1設(shè)計(jì)基本資料

1.1設(shè)計(jì)目的：通過本設(shè)計(jì)初步了解建筑與設(shè)備工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容，了解設(shè)計(jì)計(jì)算的步驟和方法，懂得識(shí)圖和制圖，學(xué)會(huì)查找設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)。通過設(shè)計(jì)掌握有關(guān)冷藏庫制冷工藝設(shè)計(jì)的內(nèi)容、程序及基本原則和制冷工藝設(shè)計(jì)計(jì)算方法并提高繪制設(shè)計(jì)圖紙的能力。

1.2設(shè)計(jì)項(xiàng)目：100噸冷庫5噸速凍庫設(shè)計(jì)

1.3冷藏庫室內(nèi)外設(shè)計(jì)參數(shù)庫房名稱相對(duì)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(jì)算 冷庫,冷庫設(shè)計(jì),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(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)一個(gè)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(jìn)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(jìn)庫溫度為-15℃，日進(jìn)貨量為10噸/24H。

2.2庫房總體平面圖立面圖設(shè)計(jì)如下:

2.3冷藏庫尺寸計(jì)算

根據(jù)公式：（2-1）式中G—冷庫計(jì)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(jì)算密度（KG/M3）

根據(jù)《冷庫設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)規(guī)范》表3.0.3初步估計(jì)其Η=0.4得到V=550鑒于建筑上對(duì)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(jì)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(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造、絕熱層厚度（速凍庫）

經(jīng)計(jì)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(shè)自然通風(fēng)管道給地坪保溫。

3庫房冷負(fù)荷計(jì)算

3.1冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷按下式計(jì)算：

式中-----冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷（W）

------圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱流量（W）

------貨物熱流量（W）

------通風(fēng)換氣熱流量（W）

------電動(dòng)機(jī)運(yùn)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(jī)械負(fù)荷分別根據(jù)不同蒸發(fā)溫度按下式計(jì)算：

式中-------機(jī)械負(fù)荷（W）

---------圍護(hù)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(shí)最大換氣量與全庫每日總換氣量的比數(shù)”大時(shí)取大值）

-------冷間用的電動(dòng)機(jī)同期運(yùn)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(bǔ)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(hù)結(jié)構(gòu)熱流量按照下式計(jì)算

式中—圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱流量（KW）；

—圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)[W/（M2?℃）]；

—圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積（M2）；

—圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫差修正系數(shù)；

—圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的計(jì)算溫度（℃）

—圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的計(jì)算溫度（℃）

式中---------貨物熱流量（W）

--------食品熱流量（W）

--------包裝材料和運(yùn)載工具熱流量（W）

--------貨物冷卻時(shí)的呼吸熱流量（W）

--------貨物冷藏時(shí)的呼吸熱流量（W）

M----------冷間的每日進(jìn)貨質(zhì)量（KG）

---------貨物進(jìn)入冷間初始溫度時(shí)的比焓（KJ/KG）

---------貨物在冷間內(nèi)終止降溫時(shí)的比焓（KJ/KG）

T----------貨物冷加工時(shí)間（H），對(duì)冷藏間取24H；對(duì)冷卻間、凍結(jié)間取設(shè)計(jì)冷加工時(shí)間。

--------貨物包裝材料或運(yùn)載工具質(zhì)量系數(shù)

-------包裝材料或運(yùn)載工具的比熱容[]

-------包裝材料或運(yùn)載工具進(jìn)入冷間時(shí)的溫度（）

------包裝材料或運(yùn)載工具在冷間內(nèi)終止降溫時(shí)的溫度，宜為該冷間的設(shè)計(jì)溫度（）

-----貨物冷卻初始溫度時(shí)單位質(zhì)量的呼吸熱流量（W/KG）

-----貨物冷卻終止溫度時(shí)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(jì)算、

2、如凍結(jié)過程需加水時(shí)，應(yīng)把水的熱流量加入上式內(nèi)

3.5電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱流量按下式計(jì)算：

式中--------電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱流量（W）

---------電動(dòng)機(jī)額定功率（W）

----------熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，電動(dòng)機(jī)在冷間內(nèi)時(shí)應(yīng)取1；電動(dòng)機(jī)在冷間外時(shí)應(yīng)取0.75.

B----------電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間系數(shù)，對(duì)空氣冷卻器配用的電動(dòng)機(jī)取1，對(duì)冷間內(nèi)其他設(shè)備配用的電動(dòng)機(jī)可按實(shí)際情況取值，如按每晝夜操作8H計(jì)，則。

3.6操作熱流量按下式計(jì)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(shí)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(shè)計(jì)規(guī)范》圖6.1.16取值，對(duì)需經(jīng)常開門的冷間，每日開門換氣次數(shù)可按實(shí)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(shè)空氣幕時(shí)，應(yīng)取1.

