工程设计篇2623403B全部2623413B.docx
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工程设计篇2623403B全部2623413B
第一章现场勘察注意事项
1.1现场勘察遵循的原则
1.2注意事项
1.2.1外部环境
1.2.2内部环境
1.3卖场区的考察
第二章土建工程设计
2.1机房土建设计
2.1.1环境要求
2.1.2机组平面布局
2.1.3冷冻机的基础设计
2.2冷凝器
2.3工艺管道的架设
2.4制冷机房的通风换热
第三章制冷工程设计
3.1压缩机组匹配选型
3.1.1机组匹配的原则
3.1.2制冷设备制冷量的计算、压缩冷凝机组的选择
3.2卖场设备编号规范及冷柜主从的确定
3.3冷媒配管的管径设计
3.3.1管路设计原则
3.3.2管径选择附表说明
3.3.3管径选择图表的说明
3.3.4其它管径选择方法
3.4制冷工程主要材料计算
3.4.1管路工程材料
3.4.2保温工程材料
3.4.3电气工程材料
3.4.4排水工程材料
3.5制冷工程所需材料及其规格型号
3.5.1铜管
3.5.2管道连接件
3.5.3焊接材料
3.5.4排水配管材料
3.5.5保温材料
3.6举例说明
3.6.1制冷工程设备明细表
3.6.2机组匹配选型
3.6.3管径计算
第四章电气工程设计
4.1电功率计算原则
4.2电缆电线的选择
4.3低压断路器的选择
4.4尖峰电流的计算
4.5实例说明
4.6开关柜配电图的绘制
第五章组合冷库设计
5.1组合冷库的设计选址
5.2组合冷库基础要求
5.3冷库的维护结构和库体的规划设计
5.3.1库板选择
5.3.2冷库的平面组合及冷风机的布置原则
5.3.3库门设计选型
5.4冷库冷负荷的计算
5.4.1库内温度的确定
5.4.2库容量的计算
5.4.3库房耗冷量的计算
5.5冷却设备、压缩冷凝机组及阀件的选型
5.5.1冷却设备负荷的确定
5.5.2机械负荷的确定
5.6冷库制冷系统管路设计
5.7冷库的电控系统
5.8冷库的排水及库内照明
第一章现场勘察注意事项
本要求是针对销售工程师或具备其同等资历的售前服务人员在执行勘察任务时，所必须遵循的原则与注意事项，以保证后续工作的准确无误地展开及报价的准确性，并贯穿整个售前、售中、售后服务的始终。
1.1现场勘察遵循的原则
全面性
据客户或销售人员提供的超市图纸等信息，在现场结合工地的内、外环境条件及全面考虑水电、制冷、土建等、运输、施工、安装、维修的基础上形成详尽方案（或几种方案进行比较选择）
准确性
详尽了解与测量现场施工现状及其装饰完工后的情形，为准确布置制冷设备及施工的可行性，提供准确的数据等信息依据，减少返工或维修的可能性。
安全性
应考虑从设计科学性至售后服务日常维修各方面的安全性问题，涉及高空作业、防火、防盗、防冻、防振动、防电击、防爆等方面。
经济性
在正确配置与尊重客户意见的基础上，亦要发挥现场灵活性，以期降低施工难度与成本，提高竞争性。
1.2注意事项
1.2.1外部环境
1、制冷设备室外设置部分应考虑市政、市容与环境保护等方面的条例规定。
如当街侧吹冷凝器必须架高距地2.5米以上；当噪音超标时，还应考虑设备静音与降噪设施。
市政、市容方面可由客户方出面与相关市政管理部门联络确认；涉及噪音方面应确认施工责任方，以利于报价与施工方案准备。
2、注意当地的运输交通管理条例。
如当地可通行的车型，通行的时间区段有无限定等，确认运输交接负责人。
3、设备进厂条件确认，如注意室外设备的运输，装卸与就位条件，直至租用起吊设施的考虑安排，设备分批进厂时，应考虑与各施工方的交叉协调。
4、注意维修通道的预留，直至相应辅助设施的方案考虑，且应与整个土建、装饰工程顺序配合进行，尽量利用土建等方面的施工资源，防止不必要的返工。
5、室外设备的设置应考虑防雨（雪）、防盗、防日光直晒、防电击、防机械触伤、防尘、防窝风、防噪音扩散，防振动（共振）；还应了解当地的水文情况，以考虑机组平台的高度与结构方式，防可能的积水浸没。
