设计20.docx
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设计20
摘要
1、设计基本资料
1.1设计指标
1.2设计地点及其室外参数
1.3各冷藏库室内设计参数
2、冷藏库
2.1设计的吨位分配
2.2库房的尺寸计算
2.3维护结构换热系数计算
2.4维护结构绝热层厚度
3、库房冷负荷计算
3.1围护结构耗冷量Q1
3.2货物耗冷量Q2
3.3电机运转耗冷量Q3
3.4通风换气耗冷量Q4
3.5冷藏间操作耗冷量Q5
3.6冷却设备冷负荷
3.7冷间机械负荷
4、设备选型
4.1冷凝温度和蒸发温度的确定
4.2制冷原理的热工计算
4.3压缩机的选型计算
4.4冷凝器的选型计算
4.5蒸发器冷风机的选型计算
4.6.中间冷却器的选型计算
4.7油分离器的选型计算
4.8高压贮液器的选型计算
5、系统管道设计
6、管道及设备的隔热
参考文献………………………………………………………………………
摘要
分配性冷藏库他们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(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
ABSTRACT
Theybuildtheassigningfreezerinlargeandmediumcities,people'smorehubsofcommunicationsoflandandwater,isitundergofoodofcoldworkingtopreservespecially,regulatelightbusyseasonsection,guaranteemarketsupply,offerforeignexportandmakewithworkerstockforalongtimeuse.Characteristicitstorefrigeratecapacitytobeheavyconsideringmanykindsofpreservationoffood,itfreezeabilitytobelittletousedinatalongdistanceisitfreezefoodsoftenpartfreezeandlocalshortruncatchtofreezefreshfoodinthecourseoftransportingtocallinningonly.Personwhocompressrefrigerationaccordingtorefrigerationprinciplethecompressor,condenser,chokevalveandevaporimeter,andformakerefrigerationtobeefficiencyevenmorehighandoperatingstillmoresaferassistingequipment(Suchastheoilseparator,personwhostoreliquid,,angryliquidseparator,circulationstoreliquidbarrel,collectoildevice,personwhodropahint,valvepiece,instrument,etc.),closerefrigerationcirculationwithpipelineonemadeuptojoin
Keyword:
CompressionFreezerThrottleCompletecoolingofthemiddle
1设计基本资料
1.1设计目的:
毕业设计是工科类专业教学的重要环节之一,是对学生在校所学理论知识的全面总结和综合检验。
通过毕业设计初步了解建筑环境与设备工程专业的设计内容、程序和基本原则,了解设计计算的步骤和方法,培养学生的识图和制图能力,引导学生学会查找设计规范和设计手册,初步了解本专业的主要设备、附件及材料。
参加《制冷技术》毕业设计的学生,通过设计要求掌握有关冷藏库有关制冷工艺设计的内容、程序及基本原则和制冷工艺设计计算方法并提高绘制设计图纸的能力。
在设计过程中尽可能联系当前技术发展和环保要求,参照新规范进行设计,使设计达到技术、经济、运行管理的合理、可行和安全可靠。
1.2设计题目:
深圳市东华肉类冷藏库设计
1.3设计指标:
3000吨分配性冷藏库
1.4设计地点室外气象参数:
室外空气计算温度:
30℃
室外计算湿度:
平均80﹪
1.5冷藏库室内设计参数
库房名称
相对湿度
温度
高温冷藏间
90%
0oC
低温冷藏间
95%
-18oC
穿堂
85%
26oC
深圳室外
80%
30oC
2冷藏库热工计算
2.1根据冷藏库设计吨位将其分配如下:
低温冷藏库:
1500吨分为三个低温冷藏间每间吨位500吨
高温冷藏库:
1500吨分为三个高温冷藏间每间吨位500吨
2.2冷藏库尺寸计算
根据公式:
(2-1)
式中G—冷库计算吨位(t);
V1—冷藏间的公称体积(m3);
η—冷藏间的体积利用系数;
ρs—食品的计算密度(kg/m3)
根据《冷库设计规范》表3.0.5查得冻肉的密度为ρs=400kg/m3
根据公式(2-1)得,
冷藏库总体积
