500噸小型冷庫設(shè)計

1、湖南現(xiàn)代物流職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計題目：豬肉類冷庫制冷工程設(shè)計專業(yè)：物工專業(yè)班級：物工0903班學(xué)生姓名：肖紅斌指導(dǎo)老師：陳進(jìn)軍2011年12月1日本設(shè)計為豬肉冷庫制冷工程設(shè)計，本建筑包括兩個凍結(jié)問、三個凍結(jié)物冷藏問。本次設(shè)計的主要內(nèi)容包括：制冷系統(tǒng)方案的確定、冷負(fù)荷的計算、設(shè)備選型、制冷系統(tǒng)的布置。結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用功能，通過方案比較，在冷負(fù)荷計算的基礎(chǔ)上，選擇了雙級壓縮制冷系統(tǒng)，根據(jù)制冷系統(tǒng)方案的設(shè)計，進(jìn)行輔助設(shè)備的選型。其次本設(shè)計介紹了機(jī)房及庫房設(shè)備的布置，管線的布置及走向，管材、管徑等。最后對制冷系統(tǒng)的試壓、試漏、及管道的保溫問題做了簡單說明。關(guān)鍵詞：制冷系統(tǒng)、活塞式壓縮機(jī)、冷負(fù)荷目

2、錄1工程概況及原始材料11.1 設(shè)計目的11.2 工程概況11.2.1 冷庫設(shè)計條件11.2.2 冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)計算21.2.3 維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積F的確定72冷負(fù)荷計算92.1 維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱引起的耗冷量Q192.2 食品冷加工耗冷量Q2的計算112.3 通風(fēng)換氣的耗冷量Q3的計算122.4 電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)耗冷量Q4的計算122.5 操作耗冷量Q5的計算132.6 耗冷量的匯總142.6.1 冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷計算142.6.2 機(jī)械負(fù)荷Qj計算152.6.3 冷庫耗冷量估算163制冷系統(tǒng)方案的確定183.1 確定制冷系統(tǒng)方案的原則183.2 確定制冷系統(tǒng)方案的主要內(nèi)容183.3 冷庫制冷系統(tǒng)

3、的確定選擇193.3.1 制冷劑種類確定193.3.2 制冷系統(tǒng)供液方式的確定203.3.3 冷間冷卻方式的確定213.3.4 制冷系統(tǒng)供冷方式的確定223.3.5 蒸發(fā)溫度的確定223.3.6 過熱度的確定223.3.7 冷凝溫度的確定223.3.8 過冷度的確定233.3.9 蒸發(fā)器除霜方案的確定234制冷機(jī)器設(shè)備的選型244.1 壓縮機(jī)的選型計算244.1.1 選型的一般原則244.1.2 計算壓力比244.1.3 33C蒸發(fā)回路壓縮機(jī)選型254.2 冷凝器的選型計算294.2.1 冷凝器的負(fù)荷294.2.2 冷凝器面積計算304.2.3 冷卻水用量314.3 蒸發(fā)器的選型計算314.3

4、.1 冷風(fēng)機(jī)的選型計算314.3.2 凍結(jié)間冷卻設(shè)備選型324.3.3 排管的選型計算324.4 節(jié)流閥的選型345輔助設(shè)備的選型355.1 中間冷卻器的選型355.1.1 中間冷卻器的桶徑355.1.2 蛇形盤管傳熱面積的計算355.2 高壓貯液器的選型375.2.1 貯液器所需容積385.3 低壓循環(huán)桶的選型395.3.1 低壓循環(huán)桶的桶徑計算395.3.2 低壓循環(huán)桶容積計算405. 4氨泵的選型計算425.1.1 氨泵的體積流量計算425.1.2 參數(shù)確定425.1.3 計算結(jié)果425.5 排液桶的選型計算435.6 集油器的選型計算445.7 油分離器選型計算455.7.1 計算基礎(chǔ)

5、資料455.7.2 參數(shù)確定455.8 空氣分離器選型466制冷系統(tǒng)管道設(shè)計486.1 系統(tǒng)管道和閥門的設(shè)計要求486.2 系統(tǒng)管道的設(shè)計496.2.1 管道流速要求496.2.2 蒸發(fā)器供液管的設(shè)計496.2.3 吸氣管道的設(shè)計496.2.4 排氣管的設(shè)計496.2.5 其它管道的設(shè)計496.2.6 對制冷工藝管道布置要求506.3 管徑的確定506.3.1 回氣管管徑506.3.3 排氣管管徑506.3.4 貯液桶至調(diào)節(jié)站管徑506.3.5 冷凝器至貯液器管徑506.4 制冷設(shè)備和管道的隔熱層厚度517結(jié)論51參考文獻(xiàn)52致謝531工程概況及原始材料1.1 設(shè)計目的畢業(yè)設(shè)計是工科類專業(yè)教學(xué)

6、的重要環(huán)節(jié)之一，是對學(xué)生在校所學(xué)理論知識的全面總結(jié)和綜合檢驗(yàn)。通過畢業(yè)設(shè)計初步了解制冷與空調(diào)技術(shù)專業(yè)的設(shè)計內(nèi)容、程序和基本原則，了解設(shè)計計算的步驟和方法，培養(yǎng)學(xué)生的識圖和制圖能力，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會查找設(shè)計規(guī)范和設(shè)計手冊，初步了解本專業(yè)的主要設(shè)備、附件及材料。參加制冷技術(shù)畢業(yè)設(shè)計的學(xué)生，通過設(shè)計要求掌握有關(guān)冷藏庫有關(guān)制冷工藝設(shè)計的內(nèi)容、程序及基本原則和制冷工藝設(shè)計計算方法并提高繪制設(shè)計圖紙的能力。在設(shè)計過程中盡可能聯(lián)系當(dāng)前技術(shù)發(fā)展和環(huán)保要求，參照新規(guī)范進(jìn)行設(shè)計，使設(shè)計達(dá)到技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行管理的合理、可行和安全可靠。1.2 工程概況該冷庫是一個單層500t生產(chǎn)性冷庫，主要生產(chǎn)儲存白條肉。采用磚墻、鋼筋

