制冷工艺设计.docx

1、制冷工艺设计制冷工艺设计计算书班 级： 制冷与空调0401班 学 号： 12 姓 名： 周 光 科 指导老师： 杨 强 设计时间： 2006 年 12 月 前言随着科学技术的发展和人们生活水平的提高，人们对生活质量提出更高要求，对身体的健康格外重视，饮食观念也日益趋向于“绿色”，因此，冷冻鱼肉制品、反季蔬菜、保鲜水果颇受欢迎，冷库的需求也随之增加。为了适应社会的发展和人们的需求，同时为了锻炼同学们的动手能力，使所学知识应用于实践，特此安排本次设计。本设计以湘潭地区单层生产性冷库为设计题目，进行冷库制冷工艺的设计。设计课题如下：（一）冷库的规格1、低温冷藏间的容量为：2200m3（500t）冷间

2、设计温度为-18，相对湿度为95；2、冻结间生产能力为20t/24h，冷间设计温度为-23。其中用冷风机冻结白条肉14T/日，用搁架排管冻结分割肉和其它小家禽6T/日。3、高温冷藏间的容量为：4263 m3（470T），设计温度为：04，相对湿度为：8595；如果冷藏蔬菜类，相对湿度为：85。 （二）库房的平面布置1、库房的平面布置见图1，该冷库有三个冻结间和三个冻结物冷藏间和三个冷却物冷藏间通过常温穿堂组合成整体； 2、房内净长、净宽在平面图上都已标出； 3、房内净高：冻结间为4.5m，冻结物冷藏间为5m； 4、冻结间的内隔墙采用软木优质隔热层； 5、层顶为通风阁楼，地坪采用炉渣并埋设通风管

3、道； 6、冷库冷藏间无隔热层； 7、库房围护结构构造见表 （三）水文条件1、室外空气温、湿度，根据湘潭查附录； 2、冷却水温度湘潭的可作调整，一般确定为20。A、制冷工艺设计说明书（一）设计条件1气象夏季室外计算温度：tw= +32 相对温度：w=58%2.水温按循环冷却水系统考虑，冷凝器进水温度20,出水温度+22.3.冷凝温度:tk=+254.蒸发温度: t0=-33, t0=-10(二)生产能力1.冻结能力:20吨/日,采用一次冻结2.冷藏容量:低温冷藏500吨,高温冷藏500吨。B、库容量计算（一）高温冷藏间1. No7库库内净面积：A=库内净高：H6m公称容积：V62131.5m3货

4、物计算密度：250kg/ m3容积利用系数：冷藏吨位：G12501000吨2、8库同7库，冷藏吨位：G2吨3、高温冷藏间冷藏吨位：G= G1+ G2=469吨（500469）/500%符合要求。（二）低温冷藏间1、 NO1库库内净面积：A=库内净高：H=5m公称容积：V=5=720.7m3货物计算密度：=400/ m3容积利用系数：=冷藏吨位：4001000=吨2、 2库库内面积净面积：A=库内净高：H5m公称容积：V5752.7m3货物计算密度：400kg/ m3容积利用系数：冷藏吨位：G24001000吨3、 3库同1库，G3=吨低温冷藏间冷藏吨位：G=G1G2G3=吨（）/500=% 符

5、合要求。C、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。（一）高温冷藏间1、外墙序号结构层（有外向内）厚度 （m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）11：水泥砂浆抹面2混合沙浆砌砖墙31：水泥砂浆抹面4硬质聚氨酯51：水泥砂浆抹面6墙体表面空气热阻aW=23an=18RW=Rn=7总热阻R8传热系数K=1/R2、地坪序号结构层（有上向下）厚度 （m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）1钢筋混凝土面层21：3水泥砂浆保护层3一毡二油防水层4软木层5二毡三油隔气层61：3水泥砂浆找平层7100号混凝土垫层8表面空气热阻an=189总热阻R10传热系数K=1/R3、

