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课程设计

摘要

冷库工程建设的发展越来越快，大家对冷库的认识也越来越深入，从建筑材料到各种冷库设备的选择日趋成熟。

小型冷库因其体积小，便于管理等特点，受到很多人的青睐，使用范围也越来越广。

用的制冷机与冷凝器等设备组合在一起常称作制冷机组，制冷机组有水冷机组和风冷机组之分。

小型冷库以风冷机组为首选形式，它有简单、紧凑、易安装、操作方便、附属设备少等优点，这种制冷设备也是较易见的。

制冷机组的制冷机是制冷设备的心脏，常见的压缩式制冷机有开放式、半封闭式和全封闭式之分。

全封闭式压缩机体积小、噪音低、耗电少、高效节能。

它是小型冷库的首选机型，由全封闭式压缩机为主组成的风冷式制冷机组，可以做成象分体空调那样的形式，在墙壁上挂装。

小型冷库设计要点冷库库温是0度以下（-16度）的小型装配式冷库需在地面上（库板下）设１０＃槽钢架空，使之自然通风即可。

小型冷库，冷库内温度5~-25度，冷库库板都可以直接跟地面接触，但是地面要平整。

关键词：

小型冷库制冷机组压缩式制冷机

1小型冷库设计概况

1.1冷库规模

（1）冻结物冷藏间500T，冷间设计温度为-18℃，相对湿度为95%。

（2）冻结间20T/日，冷间设计温度为-23℃。

（3）冷却物冷藏间500T，设计温度为0~4℃，相对湿度为85%~90%。

1.2库房的平面布置

（1）库房平面布置见平面图。

图中1#、2#、3#为低温冷藏间，4#、5#、6#为冻结间，7#、8#为高温冷藏间，低温冷藏间净高为5m，高温冷藏间净高为6m，冻结间净高为4.5m。

（2）库房剖面布置见剖面图。

（3）低温冷藏间、冻结间、高温冷藏间围护结构造见计算书1.3气象、水文条件四川省内江市的水文气象资料参考下表地名_室外计算空气温度（℃）_室外计算相对湿度（%）_极端最低温度（℃）_极端最高温度（℃）__内江_31_63_-3.0_41.1__冷却水温度。

