毕业设计冷库制冷系统的设计.doc

毕业设计毕业设计 题目题目：小型小型冷库冷库制冷系统的制冷系统的设计设计 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：小型冷库制冷系统的设计 指导教师：职称：类别：毕业论文 1、设计（论文）的主要任务 南京某 500t 单层氨库。冷藏容量为 500t；冻结能力为 20t/d；冻结间温度为-23、相对湿度为 90%；冻结物冷藏间-18、相对湿度为 95%；冻结物冷藏间净高 5m，冻结间净高 4.5m。外墙为 370mm 厚砖墙、内墙为 240mm 厚砖墙。2、设计（论文）的主要内容 冷库结构的隔热防潮设计；冷库冷负荷的计算；冷库制冷方案的确定；制冷设备的选型计算；绘制制冷系统原理图：库房平面图和机房设备布置图（CAD）。3、设计（论文）的基本要求 掌握有关冷库设计的文献检索和收集资料能力；能独立地对小型冷库的隔热防潮和制冷方案、制冷设备选型进行设计、掌握冷库设计的基本过程和环节，能设计出符合规范的冷库制冷系统。按规定要求撰写论文；按规定的时间完成本论文。4、主要参考文献 1 徐德胜.制冷工程与设备原理.结构.操作.维修.上海：上海交通大学出版社，2002 2 孙秀清.制冷工艺设计实训教程.北京：中国商业出版社 2001.7 3 中国质量技术监督局.冷库设计规范 GB50072-2001.中华人民共和国标准 2001.6 5、毕业设计（论文）时间安排 第一阶段（2008 年 9 月 1 日至 2008 年 10 月底）收集查阅资料，准备文献综述，进行方案论证。第二阶段（2008 年 11 月 至 09 年 1 月底）进行论文撰写。第三阶段（2009 年 2 月 至 09 年 3 月底）交论文初稿、中期检查。第三阶段（2009 年 5 月 5 日至 7 日）答辩。备注 在单位工作的同学可以自己找相关的题目。注：1、此表一式三份，系部、指导教师、学生各一份。2、类别是指毕业论文或毕业设计 目录目录 目录目录.1 1 摘要摘要.1 1 第第一一章章 库库址址选择选择 .1 1 第一节 工程概况.1 1 第二节 气侯情况.1 1 第第二二章章 冷库冷库隔热防潮设计隔热防潮设计.2 2 第一节 冷库的结构.2 2 第二节 隔热与防潮的基本要求.2 2 第三节 维护结构的材料及选择.3 3 第第三三章章 冷负荷计算冷负荷计算.3 3 第一节 计算各传热层系数.4 4 第二节 设备负荷计算 .5 5 第三节 各房间的负荷汇总.9 9 第第四四章章 冷库制冷方案的确定冷库制冷方案的确定.1010 第第五五章章 制冷机及辅助设备的选择制冷机及辅助设备的选择.1111 第一节 制冷压缩机的选型计算.1111 第二节 制冷系统辅助设备选型计算.1212 第第六六章章 制冷系统管道制冷系统管道.1818 第七第七章章 制冷系统的试压、试漏及管道保温制冷系统的试压、试漏及管道保温.1919 结论结论.2121 参考文献参考文献摘要摘要：本次毕业设计的课题是对南京的某冷库进行设计。设计分为七个过程，首先给冷库进行选址，根据冷库提供的要求和当地的气候条件进行选址。然后进行冷库隔热防潮设计，包括结构，要求及材料的选择。冷负荷计算是本设计的重点，根据结构材料和传热系数计算出各房间的负荷及汇总。确定冷库设计方案，包括压缩形式，冷凝器的配置，及系统的供液方式和冷间的冷却方式，而后简单的对冷间工艺设计和系统管道及管道的试压、试漏及管道保温的一些说明。关键词关键词：冷库设计 制冷系统 负荷计算 选型计算 第第一一章章 工程概况与原始资料工程概况与原始资料 第一第一节节 工程概况工程概况 此次毕业设计为南京某公司进行制冷系统设计,主要内容包括制冷机房、冻结间及冷库。该工程包括冻结间 (-23)，低温冷藏间(-18)两项制冷系统。此设计题目是我们专业主要发展方向,通过毕业设计对我以前学习的专业知识作一个全面的总结,从而进一步提高对本专业知识的应用能力。本制冷系统设计原始资料概况如下：一、一、冻结间、冻结物冷藏间冻结间、冻结物冷藏间 冻结间：设计温度-23。库房内净高 4.5m，总建筑面积为 818=144，冻结能力20 吨/小时。冻结物冷藏间：设计温度-18。库房内净高 5 m，总建筑面积为 2024=480，低温冷藏总能力为 500 吨。