鄭州某土建冷庫制冷系統設計摘要土建庫的主體一般為鋼筋混凝土結構或混合結構。其維護結構屬于重體性結構，熱惰性大，易于穩定。本次課程設計我的設計題目為鄭州某地1000t土建庫制冷系統，主要用于貯藏蘋果，冷藏量為1000t，貨物紙箱包裝。所以只需設計冷藏庫，相對較簡單。在設計中有確定冷庫容積及尺寸；確定各圍護結構層；冷負荷計算；制冷系統各設備選型；以及庫房平面圖及制冷系統原理圖。設計中采用的是壓縮式制冷，它是根據制冷原理將壓縮機、冷凝器、節流閥和蒸發器，以及為了使制冷效能更高、運行更安全的輔助設備（如油分離器、貯液器、氣液分離器、集油器、放空氣器、閥件、儀表等）用管道連接組成的一個閉合制冷循環。主要符號、單位說明符號名稱國際單位常用單位冷（熱）負荷WkCal/hK傳熱系數w/(m2,k)kCal/(m2.h?k)N功率w△p壓差PaG流量kg/ht溫度°CiV流速m/s動力粘滯系數kg/m3A導熱率w/moCP密度kg/m3d直徑mL長度mg重力加速度m/s2C比熱kj/kg.°Ce相對濕度%A面積m2門效率h焓值kj/kgCf厚度m圍護結構溫度修正系數V比容m3/h第一章工程概況及原始材料一、工程概況該工程為鄭州市某1000t土建冷庫的設計。該冷庫是一個小型的冷藏庫，主要用于冷藏蘋果，貨物紙箱包裝。二、冷庫的容積及尺寸容積確定：由題意將冷庫分為兩個冷藏間，均為500噸。尺寸計算：￡vp門根據公式：G=1000s式中G一冷庫計算噸位（t）；V一冷藏間的公稱體積（m3）；1n一冷藏間的體積利用系數；Ps一食品的計算密度（kg/m3）根據《冷庫設計規范》表3.0.5查得凍肉的密度為Ps=400kg/m3根據公式（2-1）得，冷卻間V=1000*500根據《冷庫設計規范》表3.0.3初步估計其n=0.5230f得到V=4347m3其公稱體積為：長X寬X高=40X25X52號冷庫與1號庫相同三、庫房平面圖設計如下依據以上計算及結論，畫出冷庫平面圖，長度單位為米機信電控室建筑總平面筒圖四、氣象資料鄭州地區氣象資料如下：地理位置：北緯34。43',東經119°39'，海拔110.4m夏季通風室外計算溫度32°C夏季空氣調節日平均室外計算溫度31C夏季室外平均每年不保證50小時濕球溫度27.9C最熱月月平均室外計算相對濕度75%夏季通風室外計算相對濕度44%極端最低溫度-17.9C極端最高溫度44C最大凍土深度18cm冬季大氣壓力101.325kpa夏季大氣壓力99.192kpa

第二章確定各圍護結構層、維護結構換熱系數的的確定根據《冷藏庫設計》P49公式(2-1-2)K=0.6-0.00714-At千卡/米2?時?°C(此公式適用于+10~—30°C的溫0度范圍)1.1冷藏間溫度設計溫度0C室外計算溫度31C溫差△t=31C維護結構傳熱系數K=0.6-0.0714X31=0.4392W/(m2K)二、圍護結構構造及其￡云ia?地面結構如右圖所示，各層結構如下：125mm厚鋼筋混凝土，導熱系數人=1.547W/(m?K)6mm厚一氈二油，導熱系數人=0.024W/(m?K)20mm砂漿，人=0.93W/(m?K)200mm厚聚氨脂，人=0.029W/(m?K))9mm二氈三油，人=0.04W/(m?K)100mm厚鋼筋混凝土，人=0.83W/(m?K)(7)架空層v512520200100、￡才=0.001(___+___+—0-+---)+0.04+0.024=7.183iK—1_1K_￡-R-7299=0.137(W//?C)b.屋面結構右圖所示，各層結構如下