7、混凝土梁、柱和板建成。隔熱層外墻和屋頂采用聚氨酯現(xiàn)場發(fā)泡，凍結(jié)間內(nèi)墻貼軟木，地坪采用爐渣并裝設(shè)水泥通風(fēng)管。該冷庫主要包括凍結(jié)間、凍結(jié)物冷藏間兩大部分。其主要加工環(huán)節(jié)為：白條肉胴體進(jìn)入凍結(jié)間凍結(jié)，肉胴體溫度降至要求溫度后進(jìn)入凍結(jié)物冷藏間冷藏。1.2.1 冷庫設(shè)計條件(1)氣象和水文資料夏季室外計算溫度為+32C,相對濕度為60%太陽輻射在北緯30二考慮，地下水溫為20C,可以是深進(jìn)水，采用循環(huán)水。進(jìn)水溫度為25C,出水溫度為30C(2)生產(chǎn)能力冷藏容量為500t,凍結(jié)能力為20t/日。(3)制冷系統(tǒng)采用氨直接蒸發(fā)制冷系統(tǒng)。凍結(jié)物冷藏間溫度為-20C,凍結(jié)間溫度為-23C(4)冷藏庫的平面布置圖1

8、-1冷藏庫的平面布置圖1第三章。1.2.2冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)計算主要計算外墻、內(nèi)墻，閣樓層和地坪的傳熱系數(shù)，計算公式見資料熱阻計算公式為R=§/出=1/a(1-1)傳熱系數(shù)K的計算公式為K_1K1百&-1+?+aw14an(1-2)式中：aw,an分別是維護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)和內(nèi)側(cè)的傳熱系數(shù)W/(m2?),按資料1表3-3查取;1-冷間維護(hù)結(jié)構(gòu)中各層建筑材料或隔熱材料的熱導(dǎo)率W/(m?k),查資料1表A-1、A-2和表3-5;6i-冷間維護(hù)結(jié)構(gòu)中各層建筑材料或隔熱材料的厚度（m）。對于墻面的對流換熱系數(shù)a,外墻表面a取25W/m2?K；內(nèi)墻表面a取7W/m2?K；凍結(jié)間的內(nèi)墻表面取

9、25W/m2?K。各冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)的計算見下表：表1-1冷庫外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)計算表結(jié)構(gòu)層次S/m入/kcal/(m?h?C)R=E/入/(m2?h?C)/kcal外墻1外墻外表面空氣熱阻1/ow250.040220厚水泥沙漿抹面0.020.930.02153370厚預(yù)制混凝土磚墻0.370.70.5285420厚水泥沙漿抹面0.020.930.0405冷底子油一道-6二氈三油油氈0.040.0060.150.400.02660.0157550厚稻殼隔熱層0.550.1513.64248混合砂漿砌磚墻0.120.70.1714920厚水泥沙漿抹面0.020.930.021510

10、外墻內(nèi)表回空氣熱阻1/an70.1428總熱阻R04.6312傳熱系數(shù)K0.2159表1-2冷庫內(nèi)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)計算表結(jié)構(gòu)層次S/m入/kcal/(m?h?C)R=8/入/(m2?h?C)/kcal凍結(jié)間內(nèi)墻1內(nèi)墻外表卸空氣熱阻1/0(w250.04220厚水泥沙漿抹面0.020.930.02153混合砂漿砌磚墻0.120.70.1714420厚水泥沙漿抹面0.020.930.02155150厚軟木隔熱層0.150.072.14286二氈三油油氈0.040.0060.150.400.02660.015720厚水泥沙漿抹面0.020.930.02158內(nèi)墻內(nèi)表回空氣熱阻1/an70.14

11、28總熱阻&2.60315傳熱系數(shù)K0.3841表1-3冷庫屋頂圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)計算表結(jié)構(gòu)層次S/m入/kcal/(m?h?C)R=8/入/(m2?h?C)/kcal屋頂1外表面空氣熱阻1/即250.040240厚預(yù)制混凝土板0.041.10.03633二氈三油油氈0.040.0060.150.400.02660.015420厚水泥沙漿找平層0.020.80.025530厚鋼筋混凝土屋蓋0.031.350.022261100厚稻殼隔熱層1.10.138.46157250厚鋼筋混凝土板0.251.350.18518內(nèi)表回空氣熱阻冷藏間凍結(jié)間1/an7250.14280.049總熱阻R

12、0冷藏間凍結(jié)間8.95458.851710傳熱系數(shù)K冷藏間凍結(jié)間0.11170.113表1-4冷庫地坪圍護(hù)結(jié)構(gòu)及其傳熱系數(shù)計算表結(jié)構(gòu)層次S/m入/kcal/(m?h?C)R=8/入/(m2?h?C)/kcal地坪160厚細(xì)石鋼筋混凝土面層0.061.350.0444215厚水泥沙漿抹面層0.150.80.01873一氈二油油氈0.0020.0030.150.40.01330.0075420厚水泥沙漿抹面層0.020.80.025550厚爐渣預(yù)制塊0.050.350.14286540厚爐渣層0.540.281.9285715厚水泥砂漿保護(hù)層0.0150.800.01878二氈三油油氈0.040.

