冷库制冷工艺课程设计

目录一、设计条件..................................................错误!未定义书签。

(一)制冷工艺条件..........................................错误!未定义书签。

(二)设计背景：............................................错误!未定义书签。

二、库容量计算................................................错误!未定义书签。

(一)急冻间................................................错误!未定义书签。

(二)低温冷藏间............................................错误!未定义书签。

三、围护结构传热系数计算......................................错误!未定义书签。

(一)外墙..................................................错误!未定义书签。

(二)地坪..................................................错误!未定义书签。

(三)屋顶..................................................错误!未定义书签。

(三)冷藏间内墙............................................错误!未定义书签。

(四)急冻间内墙............................................错误!未定义书签。

(五)急冻间走道外墙........................................错误!未定义书签。

(六) 冷藏间走道外墙.......................................错误!未定义书签。

四、冷耗量的计算..............................................错误!未定义书签。

(一)冷库围护结构传热面引起的冷耗量Q1......................错误!未定义书签。

(二)食品冷加工的耗冷量Q2..................................错误!未定义书签。

(三)库内通风换气热量Q3的计算 .............................错误!未定义书签。

(四)电动机运转热量Q4的计算 ...............................错误!未定义书签。

(五)操作热量Q5的计算 .....................................错误!未定义书签。

(六)总耗冷量..............................................错误!未定义书签。

五、冷却设备的选型计算........................................错误!未定义书签。

(一)冻结物冷藏间..........................................错误!未定义书签。

(二)冻结间................................................错误!未定义书签。

(三)流化床................................................错误!未定义书签。

六、制冷压缩机的选择计算......................................错误!未定义书签。

(一)计算条件..............................................错误!未定义书签。

(二)制冷压缩机的选择......................................错误!未定义书签。

七．辅助设备的选择计算........................................错误!未定义书签。

(一)冷凝器................................................错误!未定义书签。

(二)油分离器：............................................错误!未定义书签。

(三)高压贮液器............................................错误!未定义书签。

