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小型冷庫設(shè)計l學(xué)生姓名：安劍l學(xué) 號：08102080219l指導(dǎo)教師：陳燕l(xiāng)班 級：08級機械設(shè)計制造及l(fā) 其自動化（2）班西安文理學(xué)院4/23/20232背景及意義 隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對食品的保鮮要求也會越來越高，對冷藏食品的需求不斷增多。冷庫主要用于生鮮農(nóng)副產(chǎn)品和食品飲料的儲藏，能滿足生鮮食品冷藏運輸中的保鮮和冷凍要求。因此了解冷庫的建設(shè)及其發(fā)展就顯得相當(dāng)重要。4/23/2023設(shè)計中所做的工作本論文設(shè)計的是冷藏容量為500t的小型冷庫，所做的工作如下：查詢當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣候參數(shù)；選擇冷庫的隔熱與防潮材料；確定制冷系統(tǒng)方案；選擇制冷機及其輔助設(shè)備；設(shè)計系統(tǒng)的管道；進(jìn)行制冷系統(tǒng)的試壓試漏及管道保溫。4/23/20234環(huán)境氣候l環(huán)境氣候?qū)鋷斓脑O(shè)計來說是一個重要的參數(shù)。在冷庫的設(shè)計中，環(huán)境氣候?qū)鋷斓母魺岱莱钡脑O(shè)計、制冷機及其輔助設(shè)備的選擇等都有著影響。l西安市環(huán)境氣候參數(shù)：l地理位置:北緯3342；東經(jīng)10740;海拔400ml大氣壓力：冬季102.525千帕；夏季100.391千帕l室外風(fēng)速：冬季 2.8 m/s 夏季 2.0 m/s4/23/20235隔熱與防潮合理的冷庫結(jié)構(gòu)，良好的隔熱，防潮性能和地坪強度，是冷庫長久使用的重要條件。根據(jù)冷庫隔熱與防潮的要求，選擇的材料為：1.外墻：由外到內(nèi)，370mm聚氨酯氫凝防潮隔氣層、150mm 單面聚氨酯彩板粘貼2.頂層：有上到下，3mm厚SBS防水卷材、220mm水泥沙漿、250mm厚聚氨酯、20mm厚白水泥沙漿。3.地基：由上到下，125mm的620號鋼筋混凝土，0.2mm厚聚氨乙烯薄膜，250mm厚聚苯板烯板分兩層下層150厚上層100厚、中間50mm聚氨酯、0.2mm厚聚氯乙烯薄膜4/23/20236制冷系統(tǒng)方案的確定制冷系統(tǒng)設(shè)計方案的好壞關(guān)系著冷庫的制冷裝置效果的好壞。圖5-1兩級壓縮氨制冷機的系統(tǒng)圖1-低壓壓縮機；2-高壓壓縮機；3-油分離器；4-單向閥；5-冷凝器；6-儲液器；7-過冷器；8-中間冷卻器；9-浮子調(diào)節(jié)閥；10-調(diào)節(jié)站；11-氣液分離器；12-（室內(nèi)冷卻排管）蒸發(fā)器4/23/20237制冷機及輔助設(shè)備選擇制冷機及其輔助設(shè)備是保證冷庫正常工作的前提。根據(jù)參數(shù)：Tk=33.5 Pk=1.271 MPa,TO=-33 Po=0.103 MPa，壓縮機選S8-12.5 型單機雙級制壓縮機；根據(jù)公式：F=Qk/qa V水=FlVm 冷凝器型號選LNA-40立式型冷凝器;中間冷卻器選ZLA-1.5中間冷凝器；油分離器選YFA-65油分離器；高壓儲液器選WCA-950型高壓儲液器；4/23/20238系統(tǒng)的管道設(shè)計制冷系統(tǒng)的管道設(shè)計決定著系統(tǒng)的制冷性能，運轉(zhuǎn)是穩(wěn)定安全。根據(jù)系統(tǒng)管道的設(shè)計要求，制冷劑為氨，所以各管道不能用銅質(zhì)管材。系統(tǒng)中也不能用鍍鋅管，不能對設(shè)備的接觸制冷劑的表面進(jìn)行鍍鋅處理。因此設(shè)計中系統(tǒng)管道材料取10碳素?zé)o縫鋼管。4/23/20239制冷系統(tǒng)的試壓試漏及管道保溫冷庫建成之后還得做好制冷系統(tǒng)的試壓試漏及管道保溫工作。1.系統(tǒng)試壓；2.系統(tǒng)排污；3.系統(tǒng)用抽真空試驗；4.