6、根据当地空间条件，考虑机组平台与冷凝器固着基础的方式与位置。
其涉及基础的强度、承载能力、抗风及可能的攀登、抗共振等因素。
7、室外设备应避免对公用通道，防火与消防设施等方面的干涉，应留有安全空间。
8、室外设备维护结构应避免小孩等的无意识伤害，其设计应保证日后维护的方便性，安全性。
9、在条件十分恶劣及可能的资源前提下，室外机组处可考虑预留水、气等便于维护（修）保养的接口，水管应注意冬季防冻；通风条件差时，还应考虑强制通风方案等。
10、机组与冷凝器有相对高差时，还应考虑此高差的配管方案。
11、室外设备布置应避免对绿化等产生不良影响。
12、室外设备电源的配置方案。
13、水冷机组，则相应考虑冷水塔的设置与管路的布局。
14、室外设备设置处绝对禁止油烟和排油烟的设备。
1.2.2内部环境
室内设置机房
1、机组平台或楼板的承载能力与减振措施（参见“土建工程设计”）
2、机房有噪音要求时的隔、吸音设置。
3、机房内，水箱、电、机组等设备及相应管线的平、立面合理布局考虑。
4、电源要求三相五线制，到指定的位置，专电专用。
5、机房内楼（地）板。
挖（地）沟与预留孔的设置及加强方案的考虑（一般是仅提出预留尺寸，由客户方或总包方予以加强方案的设计实施。
6、机房墙孔的预留确认。
7、机房内照明与应急灯的设置。
8、机房内通风散热方案的考虑（机房温、湿度考虑）
9、机房内消防设施的配置。
10、机房内安全门、窗的考虑合理设置。
11、（地板或墙体上）未预留的孔，洞的开凿，需会同客户方或总包方确认建筑内管线的预埋情况，防误打，以免出现不必要的麻烦、甚至造成人身伤害及事故。
12、管线穿墙、穿孔的防护措施。
13、混合机房的布置与施工，应注意对原有成品的保护，并留有合理的安全空间。
14、较为封闭的机房，应考虑施工时的强制通风换气，维修时亦应注意，可在机房内醒目位置设置系列的警示标贴。
15、机房内严禁易燃、易爆、易挥发性等危险物品放置。
16、机组等机房设备进场通道、人员、方法与时间的确认。
1.3卖场区的考察
1、卖场内柜体、型号、台数、温度、尺寸及其实地布置等方面的空间确认，此亦是机组台数与机房布置的基础（还会有冷库的投标），并同时确认卖场内的空调状况。
2、柜体、设备进场通道与时间及手段人员的考虑。
3、对于楼板打管线孔与预设地漏的注意事项同于室内机房部分；根据柜体平面布置，开孔与地漏设置在不妨碍结构强度的前提下应方便于施工与取得较好的制冷效果为目标。
4、墙体、开孔与穿孔管线防护，亦同于室内机房部分，并注意防火墙孔洞的恢复方案。
5、凡涉及土建、电气等方面等事项，均应形成书面文件，交客户方或具备合法与对口的审批资质机构或单位予以确认签字，方可予以施工。
6、吊顶走管方案考虑吊点的布设，吊顶施工承重能力及日后吊顶内管线的维修简易性、安全性。
7、吊顶内走管一定要考虑冷管的防凝露措施。
8、楼板下顶部走管，一定要考虑走管的坡度，吊管与其它设施及管线最低点间的高度关系。
做到合理、简捷、经济。
9、无封顶的管线还应考虑客户是否有装饰装修的要求，一般由客户完成。
10、管线应尽量避免在卖场内空间的垂直立管布置，亦应严格控制在地板表面走管，只有在条件极端有限而客户又同意的前提下，方可予以施工。
操作间内的冷库
1、注意客户对冷库地坪做法的要求，采取相应的设计方案，经客户方交由土建方完成。
2、注意客户对冷库尺寸、温度、库体材料、库门型式、开门方向、门樘净落尺寸等方面的要求。
在现场确认库体尺寸、及组装、维修对空间的需求，特别是异型库体。
3、明确冷库组装与操作间的装修等作业时序安排。
4、是否有库门风幕机、风幕帘的要求。
特别是异型库体。
5、涉及孔、洞、管线架设要求同于上述相应条款。
6、尽可能了解冷库的进货量、进货温度等数据。
现场勘查人員在明确上述各项条件下,完善现场勘察技术文件，现场未能与客户确认的条款，亦应在文件中予以说明。
一是递交客户方予以书面确认.