(四)氟泵的选型计算........................................错误!未定义书签。

(五)低压循环桶的选型计算..................................错误!未定义书签。

(六)热虹吸罐的选型计算....................................错误!未定义书签。

八．管径的确定................................................错误!未定义书签。

(一)回气管................................................错误!未定义书签。

(二)吸入管................................................错误!未定义书签。

(三)排气管................................................错误!未定义书签。

(四)冷凝器至贮液桶........................................错误!未定义书签。

六、制冷设备和管道的隔热厚度确定..............................错误!未定义书签。

个人总结......................................................错误!未定义书签。

参考文献......................................................错误!未定义书签。

徐闻某小型食品加工厂制冷工艺设计计算说明书一、设计条件(一)制冷工艺条件(1)拟在徐闻建设一小型食品加工厂，该工厂以加工菠萝为主，拟建设一个速冻间，以冻结盘装菠萝块，装菠萝的塑料盘尺寸为600*400*60，搁架每一层叠放2层塑料盘，以冻结块状菠萝为主(2)对于颗粒状的菠萝丁，要求用流化床冻结设备，生产能力为2000KG/小时，该冻结设备在-35℃/+35℃工况条件下的制冷量为320KW，该设备放置在冷库外的加工车间内.(3)冷库结构见附件图纸所示，要求采用排管作为冷却设备，要求温度为-18℃库温.(二)设计背景：因湛江市徐闻与海口临近，所以室外气象参数取海口作计算依据.(1)地理位置：海南省海口(2)台站位置：北纬东经(3)夏季大气压： kPa(4)夏季室外计算干球温度：34.50 ℃夏季空调日平均：29.90 ℃夏季计算日较差：8.80℃(5)夏季室外湿球温度：27.90 ℃(6)夏季室外平均风速：2.80 m/s(7)该系统采用氟利昂作制冷剂，用作油冷却通过虹吸管系统完成，压缩机吸气过热温度为10℃，过冷温度为10℃.二、库容量计算(一)急冻间急冻间内设两排搁架，每排搁架12格，每格两层，每层两列，每列26个塑料盘，每个塑料盘能装菠萝块10kg.=2×12×2×2×26×10/1000＝吨急冻库容量GJ1冻结时间为8h，进出货时间2h，一天加工两次，急冻间日生产能力为吨.(二)低温冷藏间1、1#冷藏间库内净面积：A=×库内净高：H=㎡公称容积：V=×=818.7m3货物计算密度：ρ=230㎏/ m3容积利用系数：η=冷藏吨位：GL1=×230×1000=吨2、2#冷藏间与1#冷藏间相同，冷藏吨位：GL2=×230×1000=吨3、3#冷藏间库内净面积：A=×库内净高：H=㎡公称容积：V=×=544.23m3货物计算密度：=230㎏/ m3容积利用系数：=冷藏吨位：GL3=×230×1000=吨冷藏间总容量G= GL1+ GL2+ GL3=++=吨三、围护结构传热系数计算主要计算外墙、内墙、屋顶和地坪的传热系数.(一)外墙(二)地坪(三)屋顶(三)冷藏间内墙(四)急冻间内墙(五)急冻间走道外墙冷藏间走道外墙(六)(一)冷库围护结构传热面引起的冷耗量Q1按计算围护结构传热面积的原则计算各库房围护结构的传热面积，然后计算耗冷量.各库房围护结构传热量Q 2的计算根据围护结构热阻，计算外墙热惰性指标 D=∑R n S n =×+×+×+×+ ×=>4(二)食品冷加工的耗冷量Q2冷藏间进货温度等于库温，所以冷藏间食品加工耗冷量为零.冻结间冻结能力为吨/次，每日两冻，日冻结能力为吨.冻结食品为加工菠萝.每间最大进货量为吨/次，食品进库前的温度为29.9℃，经冷藏6小时后达－18℃.G＝29120公斤/次，T＝6小时食品在储存前后的含热量：h1=kg,h2=kgt1=32℃,t2=-18℃,B=,Cb=122()124960(385.1 6.7)/8327946.673.6 3.6aGWTh hQ-==⨯⨯-=122()1291200.25(29.918) 1.59/625669.083.6 3.6bbGBW Tt t CQ-==⨯⨯⨯+⨯= 222467888.3025669.08353615.75353.626a bW KWQ Q Q=+=+==(三)库内通风换气热量Q3的计算1#冷藏间和2#冷藏间操作人数各为4人，3#冷藏间为3人.