南昌市室內(nèi)型裝配式冷庫設(shè)計 9H

0.前言 71.設(shè)計題目及相關(guān)資料 21.1設(shè)計題目 2 2 2 81.5根據(jù)實用途附加參數(shù) 81.6冷庫實際的冷加工及貯藏能力 32.冷負(fù)荷計算 52.1冷負(fù)荷計算概述 52.2冷庫外墻、地坪、頂層保溫層結(jié)構(gòu) 52.3圍護結(jié)構(gòu)傳熱量Q?計算 52.4貨物熱流量Q?計算 72.5通風(fēng)換氣熱量Q? 82.6電動機運轉(zhuǎn)熱量計算Q? 92.7操作熱量Qs 2.8庫房冷卻設(shè)備負(fù)荷： 2.9庫房機械冷負(fù)荷Q,計算 ………123.制冷設(shè)備的選型計算 3.1壓縮冷凝機組的選型計算 3.2冷凝器的選型計算 3.3冷風(fēng)機的選型計算 4.系統(tǒng)管道的設(shè)計 4.1R22的管內(nèi)允許流速和壓力降 4.2管徑的確定 4.3管的選型 _5.自動化控制 5.1庫溫自控 …………………245.2沖霜控制 5.3庫房的濕度控制 5.4冷風(fēng)機的自動化控制 7.參考文獻(xiàn) 10.前言該設(shè)計是南昌地區(qū)制冷系統(tǒng)，主要任務(wù)是完成冷卻間和冷藏間凍結(jié)間和凍藏間制冷系統(tǒng)的設(shè)計。在設(shè)計中，采用手算法來計算冷負(fù)荷。并對各種制冷機及其輔助設(shè)備的選用進行了經(jīng)濟性及技術(shù)性比較分析，最后決定采用活塞式制冷壓縮機。冷間制冷工藝設(shè)計是根據(jù)冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷的大小及冷間性質(zhì)，來選擇蒸發(fā)器并合理考慮冷間的氣流組織。而后進行了風(fēng)力及管道設(shè)計計算，并對制冷系統(tǒng)的試壓、試漏、及管道的保溫問題做了簡單說明。21.設(shè)計題目及相關(guān)資料室內(nèi)型裝配式冷庫設(shè)計選擇地區(qū)“南昌市”1.3室外參數(shù)表1-1江西省南昌市的氣象參數(shù)參數(shù)數(shù)值夏季通風(fēng)溫度夏季室外計算干球溫度夏季室外計算濕球溫度夏季日平均干球溫度夏季平均日溫差最熱月月平均室外計算相對濕度夏季室外平均風(fēng)速冬季室外平均風(fēng)速1.4室內(nèi)參數(shù)、相對濕度95%1.5根據(jù)實用途附加參數(shù)1.要求冷庫內(nèi)凈高為3.6米。2.各個冷間的參數(shù)表1-2各個冷間的參數(shù)冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間3食品種類豬肉豬肉少脂魚少脂魚入庫溫度℃4出庫溫度℃40加工/冷藏時間h8加工/冷藏能力t/d361.6冷庫實際的冷加工及貯藏能力所以，便可以設(shè)計得冷卻間、凍結(jié)間面積的大小均為：6m×3.6m=21.6m2;公式1-1:單位(t/d)公式1-1:g—擱架每平方米的載貨量，一般為60—80kg/m2,冷藏間貯液噸位,單位t/d其中：G——冷藏間貯藏噸位(或冷庫計算噸位),t/d;4房間編號公稱容積V食品的計算密度p,冷庫體積利用系數(shù)η實際貯藏噸位G[t]冷卻冷藏間375(牛肉)21.87凍結(jié)冷藏間450(魚)26.25V=6m×6m×3.6m=129.6m3根據(jù)上面冷庫實際情況冷加工能力和冷藏間貯藏噸位所決定的各個冷間的面積，初步?jīng)Q定冷庫平面圖后冷卻物冷藏間O±1℃機房導(dǎo)東結(jié)物冷藏間-18±1℃后L牙室品冷卻間-2±1℃凍結(jié)間-23±1℃圖1-1冷庫平面圖52.