冷库毕业设计说明书

方案设计 1 设计依据与基础资料 1.1 设计依据： 1.《冷库设计规范》GB50072­2001 2.《采暧通风与空调设计规范》GBJ19­87（2001 年版） 3.《冷库建筑施工图》 1.2 基础资料 1.2.1 原始数据： 1. 冷库库温按一层 0℃；二层­23℃；三层 0℃进行设计（温度要求自控），相对湿度按 90％计算（湿度不要求自控）。一层、三层变工况库温不小于 0℃。 2. 一、三层冷库贮鲜蛋，二层冷库贮藏冰淇淋（重度这 535 公斤/立方米）。每天按 8 小时计各层冷库进货量按各层冷库冷藏吨位的 5％计算。冰淇淋入库温度为­15℃。 3. 鲜蛋、冰淇淋均用纸箱包装。 4. 最大班工作人数：30人（平均每层 10人）。 5. 要求冷库门设置风幕。 6. 库内货物运输：各层库房用电并叉车进行运输，叉车功率 N=5.5KW。 7. 冷却时间按 24 小时冷却到库温计算。 8. 照明、通风换气按冷库常规进行设计选取。 1.2.2 建筑资料：见冷库总体布置及主库和机房的有关建筑图，以及围护结构的组成、构造等说明。 1.2.3 气象资料：（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：1.6m/s 2 初步方案设计 2.1 估算耗冷量 2.1.1 冷藏间的公称容积：V1 [m 3 ] 按“冷库设计规范”[1]第 3.0.1 条：冷藏间或冰库的公称容积按冷藏间或冰库的净面积（不扣除柱、门斗和制冷设备所占的面积）乘以房间净高确定。即： V1 = S 净·h 净其中：S 净­­­­­­­ 冷藏库的净面积 [㎡ ]； h 净­­­­­­­ 房间净高 [ m] 表 1 冷库的公称容积 2.1.2 冷藏间贮藏吨位：G [ t] （根据资料[1]第 3.0.2 条） 1000 1å=hr s V G 其中： G­­­­­­­ 冷藏间贮藏吨位（或冷库计算吨位）， t ； V1 ­­­­­­­ 冷藏间或冰库的公称容积， m 3 ；η ­­­­­­­ 冷藏间或冰库的体积利用系数；ρs ­­­­­­­ 食品的计算密度， kg/ m 3 ；（见资料[1]表3.0.5）鲜蛋：260kg/ m 3 ；冰淇淋：535kg/ m 3 房间编号净面积 S 净 (m 2 ) 净高 h净 (m) 公称容积（m 3 ） 101 240.05 3.73 895.387 102 254.597 3.73 949.647 201 485.722 3.73 1811.743 301 494.646 3.8 1879.655注：η值可由资料[1] 表3.0.3 ：冷藏库的η不应小于下表的规定值表 2 冷藏库的η值公称体积 [m 3 ] 500 ­1000 1001­2000 2001­10000 10001­15000  15000 体积利用系数η 0.40 0.5 0.55 0.60 0.62 注：1. 对于仅储存冻结食品的或冷却食品的冷库，表内公称体积为全部冷藏间公称体积之和；对于同时储存冻结食品和冷却食品的冷库，表内公称体积分别为冻结食品冷藏间或冷却食品冷藏间各自的公称体积之和。 2. 蔬菜冷库的体积利用系数应按表中数值乘以0.8的修正系数确定。表 3 冷库的计算吨位房间编号公称容积 V1 [m 3 ] 食品的计算密度ρs [ kg/ m 3 ] 冷库体积利用系数η冷库贮藏吨位G [ t ] 101 895.387 260 0.55 128.04 102 949.647 260 0.55 135.799 201 1811.743 535 0.50 484.641 301 1879.655 260 0.55 268.791 注：对于存贮鲜蛋的高温库（101，102，301），总的公称体积为：895.387+949.647+1879.655=3724.689 m 3 所以由上表可知：101，102，301库的η=0.55 2.1.3 耗冷量估算： 2.1.3.1 冷指标 q0 [ kcal/ht ]: 据市场调研：重庆上桥冷库贮存水果10000t，配有4台4AV-12.5型和2台6AW-12.5型压缩机，标况下总制冷量为720000kcal/h。