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1、1 目录 摘要3 1. 设计基本资料 1.1 设计目的3 1.2 设计要求3 1.3 设计题目3 1.4 设计指标3 1.5 设计背景3 1.6 设计地点室外气象参数4 2. 冷库工况确定 2.1 冷库工况和吨位分配5 2.3 库房平面设计6 2.4 围护结构换热系数的确定6 2.5 确定围护结构绝热层厚度6 3. 库房冷负荷的计算 3.1 围护结构热流量6 3.2 货物热流量8 3.3 通风换气热量量9 3.4 电机运转热流10 3.5 冷间操作热流量12 3.6 冷间机械负荷12 4. 设备选型 4.1 冷凝温度与蒸发温度的确定12 4.2 制冷原理的热工计算13 4.3 压缩机的选择计算
2、14 2 4.4 冷凝器的选择计算15 4.5 冷风机选择计算15 4.6 中间冷却器的选择计算16 4.7 油分离器的选择计算17 4.8 高压贮液器的选择计算18 4.9 低压循环贮液器的选择计算18 4.10 集油器的选择计算 19 4.11 氨泵的流量 19 4.12 设备汇总 20 5. 参考文献21 6. 设计小结22 摘要 生产性冷藏库主要建设在大中城市、人口较多的水陆交通枢纽，专门贮藏经过冷加 工的食品，以工调节淡旺季节、保证市场供应、提供外贸出口和做长期贮备之用。其特 点是冷藏容量大并考虑多种食品的贮藏，其冻结能力小仅用于长距离调入冻结食品在运 输过程中软化部分的再冻及当地小
3、批量生鲜食品的冻结。压缩式制冷是根据制冷原理将 压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，以及为了使制冷效能更高、运行更安全的辅助设备 3 （如油分离器、贮液器、气液分离器、循环储液桶、集油器、放空气器、阀件、仪表等） 用管道连接组成的一个闭合制冷循环。 关键词：压缩冷藏库节流中间完全冷却 1 设计基本资料 1.1 设计目的：制冷技术课程设计是热能动力工程专业（制冷与空调方向）在学完 制冷原理与设备理论课后，所必须进行的实践性教学环节，通过制冷工程设计训 练，使学生巩固和加深制冷技术的理论教学内容，培养学生实践能力，提高学生 分析问题和解决为工程实际问题能力。 1.2 设计要求：要求综合应用多种专业技术
4、知识完成制冷系统的工程设计。要求了 解和掌握一般的设计方法、步骤和技能。重点在设计方法、步骤、查阅资料等技 能的训练，以加强工程设计能力的培养。 1.3 设计题目：常州地区某冷库制冷系统的设计 1.4 设计指标：中型生产型性冷藏库 1.5 设计背景： 1）常州市某冷库是一个中型的生产性冷库，主要生产冻鱼虾。冷库主要包括冻结 间以及冻结物冷藏间两大部分。主要加工环节为：经过整理后的冰鲜鱼虾先放入冻 结间冷冻后，再放入冻结物冷藏间进行冷藏。 2）冻结间 ( 存放鱼虾 ) ：相对湿度 90% 95% ，温度 -23。冻结间 1、2 存放虾，每 间生产能力为 97t/d ；冻结间 3、4 存放冻鱼，冻
5、结间3 的生产能力为 78t/d ，冻结 间 4 的生产能力为 97t/d 。 。 3）冻结物冷藏间 (存放冻结后的鱼虾 ) ：相对湿度 90% 95% ，温度 -20，其冻结物 冷藏间的每间的冷藏吨位为352.67t 。 4）每日进货量，按冷间的冷藏量的5% 计算。 5）最大班工作人数： 6人。 1.6 常州室外气象参数： 4 1）地理位置：北纬 31 46 ，东经 119 57 ，海拔 9.2m 2）夏季室外空气调节日平均温度：32； 3）夏季室外通风日平均温度：32； 4）夏季室外平均每年不保证50 小时的湿球温度： 28.2 ； 5）室外最热月平均相对湿度：82； 6）夏季室外通风计算
6、相对湿度：66； 7）夏季室外风速： 1.5 m/s ； 2 冷库工况确定 2.1 冷库工况和吨位分配 库房名称相对湿度温度生产能力存放物 冻结间 1，2 9095% 23 oC 97t/d 虾 冻结间 3 9095% -23 oC 78t/h 2 冻鱼 冻结间 4 9095% -23 oC 97t/h 冻鱼 冻结冷藏间 5.6.7 9095% -20 oC 352.67t/h 冻结后的鱼虾 2.2 围护结构换热系数的确定 2.2.1冷库外墙、屋顶、地面保温层结构 外墙：由外到内依次为370mm 外墙、聚氨酯氢凝防潮隔气层、mm150单面聚氨酯彩 板粘贴（聚氨脂容重不小于37mm ） 。 地基