6mmSBS防水卷材，人=0.37w/(^*K)20mm水泥砂漿，入=0.93w/(於K)150mm厚鋼筋混凝土，人=1.543w/(於K)9mm二氈三油，人=0.04w/(於K)■--I-.1862015015020、—=0.001(+——+++——)+0.04=5.369人0.370.931.5430.090.93i叱11K=■--I-.1862015015020、—=0.001(+——+++——)+0.04=5.369人0.370.931.5430.090.93i叱11K=zR乙b=0.183(W/W?C)5.4644c.外墻結構右圖所示，各層結構如下20mm水泥砂漿，入=0.93/(/*K)370mm厚普通粘土磚砌墻體，入=0.81w/(^*K)9mm二氈三油，人=0.04w/(^*K)厚聚氨酯泡沫塑料，入=0.029w/(^*K)20mm水泥砂漿，入=0.93/(^*K)根據己定的圍護結構系數確定各庫房外墻絕熱層材料的厚度：根據《冷庫設計規范》公式4.4.2得■■■Iddd1++^+???++_人a/12nn冷藏間總熱阻R=—=—^=2.277(m*°C/W)

0K00.4392絕熱層厚度d/0.029x2.277-0.020.37

+

0.930.810.090.040.02)根據《冷庫設計規范》公式4.4.7得:吃廣t二dRwg1

式中Rmin一圍護結構最小總熱阻(tf-r/w)；tg一圍護結構高溫側的氣溫(°c)；td一圍護結t1—圍護結構高溫側空氣的露點溫度(C)；b一熱阻的修正系數，取b=1.0。查表知高溫側空氣的露點溫度為t1=27.1C圍護結構最小總熱阻:Rmin1-（30-1）

30-Rmin1-（30-1）

30-27.1x0.043=0.3418m?c/W）11西外墻傳熱系數K=^-=0.172(W/tf-C)JR5.81南外墻傳熱系數K二日「==0.172(W/tf?C)JR5.8111北外墻傳熱系數K=芬r=581=0.172(W/tf?C)第三章制冷負荷計算冷庫的制冷負荷有五大部分：圍護結構傳入熱Q1、貨物放熱量g、通風換氣冷負荷q、電機運行熱當量g以及操作管理冷負荷q5。一冷藏間圍護結構傳熱量Q11計算基礎資料計算公式Q=K.F.a(t-1)，K=—,R=—+Z%+-1

R0aXa式中：K——圍護結構傳熱系數，單位W/(m2.K)F——圍護結構傳熱面積，單位m2a——圍護結構兩側溫差修正系數，可根據圍護結構外側環境條件，熱特性指標以及庫房特性查取t,tn——室外(內)計算溫度，。CR00——圍護結構總熱阻，m2.K/Wa,a——圍護結構內外表面放熱系數，W/(m2.K)51——圍護結構各層材料厚度，m2各冷間圍護結構傳熱量Q1各冷間圍護結構傳熱量用Excel列表編入公式算出，如下表所示：各冷間圍護結構傳熱量Q1冷間名稱圍護結構名稱長(m)寬(高)(m)面積F(m2)傳熱系數K(w/m2.k)溫差修正系數a溫差tw-tn(C)圍護結構冷負荷Q1(w)1號冷藏間西外墻4052000.1721.10321210.88北外墻2551250.1721.1032756.8南外墻2551250.1721.1032756.8地坪402510000.1370.7323068.8屋面402510000.831.10326441.6合計110242號冷藏間東外墻4052000.1721.10321210.88北外墻2551250.1721.1032756.8南外墻2551250.1721.1032756.8地坪402510000.1370.7323068.8屋面402510000.831.10326441.6

合計11024總計22048二、貨物放熱量Q2一計算基礎資料計算公式貨物放熱量Q2包括四項內容：食品放熱量Q2/食品的包裝材料和承載工具放熱量Q2b，食品冷加工過程的呼吸熱Q2c以及食品冷藏過程的呼吸熱Q2Q2=QQ2=Q2a+Q+Q+Q1