二、二、室内计算参数室内计算参数 冻结间：t =-23，=90%冻结物冷藏间：t=-18，=95%第二节第二节 气象气象情况情况 一、一、室外计算参数室外计算参数 根据设计手册附录的室外气象参数中查的，南京市室外设计参数：地理位置:北纬 3200；东经 11848;海拔 8.9m 大气压力：冬季 102.525 千帕；夏季 100.391 千帕 室外计算干球温度：采用夏季空气调节日平均温度 32 室外计算湿球温度：采用历年平均不保证 50h 的湿球温度 28.5 室外计算相对温度,夏季通风 64%室外风速：冬季 2.8 m/s 夏季 2.0 m/s 二、二、室内计算参数室内计算参数 冻结间 t=-23 冻结物冷藏间 t=-18,=90%第二章第二章 冷库隔热防潮设计冷库隔热防潮设计 冷库建筑不同于一般的工业和民用建筑，主要表现在不仅受生产工艺的制约，更主要的是受冷库内外温度差和水蒸汽分压力差的制约，按冷库使用性质的不同，冷库建筑物内部常置-400温度范围，而冷库建筑外部则随室外环境温度的变化经常处于周期性波动之中，加之冷库生产作业需要经常开门导致库内外热湿交换等，促使冷库建筑必须采取相应的隔热，隔汽，防潮技术措施，以适应冷库的特点，这也是冷库建筑区别于普通建筑的特点所在。冷藏库是食品冷却，冻结，冷藏的场所，它必须为食品提供必要的库内温度，湿度条件，并符合规定的食品卫生标准，合理的冷库结构，良好的隔热，防潮性能和地坪强度，是冷库长久使用的重要条件。第一节第一节 冷库的结构冷库的结构 冷库的结构主要由维护结构和承重结构组成，是指承担建筑物各部分质量和建筑物本身的主要构件，如屋架、梁、楼板、柱子、基础等，这些构件构成了建筑的传力系统。围护结构应有良好的隔热、防潮作用，还能承受库外风雨的侵袭。承重结构则起抗震、支承外界风力、积雪、自重、货物及装卸设备重量 1、地基与基础：冷库基础应有良好的抗潮湿、防冻的性能，应有足够的强度 2、柱和梁：冷库的柱子要少，柱网跨度要大，尽量采用小截面以少占空间，提高冷 库的容积利用系数 3、墙体：外墙除隔绝风、雨侵袭，防止温度变化和太阳辐射等影响外，还应有较 好的隔热，防潮性能；冷库内墙有隔热、不隔热两种 4、屋盖与阁楼层：应满足防水、防火和经久坚固的要求；屋面应排水良好，满足隔热要求，造型美观 5、楼板：为了整体性好，多用现浇无梁楼盖。第二节第二节 隔热与防潮的基本要求隔热与防潮的基本要求 一、土建冷库的隔热、防潮一、土建冷库的隔热、防潮 1、冷库隔热、防潮结构，是指冷库外部围护结构的建筑部分和隔热、防潮层的组合2、冷库隔热防潮结构的基本要求 1)隔热层有足够的厚度和连续性 2)隔热层应有良好的防潮和隔热性能 3)隔热层与围护结构应牢固地结合 4)隔热防潮结构应防止虫害、鼠害，并符合消防要求 隔热防潮层应有良好的连续性，即冷库外墙内壁隔热层与库顶，地面 或多层冷库地板的隔热层连成一体，防止产生“冷桥”。为了防止隔热层受潮，应将防潮层做在隔热层的高温侧 二、二、装配式冷库的隔热、防潮装配式冷库的隔热、防潮 1、装配式冷库一般均为单层结构，其隔热材料是由专业工厂制造的预制隔热板 2、冷库围护结构隔热、防潮性能，直接影响到冷库内温度的稳定和食品冷却、冻结贮藏质量 3、良好的隔热和防潮材料选择和合理的配置，可以有效地降低冷库内温度 的波动和冷库使用时间 4、新建冷库围护结构材料的选择与合理配置，可以降低建造投资，提高冷 库的经济性 预制隔热板：由单层或多层隔热材料粘贴组合或浇制（发泡）而成。地墙隔热层 应选用密度较大、能承重的硬质泡沫塑料芯材 第三节第三节 维护结构的材料及选择维护结构的材料及选择 一、一、冷库围护结构用隔热材料及选择冷库围护结构用隔热材料及选择 1、冷库常用隔热材料 1)传统冷库多用软木板、聚氨酯泡沫塑料及聚苯乙烯泡沫塑料等 2)近年新型冷库已较广泛使用硬质聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯(PEF)发泡体，泡沫 玻璃及挤压型聚苯乙烯泡沫塑料等 2、选择冷库隔热材料 1)应考虑冷库建筑方案、隔热要求、隔热材料性能和来源，以及经济指标等因 素 2)要求隔热材料具热导率小、轻质价廉、抗湿抗冻、安全无毒、环保、耐压、消防耐用等性能 二、二、冷库围护结构用防潮材料及选择冷库围护结构用防潮材料及选择 1、隔绝水蒸气的渗入非常重要 2、隔汽防潮材料要求蒸气渗透系数低，并有足够的粘结性 3、冷库工程中常用的隔汽防潮材料，有沥青隔汽防潮材料和聚乙烯或聚氯乙烯薄膜 隔汽防潮材料两大类 三、三、冷库外墙、屋顶、地面保温层结构冷库外墙、屋顶、地面保温层结构 外墙外墙：由外到内依次为 370mm 外墙、聚氨酯氢凝防潮隔气层、mm150单面聚氨酯彩板粘贴（聚氨脂容重不小于 37mm）。