7、：由上到下依次为：mm125的 620 号钢筋混凝土粘结层、 0.2mm厚聚氨乙烯薄 膜一层采用同质漆粘接满贴、250mm 厚聚苯板烯板分两层下层150厚上层 100 厚用聚氨 酯粘贴并灌缝离墙50mm 留缝并用聚氨酯灌缝、 0.2mm厚聚氯乙烯薄膜一层采用同质胶粘 接满贴、mm20水泥沙浆找平层、架空层。 顶层：有上到下依次为：mm3厚 SBS防水卷材两道、刷基层处理一遍、mm20水泥 沙浆找平层、钢筋混凝土现场施工、刷素水泥沙浆一道、250 厚聚氨酯喷涂、 20 厚白水 泥沙浆抹面。 2.2.2 计算各面传热层系数 传热系数：Cmw aa k o nw 2 2 2 1 1 / 11 1 其
8、中： w a 围护结构外侧表面传热系数Cmw o2 /。 5 n a 围护结构内侧表面传热系数Cmw o2 /。 各层隔热材料的导热率Cmw o2 /。 2.2.3 冻结间 （1）外墙传热系数： 代入数据得外墙传热系数 k=1/(1/23+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/29)=0.19W/(m2) （2）地面传热系数： 代入数据得地面传热系数 k=1/(1/8+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9 304+1/29)=0.16 W/(m 2) （3）顶层传热系数： 代入数据得顶层传热系数 k
9、=1/(1/23+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/29)=0.12 W/(m2) 2.2.4 冻结物冷藏间 （1）外墙传热系数： 代入数据得外墙传热系数 k=1/(1/23+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/8)=0.19W/(m2) （2）地面传热系数： 代入数据得地面传热系数 k=1/(1/8+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9 304+1/8)=0.16 W/(m 2) （3）顶层传热系数： 代入数据得顶层传热系数 k=1/(1/23+0.02
10、/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/8)=0.12 W/(m2) 3 库房冷负荷计算 3.1 围护结构热流量 按照下式计算 nwww aAK 1 式中 1维护结构热流量（ W ） ； w K 维护结构传热系数 W/（m 2） ； w A 维护结构传热面积（m 2） ； a维护结构两侧温差修正系数； w维护结构外侧的计算温度（） n维护结构内侧的计算温度（） 6 维护结构热流量计算表如下： 库房名称及库 温 围护结 构名称 室外计 算温度 ()tw 计算面积（）K0 (w/ ) 库内外温差 （） tw-tn Q1 (W) 冻结间（ 01） 23 北外墙 32.00
11、 12.0 5.00 60.00 0.19 55.00 689.7 东外墙18.0 5.00 90.00 0.19 1034.55 南外墙12.0 5.00 60.00 0.19 68.7 地坪18.0 12.0 216.0 0.16 1330.56 屋顶18.0 12.0 216.0 0.12 1710.72 合计5455.23 冻结间（ 02） 23 北外墙 32.00 12.0 5 60.00 0.24 55.00 689.7 南外墙12.0 5 60.00 0.24 689.7 地坪18.0 12.0 216.0 0.26 1330.56 屋顶18.0 12.0 0 216.0 0.3
12、0 1710.72 合计4420.68 冻结间（ 03） 23 北外墙 32.00 12.0 5.00 60.00 0.19 55.00 689.7 东外墙18.0 5.00 90.00 0.19 1034.55 南外墙12.0 5.00 60.00 0.19 68.7 地坪18.0 12.0 216.0 0.16 1330.56 屋顶18.0 12.0 216.0 0.12 1710.72 合计5455.23 冻结间（ 04） 23 北外墙 32.00 12.0 5 60.00 0.24 55.00 689.7 南外墙12.0 5 60.00 0.24 689.7 地坪18.0 12.0 2
