Q2=1/3.6+【3.7×（170.1）/24+3.7×0,35×1.47×31/24】+3.7×（127）/2+（37-3.7）×33=9486W

3.4通风换气热流量Q3

通风换气热流量Q3的计算公式如下:

Q3=Q3a+Q3b（3）

=1/3.6×【（hw-hn）nVnρn/24+30nrρn（hw-hn）】

式中Q3——通风换气热量，单位为W；

Q3a——冷间换气热量，单位为W;

Q3b——操作人员需要的新鲜空气热量，单位为W；

hw——冷间外空气的比焓，单位为KJ/Kg

hn——冷间内空气的比焓，单位为KJ/Kg

n——每日换气次数；

Vn——冷间内净体积，单位为m³；

ρn——冷间内空气密度，单位为Kg/m³；

30——每个操作人员没小时需要的新鲜空气量，单位为m³/h；

nr——操作工人的人数。

Q3=1/3.6+【170.1×2×500×1.3077/24+30×0×1.3077×170.1】=1030W

3.5电动机运转热流量Q4

电动机运转热流量Q4的计算公式如下：

Q4=1000∑Pd

b（4）

式中Q4——电动机运转热量，单位为W；

Pd——电动机额定功率，单位为

；

——热转化系数，电动机在冷间时应取1，电动机在冷间外时应取0.75；

b——电动机运转时间系数。

冷风机配用的电动机取1，冷间内其他设备配用的电动机可按实际情况取值，如按每昼夜操作8小时计，则b=8/24

3.5.1冻结间的电动机热流量的计算

Q4=1000×2.2×1=2200W

3.5.2冷却物冷藏间的热流量计算

Qd=2.3W/㎡A=10×10=100㎡

3.6操作热流量Q5

操作热流量Q5的计算公式

Q5=Q5a+Q5b+Q5c（5）

=QdAd+1/3.6×nk’nkVn（hw-hn）Mpn/24+3/24nrQr

式中Q5——操作热量，单位为W；

Q5a——照明热量，单位为W；

Q5b——开门引起的热量，单位为W；

Q5c——操作人员热量，单位为W；

Qd——每平方米地板面积照明热量，单位为W/㎡，冷却间，冻结间，冷藏间，冰库和冷间内穿堂可取2.3W/㎡，操作人员长时间停留的加工间，包装间等可取4.7W/㎡；

Ad——冷间地面面积，单位为㎡；

nk’——门樘数；

nk——每日开门换气次数；

M——空气幕效率修正系数可取0.5，如不设空气幕，应取1；

3/24——每日操作时间系数，按每日操作3小时计；

nr——操作人员数量；

Qr——每个操作人员产生的热量，单位为W,冷间设计温度高于或低于-5℃时，宜取279W，冷间设计温度低于-5℃时，宜取395W。

3.6.1冷却物冷藏间的操作热流量计算

Q5=2.3×100+1/3.6×1×3×500×170.1×0.5×1.3077/24=1002W

3.6.2冻结物冷藏间的操作热流量计算

Q5=2,3×140+1/3.6×1×2×700×0.5×1.359/24=1302W

3.7冷却设备负荷和机械负荷的计算

3.7.1冷间冷却设备负荷计算公式

Qs=Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5（6）

式中

——货物热量系数，根据相关规定，冷却物冷藏间

=1.3，冻结物冷藏间

=1，冻结间

=1.3，将库房热量计算结果用式（7）汇总为冷却设备负荷汇总表，如表1所示

表1冷却设备负荷汇总表

库房名称

Q1/W

Q2/W

Q3/W

Q4/W

Q5/W

P

Qs/W

冻结间