=——x

3.62b2c2d思廣氣)+mBbC「2'

tt+思'廠J+m—mb，，1——X3.64000(321.36-271.94)]4000x0.25x1.47x13.12(24+24+乙—m1——X3.6=34148.81W2號冷藏庫與1號相同，所以電機運行當量共計68297.62W三、通風換氣冷負荷Q3計算公式中=中+中=Ax，吧匕一七)+30nP(h-h)3.624nwn=—x3x5000xL293(65.565—&457)+30x1.293x20x(65.565—8.457)3.624=25126.3w2號冷藏庫與1號相同，所以電機運行當量共計5052.6W四、電機運行熱當量Q41.計算公式①=1000ZPd七?b式中中一電動機運轉熱流量(W)；P一電動機額定功率（KW）；d&一熱轉化系數，電動機在冷間內時取1;b一電動機運轉時間系數，對空氣冷卻器陪用的電動機取1基本參數在計算該項負荷時，因為冷風機型號尚未選定，所以也不知道其具體功率，這就需要先假設一個電動機功率，求得總耗冷量選出冷風機后在根據實際功率進行校核。冷藏間每小間用DDJ150吊頂式冷風機7臺，每臺功率2.2kw①=1000ZPd七?b=1000X2.2X1X7X1=15400W2號冷藏庫與1號相同，所以電機運行當量共計30800W操作管理冷負荷。5冷藏間操作熱流量操作熱流量計算公式如下：0=0.A+上X"虹+旦n中dd3.62424「「式中中一操作熱流量（W）；中d一每平方米照明熱流量，冷卻間、凍結間、冷藏間和冷間內穿堂可取2.3W/m。nk一每日開門換氣次數；V一冷間內凈體積（m3）；nhw-冷間外空氣的比焓（kJ/kg）；"一冷間內空氣的比焓（kj/kg）；M-空氣幕效率修正系數，可取0.5；Pn一冷間內空氣密度（kg/m3）；3——每日操作時間系數，按每日操作3小時計算；24氣一操作人員數量；中r-每個操作人員產生的熱流量（W）冷間設計溫度高于或等與-5°C

時，宜取279W；冷間設計溫度低于-5°C時，宜取395W。0=0-A+上Xn"nhn”七+_3n①

dd3.62424rr=2.3X1000+1/3.6X（1X1X5000X（65.565-8.45）X0.5X1.293）/24+3/24X20X279+697.5=5134.12號冷藏庫與1號相同，所以操作管理冷負荷Q5=10268.2W庫房冷卻設備冷負荷冷卻設備負荷計算公式為：O=01+PO2+O3+O4式中①，一冷間冷卻設備負荷（W）；01—圍護結構熱流量（W）；①2—貨物熱流量（W）；①3—電動機運轉熱流量（W）；①4—操作熱流量（W）；P一貨物熱流系數。O=01+PO2+O3+O4二22024+1.3X68297.6+50252.6+30800+10268.2=200KW冷間機械負荷WnZ0+nZ0+nS冷間機械負荷計算式如下：WnZ0+nZ0+nS0=j11223344式中01—圍護結構熱流量（W）；①2—貨物熱流量（W）；①3—電動機運轉熱流量（W）；①4—操作熱流量（W）；氣一圍護結構熱流量修正系數；%一貨物流量折減系數；氣一冷間電動機同期運轉系數；氣一冷間同期操作系數；R一制冷裝置和管道冷耗補償系數，直接冷卻取1.07。①工Z①+nZo+nZo+n5j11223344=(22024+0.5X68297.6+50252.6X0.8+30800+0.5X10268.2)X1.07=139KW第四章制冷機器設備的選型計算本章主要介紹如何根據制冷負荷來選配合適的機器和設備。這同樣是冷庫制冷系統設計的一個關鍵環節，它直接對整個工程投資費用，運行費用以及冷庫的正常生產有著重大影響。一壓縮機的選型計算計算基礎資料選型的一般原則。盡量選用大型壓縮機，為了簡化系統和便于操作，壓縮機配備臺數應盡量少，但機器總臺數不宜少于2臺；同一機房內選配的壓縮機應盡量在兩個系列以內，以便零部件的更換，當機房僅有兩臺機器時，則盡量采用同一系列；壓縮機總制冷量以滿足生產要求為準，不考慮備用機；新系列壓縮機的能量調節裝置，只宜作適應負荷波動的調節，而不宜作季節性負荷變化的調節。選用壓縮機的工作條件不得超過制造廠商規定的生產條件。基本參數蒸發溫度〈蒸發溫度‘0與庫溫溫差取10°c。，t0=—10°c回路為冷藏間的蒸發溫度。冷凝溫度七