冷指标为：qo=720000/10000=72kcal/ht。根据资料“冷库制冷设计手册”[2]P202表3-35：250t以下的冻结物冷藏间，当库温为-20℃时，单位制冷机械负荷为qo=70W/h。则对库温为-23℃的，冷指标qo=70×1.15%=80.5w/t（按库温每降低1℃，冷指标增加3％计算）。因此，对于贮藏鲜蛋的高温库，本设计取冷指标qo=100kcal/ht=116.67w/t（标准工况下）；对于贮藏冰淇淋的低温库，由于日进货量大，货物进库温度高，所以本设计取冷指标qo=99.17w/t（设计工况下）。 2.1.3.2 耗冷量 Q的估算: G q Q G q Q×=×=设设标标即：高温库q标=100kcal/ht；低温库q设=85kcal/ht表 4 冷库耗冷量房间编号公称容积（m 3 ）贮藏吨位（t）标准工况或设计工况下的冷量（kcal/h）101895.387128.0412804（标）102949.647135.79913579.9（标）2011811.743484.64141194.485（设）3011879.655268.79126879.1（标）合计5536.4321017.271高温库53263（标），77763.98（设）低温库124454.64（标），41194.485（设）附：标准工况与设计工况的换算关系及过程 A Q Q×=标设其中：A-----产冷量换算系数；（见资料[4]P197表4-10C）要求A值就得先确定制冷工况，以下就计算蒸发温度t0及冷凝温度tk确定：（to、tk计算公式及取值范围的确定见资料[2]6.2.1条及“课程设计任务书”[10]）湿球温度：ts=26.7℃冷凝器进水温度：ts1=ts+ΔtsΔts----安全值。选择机械通风冷却塔，则Δts=3～4℃；本设计取3℃。则：ts1=26.3+3=29.7℃冷凝器出水温度：ts2=ts1+ΔtΔt----冷凝器的进出水温差。选立式壳管式冷凝器，则Δt=2～3℃；本设计取3℃。则：ts2=29.7+3=32.7℃冷凝温度 2 2 1 s s k t t t+=+（5～7）℃= 2 . 37 6 2 7 . 32 7 . 29=++℃蒸发温度 t t tD-= 0 t----库温。高温库：t=0℃；低温库：t=-23℃；Δt----冷间冷却设备计算温差。（根据资料[1]）高温库：采用冷风机，Δt=7～10℃，本设计取8℃；低温库：采用冷风机，Δt=7～10℃，本设计取10℃；因此：高温库，蒸发温度为：to=0–8=-8℃；低温库，蒸发温度为：to=-23–10=-33℃。所以，由资料[4]P197表4-10C可知：当to=-33℃，tk=37.2℃时，A=0.331；当to=-8℃，tk=37.2℃时，A=1.460 3 冷库制冷系统选择 3.1 工质选择：由于冷藏库制冷系统制冷量较大，从经济的角度考虑，国内大中型冷库都采用NH3为工质，同时NH3还具有其它一些优点，如不破坏臭氧层，单位容积制冷量大等。而且，NH3的价格低，容易取得，因此广泛采用。本设计中也采用氨为制冷剂。 3.2 制冷系统型式选择：根据管路与设备连接的方式，制冷系统一般可分为单元式、并联式和混合式三种型式。由于本设计采用的制冷工质为氨，且规模较小，故采用混联式的系统较好，而且这种系统各设备可以互相倒换使用，系统简单，便于管理，运行调节和检修均灵活方便。 3.3 制冷压缩机级数选择：在制冷循环中，工质压缩比，即Pk/Po≤8，可采用单级压缩式制冷循环，因此，高温库采用单级压缩即可。