冷库毕业设计
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重庆大学毕业设计(论文)用纸 第 59 页目 录设计说明前言一、冷库耗冷量计算 . 31室外计算温度:32围护结构热流量1的计算:(根据资料1第6.1.6条)32.1围护结构传热系数 Kw42.2防止围护结构表面结露的校核计算 (查资料1第4.4.7条)62.31的计算:(列表)73货物热流量2的计算:(根椐资料1第6.1.9条)94通风换气热流量3的计算:(根据资料1第6.1.14条)105电动机运转热流量4的计算: (根据资料1第6.1.15条)116操作热流量5的计算: (根据资料1第6.1.16条)12二、库房制冷设备选择 121冷风机冷却面积的校核 (根据资料1第6.2.8条)131.1冷却设备的传热面积:131.2冷风机的选型:(由样本“东达.高效节能新型冷风机”)142冷风机风量校核:(对高温库)163冷风机的压力校核:(对高温库)163.1均匀送风道173.2设计静压箱183.3冷风系统的阻力183.4风机风压校核214新风系统215冷风幕:(根据资料11P359)22三、机房制冷设备选择 211冷间机械负荷 j (根据资料1第6.1.3条)222制冷压缩机校核 (根据资料1第6.3.2条)233辅助设备校核25四、设备、制冷剂管路的布置和选择计算以及设备管道的保温 271设备的布置282制冷剂管路的布置283制冷剂管道的选择294设备管道保温344.1保温材料344.2保温层厚度35五、氨泵回路的选择计算 371流量计算:382低压循环贮液桶的选择393氨泵压头的校核计算41六、冷却水系统设计 411冷却水的循环量422机械通风冷却塔选择443冷却水池:444冷却水泵、冲霜水泵选择44七、自动控制方案的确定 441库房回路452氨泵回路483机房回路50八、施工说明 51小结 57参考文献 58一、冷库耗冷量计算冷库耗冷量计算,其目的在于正确合理地确定各库房的冷分配设备负荷及制冷机机器负荷。库房耗冷量计算包括下列五个方面:1. 围护结构热流量 12. 货物热流量 23. 通风换气热流量 34. 电动机运转热流量 45. 操作热流量 51 室外计算温度:(采用重庆市室外气象资料)夏季室外空气调节日平均温度:32;夏季室外通风日平均温度:32;夏季室外平均每年不保证50小时的湿球温度:26.7;室外最热月平均相对湿度:74;夏季室外通风计算相对湿度:57;夏季室外风速:1.6 m/s。2 围护结构热流量1的计算:(根据资料1第6.1.6条)1 = KwAw(w -n)式中 1 - 围护结构热流量 W ;Kw - 围护结构的传热系数 W/(m2) ;Aw - 围护结构的传热面积 m2- 围护结构两侧温差修正系数,(根据资料1附录B表B.0.1-1采用);w - 围护结构外侧的计算温度 ;n - 围护结构内侧的计算温度 。2.1 围护结构传热系数 Kw 式中 w 库房围护结构外表面传热系数 W/(m2) n 库房围护结构内表面传热系数 W/(m2)Rw 库房围护结构外表面热阻 m2/WRn 库房围护结构内表面热阻 m2/W(上面四项可查资料1 表4.4.6)- 围护结构各层材料的厚度 m 围护结构各层材料的热导率 W/(m)R 围护结构各层材料的热阻 m2/W注:各层材料的热物理系数、防潮隔汽材料可查资料1P117条文说明“表11”和“表12”。1. 围护结构的作法与图示 地坪 三层楼板 库门 二层楼板 外墙 屋顶 外墙:1. 刷胶油白浆二道 2. 20厚1:2水泥砂浆外粉刷 3. 370厚砖墙 4. 20厚1:2.5水泥砂浆找平层5. 冷底子油一道6. 二毡三油隔汽层7. 200厚沥青膨胀珍珠岩砌块绝热层(一、三层)300厚软木绝热层,分层错缝,热沥青粘贴(二层)8. 热沥青粘上瓜米石再粉15厚水泥砂浆找平层9. 