1設計基本資料

1.1設計目的：通過本設計初步了解建筑與設備工程的設計內(nèi)容，了解設計計算的步驟和方法，懂得識圖和制圖，學會查找設計規(guī)范和設計手冊。通過設計掌握有關(guān)冷藏庫制冷工藝設計的內(nèi)容、程序及基本原則和制冷工藝設計計算方法并提高繪制設計圖紙的能力。

1.2設計項目：100噸冷庫5噸速凍庫設計

1.3冷藏庫室內(nèi)外設計參數(shù)庫房名稱相對濕度溫度冷藏間95%-20OC速凍庫96%-35OC南寧室外84%30.3OC地坪85%25OC

2冷藏庫熱工計算 冷庫,冷庫設計,冷庫保鮮,果蔬保鮮,制冷系統(tǒng)

2.1冷藏庫、速凍庫的整體設計要求

設計一個100噸的冷藏庫，5噸/6H凍結(jié)庫（氨制冷系統(tǒng)），庫溫要求：冷藏庫-20℃，凍結(jié)庫-35℃，產(chǎn)品為海鮮魚，魚產(chǎn)品進貨溫度為28℃，出庫產(chǎn)品的中心溫度為-15℃以下，冷藏產(chǎn)品進庫溫度為-15℃，日進貨量為10噸/24H。

2.2庫房總體平面圖立面圖設計如下:

2.3冷藏庫尺寸計算

根據(jù)公式：（2-1）式中G—冷庫計算噸位（T）；

V1—冷藏間的公稱體積（M3）；Η—冷藏間的體積利用系數(shù)；

ΡS—食品的計算密度（KG/M3）

根據(jù)《冷庫設計規(guī)范》表3.0.5查得鮮魚的密度為ΡS=470KG/M3

根據(jù)公式（2-1）得，

冷藏間根據(jù)《冷庫設計規(guī)范》表3.0.3初步估計其Η=0.4得到V=550鑒于建筑上對墻間距以3為模數(shù)的規(guī)定將冷卻間的公稱體積定為

冷庫高度的確定：凈高為4.5M。速凍間

2.4凍結(jié)庫尺寸計算

由于急凍間采用的是擱架排管，用于裝鮮魚的盆子容積為400MM×600MM×80MM,所以每層擱架放兩排，每排11盆，每盆放鮮魚的質(zhì)量為10KG，每組12層，所以每組為2.5噸，兩組共為5噸。

2.4.1速凍庫長度的確定：

11（盆）×400MM(每盆的長)＋300MM(擱架與前墻壁的距離)＋840MM(保溫隔熱層厚度)＋700MM(擱架與后墻壁的距離)=6240MM

2.4.2速凍庫高度的確定:取3600MM

2.4.3速凍庫寬度的確定:

600MM(擱架的寬度)×4(組)＋50MM×4（格架伸出長度）+1500MM(通道的寬度)＋840MM(保溫隔熱層厚度)＋200MM(擱架與墻壁的距離)×2(墻壁的數(shù)量)=5340MM

2.4.4速凍庫的剖面圖如下：

2.5確定圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造、絕熱層厚度（速凍庫）

經(jīng)計算各層的總熱阻大于下限值，符合要求。各層取值如下表：

外墻各層0.012水泥砂漿抹面0.023.350.006磚墻0.242.930.082水泥砂漿找平0.023.350.006二氈三油0.010.670.016聚氨酯0.250.112.270水泥砂漿抹面0.023.350.0060.034

2.5.1冷藏庫的剖面圖如下：地坪采用地下埋設自然通風管道給地坪保溫。

3庫房冷負荷計算

3.1冷間冷卻設備負荷按下式計算：

式中-----冷間冷卻設備負荷（W）

------圍護結(jié)構(gòu)熱流量（W）

------貨物熱流量（W）

------通風換氣熱流量（W）

------電動機運轉(zhuǎn)熱流量（W）

------操作熱流量（W）

P--------貨物熱流量系數(shù)