6、 屋顶序号结构层（有上向下）厚度 （m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）1预制混凝土板2空气间层3二毡三油防水层41：3水泥砂浆找平层5混凝土空心板层61：3水泥砂浆抹面7硬质聚氨酯8表面空气热阻aW=23an=18RW=Rn=9总热阻R 10传热系数K=1/R （二）低温冷藏间、冻结间1、外墙序号结构层（有外向内）厚度 （m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）11：水泥沙浆抹面21：水泥沙浆抹面31：3水泥沙浆抹面4混合砂浆砌砖墙5硬质聚氨酯6墙体表面空气热阻 冷藏间冻结间aW=23an=12aW=23an=29 RW=Rn=RW=Rn=7总热阻R 冷藏间冻结间8传热系数K

7、=1/R 冷藏间冻结间 2、地坪序号结构层（有上向下）厚度 （m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）1200号钢筋混凝土层21：3水泥砂浆3一毡二油防水层4软木层5二毡三油隔气层61：3水泥沙浆找平层7预制混凝土板8粗砂垫层9表面空气热阻 冷藏间冻结间an=12an=2910总热阻R 冷藏间冻结间11传热系数K=1/R 冷藏间冻结间3、屋顶序号结构层（有上向下）厚度 （m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）1预制混凝土板2空气间层3二毡三油防水层41：3水泥沙浆找平层5混凝土空心板层61：3水泥沙浆抹面7硬质聚氨酯8表面空气热阻 冷藏间冻结间aW=23an=12aW=23an=

8、29RW=Rn=RW=Rn=9总热阻R 冷藏间冻结间 10传热系数K=1/R 冷藏间冻结间 4、冻结间内墙序号结构层厚度 （m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）1水泥砂浆2混合沙浆砌砖墙3水泥砂浆4硬质聚氨酯51：水泥砂浆抹面6墙体表面空气热阻aW=23an=29RW=Rn=7总热阻R8传热系数K=1/RD、冷耗量的计算（一）冷库围护结构传热面引起的冷耗量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=（tWtn）传热面积A的计算计算部位长度（m）高度（m）面 积（）计算部位长度（m）高度（m）面 积（）1东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪5东墙

9、西墙南墙北墙屋顶、地坪666512东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪1646东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪3东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪7东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪4东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪8东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪 各库房围护结构传热量Q2的计算计算部位计算公式：Q1=（tWtn）Q1（W）NO1东墙西墙南墙北墙屋顶地坪（3218）（3218）（3218）（3218）（218） NO2东墙西墙南墙北墙屋顶地坪（3218）（3218）164（3218）164（218） NO3东墙西墙南墙北墙屋顶地坪（3218）（3218）（3218）（3218）（218） NO4东墙西墙南墙北墙屋顶地坪（3223）（3

10、223）（1023）（3223）（3223）（223） NO5东墙西墙南墙北墙屋顶地坪（3223）（3223）（1023）（1023）51（3223）51（223） NO6东墙西墙南墙北墙屋顶地坪（3223）（3223）（3223）（1023）（3223）（223） NO7东墙西墙南墙北墙屋顶地坪（32-0）（32-0）（32-0）（320）（320） NO8东墙西墙南墙北墙屋顶地坪（32-0）（32-0）（32-0）（320）（320） （二）食品冷加工的耗冷量Q2该库有三间冻结间，每间冻结能力为吨/日，共吨/日。按每昼夜冻结能力比例摊入于各冷藏间内，三间冷藏间按比例摊分，每间进货量为吨/日

11、，冻结食品为猪肉。1、低温冷藏间每间最大进货量为吨/日，食品进库前的温度为15，经冷藏24小时后达18.G19500公斤/日，T24小时食品在储存前后的含热量：h1=kg,h2=kg t1=320.83,t2=-18,B=,Cb= 冷藏间1,2,3库食品加工耗冷量各为：2、冻结间食品在冻结前的温度按32计算，经过20小时后的温度为15。食品的冻结加工量：G=吨/日，T20小时食品在冻结前后的含热量：h1=kg,h2=kgt1=320.83,t2=-15,B=,Cb= 冻结间4,5,6库的食品冷加工耗冷量各为：Q23、高温冷藏间高温库进货量按冷藏吨位的8%计算，即：G2508%20吨/日2000

