800噸裝配式冷庫設計

T51設計基本資料1.1設計目的課程設計設計是大學階段最后一個環(huán)節(jié)，同時也是工科類專業(yè)教學的必不可少的重要環(huán)節(jié)之一，是對學生在校期間所學專業(yè)知識的全面總結和綜合檢驗。通過畢業(yè)設計了解建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)的設計內容、程序和基本原則，熟悉設計計算的步驟和方法，培養(yǎng)學生的識圖和制圖能力，引導學生學會查找設計規(guī)范和設計手冊，初步了解本專業(yè)的主要設備、附件及材料，全面提高學生進行實際工程設計的能力，為即將投入社會工作做好準備。參加《制冷技術》畢業(yè)設計的學生，通過設計要求掌握有關冷藏庫制冷工藝設計的內容、程序及基本原則和制冷工藝設計計算方法并提高繪制設計圖紙的能力。1.2設計題目800噸裝配式冷庫設計1.3設計原始數(shù)據(jù)1）低溫庫總冷藏量300噸。2）高溫庫總冷藏量500噸。3）按照冷庫設計規(guī)范，配置所需的凍結間和預冷間。4）設計條件：參照相關的參考資料。5）設計環(huán)境條件：參照本人生源地的氣候條件。（安徽省六安市）夏季室外空氣調節(jié)日平均溫度：32°C；夏季室外通風室外計算溫度：33C；夏季空調室外計算濕球溫度：27.9C；夏季室外最熱月平均溫度：28.2C；室外最熱月月平均相對濕度：80%；夏季室外通風計算相對濕度：62%；大氣壓力：夏季：101.89kPa；冬季997.25kPa。1.4設計內容和要求1.3.1設計說明書1）制冷系統(tǒng)方案設計；2）冷庫容積及結構尺寸的確定；3）冷庫設計參數(shù)的確定；4）冷庫負荷計算5）制冷設備的選型及校核計算；6）其他7）參考文獻1.3.2設計圖紙1）制冷系統(tǒng)原理圖；2）冷庫平面布置圖；3）冷庫立面圖；4）制冷系統(tǒng)管路透視圖。1.5冷藏庫室內設計參數(shù)庫房名稱相對濕度溫度水蒸氣分壓力冷卻間85%?90%2oC5.2X102凍結物冷藏間95%-18oC1.5X102凍結間90%-23oC1.6X102常溫穿堂85%32oC冷卻物冷藏間90%0oC2冷藏庫熱工計算2.1冷藏庫噸位分配及分間低溫庫總凍藏量300噸，分配成三個100噸冷藏間；高溫庫總冷藏量500噸，分配成二個冷藏間，每個冷藏間的庫容為250噸。2.2冷藏庫尺寸計算2.2.1冷藏間面積的確定1）凍結間a.采用擱架式排管直角吹風式凍結方式。取凍結間的生產(chǎn)能力15噸/天。如以凍盤規(guī)格為600X400X120（mm），每盤裝貨按20公斤計，每平方米排管面積可凍結食品60-80公斤，擱架規(guī)格：每間凍結間有二個擱架，每個擱架每層寬1200mm，每層高250~400mm,分9層排管，共用8層裝食品。則有：L=.400（2-6）2x2xnxg式中，L擱架長度,mm,G每次凍結能力，kg/次，g每盤裝貨量，在此按20kg/每盤，21200/600,每層橫向裝兩個凍盤，22個擱架，400凍盤寬，mmn——幾層裝貨.則有：L=.4°815°°。x400=9375mm,2x2xnxg2x2x8x20取凍結間的長度為：L=10mb.凍結間寬度計算:凍結間寬度計算=兩個擱架寬度（2400）+走道（1800）+擱架離墻距離（400）=4600mm，取凍結間的寬度為：L=5m每間凍結間的凈面積F二長X寬=10X5=50m2C.凍結間高度計算：頂排管距離庫頂1.2m,高度二0.4+0.4X8+1.2=4.8m,取h=5m。2）凍結物物冷藏間凍結物冷藏間設計噸位100噸/間，共3間根據(jù)公式（2-1）得，V=1°°°X10°根據(jù)《冷庫設計規(guī)范》表3.0.3初步估計其n=0.4,得到V=625。