按循环水考虑，冷凝器进水温度为30%。

1.4制冷系统方案确定

（1）压缩级数及制冷压缩机机型确定：

①低温库采用-18℃，冷结间采用-23℃。

由于冻结间耗冷量远远大于冷藏耗冷量，为简化系统，确定合为一个-33℃系统，用双级压缩，对于冷藏间要视冻结间进货的情况，适当控制回气阀，以免进货期间冲击到冷藏间。

高温冷藏间库温采用-10℃，用单级压缩。

②-33℃系统耗冷量较大，采用12.5系列制冷压缩机，为了节能和简化系统，采用单机双级机两台。

为了统一系列，-10℃系统亦采用12.5系列压缩机两台。

（2）供液方式确定。

由于-33℃系统耗冷量较大，考虑用氨泵供液，为了简化系统，-10℃系统亦用氨泵供液，便于集中操作。

（3）根据设计现场水质硬度和制冷系统的大小，确定用立式壳管式冷凝器。

（4）冷间蒸发器形式确定：

①低温冷藏间用U型顶管；②高温冷藏间用KLL型冷风机配均匀送风道；2制冷工艺设计说明书2.1设计条件

（1）气象夏季室外计算空气温度：

tw=+31℃夏季室外计算相对湿度：

φw=63%

（2）水温按循环冷却水系统考虑，冷凝器进水温度+30℃，出水温度为+32℃。

（3）冷凝温度：

tK=+35℃（4）蒸发温度：

t0=-33℃，t0=-10℃2.2生产能力

（1）冻结能力：

20T/日，采用一次冻结

（2）冷藏容量：

低温冷藏500T，高温冷藏500T2.3制冷系统

（1）制冷系统采用氨泵供液循环系统。

①低温冷藏间温度-18℃，冻结间温度-23℃，两者采用同一个-33℃蒸发温度。

②高温冷藏间温度为0~4℃，采用-10℃蒸发温度。

（2）冷藏间N0.1、NO.2、NO.3库的冷却设备全部采用双层光滑U型顶管。

（3）冻结间NO.4采用搁架排管；NO.5、NO.6库采用KLJ-200型冷风机共4台；NO.7、NO.8库采用KLL-350型冷风机共2台。

（4）压缩机采用S8-125型2台，2AV-125型2台，冷凝器采用LNA-70型2台。

（5）制冷系统采用CDCA-1.5、CDCA-2.5型两个循环贮液桶，采用32P-40型氨泵4台。

（6）中冷器ZLA-2型1台，氨油分离器YFA-100型1台，空气分离器KFA-32型1台，集油器JYA-325型1台。

3库容量计算3.1高温冷藏间

（1）NO.7库库内净面积：

A=24.5×14.5=355.25m2库内净高：

H=6m公称容积：

V=355.25×6=2131.5m3货物计算密度：

ρ=250kg/m3容积利用系数：

η=0.8×0.55=0.44冷藏吨位：

G1=2131.5×250×0.44/1000=234.5吨

（2）N0.8库同N0.7库，冷藏吨位：

G2=234.5吨（3）高温冷藏间冷藏吨位：

G=G1+G2=469吨（500-469）/500=6.2%3.2低温冷藏间

（1）NO.1库库内净面积：

A=19.4×7.43=144.14m2库内净高：

H=5m公称容积：

V=144.14×5=720.7m3货物计算密度：

ρ=400kg/m3容积利用系数：

η=0.55冷藏吨位：

G1=720.7×400×0.55/1000=158.6吨

（2）N0.2库库内净面积：

A=19.4×7.76=150.5m2库内净高：

H=5m公称容积：

V=150.5×5=752.7m3货物计算密度：

ρ=400kg/m3容积利用系数：

η=0.55冷藏吨位：

G2=752.7×400×0.55/1000=165.6吨（3）N0.3库同N0.1库，G3=158.6吨低温冷藏间冷藏吨位：

G=G1+G2+G3=482.8吨（500-482.8）/500=3.4%符合要求。

4围护结构传热系数计算主要计算外墙、内墙、屋顶和地坪的传热系数。

4.1高温冷藏间外墙序号_结构层（由外向内）_厚度δ（m）_导热系数λ（W/m·℃）_热阻R=δ/λ（m2·℃）__1_1∶2.5水泥砂浆抹面_0.02_0.93_0.0215__2_混合砂浆砌砖墙_0.37_0.814_0.455__3_1∶2.5水泥砂浆抹面_0.02_0.93_0.215__4_硬质聚氨酯_0.1_0.031_3.226__5_1∶2.5水泥砂浆抹面_0.03_0.93_0.0323__6_墙体表面空气热阻__aw=23an=18_Rw=0.044Rn=0.056__7_总热阻∑R___3.8563__8_传热系数K=1/∑R___0.259__地坪序号_结构层（由上向下）_厚度δ（m）_导热系数λ（W/m·℃）_热阻R=δ/λ（m2·℃）__1_钢筋混凝土面层_0.08_1.5468_0.0517__2_1∶3水泥砂浆保护层_0.015_0.93_0.0161__3_一毡二油防水层_0.005_—_0.0351__4_软木层_0.1_0.0698_1.433__5_二毡三油隔汽层_0.01_—_0.056__6_1∶3水泥砂浆找平层_0.02_0.93_0.0215__7_100号混凝土垫层_0.1_1.5119_0.0661__8_表面空气热阻__an=18_0.056__9_总热阻∑R___1.7355__10_传热系数K=1/∑R___0.5762__屋顶序号_结构层（由上向下）_厚度δ（m）_导热系数λ（W/m·℃）_热阻R=δ/λ（m2·℃）__1_预制混凝土板_0.04_1.5119_0.0517__2_空气间层_0.2_—_0.0161__3_二毡三油防水层_0.01_—_0.0351__4_1∶3水泥砂浆找平层_0.02_0.93_1.433__5_钢筋混凝土空心板_0.25_1.5468_0.056__6_1∶3水泥砂浆抹面_0.02_0.93_0.0215__7_硬质聚氨酯_0.1_0.031_0.0661__8_表面空气热阻__aw=23an=18_Rw=0.044Rn=0.056__9_总热阻∑R___3.8825__10_传热系数K=1/∑R___0.2576__4.2