13、0060.150.400.02660.015920厚水泥沙漿抹面層0.020.80.02501053厚單層紅磚干鋪0.0530.70.075711400厚干沙墊層0.4000.50.80012150厚3:7灰土墊層0.150.3450.434713100厚碎石灌50號水泥砂漿0.100.60.166614內(nèi)表回空氣熱阻冷藏間凍結(jié)間1/an7250.14280.04總熱阻R0冷藏間凍結(jié)間3.88533.7823傳熱系數(shù)K冷藏間凍結(jié)間0.25730.26431.2.3維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積F的確定根據(jù)資料1維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積的計算應(yīng)符合下列規(guī)定：(1) 屋面、地面和外墻的長度應(yīng)該自外墻外表面至外墻外表面或

14、外墻外表面至內(nèi)墻中或內(nèi)墻中至內(nèi)墻中計算；(2) 樓板和內(nèi)墻長、寬度應(yīng)自外墻內(nèi)表面至外墻內(nèi)表面或外墻內(nèi)表面至內(nèi)墻中或內(nèi)墻中至內(nèi)墻中計算；(3) 外墻的高度：地下室或底層，應(yīng)自地坪的隔熱層下表面至上層樓面計算；(4) 內(nèi)墻的高度：地下室或底層和中間層，應(yīng)自該層地面、樓面至上層樓面計算；頂層應(yīng)自該層樓面至頂部隔熱層下表面計算。冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積如下表：表1-5冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積表計算部位傳熱面積計算部位傳熱面積長/m高/m面積m2長/m高/m面積m2No.1東墻13565No.4北墻14.4572西墻13565南墻14.4572北墻245120西墻27.65138屋頂2413312屋頂27.

15、614.4397.44地坪2413312地坪27.614.4397.44No.2東墻14.6573No.5東墻27.65138西墻14.6573南墻14.4572屋頂2414.6350.4北墻14.4572地坪2414.6350.4屋頂27.614.4397.44地坪27.614.4397.44No.3東墻13.8569西墻13.8569南墻245120屋頂2413.8331.2地坪2413.8331.22冷負(fù)荷計算2.1維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱引起的耗冷量Q1根據(jù)資料1,因維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱引起的耗冷量應(yīng)按下列公式計算：Qi=KFa（tw-tn）（2-1）式中：K維護(hù)結(jié)構(gòu)彳熱系數(shù)W/（m?七）；F-維護(hù)結(jié)構(gòu)傳

16、熱面積（m2）；a-維護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫差修正系數(shù)；tw錯誤！未找到引用源。-維護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)計算溫度（七錯誤！未找到引用源。）;tn-維護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)方t算溫度（電）。表2-1Q1的計算表冷間序號墻體力向計算公式：Q=KFuM(Tw-Tn)TwTnQ/WNO.1東墻0.2159X65X1.05X32-(-20)32-20766.2291北墻0.2159X120X1.05X32-(-20)32-201414.557西墻0.2159X65X1X32-(-20)32-20729.742屋頂0.1117X312X1.2X32-(-20)32-202174.665地坪0.2573X312X0.7X30-(-20)3

17、0-202809.716此間合計7277.934No.2東墻0.2159X73X1.05X32-(-20)32-20860.5342西墻0.2159X73X1X32-(-20)32-20819.5564屋頂0.1117X350.4X1.2X32-(-20)32-202442.316地坪0.2573X350.4X0.7X30-(-20)30-203155.527此間合計7277.934No.3東墻0.2159X69X1.05X32-(-20)32-20813.3817西墻0.2159X69X1X32-(-20)32-20774.6492南墻0.2159X120X1.05X32-(-20)32-2

18、01414.557屋頂0.1117X331.2X1.2X32-(-20)32-202308.49地坪0.2573X331.2X0.7X30-(-20)30-202982.622此間合計8293.72No.4南墻0.2159X72X1.05X32-(-23)32-23897.7122西墻0.2159X138X1.05X32-(-23)32-231720.715北墻0.2159X72X1.05X32-(-23)32-23897.7122屋頂0.1117X397.44X1.2X32-(-23)32-232930.007地坪0.2643X397.44X0.7X30-(-23)30-233897.11此

19、間合計10343.16NO.5東墻0.2159X138X1X32-(-23)32-231638.681南墻0.2159X72X1.05X32-(-23)32-23897.7122北墻0.2159X72X1.05X32-(-23)32-23897.7122屋頂0.1117X397.44X1.2X32-(-23)30-232930.007地坪0.2643X397.44X0.7X30-(-23)30-233897.11此間合計10261.222.2食品冷加工耗冷量Q2的計算根據(jù)資料1貨物放熱量計算公式如下:GB(t1-t2)cb(2-2)G(h1-h2)Q2-Q2a'Q2b-式中：Q2a-貨

20、物熱量（W）;Q2b-包裝材料和運(yùn)載工具的熱量（W；G-冷間的每日進(jìn)貨量（Kg）;hi-貨物進(jìn)入冷間初始溫度時的比崎（KJ/Kg錯誤！未找到引用源。），查資料1表A-3；h2-貨物在冷間內(nèi)終止降溫時的比始（KJ/Kg）,查資料1表A-3；T-貨物冷卻時間（h）,對冷藏間取24h,對冷卻間、凍結(jié)間取設(shè)計冷加工時間；B-貨物包裝材料或運(yùn)載工具重量系數(shù)，查資料1表3-12;Cb-貨物包裝材料或運(yùn)載工具的比熱容KJ/（Kg?七）,查資料1表3-14;t1-貨物包裝材料或運(yùn)載工具進(jìn)入冷間時的溫度（化）；t2-貨物包裝材料或運(yùn)載工具在冷間內(nèi)終止降溫時的溫度，一般為該冷間的設(shè)計溫度（七）。（1）由于冷藏間屬