地基地基：由上到下依次为：mm125的 620 号钢筋混凝土粘结层、0.2mm 厚聚氨乙烯薄膜一层采用同质漆粘接满贴、250mm 厚聚苯板烯板分两层下层 150 厚上层 100 厚用聚氨酯粘贴并灌缝离墙 50mm 留缝并用聚氨酯灌缝、0.2mm 厚聚氯乙烯薄膜一层采用同质胶粘接满贴、mm20水泥沙浆找平层、架空层。屋顶结构图20mm厚水泥沙浆抹面水泥砂浆找平层20mm250mm厚聚氨酯喷涂3mm厚SBS防水卷材两道顶层：顶层：有上到下依次为：mm3厚 SBS 防水卷材两道、刷基层处理一遍、mm20水泥沙浆找平层、钢筋混凝土现场施工、刷素水泥沙浆一道、250 厚聚氨酯喷涂、20 厚白水泥沙浆 抹面。图图 2-2 屋顶结构图屋顶结构图 如图：冷库外墙墙体结构图图 2-1 冷库外墙墙体结构冷库外墙墙体结构 第三章第三章 冷负荷计算冷负荷计算 第第一一节节 计算各面传热层系数计算各面传热层系数 传热系数：Cmwaakonw22211/111 其中：wa围护结构外侧表面传热系数Cmwo2/。na围护结构内侧表面传热系数Cmwo2/。各层隔热材料的导热率Cmwo2/。一、一、冻结间冻结间 1 1、无防风设施的外墙传热系数无防风设施的外墙传热系数：代入数据得外墙传热系数 k=1/(1/20+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/25)=0.19W/(m)有防风设施的外墙传热系数有防风设施的外墙传热系数：代入数据得外墙传热系数 k=1/(0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/25)=0.19W/(m)2 2、地面传热系数：地面传热系数：代入数据得地面传热系数 k=1/(1/7+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9304+1/25)=0.16 W/(m)3 3、顶层传热系数：顶层传热系数：代入数据得顶层传热系数 k=1/(1/20+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/25)=0.12 W/(m)二、二、冻结物冷藏间冻结物冷藏间 1 1、无防风设施的外墙传热系数无防风设施的外墙传热系数：代入数据得外墙传热系数 k=1/(1/20+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/10)=0.19W/(m)2 2、地面传热系数地面传热系数：代入数据得地面传热系数 k=1/(1/7+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9304+1/10)=0.16 W/(m)3 3、顶层传热系数：顶层传热系数：代入数据得顶层传热系数 k=1/(1/20+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/10)=0.12 W/(m)第第二二节节 设备负荷计算设备负荷计算 一、一、冻结间和冻结物冷藏间的冷负荷计算冻结间和冻结物冷藏间的冷负荷计算 库房耗冷量，即在单位时间里必须从库房内取的热量，根据产生的热量不同，库房耗 冷量可分为五类。Q1围护结构传热量 W；Q2货物热量 W；Q3通风换气热量 W；Q4电动机的运转热量 W；Q5操作热量 W 库房冷却设备冷负荷计算公式为：Qq=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5 式中 Qq库房冷却设备冷负荷，W；Q1围护结构传热量，W；Q2货物热量，W；Q3通风换气热量，W；负荷系数；冷却间和冻结间的负荷系数取 1.3，其他库房取 1；Q4电动机的运转热量，W；Q5操作热量，W 二、二、围护结构传热量围护结构传热量 Q1Q1：nwttkAaQ1 其中：A围护结构传热面积2m。a围护结构温度修正系数。ntwt围护结构内外侧温度Co。1 1、冻结间冻结间 Ctow32（南京市），nt=-23（冷库内）面积：长：8+0.522=9.04 m 宽：6+0.522=7.04 m 高：（承重墙到地层的隔热层下表面）：4.5+0.395+0.293=5.188 m 墙面积 A1=5.1887.04=36.52352m 墙面积 A2=5.1889.04=46.89952 m 外墙负荷（冻结间 2）：1Q=0.1936.523521.05(32-(-23)=400.754 W 邻穿堂：1Q=0.1936.523521.05(32-(-23)=400.754 W 冻结间 2 与冻结间 1，3 相邻墙面，因温差小，可以认为无传热负荷，不做计算。