喷大白浆两道 库门1 1厚钢板2 100厚聚苯乙烯泡沫塑料3 1厚钢板 二层楼板1 60厚钢筋混凝土面层2 20厚1:3水泥砂浆找平层3 250厚软木绝热层,分层错缝,热沥青粘贴4 一毡二油防水层5 20厚1:3水泥砂浆找平层6 120厚钢筋混凝土楼板 屋顶1 200厚预制钢筋混凝土架空板2 200高空气间层190190砖墩,中距6003 60厚200#细石砼,加4钢筋网,200间距4 二毡三油防水层5 25厚1:3水泥砂浆找平层6 3%100400厚1:6水泥焦渣找坡,并捣实7 180厚钢筋混凝土梁楼盖8 三毡四油隔汽层9 200厚沥青膨胀珍珠岩砌块1020厚钢丝网水泥粉刷 三层楼板1 60厚钢筋混凝土面层2 20厚1:3水泥砂浆找平层3 一毡二油防水层4 250厚软木绝热层,分层错缝,热沥青粘贴5 20厚1:3水泥砂浆找平层6 120厚钢筋混凝土楼板 地坪1 60厚现浇钢筋混凝土面层2 20厚1:3水泥砂浆护毡层3 一毡二油防水层4 20厚1:3水泥砂浆找平层5 50厚75#炉渣混凝土预制块6 800厚过筛干炉渣,粒径为10407 20厚1:3水泥砂浆找平层8 二毡三油隔汽层9 120厚100#砼提浆抹光2. 围护结构各层材料的热物理性质及Kw的计算列表见下页(表1)2.2 防止围护结构表面结露的校核计算 (查资料1第4.4.7条)围护结构的总热阻R必须大于下式计算出的最小总热阻Rmin:式中 Rmin 围护结构最小总热阻 m2/W;tg 围护结构高温侧的气温 ;(见资料1第3.0.6条)td 围护结构低温侧的气温 ;tl 围护结构高温侧空气露点温度 ;(见资料1第3.0.6条) 通过计算相对温度与温度查i-d图即可得露点温度。Rw 围护结构外表面换热热阻 m2/W;(见资料1第4.4.6条)b 热阻修正系数 围护结构热惰性指标D4时: b= 1.2 其它围护结构: b= 1.0D 围护结构热惰性指标,由资料1第4.4.8条: D = R1S1 + R2S2 + R1, R2 各层材料的热阻 m2/W;S1, S2 各层材料的蓄热系数 W/(m2)。tg tdtlDbRwRRmin101与机房相邻的外墙35030.18.1410.0832.7190.593外 墙32027.88.1410.0432.1790.327楼 板0-23-15.93210.0563.7711.288102与机房相邻的外墙35030.18.1410.0832.7190.593与川堂相邻的外墙 32027.88.1410.0832.7190.632外 墙32027.88.1410.0432.1790.327库 门32027.80.4941.20.0432.1280.393楼 板0-23-15.93210.0563.7711.288201与机房相邻的外墙35-2330.18.1410.0834.9160.982与川堂相邻的外墙 32-2327.88.1410.0834.9160.634外 墙32-2327.88.1410.0434.9160.563库 门32-2327.80.4941.20.0832.1281.086上楼板0-23-15.93210.0563.7711.288下楼板0-23-15.93210.0563.7711.288301与川堂相邻的外墙 32027.88.1410.0432.7190.327外 墙32027.88.1410.0832.7190.632库 门32027.80.4941.20.0832.1280.632下楼板0-23-15.93210.0563.7711.288屋 顶32027.89.55410.0833.510.632表 1 R与Rmin的比较表(注:地坪不用做校核计算)通过表2可以看出 R Rmin,所以围护结构表面不会结露。2.3 1的计算:(列表)Kw AwDwn 1101与机房相邻的外墙0.34932.558.141350397.6外 墙0.355207.658.141.13202594.79楼 板0.256240.055.9321-230-1413.41地 面0.317267.030.2320541.75总 计2120.73102与机房相邻的外墙0.34970.188.141350857.25与川堂相邻的外墙 0.34939.998.141320446.61外 墙0.355133.778.141.13201671.59库 门0.4414.320.4941.532091.45楼 板0.256254.65.9321-230-1499.08地 面0.317283.310.2320574.78总 计2142.6201与机房相邻的外墙0.19723.858.14135-23272.51与川堂相邻的外墙 0.19731.678.14132-23343.14外 墙0.198277.378.141.0532-233171.59库 