湘潭某冷库制冷工艺课程设计_secret.docx

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1、制冷工艺设计计算书班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 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）冷间设计温度为-18，相对湿度为95；2、冻结间生产能力为20t

2、/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道； 6、冷库冷藏间无隔热层； 7、库房围护结构构造见表 （

3、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=24.514.5355.25库内净高：H6m公称容积：V355.2562131.5m3货物计算密度：250k

4、g/ m3容积利用系数：0.80.550.44冷藏吨位：G12131.52500.44/1000234.5吨2、8库同7库，冷藏吨位：G2234.5吨3、高温冷藏间冷藏吨位：G= G1+ G2=469吨（500469）/5006.2%符合要求。（二）低温冷藏间1、 NO1库库内净面积：A=19.47.43=144.14库内净高：H=5公称容积：V=144.145=720.7m3货物计算密度：=400/ m3容积利用系数：=0.55冷藏吨位：720.74000.55/1000=158.6吨2、 2库库内面积净面积：A=19.47.76=150.5库内净高：H5m公称容积：V150.55752.7

5、m3货物计算密度：400kg/ m3容积利用系数：0.55冷藏吨位：G2752.74000.55/1000165.6吨3、 3库同3库，G3=158.6吨低温冷藏间冷藏吨位：G=G1G2G3=482.8吨（500-482.8）/500=3.4% 符合要求。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）11：2.5水泥砂浆抹面0.020.930.02152混合沙浆砌砖墙0.370.8140.45531：2.5水泥砂浆抹面0.020.930.02154硬质聚氨酯0.10.0313

6、.22651：2.5水泥砂浆抹面0.030.930.03236墙体表面空气热阻aW=23an=18RW=0.044Rn=0.0567总热阻R3.85638传热系数K=1/R0.2592、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0.081.54680.051721：3水泥砂浆保护层0.0150.930.01613一毡二油防水层0.0050.03514软木层0.10.06981.4335二毡三油隔气层0.010.05661：3水泥砂浆找平层0.020.930.02157100号混凝土垫层0.11.51190.06618表面空气热阻an=180

7、.0569总热阻R1.735510传热系数K=1/R0.57623、 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0.041.51190.02652空气间层0.20.2693二毡三油防水层0.010.05641：3水泥砂浆找平层0.020.930.02155混凝土空心板层0.251.54680.16261：3水泥砂浆抹面0.020.930.02157硬质聚氨酯0.10.0313.2268表面空气热阻aW=23an=18RW=0.044Rn=0.0569总热阻R 3.882510传热系数K=1/R 0.2576（二）低温冷藏间、冻结间1、外墙序号

8、结构层（有外向内）厚度 （m）导热系数（W/ m.）热阻R=/（./W）11：2.5水泥沙浆抹面0.020.930.021521：2.5水泥沙浆抹面0.020.930.021531：3水泥沙浆抹面0.030.930.03234混合砂浆砌砖墙0.370.8140.4555硬质聚氨酯0.150.0314.83876墙体表面空气热阻 冷藏间冻结间aW=23an=12aW=23an=29RW=0.044Rn=0.083RW=0.044Rn=0.0357总热阻R 冷藏间冻结间5.4965.4488传热系数K=1/R 冷藏间冻结间0.1820.184 2、地坪序号结构层（有上向下）厚度 （m）导热系数（W

9、/ m.）热阻R=/（./W）1200号钢筋混凝土层0.081.54680.051721：3水泥砂浆0.020.930.02153一毡二油防水层0.0050.03514软木层0.20.06982.8655二毡三油隔气层0.010.05661：3水泥沙浆找平层0.020.930.02157预制混凝土板0.051.51190.0338粗砂垫层0.450.58150.7749表面空气热阻 冷藏间冻结间an=12an=290.0830.03510总热阻R 冷藏间冻结间3.94083.892811传热系数K=1/R 冷藏间冻结间0.2540.2573、屋顶序号结构层（有上向下）厚度 （m）导热系数（W/