13、16.0 0.26 1330.56 屋顶18.0 12.0 216.0 0.30 1710.72 合计4420.68 冷藏间（ 05） 20 东外墙 32.00 30 5 150 0.19 52.00 1556.1 南外墙12 5 60 0.19 622.44 北外墙12 5 60 0.19 622.41 地坪30.0 12.0 360.0 0.16 2096.64 屋顶30.0 12.0 360.0 0.12 2695.68 合计7593.3 冷藏间（ 06） 20 南外墙 32.00 12.0 5 60.00 0.19 52.00 1556.1 北外墙12.0 5 60.00 0.19 6
14、22.44 地坪30.0 12.0 360.0 0.16 2096.64 屋顶30.0 12.0 360.0 0.12 2695.68 合计. 6970.86 冷藏间（ 07） 20 东外墙 32.00 30 5 150 0.19 52.00 1556.1 南外墙12 5 60 0.19 622.44 7 北外墙12 5 60 0.19 622.41 地坪30.0 12.0 360.0 0.16 2096.64 屋顶30.0 12.0 360.0 0.12 2695.68 合计7593.3 围护结构总负 荷 41909 kw 3.2 货物热流量 3.2.1货物热流量计算公式如下： t hhm
15、6 .3 21 式中货物热流量（ W ） ； m冷间的每日进货质量（kg） ； h1货物入冷间开始温度时的比焓（kJ/kg ） ； h2货物在冷间终止降温时的比焓（kJ/kg ） ； t 冷加工时间（ h） 。 3.2.2冷间每日进货质量m应按如下规定： 1冻结间应按设计冷加工能力计算； 2有从外库调入货物的冷库， 其冻结物冷藏间每间每日进货质量应按该间计算 吨位的 5计算。 3.2.3 货物热流量计算表如下 房间 装载能力 （吨或吨 / 天） 日进出 货量 G （吨） 进库温度 t1（） 食品比热 cp1（ kJ/ （ *k) ） 终止温度 t2 加工实 践 T(h) 冷负荷 Q2(kW)
16、冷却间 197.00 16.17 10.00 1.9 -23.00 4.00 27.736 冷却间 297.00 16.17 10.00 1.9 -23.00 4.00 27.736 冷冻间 378.00 13 10.00 1.9 -23.00 4.00 22.2986 冷冻间 497.00 18 10.00 1.9 -23.00 2.00 27.44 冷藏间 5 352.67.00 17.3 -23.00 1.9 -20.00 24.00 -3.4899 冷藏间 6 352.67.00 17.3 -23.00 1.9 -20.00 24.00 -3.4899 冷藏间 7 352.67.00
17、17.3 -23.00 1.9 -20.00 24.00 -3.4899 合计94.7409 3.3 通风换气热流量 8 3.3.1通风换气热流量计算公式如下： nwnr nnnw ba hhn nVhh 30 24 * 6.3 1 333 （6.1.14 ） 式中3操作热流量（ W ） ； 3a冷间换气热流量（ W ） 3b操作人员需要的新鲜空气热流量（W ） n每日开门换气次数，可采用23 次； Vn冷间内净体积（ m 3） ； h w冷间外空气的比焓（ kJ/kg ） ； hn冷间内空气的比焓（ kJ/kg ） n冷间内空气密度（ kg/m 3） nr操作人员数量； 24-1d 换算成
18、24 小时的数值 30-每个操作人员每小时需要的新鲜空气量 根据设计要求有： hw 308kJ/kg ， hn 253.12kJ/kg ， n=3, 3.3.2冷冻间的通风换热量 )(3347.19 24 32.142165312.253308 * 6 .3 1 3 kw a 3.3.3冷藏间的通风换热量 )(168.24 24 32.133605312.253308 * 6.3 1 3 kw b )(503.43168.243347.19 333 kw 3.4电动机运转热流量计算公式如下： bP d 1000 式中电动机运转热流量（ W ） ； P d电动机额定功率（ KW ） ； 热转化系