门0.4364.320.4941.532-23155.39上楼板0.256485.725.93210-232859.92下楼板0.256485.725.93210-232859.92总 计9662.47301与川堂相邻的外墙 0.34930.138.141320336.49外 墙0.355345.368.141.13204315.62库 门0.4414.320.4941.532091.45下楼板0.256494.655.9321.3-230-2912.5屋 顶0.277550.349.55413206341.68总 计8172.74注:Aw的计算根据资料1第 6.1.7条,w的取值根据资料1第6.1.8条。表 2 1的计算表3 货物热流量2的计算:(根椐资料1第6.1.9条) 式中 2 货物热流量 W;2a 食品热流量 W;2b 包装材料和运载工具热流量 W;2c 货物冷却时的呼吸热流量 W;2d 货物冷藏时的呼吸热流量 W;m 冷间的每日进货质量 kg; (见“毕业设计任务书”18)h1 货物进入冷间初始温度时的比焓 kJ/kg;h2 货物在冷间终止降温时的比焓 kJ/kg; (h1、h2查资料2P185表3-27“食品的焓值表”)t 货物冷加工时间 h;(24小时)Bb 货物包装材料或运载工具质量系数;(查资料1第6.1.11条)Cb 货物包装材料或运载工具的比热容 kJ/(kg); (查资料4P146表3-12)1 货物包装材料或运载工具进入冷间时的温度 ;(资料1第6.1.12条)2 货物包装材料或运载工具在冷间内终止降温时的温度 ; 货物冷却初始温度时单位质量的呼吸热流量 W/kg;货物冷却终止温度时单位质量的呼吸热流量W/kg;(资料4P150表3-14)mz 冷却物冷藏间的冷藏质量 kg;1/3.6 1 kJ/h 换算成1/3.6 W的数值。注:由资料1条文说明第6.1.9条可知,鲜蛋、冰淇淋都不计呼吸热,故 2 = 2a +2b表 3 2的计算表吨位(t)m(kg)h1(kJ/kg)h2(kJ/kg)BbCb(kcal/kg)1()2()t(h)2(W)101#128.046402338.6237.60.250.35320248355.2102#135.7996790338.6237.60.250.353208861.58201#484.7432423719.7-9.780.250.35-15-239094.49301#268.79113440338.6237.60.250.3532017540.444 通风换气热流量3的计算:(根据资料1第6.1.14条) 3 = 3a + 3b式中 3a 冷间换气热流量 W;3b 操作人员需要的新鲜空气热流量 W;由资料1第6.1.14条的注,可知此设计中3b可不计。则 式中 hw 冷间外空气的比焓 kJ/kg;(根据资料1第3.0.6条第2点“通风换气热流量计算的室外计算温度应采用夏季通风室外计算温度,即32;室外相对湿度应采用夏季通风室外计算相对湿度,即57。”再由i-d图即可查得hw =79.4 kJ/kg。hn 冷间内空气的比焓 kJ/kg;n 每日换气次数,取23次;Vn 冷间内净体积(扣除柱子) m3;n 冷间内空气密度 kg/m3;24 1d换算成24h的数值。表 4 3的计算表hw(kJ/kg)hn(kJ/kg)nVn(m3)n(kg/m3)3(W)101#79.48.62887.931.2931881.6102#79.48.62938.461.2931988.67301#79.48.621860.661.2933942.89注:低温库201不计通风换气热流量。5 电动机运转热流量4的计算: (根据资料1第6.1.15条)4 = 1000Pdb式中 Pd 电动机额定功率 kw; 热转化系数。电动机在冷间内时应取1,电动机在冷间外时应取0.75。b 电动机运转时间系数。 