40T水果冷藏库冷库设计方案.docx
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40T水果冷藏库冷库设计方案
1.设计依据与基础资料
1.1设计依据
《冷库设计规范》GB50072-2001
1.2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1004.5
hbar
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%。
1
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
2
H——房间净高,m。
V1101=(25.092/2-0.25-0.28)×19.592×(4.2-0.4755)=876.8
m3
V1102=(25.092/2+0.25)×19.592×(4.2-0.4755)
V1201=15.952×25.092×(4.2-0.4755)
V1301=25.092×19.592×(4.2-0.5365)
=933.7
=1831
=1801
m3
m3
m3
∑V1
=876.8+933.7+1831+1801=5442.5m3
2)冷藏间贮藏吨位(或冷库计算吨位)G
G=∑V1〉Sç/1000t
式中:
G——冷库计算吨位,t;
3
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,∑V1=5442.5m3
ç=0.55
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〉s=230Kg/m3
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=111t
2
积)m;
V1——冷藏间或冰库的公称容积,m;
G102=933.7×230×0.55/1000=118t
G201=1831×230×0.55/1000=232t
G301=1801×230×0.55/1000=227t
∑G
i
=111+118+232+227=688t
3)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×G
Kcal/h
[1]
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/h
Q102=118×120=14160Kcal/h
Q201=232×120=27840Kcal/h
Q301=227×120=27240Kcal/h
Q=∑Qi=688×120=82560
Kcal/h=96.32KW
3
冷库名称
库温
o
(C)
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
0
150
2500
36.8
147.2
龙华果库
0-2
1000
10000
115.5
116
驷马果库
0-2
700
6000
60
100
上桥果库
0-2
1000
10000
122
122
4)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)
o
C
[1]
其中,ts1=t+sts
st——安全值,机械通风冷却塔st=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=t+s1t
o
C
[1]
4
冷间编号
3
公称容积(m)
贮藏吨位(T)
标况下耗冷量(Kcal/h)
101
876.8
111
13320
102
933.7
118
14160
201
1831
232
27840
301
1801
227
27240
合计
5442.5
688
82530
△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=31oC
ts2=31+2=33
o
C
tk=(31+33)/2+6=38
o
C
冷间的冷却设备的蒸发温度t0为:
t0=t—△t
o
C
[1]
式中:
t——库房温度,oC;
△t——冷间冷却设备计算温差,冷风机△t=7~10
o
C.
t0=t△—△t=0—8=-8
o
C
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=14.989Bar
tK对应冷凝压力PK=3.2147Bar
LgP
Bar
主要参数:
P0=14.989Bar
H2=2010KJ/Kg
PK
3
2
PK=3.2147Bar
t0=-8oC
P0
4
1'
1
tK=38
o
C
H1=1780KJ/Kg
Qv=630Kcal/m3
H1H2
H
KJ/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
5
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:
'
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:
16
KW;
重量:
553
Kg;
工质:
氨NH3;
形式:
V;
汽缸直径:
100mm;活塞行程:
70
mm.;
汽缸数:
4个;
主轴转速:
960
r/min;活塞行程容积:
126.6
m3
6
n=∑Q/Q0≥2
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:
çvh2−h1
v1çiçdçm
式中,ηv一一活塞压缩机的容积效率;
1
p2m
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;
2.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
çv=74.2%
p=25.6
KW
≤30
KW
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.
7
p=(1.10~1.15)vh
−1
p1
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:
∑Q
'
=Ki∑Q
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;KW
Ki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.
∑Q
'
=Ki∑Q=Ki∑Q=1.27×54×2=137
KW
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=165
冷凝器的冷凝面积Fk为:
KW
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=3500~4000
Kcal/m2.h。
Fk=Qk/qk=165×3600/4.2×3750=37.5
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。
m2
型号:
LN一30型;
冷凝面积:
29m2;
容器类别:
EM一2;
壳体直径:
450
mm;
接管公称尺寸:
d65(进气)
d32(出液);
安全阀:
d2=15mm;平衡管d3=25
8
mm;底座尺寸:
526×526mm×mm;
重量:
1135
kg.