因該系統選用的是蒸發式冷凝器，故冷凝溫度七可由下式求得：七=t+(5?10)。。式中：ts夏季室外計算濕球溫度，由鄭州地區氣象資料可查得七值為27.9r。故tk=27.9+7.1=35°C吸入溫度L由于吸入管收周圍空氣溫度的影響，壓縮機吸入氣體的溫度都高于制冷劑的蒸發溫度，這稱為回氣過熱度。由于該系統采用氨泵供液，過熱度不大，取5C，故回路的吸氣溫度一5C。過冷溫度tg過冷度取5C。5.查R717lgp-h圖可知tt寸八=30C，可得:根據t=-10C，t=35C，t吸=-5C，q=1770.96kJ/kg七=0.41632m3/Kg人1=0.743q'=1789.43kJ/kg人1=0.743々=1982.13kJ/kgh4=662.675kJ/kgh4'=662.675kJ/kgh5=633.43kJ/kg.單位質量制冷量：q0=七―h5=1770.96-633.43=1137.53kJ/kg根據機械負荷139KW，可查《制冷工藝設計》P47，活塞式制冷機基本參數表，可選2臺型6AW10壓縮機，其標準制冷量81.224KW，軸功率23.8KW。符合設計要求。制冷劑流量：q=Q=139=0.1222kg/s=439.9kg/hq01137.53二、冷凝器的選型：1、作用：冷凝器是制冷裝置中主要的熱交換設備之一。冷凝器的作用是將制冷機升壓排出的制冷劑過熱蒸汽冷卻冷凝成制冷劑液體，并放熱于冷卻介質(水或空氣)中。2、選型:本冷庫系統中選用蒸發式冷凝器，冷凝器負荷為Q=h2-h4=1982.13-662.675=161KW修正后，Q1二QX1.35=217Kw根據冷凝器負荷Q查《制冷工藝設計》，P58，表1CXV標準排熱量，可選一臺CXV-74蒸發式冷凝器一臺。制冷量為319KW。可滿足要求。三、蒸發器的選型根據冷庫的作用，在本系統中，蒸發設備選用冷風機蒸發器的面積計算A=Q/KAtm=200000/(10X16.5)=1212m2其中：Q---蒸發器熱負荷，WK---傳熱系數w/(m2.k)Atm—傳熱溫差，。C由于1號和2號冷庫負荷相同，所以每個冷庫的蒸發面積為1212/2=606m2的翅片管蒸發器選型根據面積A查《系列制冷設備》P5,給每個冷庫分別配GFD100型吊頂式冷風機7臺，配套電機YLZ-4，總功率2.2KW四、節流閥的選型1、作用：用于具有自由液面的蒸發器的自動調節，根據制冷量的大小選型。2、選型：采用浮球閥節流。根據制冷量125KW，查《制冷工藝設計》P64，表2-29選型FQ-20通道面積：100/mm2，制冷量：320—640KW。五、高壓貯液器選型：1、作用：一般位于冷凝器后，安裝位置必須保證冷凝器內液體能借助其液位差而順暢流入高壓貯液器中。高壓貯液器在制冷系統中的作用是：（1）貯存冷凝器流出的制冷劑液體，使冷凝器的傳熱面積充分發揮作用。（2）保證供應和調節制冷系統中有關設備需要的制冷劑液體循環量。（3）起到液封作用，即防止高壓制冷劑蒸氣竄至低壓系統管路中去。2、選型：V/^Gve/B=（1.7024X103）X598.138X1.0/0.7=1.455m2.其中：NG——制冷裝置中每小時氨液體的總循環量（Kg/h）.e——貯液器的容積系數，查《制冷工藝設計》表3—15中取0.4。B——氨液體充滿度，一般宜取70%。v——冷凝溫度下液R717的比容。