对空气冷却器配用的电动机取1; 对冷间内其他设备配用的电动机可按实际情况取值,按每昼夜操作8小时 计,则 b= 8/24 = 0.333选择供新风的风机:以最大的库房301来计算,取换气次数 n= 2 次/日301的净体积(扣除柱)是:Vn =1860.66 m3则 风量 L = Vnn = 1860.662 = 3721.32 m3/日按一个小时换气计算 L= 3721.32 m3/h因此,选一台30K4-11-3 1/2型风机 (由资料5P314)主要性能参数:风量(m3/h):3720 ; 功率(kw):0.4高温库各库设一个供新风风机,则对供新风风机:b= 1/24 = 0.042表 5 4的计算表冷间号设备名称Pd(kw)b4(W) 汇 总101冷风机6116000叉车电机5.518/241831.5供新风风机0.40.751/2412.67844.1102冷风机6116000叉车电机5.510.3331831.5供新风风机0.40.750.04212.67844.1201冷风机4.8114800叉车电机5.510.3331831.56631.5301冷风机121112000叉车电机5.510.3331831.5供新风风机0.40.750.04212.613844.16 操作热流量5的计算: (根据资料1第6.1.16条)式中 5a 照明热流量 W;5b 每扇门的开门热流量 W;5c 操作人员热流量 W;d 每平方米地板面积照明热流量 2.3 W/m2;Ad 冷间地面面积 m2;nk 门数量nk 每日开门换气次数;(根据资料1图6.1.16)Vn 冷间内净体积 m3;hw 冷间外空气的比焓 kJ/kg;hn 冷间内空气的比焓 kJ/kg;M 空气幕效率修正系数 0.5;n 冷间内空气密度 kg/m3;3/24 每日操作时间系数,按每日操作3 h计;nr 操作人员数 (见“毕业设计任务书”);r 每个操作人员产生的热流量 W 冷间设计温度 -5时, r = 279 W冷间设计温度 305.557 Pa (可以满足需要)对LFL250型冷风机: P=1.2 /(1.29199.26)=185.36 Pa 风机风压 P=KpP=1.1185.36 =203.9 Pa 选择的冷风机的全压为450 Pa 203.9 Pa (可以满足需要)4 新风系统(以301库来计算)301的净体积 V =1860.66 m3由资料1第6.2.18条“冷却物冷藏间宜按所贮货物的品种设置通风换气装置,换气次数每日不宜小于2次。”因此,取换气次数 n =2 次/日通风量 L =Vn =1860.662 =3721.32 m3/日按在一小时内换气算,可认为 L =3721.32 m3/h则:选一台吊顶式空气冷却器将新风处理后再送入库房内的冷风机。选一台DDKLL-100型空气冷却器(由样本“大连龙头冷冻机厂.氨制冷压缩机组附属设备”)主要性能参数:冷却面积(m2):100通风机:T40-11 4-6-35; 风量(m3/h):9780; 全风压(mmH2O):56.0电动机:Y90L-2(功率:2.2 kw)排风口:301排风口风速 v = 4 m/s排风口的面积 F排=L /(3600v)=9780 /(36004)=0.679 m2取排风口大小:800800mm; F排=0.64 m2排风口风速:v=L /(3600F排)=9780 /(36000.64)= 4.2 m/s(其它的库房与301库相同)5 冷风幕:(根据资料11P359)102、201、301的库门需设置冷风幕冷库净门宽为1.8 m, 因此取 SSY-200型空气幕主要性能参数:喷口长度:200 cm; 空气幕总长:2656 mm门洞净宽:1800 mm; 电动机功率:0.372 kw三、 机房制冷设备选择1 冷间机械负荷 j (根据资料1第6.1.3条) j =(n11 + n22 + n33 + n44 + n55)R式中 j 机械负荷 W;n1 围护结构热流量的季节修正系数,宜取1;n2 货物热流量折减系数,(根据资料1第6.1.4条) 冷却物冷藏间:n2 =0.30.6(冷藏间公称容积为大值时取小值),取 0.4; 冻结物冷藏间:n2 =0.50.8(冷藏间公称容积为大值时取小值), 取 0.5;n3 同期换气系数,宜取0.51.0(“同时最大换气量与全库每日总换气量的比数”大时取大值), 取 0.7;n4 冷间用的电动机同期运转系数;n5 冷间同期操作系数; 由资料1表6.1.5得:高温库 n4 =1, n5 =0.5; 低温库 n4 =1, n5 =1;R 制冷装置和管道等冷损耗补偿系数, 对直接冷却 系数R =1.07。