冷負(fù)荷計算2.1冷負(fù)荷計算概述庫房耗冷量，即在單位時間里必須從庫房內(nèi)取的熱量，根據(jù)產(chǎn)生的熱量不同，庫房耗冷量可分為四類。Q一圍護結(jié)構(gòu)傳熱量W;2.2冷庫外墻、地坪、頂層保溫層結(jié)構(gòu)冷卻間、冷卻物冷藏間外墻：為聚苯乙烯預(yù)制庫板(δ=180mm,由下面計算傳熱系數(shù)過程確定)凍結(jié)間、凍結(jié)物冷藏室外墻：為聚氨酯預(yù)制庫板(δ=180mm,由下面計算傳熱系數(shù)過程確定)地板(架空):從上到下分別為普通鋼筋混凝土(120mm)、聚氨酯預(yù)制庫板(δ=180mm,由下面計算傳熱系數(shù)過程確定)頂層：為聚氨酯預(yù)制庫板(δ=180mm,由下面計算傳熱系數(shù)過程確定)2.3圍護結(jié)構(gòu)傳熱量g計算2.3.1計算各面?zhèn)鳠嵯禂?shù)傳熱系數(shù)：δ—圍護結(jié)構(gòu)厚度，單位m。λ—各層隔熱材料的導(dǎo)熱率w/(m2.℃),由原始資料得聚氨酯預(yù)制庫板：λ=0.0314W/m℃,聚苯乙烯預(yù)制庫板：λ=0.0465W/m℃。圍墻地板頂層aa6冷卻間8冷卻物冷藏間8凍結(jié)間8凍結(jié)物冷藏間8K、λ確定后，根據(jù)[2]《冷庫設(shè)計與管理》P84,表3-2“不同情況推薦的單位面積傳熱量控制指標(biāo)”,以及預(yù)制板的厚度規(guī)格，經(jīng)過多次試驗計算得，K、δ、λ確定后，并根據(jù)上面公式，利用Excel計算得各傳熱系數(shù)k,如下表表2-2各面墻傳熱的系數(shù)K各面墻傳熱的系數(shù)Kw/(m2.℃)冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間圍墻傳熱系數(shù)地板傳熱系數(shù)頂層傳熱系數(shù)2.3.2計算冷庫各庫房的圍護結(jié)構(gòu)的面積(單位：m2)表2-3冷庫各庫房的圍護結(jié)構(gòu)的面積冷卻間6×3.6冷卻物冷藏間凍結(jié)間6×3.6凍結(jié)物冷藏間圍墻面積地板面積頂層面積2.3.3冷庫各庫房室內(nèi)與室外的溫差(單位：℃)表2-4冷庫各庫房室內(nèi)與室外的溫差圍墻和頂部地面tfn△ttt?△t7冷卻間02冷卻物冷0000藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間002.3.4圍護結(jié)構(gòu)傳熱量Q:根據(jù)上面公式，將各個參數(shù)代入公式得各面墻的傳熱量，如下表表2-5圍護結(jié)構(gòu)傳熱量圍護結(jié)構(gòu)傳熱量Q(單位：W)冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間圍墻地面0頂層圍護總傳熱2.4貨物熱流量Q,計算對于上式，僅鮮水果、鮮蔬菜冷藏間需計算Q?、Qa,此冷庫冷藏肉類、水產(chǎn)品，只需計算食品熱量及包裝材料和運載工具熱量。8106頁，表3-14查得；106頁，表3-14查得；B,—貨物包裝材料或運載工具質(zhì)量系數(shù)，可以由[4]《冷庫設(shè)計》94頁，表表5-7查得；由原始參數(shù)、實際情況參數(shù)以及查上面提到的參數(shù)表等等，可得各個冷間的相關(guān)參數(shù)，如下表B,C,(kJ/kg)冷卻間4冷卻物冷藏間40凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間便可快速準(zhǔn)確的計算出各個冷間的貨物熱，如下表所示表2-7各個冷間的貨物熱冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間貨物總熱量貨物熱(W)4705.8662.5通風(fēng)換氣熱量Q?