低温冷藏间、冻结间外墙序号_结构层（由外向内）_厚度δ（m）_导热系数λ（W/m·℃）_热阻R=δ/λ（m2·℃）__1_1∶2.5水泥砂浆抹面_0.02_0.93_0.0215__2_1∶2.5水泥砂浆抹面_0.02_0.93_0.455__3_1∶3水泥砂浆抹面_0.03_0.93_0.215__4_混合砂浆砌砖墙_0.37_0.814_3.226__5_硬质聚氨酯_0.15_0.031_0.0323__6_墙体表面空气热阻冷藏间冻结间__aw=23an=12aw=23an=29_Rw=0.044Rn=0.083Rw=0.044Rn=0.035__7_总热阻∑R冷藏间冻结间___5.4965.448__8_传热系数K=1/∑R冷藏间冻结间___0.1820.184__地坪序号_结构层（由上向下）_厚度δ（m）_导热系数λ（W/m·℃）_热阻R=δ/λ（m2·℃）__1_200号钢筋混凝土面层_0.08_1.5468_0.0517__2_1∶3水泥砂浆_0.02_0.93_0.0215__3_一毡二油防水层_0.005_—_0.0351__4_软木层_0.2_0.0698_2.865__5_二毡三油隔汽层_0.01_—_0.056__6_1∶2.5水泥砂浆_0.02_0.93_0.0215__7_混凝土预制板_0.05_1.5119_0.033__8_粗砂垫层_0.45_0.5815_0.774__9_表面空气热阻冷藏间冻结间__an=12an=29_Rn=0.083Rn=0.035__10_总热阻∑R冷藏间冻结间___3.94083.8928__11_传热系数K=1/∑R冷藏间冻结间___0.2540.257__屋顶序号_结构层（由上向下）_厚度δ（m）_导热系数λ（W/m·℃）_热阻R=δ/λ（m2·℃）__1_预制混凝土板_0.04_1.5119_0.0517__2_空气间层_0.2_—_0.0161__3_二毡三油防水层_0.01_—_0.0351__4_1∶3水泥砂浆找平层_0.02_0.93_1.433__5_钢筋混凝土空心板_0.25_1.5468_0.056__6_1∶3水泥砂浆抹面_0.02_0.93_0.0215__7_硬质聚氨酯_0.15_0.031_0.0661__8_表面空气热阻冷藏间冻结间__aw=23an=12aw=23an=29_Rw=0.044Rn=0.083Rw=0.044Rn=0.035__9_总热阻∑R冷藏间冻结间___5.52225.4742__10_传热系数K=1/∑R冷藏间冻结间___0.1810.183__冻结间内墙序号_结构层_厚度δ（m）_导热系数λ（W/m·℃）_热阻R=δ/λ（m2·℃）__1_水泥砂浆_0.02_0.93_0.0215__2_混合砂浆砌砖墙_0.12_0.814_0.1474__3_水泥砂浆_0.02_0.93_0.0215__4_硬质聚氨酯_0.1_0.031_3.226__5_水泥砂浆_0.03_0.93_0.0323__6_表面空气热阻__aw=23an=29_Rw=0.035Rn=0.035__7_总热阻∑R___3.5187__8_传热系数K=1/∑R___0.284__5耗冷量的计算5.1冷库围护结构传热面引起的耗冷量Q1按计算围护结构传热面积的原则计算各库房围护结构的传热面积，然后计算耗冷量。

计算公式：

Q1=K·A·a·（tw-tn）传热面积A的计算计算部位_长度（m）_高度（m）_面积（m2）_计算部位_长度（m）_高度（m）_面积（m2）__N0.1东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪_8.258.2520.519.4620.5_5.75.75.75.78.25_47.02547.025116.85110.922169.125_N0.5东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪_667.467.468.5_5.25.25.25.26_31.231.238.79238.79251__NO.2东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪_8.008.0019.4619.4620.5_5.75.75.75.78.00_45.645.6110.922110.922164_NO.6东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪_6.116.118.57.468.5_5.25.25.25.26.11_31.77231.77244.238.79251.935__NO.3东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪_8.258.2519.4620.520.5_5.75.75.75.78.25_47.02547.025110.922116.85169.125_NO.7东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪_15.2515.2524.5625.525.5_6.556.556.556.5515.25_99.887599.8875160868167.025388.875__NO.4东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪_6.396.397.468.508.50_5.25.25.25.26.39_33.22833.22838.79244.254.315_NO.8东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪_15.2515.2525.524.5625.5_6.556.556.556.5515.25_99.887599.8875167.025160.868388.875__各库房围护结构传热量Q1的计算计算部位_计算公式：

