制冷工艺设计

-1-1设计基本资料1.1设计目的课程设计是工科类专业教学的重要环节之一，是对学生在校所学理论知识的全面总结和综合检验。通过课程设计初步了解建筑环境与设备工程专业的设计内容、程序和基本原则，了解设计计算的步骤和方法，培养学生的识图和制图能力，引导学生学会查找设计规范和设计手册，初步了解本专业的主要设备、附件及材料。通过设计掌握有关冷藏库有关制冷工艺设计的内容、程序及基本原则和制冷工艺设计计算方法并提高绘制设计图纸的能力。在设计过程中尽可能联系当前技术发展和环保要求，参照新规范进行设计，使设计达到技术、经济、运行管理的合理、可行和安全可靠。1.2设计项目制冷工艺设计1.3设计指标渔业生产性冷藏库1.4设计地室外气象参数查《冷库制冷工艺设计》表3-1取湛江夏季空气调节日平均温度为30℃。最热月平均相对湿度为83﹪，夏季通风温度32℃，冬季采暖温度12℃，夏季湿球温度27.8℃。1.5冷藏库室内设计参数1、冷藏库生产能力(1)冻结能力：20吨/日(2)预冷能力：10吨/日(3)制冰能力：30吨/日(4)冷藏容量：150吨/次(5)贮冰容量：200吨/次2、冷间温度要求(1)冻结间：-23℃(2)冷藏间：-18℃(3)预冷间：-4℃(4)贮冰间：-4℃-2-2冷藏库热工计算2.1冷库围护结构的传热系数计算2.1.1各库房建筑面积的计算根据设计建筑平面图计算可得：(1)冷藏间的建筑面积：12000mm×16000mm=192㎡(2)冻结间的建筑面积：（两间）2×12000mm×8000mm=＝96㎡(3)预冷间的建筑面积：5000×36000+12000×8000=180㎡＋96㎡＝276㎡(4)贮冰间的建筑面积：12000mm×16000mm=192㎡2.1.2各库房围护结构传热系数K的计算外墙结构层次δ/mλ/[kcal/(m2·h·℃)]R=δ/λ/[(m2·h·℃)/kcal]1外墙外表面空气热阻1/aw200.05220厚水泥砂浆抹面0.020.800.0253240厚砖墙0.240.700.343420厚水泥砂浆抹面0.020.800.0255冷底子油一道6隔汽层冻结间二毡三油油毡沥青0.0040.0060.150.40.02660.015预冷间一毡二油油毡沥青0.0020.0030.150.40.01330.0075贮冰间一毡二油油毡沥青0.0020.0030.150.40.01330.0075冷藏间一毡二油油毡沥青0.020.030.150.40.01330.00757隔热冻结间250厚聚苯乙烯泡沫塑料0.250.046.250预冷间100厚聚苯乙烯泡沫塑料0.100.042.500-3-层贮冰间150厚聚苯乙烯泡沫塑料0.150.043.750冷藏间200厚聚苯乙烯泡沫塑料0.200.045.0008防潮层冻结间二毡三油油毡沥青0.0040.0060.150.40.02660.015预冷间一毡二油油毡沥青0.0020.0030.150.40.01330.0075贮冰间一毡二油油毡沥青0.0020.0030.150.40.01330.0075冷藏间一毡二油油毡沥青0.0020.0030.150.40.01330.00759240厚预制混凝土砖墙0.240.700.3431020厚水泥砂浆抹面0.020.800.02511外墙内表面空气热阻1/an70.014312总热阻R冻结间7.0792预冷间3.2876贮冰间4.5376冷藏间5.7876传热系数K冻结间0.1399预冷间0.2983贮冰间0.2173冷藏间0.1709内墙结构层次δ/mλR=δ/λ-4-/[kcal/(m2·h·℃)]/[(m2·h·℃)/kcal]1外墙外表面空气热阻1/aw100.01220厚水泥砂浆抹面0.020.800.0253240预制混凝土砖墙0.240.700.343420厚水泥砂浆抹面0.020.800.0255冷底子油一道6一毡二油油毡沥青0.0020