（m2/Kg）.根據以上所得數據，查《制冷設備大全》，選一臺型號為ZA—2型一臺.可滿足設計要求。六、油分離器的選型：1、作用：油分離器在制冷系統中位于壓縮機和冷凝器之間，它是一種汽液分離設備。壓縮機在工作中，汽化的潤滑油蒸汽和飛濺的微小油滴會與制冷劑蒸汽混合在一起排出，在蒸發器或冷凝器的換熱表面上被冷卻而形成油膜，從而降低換熱器的傳熱效果。油分離器的作用就是把壓縮機排出的過熱蒸汽中夾帶的潤滑油再進入冷凝器之前將其分離出來。2、選型:D=0?0188:巫w=0.0188MI竺?0.5=0.018m其中：D——油分離器的直徑。入——氨壓縮機的輸汽系數，查《制冷工藝設計》表3—6中得入二0.72。3油分離器內的氣體流速，取0.5m/s.根據以上所得數據，查《制冷設備大全》中表3—7可選大冷冷凍機廠生產的YFA-50TL型油分器一臺。七、氨液分離器的選型：2、作用：氨液分離器進行氣液分離，防止壓縮機防止液擊現象，在冷庫中還兼有給冷庫配液的作用。2、選型：D=0?0188：X%\3600^w=0.0188?72X5980.5=0.018m其中：D氨液分離器的直徑。入——氨壓縮機的輸汽系數，查《制冷工藝設計》表3—6中得入二0.72。3——氨液分離器內的氣體流速，取0.5m/s.根據以上所得數據，查《制冷設備大全》選用AF-60型氨液分離器一臺。八、集油器選型冷凍機油是由壓縮機工作時帶入其它設備的，因此集油器的選配以壓縮機的裝機容量為依據。裝機容量即機房內所有單雙級壓縮機的標準制冷量之和。當總裝機容量小于232.6KW時，選配集油器桶徑D=0.195m一臺；當總裝機容量232.6?1163KW時，選配集油器桶徑D=0.325m一臺；當總裝機容量大于1163KW時，選配集油器桶徑D=0.325m兩臺或選配集油器桶徑桶徑D=0.5m一臺。由于該系統總裝機容量小于232.6KW,所以選配桶徑D=0.195m集油器，即集油器JYA-325一臺。九、氨泵選型計算氨泵流量P05.5x161x0.416=1137.53=0.3238m3/h式中：P——氨泵的供液倍率，對下進上出供液采用5?6倍，取5.5倍Qq——氨泵蒸發回路的冷卻設備負荷，Kwv該蒸發溫度下液體制冷劑的比容，m3/kgq0——制冷劑單位制冷量，kj/kg選用32P-40X2B型屏蔽氨泵兩臺（一用一備），流量2.55m3/kg,揚程53.5m，滿足要求。空氣牖器制軻稅原理圖總結本次課程設計我的設計題目為鄭州某地1000t土建庫制冷系統。在設計的初級階段，我從圖書館借閱了大量的關于土建庫的相關資料，進行翻閱、查找和記錄。在此之前我們進行了課程實習，對制冷系統有了深入的了解，這些為我能夠順利完成課程設計打下了理論和實踐基礎。在這一階段里，我還參考了大量的相關文獻及網上資料。最后根據所學的專業知識以及在這段時間里查閱的設計資料和參考文獻，在這些基礎上我制定了切實可行的制冷系統設計方案。在整個設計中，我進行了確定冷庫容積及尺寸計算，確定各圍護結構層，冷負荷計算，各設備選型，畫庫房平面圖及制冷系統原理圖。這些計算是相當復雜的。通過詳細手算而非電腦軟件計算，使我又學到和了解到很多知識。在這次設計中，我繪制了制冷系統原理圖。在繪制圖紙的過程中，我對制冷系統的原理，流程，各部件及相關的閥門，以及制圖符號有了全方面的了解。通過運用AutoCAD繪圖，使我又鞏