10、 m.）热阻R=/（./W）1预制混凝土板0.041.51190.02652空气间层0.20.2693二毡三油防水层0.010.05641：3水泥沙浆找平层0.020.930.02155混凝土空心板层0.251.54680.16261：3水泥沙浆抹面0.020.930.02157硬质聚氨酯0.10.0313.2268表面空气热阻 冷藏间冻结间aW=23an=12aW=23an=29RW=0.044Rn=0.083RW=0.044Rn=0.0359总热阻R 冷藏间冻结间 5.5222 5.474210传热系数K=1/R 冷藏间冻结间 0.181 0.1834、冻结间内墙序号结构层厚度 （m）导热

11、系数（W/ m.）热阻R=/（./W）1水泥砂浆0.020.930.02152混合沙浆砌砖墙0.120.8140.14743水泥砂浆0.020.930.02154硬质聚氨酯0.10.0313.22651：2.5水泥砂浆抹面0.030.930.03236墙体表面空气热阻aW=23an=29RW=0.044Rn=0.0357总热阻R3.51878传热系数K=1/R0.284D、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=K.A.a.（tWtn）传热面积A的计算计算部位长度（m）高度（m）面 积（）计算

12、部位长度（m）高度（m）面 积（）1东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪8.258.2520.519.4620.55.75.75.75.78.2547.02547.025116.85110.992169.1255东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪667.467.468.55.25.25.25.2631.231.238.79238.792512东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪8.008.0019.4619.4620.55.75.75.75.78.0045.645.6110.922110.9221646东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪6.116.118.57.468.55.25.25.25.26.1131.77231.7724

13、4.238.79251.9353东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪8.258.2519.4620.520.55.75.75.75.78.2547.02547.025110.922116.85169.1257东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪15.2515.2524.5625.525.56.556.556.556.5515.2599.887599.8875160.868167.025388.8754东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪6.396.397.468.508.505.25.25.25.26.3933.22833.22838.79244.254.3158东墙西墙南墙北墙屋顶、地坪15.2515.2525.524.

14、5625.56.556.556.556.5515.2599.887599.8875167.025160.868388.875 各库房围护结构传热量Q2的计算计算部位计算公式：Q1=K.A.a.（tWtn）Q1（W）NO1东墙西墙南墙北墙屋顶地坪0.18247.0251.05（3218）0.18247.0251.05（3218）0.182116.851.05（3218）0.181169.1251.2（3218）0.254169.1250.6（218）449.34440.341116.51836.69515.49 4393.13NO2东墙西墙南墙北墙屋顶地坪0.18245.61.05（3218）0

15、.18245.61.05（3218）0.1811641.2（3218）0.2541641.2（218）435.7426.991116.51781.04499.87 3177.30NO3东墙西墙南墙北墙屋顶地坪0.18247.0251.05（3218）0.18247.0251.05（3218）0.182116.851.05（3218）0.181169.1251.2（3218）0.254169.1250.6（218）449.34440.341116.51836.69515.49 4393.13NO4东墙西墙南墙北墙屋顶地坪0.18433.2281.05（3223）0.18433.2281.05（3

16、223）0.28438.7921.00（1023）0.18444.21.05（3223）0.18354.3151.2（3223）0.25754.3150.6（223）353.08353.08143.22461.13656.03209.38 2177.94NO5东墙西墙南墙北墙屋顶地坪0.18431.21.05（3223）0.18431.21.05（3223）0.28438.7921.00（1023）0.28438.7921.00（1023）0.183511.2（3223）0.257510.6（223）325.50325.50143.22143.22615.98196.61 1807.09NO6

17、东墙西墙南墙北墙屋顶地坪0.18431.7721.05（3223）0.18431.7721.05（3223）0.18444.21.05（3223）0.28438.7921.00（1023）0.18351.9351.2（3223）0.25751.9350.6（223）337.6337.6469.67143.22627.27200.21 2115.59NO7东墙西墙南墙北墙屋顶地坪0.25999.88751.1（32-0）0.25999.88751.1（32-0）0.259167.0251.1（32-0）0.5763388.8751.3（320）0.2576388.8750.20（320）910.