顶层负荷：屋面的面积 F=9.047.04=63.6416m 2Q=0.1263.64161.2(32+23)=504.041 W 地面负荷：地面的面积 F=9.047.04=63.6416m 3Q=0.1663.64160.7(32+23)=392.032 W 2 2、冻结物冷藏间冻结物冷藏间 Ctow32（南京市），nt=-18（冷库内）面积：长：20+0.522=21.04 m 宽：8+0.522=9.04 m 高：（承重墙到地层的隔热层下表面）：5+0.395+0.293=5.688 m 墙面积 A1=5.68821.04=138.61152m 墙面积 A2=5.6889.04=51.41952m 外墙负荷（冻结物冷藏间 2）：1Q=0.1951.419521.05(32-(-18)=512.910 W 邻穿堂：1Q=0.1951.419521.05(32-(-18)=512.910 W 冻结物冷藏间 2 与冻结物冷藏间 1，3 相邻墙面，因温差小，可以认为无传热负荷，不做计算。顶层负荷：屋面的面积 F=21.049.04=190.2016 m 2Q=0.12190.20161.2(32+18)=1369.452 W 地面负荷：地面的面积 F=21.049.04=190.2016m 3Q=0.16190.20160.7(32+18)=1065.129 W 得墙体总负荷：Q=400.754+400.754+504.041+392.032+512.910+512.910+1369.452+1065.129=5157.982W 三、三、货物热流量货物热流量 Q2Q2 计算计算 Q2=Q2a+Q2b+Q2c+Q2d Q2=1/3.6 2)(2)21(1000)21(1000)21(qmGnqqmttCbmhhm 其中：Q2a 食品放热量 w；Q2b包装材料和运载工具热流量 w；Q2c 食品冷加工过程的呼吸热；Q2d食品冷藏过程的呼吸热；m冷间的每日进货量kg；1h 货物进入冷间初始温度时的比焓kgkJ/；2h货物在冷间终止降温时的比焓kgkJ/；货物冷加工时间 h；bB货物包装材料或运载工具质量系数；bC包装材料或运载工具的比焓kgkJ/；1t包装材料或运载工具进入冷间时的温度Co；2t包装材料或运载工具在冷间内终止降温时的温度Co；q1 q2鲜果、蔬菜冷却初始、终止温度时的呼吸热 w/kg；Gn冷却物冷藏间的冷藏量,代入数据；因为 q1 q2 在冷藏间没有呼吸热所以 Q2c+Q2d=0；冻结间冻结间：m=201000=20000 kg Bb=0.1（肉类冷却或冻结（猪单轨叉挡式）=20h t1=32 t2=-23 h1=309.2kj/kg h2=12.2 kj/kg（查表 3-9）bC=0.42 2Q=20000(309.2-12.2)/20+200.110000.42（32+23）/20/3.6=83141.67 w 冻结物冷藏间：冻结物冷藏间：m=201000=20000 kg Bb=0.1（肉类冷却或冻结（猪单轨叉挡式）=24h t1=-23 t2=-18 h1=12.2kj/kg h2=4.6kj/kg bC=0.42 2Q=20000(12.2-4.6)/24+200.110000.42（23+18）/24/3.6=1710.65w 四、四、冻结间电动机运转热量冻结间电动机运转热量 Q Q4 4 其中：p电动机额定功率 W；热转化系数，在冷间内取 1；电动机运转时间系数；估算：采用落地式冷风机，冻结间 60 m/T，F=6020=1200 m 选 2 台 KLJ-300 型冷风机，面积 300 m，电动机共 6 台，=3.32=6600 W 代入数值得：Q4=10006.611=6600 W 五、五、冻结物冷藏间操作热流量计算冻结物冷藏间操作热流量计算 Q5Q5 Q5=rnMhhVnArnwnRdd243246.31n 其中：d每平方米地板面积照明热量，冷藏间可取2/3.28.1mw，加工间、包装间取2/8.5mw。Rn每日开门换气次数取32次，取2次。M空气幕效率修正系数，可取5.0，如不设则取1。n库房空气密度，2/mkg。