位W9Q。一冷間貨物換氣熱量(W);V—冷間的內(nèi)凈容積(m3);a—冷間每晝夜的換氣系數(shù)，本設(shè)計取2次；m—每晝夜通風(fēng)機運轉(zhuǎn)時間，本設(shè)計取24h;n—操作人員數(shù)。由原始參數(shù)、實際情況參數(shù)以及查上面提到的參數(shù)表等等，可得各個冷間的相關(guān)參數(shù)，并代入公式：可得相關(guān)數(shù)據(jù)如下表表2-8各個冷間的相關(guān)參數(shù)hN冷卻間2冷卻物冷藏間4凍結(jié)間-22.502凍結(jié)物冷藏間-16.542.6電動機運轉(zhuǎn)熱量計算QP,——電動機額定功率(kW)ξ——熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，電動機在冷間內(nèi)應(yīng)取1,電動機在冷間外應(yīng)取0.75b——電動機運轉(zhuǎn)時間系數(shù)，對空氣冷卻器配用的電動機取1,對冷間內(nèi)其他設(shè)備配用的電動機可按實際情況取值，如按每晝夜操作計8h計，則冷卻間：6×3.6=21.6m2凍結(jié)物冷藏間：6×6=36m2根據(jù)上面數(shù)據(jù)及冷風(fēng)機的規(guī)格可得表2-9各項參數(shù)照明照明Sb電機個數(shù)n冷卻間112冷卻物冷藏間4凍結(jié)間115凍結(jié)物冷藏間1142.7操作熱量Q;Q?—庫門開啟熱量(W);Q?,一操作人員熱量(W。式中，qm一庫房單位面積因庫門開啟而引起的熱量，查[1]《食品冷凍冷藏A—庫門面積。q,—每個操作工人的散熱量，查[1]《食品冷凍冷藏原理與設(shè)備》表表2-10各項參數(shù)冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間5353熱量A庫門7開啟熱量AN2424人員熱量各個冷間操作熱量Q?2.8庫房冷卻設(shè)備負(fù)荷：P—負(fù)荷系數(shù)，冷卻間和凍結(jié)間取1.3,其他冷間取1.0。將上述各個參數(shù)代入公式便可算得各個冷間的“庫房冷卻設(shè)備負(fù)荷”,如下表所示表2-11庫房冷卻設(shè)備負(fù)荷冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間庫房冷卻設(shè)備負(fù)荷6676.60281549123.731229285.097062.9庫房機械冷負(fù)荷Q;計算計算公式：P—負(fù)荷系數(shù)，冷卻間和凍結(jié)間取1.3,其他冷間取1.0。將上述各個參數(shù)代入公式便可算得各個冷間的“機械冷負(fù)荷”,如下表所示表2-12機械冷負(fù)荷冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間機械冷負(fù)荷11380.5632542.10負(fù)荷匯總：表2-13負(fù)荷匯總冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間QQ?PQ?Q?庫房冷卻設(shè)備負(fù)荷W機械冷負(fù)荷W4951872413.制冷設(shè)備的選型計算冷庫制冷系統(tǒng)機器設(shè)備的選型計算包括制冷壓縮機、冷凝器、冷卻設(shè)備、膨脹閥以及必要的輔助設(shè)備(中間冷卻器、高壓儲液器、油氨分離器、氣液分離器、等等)的選型與基本計算。