3.2冷間機械負荷分別根據(jù)不同蒸發(fā)溫度按下式計算：

式中-------機械負荷（W）

---------圍護結(jié)構(gòu)熱流量的季節(jié)修正系數(shù)，宜取1

--------貨物熱流量折減系數(shù)

--------同期換氣系數(shù)，宜取0.5-1.0（“同時最大換氣量與全庫每日總換氣量的比數(shù)”大時取大值）

-------冷間用的電動機同期運轉(zhuǎn)系數(shù)

-------冷間同期操作系數(shù)

R--------制冷裝置和管道等冷損耗補償系數(shù)，直接冷卻系統(tǒng)宜取1.07，間接冷卻系統(tǒng)宜取1.12。

3.3圍護結(jié)構(gòu)熱流量按照下式計算

式中—圍護結(jié)構(gòu)熱流量（KW）；

—圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)[W/（M2?℃）]；

—圍護結(jié)構(gòu)傳熱面積（M2）；

—圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫差修正系數(shù)；

—圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)的計算溫度（℃）

—圍護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的計算溫度（℃）

式中---------貨物熱流量（W）

--------食品熱流量（W）

--------包裝材料和運載工具熱流量（W）

--------貨物冷卻時的呼吸熱流量（W）

--------貨物冷藏時的呼吸熱流量（W）

M----------冷間的每日進貨質(zhì)量（KG）

---------貨物進入冷間初始溫度時的比焓（KJ/KG）

---------貨物在冷間內(nèi)終止降溫時的比焓（KJ/KG）

T----------貨物冷加工時間（H），對冷藏間取24H；對冷卻間、凍結(jié)間取設計冷加工時間。

--------貨物包裝材料或運載工具質(zhì)量系數(shù)

-------包裝材料或運載工具的比熱容[]

-------包裝材料或運載工具進入冷間時的溫度（）

------包裝材料或運載工具在冷間內(nèi)終止降溫時的溫度，宜為該冷間的設計溫度（）

-----貨物冷卻初始溫度時單位質(zhì)量的呼吸熱流量（W/KG）

-----貨物冷卻終止溫度時單位質(zhì)量的呼吸熱流量（W/KG）

------冷卻物冷藏間的冷藏質(zhì)量（KG）

-----1KJ/H換算成W的數(shù)值

注：1、僅鮮水果、鮮蔬菜冷藏間計算、

2、如凍結(jié)過程需加水時，應把水的熱流量加入上式內(nèi)

3.5電動機運轉(zhuǎn)熱流量按下式計算：

式中--------電動機運轉(zhuǎn)熱流量（W）

---------電動機額定功率（W）

----------熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，電動機在冷間內(nèi)時應取1；電動機在冷間外時應取0.75.

B----------電動機運轉(zhuǎn)時間系數(shù)，對空氣冷卻器配用的電動機取1，對冷間內(nèi)其他設備配用的電動機可按實際情況取值，如按每晝夜操作8H計，則。

3.6操作熱流量按下式計算：

式中-------操作熱流量（W）

------照明熱流量（W）

------每扇門的開門熱流量（W）

------操作人員熱流量（W）

-------每平方米地板面積照明熱流量，冷卻間、凍結(jié)間、冷藏間、冰庫和冷間內(nèi)穿堂可取2.3W/M2；操作人員長時間停留的加工間、包裝間等可取4.7W/M2。

-------冷間地面面積（M2）

------門樘樓

-------每日開門換氣次數(shù)，可按《冷庫設計規(guī)范》圖6.1.16取值，對需經(jīng)常開門的冷間，每日開門換氣次數(shù)可按實際情況采用。

-------冷間內(nèi)凈體積（M3）

-------冷間外空氣的比焓（KJ/KG）

--------冷間內(nèi)空氣的比焓（KJ/KG）

M---------空氣幕效率修正系數(shù)，可取0.5；如不設空氣幕時，應取1.