表 10 冷间机械负荷计算表n11n22n33n44n55Rj高温库112436.070.434757.220.77813.16129532.30.55225.151.0768429.76低温库19662.490.59094.490.716631.513846.051.0726415.39汇 总94845.152 制冷压缩机校核 (根据资料1第6.3.2条)1. 选型 选择2台JZKA12.5型螺杆式制冷压缩机(由样本“大连冷冻机股份有限公司.设计选型手册.螺杆制冷压缩机组”)主要性能参数:制冷量(kw):to = -33,tk =37.2 =50 kwto = -8,tk =37.2 =155 kw标准工况下 =137.2 kw轴功率(标况下):41 kw; 电动机:Y200L-2(标况下的功率:55 kw)理论排气量(m3/h):263; 油冷却器耗水量(m3/h):7耗油量(g/h):80; 尺寸(mm):25509361930负荷较大时,一台用于高温库,一台用于低温库;负荷较小时,一台同时用于高低温库。压缩机选择合适。2. 轴功率的校核 (根据螺杆制冷压缩机17) 式中 Li 压缩1m3气体的理论绝热压缩循环功 kJ/m3Vh 理论排气量 Vh =263 m3/h;ad 绝热效率 0.720.85, 取 0.78。 一台压缩机作用于两个库时: 则 电动机功率 P =(1.101.15)Pe /d式中 d 联接效率,对于直联d =1则 P =1.134.83/1 = 38.31 kw 55 kw (符合要求) 压缩机,一台作用于高温库,一台作用于低库时:t1 =-33 +7 =-26 h1 =1738.1 KJ/kg v1 =1.18m3/kgt6 =-8 +7 =-26 h6 =1769.9 KJ/kg v6 =0.42m3/kgh2 =2198.6 KJ/kg h3 =1982.7 KJ/kg高温库:Vh =263 m3/hP =1.147.5/1 = 52.25 kw 55 kw 低温库:Vh =263 m3/hP =1.136.6/1 = 40.26 kw 55 kw 所以,经校核,压缩机自带电动机能够满足要求。3 辅助设备校核由资料1第6.3.3条“制冷装置中的油分离器、冷凝器和贮液器等辅助设备的选择,均应与设置的氨压缩机制冷量相适应。”1. 冷凝器一台压缩机同时作用于高低温两库时的情况为最不利,这里就以最不利情况进行计算。冷凝器的热负荷: Qk (kw) 冷凝器单位面积热负荷:qF (kw/)由资料4 P232表4-14“冷凝器、再冷却器及中间冷却器蛇形盘管单位面积热负荷qF值”得: qF = 30003500 kcal/h 本设计中取 qF = 3200 kcal/h = 3.733 kw/冷凝器的传热面积: Fk = QK/qF = 145.68/3.733 = 39.02 Fk= (1+10%)Fk = 1.139.02 = 42.92 (10% - 安全裕量)选型:由资料6 P44:选2台LN-25型立式壳管式冷凝器(上冷)主要性能参数:冷却面积():25 尺寸(mm):D = 500; H = 48002. 高压贮液器: 一台压缩机同时作用于高低温两库时的情况为最不利,这里就以最不利情况进行计算。资料1第6.3.12条:贮液器体积 m3 式中: - 贮液器的体积系数;由资料1第6.3.13条可知:=1- 贮液器的氨液充满度,取 70 ;- 冷凝温度下氨饱和液体的比体积 由资料2 P232“氨热力性质表”得:= 1.7115 l/kg = 0.001712 m3/kg - 制冷装置中每小时氨液的总循环量 =MR1 +MR2 =0.084 +0.046 =0.13 kg/s =468 kg/h得 Vz = 0.001712468/0.7 = 1.14 m3因此,选1台ZA-1.5型高压贮液器(烟冷) (由资料6 P536)主要参数: 容积:1.48 m3 ; 尺寸:D = 700mm , L = 4190mm3. 油氨分离器:(由资料1第6.3.9条)油分离器直径: m 式中 - 实际排气量, 由前面的计算可得:Wy - 油分离器内的气体流速 m/s;本设计选用洗涤式油分离器,因为它比较适用于氨制冷系统,借气体经过氨液洗涤,降低气流速度和改变其方向以达到分离出氨气中夹带的润滑油。所以,取Wy = 0.7 m/s则 由此,选1台YF-100型洗涤式油分离器(苏冷)
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