系統(tǒng)氨試漏；5.系統(tǒng)設(shè)備及管道保溫。結(jié)論通過本次冷庫設(shè)計學(xué)習(xí)到了全新的知識，在設(shè)計中了解到小型冷庫的工作原理及設(shè)計過程，知道了冷庫在日常生活中的重要作用。由于制冷是一個新的知識體系，難免在設(shè)計中會有一定的錯誤，希望老師能夠諒解。1 西安文理學(xué)院機械電子工程系 本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 小型冷庫設(shè)計 專業(yè)班級 08 機械設(shè)計制造及其自動化 2 班 學(xué) 號 08102080219 學(xué)生姓名 安劍 指導(dǎo)教師 陳燕 設(shè)計所在單位 西安文理學(xué)院 2012 年 5 月 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 小型冷庫設(shè)計 摘要： 隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對食品的保鮮要求也會 越來越高，對冷藏食品的需求不斷增多。而冷庫主要用于生鮮農(nóng)副產(chǎn)品和食品飲料的儲 藏。由于其具有冷藏、保溫的特殊功能，能滿足生鮮食品冷藏運輸中的保鮮和冷凍要求， 使其在冷鏈物流中起著重要的作用，成為冷鏈物流的中不可缺少的一個環(huán)節(jié)。因此了解 冷庫的建設(shè)及其發(fā)展就顯得相當(dāng)重要。 本次設(shè)計是小型冷庫的制冷系統(tǒng)的設(shè)計。根據(jù)冷庫冷量的要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣 候，以及課本上的知識理論來完成完成滿足當(dāng)?shù)貙嶋H需要的冷庫。在系統(tǒng)設(shè)計中，主要 是進(jìn)行壓縮機的選取，以及制冷器、蒸發(fā)器的設(shè)計選擇，和制冷劑充灌量的估算以及輔 助設(shè)備的選擇。 小型冷庫為生鮮農(nóng)副食品和飲料的冷藏提供了一個空間，滿足了生鮮食品在冷藏運 輸中的保鮮和冷凍要求。提高了人們的生活水平。 關(guān)鍵詞：冷庫設(shè)計 制冷系統(tǒng) 負(fù)荷計算 選型計算 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 The Design Of Small Storage Abstract： With the rapid development of social economy and the improvement of peoples living standard, The requirement of people on food preservation will be getting higher and higher, the increasing demand of frozen food.And cold storage is mainly used for fresh agricultural products , food and beverage stores.Because it has the special function of refrigeration, thermal insulation, can satisfy the fresh food cold storage and transportation of fresh and frozen, the cold chain logistics plays an important role in the cold chain logistics, has become an indispensable component of.Therefore, understanding the construction of cold storage and its development is very important. This design is the design of small cold storage refrigeation system.According