3.1壓縮冷凝機組的選型計算3.1.1幾個主要參數(shù)的確定1)蒸發(fā)溫度t—庫房溫度，℃△t—冷間冷卻設(shè)備計算溫差，℃,一般情況At=7～10℃表3-1蒸發(fā)溫度及壓力冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間庫房溫度(℃)0蒸發(fā)溫度(℃)蒸發(fā)壓力kP2)冷凝溫度tx=(t?+t??)/2+(5~7),℃t,—濕球溫度，江西省南昌市的t,=27.9℃;△t—所選冷凝器形式的進出口水溫差。對于臥式冷凝器，△t=4～6℃;t?=27.9+3.1=31℃t?=31+4=35℃t?=(31+34)/2+7=40℃查壓R22壓-焓圖得：飽和氣體的壓力P=1.5335MPa由于冷卻間與冷卻物冷藏間溫度接近故將它們作為一個系統(tǒng)；凍結(jié)間與凍結(jié)物冷藏間溫度接近，故將它們作為另一個系統(tǒng)。圖3-1冷卻系統(tǒng)的1gP-h圖h圖3-2凍結(jié)系統(tǒng)的1gP-h圖綜上得各個參數(shù)值如下表所示表3-2各項參數(shù)冷凝溫度冷凝壓力過冷溫度蒸發(fā)器出口溫吸氣溫度度℃參數(shù)4051)利用電子版R221gP-h圖可以快速查得上圖各點的參數(shù)值，如下表所示表3-3各項參數(shù)冷卻系統(tǒng)凍結(jié)系統(tǒng)tt1405/3/1’0324603//4////在網(wǎng)上查到“廈門瀚龍制冷設(shè)備有限公司”的冷凝壓縮機組。機組的冷凝溫度也這些機組的參數(shù)可知，有蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、制冷劑都完全吻合的壓縮機組，所以，可以直接根據(jù)制冷量選用冷凝壓縮機組。機組到詳細(xì)參數(shù)如下：比澤爾半封閉壓縮水冷機組比澤爾半封閉活塞壓縮機組比澤爾系列半封閉活塞式冷凝壓縮機組主要以德國Bitzer(比澤爾)品牌半封閉活塞壓縮機為制冷主機(同時可根據(jù)用戶需求提供其它國外品牌及國產(chǎn)半封閉壓縮機組);主要水冷式半封閉冷凝壓縮機組、風(fēng)冷式半封閉冷凝壓縮機組及并聯(lián)機組等設(shè)備；其80%以上配件均為國際知名品牌，適用于5℃~-40℃的冷藏、冷藏庫、制冰系統(tǒng)中。制冷壓縮機：德國比澤爾Bitzer、其它品牌(可選)型號：3HP-60HP,可多機并聯(lián)組合；適用冷媒：設(shè)備適用于多種制冷劑，如R22、R404、R507C等，適用范圍：可滿足各類10—40℃的各種冷庫的制冷要求。表3-4比澤爾水冷高溫型機組參數(shù)表機組型號BS07M/BBS09M/BBS10M/BBS12M/BBS15M/BBS20M/B壓縮機型號名義匹數(shù)4DC7.24CC9.24VCS10.24TCS1適用溫度(℃)制冷劑壓縮機冷量及功率蒸發(fā)0℃蒸發(fā)-5℃功率功率蒸發(fā)-10℃蒸發(fā)-10℃功率75℃~-5℃1、冷凝溫度為40℃2、對于8HP以上的機組，當(dāng)使用蒸發(fā)溫度低于-25℃時必須配缸頭風(fēng)扇和CIC噴液系統(tǒng)。機組型號BS12L/BBS15L/BBS20L/BBS25L/BBS30L/BBS40L/B壓縮機型號名義匹數(shù)適用溫度(℃)-15℃~-20℃制冷劑壓縮機冷量及功率蒸發(fā)-20℃蒸發(fā)-25℃蒸發(fā)-30℃冷量(W)功率(KW)冷量(W)功率(KW)冷量(W)功率(KW)1、冷凝溫度為40℃2、對于8HP以上的機組，當(dāng)使用蒸發(fā)溫度低于-25℃時必須配缸頭風(fēng)扇和CIC噴液系統(tǒng)。