冷库毕业设计方案设计

1．设计依据与基础资料 1.1设计依据《冷库设计规范》 GB50072－2001 1.2 设计的基础资料 1）原始数据（1）冷库库温按 0 o C 进行设计（温度要求自控），相对湿度 90％计算（湿度不要求自控）。变工况库温不小于 0 o C，楼层之间温度差不大于 5 o C。（2）每天按 8 小时计，新鲜水果进库量40 吨。夏季进库水果以苹果，梨为主，苹果占 70％，梨占 30％（春季为杏，桃子，冬季为桔子）。（3）水果包装方式：包装以木箱，纸箱为主。其中木箱占 30％（木箱自重 4Kg，货重 25 Kg），纸箱占 70%(纸箱自重 2 Kg，货重 40 Kg)。（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：各层库房用电动叉车进行运输，叉车功率为 N=5.5KW （7）冷却时间按 24小时冷却到 0 o C 计算。（8）照明，通风换气按水果冷库常规进行设计选取。 2）.建筑资料，见冷库总体布置及主库和机房的有关建筑图。 3）.气象资料：采用广州市室外气象资料。广州：23 0 08 ’ N,113 0 19 ’ E。海拔：6.6 米。大气压力：冬季 1019.5 hbar,夏季 1004.5 hbar 年平均温度：21.8 o C 室外计算干球温度：冬季空调 5 o C，夏季空调 30.1 o C。夏季空气调节室外湿球温度：27.7 o C。最热月平均温度：28.4 o C 冬季日照率：40％。 2 .方案设计 2.1估算耗冷量 1）冷藏库公称容积 V1 按照《冷库设计规范》3.0.1 条， V1＝S×H ［１］其中：S——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）m 2 ; H——房间净高，ｍ。 V1101＝(25.092／2－0.25－0.28)×19.592×(4.2－0.4755)＝876.8 m 3 V1102＝(25.092／2＋0.25)×19.592×(4.2－0.4755) ＝933.7 m 3 Ｖ1201＝15.952×25.092×（4.2－0.4755）＝1831 m 3 Ｖ1301＝25.092×19.592×（4.2－0.5365）＝1801 m 3å=+++= 3 1 5442.5m 1801 1831 933.7 876.8 V2）冷藏间贮藏吨位（或冷库计算吨位）G t V G Så= 1000 / 1hr式中：G ——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; 查《冷库设计规范》中表３.０.３，å= 3 1 5 . 5442 m V 55 . 0=h ρs ——食品计算密度，Kg/m 3 ; 查《冷库设计规范》表３.０.５得到水果或者蔬菜的 3 / 230 m Kg s=r说明：冷藏间公称容积应该按库温进行加和，即库温，食品相同或者相近的冷藏间的公称体积加在一块，进行计算。 G101=876.8×230×0.55/1000=111 t G102=933.7×230×0.55/1000=118 t G201=1831×230×0.55/1000=232 t G301=1801×230×0.55/1000=227 tå i G ＝111+118+232+227 ＝688 t 3) 标准工况下耗冷量的估算根据对现场冷库的调查，求得标准工况下耗冷量指标q0。现场冷库调查结果综合考虑，水果库的冷指标 q0 可以在 100—150Kcal/h*T 之间选择。考虑到广州地区的地理位置及气候的影响，取耗冷量指标 q0＝120Kcal/h。从而，可以计算出冷库的耗冷量Q 。 