to the cold cold volume requirements, combined with the local climate, as well as the knowledge of the textbook theory to finish to meet the local needs of the cold storage.In the design, mainly for compressor selection, and cooler, evaporator design choices, and refrigerant quantity estimation and auxiliary equipment selection. Small cold storage for fresh agricultural non-staple food and beverage refrigeration provided a space, to meet the fresh foods in refrigerated transport of fresh and frozen requirements.Improve the peoples living standard. Key word：Cold Storage Design Refrigeation System Load Calculation Selection Calculation 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 目錄 第一章 緒論 .3 1.1 選題的目的與意義 .3 1.2 冷庫在國內(nèi)外行業(yè)現(xiàn)狀及存在的問題 .3 1.2.1 國外冷庫行業(yè)現(xiàn)狀 .3 1.2.2 國內(nèi)冷庫行業(yè)現(xiàn)狀 .3 1.2.3 目前主要存在的問題 .4 1.3 發(fā)展趨勢： .5 1.3.1 建設(shè)規(guī)模 .5 1.3.2 冷鏈物流 .5 1.3.3 制冷設(shè)備 .6 1.3.4 整體規(guī)劃 .6 1.4 本課題主要研究內(nèi)容和設(shè)計任務(wù) .6 第二章 工程概況與原始資料 .7 2.1 工程概況 .7 2.1.1 凍結(jié)間、凍結(jié)物冷藏間 .7 2.1.2 室內(nèi)計算參數(shù) .7 2.2 氣象情況 .7 2.2.1 室外計算參數(shù) .7 2.2.2 室內(nèi)計算參數(shù) .7 第三章 冷庫隔熱防潮設(shè)計 .8 3.1 冷庫的結(jié)構(gòu) .8 3.2 隔熱與防潮的基本要求 .8 3.2.1 土建冷庫的隔熱、防潮 .8 3.2.2 裝配式冷庫的隔熱、防潮 .8 3.3 維護(hù)結(jié)構(gòu)的材料及選擇 .9 3.3.1 冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)用隔熱材料及選擇 .9 3.3.2 冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)用防潮材料及選擇 .9 3.3.3 冷庫外墻、屋頂、地面保溫層結(jié)構(gòu) .9 第四章 冷負(fù)荷計算 .11 4.1 計算各面?zhèn)鳠釋酉禂?shù) .11 4.1.1 凍結(jié)間 .11 4.1.2 凍結(jié)物冷藏間 .11 4.2 設(shè)備負(fù)荷計算 .12 4.2.1 凍結(jié)間和凍結(jié)物冷藏間的冷負(fù)荷計算 .12 4.