21、于生產(chǎn)性冷庫，進(jìn)入冷藏間儲存時的耗冷量，要按每晝夜凍結(jié)能力比例攤?cè)胗诟骼洳亻g內(nèi)。該庫有二間凍結(jié)間，每間凍結(jié)能力為6.5t/日，共13t/日.三間冷藏間按比例攤分，每間進(jìn)貨量為6.5t/日。凍結(jié)食品為豬肉。（2）凍結(jié)間：食品在凍結(jié)間的溫度按+322計算，經(jīng)過20h以后的溫度為-15七。食品的凍結(jié)加工量為6.5t/日，即G=6500kg/日。食品在凍結(jié)前后的始值查資料1附表A-3可得：h1=308.7KJ/kg,h2=12.2KJ/kg,n=1,T=20h.Q2.1G(hi-h2)nT6500(308.7-12.2)1203600=26.77KW(3)冷藏間：進(jìn)貨量為19.5t/日，食品入庫前地溫

22、度為-15cC，經(jīng)冷藏24h后達(dá)到-20幻。G=19500Kg/日，食品前后的始值查資料1附表A-3可得：%=12.2KJ/Kg,Q2.1G(%也)nTh2=0KJ/Kg,T=24h。19500(12.2-0)=2.75KW12036002.3 通風(fēng)換氣的耗冷量Q3的計算由資料1,通風(fēng)換氣熱量只適用于貯存有呼吸的食品的冷藏間，因?yàn)楸編焐a(chǎn)貨物為豬肉，冷間又無操作工人長期停留操作，所以Q3可以忽略不計。2.4 電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)耗冷量Q4的計算由資料1,電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱量應(yīng)按下式計算：Q4=丁P:(2-3)式中：Q4-電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱量(KW)；P-電動機(jī)額定功率(KW);-熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，電動機(jī)在冷間時應(yīng)取1,電

23、動機(jī)在冷間外應(yīng)取0.75;P-電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時間系數(shù)，對冷風(fēng)機(jī)配用的電動機(jī)取1,對冷間其他設(shè)備配用的電動機(jī)可按實(shí)際情況取值，一般可按晝夜操作8h計，則P=8/24=0.33凍結(jié)間：4號、5號、6號凍結(jié)間電動機(jī)的運(yùn)行耗冷量相同：冷風(fēng)機(jī)使用的電動機(jī)有兩臺，每臺功率為2.2KW5電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)耗冷量為Q4=2.2211=4.4KW凍結(jié)物冷藏間：此間無風(fēng)機(jī)，所以該項(xiàng)耗冷量Q4=0o2.5 操作耗冷量Q5的計算由資料1,操作熱量、5可按下式計算:Q5=Q5aQ5bQ5c=qdFVn(hw-hjmi%2436003nrq24(2-4)式中Q5a-照明熱量（W）;Q5b-開門熱（W）,當(dāng)冷間的冷藏門超過兩槿時，應(yīng)按

24、兩槿門的開門熱計算；Q5c-操作人員熱量（W）;2qd-每平方米地板面積照明熱量，冷藏間可取1.82.3W/m,操作人員長時間停留的加工時間、包裝間等可取5.8W/m2F-冷間地板面積（m2）；n-每日開門換氣系數(shù)，查資料1圖3-3,取2；V-冷間內(nèi)公稱容積（m2）；hw,hn-冷間內(nèi)、外空氣的含熱量（KJ/Kg），查資料1表A-5；m-空氣幕效率修正系數(shù)，可取0.5,如不設(shè)空氣幕時，則取1；24-每日小時數(shù)（h）;rn-冷間空氣密度（Kg/m3）,查資料1表A-6；3/24-每日操作時間系數(shù)，按每日操作3h計；nr-操作人員數(shù)，查資料1表3-15,可按冷間內(nèi)公稱容積250m2增加一人；qr-

25、每個操作人員產(chǎn)生的熱量（W/h）,冷間設(shè)計溫度高于或等于-59時取279W/h,冷間設(shè)計溫度低于-5電時取419W/h。注：冷卻間、凍結(jié)間不計算該項(xiàng)負(fù)荷。表2-2各冷間經(jīng)營操作耗冷量數(shù)冷間'、qdFnVhwhnMrnnrqrQ5(W)NO.1冷藏間23122156078.29-18.970.51.3956419940.7NO.2冷藏間2350.42175278.29-18.970.51.39574191070.2NO.3冷藏間2331.22165678.29-18.970.51.3956419979.22.6耗冷量的匯總2.6 .1冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷計算由資料1,冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷應(yīng)按下式

26、計算：Qq=Qi+pQz+Q3+Q4+Q5（2-5）式中Qq-冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷（W）；Qi-維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量（W）;Q2-貨物熱量（W）；Q3-通風(fēng)換氣熱量（W）；Q4-電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱量（W）；Q5-操作熱量（W）；負(fù)荷系數(shù)，冷卻間和凍結(jié)間得到負(fù)荷系數(shù)p取應(yīng)取1.3,其他冷間取1。表2-3庫房冷卻設(shè)備的總負(fù)荷冷間類別Q1KWq2kwQ3KWQ4KWQ5KWQqKWqNO.1冷藏間7.27792.750.94110.9689NO.2冷藏間7.27792.751.0711.0979NO.3冷藏間8.29372.750.97912.0227NO.4凍結(jié)間10.34326.774.449.544NO.5凍

27、結(jié)間10.261226.774.4-49.4622總計133.09572.6.2機(jī)械負(fù)荷Qj計算由資料1,機(jī)械負(fù)荷應(yīng)分別根據(jù)不同的蒸發(fā)溫度按下式計算：Qj=(n-QigQ2廿Q3n-Q4n5"Q)R(2-6)式中Qj-機(jī)械負(fù)荷(W;ni-維護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量的季節(jié)彳正系數(shù)，查資料1表3-17,小取1；n2-貨物熱量的機(jī)械負(fù)荷折減系數(shù)，查資料1,冷加工間和其他冷間n2取1,凍結(jié)物冷藏間n2為7000m3以下取0.5；n3-同期換氣系數(shù)，一般取0.51.0(同時最大換氣量與全庫每日總換氣量的比值大時取大值)；n4-冷間用的電動機(jī)同期運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，對冷卻間和凍結(jié)間中的冷風(fēng)機(jī)取1,其余查資料1表3-1