--------冷間內(nèi)空氣密度（KJ/M3）

-------每日操作時(shí)間系數(shù)，按每日操作3H計(jì)

--------操作人員數(shù)量

-------每個(gè)操作人員產(chǎn)生的熱流量（W），冷間設(shè)計(jì)溫度高于或等于-5時(shí)，宜取279W；

冷庫耗冷量及冷卻設(shè)備負(fù)荷、機(jī)械符合表

庫房編號(hào)庫名設(shè)備負(fù)荷（W）機(jī)械負(fù)荷（W）

4設(shè)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(jī)壓縮比冷凝溫度的確定:

根據(jù)《實(shí)用制冷工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》P141表3-2選用立式管殼式冷凝器

T1—冷卻水進(jìn)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(dāng)T30℃時(shí)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(jì)算同上，壓縮比PK/P0=24>8采用雙級(jí)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(yīng)符合下列規(guī)定：

在制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、操作和運(yùn)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(gè)換熱設(shè)備.這就需要進(jìn)行必要的選擇和計(jì)算.冷凝器也是制冷系統(tǒng)的一種換熱設(shè)備,在制冷劑蒸汽冷卻和凝結(jié)時(shí)放出熱量,主要通過對(duì)流傳遞給冷凝器管子的外壁,然后通過導(dǎo)熱傳至管子內(nèi)壁,再通過對(duì)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(jī)在計(jì)算工況小時(shí)的指示功率

4.3.3冷凝器的傳熱面積（冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范P44）

=295000/8700×=53（M2）

---冷凝器的傳熱面積（M2）

----冷凝器的熱負(fù)荷（W）

----冷凝器的傳熱系數(shù)[W/（M2?℃）]

---冷凝器內(nèi)的對(duì)數(shù)平均溫度差（℃）

---冷凝器單位面積熱負(fù)荷（W）

4.4蒸發(fā)器的選擇

4.4.1蒸發(fā)器面積的計(jì)算（冷庫設(shè)計(jì)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(fù)荷（W）

----蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)[W/（M2?℃）]

---冷間溫度與冷卻設(shè)備蒸發(fā)溫度的計(jì)算溫度差（℃）

因此，取大連冷凍機(jī)廠的冷風(fēng)機(jī)，型號(hào)為KLD—100，冷卻面積：100M2尺寸：1

990×880×2262MM一臺(tái)風(fēng)機(jī)共1.1KW，風(fēng)量：9990M3/H

2、急凍間：

冷卻排管的計(jì)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(jì)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(fù)荷（W）

----蒸發(fā)器的傳熱系數(shù)[W/（M2?℃）]

---冷間溫度與冷卻設(shè)備蒸發(fā)溫度的計(jì)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(jì)算（冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范P42-43）中間冷卻器的選擇應(yīng)根據(jù)其直徑和蛇形管冷卻面積的計(jì)算確定中間冷卻器的直徑按下式計(jì)算：

——中間冷卻器直徑（M）

——氨壓縮機(jī)高壓級(jí)的輸氣系數(shù)，應(yīng)按產(chǎn)品規(guī)定取值

V——氨壓縮機(jī)高壓級(jí)的理論輸氣量（M3/H）

——中間冷卻器內(nèi)的氣體速度，不應(yīng)大于0.5M/S

中間冷卻器蛇形管冷卻面積按下式計(jì)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(yīng)按產(chǎn)品規(guī)定取值，若無規(guī)定時(shí)，宜采用465

——580W/(M2.℃)

——中間冷卻器蛇形管的對(duì)數(shù)平均溫度差（℃）中間冷卻器蛇形管的對(duì)數(shù)平均溫度差按下式計(jì)算：

——中間冷卻器蛇形管的對(duì)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(yīng)比中間冷卻溫度高3-5（℃）

4.6油分離器的選型計(jì)算（冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范P43）油分離器的直徑按下式計(jì)算：

——油分離器的直徑（M）

——氨壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)（雙級(jí)壓縮時(shí)取高壓級(jí)的輸氣系數(shù)），應(yīng)按產(chǎn)品規(guī)定取值。

V——氨壓縮機(jī)的理論輸氣量（雙級(jí)壓縮時(shí)取高壓級(jí)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(shè)計(jì)規(guī)范P44）貯液器的體積按下式計(jì)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(yīng)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(shí)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(jì)算：式中——低壓循環(huán)貯液器直徑（M）

