《小型制冷装置设计方案》完全免费.docx

《小型制冷装置设计方案》完全免费.docx

《《小型制冷装置设计方案》完全免费.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《小型制冷装置设计方案》完全免费.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

《小型制冷装置设计方案》完全免费

目录

第1章设计任务说明1

1.1设计对象1

1.2设计条件1

1.3设计参数1

1.4设计要求1

1.5设计思路1

第2章设计计算错误！

未定义书签。

2.1制冷剂的选择1

2.2冷藏库的库容量的计算错误！

未定义书签。

2.3库板传热系数计算4

2.4库房耗冷量计算4

2.4.1围护结构热流量4

2.4.2货物热流量4

2.4.3通风换气热流量6

2.4.4电动机运转热流量6

2.4.5操作热流量6

第3章制冷压缩机的选择8

3.1冷却设备负荷的确定8

3.2冷间机械负荷的确定8

3.3制冷压缩机的选择9

第4章冷凝器的设计计算10

4.1冷凝器的热负荷10

4.2冷凝器的换热面积10

4.3冷却水量10

4.4冷却塔的选择11

4.6水泵的选择11

第5章冷排管的设计计算12

5.1冷藏间冷排管选择12

第6章其他辅助设备13

6.1储液罐选择13

6.1.1制冷剂每小时的总循环量13

6.1.2储液罐的容积13

6.2油分离器选择13

6.3干燥过滤器14

6.4气液分离器14

6.5压力表14

第7章设计总结16

第8章参考文献17

第一章设计任务说明

1.1设计对象

小型拼装冷库的设计

1.2设计条件

（1）原始条件：

已知设计的小型冷库地点为长沙，冷藏海鲜，冷库位于湖南株洲，冷藏食品主要是海鲜，规定的冷藏量为5t，要求的冷藏温度为-18℃；冻结量每天1.5t，冻结时间8h，冻结温度为-25℃。

（2）长沙市气象条件：

查[7]可得长沙市的室外设计参数

台站位置室外计算相

对湿度（%）室外计算温度/℃大气压力（hPa）

北纬东经最热月平均夏季

通风夏季通风夏季空气调节日平均夏季冬季

75593332999.41019.9

极端最低温度-11.3极端最高温度40.6

（3）水文条件：

采用自来水，循环使用，水温为20℃。

根据长沙的气象参数，可得32度，75%的空气的露点温度是26度。

（4）制冷系统：

采用重力供液直接蒸发制冷系统（即空冷式）。

冷藏库温为-18℃，蒸发器选用双层光滑定排管；冻结间库温为-25℃，选用落地式空气冷却器，内设吊轨。

1.4设计要求

设计标准：

冷库设计规范GB50072-2001

1.5设计思路

第一步：

进行冷库制冷量的计算

根据已知条件和查表计算得出冷库的库容量、库板传热系数，并最后得出冷库的机械负荷，进行压缩机选型。

第二步：

选择冷凝器

根据设计参数，计算冷凝器的热负荷、冷却水量，进行冷凝器的选择。

第三步：

进行冷却塔和水泵的选择：

根据冷凝器的冷却水量，选择冷却塔，确定冷却塔位置及型号，进行水循环压力计算，确定水泵型号。

第四步：

选择蒸发器

根据设计参数，计算蒸发器的传热面积及冷风机型号。

第二章设计计算

2.2冷库的库容量的计算[2]

（1）冷藏库的库容量

冷藏库的库容量（单位为kg），按公式计算

（2-1）

式中G—冷藏库的库容量，单位为t；

—冷藏食品的密度，单位为kg/，查[1]的表8-17得，取470kg/；

V—冷藏库容积，单位为

—容积利用系数，查[2]对于组合式冷藏库可取0.6

计算得：

冷库尺寸查[2]表8-1得，冷藏量为5t的冷藏室型号为ZL-20S,尺寸为3.6m×2.7m×2.6m（外尺寸），库内容积为20㎡，库板厚度为100mm，库门尺寸为0.8m×1.8m，库温-18度，日进鲜货量为0.5t,制冷量为8.7kw，主机功率为3.7kw。

按照[3]规定日进货量约为库容量的5%，即。

（2）冷冻库容积确定

查[2]6.1.1章公式可得：

（2-2）

则冷冻库的总面积为：

设搁架分四层，则冷冻库占地面积为14.7/2=7.35㎡

取冷冻库型号也为ZL-20S，尺寸是3.6*2.7*2.6

2.3库板传热系数计算

外墙，内墙，屋顶和冷库库板均采用隔热材料采用聚氨脂泡沫塑料，隔热材料厚度，不计库板外面板和内胆热阻，则库板传热系数为

（2-2）

查资料[2]表8-2知，所以

2.4库房耗冷量计算

2.4.1围护结构热流量[3]