--------冷間內(nèi)空氣密度（KJ/M3）

-------每日操作時間系數(shù)，按每日操作3H計

--------操作人員數(shù)量

-------每個操作人員產(chǎn)生的熱流量（W），冷間設計溫度高于或等于-5時，宜取279W；

冷庫耗冷量及冷卻設備負荷、機械符合表

庫房編號庫名設備負荷（W）機械負荷（W）

4設備選型的依據(jù)

4.1冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的確定

4.1.1速凍庫壓縮機壓縮比冷凝溫度的確定:

根據(jù)《實用制冷工程設計手冊》P141表3-2選用立式管殼式冷凝器

T1—冷卻水進口溫度℃T2—冷卻水出口溫度℃ΘM－冷凝器中平均傳熱溫差，取最小值冷卻水溫升T2-T1,取3℃當T30℃時取下限

TK=（29+32）/2+4=34.5℃冷凝壓力PK=1.2MPA

蒸發(fā)溫度取－40℃蒸發(fā)壓力P0=0.03MPA

壓縮比PK/P0=40>8

4.1.2冷藏庫壓縮比計算同上，壓縮比PK/P0=24>8采用雙級壓縮式制冷系統(tǒng)

4.2氨制冷原理圖如下

4.3冷凝器的選擇

4.3．1冷凝器的選擇應符合下列規(guī)定：

在制冷系統(tǒng)的設計、操作和運行中,較多遇到的問題是根據(jù)需要從現(xiàn)有產(chǎn)品中選出一個換熱設備.這就需要進行必要的選擇和計算.冷凝器也是制冷系統(tǒng)的一種換熱設備,在制冷劑蒸汽冷卻和凝結(jié)時放出熱量,主要通過對流傳遞給冷凝器管子的外壁,然后通過導熱傳至管子內(nèi)壁,再通過對流把熱量傳到空氣或冷卻水.

4.3.2冷凝器的排熱量確定

=Q0+PI

=163KW+132KW

=295KW

在此基礎(chǔ)上乘以1.35倍，=295×1.35=398（KW）

PI----壓縮機在計算工況小時的指示功率

4.3.3冷凝器的傳熱面積（冷庫設計規(guī)范P44）

=295000/8700×=53（M2）

---冷凝器的傳熱面積（M2）

----冷凝器的熱負荷（W）

----冷凝器的傳熱系數(shù)[W/（M2?℃）]

---冷凝器內(nèi)的對數(shù)平均溫度差（℃）

---冷凝器單位面積熱負荷（W）

4.4蒸發(fā)器的選擇

4.4.1蒸發(fā)器面積的計算（冷庫設計規(guī)范P38）

1、冷藏間：

=11456/13*12=75（M2）

---蒸發(fā)器的傳熱面積（M2）

----蒸發(fā)器的熱負荷（W）

----蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)[W/（M2?℃）]

---冷間溫度與冷卻設備蒸發(fā)溫度的計算溫度差（℃）

因此，取大連冷凍機廠的冷風機，型號為KLD—100，冷卻面積：100M2尺寸：1

990×880×2262MM一臺風機共1.1KW，風量：9990M3/H

2、急凍間：

冷卻排管的計算是確定傳熱面積,從而選用或制作合適的排管.冷卻排管的表面積可按傳熱基本公式計算.即

=91652/23.3*6=656（M2）

---蒸發(fā)器的傳熱面積（M2）

----蒸發(fā)器的熱負荷（W）

----蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)[W/（M2?℃）]

---冷間溫度與冷卻設備蒸發(fā)溫度的計算溫度差（℃）根據(jù)上述，選直徑為38MM的無縫鋼管，共5500M。

4.5中間冷卻器的選型計算（冷庫設計規(guī)范P42-43）中間冷卻器的選擇應根據(jù)其直徑和蛇形管冷卻面積的計算確定中間冷卻器的直徑按下式計算：

——中間冷卻器直徑（M）

——氨壓縮機高壓級的輸氣系數(shù)，應按產(chǎn)品規(guī)定取值

V——氨壓縮機高壓級的理論輸氣量（M3/H）

——中間冷卻器內(nèi)的氣體速度，不應大于0.5M/S

中間冷卻器蛇形管冷卻面積按下式計算：

——中間冷卻器蛇形管的冷卻面積（M2）

——中間冷卻器蛇形管的熱流量（W）

——中間冷卻器蛇形管的傳熱系數(shù)，應按產(chǎn)品規(guī)定取值，若無規(guī)定時，宜采用465

——580W/(M2.℃)