二是作为随后报价与销售、生产、安装维护的原始依据文件。
三是此文件应有客户方面的确认，同时商业技术内部在形成报价资料的同时，完成该文件的审批程序。
在随后的售中、售后服务中，应注意配套项目变更洽商的记录，作为补充合同的依据。
第二章土建工程设计
2.1机房土建设计
2.1.1环境要求
安装压缩冷凝机组的房屋要宽敞、高大、明亮、通风。
1、机房位置应尽量离居民住宅、办公区、人员出入频繁的场所要远一些，以防噪音干扰和人身事故的发生。
2、有门、窗的开启方向一律采用外开方式。
3、机房温度：
-5℃≤t<40℃；机房湿度：
RH≤95%。
2.1.2机组平面布局
冷冻机组的四周边要离开墙身一定的距离，以便于安装和日后的维修方便。
若限于机房平面布局有限，机组上下布置时，同时考虑走管工艺性及基础的承载能力（静载荷、动载荷）（见下图）
2.1.3冷冻机的基础设计
1、
设计原则
（1）冷冻机座采用C20混凝土基础。
基础本身的重量（W）应不小于冷冻机自重（G）的3倍，以利用其质量吸收振动。
即W≥3G
注：
若多个冷冻机共同安装在一个整体的基础上时则不受此限制。
（2）C20混凝土基础的上平面应高于室内地坪100mm以上。
（3）冷冻机座下面铺设厚10-15mm的橡胶减振垫。
2、冷冻机安装在一层地面时的情况
（1）若原有地面为现浇整体式地面时，只要混凝土的厚度大于120mm以上者，可将冷冻机直接固定于其上即可。
（2）若原地面仅仅只有一层20mm厚的水泥抹面，下面是平铺或立铺红砖时则必须将其挖掉，重新浇注C20混凝土基础。
（3）在基础设计时，必须参照当地的地质条件（最好有地质报告）予以考虑基础的形式以及是否铺设垫层。
附地基承载力表（仅供参考）
承载力
类别
KPa
Kg/cm2
t/m2
人工碾压或夯实
碎石、卵石
200～300
2～3
20～30
砂夹石（石占30～50%）
200～250
2～2.5
20～25
土夹石（石占30～50%）
150～200
1.5～2
15～20
中粗砂、砾砂
150～200
1.5～2
15～20
粘性土、粉土
130～180
1.3～1.8
13～18
灰土
200～250
2～2.5
20～25
天然土（未搅动土）
（未搅动土）
粉土（亚粘土）
100～410
1～4.1
10～41
粘性土
105～475
1.05～4.75
10.5～47.5
沿海地区淤泥
40～100
0.4～1
4～10
素填土（多年积压层）
65～160
0.65～1.6
6.5～16
3、冷冻机安装在二层（或以上）楼面时的情况
就冷冻机运行工作而言应尽量将其安装在一层较佳，但因条件所限只得将其安装在二层时，则要特别当心和慎重考虑下述两个问题：
（1）楼板的承载能力是否能够满足冷冻机组负荷的要求？
i）复核楼板承载力时可依现场的实际情况对照下面的几种荷载公式予以核算最大弯矩即可。
常用简支梁荷载最大弯矩（Mmax）公式表
P=集中荷载（Kg）Q=均布荷载（Kg/m）L=支座跨度（m）
ii）就以往所做的安装工程来看,现行楼板的承载能力一般情况下均满足不了冷冻机负荷的要求，因此决不可掉以轻心。
必须想办法将冷冻机的荷重避开楼板而直接传到承重墙身和楼板的大梁上。
（大梁也要核算一下它的承载力及抗振性是否满足要求）
（2）机器振动的问题
i）冷冻机的运行是一个高频率、低振幅的高速圆周旋转运动，因此设计它的基础时要考虑共振的危害，予以避开。
就我们的现实条件而言，只要加大基础的自重，采用混凝土结构，尽量阻绝使用轻型钢结构，一般会避免共振的发生。