因为组合式冷库多数建在室内或有遮阳屋顶，故在计算围护结构热流量时可以不考虑太阳辐射引起部分，则热流量仅为库内外温差渗入热量，围护结构热流量应按[1]公式8-1，也即下式计算：

（2-3）

式中——维护结构热流量（W）；

——维护结构的传热系数[W/（℃）]，与冷库板一致，取0.28；

——维护结构的传热面积（）

冷藏库：

；

冷冻库：

——围护结构两侧温差修正系数，根据附录[4]B表B.0.1-1采用1.05；

——围护结构外侧的计算温度（℃），根据设计参数取32℃；

——围护结构内侧的计算温度（℃），冷藏库根据设计参数取-18℃，冷冻库取设计参数-25℃；

代入数据：

冷藏库：

冷冻库：

2.4.2货物热流量[3]

对于冷库，食品进入冷藏库的温度与库温不同，因此仍有一部分食品热需在冷藏库内放出，并且在冷藏过程中会有潜热和显热的释放，加入的食品没有外包装，查[3]公式（6.1.9）则食品热的计算公式

对冷冻库，[3]中规定，冷却间或冻结间应按设计冷加工能力计算；8h冻结能力为1.5t，每次进货量为1.5t，进货温度30℃，冻结终止温度为-15℃

对冷藏库，有从外库调入货物的冷库，其冻结物冷藏间每间每日进货质量应按该间计算吨位的5%计算，24小时每次进货量按0.3t计算，进货温度为-15℃，冷藏温度为-18℃

（2-4）

式中——货物热流量（W）；

——食品热流量（W）；

——包装材料和运载工具热流量（W）；

——冷间的每日进货质量（kg），冷冻库为1.5t，冷藏库按0.3t计算；

——货物进入冷间初始温度时的比焓（kJ/kg），查[2]表8-7得，对于冷冻库为=371.4kJ/kg，对于冷藏库，=14.2kJ/kg

——货物在冷间内终止降温时的比焓（kJ/kg），对于冷冻库，=14.2kJ/kg，对于冷藏库=5kJ/kg；

——货物冷加工时间（h），对冷藏间取24h，冷冻间取8h；

代入数据：

冷藏间：

冷冻间：

2.4.3通风换气热流量[3]

根据根据资料[3]，通风换气热流量只适合于贮存有呼吸的食品的冷间，故低温海鲜冷藏间均不计算通风换气热流量，即。

2.4.4电动机运转热流量【6】

冷藏间采光滑的顶排管，故。

对于冷冻间，名义制冷量可估算为：

Q=1.4（+）=9.89kw,查[2]表8-9得采用型号为DJ-11.6/70一台，名义制冷量为11600W，配套的功率为550w风机的三台，经计算有：

=1000×0.55×3×1=1650W

对于冷藏间，名义制冷量可估算为：

Q=1.4（+）=1.26kw,查[2]表8-9得采用型号为DD-1.3/7一台，名义制冷量为1300W，配套的功率为90w风机的一台，经计算有：

=1000×0.09×1×1=90W

2.4.5操作热流量【3】

操作热流量应按下式计算：

（2-5）

式中——操作热流量（W）；

——照明热流量（W）；

对于冷藏间，=

对于冷冻间，=

----单位时间没平方米地板照明热量（W/㎡），对于冷藏1.8~2.3

——冷间地面面积（）

——每扇门的开门热流量（W）；

——操作人员热流量（W）冷冻间内不操作，所以取0；

——每日开门换气次数，按资料[1]图8.2取12；

——冷间内净体积（），

冷藏室为3.4*2.5*2.4=20.4m3，冷冻间为3.4*2.5*2.4=20.4m3

——冷间外空气的比焓（kJ/kg），查空气焓湿图得，外空气的温度为32度，湿度为75%，查的=91kJ/kg.，

——冷间内空气的比焓（kJ/kg），对于冷冻库，用工程热力学知识可以算得=-23.41kJ/kg，对于冷藏库=-16.4kJ/kg；

——空气幕效率修正系数，按资料[3]取0.5；

——冷间内空气密度（kg/），查[8]有，对于冷冻间为0.712kg/，对于冷藏间为1.36kg/；

——每日操作时间系数，按每日操作3h计；

——操作人员数量，按照两人计算；

——每个操作人员产生的热流量（W），按照[1]规定，冷间设计温度高于或等于-5℃时，宜取280W；冷间设计温度低于-5℃时，宜取410W。

代入数据：

对于冷藏室：

对于冷冻室：

第三章制冷压缩机的选择

3.1冷却间负荷的确定[3]