根据《冷库设计规范》表3.0.3初步估计其η=0.6得到V=12500m³
每间高温库:
长×宽×高=32×25×4.2
每间低温库:
长×宽×高=25×20×4.2
高低温冷藏间设计吨位500吨/间共6间
2.3库房平面图设计如下
2.4围护结构换热系数的确定
根据《冷藏库设计》P49公式(2-1-2)
K0=0.6-0.00714·Δt千卡/米2·时·℃(此公式适用于+10~-30℃的温度范围)
2.4.1高温冷藏间
设计温度:
0℃,室内外温差Δt=30℃
围护结构传热系数K0=0.6-0.00714×30=0.4475(W/㎡·℃)
2.4.3低温冷藏间
设计温度:
-18℃,室内外温差Δt=48℃
围护结构传热系数K0=0.6-0.00714×48=0.2985(W/㎡·℃)
2.5确定围护结构绝热层厚度
2.5.1各个库房外墙的材料确定如下:
结构层次
厚度/m
热导率/[W/(m•K)]
热阻R
外墙
1
外墙外表面空气热阻
23
0.043
2
20mm厚水泥砂浆抹面
0.02
0.80
0.025
3
370mm厚预制混凝土砖墙
0.37
0.70
0.5285
4
9mm厚二毡三油隔汽层
0.009
2.19
0.0041
5
沥青膨胀珍珠岩
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
0.144
0.265
0.110
0.110
1.309
2.429
6
120mm混合砂浆砌砖墙
0.12
0.70
0.1714
7
20mm厚水泥砂浆抹面
0.02
0.80
0.025
8
外墙内表面空气热阻
8
0.125
总热阻
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
2.231
3.351
传热系数
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
0.448
0.298
2.5.2根据已定的围护结构系数确定各库房外墙绝热层材料的厚度:
根据《冷库设计规范》公式4.4.2得
高温冷藏库总热阻
=2.235(㎡·℃/W)
绝热层厚度
=0.144m取其厚度为144㎜
低温冷藏库总热阻
=3.35(㎡·℃/W)
绝热层厚
=0.265m取其厚度为265㎜
根据《冷库设计规范》公式4.4.7得:
式中Rmin—围护结构最小总热阻(㎡·℃/W);
tg—围护结构高温侧的气温(℃);
td—围护结
t1—围护结构高温侧空气的露点温度(℃);
b-热阻的修正系数,取b=1.0。
查表知高温侧空气的露点温度为t1=28.0℃
围护结构最小总热阻:
(㎡·℃/W)
各库房内的温度不同,将冷却间,冷冻间,冷藏间的库内温度td:
0℃,-18℃,-23℃依次带入上式得到各库房的最小热阻:
冷却间:
Rmin=0.4448(㎡·℃/W);冷冻间Rmin=0.786(㎡·℃/W);
冷藏间:
Rmin=0.7117(㎡·℃/W)。
而计算得到的个房间的热阻:
冷却间:
R0=2.235(㎡·℃/W);冷冻间R0=3.89(㎡·℃/W);
冷藏间:
R0=3.35(㎡·℃/W)。
均大于最小热阻,所选墙体材料及厚度合适。
2.5.3库房地坪材料的选择计算
结构层次
厚度/m
热导率/[W/(m•K)]
热阻R
地坪
1
60mm厚细石钢筋混凝土面层
0.06
1.35
0.0444
2
15mm厚水泥砂浆抹面层
0.015
0.8
0.0187
3
一毡二油油毡
沥青
0.002
0.003
0.15
0.4
0.0133
0.0075
4
20mm厚水泥砂浆抹面层
0.02
0.8
0.025
5
50mm厚炉渣预制块
0.05
0.35
0.1428
6
540mm厚炉渣层
0.54
0.28
1.9285
7
15mm厚水泥砂浆保护层
0.015
0.80
0.0187
8
二毡三油油毡
沥青
0.004
0.006
0.15
0.4
0.0266
0.0150
9
20mm厚水泥砂浆保护层
0.02
0.8
0.0250
10
530mm厚单层红砖干铺
0.053
0.7
0.0757
11
400mm厚干砂垫层
0.400
0.5
0.800
12
150mm厚3:
7灰土垫层
0.15
0.345
0.4347
13
100mm厚碎石灌50号水泥砂浆
0.10
0.6
0.1666
14
内表面空气热阻
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
18
12
0.055
0.083
总热阻
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
3.7975
3.8255
传热系数
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
0.2633
0.2614
2.5.4库房楼板材料的选择计算
结构层次
厚度/m
热导率/[W/(m•K)]
热阻R
楼板
1
内墙外表面空气热阻
23
0.043
2
40mm厚预制混凝土板
0.04
1.1
0.0363
3
空气间层
0.02
0.23
4
二毡三油油毡
沥青
0.004
0.006
0.15
0.4