tn操作人数,可按库房内公称容积,每2250m增加1人，取 3 人。r每个操作人员产生 的热量。代入数据：2/2mwd Ad=160m 2Rn次 3800mVn nr=3 人 =1.3556kg/m2 mnwVDgg48.0115.0424759.00188.00188.0 5.0M（有空气幕）hw=74.5253kj/kg hn=-16.077 kj/kg，(查表 3-19)得：5Q=1602+8002(74.525-(-16.077)0.51.3556/（243.6）+3/243410=1610.973 w 第第三三节节 设备负荷汇总设备负荷汇总 1 1、设备负荷设备负荷 表表 3 3-1 1 设备设备负荷负荷计算表计算表 负 荷 房间 Q1(W)P Q2(W)Q3(W)Q4(W)Q5(W)Qq(W)冻结间 1697.581 1.3 83141.67 0 6600 0 116381.752 冻 结 物冷藏间 3460.401 1 1710.65 0 0 1610.973 6782.024 所 有 房间负荷 123163.776 2 2、系统机械负荷计算系统机械负荷计算 RQnQnQnQnQnQj)(5544332211 表表 3-2 系统机械负荷计算表系统机械负荷计算表 温度 回路 房 间 1n 1Q 2n 2Q 3n 3Q 4n 4Q 5n 5Q-33 冻结间 1 1697.581 1 83141.67 1 0 1 6600 0-28 冻结物冷藏间 1 3460.401 0.5 1710.65 1 0 0.4 0 0.5 1610.973 计算系统机械负荷得：jQ=103319.69第第四四章章 制冷系统方案的确定制冷系统方案的确定 冷库的制冷装置使用效果的好坏都与所选择制冷方案有着密切的关系。若制冷方案确定不当，会给冷库的建设造成损失和操作管理不便。因此在确定方案时，应从先进，实用，发展，经济等方面出发，同时考虑几个不同的方案进行比较，权衡利弊，选择最佳的设计方案。一、一、确定制冷系统方案的依据确定制冷系统方案的依据 1)冷库的使用性质。本设计中的冻结间用于冻结猪肉，冻结物冷藏间用于冷藏冻 结的猪肉。2)冷库的规模。冷库是 500 吨的冷库。3）食品冷加工工艺要求：要符合食品冷加工工艺要求，确保冻结食品质量。4）冷却水的水质，水温，水量。5）制冷装置所处环境，室外空气的温度，湿度。二、二、确定制冷方案的原则确定制冷方案的原则 1)保证食品冷加工工艺要求，降低食品干耗。2)制冷系统尽量简单、运转可靠和操作管理便，又要有安全保证；在安装机器 尽量使机器便于维修。3)制冷系统尽量采用新机器，新设备，新技术，新工艺，应优先选用自动控制 方案；此系统采用压差控制器和电磁阀。4）应全面比较初投资费用，考虑经济技术发展趋势。本系统采用活塞压缩机，价格便宜。三、三、确定制冷系统方案的内容确定制冷系统方案的内容 1)制冷系统压缩级数及压缩机类型的确定；由制冷量选用压缩机，由压力比确定压 缩机级数。2)制冷剂种类及冷凝器的确定；选用氨制冷剂。根据机房的具体情况选用立式冷凝 器。3)制冷系统供液方式的确定；选用下进上出方式。4)冷间冷却方式的确定；本方案采用直接冷却。5)冷间冷却设备和融霜方式的确定;采用顶排管，用热氨融霜。第第五五章章 制冷机及辅助设备的选择制冷机及辅助设备的选择 第一节第一节 制冷压缩机的选型计算制冷压缩机的选型计算 一、一、压缩机选择压缩机选择 1 1、确定工作参数确定工作参数；蒸发温度：蒸发温度主要取决于被冷却环境或介质所要求的温度。一般采用比载冷剂温度低 5，比冷间温度低 10。所以蒸发温度0t2310=33。冷凝温度：蒸发式冷凝器的冷凝温度浇较夏季室外平均每年不保证 50h 的湿球温度高510。所以kt28.5+5=33.5 冷凝压力 Pk，蒸发压力 Po：由kt和0t，制冷剂为氨可查制冷剂的热力性质表得 Pk =1.271aMP，Po=0.103aMP。2 2、制冷压缩机型号及台数的确定制冷压缩机型号及台数的确定：在kt33.5 Pk=1.271aMP,0t-33 Po=0.103aMP时，在 4.2 中算得压力比大于等于 8 可以确定为为双级压缩以及由机械负荷jQ=103.3KW 可以选用 S8-12.5，依 S8-12.5 的性能曲线查得：该工况下每台 S8-12.5 的制冷量为 90KW 制冷机选型：选 S8-12.5 型单机双级制压缩机 1 台，所配电动机为功率 6.6KW。