冷间冷却设备负荷使用来选择冷风机，应按下式计算：

（3-1）

式中——冷间冷却设备负荷（W）；

——围护结构热流量（W）；

——货物热流量（W）；

——通风换气热流量（W）；

——电动机运转热流量（W）；

——操作热流量（W）；

——货物热流量系数。

根据冷库设计规范：

冷却间、冻结间和货物不经冷却而进入冷却物冷藏间的货物热流量系数P应取1.3,冷藏间P=1。

代入数据：

冷冻间：

冷藏间：

冷藏室选用的冷风机型号为DD-1.3/7一台，名义制冷量为1300W>1230W

冷冻间选用的冷风机型号为DJ-11.6/70一台，名义制冷量为11600W>10950W

所以两台冷风机均满足要求！

3.2冷间机械负荷的确定[3]

冷间机械负荷是指制冷压缩机的制冷量，也即是某一蒸发温度系统的压缩机的正冷负荷。

应根据不同蒸发温度按下式计算：

（3-2）

式中——机械负荷（W）；

——维护结构热流量的季节修正系数，查[1]得当生产没有明显的但旺季时，应取1；

——货物热流量折减系数，查[1]表8-6取0.5；

——同期换气系数，查[1]宜取0.5～1.0（“同时最大换气量与全库每日总换气量的比数”大时取最大值），取0.8；

——冷间用的电动机同期运转系数，查[1]表8-7取1；

——冷间同期操作系数，取1[3]；

——制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，直接冷却系统宜取1.07。

冷冻室：

冷藏室：

3.3制冷压缩机的选择

冷凝温度

冷却水进口温度应为露点温度加4度的温差，=26+4=30℃，出冷却水出口温度与进水温度的温差一般为2~4度，取冷却水出口温度。

冷凝温度与冷却水进水温度相差7℃～14℃，则，相应压力

蒸发温度空气调节用的直接蒸发式空气冷却器的蒸发温度比送风温度低6~8度，所以有：

冷藏库：

，相应压力

冷冻库：

，相应压力

根据设计条件，可选制冷剂有氟利昂R22

制冷剂编号沸点

℃凝固点℃临界温度℃临界压力Mpa

压缩比制冷系数

R22-40.76-96.6964.9762099.04.034.75

冷藏室：

根据机械负荷=1.3KW、蒸发温度、冷凝温度可选压缩机型号为：

比泽尔半封闭活塞式压缩机:

型号蒸发温度℃冷凝温度℃制冷量KW功耗

kW排气量

m3/h

2HC-1.2-25401.660.9984.6

（

冷冻室：

根据机械负荷=6.32KW、蒸发温度、冷凝温度，由于压缩比大于8，所以要双击压缩。

可选压缩机型号为：

德国谷软双级压缩机:

型号蒸发温度℃冷凝温度℃制冷量KW功耗

kW排气量

m3/h

D9TL-0760-30307.337.525.3

第4章冷凝器的设计计算

4.1冷凝器的热负荷

冷凝器热负荷可以根据[2]的公式（3-1）及图3-1可以计算得：

（4-1）

式中——冷凝器的热负荷（kW）；

——单级压缩机的制冷量（kW）；

——单级压缩机冷凝负荷系数，据资料[1]图4-8取1.27；

代入数据：

冷藏库：

冷冻库：

对于双级压缩，若采用带闪发蒸发器的双级压缩制冷循环，可以计算得中间压力为

画出电子压焓图，求的各个点的焓值，计算冷凝器的制冷负荷为：

4.2冷凝器换热面积

查[3]公式（6.3.11）计算冷凝器的传热面积为

（4-2）

式中——冷凝器换热面积（m2）；

——冷凝器的热负荷（W）；

——冷凝器的传热系数立式壳管式冷凝器的K值为700~810W/（㎡.℃），取K=700W/（㎡.℃）；

-------冷凝器平均传热温差，计算为

其中，------冷却水进水温度

-------冷却水出水温度

--------冷凝温度

代入数据：

冷藏库

冷冻库

根据、冷凝温度和进水温度选用奥新卧式壳管式冷凝器一台，型号参数如下：

型号冷凝温度

℃进水温度

℃进出水温差℃管间平均水速m/s换热量

kW

AX-WN05403051.5-2.517.64

4.3冷却水量[3]

（4-3）

式中——冷却水量（m3/h）；

——冷凝器的热负荷（W）；

——水的比热容kJ/（kg?