0.0266
0.015
5
20mm厚水泥砂浆找平层
0.02
0.8
0.025
6
30mm厚钢筋混凝土屋盖
0.03
1.35
0.0222
7
空气间层
1.5
0.24
8
mm厚稻壳隔热层
1.1
0.13
8.4615
9
250mm厚钢筋混凝土板
0.25
1.35
0.1851
10
内墙外表面空气热阻
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
18
12
0.055
0.083
总热阻
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
9.3397
9.3677
传热系数
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
0.1071
0.1067
2.5.5库房内墙材料的选择计算
结构层次
厚度/m
热导率/[W/(m•K)]
热阻R
内墙
1
内墙外表面空气热阻
23
0.043
2
20mm厚水泥砂浆抹面
0.02
0.80
0.025
3
120mm混合砂浆砖砌墙
0.12
0.70
0.1714
4
20mm厚水泥砂浆抹面
0.02
0.80
0.025
5
冷底子油一道
6
9mm厚二毡三油隔汽层
0.009
2.19
0.0041
7
软木隔热层
0.15
0.06
2.500
8
20mm厚水泥砂浆抹面
0.02
0.80
0.025
9
内墙外表面空气热阻
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
18
12
0.055
0.083
总热阻
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
2.8485
2.8765
传热系数
冷却物冷藏间
冻结物冷藏间
0.3511
0.3476
3库房冷负荷计算
3.1围护结构热流量
按照下式计算
式中
—围护结构热流量(W);
—围护结构传热系数[W/(m2·℃)];
—围护结构传热面积(m2);
—围护结构两侧温差修正系数;
—围护结构外侧的计算温度(℃)
—围护结构内侧的计算温度(℃)
3.1.1围护结构传热面积
计算应该符合下列规定:
1屋面、地面和外墙的长、宽度应该自外墙外表面至外墙外表面或外墙外表面至内墙中或内墙中至内墙中计算。
2楼板和内墙长、宽度应自外墙内表面至外墙内表面或外墙内表面至内墙中或内墙中至内墙中计算。
3外墙的高度:
地下室或底层,应自地坪的隔热层下表面至上层楼面计算。
4内墙的高度:
地下室或底层和中间层,应自该层地面、楼面至上层楼面计算;顶层应自该层楼面至顶部隔热层下表面计算。
3.1.2围护结构的传热面积
计算部位
传热面积
计算部位
传热面积
长/m
宽/m
面积/㎡
长/m
宽/m
面积/㎡
No.1
东墙
33.366
8.528
284.54
No.4
东墙
26.608
8.528
226.91
北墙
25.853
8.528
220.47
北墙
20.974
8.528
178.86
南墙
25.853
8.528
220.47
南墙
20.974
8.528
178.86
楼板、地坪
32
25
800.000
楼板、地坪
25
20
500.00
No.2
北墙
25.339
8.528
216.09
No.5
北墙
20.339
8.528
173.45
南墙
25.339
8.528
216.09
南墙
20.339
8.528
173.45
楼板、地坪
32
25
800.000
楼板、地坪
25
20
500.00
No.3
西墙
33.366
8.528
284.54
No.6
西墙
26.608
8.528
226.91
南墙
25.853
8.528
220.47
南墙
20.974
8.528
178.86
北墙
25.853
8.528
220.47
北墙
20.974
8.528
178.86
楼板、地坪
32
25
800.00
楼板、地坪
25
20
500.00
3.1.3围护结构热流量计算表如下:
冷间序号
墙体方向
No.1
东墙
0.448×284.545×1×30
30
0
3824.285
北墙
0.448×220.474×1×30
30
0
2963.171
南墙
0.448×220.474×1×30
30
0
2963.171
楼板
0.1071×800×0.7×30
30
0
1799.280
地坪
0.2633×800×0.7×30
30
0
4423.44
此间合计
15973.347
No.2
北墙
0.448×216.091×1×30
30
0
2904.263
南墙
0.448×216.091×1×30
30
0
2904.263
楼板
0.1071×800×0.7×30
30
0
4423.44
地坪
0.2633×800×0.7×30
30
0
1799.280
此间合计
12031.246
No.3
西墙
0.448×284.545×1×30
30
0
3824.285
南墙
0.448×220.474×1×30
30
0
2963.171
北墙
0.448×220.474×1×30
30
0
2963.171
楼板