第二节第二节 制冷系统辅助设备选型计算制冷系统辅助设备选型计算 kt32.9Pk=1.271aMP 0t-33 Po=0.103aMP因为：80ppk 所以采用双级压缩 011mpk压焓图图图 5-1 压焓图压焓图 pm=0ppk=0.4aMP 所以可以算得 tm=-3.64 在压焓图上求得：h1=1420kj/kg h1=1480kj/kg v=1.2m/h h2=1680kj/kg h3=1460 kj/kg h4=1630kj/kg h5=360kj/kg h7=210 kj/kg 单位质量制冷量 q0=h1-h7=1420-210=1210kj/kg 低压流量 qmd=skgqQ/063.012102.7600 低压级压缩机指示功率 858.0)33(001.027364.32733300btTTmid 低压级压缩机实际排气焓值 h2s=h1+idhh12=1480+kgkj/1.1713858.014801680 高压级压缩机指示功率 877.0)64.3(001.02739.3227364.3mkmigbtTT 高压压缩机制冷剂流量 qmg=skgqmdhhhsh/086.036014602101.1713063.05372 sh4=h3+ighh34=1460+kgkj/84.1653877.014601630 冷凝器热负荷 Qk=qmg(h4s-h5)=0.086(1653.84-360)=111.27kw 815.0 1)4.0271.1(085.094.0 1)(085.094.028.111nmkgPP759.0 1)01.0103.04.0(085.094.0 1)01.0(085.094.028.1110nmdPP 一、一、冷凝器的选型计算：冷凝器的选型计算：1.冷凝器传热面积F的计算：wQk111270 2/3000mwqA（由于是立式冷凝器，可查表 4-12 得）所以 F=kQ/Aq=111270/3000=37.09 m 说明:(1)F冷凝器传热面积，m2；(2)kQ冷凝器的热负荷，W；2.冷却水量的计算：hmVFVml/6.555.109.373水 水V冷却水用量，hm/3；mV冷凝器单位面积用水量，m/（.h）,查表 4-13 可得立式冷凝器的mV为 1.5。3.冷凝器选型为（查表 4-14 立式冷凝器的技术数据可得）：LNA-40 立式型冷凝器 1 台，每台冷却水用量 55.6m/h 二、二、中间冷却器的选型计算：中间冷却器的选型计算：1.中冷器冷却盘管面积m的计算：219.188.155003600)210360(063.0)75(mtkhhqAmmdm 说明:中冷器的冷却盘管负荷mQ的确定:中冷器的冷却盘管传热系数 K:查设计手册可取 500w/)(02cm 中冷器的冷却盘管的对数平均温差mt的确定：88.15564.39.323.236.19.323.2InttttIntttzjczjkckm 2.中冷器桶径 D 的计算：桶径计算的目的是使中间冷却器桶体内制冷剂气体的流速保持在 0.5m/s，从而使低压级排出的过热气体冷却为饱和气体，所挟带的润滑油得到分离，其计算公式为：mwVDgg285.05.0/141815.00188.0/0188.0 说明:氨压缩机高压级的理论输气量gV的确定:查手册取 0.815；g每台 S8-12.5 压缩机的输气系数；(3)该蒸发温度系统中冷器选型为（查表 4-15 得）：ZLA-1.5，1 台,换热面积为 1.5m2,桶径为 0.412m。三、三、油分离油分离器的选型计算：器的选型计算：油分离器的选型计算主要是确定油分离器的直径 D,以保证制冷剂在油分离器内的流速符合分油的要求，达到良好的分油效果：ggVD0188.0 说明：g高压级理论输气系数 0.815 gV高压级的吸气量 w油分器内气体流速:按设计手册一般可取 0.5 m/s 代入数值得：mVgDg285.05.0141815.00188.00188.0 查表 4-18，系统油分器选型为：YFA-65，1 台，桶径为 325mm。四、四、高高压储液压储液器的选型计算：器的选型计算：高压储液器用于储藏从冷凝器来的高压液体制冷剂，向系统蒸发器提供液体制冷剂，在系统中起到液封的作用。1.制冷系统氨液总质量循环量mGq的计算：mGq=gmd(h2s-h7)/(h3-h5)=0.063(1713.1-210)/(1460-360)=0.086kg/s 2.