這些機組的參數(shù)可知，有蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、制冷劑都完全吻合的壓縮機組，所以，可以直接根據(jù)制冷量選用冷凝壓縮機組。根據(jù)系統(tǒng)機械負(fù)荷如下系統(tǒng)機械負(fù)荷W64249.71111冷卻間和冷卻物冷藏間合用一臺冷凝壓縮機組，根據(jù)制冷量，選用“機組型號為：BS12M/B,制冷量為21300W>18724.82635W”,故選配合適。凍結(jié)間和凍結(jié)物冷藏間合用一臺冷凝壓縮機組，根據(jù)制冷量，選用“機組型號為：BS30L/B,制冷量為22900×3W>18724.82635W”,故選配合適。由于冷凝壓縮機組不僅包括制冷壓縮機、冷凝器、冷卻設(shè)備、膨脹閥，還包括了高壓儲液器、油分離器、氣液分離器等等輔助設(shè)備，則不需要再另行選用。1)對數(shù)平均溫差的計算將各個參數(shù)代入上式得2)冷凝面積的計算其中：k——傳熱系數(shù)，由[6]《冷庫制冷工藝設(shè)計》104頁表4-16查得一般選定的冷凝器的傳熱面積A應(yīng)該比計算的傳熱面積大20%--30%1.25F/m2,如下表所示表3-6高溫系統(tǒng)低溫系統(tǒng)3.3冷風(fēng)機的選型計算1)傳熱溫差計算根據(jù)上面的蒸發(fā)溫度以及庫房的溫度可得，各個庫房的傳熱溫差如下表所示表3-7冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)物冷藏間77772)蒸發(fā)器傳熱面積F的計算：初步?jīng)Q定選用“廈門瀚龍制冷設(shè)備有限公司”的冷風(fēng)機和排管，根據(jù)該公司網(wǎng)逆向計算出他們公司的冷風(fēng)機的傳熱系數(shù)K。表3-8DL系列(冷卻)DJ傳熱系數(shù)“廈門瀚龍制冷設(shè)備有限公司”冷風(fēng)機和排管的規(guī)格如下：D系列冷風(fēng)機D系列空氣冷卻器(又稱冷風(fēng)機)是一種用于各種冷庫的冷卻降溫和DJ三種型式分別適用于不同庫溫的冷庫。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，不占用冷庫實用面積等優(yōu)點，與自然對流排管相比，它能使冷庫內(nèi)貯藏的食品迅速降溫，大大提高了貯藏食品的保鮮度。二、產(chǎn)品用途D型系列空氣冷卻器與不同制冷量的壓縮冷凝機組配套，用于不同庫溫的冷庫中，作為冷制設(shè)備。其中DL型適用于庫溫為0℃左右的冷庫，如保存鮮雞蛋冷藏用。DJ型適用于庫溫為-25℃或低于-25℃的冷作為鮮肉或鮮魚制品等凍結(jié)三、產(chǎn)品特點1、殼體采用噴塑工藝或軋花鋁板，耐腐蝕，外觀美觀。2、盤管以錯排方式布置，傳熱效率高，通過機械脹管將鋁翅片套在銅管上連接牢靠。3、該產(chǎn)品為廠內(nèi)配線，所有接線均置于一個接線盒內(nèi)安裝維修方便。5、排水盤中央最低處設(shè)有排水接頭，排水可靠。7、U型管狀不銹鋼管及氧化鎂填科的電熱管，置于盤管中。融霜效果良好。綜合各個庫房的冷負(fù)荷、溫差以及平均傳熱系數(shù)，則可以計算出各個庫房的傳熱面積，如下表所示冷卻間冷卻物冷藏間凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間DL系列(冷卻)DJ系列(凍結(jié))庫房冷卻設(shè)備冷風(fēng)機傳熱面7777有該表上面的數(shù)據(jù)以及“廈門瀚龍制冷設(shè)備有限公司”冷風(fēng)機和排管的規(guī)格，便可決定如下型號的冷風(fēng)機或排管型號選用冷風(fēng)機制選用冷風(fēng)機面(兩臺)(兩臺)(兩臺)從上面的選型來看，冷風(fēng)機的制冷量和面積都非常匹配，選型非常成功。