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量 Q1： .12 4.3 設(shè)備負(fù)荷匯總 .16 4.3.1 設(shè)備負(fù)荷 .16 4.3.2 系統(tǒng)機械負(fù)荷計算 .16 第五章 制冷系統(tǒng)方案的確定 .17 5.1 確定制冷系統(tǒng)方案的依據(jù) .17 5.2 確定制冷方案的原則 .17 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 5.3 確定制冷系統(tǒng)方案的內(nèi)容 .17 第六章 制冷機及輔助設(shè)備的選 擇 .19 6.1 制冷壓縮機的選型計算 .19 6.1.1 壓縮機選擇 .19 6.1.2 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備選型計算 .19 第七章 制冷系統(tǒng)管道設(shè)計 .26 7.1 系統(tǒng)管道和閥門的設(shè)計要求 .26 7.2 管道流速要求： .26 7.3 蒸發(fā)器供液管的設(shè)計 .26 7.4 吸氣管道的設(shè)計 .26 7.5 排氣管的設(shè)計 .27 7.6 其它管道的設(shè)計 .27 7.7 對制冷工藝管道布置要求 .27 第八章 制冷系統(tǒng)的試壓試漏及管道保溫 .28 8.1 系統(tǒng)試壓、排污、試漏、抽真空 .28 8.1.1 系統(tǒng)試壓 .28 8.1.2 系統(tǒng)排污 .28 8.1.3 系統(tǒng)抽真空實驗 .28 8.1.4 系統(tǒng)氨試漏 .29 8.2 系統(tǒng)設(shè)備及管道保溫 .29 第九章 結(jié)論 .30 致謝 .31 參考文獻(xiàn) .31 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第一章 緒論 1.1 選題的目的與意義 本課題研究的是小型冷庫的設(shè)計，完成冷庫建設(shè)所需的設(shè)備及其輔助設(shè)備的設(shè)計選 擇。通過該課題的研究，了解冷庫設(shè)計方面所涉及到的問題并解決完成冷庫設(shè)計。隨著 社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對食品的保鮮要求也會越來越高， 對冷藏食品的需求不斷增多。由于冷庫在冷藏食品儲藏中的特殊地位，因此今年來冷庫 的發(fā)展十分迅速。冷庫主要用于生鮮農(nóng)副產(chǎn)品和食品飲料的儲藏。由于其具有冷藏、保 溫的特殊功能，能滿足生鮮食品冷藏運輸中的保鮮和冷凍要求，使其在冷鏈物流中起著 重要的作用，成為冷鏈物流的中不可缺少的一個環(huán)節(jié)。因此了解冷庫的建設(shè)及其發(fā)展就 顯得相當(dāng)重要。 1.2 冷庫在國內(nèi)外行業(yè)現(xiàn)狀及存在的問題 1.2.1 國外冷庫行業(yè)現(xiàn)狀 國外冷庫行業(yè)發(fā)展較快的國家主要有日本、美國、芬蘭、加拿大等國。日本是亞洲 最大的速凍食品生產(chǎn)國，-20以下的低溫庫在冷庫中占 80%以上。70 年代以前國外冷庫 普遍采用以氨為制冷劑的集中式制冷系統(tǒng)，70 年代后期逐漸采用以 R22 為制冷劑的分散 式制冷系統(tǒng)。美國和加拿大占 80%以上的冷庫都以使用 R717 為制冷劑。80 年代以來，分 散式制冷系統(tǒng)在國外發(fā)展很快，冷卻設(shè)備由冷風(fēng)機逐步取代了排管，貯藏水果冷庫中近 1/3 為氣調(diào)庫，在冷庫建造方面土建冷庫正向預(yù)制裝配化發(fā)展，自動化控制程度比較高。 比較著名的裝配式冷庫的制造商如芬蘭的輝樂冷凍集團(tuán)(HUURRE)，其庫板 HE-3 由無氟絕 緣聚氨酯板和兩層鍍鋅的鋼層組成，輕便易拆卸，施工期短、氣密性好、空間利用率高。 近年來，國外新建的大型果蔬貯藏冷庫多是果品氣調(diào)庫，如美國使用氣調(diào)貯藏蘋果 已占冷藏總數(shù)的 80%；法國、意大利也大力發(fā)展該項技術(shù)，氣調(diào)貯藏蘋果均達(dá)到冷藏蘋果 總數(shù)的 50%70%以上；英國氣調(diào)庫容達(dá) 22 萬 t。日本、意大利等發(fā)達(dá)國家已擁有 10 座 世界級的自動化冷庫。 1.2.2 國內(nèi)冷庫行業(yè)現(xiàn)狀 我國自 1955 年開始建造第一座貯藏肉制品冷庫，1968 年建成第一座貯藏水果冷庫， 1978 年建成第一座氣調(diào)庫。