400f所以凍結物冷藏間的面積為625/5=125，。鑒于建筑上對墻間距以1為模數(shù)的規(guī)定將冷卻間的公稱體積定為長X寬X高=13X10X53）冷卻物冷藏間冷藏間￡Vp丑根據(jù)公式：G=1000（2-1）式中G一冷庫計算噸位（t）；V一冷藏間的公稱體積（m3）；1n一冷藏間的體積利用系數(shù)；ps一食品的計算密度（kg/m3）根據(jù)《冷庫設計規(guī)范》表3.0.5查得箱裝水果（蘋果）的密度為ps=300kg/m3根據(jù)公式（2-1）得，冷卻物冷藏間V=1000乂250根據(jù)《冷庫設計規(guī)范》表3.0.3300f初步估計其n=0.5，V=1667。所以冷卻物冷藏間的面積為1667/5=333.4，取334廿鑒于建筑上對墻間距以1為模數(shù)的規(guī)定將冷卻間的公稱體積定為長X寬X高=23X15X54）預冷間a）取預冷間的生產(chǎn)能力25噸/天，箱裝新鮮水果（蘋果）計算密度ps300kg/m3o根據(jù)公式（2-1）得，V=1000x25,n=0.4，得V=250,取其面積250/5=50廿。300f取冷卻間長10m,寬6m，高5m。建筑公稱體積V=10X6X5=300m3o冷卻間理論儲藏量G=VXpXn=30$1000b）校核計算冷卻間的冷風機的末端留有1.8m的機械搬運通道，貨物沿冷卻間氣流流動方向堆垛，貨堆長5m,寬1.6m，有三條貨物堆，貨堆之間和貨堆與墻體之間的距離為0.3m。貨堆頂部距離庫頂1.4m，貨堆底部有0.1m的墊木，故貨高為3.5m.冷卻間實際儲藏量1000G=5x1.6x3x3.5x300=25力1000滿足設計要求。各冷藏間的具體尺寸：（長度單位：m）冷卻間冷卻物冷藏間凍結間凍結物冷藏間長10231013寬515510高5555面積5034550130體積25017252506502.3站臺的設置為便于裝卸貨物，冷庫中必須設置月臺。根據(jù)《冷庫設計規(guī)范》GB50072—2001規(guī)定：公稱體積大于4500m3的冷庫，公路站臺寬度為6?8m；公稱體積小于或等于4500m3的冷庫，公路站臺寬度為4?6m。一般設計取5m。站臺邊緣高出站臺下地面0.9?1.4m。一般設計取1.0m。在本冷庫設計中，總的公稱體積V=23X15X5X2+16X10X5X3=5940m3。所以取公路站臺寬度7m。2.4庫房圍護結構的設計和計算2.4.1本冷庫為裝配式冷庫，圍護結構均采用聚氨酯泡沫塑料。只需要確定聚氨酯庫板厚度0即可。以下是冷庫地坪的設計說明：地坪采用地下埋設自然通風管道給地坪保溫。地坪結構及各層參數(shù)：聚氨酯泡沫塑料庫板的導熱系數(shù)入=0.031w/（^-r）序號結構層（由上向下）厚度0(m)導熱系數(shù)入（W/m.°C）熱阻R=0/入S.C/W)1200號鋼筋混凝土層0.081.54680.051721：3水泥砂漿0.020.930.02153一氈二油防水層0.005—0.03514軟木層0.20.06982.8655二氈三油隔氣層0.01—0.05661：3水泥沙漿找平層0.020.930.02157預制混凝土板0.051.51190.0338表面空氣熱阻冷藏間凍結間冷卻間a=12a=12a=290.0830.1250.0349總熱阻ER冷藏間凍結間冷卻間3.16683.20883.117810傳熱系數(shù)K=1/ER冷藏間凍結間冷卻間0.3160.3120.321初步估算：冷卻間及冷卻物冷藏間的聚氨酯庫板厚度取為。=100mm；凍結間及凍結物冷藏間的聚氨酯庫板厚度取為0=150mm。2.4.2確定聚氨酯隔熱材料的厚度1）首先確定溫差最大的庫板厚度（凍結間的外墻）

