冷库设计说明书

第1页，共16页1冷库设计说明书一、课程设计题目设河北地区某批发市场需建造一个小型冷库，共有三库：其中一库为高温冷藏库，冷藏食品为蔬菜和水果类，库温5℃，库存量6吨；另一个也为高温冷藏库，冷藏食品为蛋和乳制品，库温5℃，库存量10吨；还有一个为低温冷藏库，冷藏食品为冻牛肉，库温-18℃，库存量6吨。试为该批发市场设计满足上述要求的小型冷库。二、课程设计程序和内容1、计算库体尺寸1）蔬菜和水果冷藏库库容计算冷藏库容积按公式计算:G=V式中，——冷藏食品的密度，单位为kg/m3；——容积利用系数，土建冷库取0.4，装配式冷库取0.6；G——冷藏库的储藏量，单位为kg；V——冷藏库容积，单位为kg/m3；冷藏食品为蔬菜和水果，冷藏量为6t，查表1-1得230kg/m3＝0.23t/m3，则48.436.023.06GVm3根据表1-2所示的规格，取冷库类型为ZL-48S,库容48m3，库板厚度100mm，库体尺寸为8.1m×2.7m×2.6m。2）蛋类和乳制品冷藏库库容计算该库冷藏量为10t，查表1-1得300kg/m3＝0.3t/m3，则56.556.03.010GVm3根据表1-2所示的规格，取冷库类型为ZL-57S,库容57m3，库板厚度100mm，库体第2页，共16页2尺寸为7.2m×3.6m×2.6m。3）冻牛肉低温冷藏库库容计算该库冷藏量为6t，查表1-1得400kg/m3＝0.4t/m3，则256.04.06GVm3根据表1-2所示的规格，取冷库类型为ZL-26S,库容26m3，库板厚度100mm，库体尺寸为4.5m×2.7m×2.6m。2、库内外计算温度的确定库内计算温度tn（即库温）是由食品冷加工工艺条件、食品种类、储藏期限等确定的。对于生鲜水果、蔬菜及鲜蛋等食品，其库温一般在-2～0℃；对于鱼、肉禽类等食第3页，共16页3品，库温一般在-18℃；对于冻结库，库温一般在-25℃。第4页，共16页4库外计算温度tw应考虑当地最恶劣气候条件时的温度，但也要考虑选用制冷设备的经济性，在计算时，应以国家有关冷库规范中查取的数据作为库外计算温度。该冷库所在地是广州，库外温度取34℃。3、隔热板校核计算我国生产的隔热板的厚度有50mm、75mm、80mm、100mm、125（或120）mm、150mm、200mm等多种规格。对于小冷库一般采用100～150mm范围内的规格，在前面的库体选择中我们已经选择了100mm这种类型的库板，现在进行隔热和防潮的校核计算。1）防潮校核如前所述，隔热板两边都是防潮性能极好的钢板或喷塑铝板等，因此不需要进行防潮校核。2）凝露计算冷库库板凝露温度计算同电冰箱。首先确定冷库所在地广州的环境温度取34℃，并取库板外壁的对流换热系数w为8W/（㎡·K）。库内因准备采用冷风机作蒸发器，取对流换热系数n为23W/（㎡·K）,板厚δ=100mm，传热系数λ=0.028W/（m·K），则库板综合传热系数K为nwK111=0.27W/（㎡·K）则低温库外表面温度25.32)1834(827.034)(211ttakttww℃若广州地区空气的相对湿度最高取为85%，则可查得露点温度为31℃，则外表面温度确定高于露点温度。同样计算高温库外表面温度为33)534(827.034)(211ttakttww℃同样高于露点温度。第5页，共16页54、库体热负荷计算1)渗入热计算因为冷库准备顶上设凉棚，四周设遮阳，所以计算时可以不考虑太阳辐射热引起的渗入热量。渗入热量仅为库内外温差渗入的热量。冷藏库渗入热计算式：)(1mhttKAQ式中，ht——库外计算温度，对广州地区，根据冷库设计规范取ht=34℃；mt——库内设计温度，mt=5℃A——冷藏库的总面积，因冷藏库有一内墙与蛋乳类高温冷藏库相邻，可略去它的传热量。果蔬、蛋乳和肉类的三个冷藏库的传热计算分别见表1-3～表1-5。表1-3果蔬高温冷藏库的传热计算项目前板面积左侧面积右侧面积后板面积顶板面积底板面积总传热量板面积/㎡21.067.02021.0621.8721.87温差/℃292929292929传热系数/[W/(㎡·K)]0.270.270.270.270.270.27换热量/W164.954.970164.9171.24171.24727.18表1-4蛋乳高温冷藏库的传热计算项目前板面积左侧面积右侧面积后板面积顶板面积底板面积总传热量板面积/㎡18.722.349.3618.7225.9225.92温差/℃2929-23292929传热系数/[W/(㎡·K)]0.270.270.270.270.270.27换热量/W146.5818.32-58.13146.58202.95202.95659.25表1-5肉类低温冷藏库的传热计算项目前板面积左侧面积右侧面积后板面积顶板面积底板面积总传热量板面积/㎡11.77.027.0211.712.1512.15温差/℃522352525252传热系数/[W/(㎡·K)]0.270.270.270.270.270.27换热量/W164.2743.5998.56164.27170.59170.59881.86第6页，共16页6我国冷库设计标准规定)(/11mhAttKAQq应在11.6～14.0W/㎡之内，该设计的Aq1基本符合标准的规定。总的渗入热为727.18+659.25+881.86=2268.29W=2.3KW。2）食品热计算食品热计算式：24)(212hhGQ式中，G——冷库存储量，单位为kg/d；1h——食品进冷库时的比焓；2h——食品降温后的比焓。