课程设计（论文）烟台市某冷库设计.doc

设计题目 烟台市某冷库设计姓名院系食品工程学院专业制冷与空调技术年级1301学号指导教师 2015年10月22日 目 录1设计条件12制冷压缩机型号与数量的选择12.1确定机房总制冷量12.2确定制冷系统设计工况12.2.1蒸发温度1 2.2.2冷凝温度.1 2.2.3吸气温度2 2.2.4排气温度22.3将设计工况制冷循环表示在lgph图2 2.4将设计工况制冷量换算成标准工况（或制冷工况）相应制冷量，选择确定制冷压缩机的类型、型号、台数2 2.4.1确定标准工况下的制冷量3 2.4.2压缩机的选型33冷凝器的选择计算33.1确定冷凝器的热负荷33.2确定冷凝器的形式33.3计算冷凝器所需换热面积，选择冷凝器台数44蒸发器的选择计算54.1确定蒸发器的形式54.2计算蒸发器的换热面积，选定蒸发器台数55膨胀阀的选择计算55.1确定膨胀阀型式55.1 .1确定阀两端的压力差65.1.2确定膨胀阀的形式65.2计算确定膨胀阀规格66其他辅助设备的选择66.1制冷剂的净化与安全设备66.2制冷剂的分离66.2.1润滑油的分离与收集设备6参考文献71、设计条件冷库间主要储存水果、蔬菜等，冷藏间的温度为t0=0oC，选用的制冷剂为R717设计地点:烟台市某冷库 采用烟台市室外气象资料：东经37°32，北纬121°24，海拔46.7米室外计算温度：夏季通风27，夏季空气调节日平均29室外计算相对湿度：最热月月平均81，夏季通风742、制冷压缩机型号与数量的选择2.1确定机房总制冷量已知冷库间主要储存水果、蔬菜等，冷藏间的温度为t0=0摄氏度，选用的制冷剂为R717，并且制冷负荷总计为100+10*6=160 kw2.2确定制冷系统设计工况R717制冷系统中冷凝压力与蒸发压力的比值Pk/Po<8，因此，为使压缩机安全、可靠和经济的运行应采用单级压缩。根据所储存的物质，所需要的温度范围，选用全封闭型活塞式压缩机。2.2.1 蒸发温度根据储存物品的种类、冷藏工艺的需要和对冷间温、湿度的要求，确定合理的计算温差，从而确定蒸发温度。对于直接冷却系统， 则 t0=tn -（810） （申江 主编 制冷装置设计 84页 3-2）因此，蒸发温度为t0=0-10=-10oC根据R717的热力性质查得Po=0.291MP2.2.2 冷凝温度冷凝温度与冷凝器的形式、冷却方式、冷却介质的温度等有关，采用水冷式冷凝器时，冷凝温度tk=（tz1+tz2）/2+（57） 式中tz1、tz2 为冷凝器冷却水的进口温度和出口温度。立式冷凝器的温差tz=1.53oC ，卧式壳管式冷凝器温差tz=46oC 蒸发式冷凝器的冷凝温度tk按下式计算tk=Ts+（510）式中，Ts为夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度。 由烟台地区气象条件查得Ts=25.9 oC即冷凝温度tk=30oC冷凝压力Pk=1.169 MPPk/Po<8，因此选用单级压缩机。2.2.3 吸气温度 查（申江 主编 制冷装置设计 85页 ）表3-2得在蒸发温度为-10 oC时，吸气温度为-7 oC。2.2.4排气温度由工程热力学可得，排气温度可有下式求得 Trp =Tx（pp/px）n-1/x式中，Tx、Trp表示压缩机吸、排气绝对温度（K） pp、px表示压缩机吸、排气压力（kP） x表示制冷剂的等熵指数。 而，在实际情况中可查氨压缩机排气温度表，得在蒸发温度为-10oC，冷凝温度在30 oC时，排气温度为98oC.2.3将设计工况制冷循环表示在lgph图已知盘管氨液出口处端温度差t3=3oC 管路有害过热t1=5oC，氨允许的过热度3 oC据工程热力学读出R717的压-焓图各点的设计工况参数为h1=1445.22 kJ/kgh1=1445.20 kJ/kgs1=5.8125 kJ/（kg.k）h2=1486.14h3=341.769 kJ/kg=h4h3=327.284 kJ/kg=h4 2.4将设计工况制冷量换算成标准工况（或制冷工况）相应制冷量，选择确定制冷压缩机的类型、型号、台数，并校核压缩机配套电机的功率2.4.1 确定标准工况下的制冷量 当已知活塞压缩制冷机标准工况下的制冷量Q0可按下式换算：Q=K1 Q0根据冷凝温度和蒸发温度 查（马国远 主编 制冷压缩机及其应用 171页 表7-1）得立式和V型氨压缩机制冷量换算系数K1=1.28 即，Q0=Q/ K1=160kW/1.28=125kW 2.4.2 压缩机的选型根据冷藏间机械负荷j= Q0=125KW 制冷剂R717已知压缩机标况下的制冷量，根据压缩机产品样本提供的技术数据，选配适用的制冷压缩机型号为2AV12.5型，其单台制冷量61KW,单级压缩机轴功率18.2kW，气缸直径 125选用3台烟台冷冻机总厂125系列单级活塞式制冷压缩机3、 冷凝器的选择计算3.1确定冷凝器的热负荷 冷凝器的热负荷等于压缩机的功率加制冷量。