2822.4

4814.6

2200

1.3

11281.4

冷却物冷藏间

2884

9486

1030

1002

1.3

17247.8

冻结物冷藏间

3781.4

2252

1302

1

7335.4

2、机械负荷Qj=（n1∑Q1+n2∑Q2+n3∑Q3+n4∑Q4+n5∑Q5）R

表2机械负荷汇总表

库房名称

n1

n2

n3

n4

n5

R

Qj/W

冻结间

1

1

1

1

1.07

10525.09

冷却物冷藏间

1

0.6

0.5

1

1

1.07

10797.08

冻结物冷藏间

1

0.5

1

1

1.07

6644.1

4制冷机器、设备选型计算

在选型前，先确定一下制冷系统图，从图6中可以清楚地看出制冷系统的各个回路和压缩级数等。

制冷系统图见图1。

图1制冷系统图

4.1制冷压缩机的选型计算

中间温度tzj=0.4t1+0,6tz+3℃（7）

过冷温度tg的确定

对于双极压缩系统，过冷温度比中间温度高3-5℃。

4.2双极压缩机的选型计算

4.2.1确定高、低压理论输气量之比ξ=0.5-0,33（即1/2-1/3）。

4.2.2根据tz/t1和ξ确定中间温度tzj。

也可通过计算确定。

4.2.3根据中间蒸发温度和中间冷却温度，一般采用比中间冷却温度高3-5℃。

4.2.4根据蒸发温度和中间冷却温度确定低压级压缩机的输气系数，或根据产品样本确定。

4.2.5根据蒸发温度和过冷度温度确定低压级压缩机单位容积制冷量。

4.2.6计算出低压级压缩机所需的理论输气量Vd=3.6Qj/λqr

4.2.7根据计算出的低压级压缩机理论输气量和压缩机的选型原则，从单机压缩机产品样本中确定低压级压缩机的型号和台数。

4.2.8根据选定的高、低压级压缩机理论输气量之比ξ和已确定的低压级压缩机理论输气量Vd，确定高压级压缩机的理论输气量，再从制冷压缩机的产品样本中确定高压级压缩机的型号和台数。

4.3冷却物冷藏间的压缩机选型计算

图2单级压缩P-h图

冷却物冷藏间的冷凝温度34℃，蒸发温度-12℃。

得到t1=-12℃h1=268.6kj/kg；t2=-12℃，h2=1447.7kj/kg。

h4=1652kj/kg、t5=34℃h5=1488.13kj/kg、t6=34℃、h6=361.95kj/kg、t7=31℃、h7=377kj/kg、λ=0.75得到qr=2599.5-（2599.5-2048.3）/5=2379Kj/m³

由公式得v=3.6Qj/λ（8）

qr=23m³/h

4.4冷冻间的压缩机选型计算

图3双级压缩P-h图

冷冻间的冷凝温度34℃，蒸发温度-33℃，中间温度-3℃，

t1=t7=-33℃，t4=-3℃，t6=34℃，h1=1418kj/kg，h4=1458kj/kg，h6=3615kj/kgh2=1442kj/kg，h7=350kj/kg，h5=1465kj/kg，λ=0.75qr=1027λg=0.8

vd=3.6Qj/λqr=46m³/h，vg=46/2=23m³/h

4.6冻结物冷藏间压缩机选型计算

图4双级压缩P-h图

冻结物冷藏间冷凝温度34℃，蒸发温度-30℃，中间温度-1℃，h1=1422.86kj/kgh7=340kj/kg，h5=1635kj/kg，h6=361.2kj/kg，λ=0.75vd=3.6Qj/λqr=3.6×6644.1/0.75×1211=26m³/h，qr=1211vg=1/2vd=13m³/h