ii）若因条件限制（如超荷载的问题）必须采用钢结构时，则要计算钢结构的振动频率、振幅以避免共振的发生。
4、通风问题
因为冷凝或压缩机组多系安装在室内，它对工作环境温度的要求为0℃～40℃。
室内温升主要来源于冷凝散热或压缩机本身的热量，故可根据热量计算，采用轴流式风机强制排风达到降温的目的。
通风换热量计算见本章2.4。
2.2冷凝器
1、冷凝器的工作环境温度为-5℃～+40℃。
2、冷凝器应尽量安装于室外，以利于散热降温，且不得窝风还要避免太阳的直射，特别是要避开排油烟机的油烟影响。
3、若冷凝器安装在室内时，必须采取强制通风措施，形成冷风补进，热风排出的良好气流组织，予以降温，否则将导致高温停机而难以制冷。
（如泉城广场银座超市工程）
4、冷凝器一般可安装在用角钢L50×4焊接的主体支架上，其支架高度不应低于800mm。
5、若冷凝器需要安装在车辆通行道上时，为避免占用地面，可架空设置。
此种架空式的设置应遵照钢结构设计规范（GBJ17-88）予以设计，并应考虑防止地面车辆冲撞的问题。
（如济南人民商场超市工程）
6、架装冷凝器应确认架装固着基础的强度，稳定性。
2.3工艺管道的架设
工艺管道的架设分为架空和地沟两种类型。
1、架空设置：
可沿墙身每间隔2.0～2.5m设置一个三角型角钢支架，支架上面固定好“工艺管木支座”（有统一的标准）后方可敷设工艺管道。
2、地沟敷设：
（1）工艺地沟内设有气、液管、电线管、冷凝水管和各类阀件。
（2）通用断面：
说明：
1、宽度B=400～1200mm（按管径大小和数量确定）。
2、高度H依现场情况确定，但要符合砖层的模数值。
H=240、300、360、420、480、540、600
3、砖墙的厚度a=120、180、240、300，要依地面的承载能力确定。
4、底板的厚度E要依地耐力及承载力、剪切力确定，并要符合砖层的模数60、120、180、240
5、若地下水位很浅时，为防止毛细管作用，地沟的底板材料应改为混凝土为宜。
（如济南市新国道超市工程）
6、地面盖板尽量做成活动盖板，否则，在可能的条件下，应在地沟内预留备用线及管线，作好标识，以便备用。
2.4、制冷机房的通风换热
根据能量守恒的原理，制冷机要制冷（Q0）必须做功，即输入电能（W）那放出的热量QP=Q0+W；对于压缩冷凝机组（整体式）这些热量QP是相当大的，若没有足够的通风换热将热量排到大气环境中那机房温度会很快升高，冷凝温度也将升高，那么从前面的知识可知冷冻能力将显著下降，将严重影响制冷效果。
1、机房空间
（1）机房要有搬运、安装、维修、更换的空间。
（2）机房要有照明设备以利于安装和维修等操作。
2、机房的温度
（1）温度应在35℃以下，夏季短期可在40℃
（2）温度高时将有以下问题：
①吸排气温度升高，使制冷能力下降
②冷冻能力下降使运转率上升，甚至不停机还仍然降不下温来，大大提高了运行费用
③负荷的增加、排气温度的升高、运转率的上升都将降低制冷机的寿命
3、机房换气量计算
〔Q0+（Pe×α）〕β
K×（T1-T2）
需求换气量Qh（m3/h）=
Q0———制冷机冷冻能力，单位Kcal/h
Pe———制冷机运转电功率（额定功率），单位Kw
α———860Kcal/h·Kw
β———制冷机本身的放热系数。
当冷凝器与压缩机均放在机房时取β=1，当冷凝器放在机房外时取β=0.1。
K———0.28Kcal/m3℃是指将1m3的空气降低1℃时所需排出的热量。
T1———制冷机机房温度（℃）一般设定值为35℃，夏季不高于40℃。
T2———外部空气温度（℃）通常选32℃，夏季选35℃。
ΔT=T1-T2一般取即可3～5℃。
