冷库课程设计

《制冷工艺设计》课程设计说明书系别：机电工程系班级：制冷071姓名：郭大虾学号：0712****指导教师：李建雄-1-目录目录………………………………………………………………………1摘要………………………………………………………………………2主要符号、单位说明……………………………………………………3工程概况及原始材料……………………………………………………4确定各围护结构层………………………………………………………6制冷负荷计算……………………………………………………………8设备选型…………………………………………………………………14制冷系统原理图……………………………………………………………20总结………………………………………………………………………22参考文献…………………………………………………………………23-2-郑州某土建冷库制冷系统设计摘要土建库的主体一般为钢筋混凝土结构或混合结构。其维护结构属于重体性结构，热惰性大，易于稳定。本次课程设计我的设计题目为郑州某地1000t土建库制冷系统，主要用于贮藏苹果，冷藏量为1000t，货物纸箱包装。所以只需设计冷藏库，相对较简单。在设计中有确定冷库容积及尺寸；确定各围护结构层；冷负荷计算；制冷系统各设备选型；以及库房平面图及制冷系统原理图。设计中采用的是压缩式制冷，它是根据制冷原理将压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，以及为了使制冷效能更高、运行更安全的辅助设备（如油分离器、贮液器、气液分离器、集油器、放空气器、阀件、仪表等）用管道连接组成的一个闭合制冷循环。-3-主要符号、单位说明符号名称国际单位常用单位F冷（热）负荷W/kCalhK传热系数2/()wmk×2/()kCalmhk鬃N功率wpD压差PaG流量/kght温度Cw流速/mse动力粘滞系数3/kgml导热率()/owmC×r密度3/kgmd直径mL长度mg重力加速度2/msC比热/kjkgC×f相对湿度%A面积2mh效率h焓值/kjkgs厚度ma围护结构温度修正系数u比容3/mh-4-第一章工程概况及原始材料一、工程概况该工程为郑州市某1000t土建冷库的设计。该冷库是一个小型的冷藏库，主要用于冷藏苹果，货物纸箱包装。二、冷库的容积及尺寸容积确定：由题意将冷库分为两个冷藏间，均为500吨。尺寸计算:根据公式：10001SVG式中G—冷库计算吨位（t）；V1—冷藏间的公称体积（m3）；η—冷藏间的体积利用系数；ρs—食品的计算密度（kg/m3）根据《冷库设计规范》表3.0.5查得冻肉的密度为ρs=400kg/m3根据公式（2-1）得，冷却间2305001000V根据《冷库设计规范》表3.0.3初步估计其η=0.5得到V=4347m3其公称体积为：长×宽×高=40×25×52号冷库与1号库相同三、库房平面图设计如下依据以上计算及结论，画出冷库平面图，长度单位为米-5-建筑总平面简图四、气象资料郑州地区气象资料如下：地理位置：北纬'3443,东经'11939,海拔110.4m夏季通风室外计算温度32℃夏季空气调节日平均室外计算温度31℃夏季室外平均每年不保证50小时湿球温度27.9℃最热月月平均室外计算相对湿度75%夏季通风室外计算相对湿度44%极端最低温度-17.9℃极端最高温度44℃最大冻土深度18cm冬季大气压力101.325kpa夏季大气压力99.192kpa-6-第二章确定各围护结构层一、维护结构换热系数的的确定根据《冷藏库设计》P49公式（2-1-2）K0=0.6－0.00714·Δt千卡/米2·时·℃（此公式适用于+10~－30℃的温度范围）1.1冷藏间温度设计温度0℃室外计算温度31℃温差△t=31℃维护结构传热系数K=0.6-0.0714X31=0.43922/()WmK二、围护结构构造及其iia．地面结构如右图所示，各层结构如下：(1)125mm厚钢筋混凝土，导热系数＝1.547/()WmK(2)6mm厚一毡二油，导热系数＝0.024/()WmK(3)20mm砂浆，=0.93/()WmK(4)200mm厚聚氨脂，=0.029/()WmK)(5)9mm二毡三油，=0.04/()WmK(6)100mm厚钢筋混凝土，=0.83/()WmK(7)架空层183.7024.004.0)83.010009.020093.020547.1125(001.0ii299.711RK=0.137（W/㎡·℃）b.屋面结构右图所示，各层结构如下-7-(1)6mmSBS防水卷材，=0.37w/(㎡*K)(2)20mm水泥砂浆，=0.93w/(㎡*K)(3)150mm厚钢筋混凝土，=1.543w/(㎡*K)(4)9mm二毡三油，=0.04w/(㎡*K)(5)20mm水泥砂浆，=0.93w/(㎡*K)369.504.0)93.02009.0150543.115093.02037.06(001.0ii4644.511RK=0.183（W/㎡·℃）c．外墙1.结构右图所示，各层结构如下(1)20mm水泥砂浆，=0.93/(㎡*K)(2)370mm厚普通粘土砖砌墙体，=0.81w/(㎡*K)(3)9mm二毡三油，=0.04w/(㎡*K)(4)厚聚氨酯泡沫塑料，=0.029w/(㎡*K)(5)20mm水泥砂浆，=0.93/(㎡*K)2.