高储器容积 V 的计算：333899.07.02.1106933.1086.03600)(mmGvV 说明：(1)G各个蒸发温度下制冷剂质量循环量之和，kg/h；(2)冷凝温度下的氨液比容，取3106993.1m3/kg；(3)贮液器的容量系数，可取 0.5-1.2，本设计取 1.2。3.高压储液器选型为：WCA-950 型，容积为 0.95m3，1 台。五、五、冻结间冷风机选型计算冻结间冷风机选型计算（1）冷风机冷却面积计算：)(2mtkQFq 说明：qQ冷间冷却设备负荷 k冷风机传热系数，取 12.38cmw02/t冷间空气温度与制冷剂温度差，取 8c0 代入数值得：却设备容积最大一间制冷剂的充液量。代入数据得：221.1175838.12752.116381)(mmtkQFq 选用：KLJ-350 型落地式冷风机 3 台，冷却面积 3442m。六、六、冻结物冷藏间的顶排管选型计算冻结物冷藏间的顶排管选型计算 经多方面比较及多种因素考虑，决定选用光滑 U 形直式顶排管：排管直径 D38、液体集管 D57、气体集管 D76、角钢 L505。排管面积：tkQFq，其中：321CCkCk 其中：qQ排管负荷 w。k排管在设计条件下的传热系数Cmwo2/k排管在特定条件下的传热系数Cmwo2/本设计取：Cmwko2/98.6。1C构造换热系数：0.11DSC。2C管径换算系数：1038.0038.018.02C。3C供液方式换算系数：0.13C。t本设计取 得：Cmwko2/98.60.110.198.6 计算库房所需冷却面积：275.1201098.6169.8428mF 选:2 个长 10m，宽 3.082=6.16m共 50 根的双层光滑 U 形直式顶排管。库房充氨量：kg2922146 七、七、氨泵选型计算氨泵选型计算 氨泵流量计算 nvqvp 其中：vpq氨泵流量hm/3。v蒸发温度下氨饱和液体的比容kgm/3。n流量系数，对下进上出供液采用65倍，取5倍。代入数据：hmqvp/3.21210/50015.06.3696.1033193 选用：AB3，2 台（一用一备），流量：hm/33。（查表 4-23 氨泵的技术性能）为了保证氨泵的正常供液量，氨泵的排出压力（扬程）应能克服供液管道上的全部压力损失以及氨泵中心到蒸发器里液面的液柱，即管道总压降为：P=PmPPh，式中：Pm沿程摩擦阻力；P管阀局部阻力；Ph输送液体高度的压力损失。为了保证氨泵能稳定输液，便于调节各蒸发器的流量，建议在蒸发器进液管截止阀前保留100Kpa 的压头。根据以上计算，即可得出氨泵的扬程 H=（PPy）/g 式中：氨液密度，=650g/m g重力加速度，9.807m/s 最后算得满足要求。八、八、低低压压循循环环筒的选型计算筒的选型计算 低压循环桶是液泵供液系统的专用设备，也是关键设备之一。其作用是：储存和稳定地供给液泵循环所需的低压液体；能分离经节流后的湿蒸汽，分离液体中的气体；能对库房回气进行气液分离，防止氨压缩机出现湿行程，必要时又可兼作排液桶。低压循环桶直径计算：wnVDdd0188.0 说明：d低压级输气系数；w低压循环桶内气体流速，立式低循桶采用 0.5sm/；低压循环桶截面积系数，立式低循桶采用 1；n同一蒸发系统中低循桶的个数。代入数据得：mwVDgg48.0115.0424759.00188.00188.0 选用 CDCA1.5 1 台（查表 4-19 立式低压循环桶主要规格）九、九、集油器的选配：集油器的选配：集油器的选配以压缩机的装机容量为依据。装机容量即机房内所有单双级压缩机的标准制冷量之和。当总装机容量1163KW 时，选配集油器D=0.325m 两台。按以上标准本设计中选取：JYA-159 型集油器 1 台，桶径为 D=0.159m。十、十、空气分离器的选配：空气分离器的选配：空气分离器也根据总装机容量进行选配。当总装机容量1163KW 时，选配冷却面积不大于 0.45m2的空气分离器，当总装机容量1163KW 时，选配冷却面积不小于 1.82m2的空气分离器。按以上标准选取：KFA-32 型空气分离器 1 台。第六章第六章 制冷系统管道设计制冷系统管道设计 制冷系统管道设计是用经过计算选定管道，根据各管段的设计要求，将制冷机以及各种制冷设备及阀门等部件合理的连接起来组成制冷系统的设计，一个制冷系统是否具备良好的制冷性能，运转是否稳定安全，在很大程度上取决与制冷系统的管道设计。此设计采用经验值，各管道采用比设备所配阀门大一个型号。主要干道的管径采用手工计算所得。一、一、系统管道和阀门的设计要求系统管道和阀门的设计要求 此设计的制冷剂为氨，所以要求各管道不能用铜质管材。