但对于冷食品，如冰淇淋，库温为-23℃，蒸发温度较低，Pk/Po8,采用活塞式压缩机，则要双级压缩式，若采用螺杆式仍可以是单级压缩式。 3.4 方案选择：经由以上的简要分析，现确定了以下三个方案以供分析、比较和选择。方案一：两台螺杆式压缩机的氨泵供液系统，每台压缩机带一个蒸发温度系统；或一个压缩机带两个蒸发温度系统。方案二：两台活塞式单机双级压缩机氨泵供液系统，一台压缩机带两个蒸发温度系统；或一台带低蒸发温度，另一台用低压级带高蒸发温度系统。方案三：两台螺杆式压缩机重力供液系统，每台压缩机带一个蒸发温度系统；或一台压缩机带两个蒸发温度系统。3.4.1 制冷主机及辅助设备的选择 3.4.1.1 方案一 3.4.1.1.1 压缩机的选择：图1螺杆机带两个to的流程图图2螺杆机带两个to的压焓图已知：to1=-8℃，to2=-33℃,tk=37.2℃可得：Po1=3.154bar,Po2=1.031bar,Pk=14.301bar5点：h5=1752.11KJ/kg；8点：h6=1718.46KJ/kg；3点：h3=672.18KJ/kg高温库冷量Qo1=77763.98kcal/h=90.72kw低温库冷量Qo2=41194.485kcal/h=48.06kw由上图得：qo1=h5-h4=1752.11-672.18=1079.93KJ/kgqo2=h8-h7=1718.46-672.18=1046.28KJ/kg则：高温库制冷剂质量流量;MR1=Qo1/qo1=90.72/1079.93=0.084kg/s低温库制冷剂质量流量MR2=Qo2/qo2=48.06/1046.28=0.046kg/s列热平衡方程式：() ` 1 2 1 8 2 6 1 h M M h M h M R R R R×+=×+×得： kg KJ h / 20 . 1740 046 . 0 084 . 0 46 . 1718 046 . 0 11 . 1752 084 . 0 ` 1=+´+´=t1＇=-17℃t1=t1＇+Δtsh=-17+7=-10℃(Δts----有害过度，7℃)则：v1=1.201 m 3 /kg；h1=1749.72KJ/kg实际排气量： s m M M V R R R / 1561 . 0 201 . 1 ) 046 . 0 084 . 0 ( ) ( 3 1 2 1=´+=×+=n蒸发器2压缩机 2 3 4 5 6 7 8 1` 冷凝器蒸发器1 LgP 2 1 3 4 56 7 81` T   P kk T   P o1o1 To 2   Po2由样本“大连冷冻机股分有限公司.设计选型手册.螺杆制冷压缩机组”中选择：一台JZKA12.5型、一台JZKA16型单级螺杆制冷压缩机。主要性能参数：制冷量（kw）：to = ­33℃，tk =37.2℃Φ=50 kw /Φ=95.3 kw to = ­8℃，tk =37.2℃Φ=155 kw /Φ=234.6 kw 标准工况下Φ=137.2 kw / Φ=288.4 kw 轴功率（kw）：41/81.8(标况)；电动机功率（kw）：55/100（标况）耗油量（g/h）：80/120；理论排气量（m3/h）：263/552压缩机油冷却器耗水量（m 3 /h）：7/13外形尺寸（mm）：2550×936×1930/3050×946×2245因此，压缩机的实际排气量 s m h h Q V R / 167 . 0 201 . 1 18 . 672 46 . 1718 50 3 . 95 ` 3 1 7 8 `=´-+=-=n可见，VR＇VR，所以可以用一台螺杆机带两个蒸发温度。负荷大时，两台压缩机同时启动，JZKA16型用于高温库，JZKA12.5型用于低温库；负荷减小时，只启动JZKA16型压缩机同时用于高低温库；负荷较小时，只启动JZKA12.5型压缩机同时用于高低温库。这样可以达到节能的目的。 3.4.1.1.2 冷凝器的选择 1. 选择立