dd1、、匚艾亍)][W/(m2?C)]；[W/(m2?C)]；1ddd(2-2)d=X［R-（一+寸+,+寸+R+R+w123a—庫房圍護結構外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)a'—庫房圍護結構內表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)d—圍護結構各層材料的厚度（m）；入一圍護結構各層材料的熱導率［W/（m?。）］；R一圍護結構各層材料的熱阻［m2?°C/W］；R。一圍護結構總熱阻［m2?C/W］；,a=18W/（m2dd1、、匚艾亍)][W/(m2?C)]；[W/(m2?C)]；(2-2),a=18W/（m2?。0?？筛鶕?jù)夏季空氣調節(jié)日平均溫度與室內溫度的溫差乘以修正系數(shù)a值進行修正。凍結間的設計溫度為-23C,聚氨酯泡沫塑料D<4,根據(jù)資料［1］表B.0.1-1查得溫差修正系數(shù)a=1.30,則室內外溫差aAt=1.3X［32-（-23）］=71.5C，查表B.0.1-2,面積熱流量取10W/廿，得熱阻：R=7.15m2?C/W。將各個參數(shù)代入公式（2-2）,得，絕熱材料厚度d=0.217m，設計中考慮25%的富裕量，得到d=0.217X1.25=0.27125m，取整得d=280mm。同樣利用此方法計算出冷卻間外墻的聚氨酯厚度d=118mm，設計中考慮25%的富裕量，得到d=0.118X1.25=0.1475m，取整得d=150mm；冷卻物冷藏間和冷卻物冷藏間的內墻聚氨酯厚度確定：由冷庫設計規(guī)范的p69表B.0.2得出總熱阻R=2.00m2?C/W，計算出聚氨酯厚度d=60mm其他位置的聚氨酯厚度可以照此選擇。結構層聚氨酯隔熱材料厚度計算表表3.6構層室外計算溫度（C）室內設計溫度（C）室內外溫差（C）傳熱系數(shù)（w/此C）圍護結構總熱阻R（tf-K/w）隔熱材料厚度d（mm）凍結物冷藏間外墻32-1850o凍結間外墻32-1850凍結物冷藏間與穿堂的內墻32-1850凍結間與穿堂相鄰的內墻32-2355凍結間與凍結物冷藏間之間的內墻-10-188冷卻間外墻32230冷卻間與穿堂之間的內墻32230冷卻物冷藏間32032的外墻冷卻物冷藏間與穿堂之間的內墻32032冷卻間與冷卻物冷藏間內墻10010冷卻物冷藏間屋面32046凍結物冷藏間屋面32-2355(4)防止外墻結構表面結露的校核計算根據(jù)資料［1］第4.4.7條：針對溫差最大的凍結間進行校核。圍護結構的總熱阻R必須大于下式計算出的最小總熱阻R（2-4）式中R.一圍護結構最小總熱阻［m2?°C/W］；t一圍護結吉構高溫側的氣溫(C)；(見資料［1］第3.0.6條)t：——圍護結構低溫側的氣溫(C)；t,——圍護結構高溫側空氣露點溫度(C)；通過夏季室外空氣調節(jié)日平均溫度和計算相對溫度查i-d圖即可得露點溫度。R——圍護結構外表面換熱熱阻［m2-C/W］；(見資料［1］第4.4.6條)f——熱阻修正系數(shù)圍護結構熱惰性指標D^4時：b=1.2其它圍護結構：b=1.0t=32C,t=-23C,t=26C,R=0.043m2?C/W,b=1.2。:dl代入上式，得Rmin=0.473m2?C/W<R0符合不結露要求。2.4.3校核圍護結構的蒸汽滲透阻根據(jù)資料［1］4.5.1條：圍護結構兩側設計溫差大于或等于5C時，應在溫度較高一側設置隔汽層。本冷庫是聚氨酯泡沫塑料庫板，具有隔汽的作用，根據(jù)資料［1］4.5.2條，凍結間圍護結構結構蒸汽滲透阻可按下式驗算：H0>1.6x(P—P)(2-7)式中H0一圍護結構隔熱層高溫側各層材料(隔熱層以外)的蒸汽滲透阻之和(m2?h?Pa/g)；P一圍護結構高溫側空氣的水蒸氣壓力(Pa)；P：/圍護結構低溫側空氣的水蒸氣壓力(Pa)。