28、8,n4取1；ns-冷間同期操作系數(shù)，查資料1表3-18,小取0.5；R-制冷裝置和管道等冷損耗補(bǔ)償系數(shù)，一般直接冷卻系統(tǒng)取1.07,間接冷卻系統(tǒng)取1.12,本系統(tǒng)采用直冷，R取1.07。由公式2-6計算，結(jié)果如下：表2-4機(jī)械負(fù)荷匯總參數(shù)蒸春&nq(KWn2Q2(Kvy%Q3(kwQQ4(KW門5、5(kwRQj(Kvy-30七22.84954.125-1.4951.0730.462-33C20.604253.54-8.8-1.0788.750此項(xiàng)合計119.2132.6.3冷庫耗冷量估算表2-5凍結(jié)每噸肉類食品的耗冷量估算表序號庫房溫度/電肉類降溫情況凍結(jié)加工時間/h單位耗冷量/(

29、W/t)入庫時/電出庫時/電冷卻設(shè)備負(fù)荷機(jī)械負(fù)荷1-23+4-1520530045002-23+12-1512820069003-23+35-1520760058004-30+4-1511940075005-30-10-181667005400指一次凍結(jié)(指肉類不經(jīng)過冷卻)，氨系統(tǒng)直接用低于-33七的蒸發(fā)溫度。注：本表內(nèi)冷卻設(shè)備負(fù)荷已經(jīng)包括貨物熱流量系數(shù)P的數(shù)值，機(jī)械負(fù)荷已經(jīng)包括總管道等7%勺冷損耗系數(shù)。凍結(jié)間日進(jìn)貨量為6.5t,經(jīng)上表查得：冷卻設(shè)備負(fù)荷為7600X6.5=49400W機(jī)械負(fù)荷為5800X6.5=37700W凍結(jié)物冷藏間日進(jìn)貨量為201,經(jīng)查得：冷卻設(shè)備負(fù)荷為6700X20=1

30、34000W機(jī)械負(fù)荷為5400X20=10800W經(jīng)估算：庫房的冷卻設(shè)備負(fù)荷為13400+49400=183.4KW>133.0957KW庫房的機(jī)械負(fù)荷為108000+37700=145.7KW>119.213KW由上所得，負(fù)荷要求。3制冷系統(tǒng)方案的確定制冷系統(tǒng)方案是設(shè)計單位依據(jù)設(shè)計任務(wù)書而提出的初步設(shè)想，是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。制冷系統(tǒng)方案的設(shè)計包括制冷系統(tǒng)中制冷劑的選擇，蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、壓縮機(jī)吸氣溫度等。冷庫或其他制冷裝置，使用效果的好壞都與所選擇的制冷方案有著密切的關(guān)系。若制冷方案確定的不當(dāng)，會給冷庫的建設(shè)造成不應(yīng)有的損失和操作管理不便。因此在確定方案時，應(yīng)從先進(jìn)、實(shí)用、發(fā)展、

31、經(jīng)濟(jì)等方面出發(fā)，同時考慮幾個不同的方案進(jìn)行比較，權(quán)衡利弊，選擇最佳的設(shè)計方案。3.1確定制冷系統(tǒng)方案的原則(1)滿足食品冷加工工藝要求，保證質(zhì)量，降低干耗；(2)制冷系統(tǒng)要運(yùn)轉(zhuǎn)可靠和操作管理方便，又要有安全保障；(3)制冷系統(tǒng)盡量采用新機(jī)器、新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝、應(yīng)優(yōu)先選用自動控制方案；(4)考慮經(jīng)濟(jì)性，綜合比較初置費(fèi)用和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用；(5)考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展趨勢。3.2確定制冷系統(tǒng)方案的主要內(nèi)容(1)制冷劑種類確定；(2)制冷系統(tǒng)供液方式的確定；(3)冷間冷卻方式的確定；(4)制冷系統(tǒng)供冷方式的確定；(5)蒸發(fā)溫度的確定；(6)過熱度的確定；(7)冷凝溫度的確定;(8)過冷度的確定；(9)制冷系

32、統(tǒng)自控方案確定；(10)蒸發(fā)器除霜方案確定。3.3冷庫制冷系統(tǒng)的確定選擇3.3.1 制冷劑種類確定目前，作為制冷劑的物質(zhì)大約有幾十種，但常用的不過十幾種，用于食品冷藏的制冷劑也就幾種，其主要有氨和氟利昂。氨是目前應(yīng)用最為廣泛的一種制冷劑，主要用于制冰和冷藏制冷。氨作為制冷劑其優(yōu)點(diǎn)是單位容積制冷量大；蒸發(fā)壓力和冷凝壓力適中；氨黏度小，流動阻力小，傳熱性能好，對鋼鐵不產(chǎn)生腐蝕作用；氨易溶于水，系統(tǒng)不易發(fā)生“冰塞”現(xiàn)象；氨價格便宜，容易購買。氨的主要缺點(diǎn)是對人體有較大的毒性。氨蒸氣無色，具有強(qiáng)烈的刺激性臭味，刺激人的眼睛與呼吸器官。氨易燃易爆，當(dāng)空氣中氨的體積分?jǐn)?shù)達(dá)16%25%時可引起爆炸，達(dá)到11