第三章制冷工程设计
3.1压缩机组匹配选型
3.1.1机组匹配的原则
从制冷效果与经济性两方面考虑，既要求达到良好的制冷效果，又要做到机组匹配适当，不至于因机组匹配过大，造成成本增高。
一般从以下几个方面考虑。
1、将中低温机组分开。
即中温机组拖动中温冷藏柜，冷藏库，低温机组拖动低温冷冻柜，冷冻库。
2、在大型制冷工程中，若冷柜、冷库的数量较多，可将冷柜，冷库分开，分别由不同的压缩机拖动，这样便于系统的安装维修。
而在较小的制冷工程中，若冷柜，冷库数量较少，分开拖动，将造成机组的浪费，可将冷柜、冷库由同一压缩机拖动。
这样做的好处是：
压缩机组数量减少，节省空间，管路系统简单，安装方便。
3、进行压缩机组匹配时，应遵循管路最短原则，依据制冷设备平面布置图，集中在一起的冷柜由同一台压缩机组拖动，分散的柜子最好由不同的压缩机组拖动，以免造成管路过长，材料费用增加，而制冷效果较差。
4、在小型制冷系统中，优先考虑整体机组。
在通风良好的机房使用整体机组，减少压缩机组到冷凝器之间的管路，安装方便，同时整体机组成本也较低。
5、在大型制冷系统中，最好使用匹数较大的并联机组，而避免使用小匹数的多台机组，否则，占有机房空间较大，管路复杂化，给安装造成很多不便，管路加长，管件、阀件成倍增多，使成本升高。
3.1.2制冷设备制冷量的计算、压缩冷凝机组的选择
制冷系统中制冷量的计算，按照上述原则，将中、低温系统分开进行计算，但是，由于冷柜的柜温要求不同，以中温柜为例：
蔬果柜运行温度为+6℃～+8℃（H型），日配高柜运行温度为+3℃～+5℃（M2型），而肉高柜的运行温度为+0℃～+2℃（M1型）；所以其蒸发器的蒸发温度也各不相同，分别为：
-8℃、-10℃、-12℃，因而冷柜参数中所标称的冷量也是指不同蒸发温度下的冷量，这一点请一定注意，这些不同蒸发温度下的多台冷柜用同一压缩冷凝机组进行拖动，选择压缩冷凝机组时需按如下步骤进行：
1、计算制冷设备平均蒸发温度tep，并计算出不同蒸发温度下制冷量之和，用Qo表示。
2、测量管路长度L，计算总长度L′,一般取L′=1.3L。
3、根据当量长度L′，计算管道压力损失：
对吸气管来说，ΔPmax=0.05K/m,对排气管来说，ΔPmax=0.033K/m，对供液管来说，ΔPmax=0.017K/m。
4、确定压缩冷凝机组的蒸发温度tey,tey=tep-Δt;Δt=L′×ΔPmax.
5、根据tey下，压缩机的冷冻能力Qoy≥αQo来选配机组，在标准设计工况下，α=1，在四类气候类型工况下，α取1.2～1.25，若工况超过四类，则制冷设备需特殊设计。
为了设计计算方便，一般都采用填写表格的方式，机组匹配与管道的计算连续进行，请参见相关表格。
由于多数情况下，冷藏壁柜处于何种运行温度并不清楚，一般以M2不带镜子HF460的制冷量计算。
对于冷冻冷藏岛柜来说，应以其相应运行温度下的单台制冷量计算。
压缩冷凝机组的匹配因机房的通风换气条件不同，管路的布置，管线的长短，柜型及其组合的不同，以及用户对机组的要求不同，而需进行灵活匹配。
但以上最基本的原则要遵循，若机组匹配不当，使冷柜、冷库无法正常运行，将给公司、用户造成经济上的损失，并对公司的名誉造成不好的影响。
3.2卖场设备编号规范及冷柜主从的确定
为规范报价设计、生产过程及安装工作，提高工作效率，特制定《卖场设备编号规范》，请参见《图表篇》。
小鸭冷柜有主控和从控之分，正确的确定主从对于冷柜的良好运行、成本的降低有重要的意义。
小鸭冷柜有“一拖一”、“一拖二”、“一拖三”之分。
主从编号也比较灵活，一般遵循以下原则：
1.