.0030.150.40.01330.00757隔热层冻结间250厚聚苯乙烯泡沫塑料0.250.046.250贮冰间150厚聚苯乙烯泡沫塑料0.150.043.750冷藏间200厚聚苯乙烯泡沫塑料0.200.045.0008一毡二油油毡沥青0.0020.0030.150.40.01330.00759240厚预制混凝土砖墙0.240.700.3431020厚水泥砂浆抹面0.020.800.02511外墙内表面空气热阻1/an70.014312总热阻R冻结间7.0526贮冰间4.5526冷藏间5.8026传热系数K冻结间0.1413贮冰间0.2184冷藏间0.1716屋盖结构层次δ/mλ/[kcal/(m2·h·℃)]R=δ/λ/[(m2·h·℃)/kcal]-5-1外表面空气热阻1/aw100.01240厚预制混凝土板0.041.10.0363180厚空气间层0.180.23420厚水泥砂浆抹面0.020.800.0255二毡三油油毡沥青0.0040.0060.150.40.02660.0156冷底子油一度720厚水泥砂浆抹面0.020.800.02581500厚空气间层1.50.249聚氯乙烯农用薄膜0.160.0004410250厚聚苯乙烯泡沫塑料0.250.046.25011二毡三油油毡沥青0.0040.0060.150.40.02660.01512冷底子油一道1320厚水泥砂浆抹面0.020.800.025480厚预制混凝土板0.081.10.07315内表面空气热阻1/an70.014316总热阻R6.9776传热系数K0.1426地坪结构层次δ/mλ/[kcal/(m2·h·℃)]R=δ/λ/[(m2·h·℃)/kcal]1外表面空气热阻1/aw100.01280厚钢筋混凝土面层0.081.350.059315厚水泥砂浆抹面0.0150.800.019-6-4一毡二油油毡沥青0.0020.0030.150.40.01330.00755隔热层冻结间250软木0.250.0594.237预冷间150软木0.150.0592.542贮冰间250软木0.150.0592.542冷藏间200软木0.200.0593.3906二毡三油油毡沥青0.0040.0060.150.40.02660.0157冷底子油一道815厚水泥砂浆抹面0.0150.800.0199100厚预制钢筋混凝土板0.11.10.09110架空层1160厚100号混凝土垫层12素土夯实13内表面空气热阻1/an70.014314总热阻R冻结间4.4934预冷间2.7984贮冰间2.7924冷藏间3.6404传热系数K冻结间0.2214预冷间0.3542贮冰间0.3550冷藏间0.2728-7-2.2冷库耗冷量的计算2.2.1冷库围护结构传热引起的耗冷量的计算按计算围护结构的传热面积原则计算各库围护结构的传热面积，然后计算耗冷量。1、冷库围护结构的传热面积计算，见下表：计算部位传热面积计算部位传热面积长/m高/m面积/m2长/m高/m面积/m2冷藏库东墙西墙南墙北墙屋盖地坪16812124.24.24.24.267.233.650.450.4192192贮冰间南墙西墙屋盖地坪12164.24.250.467.2192192冻结间东墙南墙西墙北墙屋盖地坪8128124.24.24.24.233.650.433.650.49696预冷间东墙西墙北墙屋盖地坪55364.24.24.22121151.22762762、冷库围护结构的耗冷量Q1计算室外计算温度Tw=30℃，冷藏间的库房温度tn=-18℃，冻结间的库房温度tn=-23℃，预冷间的库房温度tn=-4℃，贮冰间的库房温度tn=-4℃，理鱼间的温度tn=0℃，查《冷库制冷工艺设计》表3-6得温差修正系数：库房与库房之间取a＝0.7，库房与室外之间取a=1.0，库房与川堂之间取a=0.7,。