即，Qk=18.2*3+125=179.6kW3.2确定冷凝器的型式根据制冷工质及冷却剂供应条件确定冷凝器的型式。在R717制冷系统中，常采用卧式壳管式冷凝器，它结构紧凑，占地面积小。资料如下：3.3计算冷凝器所需换热面积，选择冷凝器台数冷凝器所需的换热面积 依据Ak=Qk/ktm 其中冷凝器的热负荷Qk等于压缩机的功率加制冷量。tm取4oC ，k取700W/（m2* oC）即Ak=Qk/ktm=179.6*103/700*4=65 m2按选定压缩机的数目确定每台冷凝器的实需冷凝面积Ak/n，n为冷凝器的台数。即，选用4台冷凝器。LNA-70型立式冷凝器4 蒸发器的选择计算4.1确定蒸发器的型式蒸发器型式的选择根据冷却对象和冷却方式的要求确定，保证运行安全可靠性、经济高效节能和降低劳动强度。本设计中，采用卧式壳管式蒸发器。4.2计算蒸发器的换热面积，选定蒸发器台数蒸发器传热面积的计算，A0=Q0/Ktm其中冷凝器的热负荷Qo等于设计工况下的制冷量。tm取5oC ，k取450W/（m2* oC）A0=Q0/Ktm=160*103/450*5=72 m2按选定压缩机的数目确定每台蒸发器的实需蒸发面积Ao/n，n为蒸发器的台数。即，选用4台蒸发器。5、 膨胀阀的选择计算5.1确定膨胀阀型式膨胀阀是制冷系统的四大组件之一，是调节和控制制冷剂流量和压力进入蒸发器的重要装置，也是高低压侧的“分界线”。膨胀阀是节流装置的一种，节流装置的种类很多，根据他们的应用范围，可分为以下五种类型。（1）手动膨胀阀，用于工业用的制冷装置。（2）热力膨胀阀，用于工业、商业和空气调节装置。（3）电子膨胀阀，用途与热力膨胀阀相同。（4）毛细管，用于家用制冷装置。（5）浮球调节阀，用于工业、商业和生活用调节装置。5.1 .1确定阀两端的压力差P=PK-Pi-Po(KPa)       (1)式中：PK冷凝压力，KPa，Pi为P1P2P3P4（P1为液体管路阻力损失；P2为弯头、阀件等得阻力损失；P3为液体管升高得压力损失，P3h；P4为分液头及分液毛细管得阻力损失，通常各为0.5bar）; Po蒸发压力，KPa。即P=1.169-0.236=0.933MP5.1.2确定膨胀阀的形式选择内平衡还是外平衡，由蒸发器中的压力降而定对R717系统，当压力降超过相应蒸发温度1，均宜采用外平衡式热力膨胀阀。5.2计算确定膨胀阀的规格蒸发器的蒸发温度范围：-8 oC -10oC 最大 制冷量：160kW热力膨胀阀进出口的压力差：P=0.933MP热力膨胀阀采用外平衡式因此，查得膨胀阀的规格为：BAE2HAC6、其他辅助设备的选择6.1制冷剂的净化与安全设备氨用过滤器一般由23层网孔为0.4mm的钢丝网制成。在制冷设备中氨液过滤器装设在浮球阀、节流阀和电磁阀前的输液管道中。氨气过滤器装在压缩机吸气管道上，防止氨中的机械杂质进入压缩机气缸。安装紧急泄氨器。制冷系统中充装的氨较多时，一般应设置紧急泄氨器，以便在紧急情况下，例如发生火灾时，迅速将液氨放掉，以保护设备和人身安全。6.2 制冷剂的分离 空气分离器，空气分离器的作用是把冷凝器中的不凝气和储氨器中的混合气排出系统并把洁净的氨气重新净化回收到低压系统，提高冷凝器的传热效果，避免压缩机出口压力和温度的升高，保证系统的平稳运行及减少电耗。6.3润滑油的分离与收集设备洗涤式油分离器是氨制冷系统中常用的油分离器，能分离出80%85%左右的油量。在洗涤式油分离器中，氨液的洗涤冷却作用是主要的，因此设计施工和操作中必须使氨液液面高出进气口底部125150mm，以保证氨油混合的过热蒸汽与氨液有较好接触。安装时冷凝器的出液管应高于分离器进液管200300mm，其连接形式应从冷凝器出液管的底部接出。集油器是氨制冷系统中收集从油分离器、冷凝器、储液器、中间冷却器、蒸发器和排液桶等设备放出的润滑油的设备。集油器在氨制冷系统中的设置应根据润滑油排放安全、方便的原则。高压部分的集油器一般放置于放油频繁的油分离器附近，低压部分的集油器设置在设备间低压循环储液器和排液桶附近。参考文献1、小型制冷装置设计指导吴业正 主编 机械工业出版社2、制冷技术与应用 贺俊杰 主编 中国建筑工业出版社3、新型空调制冷设备及配件选用手册4、冷库设计规范GB50072-2010主编部门：中华人民共和国商业部5、冷库设计李建华 主编 机械工业出版社6、制冷装置设计申江 主编 机械工业出版社7、制冷原理与设备 吴业正 主编 西安交通大学出版社8、制冷技术 解国珍、姜守忠、罗勇 主编 机械工业出版社