——中間冷卻器蛇形管的對數(shù)平均溫度差（℃）中間冷卻器蛇形管的對數(shù)平均溫度差按下式計算：

——中間冷卻器蛇形管的對數(shù)平均溫度差（℃）

——冷凝溫度（℃）

——中間冷卻溫度（℃）

——中間冷卻器蛇形管的出液溫度（℃），應比中間冷卻溫度高3-5（℃）

4.6油分離器的選型計算（冷庫設計規(guī)范P43）油分離器的直徑按下式計算：

——油分離器的直徑（M）

——氨壓縮機的輸氣系數(shù)（雙級壓縮時取高壓級的輸氣系數(shù)），應按產(chǎn)品規(guī)定取值。

V——氨壓縮機的理論輸氣量（雙級壓縮時取高壓級的理論輸氣量）（M3/H）

——油分離器內(nèi)的氣體速度，填料式油分離器宜采用0.3-0.5M/S，其他型式的油分離器宜采用不大于0.8M/S。

4.7貯液器的選型（冷庫設計規(guī)范P44）貯液器的體積按下式計算：

——貯液器的體積（M3）

——貯液器的體積系數(shù)

——貯液器的氨液充滿度，應取70%

——冷凝溫度下氨飽和液體的比體積（M3/KG）

——制冷裝置中每小時氨液的總循環(huán)量（KG）

4.8低壓循環(huán)貯液器

1、低壓循環(huán)貯液器的直徑按下式計算：式中——低壓循環(huán)貯液器直徑（M）

——氨壓縮機的輸氣系數(shù)（雙級壓縮時取低壓級的輸氣系數(shù)），應按產(chǎn)品規(guī)定取值。

——氨壓縮機的理論輸氣量（雙級壓縮時取低壓級的理論輸氣量）（M3/H）

——低壓循環(huán)貯液器內(nèi)的氣體速度，立式低壓循環(huán)貯液器不應大于0.5M/S，臥式低壓循環(huán)貯液器不應大于0.8M/S。

——低壓循環(huán)貯液器截面積系數(shù)，立式低壓循環(huán)貯液器采用1，臥式低壓循環(huán)貯液器采用0.3.

——低壓循環(huán)貯液器氣體進氣口的個數(shù)，立式低壓循環(huán)貯液器為1，臥式低壓循環(huán)貯液器為1或2（按時機情況確定）。

2、低壓循環(huán)貯液器體積按下列規(guī)定計算：本設計采用下進上出式供液系統(tǒng)：故

式中——低壓循環(huán)貯液器的體積（M3）

——各冷間中，冷卻設備灌氨量最大一間蒸發(fā)器的體積（M3）

——一臺氨泵的體積流量（M3/H）

——氨泵由啟動到液體自系統(tǒng)返回低壓循環(huán)貯液器的時間，可采用0.15—0.2H。

4.9氨泵的選擇氨泵的體積流量按下式計算：

式中——氨泵體積流量（M3/H）

——循環(huán)倍數(shù)。對負荷較穩(wěn)定、蒸發(fā)器組數(shù)較少、不易積油的蒸發(fā)器的下進上出供液系統(tǒng)，采用3—4倍；對負荷有波動、蒸發(fā)器組數(shù)較多、容易積油的蒸發(fā)器的下進上出供液系統(tǒng)，采用5—6倍；上進下出供液系統(tǒng)，采用7—8倍。

——氨泵所供同一蒸發(fā)溫度的氨液蒸發(fā)量（KG/H）

——蒸發(fā)溫度下氨飽和液體的比體積（M3/KG）

5設備的選擇

5.1設備的參數(shù)

根據(jù)計算出來的冷凝面積和蒸發(fā)面積,合理選擇各種制冷設備.首先,根據(jù)冷藏間和急凍間的耗冷量來選擇壓縮機.根據(jù)上面計算的耗冷量為122KW,又根據(jù)實際的情況選擇大連冷凍機廠的壓縮機，型號為8ASJ17的壓縮機.技術(shù)參數(shù)見下表