冷间空气焓值ρn=1.384kg/m3，冷间空气焓值hn=kg,室外空气焓值hw= kJ/kg.1、1#冷藏间：h W =kg,hW=kg,n=4,V=3m,31.384/nkg mρ=Q 3=Q3a=6.316.3)(=-TnVGnnw hhρ×+×4××1.384/24==2、2#冷藏间：其Q3与1#冷藏间相同，为.3、3#冷藏间：hW =kg,hW=kg,n=4,V=3m,31.384/nkg mρ=Q 3=Q 3a =6.316.3)(=-TnV G nn w h h ρ×+×4×× 1.384/24==4、急冻间不计算库内通风换气热量Q 3.(四)电动机运转热量Q 4的计算1、低温冷藏间采用光滑顶排管，故无电动机运转热量Q 4.2、冻结间采用搁架排管，按每吨配风1000m 3/(T ·h),选用型号轴流式风机5台,其中单台风量为6235m 3/h ，计算电动机功率为:∑P=×5=,ζ=1,ρ=1Q 4=1000∑P ζρ=1000××1×1=5500W=(五)操作热量Q 5的计算1、低温冷藏间 (1)1#冷藏库：A=㎡，V=937.17m 3，q d =2W/㎡, h W =kg,h W =kg ，M=,31.384/n kg m ρ=,n r =2,q r =419W/人 ,n=2，n n =4. Q 5a = Aq d =×2=Q 5b =Vn(h w -h n )M ρ/24/3600=×2×+××1.384/24/= W Q 5c =3 n n q r /24=3×4×419/24= W Q 5= Q 5a ＋Q 5b ＋Q 5c =＋＋= W(2)2#冷藏库同1#冷藏库，其Q 5= W (3)3#冷藏库:A=㎡，V=624.78m 3，q d =2W/㎡, h W =kg,h W =kg ，M=,31.384/n kg m ρ=,q r =419W/人 ,n=，n n =3.Q 5a = Aq d =×2=Q 5b =Vn(h w -h n )M ρ/24/3600=××+××1.384/24/= W Q 5c =3 n n q r /24=3×3×419/24= W Q 5= Q 5a ＋Q 5b ＋Q 5c =＋＋=2、冻结间不计算Q 5的热量.(六)总耗冷量1.库房冷却设备负荷计算Q q =Q 1＋PQ 2＋Q 3+Q 4＋Q 5 (1)低温冷藏间：P=1(2)冻结间：P=(3)高温冷藏间：P=12、冷间机械负荷计算冷间机械负荷分别根据不同蒸发温度计算.(1)急冻间自用一个－33℃蒸发温度.Q j =(n1∑Q1＋n2∑Q2＋n3∑Q3＋n4∑Q4＋n5∑Q5)Rn 1=1,n2=,n3=0,n4=,n5=0,R=(2)冻结物冷藏间采用－28℃蒸发温度:Q j =(n1∑Q1＋n2∑Q2＋n3∑Q3＋n4∑Q4＋n5∑Q5)Rn 1=1,n2=0,n3=,n4=0,n5=,R=Qj汇总表五、冷却设备的选型计算(一)冻结物冷藏间冻结物冷藏间制冷量比较小，负荷变化小，采用直接供液方式.采用光滑U型直式顶排管,管径采用D38无缝钢管.查资料得氨光滑U型顶排管K’为，氟利昂按其85%计算，顶排管面积的计算:A=Qq /(K△t) K=K’C1C2C3=m2℃, △t =10℃(1)1#冷藏库A=10=㎡(2)2#冷藏库A=10=㎡(3)3#冷藏库A=10=2、无缝钢管长度L采用φ38×㎜无缝钢管,每米长的面积为0.119m2/m (1)1#冷藏库需用钢管长度:L1==1854.117m(2)2#冷藏库需用钢管长度:L==1854.117m2(3)3#冷藏库需用钢管长度:L==1304.045m33、U型排管的制作详见顶排管制作图(略)(二)冻结间冻结间耗冷量较大，采用单一冷却方式难以达要求，采用搁架排管加冷风机的形式，吊顶两端留有300mm缝隙,两侧紧贴墙面,冷风从一端被风吹进,从另一端吹出,使库内冷风循环流动.(1)采用无缝钢管排管，其所需要冷却面积A:△t =10℃,K=m2℃排管取直径57mm，厚度为3.5mm的无缝钢管，中心距取80mm，每格排管数 N=1200/80=15排管总面积A=××12×15×2=676.544m2排管制冷量Qp=KA△t=××10==搁架排管的制作详见搁架排管制作图.(2)选用DJ吊顶低温型冷风机，在冻结间工况下换热系数为( m2℃).风机所承担制冷量Qf=Qq-Qp=风机换热面积F=Qf/K/△t=10=1445.938m2选用KLJ-300型号冷风机5台.(三)流化床流化床总制冷量为320KW，冷风机换热系数为( m2℃)，在隧道均布六台冷风机.