M
2.
M
S
3.
M
S
S
4.
M
S
M
S
5.
M
S
M
S
S
6.
M
S
S
M
S
S
注：
夏威夷封头柜一般为主控柜。
例：
说明：
M为主控柜，S为从控柜。
3.3冷媒配管的管径设计
3.3.1管路设计原则
制冷管路的设计应以最短的原则设计管路的分布。
1、制冷管路的压力损耗对制冷性能有较大的影响，对排气管和吸气管容许压力损耗如下表：
单位：
kgf/cm2
制冷剂
Ｒ22
R502
蒸发温度
-10℃
-20℃
-30℃
-40℃
-35℃
-40℃
吸气管
0.126
0.102
0.069
0.050
0.068
0.058
排气管
0.38
0.039
供液管
0.38
0.039
配管的总和长度与相当管长：
总和长度＝配管长度＋制冷元件的相当管长度
相当管长：
在制冷管路中，弯头、管接头、阀门等这些管件都具有一定的阻力，一般把这些阻力值以大致有相同阻力的同径管的管长来表示，称做“相当管长”。
管接头、阀门的相当管长度：
（m/个）
5/8
3/4
7/8
1
11/4
11/2
2
21/2
3
45°焊接弯头
0.14
0.17
0.19
0.22
0.27
0.32
0.46
0.54
0.63
45°焊接弯头
0.21
0.27
0.29
0.36
0.43
0.52
0.7
0.85
1.0
Ｔ型管接头直流
0.29
0.37
0.41
0.48
0.58
0.75
0.95
1.2
1.5
Ｔ型管接头分流
0.92
1.15
1.3
1.6
1.9
2.2
3.2
4
4.8
无填料阀（全开）
0.1
0.12
0.15
0.17
0.22
0.25
0.33
0.45
0.5
无填料阀（闭1/4）
0.55
0.65
0.8
0.9
1.2
1.4
1.8
2.3
2.8
无填料阀（闭1/2）
2.8
3.5
4
4.5
5.6
6.5
8.5
10.5
12.5
无填料阀（闭3/4）
11.0
14.0
17.0
18.5
22.0
28.0
35.0
45.0
55.0
2、制冷剂的流速
制冷管道内制冷剂的流速要在一定的范围之内，如下表所示：
单位:
m/s
横管
竖管
供液管
0.3～1.5
0.3～1.5
排气管
3.8～15
7.6～15
吸气管
3.8～15
7.6～15
制冷剂流速的计算公式：
已知条件：
制冷循环的蒸发温度t0，冷凝温度tC，制冷循环的某段管道所承载制冷量Q0，以及制冷剂在循环各主要状态点的某些热力参数，例如比焓、比容等。
这些参数值可根据给定制冷剂的种类、温度、压力，在相应的热力性质图和表中查到。
（1）单位质量制冷量：
q0=h1-h4（kJ/kg）
（2）制冷剂质量流量：
qm=Q0/q0（kg/s）
（3）制冷剂容积流量：
qV=qm×v（m3/s）
（4）制冷剂流速：
ω=4qV/πdn2（m/s）
h1、h4—分别为制冷剂蒸发压力下饱和气体和冷凝压力下的饱和液体的焓值；
dn—制冷管的内径
3、制冷剂管道管径选定
（1）供液管管径的选定
供液管内的制冷剂和油是充分混合的，所以从油循环的方面来说，管子的粗细是没有限制的。
从制冷剂充注量和工程费用的角度来看，管子应尽量细一些。
但是，如果管路中使用了电磁阀，供液管太细而使制冷剂流速过快时，一旦电磁阀关闭，则引起管内压力骤然升高，
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