H0=￡A+H(2-8)iRi—材料的蒸汽滲透系數(shù)［g/(m*h*Pa)］；聚氨酯泡沫塑料呻g/(m*h*Pa)d.一各層材料的厚度［m］，此處di=0.28mH一圍護結構隔熱層高溫側各'層材料(隔熱層以外)的蒸汽滲透阻1(m2?h?Pa/g)。Psn=86.9Pa所以＞1.6X(2949.56-86.9)=4580.256,即符合要求。2.4.43冷庫熱負荷計算冷庫是一個低溫體，其周圍環(huán)境或進出貨作業(yè)的熱量要流入冷庫，冷庫內部也有熱量的散。流入冷庫的熱量可歸納為五種熱流量：I圍護結構熱流量：由于室內外溫差通過圍護結構流入冷間的熱量II貨物熱流量：由貨物(包括包裝材料和運載工具)在庫內降溫及其有呼吸作用的貨物在庫內冷卻和貯存時釋放出來的熱量。m通風換氣熱流量：貯存有呼吸作用的貨物，其冷間需要通風換氣，有操作人員長期停留的冷間需要送如新鮮空氣，由這兩方面因素帶入冷間的熱流量。w電動機運轉熱流量：由于電動機或其他用電設備帶入庫房的熱量。v操作熱流量：由于照明、開門和操作人員傳入冷庫的熱流量。這五種熱流量組成了冷庫的熱負荷。根據(jù)計算的目的不同，冷庫熱負荷有冷卻設備熱負荷和機械設備熱負荷之分。3.1圍護結構熱流量計算通過維護結構的傳熱量是導熱、對流和輻射換熱的綜合作用。在維護結構內部各層中的傳熱主要是導熱；在維護結構外表面是空氣對流與輻射的綜合作用；在維護結構內表面是空氣對流換熱。維護結構的傳熱量可用下式表示：q=KAa(6-6)(4-1)式中七一一圍護結構熱流量(W)；

K“——圍護結構的傳熱系數(shù)（W/m2?k）；A”——圍護結構的傳熱面積（m2）；0w——圍護結構外側的計算溫度，°C；七一一圍護結構內側的計算溫度，C；a一一圍護結構兩側溫差修正系數(shù)；3.1.1冷庫圍護結構傳熱面積A^計算冷庫圍護結構傳熱面積A計算表表4.1計算部位w長（m）寬（m）面積（皿）凍結間NO.01北外墻5.3410.5656.3904南內墻5.3410.5656.3904西外墻10.565.2855.7568東內墻10550地坪5.3410.5656.3904屋面5.3410.5656.3904凍結物冷藏間NO.02北外墻13.065.2868.9568南內墻13.065.2868.9568西內墻10550東內墻10550地坪13.0610.56137.9136屋面13.0610.56137.9136凍結物冷藏間NO.03北外墻13.065.2868.9568南內墻13.065.2868.9568西內墻10550東內墻10550地坪13.0610.56137.9136屋面13.0610.56137.9136凍結物凍結間NO.04北外墻13.345.2870.4352南內墻13.345.2870.4352西內墻10550東外墻10.565.2855.7568地坪13.3410.56140.8704屋面13.3410.56140.8704北內墻5.155.1526.5225南外墻5.155.1526.5225

冷卻間NO.05西外墻10.35.1553.045東內墻10550地坪5.1510.353.045屋面5.1510.353.045冷卻物冷藏間NO.06北內墻15.185.1578.177南外墻15.185.1578.177西內墻110550西內墻213.155.1567.7225東內墻235115地坪23.315.15352.995屋面23.315.15352.995冷卻物冷藏間NO.07北內墻15.185.1578.177南外墻15.185.1578.177西內墻235115東外墻23.35.15119.995地坪23.315.18353.694屋面23.315.18353.6943.1.2圍護結構熱流量計算冷卻間空庫保溫溫度10°C；凍結間空庫保溫溫度-10°C。