4.5冷却设备的选型计算

4.5.1冷却气体用冷却设备的计算

（1）冷却面积A=Qs/K△t（9）

（2）传热系数K的确定K=K’C1C2C3

4.5.2冷却液体用冷却设备的计算

A=Qs/k△td=Qs/qs（10）

冷却物冷藏间单层光滑蛇形顶排管

K=9.07×1×1×1=9.07W/（㎡·℃）

△t=10℃Q5=17247.8W

A=17247.8/9.07×10=190.2㎡

冻结间翅片管冷风机的选型计算

A=11281.4/11.6×10=97㎡

冻结物冷藏间

K=7.21W/（㎡·℃）△t=10℃

A=7335.4/7.21×10=102㎡

4.5.3冷凝器的选型计算

（1）冷凝器传热面积的计算A=Q1/K△td=Q1/q1（11）

（2）冷凝器负荷的计算

图5双级压缩P-h图

单级压缩系统冷凝器热负荷为Q1=qm（h3-h4）/3.6（12）

双级压缩系统冷凝器热负荷为Q1=qmg（h5-h6）/3.6（13）

冷却物冷藏间qm=Q/q0=17247.8×3.6/（1447.7-268.6）=52.56kg/sQ1=52.56×（1652-361.95）/3.6=18848.52W

冻结间qm=Q/q0=11281.4×3.6/（1418-350）=37.8kg/s

Q1=37.8×（1465-361）/3.6=11661W

冻结物冷藏间qm=Q/q0=7335×3.6/1083=24.48kg/sQ1=24.48×（1635-361）/3.6=8661.6W

4.5.4辅助设备的选型计算

4.5.4.1中间冷却器的选型计算

中间冷却器桶径计算公式如下：

dzj=√4λV/3600wπ=0.0188√λV/w（14）

蛇形盘管传热面积的计算如下：

A=Qzj/K△td（15）

1冻结间λg=0.8Vd=46m³/hVg=23m³/h

dzj=√4λV/3600wπ=0.0188√λV/w=0.1128m

Qzj=qm（h6-h8）/3.6=125.5W△t=（34-3）/2.3Ig（37/6）=0.8

A=125.5/（0.8×465）=0.36㎡

②冻结物冷藏间dzj=√4λV/3600wπ=0.0188√λV/w=0.1128m

Qzj=6.8×（361.2-340）/3.6=80.64W

△t=（34-3）/2.3Ig（35/6）=0.8A=80.64/（0.8×465）

=0.216㎡

4.5.5贮液器的选型计算公式如下：

V=φ/βv∑qm（16）

φ=1.2β=0.7v=1.6977×10ˉ³m³/kg

∑qm=（14.6+10.5+6.8）×3.6=114.84kg

V=φ/βv∑qm=0.33m³

4.5.6油分离器的选型计算公式如下：

dy=√4λV/3600wπ=0.0188√λV/w（17）

λV总=λV+λg1Vg1+λg1Vg1=46.3

dy=√4λV/3600wπ=0.0188√λV/w=0.18m

4.5.7氨液分离器的选型计算公式如下：

（1）机房氨液分离器的计算

d=√4λV/3600wπ=0.0188√λV/w（18）

（2）库房氨液分离器

d=√4qmv/3600wπ=0.0188√qmv/w

由于所计算结果比较小，有些设备在相关资料中无法找到相关型号。

表3主要设备表

设备序号

名称

型号

单位

数量

备注

1

氨单级压缩机

BLJ10-30G

台

1

冷却物冷藏间

2

氨单机双级压缩机

KA16C

台

1

冻结间

3

蒸发式冷凝器

CXV—74

台

1

4

中冷器

ZLA-2

台

1

5

储液器

WCA-2250

台

1

6

油分离器

YFA-100

台

1

7

气液分离器

JY-200

台

3

9

集油器

D219

台

2

10

空气分离器

KFA—32

台

1

11

氨单机双级压缩机

KA12.5C

台

1

冻结物冷藏间

5制冷管道和隔热计算

5.1冷媒管径确定

管径确定是制冷系统设计中的重要环节。

此设计我们采用线算图法，设计管长均按50m计算。

5.1.1冷却物冷藏间的管径计算

回气管的管径计算Q=17.247×1.02=17.59kw按管长50mDN=26mm→D32×3.2mm

压缩机到油分的管径计算Q=Q1+Q2+Q3=35.8kw按管长50mDN=27mm→D32×3.2mm

油分到冷凝器之间的管径计算Q=Q1+Q2+Q3=35.8kwQ×0.9=32