33、%14%時即可點(diǎn)燃。因此，車間內(nèi)的工作區(qū)里氨蒸氣濃度不得超過20mg/m3。氨幾乎不溶于油，如果潤滑油進(jìn)入換熱設(shè)備，在換熱設(shè)備的傳熱面上會形成油膜，影響其傳熱效果。因此，在氨制冷系統(tǒng)中必須設(shè)置油分離器。此外，在運(yùn)行中潤滑油還會積存在冷凝器、貯液器和蒸發(fā)器等設(shè)備的下部，下部有排油裝置，應(yīng)定期排油。氟利昂制冷劑種類很多，性能各異，但有其共同特點(diǎn)。氟利昂制冷劑所具有的優(yōu)點(diǎn)是無毒，無臭，不易燃燒，對金屬不腐蝕，絕熱指數(shù)小，因此排氣溫度低；具有較大的分子量，適用于離心式制冷壓縮機(jī)。其缺點(diǎn)是部分制冷劑的單位容積制冷量小，制冷劑的循環(huán)量較大；密度大，流動阻力大；含有氯原子的氟利昂遇明火時會分解出有毒氣體；放

34、熱系數(shù)底；價格高，易于泄露而不易發(fā)現(xiàn)。氟利昂的價格較高，所以通常主要用于有嚴(yán)格的衛(wèi)生、安全要求的場合?？偵纤觯捎诒敬卧O(shè)計中冷藏庫制冷系統(tǒng)制冷量較大，從經(jīng)濟(jì)的角度考慮，國內(nèi)大中型冷庫都采用氨為工質(zhì)，且技術(shù)也較為成熟，因此本設(shè)計中也采用氨為制冷劑。3.3.2 制冷系統(tǒng)供液方式的確定蒸氣壓縮機(jī)制冷系統(tǒng)根據(jù)向蒸發(fā)器供液的方式不同可分為直接供液、重力供液、液泵供液三種。(1)直接供液方式直接供液是指制冷劑液體通過膨脹閥直接向蒸發(fā)器供液，而不經(jīng)過其他設(shè)備的制冷系統(tǒng)，又稱直接膨脹供液系統(tǒng)。直接供液方式的特點(diǎn)是：d經(jīng)過節(jié)流膨脹后的制冷劑，處于氣液兩相混合狀態(tài)，兩相流體在多路蒸發(fā)器管路中，不能按設(shè)計要求均勻

35、地分配。高壓制冷劑液體，經(jīng)節(jié)流膨脹后，產(chǎn)生大量閃發(fā)氣體，這些氣體進(jìn)入蒸發(fā)器不僅沒有制冷，而且會使蒸發(fā)器的傳熱效果降低。采用直接節(jié)流供液的蒸發(fā)器通常為單一通道，蒸發(fā)器盤管的長度受到限制，不能大長，不然沿程阻力引起的蒸發(fā)器內(nèi)壓力降太大，會影響蒸發(fā)器的正常工作。(4為了簡化制冷裝置，便于操作管理，直接供液系統(tǒng)一般采用壓縮冷凝機(jī)組為宜(2)重力供液方式重力供液是利用制冷劑液柱的重力來向蒸發(fā)器供液。這種系統(tǒng)是將經(jīng)過膨脹閥的制冷劑先經(jīng)過氨液分離器，將其中氨蒸氣分離后，使氨液借助于氨液分離器的液面和蒸發(fā)器的液面之間的液位差作為動力，達(dá)到向蒸發(fā)器供液的目的。這種供液方式的特點(diǎn)是：0高壓制冷劑經(jīng)過膨脹閥節(jié)流后將

36、產(chǎn)生閃發(fā)氣體，在氨液分離器里被分離出來，這樣供給蒸發(fā)器的液體不再是氣液兩相的混合體，從而提高了蒸發(fā)器傳熱面積的利用率，也為并聯(lián)的蒸發(fā)器能均勻供液提供了條件。C2)由氨液分離器向并聯(lián)的各組蒸發(fā)器供液時，可以用調(diào)節(jié)閥的開啟度調(diào)節(jié)各蒸發(fā)器的進(jìn)液量，容易實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器的供液均勻。當(dāng)蒸發(fā)器負(fù)荷有較大變動時，很容易使回氣帶液滴。0重力供液是靠液位差為動力，蒸發(fā)壓力受靜液柱的影響，蒸發(fā)器管線約長，阻力損失越大，其影響越大。C5)利用液柱的重力供液，動力較小，使蒸發(fā)器內(nèi)與制冷劑一起進(jìn)入的潤滑油很難排出，致使傳熱表面形成油膜，降低了制冷。(重力供液的氨液分離器要超過蒸發(fā)器一定高度，使氨液分離器與蒸發(fā)器之間的靜液柱壓

37、力差足以克服制冷劑的流動阻力。(3)液泵供液方式液泵供液是指制冷系統(tǒng)借助液泵來向蒸發(fā)器供液。也稱液泵強(qiáng)制循環(huán)。這種供液方式的特點(diǎn)是：Q)這種供液方式送入蒸發(fā)器的液量為實(shí)際蒸發(fā)量的36倍，管壁潤濕良好，傳熱增強(qiáng)，因而能使蒸發(fā)器發(fā)揮更大的制冷性能。0)供液量充分，回流過熱度小，可以提高壓縮的效率，提高制冷循環(huán)的制冷系數(shù)。0)重力供液常用的氨液分離器、排液桶等輔助設(shè)備，可以被低壓循環(huán)貯液器所取代，以簡化系統(tǒng)，操作簡單便利。0液泵的設(shè)置將使制冷系統(tǒng)的動力消耗增加1%1.5%左右，同時要增加泵的維護(hù)檢修工作。綜上所述，液泵供液比其他供液方式優(yōu)越的多，它具有制冷裝置效率高、安全性好、便與操作管理及易于實(shí)現(xiàn)