查《制冷裝置設計》表2-8確定a值。冷間地坪下設有通風加熱裝置時，其外測溫度按照1-2C計算。在這里取為2C。圍護結構熱流量計算表表4.2計算部位AwKwa0_0w—n^1凍結間NO.01北外墻56.39040.1091.355439.48南內墻28.19520.1091.355219.74西外墻55.75680.1091.355434.541東內墻500.4931.005123.25地坪56.39040.240.625203.005屋面56.39040.1091.655540.897e1960.9凍結物冷藏間NO.02北外墻68.95680.1091.350488.559南內墻68.95680.1091.350488.559西內墻500.4931.00-5-123.25東內墻500.4931.0000

地坪137.91360.240.620397.191屋面137.91360.1091.6501202.606e1?22453.665凍結物冷藏間NO.03北外墻68.95680.1091.350488.558南內墻68.95680.1091.0050375.814西內墻500.4931.0000東內墻500.4931.0000地坪137.91360.240.620397.191屋面137.91360.1091.6501202.606e1?32464.171凍結間冷藏間NO.04北外墻70.43520.1091.350499.033南內墻70.43520.1091.350499.033西內墻500.4931.0000東外墻55.75680.1091.350395.036地坪140.87040.240.6020405.706屋面140.87040.1091.6501228.389e1?43027.2冷卻間NO.05北外墻26.52250.2031.0030161.522南外墻26.52250.2031.0030161.522西外墻53.0450.2031.0030323.044東內墻500.2031.00220.3地坪53.0450.470.6000屋面53.0450.2031.630516.870e1?51183.258冷卻物冷藏間NO.06北內墻78.1770.2031.0032507.837南外墻78.1770.2031.0032507.837西內墻1500.2031.00220.3西內墻267.72250.2031.0032439.925東內墻1150.4911.0000地坪352.9950.470.602199.089屋面352.9950.2031.6303439.583e.5114.5731?0北內墻78.1770.2031.0032507.832南外墻78.1770.2031.032507.837冷卻物冷藏間NO.07西內墻1150.4911.0000東外墻119.9950.2031.032779.487地坪353.6940.470.602199.483屋面353.6940.2031.6323676.1535670.8001?/總計21874.567w3.2貨物熱量根據(jù)《制冷裝置設計》，貨物熱流量按下式計算：Q=Q+Q+Q+QTOC\o"1-5"\h\z22a2b2c2d\o"CurrentDocument"1G（h-h）（t—t）CG（q+q）\o"CurrentDocument"=I12+GB12bI+123.6TT2+（G-G?式中：Q2a——食品熱量（W）Q2b——包裝材料和運輸工具熱量（W）Q2——貨物冷卻時的呼吸熱量（W）Q2d——貨物冷藏時的呼吸熱量（W）G'冷間每日進貨量（kg）（1）冷卻間、凍結間按設計冷加工能力計算。