表5.1.1壓縮機技術(shù)參數(shù)

型號制冷量軸功率汽缸直徑活塞行程汽缸數(shù)進氣管徑(MM)排氣管徑(MM)曲軸箱裝油量冷卻水進出管徑冷卻水耗量

8ASJ17163KW83.9KW170MM140MM高2

低6高80

低125高65

低10050KG3∕4//2000KG

表5.1.2電機技術(shù)參數(shù)和電控箱的參數(shù)

型號功率工作電壓轉(zhuǎn)數(shù)質(zhì)量氨壓縮機控制臺型號質(zhì)量

JS2---400S2132KW380V750R/MIN1480KGZE—4E435KG

表5.1.3其它相互配套的技術(shù)參數(shù)型號外形尺寸重量

冷凝器（蒸發(fā)式）JRL-380IΦ850×55233020KG

冷風機（落地式）KLD－1001990×880×22621000KG

油分離器YF—65Φ325×1100130KG

貯氨器（臥式）ZA－1.5Φ800×3000915KG

中間冷卻器ZL—3.5Φ600×2872650KG

空氣分離器KF－32Φ108×159355KG

氨泵40P-40×ZB功率：3.0KW114KG

5.2設備的說明

由于壓縮機的排管管徑為100MM,所以冷凝器的接口端要和壓縮機的管徑相一致.上面算出冷凝器的傳熱面積為53㎡,在實際應用選擇中比理論的計算大一些.所以選擇型號為DWN—

65的冷凝器,傳熱面積為65㎡,各種參數(shù)見上表.各種制冷設備的進氣管徑要與之相一致.

各種設備選擇完成以后,接著是進行設備的安裝,安裝完畢后,就開始進行系統(tǒng)的測壓運行和系統(tǒng)的氣密性試驗.觀察系統(tǒng)的各個部件運行是否可靠.壓力是否正常等一系列參數(shù).系統(tǒng)正常就開始進行充氨運行.到這里,一個100噸的冷庫5噸速凍庫從設計到設備的選擇,已完成.

5.3系統(tǒng)圖如下：

圖5.1冷卻水系統(tǒng)圖

圖5.2冷藏庫氨制冷系統(tǒng)流程圖

5.3設備明細表

序號名稱型號及規(guī)格數(shù)量備注

1活塞式制冷壓縮機S8SF8-12.53煙臺冷凍機廠

2中間冷卻器ZZQ-7001冰輪集團

3油分離器YFA-65TL1冰輪集團

4集油器159系列4冰輪集團

5空氣分離器KFA-321冰輪集團

6高壓貯液器ZA-1.51冰輪集團

9氨泵2

10過濾器2

11冷風機GF-D1006飛鵝牌

12冷風機GF-D703飛鵝牌

13冷風機GF-L704飛鵝牌

14冷風機GF-J1004飛鵝牌

15冷卻水泵G50-32-92上海電機廠

16冷卻塔BNL2-502

17水池93立方米1

6管道設備的保溫與刷漆

6.1管道保溫與刷漆

制冷系統(tǒng)管道和設備經(jīng)排污、嚴密試驗合格后，均應涂防銹底漆二道，色漆二道（有保溫層的在其保護面層的外表面涂色漆二道）。光滑排管可僅刷防銹漆二道。

6.2色漆的顏色如下表所示名稱顏色名稱顏色

高、低壓液體管淡黃（Y06）低壓循環(huán)貯液器、中間冷卻器天酞藍（PB09）

吸氣管、回氣管天酞藍（PB09）集油器赭黃（YR02）高壓氣體管、安全管、

均壓管大紅（R03）壓縮機、空氣冷卻器按出廠涂色放油管赭黃（YR02）各種閥體黑色

缺點與不足

設計的冷庫系統(tǒng)綜合起來有以下特點：

(1)采用頂排管的方式,節(jié)省了冷藏庫的空間

(2)冷庫的挎度大,節(jié)省了材料不足:

(1)不易于操作,需要有一定經(jīng)驗的操作人員操作

(2)氨液如果操作不當易于泄漏