38、自動化控制等特點(diǎn)，因此，本設(shè)計中采用氨泵供液。3.3.3 冷間冷卻方式的確定庫房冷卻設(shè)備主要是蒸發(fā)器，即墻、頂盤管、擱架式盤管、冷風(fēng)機(jī)等。冷卻設(shè)備是冷庫的重要吸熱設(shè)備，應(yīng)根據(jù)冷藏間性質(zhì)、貯藏食物種類、庫溫要求、供液方式以及冷加工的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，以滿足庫房降溫速度、食品冷加工速度及冷藏質(zhì)量的要求。(1) 冷卻設(shè)備選型的原則為：0冷卻間、凍結(jié)間和冷卻物冷藏間的冷卻設(shè)備采用冷風(fēng)機(jī)。0凍結(jié)盤裝、箱裝或聽裝食品時，可采用擱架式排管或平板凍結(jié)器等凍結(jié)設(shè)備。3凍結(jié)物冷藏間采用墻排管、頂排管等冷卻設(shè)備；當(dāng)食品有良好的包裝時，可采用冷風(fēng)機(jī)。(4儲冰間采用分散均勻滿布的方式設(shè)置頂排管。©對于包裝間，當(dāng)室

39、溫底于一5C時采用墻排管；室溫高于一5C時宜采用冷風(fēng)機(jī)。(6冷卻設(shè)備的計算溫差應(yīng)根據(jù)減少食品干耗、提高制冷效率，節(jié)省能源等，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定，一般為10C。故在本次設(shè)計中，凍結(jié)間采用吊頂式冷風(fēng)機(jī)冷卻，凍結(jié)物冷藏間采用單層光滑蛇形頂排管冷卻。3.3.4 制冷系統(tǒng)供冷方式的確定制冷系統(tǒng)的供冷方式由集中式供冷和分散式供冷。本次設(shè)計中采用集中供冷式，這種供冷方式管路簡單實(shí)用，系統(tǒng)操作方便，利于管理。3.3.5 蒸發(fā)溫度的確定R717作制冷劑，在氨直接冷卻系統(tǒng)中，蒸發(fā)溫度一般比冷間溫度低10度左右。凍結(jié)間：t0=23-10-33:0在采用排管為蒸發(fā)系統(tǒng)的冷藏間中，蒸發(fā)溫度比冷藏間溫度低10七.凍結(jié)物

40、冷藏間：t0=20-10=-30C本次設(shè)計中系統(tǒng)采用一個蒸發(fā)回路，t0=-33C回路3.3.6 過熱度的確定由于吸入管周圍空氣溫度的影響，壓縮機(jī)吸入氣體的溫度都高于制冷劑的蒸發(fā)溫度，這稱為回氣過熱度。由于該系統(tǒng)采用氨泵供液，氨壓縮機(jī)吸氣溫度比蒸發(fā)溫度高58C。本設(shè)計中取5C,故回路的吸氣溫度分別為28C.3.3.7 冷凝溫度的確定冷凝溫度是指制冷劑在冷凝器中液化時的溫度，它的確定與冷凝器的結(jié)構(gòu)形式和所采用的冷卻介質(zhì)有關(guān)。冷凝器進(jìn)水溫度t1=25C選用立式冷凝器t2=t1+(4-6)C=25+5=30算術(shù)平均溫差A(yù)t：一般為57C,冷卻水進(jìn)出口溫差較大時取最大值%=7CtL=%+ti+t225+

41、30J2=7+=34.5C3.3.8 過冷度的確定過冷溫度是指在冷凝壓力pK下，其溫度低于冷凝溫度，過冷溫度比冷凝溫度低35C。根據(jù)本系統(tǒng)的特點(diǎn)，過冷度取4C,故過冷溫度為30.5C。3.3.9 蒸發(fā)器除霜方案的確定在冷庫中由于蒸發(fā)設(shè)備的表面溫度低于室內(nèi)空氣的露點(diǎn)溫度，食品和空氣中的水分就會在設(shè)備表面凝結(jié)。由于設(shè)備表面溫度低于冰點(diǎn)，所以，管子外表面會結(jié)成霜層。這種霜層的存在會使蒸發(fā)設(shè)備的傳熱系數(shù)減小，這樣會導(dǎo)致制冷量降低，無謂的耗電量增加。因此，為了確保制冷效果，應(yīng)當(dāng)定期將蒸發(fā)設(shè)備表面的霜層除去。除霜的方法有兩種：一種是采用專門的器具進(jìn)行除霜，這種方法叫“掃霜”；另一種方法是利用高壓高溫的氨蒸

42、氣通過蒸發(fā)設(shè)備，使蒸發(fā)設(shè)備外的霜層受熱融化而自行脫落，這種方法稱為“沖霜”。在冷庫制冷系統(tǒng)中沖霜所采用的高溫高壓過熱蒸氣，大多數(shù)是從氨液分離器后的排氣管上引出的，因?yàn)樵撎幍呐艢鉁囟容^高，含油量少，這樣可以縮短沖霜時間和減少油對蒸發(fā)排管的污染。在本設(shè)計中，凍結(jié)物冷藏間的頂排管采用人工掃霜與熱氨融霜相結(jié)合的方式，凍結(jié)間與冷卻間的冷風(fēng)機(jī)采用熱氨融霜的方法。4制冷機(jī)器設(shè)備的選型4.1 壓縮機(jī)的選型計算4.1.1 選型的一般原則(1) 盡量選用大型壓縮機(jī)，為了簡化系統(tǒng)和便于操作，壓縮機(jī)配備臺數(shù)應(yīng)盡量少，但機(jī)器總臺數(shù)不宜少于2臺；(2) 同一機(jī)房內(nèi)選配的壓縮機(jī)應(yīng)盡量在兩個系列以內(nèi)，以便零部件的更換，當(dāng)機(jī)房