Q＝q0×G Kcal/h ［１］冷库名称库温（ o C）日进货量（吨）库存吨位（吨）压缩机标准制冷量（万 Kcal/h）耗冷量指标 q0 （Kcal/h*T）曹阳菜库 0 150 250036.8147.2龙华果库 0－2 100010000115.5116驷马果库 0－2 700600060100上桥果库 0－2 100010000122122式中，q0——水果或者蔬菜的耗冷量指标，Kcal/h*T； G——库的库存吨位，吨。 Q101＝111×120＝13320 Kcal/h Q102＝118×120＝14160 Kcal/h Q201＝232×120＝27840 Kcal/h Q301＝227×120＝27240 Kcal/h Q=∑Qi=688×120 = 82560 Kcal/h=96.32KW 4) 各房间汇总表各房间汇总表２.２冷库制冷系统的选择 1）由于冷藏库制冷系统制冷量较大，从经济上来考虑，并结合国内大中型冷库的设计经验，应该以氨NH3 做为工质。同时，NH3 还有其他一些优点如：不破坏臭氧层，单位容积制冷量大等。而且 NH3 的价格低廉，容易取得。并且，按照《冷库设计规范》的规定，大中型冷库应该采用氨做制冷剂。因此，本冷库采用 NH3 为制冷剂。 2）制冷压缩级数的选择（1）确定设计工况按照《采暖通风与空气调节设计规范》6.2.1 条，冷凝温度 tK 为： tk=（ts1+ts2）/2+(5~7) o C ［１］其中，ts1= ts+△ts △ts ——安全值, 机械通风冷却塔△ts =3~4 o C。 ts ——湿球温度。查《采暖通风与空气调节设计规范》广州市的 ts=27.7 o C. ts2= ts1+△t o C ［１］△t ——所选冷凝器形式的进出口水温差。对于立式冷凝器，△t=1.5~3 o C。 ts1=27.7+3.3=31 o C ts2=31+2=33 o C tk=（31+33）/2+6=38 o C冷间的冷却设备的蒸发温度 t0 为: t0= t—△t o C ［１］式中： t ——库房温度 , o C; 冷间编号公称容积（m 3 ）贮藏吨位（T）标况下耗冷量（Kcal/h） 101 876.8 111 13320 102 933.7 118 14160 201 1831 232 27840 301 1801 227 27240 合计 5442.5 688 82530△t——冷间冷却设备计算温差,冷风机△t=7~10 o C. t0= t△—△t =0—8=­8 o C 经查《空气调节用制冷技术》中氨的 LgP—h 图，得到 t0 对应蒸发压力 P0=14.989 Bar tK 对应冷凝压力 PK=3.2147 Bar LgP 主要参数： Bar P0=14.989 Bar H2=2010  KJ/Kg PK 3 2 PK=3.2147 Bar t0= ­8 o C P0 4 ' 1 1 tK=38 o C H1=1780  KJ/Kg Qv=630  Kcal/m 3 H1 H2 H  KJ/Kg 制冷循环的 LgP—h 图在制冷循环系统中，工质的压缩比 PK/ P0=14.989/3.2147=4.66≤8，根据《冷库设计规范》，可以采用单级蒸汽压缩式制冷循环。因此，高温库采用单级压缩即可以满足要求。（2）高温冷库的各种库温相同，其制冷系统一般采用并联式系统，以便某些设备可以互为备用。 3）制冷主机及辅助设备的选择（1）方案一①压缩机的选择目前，国内冷库制冷系统，主机形式有：活塞式压缩机和螺杆式压缩机。根据《冷库设计规范》6.3.2条，《采暖通风与空气调节设计规范》6.1.2 条，规定： a. 根据各冷间蒸发温度机械负荷的计算值，分别选择压缩机。台数不宜过多，一般不设备用机；较大制冷装置压缩机不少于 2 台，多台压缩机易大小搭配。 b. 当 PK/ P0≤8 时，应该选择单级压缩机（活塞式压缩机，螺杆式压缩机均可）。 c. 压缩机系列不宜超过2 种，若仅有 2 台，易选同一系列。 d. 压缩机所需的功率，应该进行校核计算。计算选择压缩机的台数及确定型号：选择确定单台压缩机的型号，查出标准工况制冷量 Q0’。