在系统中也不能用镀锌管，不能对设备的接触制冷剂的表面进行镀锌处理。对管道试压至少 67 次。各管道表压不超过 105pa。因为制冷剂为氨，所以要求各阀门的材料也不能用铜或铜合金，内表面不能镀锌。阀件材料可用：灰口铸铁、可锻铸铁、铸钢。各阀门倒关的阀座。二、二、管道流速要求：管道流速要求：蒸发器的氨液到低循桶的单相流的回气管道取 1016m/s。氨泵供液两相流体的回气管取 68 m/s。吸气管道取 1220 m/s。排气管道取 1525 m/s。液体管道据管径而定取 2070 m/s，管径越粗，流速越高。液体管道、高压自流输液管、从冷凝器到高储器取 0.5 m/s。其他液体管道 0.51.5 m/s。管道允许的压力降：沿 P=P+P 局部增加。氨系统中要求吸气管或回气管的允许压力降相当于饱和温度降低 1。排气管的允许压力降相当于饱和温度降低 0.5。三、三、蒸发器供液管的设计蒸发器供液管的设计 要求每个冷间都应有自分配站上单独引出的并能在分配站调节的供液管。冷风机与排管的供液管道，应从分配站分别引出，不能并联于一根供液管上。并联于同一供液管的蒸发器，应考虑到沿程阻力损失，对各并联供液的蒸发器要求其当量长度基本相等，以保证每组蒸发器都有良好的制冷效果。当同一冷间内，同时存在墙排管和顶排管时，原则上按墙、顶排管分别供液，若采用并联在同一供液管的方法时，先供顶排管，再供墙排管。四、四、吸气管道的设计吸气管道的设计 要防止液击，吸气管要尽量有一定坡度，如果空间不允许，也可无坡度，但必须有过热段。五、五、排气管的设计排气管的设计 压缩机本身的排气管上要接单向阀（逆止阀）。逆止阀要装在水平管道上，而实际装在低处，便于操作。总排气管与单个压缩机接入点，也要接入坡度（同吸气管）。六、六、其它管道的设计其它管道的设计 安全管要求把所有安全阀用管道连起来，接出去，接到房顶 1.5m 处，使开口朝屋脊。融霜用的热氨管要从油分器与冷凝器之间接出，要在管路上装阀门、压力表，必须接到回气调节站的热氨融霜管。各种管道中不能有气囊或液囊。抽气管要连接在一起接到低循桶的进气口，有多个低循桶时，要接到蒸发温度最低的那个。七、七、对制冷工艺管道布置要求对制冷工艺管道布置要求 对各种制冷工艺管道要综合安排，对墙、地板、楼板等处的空洞，以及支架要合理共用（集中布置有利于冷桥的处理）。穿墙管道要考虑建筑物不均匀沉降的影响并采取相应技术措施。直管道长度大于 100m 时，应考虑冷缩的影响，并采取相应技术措施（伸缩弯处要避免液囊和气囊）。氨液管道不要形成气囊，氨气管道不要形成液囊。要考虑吸、排气管及其它管道的倾斜。第第七七章章 制冷系统的试压试漏及管道保制冷系统的试压试漏及管道保温温 一一 系统试压、排污、试漏、抽真空系统试压、排污、试漏、抽真空 1 1、系统试压系统试压 1)系统管道安装完毕后，应以压缩机空气或氮气试压。试压前除机器本身阀门关闭外，所有手动阀门均开启，电磁阀及逆止阀等阀芯组体应取出保存，以保证管道畅通和避免水气锈蚀。2)高压部分，从氨压缩机排出口起经冷凝器到分配站，试压压力采用 1800kpa（表压力），低压部分，从分配站起经蒸发器到氨压缩机吸入口，试压压力采用 1200kpa（表压力）。试压开始 6h 内，气体冷却的压力降不大于 30kpa，以后 18h 内，当室内温度恒定不变时压力不再下降为合格。当室内温度是根据气温在变化时，其压力下降值不应超过计算的计算值。如超过计算值，应进行检漏，查明后消除泄漏，并应重新试验，直至合格。要防止草率从事，避免投产后产生一系列不良后果。3)中间冷却器等中间压力下工作的容器试压采用 1200kpa（表压力）。4)氨泵、浮球液位控制器等试压时可暂时隔开。5)玻璃液位指示器应采用板式，中、低压容器如果采用管式，其玻璃管必须用1800kpa（表压力）高压玻璃管。系统开始试压时须将玻璃液位指示器两端阀门关闭，待压力稳定后再逐步打开两端阀门。2 2、系统排污系统排污 1)氨系统排污，应用不超过 600kpa（表压力）压缩空气吹污，次数一般不少于 3次，直到排出气体不带水蒸汽、油污、铁锈等杂物为止。2)氨系统试压排污完毕后，应将系统中所有阀门（除安全阀外）的阀芯拆卸清洗。3 3、系统抽真空实验系统抽真空实验 1)氨系统排污后才能进行抽真空实验。2)系统中所有阀门都开启。3)抽真空最好分数次进行，以使系统内压力均衡。4)抽真空计量应采用 U 型水银压力计，从压力表阀接入，以使读数准确。5)采用真空泵将系统抽至剩