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φ
18×2×50,一个;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
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:
9
冷间编号
2
冷藏间净面积(m)
2
冷风机传热面积(m)
101
235.4
235.4
102
250.7
250.7
201
491.6
491.6
301
491.6
491.6
各房间冷风机选择列表
④
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
Vz=
ϕ
®
v∑qmm3
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,每小时氨液总循环量,Kg;
Ψ值应该按照《冷库设计规范》的规定,冷藏库公称体积为
2001~10000m3时,Ψ=1;若冷库有部分蒸发器因为生产淡季或者检修而需
要抽空时,体积系数可以酌情取大。
∑qm的求法可以按照制冷系统内质量流量求法来计算。
对于工质氨,sht=5oC,立式壳管式冷凝器rct=0oC;参考前边的
Lgp一h图,PK/P0≤8的单级压缩,将数据代入公式,得到
Vz=
ϕ
®
∑qv=
1
0.7
⋅
137⋅103⋅3600
3
=1.12m3
选择高压贮液器:
型号
ZA一1.5B;
3
容器类别:
Em一2;
桶体尺寸:
L3000×D800;
接管公称尺寸:
d140
d232
d320
mm;
10
冷间编
号
冷风机
型号
冷却面积
2
(m)
台
数
性能指标
101
LDLc一
280
280
1
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
3
24000m/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
102
LDLc一
280
280
1
201
LDLc一
280
280
2
301
LDLc一
280
280
2
630⋅10⋅4.2
容积:
1.632m;
主要尺寸:
H1260,L3733
mm;
底座尺寸:
640×560
mm×mm;重量:
915kg
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;放油角阀Dg15,一个;
出氨液截止阀Dg32,
一个;
螺栓M16×60,四组;进氨气Dg65,截止阀一个;
直通式
压力表阀Dg4,一个;
1.5级压力表0~2.5Mpa,一个;液位计;L-1000,
一个;
安全阀接管φ25×2.5,一个;
地脚螺栓M20×300,四
组。
b.氨油分离器的选择
按照《冷库设计规范》P43,6.3.9条的规定,氨油分离器的直径应该按
下式计算:
dy=
4⎣⎨
3600ð⎤y
=0.0188
⎣⎨
⎤y
式中:
dy一一氨油分离器的直径(m);
λ一一氨压缩机的输气系数;
3
wy一一氨油分离器气体速度,填料式氨油分离器易采用
0.3~0.5m/s;
代入数据得到:
dy=0.0188
⎣⎨
⎤y
=0.288m
选择2台YF一65T型号的氨油分离器.
d165,d265;
3
接管
主要尺寸:
H1130;
支座:
A200,B140;
11
重量:
107Kg.
υ一一氨压缩机的理论输气量(m/h);
容积:
0.061m;容器类别:
SM一2;壳体尺寸:
H0662,D0325;
附件规格数量:
角阀Dg15一个;
地脚螺栓:
M16×300,4组。
c.集油器
当标准工况下的制冷量小于250~350KW时,采用D150mm的集油器。
选择2台,一台为高压集油器,一台为低压集油器.型号JY一150型集油
器.壳体尺寸:
H0409,D0159;
重量:
30Kg.
附件规格数量:
主要尺寸:
H647;
支座:
A150,B106;
角阀Dg15三个;
1.5级压力表0~0.25Mpa,一个;
压力表角阀
Dg4一个;
液面计,L一300,一个;地脚螺栓M16×300,4组。
d.空气分离器(不凝气体分离器)
当标准工况下的制冷量小于100万KW时,采用小号空气分离器(不
凝气体分离器).
选择1台型号KF一32空气分离器(不凝气体分离器).公称直径:
32mm;
换热面积:
0.45m2;
接管:
d132,d232;支座:
H2240,H365;主要尺
寸:
L1593,D108;支座:
H2240,B140;
重量:
50Kg.
附件规格数量:
角阀Dg15,Dg10各一个,进放空气;截止阀Dg10,Dg25各一个,供应液
氨,排除氨气.
e.紧急泄氨器
型号较少,任选择一种:
XA一100型.进氨:
38×3.5,进水:
38×
3.5,108×4,H1280.
f.氨泵
从我们的调研材料可知,由于氨泵强制制冷剂循环可以提高传热,降
低(减少)冷却时间。
简化操作。
便于集中控制.因此,目前冷库多采用
12
氨泵强制制冷剂循环.按照《冷库设计规范》P43页6.3.18条的规定,氨
泵流量负荷波动较大的冷却设备应该采用蒸发量的5~6倍或者7~8
倍.
V泵=n∑Q'Vz/rm3/h[1]
式中:
V泵一一氨泵的体积流量(m3/h);
n一一氨泵的循环倍率,取5~6;
Vz一一t0下氨液的比容(饱和状态),(m3/Kg);
r一一t0下氨液的比潜热,(KCal/Kg);
氨泵目前型号较少,国内生产的有齿轮氨泵,叶轮氨泵和屏蔽氨泵3
种.
方案设计里,可以暂时按照流量选择。
施工图设计里,再按照扬程校
核.氨泵应该选择一台备用,特别是屏蔽氨泵。
更应该如此.
本次的毕业设计的底层,库房的冷风机将低于低压循环贮液器.因此
因此只能采用下进上出的形式.从排油,冲霜的角度来考虑,底层可以用
一个氨泵回路,二,三层可以用一个氨泵回路.
查《冷藏库设计手册》,n=5,Vz=1.54×10-3m3/Kg,
KCal/Kg;
r=308.34
代入数据求得,
∑Q
'
=137⋅3600/4.2Kcal/h
V泵=5×137×3600/4.2×1.54×10-3/308.34=2.9
m3/h.
选择2台AB一3型氨泵:
流量:
3m3/h;
速:
1410r.p.m
压力:
1.5Kgf/cm2;
转
电动机功率:
1.1KW;
进出液口直径:
4
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- 40 水果 冷藏库 冷库 设计方案