台数 n为：å³= 2 / ' 0 Q Q n然后，列出制冷压缩机参数表并校核其功率。选择 2 台 4AV10 型活塞式制冷压缩机。大连冷冻机股份有限公司: 冰山集团生产; 标准工况制冷量： 54 KW ; 标准工况下轴功率： 16  KW ; 重量： 553 Kg; 工质：氨NH3 ; 形式： V; 汽缸直径： 100 mm ; 活塞行程：70  mm.; 汽缸数： 4个; 主轴转速： 960  r/min; 活塞行程容积：126.6  m 3 能量调节范围：0，1/2，1; 进气管径：50 mm; 排气管径：50 mm; 曲轴箱装油量：12 Kg; 冷却水耗水量：500 Kg/h;  L1915×B845; 校核其所配电动机的功率：() m d i h v h h v v phhhh 1 2 1 15 . 1 ~ 10 . 1-=式中，ηv 一一活塞压缩机的容积效率；úúúûùêêêëé-÷÷øöççèæ-= 1 085 . 0 94 . 0 1 1 2 m v p ph p1 一一 t0 对应蒸发压力 P１=14.989 Bar; p2 一一 tk 对应冷凝压力 Pk=3.2147 Bar; m一一多变指数。对于氨，m=1.28; ηd 一一传动效率，直联为１.０; 1.10～1.15 一一余量附加值; ηi 一一指示效率取０.８５；ηm 一一摩擦功率。取０.９。代入数据，得到 % 2 . 74= vh p=25.6   KW ≤30   KW 因此，所配电动机功率可以满足要求，功率校核完毕。②冷凝器的选择 a. 确定冷凝器的形式一般冷库，均采用水冷式的冷凝器，干旱地区，水源缺乏，也可以用蒸发式冷器。一般大中型冷库很少用风冷式，只有小型冷库才用风冷。冷凝器有：立式冷凝器，水进出口温差 1.5~3 o C。卧式冷凝器，水进出口温差 4~6 o C. b. 确定冷凝器的冷却面积 FK 由广州地区的气候条件及冷库设计经验来看，使用立式壳管冷凝器。在设计工况下，压缩机的制冷量∑Q’为：åå= Q K Q i '式中：∑Q’ 一一压缩机设计状况下的制冷量；KW ∑Q 一一压缩机标准状况下的制冷量； KW Ki 一一换算系数；查《冷藏库制冷设计手册》P197,表４一 10 得到，Ki=1.27.åå= Q K Q i ' =Ki∑Q=1.27×54×2=137   KW 单级压缩机的冷凝负荷: Qk=ψ∑Q’ ［３］式中：ψ一一压缩机负荷系数查《制冷工程设计手册》P280,图３一 15(b) 得到，ψ=1.2。 Qk=ψ∑Q’＝1.2×137=165 KW 冷凝器的冷凝面积 Fk 为： Fk=Qk/qk m 2 ［３］式中： qk 一一冷凝器单位面积的热负荷， Kcal/m 2 .h。查《冷库制冷设计手册》P260,表４一 11 ，对于立式冷凝器得到，qk=3500~4000 Kcal/m 2 .h。 Fk=Qk/qk=165×3600/4.2×3750=37.5  m 2 由 Fk 选择冷凝器的型号与生产厂家。选择 2 台 LN 一 30型立式壳管式冷凝器。大连冷冻机股份有限公司 : 冰山集团生产。型号：LN 一 30 型; 冷凝面积： 29 m 2 ; 容器类别：EM 一２; 壳体直径：450  mm; 接管公称尺寸：d65(进气) d32(出液); 安全阀: d2＝15 mm; 平衡管 d3＝25  mm; 底座尺寸：526×526   mm×mm; 重量：1135  kg. 附件规格及数量：放空气角阀Ｄg10,一个;安全阀 18.5 kgf／cm ２Ｄg15,一个；安全阀前角阀Ｄg15,一个；放油，混合气角阀Ｄg15，两个；出氨液截止阀Ｄg32，一个；螺栓Ｍ16×60，四组；进氨气Ｄg65，截止阀一个；安全阀接管φ18×2×50，一个；地脚螺栓Ｍ２４x５０, 四组。③冷风机的选择由于水果，蔬菜库，有包装的冷冻食品的冷库，要求库温均匀。因此，《冷库设计规范》６.２.６条规定，冷却物冷藏间应该采用空气冷却器。根据冷库采用空气冷却器的经验数据，对于