18、66910.661522.7359322.92641.11 13308.09NO8东墙西墙南墙北墙屋顶地坪0.25999.88751.1（32-0）0.25999.88751.1（32-0）0.259167.0251.1（32-0）0.5763388.8751.3（320）0.2576388.8750.20（320）910.66910.661522.7359322.92641.11 13308.09（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6.5吨/日，共19.5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6.5吨/日，冻结食品为猪肉。1、

19、低温冷藏间每间最大进货量为19.5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=12.2kj/kg,h2=4.6kj/kg t1=320.83,t2=-18,B=0.1,Cb=0.42 冷藏间1,2,3库食品加工耗冷量各为：2137.69W2、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=6.5吨/日，T20小时食品在冻结前后的含热量：h1=309.2kJ/kg,h2=12.2kJ/kgt1=320.83,t2=-15,B=0.3,Cb=0.42 冻结间4,5,6库的食品冷加工耗冷量

20、各为：Q227285.2453、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20000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=379.4kj/kg,h2=271.9kj/kgt1=25,t2=0,B=0.25,Cb=1.51,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：Q233424.71（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=76.3kJ/kg,hn=8.457kJ/kg,n=2,V=2131.53,Q3=

21、Q3a=（76.3-8.457）22131.51.293/24=4328.178W(2) 8库同7库：Q3=Q3a=4328.178W（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FT35LN05.6-2型号轴流式风机6台,计算电动机功率为:P=1.16=6.6KW,=1,=1Q4=1000P=10006.611=6600W（2）5库采用冷风机,冷风机使用的电动机功率总计为: P=4.4KW, =1,=1Q4=1000P=10004.411=4400W(3) 6库同5库: Q4=4400W3

22、、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=1.16=6.6KW,=1,=1 Q4=1000P=10006.611=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=144.14，V=720.7 m3，qd=2W/,hw=736.3 KJ/kg, hn=-16.077 KJ/kg,M=0.5,n=1.39/ m3,nr=3,qr=410W/个 ,n=2 Q5a= Aqd=144.142=288.28W Q5b=0.2778Vn（hw-hn）MP/24=0.2778720.72（76.316.077）0.51.39/24=

23、1071.2 W Q5c=3 nrqr/24=33410/24=154 W Q5= Q5aQ5b Q5c=288.281071.2154=1513.44 W（2）2库:A=150.5，V=752.7 m3 Q5a= Aqd=150.52=301 W Q5b=0.2778Vn（hw-hn）MP/24=0.2778752.72（76.316.077）0.51.39/24=1118.72 W Q5c=3nrqr/24=33410/24=154 W Q5= Q5aQ5bQ5c=3011118.72154=1573.72 W（3）3库同1库：Q5=1513.44W2、冻结间不计算Q5的热量。3、高温库（

24、1）7：A=355.25m2,V=2131.5m3,qd=2W/m2,hw=76.3KJ/kg,hn=8.457KJ/kg,M=0.5,pn=1.293kg/m3,qr=280W/个 n=2Q5a= qdA=2355.25=710.5WQ5b=0.2778Vn(hw-hn)MPn=0.27782131.52(76.38.457)0.51.29324=2164.26WQ5c=38280/24=280WQ5=Q5cQ5bQ5c=710.52164.26280=3154.76W（2）8库同7库 Q5=3154.76W(六)总耗冷量1.库房冷却设备负荷计算Qq=Q1PQ2Q3+Q4Q5(1) 低温冷藏

25、间：P=1(2) 冻结间：P=1.3(3) 高温冷藏间：P=1Qq汇总表库房名称Q1PQ2Q3Q4Q5QqNO14393.1412137.691513.448044.27NO23177.312137.69 1573.726888.71NO34393.1412137.691513.448044.27NO42187.371.27285.24660044258.19NO51807.071.27285.24440041667.9NO62115.591.27285.24440041986.4NO713308.09133424.714328.1866003154.7660815.73NO813308.09

26、133424.714328.1866003154.7660815.732、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=(n1Q1n2Q2n3Q3n4Q4n5Q5)Rn1=1,n2=1,n3=0,n4=0.5,n5=0.5,R=1.07Qj汇总表n1Q1n2Q2n4Q4n5Q5RQj118073.88188268.80.577000.54600.61.07124486.99(2) 高温冷藏间采用10蒸发温度:Qj=(n1Q1n2Q2n3Q3n4Q4n5Q5)Rn1=1,n2=1,n3=0.8,n4=0.5,n5=0.5,R=1.07