Q1=K·A·a·（tw-tn）_Q1（W）__N0.1东墙西墙南墙北墙屋顶地坪_0182×47.025×1.05×（31+18）0182×47.025×1.05×（31+18）0.182×116.85×1.05×（31+18）0.181×169.125×1.2×（31+18）0.254×169.125×0.6×（2+18）_440.34440.341094.171799.96515.494290.3__NO.2东墙西墙南墙北墙屋顶地坪_0.182×45.6×1.05×（31+18）0.182×45.6×1.05×（31+18）0.181×164×1.2×（31+18）0.254×164×0.6×（2+18）_426.99426.991745.42499.873099.27__NO.3东墙西墙南墙北墙屋顶地坪_0182×47.025×1.05×（31+18）0182×47.025×1.05×（31+18）0.182×116.85×1.05×（31+18）0.181×169.125×1.2×（31+18）0.254×169.125×0.6×（2+18）_440.34440.341094.171799.96515.494290.3__NO.4东墙西墙南墙北墙屋顶地坪_0.184×33.228×1.05×（31+23）0.184×33.228×1.05×（31+23）0.284×38.792×1.00×（-10+23）0.184×44.2×1.05×（31+23）0.183×54.315×1.2×（31+23）0.257×54.315×0.6×（2+23）_346.66346.66143.22461.13644.09209.382151.14__NO.5东墙西墙南墙北墙屋顶地坪_0.184×31.2×1.05×（31+23）0.184×31.2×1.05×（31+23）0.284×38.792×1.00×（-10+23）0.284×38.792×1.00×（-10+23）0.183×51×1.2×（31+23）0.257×51×0.6×（2+23）_325.50325.50143.22143.22604.78196.611783.83__NO.6东墙西墙南墙北墙屋顶地坪_0.184×31.772×1.05×（31+23）0.184×31.772×1.05×（31+23）0.184×44.2×1.05×（31+23）0.284×38.792×1.00×（-10+23）0.183×51.935×1.2×（31+23）0.257×51.935×0.6×（2+23）_331.47331.47461.13143.22615.87200.212083.37__NO.7东墙西墙南墙北墙屋顶地坪_0.259×99.8875×1.1×（31-0）0.259×99.8875×1.1×（31-0）0.259×167.025×1.1×（31-0）0.5763×.88.875×1.3×（31-0）0.2576×388.875×0.20×（31-0）_882.20882.201475.159031.58621.0812892.21__NO.8东墙西墙南墙北墙屋顶地坪_0.259×99.8875×1.1×（31-0）0.259×99.8875×1.1×（31-0）0.259×167.025×1.1×（31-0）0.5763×388.875×1.3×（31-0）0.2576×388.875×0.20×（31-0）_882.20882.201475.159031.58621.0812892.21__5.2食品冷加工的耗冷量Q2该库有三间冻结间，每间冻结能力为6.5T/日，共19.5T/日。

按每昼夜冻结能力比例摊入各冷藏间内，三间冷藏间按比例摊分，每间进货量为6.5T/日，冻结食品为猪肉。

（1）低温冷藏间每间最大进货量为19.5T/日，食品进库前的温度为-15℃，经冷藏24小时后达-18℃。

G=19500公斤/日，T=24小时食品在储存前后的含热量：

h1=12.2KJ/kg，h2=4.6KJ/kg_t1=31×0.83℃，t2=-18℃，B=0.1，Cb=0.42Q2a==1/3.6×19500×（12.2-4.6）/24=1715.3W_Q2b==1/3.6×19500×0.1×（31×0.83+18）×0.42/24=414.52WQ2=Q2a+Q2b=1715.3+414.52=2129.82W冷藏间NO.1，NO.2，NO.3库食品加工耗冷量各为：

Q2=2129.82W

（2）冻结间食品在冻结前的温度按+31℃计算，经过20小时后的温度为-15℃。

食品的冻结加工量：

G=6.5吨/日，T=20小时食品在冻结前后的含热量：

h1=305.9KJ/kg，h2=12.2KJ/kgt1=31×0.83℃，t2=-15℃，B=0.3，Cb=0.42_Q2a==1/3.6×6500×（305.9-12.2）/20=26514.58W_Q2b==1/3.6×6500×0.3×（31×0.83+15）×0.42/20=463.3WQ2=Q2a+Q2b=26514.58+463.3=26977.88W（3）高温冷藏间高温库进货量按冷藏吨位的8%计算，即：

G=250×8%=20吨/日=20000公斤/日货物入库前的温度为+25℃，经冷藏24小时后达到0℃。

食品在贮存前后的含热量：

h1=366.2KJ/kg，h2=271.9KJ/kg_t1=25℃，t2=0℃，B=0.25，Cb=1.51，T=24h，q1=149W/t，q2=19W/t_Q2a==1/3.6×20000×（366.2-271.9）/24=21828.7WQ2b=