1995 年由開封 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 空分集團(tuán)有限公司首次引進(jìn)組合式氣調(diào)庫先進(jìn)工藝，并在山東龍口建造 15000t 氣調(diào)冷庫 獲得成功，開創(chuàng)了國內(nèi)大型組裝式氣調(diào)冷庫的成功先例，用戶亦取得了較好的經(jīng)濟效益。 1997 年又在陜西西安建造了一座 10000t 氣調(diào)冷庫，氣密性能達(dá)到國際先進(jìn)水平。該公司 氣調(diào)冷庫已分布在山東、河南、北京、湖南、、陜西、天津、四川等省市自治區(qū)， 并獲得客戶的較好信譽。廣東、北京等省市大約先后引進(jìn)了 40 座預(yù)制裝配式冷藏庫，總 庫容約為 7.5 萬 t。近幾年來，我國冷庫建設(shè)發(fā)展十分迅速，主要分布在各水果、蔬菜主 產(chǎn)區(qū)以及大中城市郊區(qū)的蔬菜基地。據(jù)統(tǒng)計，全國現(xiàn)有冷凍冷藏能力已達(dá) 500 多萬 t，其 中外資、中外合資和私營冷庫約占 50 萬 t，國有冷庫 450 多萬 t，分屬于內(nèi)貿(mào)、農(nóng)業(yè)、 外貿(mào)和輕工系統(tǒng)，其中內(nèi)貿(mào)系統(tǒng)冷庫容量達(dá) 300 多萬 t，占全國總量的 60%以上。我國商 業(yè)系統(tǒng)擁有果蔬貯藏庫面積達(dá) 200 多萬 m2，倉儲能力達(dá) 130 多萬 t，其中機械冷藏庫 70 多萬 t，普通庫為 60 多萬 t。 1.2.3 目前主要存在的問題 1 冷庫利用率偏低 空間利用率傳統(tǒng)的冷庫設(shè)計一般高 5m 左右，但在實際操作應(yīng)用中，尤其是無隔架層 的冷庫利用率低于 50%，如物品堆碼的高度一旦達(dá)到 3.2m 時，外包裝為紙箱的食品，因 重壓變形、吸潮等原因極易出現(xiàn)包裝破裂、倒塌等現(xiàn)象，導(dǎo)致食品品質(zhì)降低，造成較大 的經(jīng)濟損失。 2 部分冷庫設(shè)計不盡規(guī)范，存在諸多安全隱患 國內(nèi)很多冷庫屬于無證設(shè)計、安裝，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，缺乏特種設(shè)備安全技術(shù)檔案現(xiàn)象 較為普遍。操作人員未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)無證上崗，管理人員安全意識淡薄。部分容積 500m3 以上以氨為制冷劑的土建食品冷庫，其庫址選擇、地基處理、制冷設(shè)備安裝等嚴(yán)重不符 合冷庫設(shè)計規(guī)范(GB50072-2001)的要求，存在諸多安全隱患。許多冷庫名為氣調(diào)庫 卻達(dá)不到氣調(diào)的目的，部分低溫庫一建成就面臨停用或只能按高溫庫降級使用的局面。 3 制冷系統(tǒng)維修措施不力，設(shè)施設(shè)備老化嚴(yán)重 制冷機的正常維修周期一般為運轉(zhuǎn) 800010000h 即應(yīng)進(jìn)行大維修；運轉(zhuǎn) 30004000h 進(jìn)行中維修；運轉(zhuǎn) 1000h 進(jìn)行小維修5 。適時對制冷系統(tǒng)進(jìn)行維修、保養(yǎng)， 可以及早消除事故隱患。因為國內(nèi)大多數(shù)冷庫尤其是 90 年代以前所建冷庫，設(shè)施設(shè)備陳 舊、管道嚴(yán)重腐蝕、墻體脫落、地基下陷、壓力容器不定期檢驗。普遍開開停停，帶病 運營現(xiàn)象十分嚴(yán)重。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 4 冷庫節(jié)能措施未引起足夠重視 冷庫屬于耗能大戶。有數(shù)據(jù)表明：蒸發(fā)器內(nèi)油膜增加 0.1，會使蒸發(fā)溫度下降 2.5，電耗增加 11%。冷凝器中若存在油膜、水垢，蒸發(fā)器外表結(jié)霜等均會導(dǎo)致蒸發(fā)溫 度下降，耗電增加。另外，低溫庫凍結(jié)間或速凍裝置進(jìn)貨后壓縮比小于 8 時，應(yīng)先采用 單級制冷壓縮，當(dāng)蒸發(fā)壓力降下來后，其壓縮比大于 8 時再改用雙級壓縮制冷方式5 ， 而許多低溫冷庫一開機就啟用雙級壓縮機，使冷庫能耗加大。 