27、Qj汇总表n1Q1n2Q2n3Q3n4Q4n5Q5RQj1266161668490.886590.5132000.563091.07117855E、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=60815.73W，K=18.6W/m2，t=10A= Qq/(kt)=60815.73/(18.610)=326.967m2选用KLL350型冷风机一台。2、NO8库同NO7库,选用KLL350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=6.98W/m2,

28、 t =10(1) NO1库 A=8044.27/6.98=115.247(2) NO2库 A=6888.71/6.98=98.69(3) NO3库 A=8044.5/6.98=115.2472、无缝钢管长度L采用382.5无缝钢管,每米长的面积为0.119m2/m(1) NO1库需用钢管长度:L1=115.247/0.119=968.46m(2) NO2库需用钢管长度:L2=98.69/0.119=829.33m(3) NO3库需用钢管长度:L3=115.247/0.119=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

29、吊顶,吊顶两端留有300mm缝隙,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=12.8W/m2A=Qq/(Kt)=44758.189128=349.67m2(2) 搁架排管的尺寸:采用D382.5无缝钢管,每米长的面积为0.119m2/m,需用钢管长度:L=349.670.119=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FT35LN05.62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=12.8W/m2

30、A=Qq/(Kt)=41667.9128=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.需用冷风机面积A:t =10,K=12.8W/m2A=Qq/(Kt)=41986.4128=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

31、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温度差为10,则蒸发温度为28和33.冷凝温度为26,Pk=1.03434MPa蒸发温度为28,P0=0.13154MPa蒸发温度为33,P0=0.10302MPaPk/P0=1.03434MPa/0.13154=7.868, Pk/P0=10.3434MPa/0.10302=10.048 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

32、=0.3417MPa,中冷器蛇型盘管出液温度:tc=5.65.4=-0.2(2) 高温冷藏间温度为0.冷凝温度为26,Pk=1.03434MPa蒸发温度为10,P0=0.29075MPaPk/p0=1.03434/0.29075=3.57197.2 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/3.6=(2424.5)1056/3.6=249040W2、单级机冷凝器热荷： Q1=Qc=2611.21000=146400W3、冷凝器面积 qA=300w/m3 A1=131.8m2选用LNA-80型冷凝器2台。

33、（二）中间冷却器1、冷却器直径计算：m3/h， D=0.01882、中间冷却器蛇行管冷却面积： Qzj=Gd(h6-h8)=1539.1W K=500W/m2 A=Qzj/(K选用ZLA-2型中冷器1台。（三）油分离器：=0.8m/sd=0.0188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以上时选用桶身直径325mm集油器。选用JYA-325型集油器1台。（六）高压贮液器=1.663 kJ/,=1,=0.7,Vza=/1000=1.86m3选用WCA-2250型高压贮液器

34、1台。（七）氨泵的选型计算 1.-33系统 n=6,Qq=150889.7W,V/=1.4674L/kg,r=1364.23KJ/kg Vp=3.6nQqV/r=3.66149 1.4674/1364.23=3.49 m3/h选用32P-40型屏蔽氨泵1台，备用1台，共2台。2.-10系统 n=5,Qq=121.63kw,V/=1.5337L/kg,r=1295.17KJ/kg Vp=3.6nQqV/r=3.65121.631.5337/1295.17=2.6 m3/h选用32P-40型屏蔽氨泵1台，备用1台，共2台。（八）低压循环桶的选型计算 1、-33系统（1）低压循环直径桶的选型计算： =0.81,V=2424.5=849m3/h,=0.5m/s, , n=1 d=0.0188=0.693m（2）低压循环桶容积的计算:本设计采用立式低压循贮液桶,采用下进上出式供液。容积计算如下： 顶排管的容积:V=172218.60.8553/1000=1.082 m3 回气管容积: 冻结间回气管763.5,共长约50米,每米容积为0.00374 m3 500.00374=0.187 m3冷藏间回气管D57x3.5,共长约70米,每米容积为0.00196 m3 700.00196=0.1372 m3 V=0.1372+0.187=0.