）；

——冷却水进出口温差（℃）

代入数据：

4.4冷却塔的选择

根据设计工艺条件，冷却塔放置在控制室的顶上。

根据冷却水量和冷却水进出口温度可选明新逆流式冷却塔,其参数如下：

型号冷却

水量

m3/h外型尺寸mm风机

直径

mm电机

功率

kW风量

m3/h水压

损失

kPa进水

温度

℃出水

温度

℃修正值

m3/h

高度外径

MS-85.613959305840.1842002037321.3

本设计所需进水温度/出水温度为35℃/30℃，这冷却水量：

4.5水泵的选择

冷凝器冷却水出水管的中心高度到冷却塔的顶部的高度为7m,则水泵的压头

水泵的水头损失

冷却塔的水头损失

估算水泵扬程

根据流量，估算扬程选择上海申银泵业的水泵，参数为：

型号流量m3扬程m效率转速r/min电机功率kW必需气蚀余量m

SYW25-11041542%29000.552.3

则水泵的实际扬程，满足要求。

第五章其他辅助设备

5.1储液罐选择[6]

5.1.1制冷剂每小时的总循环量

（6-1）

式中——制冷剂每小时的总循环量（kg/h）；

——压缩机的排气量，查压缩机101（m3/h）；

——压缩机的输气系数，取0.718[6]

——蒸发压力下制冷剂的比容（m3/kg），取0.11084[4]；

代入数据：

5.1.2储液罐的容积

（6-2）

式中——储液罐的容积（m3）；

——制冷剂每小时的总循环量（kg/h）；

——冷凝压力下制冷剂的比容（m3/kg），取0.01143[4]；

——系数，2000m3以下冷藏库为1.2[6]；

——储液器内储液最大允许容量,小型冷库取0.7[6]；

代入数据：

选择不锈钢卧式储罐：

WD-GC-0.5，容积为0.5m3。

5.2油分离器选择[6]

油分离器的直径为

（6-3）

式中D——油分离器的直径（m）；

——压缩机的排气量（m3/h），取101m3/h；

——压缩机的输气系数，取0.718[6]；

——气流通过滤层的速度（m/s），取0.5[4]

代入数据：

选择GYF-250型干式油分离器一台。

5.3干燥过滤器

干燥过滤器用来吸收氟利昂中的水分，防止节流后出现“冰堵”现象。

选择型号NT-105干燥过滤器一台，处理流量1.4m3/min。

5.4气液分离器

气液分离器是分离来自蒸发器出口的低压蒸气中的液滴，防止制冷压缩机发生湿压缩甚至液击现象。

选择型号TCFL-3N气液分离器一台，处理流量3m3/min。

5.5压力表

选择SUS-316不锈钢YN-60，表径：

60mm，压力范围：

1-1000kg/cm2。

5.6回热器

选用GTG30回热器，以提供过冷和过热。

制冷设备汇总如下：

序号设备名称型号规格数量单位

1制冷压缩机S66F-60,2Y-40P=64.8KW

1台

2卧式壳管式冷凝器AX-ⅡN05Q=31.6KW1台

3冷却塔MS-8V=5.6m31台

4水泵SYW25-110H=13.5m1台

5储液罐WD-GC-0.5V=0.5m31台

6气液分离器TCFL-3NV=3m3/min1台

7干燥过滤器NT-105V=1.4m3/min2台

8压力表YN-601-1000kg/cm22个

9油分离器GYF-250D=0.25m1台

10回热器GTG301台

11冷风机DJ-18.8/100P=550W3台

第六章设计总结

通过这次小型拼装冷库的设计，使我对冷库的基本结构、工作原理等有了更加系统的了解。

在这次设计过程中，我们在冷库的热力计算这部分花的时间太长，主要因为我们对一些细节问题没有理解，因而对计算数据修改了很多次。

通过一次又一次的发现错误，最终得出了正确的数据，对冷凝器、冷排管的设计指定了之前的方向。

通过对冷凝器、冷排管的设计，掌握了冷排管的布置方式，认识了换热器的内部结构；同时在绘图也遇到了很多问题，通过对错误的修改，完善了知识体系。

在完成设计任务后，成功感和满足感加深了对本课程及本专业的兴趣，通过查阅各种资料也学到了很多书本上没有的知识，拓展了知识面，所学的知识也得到巩固和提高！

同时也感谢杨景华老师的细心指导，指出了设计中的很多不足之处，对我们的设计有很大的帮助。

通过和杨老师的交流，我们学到了很多课外知识。