——氨壓縮機(jī)的輸氣系數(shù)（雙級(jí)壓縮時(shí)取低壓級(jí)的輸氣系數(shù)），應(yīng)按產(chǎn)品規(guī)定取值。

——氨壓縮機(jī)的理論輸氣量（雙級(jí)壓縮時(shí)取低壓級(jí)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(yīng)大于0.5M/S，臥式低壓循環(huán)貯液器不應(yīng)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(jìn)氣口的個(gè)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(shí)機(jī)情況確定）。

2、低壓循環(huán)貯液器體積按下列規(guī)定計(jì)算：本設(shè)計(jì)采用下進(jìn)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(shè)備灌氨量最大一間蒸發(fā)器的體積（M3）

——一臺(tái)氨泵的體積流量（M3/H）

——氨泵由啟動(dòng)到液體自系統(tǒng)返回低壓循環(huán)貯液器的時(shí)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(jì)算：

式中——氨泵體積流量（M3/H）

——循環(huán)倍數(shù)。對(duì)負(fù)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(jìn)上出供液系統(tǒng)，采用3—4倍；對(duì)負(fù)荷有波動(dòng)、蒸發(fā)器組數(shù)較多、容易積油的蒸發(fā)器的下進(jìn)上出供液系統(tǒng)，采用5—6倍；上進(jìn)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(shè)備的選擇

5.1設(shè)備的參數(shù)

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

表5.1.1壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)

型號(hào)制冷量軸功率汽缸直徑活塞行程汽缸數(shù)進(jìn)氣管徑(MM)排氣管徑(MM)曲軸箱裝油量冷卻水進(jìn)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(jī)技術(shù)參數(shù)和電控箱的參數(shù)

型號(hào)功率工作電壓轉(zhuǎn)數(shù)質(zhì)量氨壓縮機(jī)控制臺(tái)型號(hào)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(hào)外形尺寸重量

冷凝器（蒸發(fā)式）JRL-380IΦ850×55233020KG

冷風(fēng)機(jī)（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(shè)備的說明

由于壓縮機(jī)的排管管徑為100MM,所以冷凝器的接口端要和壓縮機(jī)的管徑相一致.上面算出冷凝器的傳熱面積為53㎡,在實(shí)際應(yīng)用選擇中比理論的計(jì)算大一些.所以選擇型號(hào)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(shè)備的進(jìn)氣管徑要與之相一致.

各種設(shè)備選擇完成以后,接著是進(jìn)行設(shè)備的安裝,安裝完畢后,就開始進(jìn)行系統(tǒng)的測壓運(yùn)行和系統(tǒng)的氣密性試驗(yàn).觀察系統(tǒng)的各個(gè)部件運(yùn)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(jìn)行充氨運(yùn)行.到這里,一個(gè)100噸的冷庫5噸速凍庫從設(shè)計(jì)到設(shè)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(shè)備明細(xì)表

序號(hào)名稱型號(hào)及規(guī)格數(shù)量備注

1活塞式制冷壓縮機(jī)S8SF8-12.53煙臺(tái)冷凍機(jī)廠

2中間冷卻器ZZQ-7001冰輪集團(tuán)

3油分離器YFA-65TL1冰輪集團(tuán)

4集油器159系列4冰輪集團(tuán)

5空氣分離器KFA-321冰輪集團(tuán)

6高壓貯液器ZA-1.51冰輪集團(tuán)

9氨泵2

10過濾器2

11冷風(fēng)機(jī)GF-D1006飛鵝牌

12冷風(fēng)機(jī)GF-D703飛鵝牌

13冷風(fēng)機(jī)GF-L704飛鵝牌

14冷風(fēng)機(jī)GF-J1004飛鵝牌

15冷卻水泵G50-32-92上海電機(jī)廠

16冷卻塔BNL2-502

17水池93立方米1

6管道設(shè)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(shè)備經(jīng)排污、嚴(yán)密試驗(yàn)合格后，均應(yīng)涂防銹底漆二道，色漆二道（有保溫層的在其保護(hù)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(lán)（PB09）

吸氣管、回氣管天酞藍(lán)（PB09）集油器赭黃（YR02）高壓氣體管、安全管、

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

缺點(diǎn)與不足

設(shè)計(jì)的冷庫系統(tǒng)綜合起來有以下特點(diǎn)：

(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(yàn)的操作人員操作

(2)氨液如果操作不當(dāng)易于泄漏