将相关数据代入计算式，结果如表1-6所示表1-6食品热计算结果库名库存量/（kg/d）进库焓/（kj/kg)冷冻后焓/（kj/kg）食品热/kw果蔬库60004002907.64蛋乳库1000038525215.39肉类库60003424.623.433）换气热对于蔬菜、水果和蛋类的冷藏库，需要定时换气，现认为每天换气次数为3次，则换气热3Q（单位为KW）为)243600/()(3nwmhhVnQ式中，V——冷藏库的容积，单位为m³；n——冷藏库每昼夜所需的换气次数，取3次；m——冷藏库空气的密度，单位为kg/m³；wh——库外新鲜空气比焓，单位为kj/kg，按规定应采用夏季通风温度、相对湿度时的比焓；第7页，共16页7nh——冷藏库中空气的比焓，单位为kj/kg。计算结果如表1-7所示。表1-7换气次数计算结果库名库内容积/m³空气密度/（kg/m³）库内空气质量/kg换气次数室外空气焓/（kj/kg）冷却后空气焓/（kj/kg）换气热/KW果蔬库481.1555.23112.7190.18蛋乳库571.1565.553112.7190.21总的换气次热3Q=0.18+0.21=0.39KW。4)操作热计算对于操作热，包括动力热量、照明热、工人操作热量和开门渗入热，由于冷库系统还没有选配，因此很难确定其相关的数据，因此采用近似算法，即)()4.0~1.0(314QQQ这里取)(4.0314QQQ=0.4×（2.3+0.39）=1.08KW。总的传热计算如表1-8所示表1-8总的传热计算库名tmt0Q1Q2Q3Q4ΣQ果蔬冷藏库5340.737.640.180.38.85蛋类冷藏库5340.6615.390.210.3916.65肉类冷藏库-18340.8823.4300.3924.75、冷却设备负荷和机械负荷的计算冷藏库冷却设备负荷的计算式：)(4321QQQQPQS式中，P——安全系数，P=1.1～1.5。，这里确定安全系数为1.2。机械负荷计算式：RQnQnQnQnQJ)(44332211式中，1n——维护结构渗入热季节修正系数，取1；2n——食品热折减系数，通常冷却物冷藏间取0.3～0.6，冻结物冷藏间取第8页，共16页80.5～0.8，这里的3个冷库全部取0.6；3n——同期换气系数，宜取0.5～1.0（一般每日换气次数越多取值越小），这里取0.8；4n——冷间操作热折算系数，对于只有一个库房的取1,2～4个库房的取0.5,5个库房以上的取0.4，这里只有3个库房，取0.5；R——制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，直接冷却系统R=1.07，间接冷却系统R=1.12，这里取1.07。冷却设备负荷计算结果将作为冷却设备（冷风机）的心中依据，机械负荷将作为压缩冷凝机组的选择依据，计算结果如表1-9所示。表1-9冷却设备负荷和机械负荷计算汇总表库名Q1Q2Q3Q4QSQJ果蔬冷藏库0.737.640.180.310.626.0005蛋乳冷藏库0.6615.390.210.3919.9810.975肉类冷藏库0.8823.4300.3929.6416.13456、制冷剂的选择根据冷库制冷剂的选择规律，选择氟利昂R22作为该冷库的制冷剂。R22具有较为特别的溶水和溶油性，因此，在进行设备和管路的配置时要特别注意。7、冷却设备的选择本冷库的三个库房都选择冷风机为冷却设备。前一部分已经技计算出三个冷库的冷却设备负荷SQ分别为：果蔬库10.62KW，蛋乳库19.98KW，肉类库29.64KW。根据冷却设备负荷选择深圳某公司生产的DL和DD系列风机。果蔬库选择DL-11.2/55型号的风机一台（额定制冷量11.2KW）,蛋乳库选择DL-21.3/105（额定制冷量21.3KW），肉类库选择DD-30/160（额定制冷量30KW）。三种冷风机全部采用电加热融霜方式。8、压缩冷凝机组的选择第9页，共16页9前面已经计算得到三个冷库总的机械负荷为33.11KW。根据bQQJ/，并选择b=0.6，则压缩冷凝机组的制冷量应为bQQJ/=33.11/0.6=55.18KW。可以选择某厂生产的6L22-WL型水冷机组，其名义制冷量是55.81KW。其名义制冷量是在0t=-15℃、Kt=30℃条件下测定的，而现在工作环境有所变化，可根据企业的资料进行修正。9、膨胀阀的选择因为要与风机相配合，所以应该按照冷风机的制冷量选配膨胀阀，果蔬库冷风机制冷量11.2KW，蛋乳库冷风机制冷量21.3KW，肉类冷风机制冷量30KW，该设计高温冷藏库采用FR系列的膨胀阀，查FR系列的热力膨胀阀的型号、规格及主要参数，确定果蔬库的膨胀阀采用内平衡FR4型，蛋乳库的采用内平衡FR5型，肉类库膨胀阀采用外平衡RF22W7-10.5型。设备选配完毕后，还要根据要求确定合适的控制设备（此处略），将各设备综合成系统，如下图所示。小型冷库的制冷与控制系统总图第10页，共16页10三、主要参考资料1.《冷库设计规范GB50072-2010》主编部门：中华人民共和国商业部2.《全国主要城市室外气象参数表》3.《冷库制冷工艺设计》李敏主编机械工业出版社4.《小型制冷装置设计指导》吴业正主编机械工业出版社5.《制冷技术与应用》贺俊杰主编中国建筑工业出版社6.《冷库技术》余华明主编人民邮电出版社7.《新型空调制冷设备及配件选用手册》