冷库的方案设计_secret

1．设计依据与基础资料1.1设计依据《冷库设计规范》GB50072－20011.2设计的基础资料1）原始数据（1）冷库库温按0oC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0oC，楼层之间温度差不大于5oC。（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25Kg），纸箱占70%(纸箱自重2Kg，货重40Kg)。（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0oC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：23008’N,113019’E。海拔：6.6米。大气压力：冬季1019.5hbar,夏季1004.5hbar年平均温度：21.8oC室外计算干球温度：冬季空调5oC，夏季空调30.1oC。夏季空气调节室外湿球温度：27.7oC。最热月平均温度：28.4oC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）m2;H——房间净高，ｍ。V1101＝(25.092／2－0.25－0.28)×19.592×(4.2－0.4755)＝876.8m3V1102＝(25.092／2＋0.25)×19.592×(4.2－0.4755)＝933.7m3Ｖ1201＝15.952×25.092×（4.2－0.4755）＝1831m3Ｖ1301＝25.092×19.592×（4.2－0.5365）＝1801m3315442.5m18011831933.7876.8V2）冷藏间贮藏吨位（或冷库计算吨位）GtVGS1000/1式中：G——冷库计算吨位，t;Ｖ1——冷藏间或冰库的公称容积,m3;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，315.5442mV55.0ρs——食品计算密度，Kg/m3;查《冷库设计规范》表３.０.５得到水果或者蔬菜的3/230mKgs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=111tG102=933.7×230×0.55/1000=118tG201=1831×230×0.55/1000=232tG301=1801×230×0.55/1000=227tiG＝111+118+232+227＝688t3)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×GKcal/h［１］冷库名称库温（oC）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0150250036.8147.2龙华果库0－2100010000115.5116驷马果库0－2700600060100上桥果库0－2100010000122122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＝13320Kcal/hQ102＝118×120＝14160Kcal/hQ201＝232×120＝27840Kcal/hQ301＝227×120＝27240Kcal/hQ=∑Qi=688×120=82560Kcal/h=96.32KW4)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)oC［１］其中，ts1=ts+△ts△ts——安全值,机械通风冷却塔△ts=3~4oC。ts——湿球温度。查《采暖通风与空气调节设计规范》广州市的ts=27.7oC.ts2=ts1+△toC［１］△t——所选冷凝器形式的进出口水温差。对于立式冷凝器，△t=1.5~3oC。ts1=27.7+3.3=31oCts2=31+2=33oCtk=（31+33）/2+6=38oC冷间的冷却设备的蒸发温度t0为:t0=t—△toC［１］式中：t——库房温度,oC;冷间编号公称容积（m3）贮藏吨位（T）标况下耗冷量（Kcal/h）101876.811113320102933.711814160201183123227840301180122727240合计5442.568882530△t——冷间冷却设备计算温差,冷风机△t=7~10oC.t0=t△—△t=0—8=-8oC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=14.989BartK对应冷凝压力PK=3.2147BarLgP主要参数：BarP0=14.989BarH2=2010KJ/KgPK32PK=3.2147Bart0=-8oCP04'11tK=38oCH1=1780KJ/KgQv=630Kcal/m3H1H2HKJ/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：2/'0QQn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：54KW;标准工况下轴功率：16KW;重量：553Kg;工质：氨NH3;形式：V;汽缸直径：100mm;活塞行程：70mm.;汽缸数：4个;主轴转速：960r/min;活塞行程容积：126.6m3能量调节范围：0，1/2，1;进气管径：50mm;排气管径：50mm;曲轴箱装油量：12Kg;冷却水耗水量：500Kg/h;L1915×B845;校核其所配电动机的功率：mdihvhhvvp12115.1~10.1式中，ηv一一活塞压缩机的容积效率；p1一一t0对应蒸发压力P１=14.989Bar;p2一一tk对应冷凝压力Pk=3.2147Bar;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vp=25.6KW≤30KW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1.5~3oC。卧式冷凝器，水进出口温差4~6oC.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：QKQi'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；KWKi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.QKQi'=Ki∑Q=1.27×54×2=137KW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=165KW冷凝器的冷凝面积Fk为：Fk=Qk/qkm2［３］式中：qk一一冷凝器单位面积的热负荷，Kcal/m2.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=3500~4000Kcal/m2.h。Fk=Qk/qk=165×3600/4.2×3750=37.5m2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：29m2;容器类别：EM一２;壳体直径：450mm;接管公称尺寸：d65(进气)d32(出液);安全阀:d2＝15mm;平衡管d3＝25mm;底座尺寸：526×526mm×mm;重量：1135kg.附件规格及数量：放空气角阀Ｄg10,一个;安全阀18.5kgf／cm２Ｄg15,一个；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，对于高温库，有冷风机传热面积：冷藏间净面积＝１：１所以，求得各冷藏间所需的冷风机传热面积，列表如下：各房间冷风机传热面积列表冷间编号冷藏间净面积(m2)冷风机传热面积(m2)101235.4235.4102250.7250.7201491.6491.6301491.6491.6由冷风机的传热面积，查《冷库制冷设计手册》P313,表４一34,可以得到冷风机的型号及性能。目前，国内生产的干式空气冷却器（即冷风机）中，KLL型用于冷却物冷藏间，KLD型是用于冻结物的。选择时应该注意。选择完冷风机以后，列表如下：各房间冷风机选择列表冷间编号冷风机型号冷却面积（m2）台数性能指标101LDLc一2802801名义制冷量：55.97KW；轴流风机型号：FT35Lno4.5-3型2台/台；风量单台12000,合计24000m3/h;风压550Pa;电机YT100-2,3KW。冲霜水量：8T/h;供液φ57，回气φ57，出口D452备注：单路供液。中奥合资烟台埃克米制冷设备有限公司，烟台冰轮集团有限公司，热浸锌式冷风机102LDLc一2802801201LDLc一2802802301LDLc一2802802④其他辅助设备的选择a.高压贮液器按照《冷库设计规范》6.3.12条的规定，高压贮液器体积按3mqvVmz式中：Ψ一一高压贮液器的氨充满度，应该取70%;υ一一冷凝温度下氨饱和液体比容,m3/Kg;∑qm一一制冷装置里，每小时氨液总