12、0公斤/日货物入库前温度为28.5,经冷藏24小时后达0.食品在贮存前后的含热量：h1=kg,h2=kgt1=25,t2=0,B=,Cb=,T=24h,q1=149W/t,q2=19 W/t高温冷藏间7,8库食品加工耗冷量各为：Q2（三）库内通风换气热量Q3的计算1、低温库、冻结间没有通风换气的耗冷量。2、高温库，Q3b可不计(1)7库hW=kg,hn=kg,n=2,V=,Q3=Q3a=（）224=(2) 8库同7库：Q3=Q3a=（四）电动机运转热量Q4的计算1、低温冷藏间采用光滑顶排管，故无电动机运转热量Q4。2、冻结间（1）4采用搁架排管，按每吨配风10000m3/T,选用型号轴流式风机

13、6台,计算电动机功率为:P=6=,=1,=1Q4=1000P=100011=6600W（2）5库采用冷风机,冷风机使用的电动机功率总计为: P=, =1,=1Q4=1000P=100011=4400W(3) 6库同5库: Q4=4400W3、高温间（1）7库采用冷风机，冷风机使用的电动机功率总计为：P=6=,=1,=1 Q4=1000P=100011=6600W（2）8库同7库： Q4=6600W（五）操作热量Q5的计算 1、低温冷藏间 （1）1库：A=，V=720.7 m3，qd=2W/,hw= KJ/kg, hn= KJ/kg,M=,n=/ m3,nr=3,qr=410W/个 ,n=2 Q

14、5a= Aqd=2= Q5b=（hw-hn）MP/24=2（）24= W Q5c=3 nrqr/24=33410/24=154 W Q5= Q5aQ5b Q5c=154= W（2）2库:A=，V=752.7 m3 Q5a= Aqd=2=301 W Q5b=（hw-hn）MP/24=2（）24= W Q5c=3nrqr/24=33410/24=154 W Q5= Q5aQ5bQ5c=301154= W（3）3库同1库：Q5=2、冻结间不计算Q5的热量。3、高温库（1）7：A=355.25m2,V=2131.5m3,qd=2W/m2,hw=kg,hn=kg,M=,pn=1.293kg/m3,qr=

15、280W/个 n=2Q5a= qdA=2=Q5b=Vn(hw-hn)MPn=224=Q5c=38280/24=280WQ5=Q5cQ5bQ5c=280=（2）8库同7库 Q5=(六)总耗冷量1.库房冷却设备负荷计算Qq=Q1PQ2Q3+Q4Q5(1) 低温冷藏间：P=1(2) 冻结间：P=(3) 高温冷藏间：P=1Qq汇总表库房名称Q1Q2Q3Q4Q5QqNO11NO21 NO31NO46600NO54400NO64400NO716600NO8166002、冷间机械负荷计算冷间机械负荷分别根据不同蒸发温度计算.(1) 低温冷藏间,冻结间共用一个33蒸发温度.Qj=(n1Q1n2Q2n3Q3n4

16、Q4n5Q5)Rn1=1,n2=1,n3=0,n4=,n5=,R=Qj汇总表n1Q1n2Q2n4Q4n5Q5RQj117700(2) 高温冷藏间采用10蒸发温度:Qj=(n1Q1n2Q2n3Q3n4Q4n5Q5)Rn1=1,n2=1,n3=,n4=,n5=,R=Qj汇总表n1Q1n2Q2n3Q3n4Q4n5Q5RQj1266161668498659132006309117855E、冷却设备的选型计算（一）高温冷藏间1、NO7库采用冷风机,冷风机冷却面积A的计算：Qq=，K=m2，t=10A= Qq/(kt)=10)=326.967m2选用KLL350型冷风机一台。2、NO8库同NO7库,选用K