0.1071×800×0.7×30
30
0
1799.280
地坪
0.2633×800×0.7×30
30
0
4423.44
此间合计
15973.347
No.4
东墙
0.298×226.913×1×48
30
-18
3245.764
北墙
0.298×178.866×1×48
30
-18
2558.499
南墙
0.298×178.866×1×48
30
-18
2558.499
楼板
0.1067×500×0.7×48
30
-18
1792.560
地坪
0.2614×500×0.7×48
30
-18
4391.520
此间合计
14546.842
No.5
北墙
0.298×173.451×1×48
30
-18
2481.043
南墙
0.298×173.451×1×48
30
-18
2481.043
楼板
0.1067×500×0.7×48
30
-18
1792.560
地坪
0.2614×500×0.7×48
30
-18
4391.520
此间合计
11146.166
No.6
西墙
0.298×226.913×1×48
30
-18
3245.764
南墙
0.298×178.866×1×48
30
-18
2558.499
北墙
0.298×178.866×1×48
30
-18
2558.499
楼板
0.1067×500×0.7×48
30
-18
1792.560
地坪
0.2614×500×0.7×48
30
-18
4391.520
此间合计
14546.842
3.2货物热流量
3.2.1货物热流量计算公式如下:
式中Φ—货物热流量(W);
—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冷却间或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
食品热流量Q=m(h1-h2)/(T*3.6)
房间
装载能力(吨)
日进出货量G(吨)
进库温度t1(℃)
食品比焓h1(kJ/㎏)
终止温度t2℃
食品比焓h2(kJ/㎏)
冷却时间T(h)
冷负荷Q2(W)
冷却物冷藏间1
500
50.00
4
235.5
0
222.9
24.00
7291.7
冷却物冷藏间2
500
50.00
4
235.5
0.
222.9
24.00
7291.7
冷却物冷藏间3
500
50.00
4
235.5
0
222.9
24.00
7291.7
冻结物冷藏间1
500
50.00
-8-
38.4
-18
4.6
24.00
19560.2
冻结物冷藏间2
500
50.00
-8-
38.4
-18
4.6
24.00
19560.2
冻结物冷藏间3
500
50.00
-8-
38.4
-18
4.6
24.00
19560.2
合计
80555.7
3.3电机运转热流量
3.3.1电动机运转热流量计算公式如下:
式中Φ—电动机运转热流量(W);
Pd—电动机额定功率(KW);
—热转化系数,电动机在冷间内时取1;
b—电动机运转时间系数,对空气冷却器陪用的电动机取1。
3.3.2电动机运转热流量计算表
电动机运转负荷Q3=1000*P*ρ*£
房间
风机额定功率P(KW)
热转化系数+£
电动机运转时间系数ρ
Q(W)
冷却物冷藏间1
10
1
1
10000
冷却物冷藏间2
10
1
1
10000
冷却物冷藏间3
12
1
1
10000
冻结物冷藏间1
15
1
1
15000
冻结物冷藏间2
15
1
1
15000
冻结物冷藏间3
15
1
1
15000
合计
3.4冷藏间操作热流量
3.4.1操作热流量计算公式如下:
式中Φ—操作热流量(W);
Φd—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/㎡;
nk—每日开门换气次数;
Vn—冷间内净体积(m3);
hw—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;
—冷间内空气密度(kg/m3);
—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;
Φr—每个操作人员产生的热流量(W)冷间设计温度高于或等与-5℃时,宜取279W;冷间设计温度低于-5℃时,宜取395W。
3.4.2冷间操作热流量见下表
冷藏间操作热流量Q4=Q4a+Q4b+Q4c=qd×A+0.2778Vn(hw-hn)ρn/24+3nrqr/24
房间
面积A(㎡)
qd(W/㎡)
照明负荷Q4a(W)
室内体积Vn(M3)
冷间外的比焓hw(kJ/㎏)
冷间内的比焓hn(kJ/㎏)
空气密度
ρn(㎏/m3)
每日换气次数n
操作流量/人qr(W)
操作人数nr
操作热流量Q4c
1
800
2.0
1600
3360
77.8
8.46
1.41
1.00
280
13
5827.4
2
800
2.0
1600
3360
77.8
8.46
1.41
1.00
280
13
5827.4
3
800
2.0
1600
3360
77.8
8
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