19、数，电动机在冷间内时取1； 9 b电动机运转时间系数，对空气冷却器陪用的电动机取1。 在这里直接取 Q4=16kw （经验值） 3.5 操作热流量 3.5.1冷间操作热量计算公式为： rr nnwnkk ddcba n MhhVnn A 24 3 246.3 1 555 式中操作热流量（ W ） ； d每平方米照明热流量，冷却间、冻结间、冷藏间和冷间内穿堂，可取 2.3W/； n k每日开门换气次数，为3 次 Vn冷间内净体积（ m 3） ； h w冷间外空气的比焓（ kJ/kg ） ； hn冷间内空气的比焓（ kJ/kg ） ； M空气幕效率修正系数，可取0.5 ； n冷间内空气密度（ kg
20、/m 3） ； 24 3 每日操作时间系数，按每日操作3 小时计算； nr操作人员数量， 6 人 r每个操作人员产生的热流量 （W ） ； 冷间设计温度等于 -20时，宜取 412W rdda kwA)(484.23*360*3 .2 5 r nnwnkk b kw MhhVnn )(80625.6 246.3 1 5 )(309412*6* 24 3 * 24 3 5 wn rrc )(309.0 24 3 kwn rr )(59925.9 24 3 246 .3 1 5 kwn MhhVnn A rr nnwnkk dd 3.6 冷间机械负荷计算： 10 )( 5544332211 nnn
21、nnR j 式中 j 机械负荷（ W ） ； n1 维护结构热流量的季节修正系数，取1； n2 货物热流量折减系数； n3 同期换气系数，宜取0.5 1.0 ； n4 冷间用的电动机同期运转系数； n5 冷间同期操作系数； R 制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，直接冷却系统宜取1.07 ，间 接冷却系统宜取1.12 ； 冷间机械负荷 Q 。220.155kw 取制冷系统的工作时间系数为0.75 得出制冷系统需要配置的制冷量为 )293.540(kw75220.155/0.75. 0/ 0j QQ 4 设备选型 4.1 冷凝温度与蒸发温度的确定 4.1.1冷凝温度的确定: 根据实用制冷工程设计手册
22、P141表 3-2 选用立式管壳式冷凝器 0 21 2 tt tk t1冷却水进口温度 t2冷却水出口温度 m冷凝器中平均传热温差，取最小值 冷却水温升 t2-t1, 取 23当 t30时取下限 tk=（20+24）/2+7=29冷凝压力 Pk=12.378810 5Pa 4.1.2蒸发温度的确定 蒸发温度取 33蒸发压力 P0=1.03610 5Pa 压缩比 Pk/p0=11.958 采用一级中间完全冷却双级压缩式制冷系统 11 4.1.3中间温度的确定 由实用制冷工程手册 P44查得 tm=0.4tk+0.6t0+3=0.4290.6 （ 33）+3=5.2 4.2 制冷原理的热工计算 4
23、.2.1原理图如下 中 间 冷 却 器 6 8 7 5 冷凝器 2 9 蒸发器 低压级 压缩机 高压级 压缩机 3 4 4.2.2根据原理图得到的压焓图如下 4.2.3通过氨的Ph 图得到： 1 h=1427.8kJ/kg 2 h=1615.6kJ/kg 3 h =1460.8kJ/kg 4 h=1635.8 kJ/kg h5=321.7kJ/kg h 8=h7=301.6kJ/kg 单位制冷量 q 0= 1 hh8=1106.1 kJ/kg 3 1 1 2 4 7 5 8 6 h p 12 制冷剂的质量流量26538.0 1.1106 54.293 0 0 q M R (kg/s) 4.3
24、压缩机的选择计算 根据冷间机械负荷 j=293.54KW 选用 4 台 S8-12.5 型单机双级制冷压缩机所配电动机功率为6.6kw 其单台制冷量 78KW 低压气缸容积 424m 3/h 高压气缸容积 141m3/h 气缸直径 125 4.3.1高压级输气系数： 查实用供热手册 P156 804.01 1036.0 238.1 085.094.01085.094.0 28. 1 1 1 1 2 n p p 4.3.2低压级输气系数: 785.01 01. 01036.0 238.1 085. 094.0 28. 1 1 4.4 冷凝器的选择计算 冷凝器的热负荷： k=MR（h4h5）=0.