17、LL350型冷风机一台.(二)低温冷藏间1、冷却面积A采用光滑U型直式顶排管,管径采用D38无缝钢管.顶排管面积的计算:A=Qq/(Kt) K=KC1C2C3=m2, t =10(1) NO1库 A=(2) NO2库 A=(3) NO3库 A=2、无缝钢管长度L采用38无缝钢管,每米长的面积为0.119m2/m(1) NO1库需用钢管长度:L1=968.46m(2) NO2库需用钢管长度:L2=829.33m(3) NO3库需用钢管长度:L3=968.46m3、U型排管的制作详见顶排管制作图(略)(三)冻结间1、 4库采用搁架排管,并采用有组织的吹风.库风装设吊顶,吊顶两端留有300mm缝隙,

18、两侧紧贴墙面,冷风从一端被风吹进,从另一端吹出,使库内冷风循环流动.(1) 需要冷却面积A:t =10,K=m2A=Qq/(Kt)=128=349.67m2(2) 搁架排管的尺寸:采用D38无缝钢管,每米长的面积为0.119m2/m,需用钢管长度:L=2938.43m(3) 搁架排管的制作详见搁架排管制作图.(4) 循环风量:按每吨配风10000m3/t风量计算,选用2型号轴流风机6台.2、 5库采用干式冷风机,吊轨冻结,横向吹风.需用冷风机面积A:t =10,K=m2A=Qq/(Kt)=128=325.6m2选用KLJ200型冷风机2台.3、 6库采用干式冷风机,吊轨冻结,横向吹风.需用冷风

19、机面积A:t =10,K=m2A=Qq/(Kt)=128=528.07m2选用KLJ200型冷风机2台.F、制冷压缩机的选择计算整个库房的耗冷量计算完毕后,可按机器总负荷Qj进行制冷压缩机的选择.（一）计算条件1、冷凝温度:考虑循环水进入冷凝器的温度为20,出水温度为22,所以可以确定冷凝温度为:tk=(t进t出)/24=262、氨液的再冷温度:一是氨液经中冷器蛇型管进行冷却,氨液再冷却温度较中间温度高35;二是氨液流进高压贮液器和供至膨胀阀的过程中,受环境温度影响自然降温比冷凝时温度低35. 3、制冷循环的压缩级数:(1) 低温冷藏间的温度为18,冻结间的温度为23,设定蒸发温度与库房温度的

20、温度差为10,则蒸发温度为28和33.冷凝温度为26,Pk=蒸发温度为28,P0=蒸发温度为33,P0=Pk/P0=8, Pk/P0=8 压缩比小于8,应采用单机压缩制冷循环,确定采用组合式双机压缩循环,高低压级容积比=1/3,根据已知条件查有关图表得中间温度:tz=5.6,Pz=,中冷器蛇型盘管出液温度:tc=-0.2(2) 高温冷藏间温度为0.冷凝温度为26,Pk=蒸发温度为10,P0=Pk/p0= 符合要求。G辅助设备的选择计算（一）冷凝器1、双级机冷凝器热负荷Q1： Vd=424m3/h q1=1073KJ/m3Q1=Vdqi/=(21056/=249040W2、单级机冷凝器热荷： Q1=Qc=2611000=146400W3、冷凝器面积 qA=300w/m3 A1=131.8m2选用LNA-80型冷凝器2台。（二）中间冷却器1、冷却器直径计算：m3/h， D=2、中间冷却器蛇行管冷却面积： Qzj=Gd(h6-h8)= K=500W/m2 A=Qzj/(K选用ZLA-2型中冷器1台。（三）油分离器：=0.8m/sd=选用YFA-125型油分离器1台（四）空气分离器：一般总制冷量在1163Kw以下选用KFA-32型空气分离器1台。（五）集油器压缩机在标准工况下总制冷量在200Kw以上时选用桶身直