（2）存放果蔬的冷卻物冷藏問，不應大于該問計算噸位10%（3）有從外庫調入貨物的冷庫，其凍結物冷藏問每問每日進量可按該問計算噸位的5%?15%計算?、h2——貨物進入冷間出示溫度及終止降溫時的含熱量（KJ/kg）,見表2-10T——貨物冷卻時間。對冷藏間取24h，凍結間取設計冷加工時間。B——貨物包裝材料或運輸工具重量系數(shù)見表2-11C——包裝材料或運載工具的比熱容t「t2——包裝材料或運載工具進入冷間時及在冷間終止降溫時的溫度q1、q2——貨物冷卻初始溫度時及終止溫度時的呼吸熱量（W/kg）,Gn——冷卻物冷藏間的冷藏量1/3.6——1KJ/h換成W的數(shù)值。3.2.1食品熱量a）預冷間的食品熱量本冷庫對于蘋果的預冷，進貨量為預冷間的加工能力25t/天。根據(jù)制冷裝置設計的P74和表2-16得知蘋果的生產(chǎn)旺月的修正系數(shù)，。蘋果的進貨溫度=32X=26.56°C。則，由于表格內食品沒有考慮到含水量等因素，取值應附加10%,所以，蘋果在預冷間終止時的溫度，則34565.97wb）凍結間的食品熱量本冷庫設計為無外庫調入，則每日進貨量為15t，由《冷庫制冷設計手冊》知未冷卻豬肉進貨溫度,，出庫溫度，查《制冷裝置設計》表2-10得70079.16wc）冷卻物冷藏間的食品熱量同上，由《冷庫制冷設計手冊》P185,查得存放果蔬的冷卻物冷藏間每日進貨量按照不大于8%計算，取6%，得到進庫溫度，；終止溫度，；冷藏間1451.39wd）凍結物冷藏間的食品熱量同上，由《冷庫制冷設計手冊》P185，查得存放果蔬的冷卻物冷藏間每日進貨量取5%，為5t,進庫溫度，查《制冷裝置設計》表2-10得，終止溫度，；冷藏間483.8w2）包裝材料和運輸工具熱量a）預冷間包裝材料和運輸工具熱量在《制冷裝置設計》的表2-15蘋果的包裝材料和運輸工具的比熱容，表2-14貨物包裝材料和運載工具重量系數(shù)B=0.25。.;G'BC^i2=3219.24wbTb）冷卻物冷藏間包裝材料和運輸工具熱量；；G'BC^4~~d=262.15wbT凍結間和凍結物冷藏間的豬肉無需包裝，則無包裝材料和運輸工具熱量。3）食品冷卻時的呼吸熱量a）冷卻間呼吸熱量蘋果在初試溫度26.56°C時的呼吸熱0.149w/kg；4）食品在冷卻物冷藏間呼吸熱量蘋果在初試溫度2°C時的呼吸熱0.021w/kg；=4275w則由上可知總的貨物熱量=122892-85w冷卻間的3.3通風換氣熱量根據(jù)冷庫設計規(guī)范第6.1.14條：①3=Ha+①3b式中03一冷間換氣熱流量［W］；03b一操作人員需要的新鮮空氣熱流量［W］；由冷庫設計規(guī)范第6.1.14條的注，由于庫內人員不長期停留，可知此設計中03b可不計。貝UQ=Q=_!?匕一h）n?V?Pn（3-3）3r3.624式中h一冷間外空氣的比焓［kJ/kg］；（根據(jù)冷庫設計規(guī)范第3.0.6條第2點“通風換氣熱流量計算的室外計算溫度應采用夏季通風室外計算溫度，即33°C；室外相對濕度應采用夏季通風室外計算相對濕度，即62%?！痹儆蒳-d圖即可查得hw=83.967kJ/kg。h—冷間內空氣的比焓［kJ/kg］；n—每日換氣次數(shù)，取2?3次；Vn—冷間內凈體積（扣除柱子）［m3］；pn—冷間內空氣密度［kg/m3］；（根據(jù)資料［9］P6,濕空氣的密度比十空氣的小，在實際計算過程中可近似取p=1.2kg/m3）24-1d換算成24h的數(shù)值。由《冷庫設計規(guī)范》P34得知上式僅適用于貯存有呼吸食品的冷間，所以只需就算冷卻間和冷卻物冷藏間。查得冷卻間，冷卻物冷藏間；冷卻間的凈體積10X6X3.5=210；冷卻物冷藏間21.2X1