5 自動化控制程度低迷 國外冷庫的制冷裝置廣泛采用了自動控制技術(shù)，大多數(shù)冷庫只有 13 名操作人員， 許多冷庫基本實現(xiàn)夜間無人值班2 。而我國冷庫的制冷設(shè)備大多采用手動控制，或者 僅對某一個制冷部件采用了局部自動控制技術(shù)，對整個制冷系統(tǒng)做到完全自動控制的較 少，貨物進(jìn)出、裝卸等方面的自動化程度普遍較低。 6 商業(yè)冷庫價格競爭激烈 近幾年隨著冷庫數(shù)量的增加，除部分食品生產(chǎn)企業(yè)、科研單位自備用于存放食品原料 或用于科研試驗的冷庫外，商業(yè)冷庫出租轉(zhuǎn)讓頻繁，行業(yè)內(nèi)低價競爭激烈，加之高溫庫 和低溫庫比例失衡以及地理位置的差異，存貯肉類及速凍食品的低溫庫供不應(yīng)求，大量 的高溫庫閑置待用，導(dǎo)致大多商業(yè)冷庫經(jīng)營企業(yè)經(jīng)濟效益不佳。 1.3 發(fā)展趨勢： 從市場對冷庫的需求趨勢來看，我國現(xiàn)有的冷庫容量還十分不足，今后冷庫的發(fā)展 趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 1.3.1 建設(shè)規(guī)模 果蔬產(chǎn)區(qū)應(yīng)集中建設(shè)氣調(diào)冷庫，規(guī)模應(yīng)以大、中、小型相結(jié)合，以發(fā)展中型為宜。機 械氣調(diào)庫的建設(shè)應(yīng)擇優(yōu)推廣預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場裝配模式冷庫工程化工業(yè)產(chǎn)品，果蔬產(chǎn)地適 于建單層冷庫和中小型冷庫；盡快推廣塑料薄膜、大棚、大帳、硅窗、塑料薄膜小包裝 等氣調(diào)設(shè)施是我國近期發(fā)展的重點。在經(jīng)濟較發(fā)達(dá)的城市，發(fā)展中型冷庫，建立冷凍食 品貯藏批發(fā)市場。將中小型冷庫向社會開放，提供有償?shù)膫}庫服務(wù)、信息服務(wù)、經(jīng)營后 勤服務(wù)。 1.3.2 冷鏈物流 我國完整獨立的冷鏈系統(tǒng)尚未形成，市場化程度很低，冷凍冷藏企業(yè)有條件的可改造 成連鎖超市的配送中心，形成冷凍冷藏企業(yè)、超市和連鎖經(jīng)營企業(yè)聯(lián)營經(jīng)營模式。建立 食品冷藏供應(yīng)鏈，將易腐、生鮮食品從產(chǎn)地 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 收購、加工、貯藏、運輸、銷售，直到消費者的各個環(huán)節(jié)都處于標(biāo)準(zhǔn)的低溫環(huán)境之中， 以保證食品的質(zhì)量，減少不必要的損耗，防止食品變質(zhì)與污染。 1.3.3 制冷設(shè)備 制冷設(shè)備業(yè)應(yīng)著力開發(fā)國際市場先進(jìn)通用的 60HP 以下各檔次分體式或一體化且配有 電子技術(shù)的自動化機組，將計算機與自動化技術(shù)廣泛地應(yīng)用于整個制冷系統(tǒng)的自動控制 中，目的是為冷凍冷藏行業(yè)升級換代，延長產(chǎn)業(yè)鏈，降低工程造價。 1.3.4 整體規(guī)劃 冷庫行業(yè)必須在有關(guān)部門的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，加強整體規(guī)劃與協(xié)調(diào)，大力發(fā)展冷鏈物流體 系建設(shè)。同時，要防止盲目重復(fù)建設(shè)，以保證我國冷凍冷藏行業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定的發(fā)展。 1.4 本課題主要研究內(nèi)容和設(shè)計任務(wù) 隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對食品的保鮮要求也會越 來越高，對冷藏食品的需求不斷增多。