4.系統(tǒng)管道的設(shè)計4.1R22的管內(nèi)允許流速和壓力降表4-1R22的管內(nèi)允許流速管道名稱吸氣管排氣管冷凝器至膨脹閥R22的管內(nèi)允許流速0.8～1.40.4～1.0允許流速(m/s)管道名稱膨脹閥出口至蒸發(fā)器送液管回氣管4.2管徑的確定結(jié)算結(jié)果列表如下：表4-2各項參數(shù)冷卻間VWdVWd冷卻物冷藏間VWdVWd凍結(jié)間VWVWd凍結(jié)物冷藏間VWd2.回氣管管徑的確定表4-3各項目參數(shù)回氣管管徑的確定冷卻間Vwd冷卻物冷藏間VwdVwd凍結(jié)間40.26VWdVwd凍結(jié)物冷藏間3.機房主管管徑的確定表4-4機房主管管徑的確定送液管V89.38W1d回氣管V353.01W8d4.3管的選型查[7]《冷庫設(shè)計規(guī)范》圖8-9～圖8-16,選取結(jié)果列表如下：表4-5選取結(jié)果送液管的選型冷卻間】冷卻物冷藏間d凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間回氣管的選型冷卻間冷卻物冷藏間d凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間機房總送液管機房總回氣管dd5.自動化控制5.1庫溫自控根據(jù)[7]《冷庫設(shè)計規(guī)范》6.4.13條。特別是高溫庫溫度控制要求精度較高，一般采用TDW—12型溫度繼電器，配用BA2鉑電阻為感溫元件。其溫度上下限的幅差達(dá)±0.5%,可達(dá)到要求。電磁閥及自控選擇如下；冷風(fēng)機停止工作冷風(fēng)機停止工作房間溫度升高到調(diào)定值上限延遲數(shù)分鐘ZCHA-50QB開啟風(fēng)機開啟ZCL-57QB開啟冷風(fēng)機工作溫度降低到調(diào)定值下限BA2風(fēng)機停止工作TDW-12動作電信號BA2圖5-1控制系統(tǒng)圖下面是庫溫自動化控制的簡圖：來自冷卻塔未自知錄來自冷卻塔圖5-2庫溫自動化控制的簡圖5.2沖霜控制根據(jù)[7]《冷庫設(shè)計規(guī)范》6.4.14條規(guī)定，可以在發(fā)出沖霜信號之后，人工操作沖霜系統(tǒng)。自動化融霜可以用TDS-05型指令融霜時間程序控制器。其控11開始融霜供液電磁主閥，回氣電磁主閥，風(fēng)機斷路排液電磁主閥，熱氨電磁主閥通路2水電磁閥通路1狀態(tài)保持3水電磁主閥斷路1狀態(tài)保持4融霜完畢(復(fù)原信號)狀態(tài)1自動切回繼續(xù)降溫第三區(qū)段0-15分鐘第二區(qū)段0-30分鐘第一區(qū)段0-20分鐘圖5-3自動融霜控制圖選擇TDS—05型融霜指令可以人工發(fā)出或者與微壓差控制器配合使用。微壓差控制器的二個測點裝在冷風(fēng)機的蒸發(fā)器前后，蒸發(fā)器結(jié)霜到一定的厚度，前后壓力差即發(fā)生變化。此時，微壓差控制器即可以發(fā)出融霜指令。ZCHD-XXQB氣用電動反恒壓電磁主閥，微壓差控制器CWC-11,ZZRN一XXY止回閥(沖霜用，來保護電磁閥)的選擇，如上圖。5.3庫房的濕度控制在庫房里采用毛發(fā)濕度計，同時安裝氯化鋰電阻式濕度傳感器，將檢測到的信號送回到機房的自動化控制中心。當(dāng)庫房的濕度過低時，以便于采取相應(yīng)的措5.4冷風(fēng)機的自動化控制6.設(shè)計心得此次課程設(shè)計時間很緊，兩個課程設(shè)計同時進行，可以說是做得筋疲力盡了。計算量很大，冷負(fù)荷、管道的計算復(fù)雜而繁瑣，稍不小心就得改動大片數(shù)據(jù)，后邊的管道選擇和計算，布管和設(shè)備選擇讓