25、148（1953663）=190.9KW 冷凝器传热面积的确定： 42.139 3000 1026766.418 3 m k K F 根据制冷辅助设备 P1选用 LN150 型立式冷凝器 2 台 单台设计压力 2.0Mp 冷却水用量 209.13m 3/h 4.5 蒸发器冷风机的选择计算 4.5.1蒸发面积的确定 根据实用制冷工程设计手册P730查得冷风机传热系数K取 13.9W/ 总设备冷负荷为 220.155KW 13 蒸发面积1979 89.13 10155.220 3 1 m K F 4.5.2冷风机风量的计算 各房间的风量按qv= q 计算 qv冷风机的风量 m 3/h q 库房冷却
26、设备负荷W 配风系数 ; 冻结间采用 =0.91.1, 冷却间、冷藏间采用=0.50.6m 3/wh 各房间风机风量计算 : 略 4.5.3风机的选择 根据系列制冷设备 P5 冻结间 1、2、3、4 均选用 大连雪山 DD71350/3 12 L 参数: 蒸发面积 350 、冲霜水量 4t/h 轴流风机型号 :LEF7 总风量 10000m 3/h 、全压 270Pa 配套电动机型号 :YLZ4 总功率 2.2kw 房间 5、6、7 均选用光滑 U形直式顶排管：排管直径D38,液体集管 D57,气体集 管 D76 ，角钢 250*5 4.6 中间冷却器的选择计算 4.6.1中间冷却器直径的确定
27、 m W V W V d zz z 526.0 5.0 348.0804.0 0188. 00188.0 3600 4 氨压缩机高压级的输气系数 v氨压缩机高压级的理论输气量 WZ中间冷却器内的气体速度不应大于0.5m/s 4.6.2中间冷却器蛇形管冷却面积 14 应按下式计算冷库设计规范 P42 6.37 zz z z k A 中间温度 t m=5.2 中间冷却器的热负荷 z=M R （h5h8）=0.26538* （321.7-301.6 ）=5.334(kw) 6. 6 2 .52.0 2 .029 lg3 .2 )2 .0(29 lg3. 2 1 1 zc z c z 式中1冷凝温度
28、z中间冷却温度 c中间冷却器蛇形管的出液温度应比中间冷却器温度高35 2 3 82.5 6 .6500 10334.5 mAz 4.6.3中间冷却器的选择 根据计算由制冷辅助设备查得选用ZL-3.0 系列 其中 : 外径 600mm 4.7 油分离器的选择计算 m W V W V d yy y 27.0 3.0 141435.0 0188.00188.0 3600 4 选用 YFA-65TL型填料式油分离器由冷库设计规范P43 6.3.9查得 其主要尺寸及接通管径 d1 65mm Do 412mm H 2365mm h1 1440mm h2332mm 4.8 高压贮液器的选择计算 mz qvV
29、 由冷库设计规范 P44 6.3.12查得 15 取 1 取 70 v取 0.00169 m 3/kg 每小时氨液的总循环量 532148.03600 m q kg/s 28. 100169.0 7 .0 5321 zV m 3/s 根据冷冻空调设备大全P298选用 ZA3.5 型 贮液器 壳休尺寸氨管接口 D：800 mm d 1 40mm S：12mm d2 32mm l ：3000mm d3 20 L：3970mm 主要尺寸 l1 320mm l 4 250mm l2800mm l 5 1400mm 4.9 低压循环贮液器的选择计算 )(9.0 1*1*0.5 3600*1.2*0.26
30、538 0.01880188.0 3600 4 m nW V nW V d dddddd d 冷藏库设计规范 P45 6.3.16 带入数据得 其体积（选择下进上出式供液系统） hqqd VVV6 .0 5 .0 1 选用 DXZ 22-2.5 型低压循环贮液器 4.10 集油器的选择计算 根据实用制冷工程设计手册 P204 集油器的选型：根据经验制冷量在230kw以下，选桶径 159mm 1台足矣；在 230kw至 1160kw选 325mm 1台；超过 1160 选 325mm 2台甚至更多。 在这里：因为制冷量230kw至 1160kw.首用壳体直径为 325mm 的集油器 1 台 4.
31、11 氨泵流量计算 16 氨泵流量计算： )/(83.35*10*47.1*6 .3* 1.1106 160298 * 33 hmvqnq ZZZV 注： 对下进上出供液用5 倍 4.12 设备汇总 设备名称型号选型来源备注 压缩机S8-12.5 互联网电动机 6.6KW 冷凝器LN 150 型立式制冷辅助设备设计压力 2.0Mp /h 冷风机DD71 350/3 12 L 系列制冷设备大连雪山 冷藏间顶排管排管直径 D38 液体集管 D57 气体集管 D76 ，角钢 250*5 中冷器ZL-3.0 互联网制冷辅助设备 油气分离器YFA-65TL 大连雪山桶径 600mm 高压贮液器ZA 3.
32、5 冷冻空调设备大全容积 3.55 立方米 低压贮液器DXZ 22-2.5 互联网大连雪山 集油器325mm 经验 17 5. 参考资料 1. 空气调节用制冷技术 2. 空气调节 3. 采暖通风与空气调节设计规范 4. 冷库设计规范 5. 民用建筑暖通空调设计技术措施 6. 空气调节设计手册 7. 实用制冷工程设计手册 8. 冷藏库设计 9. 冷库制冷设计手册 10. 建筑设备施工安装图册 11. 暖通空调设计选用手册（下） 12. 制冷空调设备产品样本 13. 制冷工程设计实例图集 14. 冷冻空调设备大全 15. 简明空调用制冷设计手册 16. 大连雪山网 屋顶结构图 20mm 厚水泥沙浆抹面 水泥砂浆找平层 20mm 250mm 厚聚氨酯喷涂 3mm 厚SBS 防水卷材两道