冷间序号墙体方向Q1=a·K·F·（tZP-tn）tZPtnQ1/W冷藏间东墙1.0*0.1709*67.2*[30-(-18)]30-18551.26西墙0.7*0.1716*33.6*[-4-(-18)]-4-1856.50南墙1.0*0.1709*50.4*[30-(-18)]30-18413.45-8-北墙0.7*0.1716*50.4*[-4-(-18)]-4-1884.75屋盖1.0*0.1426*192*[30-(-18)]30-181314.20地坪1.0*0.2728*192*[30-(-18)]30-182514.12此间合计4934.28冻结间东墙0.7*0.1413*33.6*[-18-(-23)]-18-2316.62南墙1.0*0.1399*50.4*[30-(-23)]30-23387.80西墙0.7*0.1413*33.6*[-4-(-23)]-4-2363.14北墙0.7*0.1413*50.4*[-4-(-23)]-4-2394.71屋盖1.0*0.1426*96*[30-(-23)]30-23752.93地坪1.0*0.2214*96*[30-(-23)]30-231168.99此间合计2484.19预冷间东墙1.0*0.2983*21*[30-(-4)]30-4212.98西墙1.0*0.2983*21*[30-(-4)]30-4212.98北墙0.7*0.2983*157.2*[0-(-23)]0-23754.97屋盖1.0*0.1426*276*[30-(-4)]30-41338.16地坪1.0*0.3542*276*[30-(-4)]30-43323.81此间合计5842.90贮冰间南墙1.0*0.2173*50.4*[30-(-4)]30-4372.36西墙1.0*0.2173*67.2*[30-(-4)]30-4496.48屋盖1.0*0.1426*192*[30-(-4)]30-4930.89地坪1.0*0.3550*192*[30-(-4)]30-42317.44此间合计4117.17由上述计算得，冷库维护结构的耗冷量Q1总=4934.28+2484.19+5842.90+4117.17=17378.54W=14945.54大卡/小时-9-2.2.2食品冷加工引起的耗冷量Q2的计算按第三章的冷藏间、冻藏间食品贮存的耗冷量计算公式：Q2=Q2a+Q2b+Q2c+Q2d1）食品在冷冻加工时的耗冷量计算预冷间：食品在冻结间的温度按+30℃计算，经过24h后的温度变为-4℃。食品的冻结加工量为10t/日。食品在冻结前后的焓值查附表A-3可得：h1=386.5kJ/kg；h2=77.5kJ/kg；τ=24h；Cb=4.2kJ/kg*K。Q2=)(21hhG+bCttGB)(21=2442.0)]4(30[1.01024)5.775.386(10=129.3大卡/小时其中G——食品每日加工量（t/24h）h1，h2——加工前后的焓值τ——加工时间B——食品包装系数Cb——包装材料的比热容冻结间：进货量为20t/日，食品入库前的温度为-4℃，经冷藏24h后达-23℃。食品在冻结前后的焓值查附表A-3可得：h1=77.5kJ/kg；h2=-6.5kJ/kg；τ=24h；Cb=4.2kJ/kg*K。Q2=)(21hhG+bCttGB)(21=2442.0)]23(4[1.02024)]5.6(5.77[20=70.7大卡/小时式中G——食品每日加工量（t/24h）h1，h2——加工前后的焓值τ——加工时间B——食品包装系数Cb——包装材料的比热容2）食品在储存时的耗冷量计算冷藏间：进货量为150t/次，食品入库前的温度为0℃，经冷藏24h后达-23℃。食品在冷藏前后的焓值查附表A-3可得：h1=282kJ/kg；h2=-6.5kJ/kg；τ=24h；Cb=4.2kJ/kg·K。-10-Q2=)(21hhG+bCttGB)(21=24)]3.6(282[150+2442.0)