因此小型冷庫的發(fā)展就顯得十分需要。 本畢業(yè)設(shè)計研究的是小型冷庫的制冷系統(tǒng)設(shè)計，根據(jù)冷庫冷量的要求，來了解冷庫制 冷系統(tǒng)的整個設(shè)計程序，及冷庫的工作原理， 在冷庫制冷系統(tǒng)設(shè)計過程中，主要是根據(jù)冷涼的要求來進(jìn)行壓縮機的選取，以及制冷 器、蒸發(fā)器的設(shè)計選擇，和制冷劑充灌量的估算以及輔助設(shè)備的選擇。從而完成小型冷 庫的設(shè)計任務(wù) 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第二章 工程概況與原始資料 2.1 工程概況 此次畢業(yè)設(shè)計為小型冷庫設(shè)計,主要內(nèi)容包括制冷機房、凍結(jié)間及冷庫。該設(shè)計包括 凍結(jié)間 ( -23)，低溫冷藏間( -18)兩項制冷系統(tǒng)。此設(shè)計題目是制冷專業(yè)主要發(fā) 展方向,通過畢業(yè)設(shè)計對制冷專業(yè)有了一個新的了解,同時也增長了我們的知識。 本制冷系統(tǒng)設(shè)計原始資料概況如下： 2.1.1 凍結(jié)間、凍結(jié)物冷藏間 凍結(jié)間：設(shè)計溫度-23。庫房內(nèi)凈高 4.5m，總建筑面積為 818= 144，凍結(jié)能 力 20 噸/小時。 凍結(jié)物冷藏間：設(shè)計溫度-18。庫房內(nèi)凈高 5 m，總建筑面積為 2024 =480， 低溫冷藏總能力為 500 噸。 2.1.2 室內(nèi)計算參數(shù) 凍結(jié)間 ：t=-23，=90% 凍結(jié)物冷藏間：t =-18，=95% 2.2 氣象情況 2.2.1 室外計算參數(shù) 根據(jù)設(shè)計手冊附錄的室外氣象參數(shù)中查的，西安市室外設(shè)計參數(shù)： 地理位置:北緯 3342；東經(jīng) 10740;海拔 400m 大氣壓力：冬季 102.525 千帕；夏季 100.391 千帕 室外計算干球溫度：采用夏季空氣調(diào)節(jié)日平均溫度 32 室外計算濕球溫度：采用歷年平均不保證 50h 的濕球溫度 28.5 室外計算相對溫度,夏季通風(fēng) 64% 室外風(fēng)速：冬季 2.8 m/s 夏季 2.0 m/s 2.2.2 室內(nèi)計算參數(shù) 凍結(jié)間 t = -23 凍結(jié)物冷藏間 t = -18, = 90% 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第三章 冷庫隔熱防潮設(shè)計 冷庫建筑不同于一般的工業(yè)和民用建筑，主要表現(xiàn)在不僅受生產(chǎn)工藝的制約，更主 要的是受冷庫內(nèi)外溫度差和水蒸汽分壓力差的制約，按冷庫使用性質(zhì)的不同，冷庫建筑 物內(nèi)部常置-400溫度范圍，而冷庫建筑外部則隨室外環(huán)境溫度的變化經(jīng)常處于周期 性波動之中，加之冷庫生產(chǎn)作業(yè)需要經(jīng)常開門導(dǎo)致庫內(nèi)外熱濕交換等，促使冷庫建筑必 須采取相應(yīng)的隔熱，隔汽，防潮技術(shù)措施，以適應(yīng)冷庫的特點，這也是冷庫建筑區(qū)別于 普通建筑的特點所在。 冷藏庫是食品冷卻，凍結(jié)，冷藏的場所，它必須為食品提供必要的庫內(nèi)溫度，濕度 條件，并符合規(guī)定的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，合理的冷庫結(jié)構(gòu)，良好的隔熱，防潮性能和地坪強 度，是冷庫長久使用的重要條件。 3.1 冷庫的結(jié)構(gòu) 冷庫的結(jié)構(gòu)主要由維護(hù)結(jié)構(gòu)和承重結(jié)構(gòu)組成，是指承擔(dān)建筑物各部分質(zhì)量和建筑物 本身的主要構(gòu)件，如屋架、梁、樓板、柱子、基礎(chǔ)等，這些構(gòu)件構(gòu)成了建筑的傳力系統(tǒng)。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)有良好的隔熱、防潮作用，還能承受庫外風(fēng)雨的侵襲。