根据已定的围护结构系数确定各库房外墙绝热层材料的厚度：根据《冷库设计规范》公式4.4.2得nnnwadddaRd1122110冷藏间总热阻4392.01100KR=2.277（㎡·℃/W）绝热层厚度93.002.004.009.081.037.093.002.0231277.2029.01d=0.142m取其厚度为150㎜根据《冷库设计规范》公式4.4.7得：wgdgRttttbR1min-8-式中Rmin—围护结构最小总热阻（㎡·℃/W）；tg—围护结构高温侧的气温（℃）；td—围护结t1—围护结构高温侧空气的露点温度（℃）；b－热阻的修正系数，取b=1.0。查表知高温侧空气的露点温度为t1=27.1℃围护结构最小总热阻：043.01.2730301mindtR=0.3418（㎡·℃/W）计算所的库房热阻为2.277（㎡·℃/W）大于最小热阻，所选墙体材料及厚度合适。西外墙传热系数81.511RK=0.172（W/㎡·℃）南外墙传热系数81.511RK=0.172（W/㎡·℃）北外墙传热系数81.511RK=0.172（W/㎡·℃）-9-第三章制冷负荷计算冷库的制冷负荷有五大部分：围护结构传入热1Q、货物放热量2Q、通风换气冷负荷3Q、电机运行热当量4Q以及操作管理冷负荷5Q。一冷藏间围护结构传热量1Q1计算基础资料计算公式1Q＝()wnKFatt，01KR，011iwinRaa式中：K——围护结构传热系数，单位2/()WmKF——围护结构传热面积，单位2ma——围护结构两侧温差修正系数，可根据围护结构外侧环境条件，热特性指标以及库房特性查取wt，nt——室外（内）计算温度，℃0R——围护结构总热阻，2/mKWwa，na——围护结构内外表面放热系数，2/()WmKi——围护结构各层材料厚度，m2各冷间围护结构传热量1Q各冷间围护结构传热量用Excel列表编入公式算出，如下表所示：各冷间围护结构传热量1Q冷间名称围护结构名称长(m)宽（高）(m)面积F(m2)传热系数K(w/m2.k)温差修正系数a温差tw-tn(℃)围护结构冷负荷Q1(w)1号冷藏间西外墙4052000.1721.10321210.88北外墙2551250.1721.1032756.8-10-南外墙2551250.1721.1032756.8地坪402510000.1370.7323068.8屋面402510000.831.10326441.6合计110242号冷藏间东外墙4052000.1721.10321210.88北外墙2551250.1721.1032756.8南外墙2551250.1721.1032756.8地坪402510000.1370.7323068.8屋面402510000.831.10326441.6合计11024总计22048二、货物放热量2Q一计算基础资料计算公式货物放热量2Q包括四项内容：食品放热量2aQ，食品的包装材料和承载工具放热量2bQ，食品冷加工过程的呼吸热2cQ以及食品冷藏过程的呼吸热2dQ。dcbaQQQQQ22222=''''6.31'2121mmtmtttCmBbthhmzb=''2412.1347.125.040002494.27136.32140006.31mmz=34148.81Ｗ2号冷藏库与1号相同，所以电机运行当量共计68297.62W三、通风换气冷负荷3Q计算公式cc333-11-=nwnnwnhhnPhhvPn30246.31=457.8565.6520293.13024457.8565.65293.1500036.31=25126.3w2号冷藏库与1号相同，所以电机运行当量共计5052.6W四、电机运行热当量4Q1.计算公式bPd1000式中Φ—电动机运转热流量（W）；Pd—电动机额定功率（KW）；—热转化系数，电动机在冷间内时取1；b—电动机运转时间系数，对空气冷却器陪用的电动机取12．基本参数在计算该项负荷时，因为冷风机型号尚未选定，所以也不知道其具体功率，这就需要先假设一个电动机功率，求得总耗冷量选出冷风机后在根据实际功率进行校核。冷藏间每小间用DDJ150吊顶式冷风机7台，每台功率2.2kwbPd1000=1000X2.2X1X7X1=15400W2号冷藏库与1号相同，所以电机运行当量共计30800W五．操作管理冷负荷5Q冷藏间操作热流量操作热流量计算公式如下：rrnnwnkkddnMhhVnnA243246.31式中Φ—操作热流量（W）；Φd—每平方米照明热流量，冷却间、冻结间、冷藏间和冷间内穿堂可取2.3W/㎡；-12-nk—每日开门换气次数；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，可取0.5；n—冷间内空气密度（kg/m3）；243—每日操作时间系数，按每日操作3小时计算；nr—操作人员数量；Φr—每个操作人员产生的热流量（W）冷间设计温度高于或等与-5℃时，宜取279W；冷间设计温度低于-5℃时，宜取395W。rrnnwnkkddnMhhVnnA243246.31=2.3×1000﹢1/3.6×(1×1×5000×(65.565-8.45)×0.5×1.293)/24+3/24×20×279+697.5=5134.12号冷藏库与1号相同，所以操作管理冷负荷5Q=10268.2W六．库房冷却设备冷负荷冷却设备负荷计算公式为：4321Ps式中s—冷间冷却设备负荷（W）；1—围护结构热流量（W）；Φ2—货物热流量（W）；Φ3—电动机运转热流量（W）；Φ4—操作热流量（W）；P—货物热流系数。4321Ps=22024+1.3X68297.6+50252.6+30800+10268.2=200KW-13-七．冷间机械负荷冷间机械负荷计算式如下：Rnnnnj44332211式中1—围护结构热流量（W）；Φ2—货物热流量（W）；Φ3—电动机运转热流量（W）；Φ4—操作热流量（W）；n1—围护结构热流量修正系数；n2