43、僅有兩臺機(jī)器時，則盡量采用同一系列；(3) 壓縮機(jī)總制冷量以滿足生產(chǎn)要求為準(zhǔn)，不考慮備用機(jī)；(4) 所選系列壓縮機(jī)的能量調(diào)節(jié)裝置，只宜作適應(yīng)負(fù)荷波動的調(diào)節(jié)，而不宜作季節(jié)性負(fù)荷變化的調(diào)節(jié)。(5) 選用壓縮機(jī)的工作條件不得超過制造廠商規(guī)定的生產(chǎn)條件。4.1.2 計算壓力比PL=1.331425MPaPz=0.103125MPaPZ=0.11946MPa(1)蒸發(fā)回路的確定tL=34.5%查R717飽和性質(zhì)表tZ=-33七查R717飽和性質(zhì)表tz-30七查R717飽和性質(zhì)表旦二回”=12.91>8PZ0.103125且二35=11.15>8PZ0.11946壓力比土勻大于8,所以選雙級壓

44、縮根據(jù)資料1,選擇tZ=33幻的蒸發(fā)回路4.1.3 33C蒸發(fā)回路壓縮機(jī)選型(1)確定最佳中間溫度tzj=0.4t0.6tz3c=-3C(2)以t：與電假定兩個中間溫度tzji=(-3)-5=-8Ctzj2=(-3)+5=2二(3)確定過冷溫度、吸氣溫度過冷溫度：tgi=(-85)C=3C,tg2=(25)C二=7C吸氣溫度由資料1查表2-17,得tx=21tC圖4-1雙級壓縮壓烙圖由資料1,查R717的壓焰圖，各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)如下：表4-1雙級壓縮各狀態(tài)點(diǎn)的參數(shù)參中間溫度%h2V2h3h4V4h5h6h7/h8-8電1415.31444.11.21593.41450.40.391659361.

45、5186.5h3h；v4h5h7h8201653.61462.60.271605.5233.6233.6由資料1,查中間溫度下高、低壓級壓縮機(jī)得到輸氣系數(shù)tzj1=-8Cpzji=0.31MPad1=0.81gi=0.76tzj2=2CPzj2=0.45MPa,d2=0.73飛2=0.84(5)根據(jù)以上確定的狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行試算，得出兩組數(shù)據(jù)表4-2雙級壓縮試算結(jié)果計算項(xiàng)目假定中間溫度Ctzj1=4tCtzj2=2七低壓級氨循環(huán)量Gd/kg/h3600，QjGd1=(j)h-h8429166.83600MQGd2=(hJ)h-h8429166.8(1415.25-186.5)=349.27一(14

46、15.25-233.65)363.21高壓級氨循環(huán)量Gg/kg/hGg1Gd1()h4-h6=34927十1593.31一186.5)1450.38-361.56=451.27G_Gj3-h7)Gg2Gd2(.)h4-h6，1653.65233.65、:363.21父()1462.65-361.56=468.41低壓級的理論輸氣量cVd(m3/h)GdiV2349.27x1.2C1Gd2V2363.21x1.2qvdl_-di0.81=517.44Qvd2力720.73=597.06高壓級的理論輸氣量cvG(m3/h)GgiV4451.27父0.39qvg1一、%0.76=231.57GgzV

47、；468.41x0.27qvg2-，-g20.84=150.56理論輸氣量之比Elqvd1517.44A_2.23qvg1231.57日_qvd2597.065一"23.97qvg2150.56(6)以中間溫度為縱坐標(biāo)，以氣缸容積比為橫坐標(biāo)，在坐標(biāo)圖中確定兩個點(diǎn)(2.23,-8),(3.97,2)列方程，y=axb-8=2.23a+b02=3.97ab0解方程,得a=5.75b=-20.83確定中間溫度為-3'二所以-3=5.57x(-20.83)求得x=3.1所以低高壓級壓縮機(jī)氣缸容積比3.1(7)將估算的參數(shù)核對y=5.753.1(-20.83)=與C雙級壓縮的中間溫度為

48、-3C,所對應(yīng)的h=qVD/q%=3.1，參照33.一qVD=517.44597.06m3/hqVG=150.56231.57m3/h的范圍，查資料3，選3.用冰山集團(tuán)生廠170系列型號為4ASJ17型壓縮機(jī)作為低壓級，qVD=548.83m/h,選用冰山集團(tuán)生產(chǎn)100系列型號為T810cA型壓縮機(jī)作為高壓級qVD=172.8m3/h。(8)校核選配的低壓壓縮機(jī)的制冷量根據(jù)tz=-30cC-30C,tL=34.5cC,tzj=3七，tg=3+5=2七，tx=-219根據(jù)制冷循環(huán)壓焰圖，查取有關(guān)狀態(tài)參數(shù)及壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)，校核選配的低壓級壓縮機(jī)的制伶量Qj。相關(guān)參數(shù)如下：A=1415.25KJ/

49、Kg,h2=1444.13KJ/Kg,h=1667KJ/Kg,h=1460KJ/Kg,h5=1618KJ/Kg汽=361.56KJ/Kgh7=h8=212.56KJ/Kg,V=1.2,=0.77,3.qvd=548.83m/h7qVD548.83父0.77Qj=VD-21(h1-h8)=(1415.25-212.56)=423137.41KJ/hjV21.2_,一一_一一-一.一Qj=423137.41KJ/h=119.53KW/h>Qj=119.213KW/h,因此選型是合適的。壓縮機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如下：表4-3170系列4ASJ17主要技術(shù)參數(shù)制冷量能量調(diào)節(jié)范圍形式氣缸數(shù)高/低氣缸直徑活塞行程額定轉(zhuǎn)速81.4KW0,1:21:1開啟式2/4170mm140mm720r/min機(jī)組外形尺寸/mm額定功率壓縮機(jī)吸氣管高/低長寬高冷卻水接管/mm壓縮機(jī)排氣管高/