单台冷风换热面积F=Q/K△t=320000/17=880.63m2选用KLJ-150型号冷风机6台.六、制冷压缩机的选择计算进行制冷压缩机的选择，整个库房的耗冷量计算完毕后,可按机器总负荷Qj考虑系统的经济性，选用R22制冷剂.(一)计算条件该冷库为单层冷库，为提高制冷效率，节省经济费用，选用蒸发式冷凝器.=ts＋徐闻的夏季室外湿球温度：27.90 ℃，所以可以确定冷凝温度为:tk4=34.9℃冷库拟选用比泽尔公司的带经济器的螺杆压缩机，利用其压缩机选型软件进行选型，根据排气温度和制冷系数来校核选型.(二)制冷压缩机的选择2、冻结间系统：选用比泽尔HSN8591-160-40P两台、HSN8571-125-40P一台，技术参数如下：机组总制冷量Q=2×+=428KW，总冷凝容量Qq=2×205+=，同样，排气温度127.6℃<150℃，符合要求.3=3=，125.3℃<150℃，符合要求.七．辅助设备的选择计算(一)冷凝器冷凝器拟选用江苏维克德利的ZNL系列蒸发式冷凝器.1、冷藏间系统冷凝符合Q=,冷凝温度为34.9℃，湿球温度为27.9℃，1ZNL排热量修正系数表标准排热量Q=*=2、冻结间系统冷凝器负荷：Q=,冷凝温度为34.9℃，湿球温度为27.9℃q标准排热量Q=×=3、流化床系统冷凝器总负荷：Q=，冷凝温度为34.9℃，湿球温度为q27.9℃，标准排热量Q=×=(二)油分离器：各系统均选用洗涤时油分离器，油分内气体流速去0.6m/s. 1、冻结物冷藏间系统：压缩机排气量Qv=84m 3/hd 0.222m === 选用YF-40型油分离器1台 2、冻结间系统：压缩机并联机组的总排气量Qv=2×535+410=1480 m 3/hd 0.934m === 选用YF-200型油分离器1台. 3、流化床系统：压缩机并联机组的总排气量Qv=3×410=1230 m 3/hd 0.85m === 选用YF-200型油分离器1台(三)高压贮液器1、冻结物冷藏间系统：ν=0.86729 L/㎏,φ=1,β=,∑=h kg G /96.7843za V /10000.872m Gv ϕβ==∑ 选用型高压贮液器1台 2、冻结间系统：ν=0.86729 L/㎏,φ=,β=,9715/G kg h =∑3za V /100014.44m Gv ϕβ==∑ 选用型高压贮液器3台. 3、流化床系统：ν=0.86729 L/㎏,φ=,β=,7644/G kg h =∑3za V /100011.36m Gv ϕβ==∑选用型高压贮液器2台，型高压贮液器1台.(四)氟泵的选型计算1.冻结间系统n=6,qz=2804×2+2178=7786kg/h,V/=0.000721 m3/kg.qv =nxqzvz=6×7786×=33.70m3/h选用南京久涌泵阀的IHF65-50-125-35型氟泵1台，备用1台，共2台，其流量为35 m3/h，扬程16m，电机功率3KW.2.流化床系统n=6,qz=1987×3=5961kg/h,V/=0.000717m3/kgqv =nxqzvz=6×5961×=25.64m3/h选用南京久涌泵阀的IHF65-50-125-25型氟泵1台，备用1台，共2台，其流量为25 m3/h，扬程20m，电机功率3KW.(五)低压循环桶的选型计算1、冻结间系统：(1)低压循环直径桶的选型计算：qvs =1480,ω=0.5m/s, 1=ξ, n=1d=nvωξλ/=1.02m(2)低压循环桶容积的计算:本设计采用立式低压循贮液桶,采用下进上出式供液.容积计算如下：①搁架排管容积:Vg=× 2/4×15×12×2=3.23m3②冷风机容积：查找厂家资料得，单台冷风机管内容积为0.142 m3，三台为:Vg=3×=0.426 m3③回气管容积:回气管选φ133×,共长约50米,每米容积为0.012266 m3Vh=50× =0.613281m3冷藏间制冷量较大，负荷变化较大，取bτ = ，V b=33.7 m3 /hVd =++bτV b)/=11.2 m3选用ZDX-10L-型低压循环桶一台.2、流化床系统(1)低压循环直径桶的选型计算：qvs =1230,ω=0.5m/s, 1=ξ, n=1d=nvωξλ/=0.932m(2)低压循环桶容积的计算:采用下进上出式供液系统①冷风机的容积：KLJ-150系列冷风机冷风机管内容积为0.076 m3，六台为0.456 m3②回气管容积:回气管φ108×，共长约50米，每米容积为0.00785 m350×=0.3925 m3③bτ= ， V b=25.637m3 /hVd =++bτq)/=7.79 m3选用ZDX-10L型低压循环桶1台.(六)热虹吸罐的选型计算1、：冷藏间系统由压缩机选型数据可知，冷藏间系统油冷负荷为6，,52KW，选用φ203×1829（直径×高）型热虹吸罐一个。