承重結(jié)構(gòu)則起抗 震、支承外界風(fēng)力、積雪、自重、貨物及裝卸設(shè)備重量 1、地基與基礎(chǔ)：冷庫基礎(chǔ)應(yīng)有良好的抗潮濕、防凍的性能，應(yīng)有足夠的強度 2、柱和梁：冷庫的柱子要少，柱網(wǎng)跨度要大，盡量采用小截面以少占空間，提高 冷 庫的容積利用系數(shù) 3、墻體：外墻除隔絕風(fēng)、雨侵襲，防止溫度變化和太陽輻射等影響外，還應(yīng)有較 好的隔熱，防潮性能；冷庫內(nèi)墻有隔熱、不隔熱兩種 4、屋蓋與閣樓層：應(yīng)滿足防水、防火和經(jīng)久堅固的要求；屋面應(yīng)排水良好，滿足 隔熱要求，造型美觀 5、樓板：為了整體性好，多用現(xiàn)澆無梁樓蓋。 3.2 隔熱與防潮的基本要求 3.2.1 土建冷庫的隔熱、防潮 1、冷庫隔熱、防潮結(jié)構(gòu)，是指冷庫外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑部分和隔熱、防潮層的組 合 2、冷庫隔熱防潮結(jié)構(gòu)的基本要求 1) 隔熱層有足夠的厚度和連續(xù)性 2) 隔熱層應(yīng)有良好的防潮和隔熱性能 3) 隔熱層與圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)牢固地結(jié)合 4) 隔熱防潮結(jié)構(gòu)應(yīng)防止蟲害、鼠害，并符合消防要求 隔熱防潮層應(yīng)有良好的連續(xù)性，即冷庫外墻內(nèi)壁隔熱層與庫頂，地面 或多層冷庫地板的隔熱層連成一體，防止產(chǎn)生“冷橋” 。為了防止隔熱層受潮，應(yīng)將防潮 層做在隔熱層的高溫側(cè) 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 3.2.2 裝配式冷庫的隔熱、防潮 1、裝配式冷庫一般均為單層結(jié)構(gòu)，其隔熱材料是由專業(yè)工廠制造的預(yù)制隔熱板 2、冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱、防潮性能，直接影響到冷庫內(nèi)溫度的穩(wěn)定和食品冷卻、凍 結(jié)貯藏質(zhì)量 3、良好的隔熱和防潮材料選擇和合理的配置，可以有效地降低冷庫內(nèi)溫度 的波動和冷庫使用時間 4、新建冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的選擇與合理配置，可以降低建造投資，提高冷 庫的經(jīng)濟性 預(yù)制隔熱板：由單層或多層隔熱材料粘貼組合或澆制（發(fā)泡）而成。地墻隔熱層 應(yīng)選用密度較大、能承重的硬質(zhì)泡沫塑料芯材 3.3 維護(hù)結(jié)構(gòu)的材料及選擇 3.3.1 冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)用隔熱材料及選擇 1、冷庫常用隔熱材料 1) 傳統(tǒng)冷庫多用軟木板、聚氨酯泡沫塑料及聚苯乙烯泡沫塑料等 2) 近年新型冷庫已較廣泛使用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯(PEF)發(fā)泡體，泡 沫 玻璃及擠壓型聚苯乙烯泡沫塑料等 2、選擇冷庫隔熱材料 1) 應(yīng)考慮冷庫建筑方案、隔熱要求、隔熱材料性能和來源，以及經(jīng)濟指標(biāo)等因 素 2) 要求隔熱材料具熱導(dǎo)率小、輕質(zhì)價廉、抗?jié)窨箖?、安全無毒、環(huán)保、耐壓、 消防耐用等性能 3.3.2 冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)用防潮材料及選擇 1、隔絕水蒸氣的滲入非常重要 2、隔汽防潮材料要求蒸氣滲透系數(shù)低，并有足夠的粘結(jié)性 3、冷庫工程中常用的隔汽防潮材料，有瀝青隔汽防潮材料和聚乙烯或聚氯乙烯薄膜 隔汽防潮材料兩大類 3.3.3 冷庫外墻、屋頂、地面保溫層結(jié)構(gòu) 外墻：由外到內(nèi)依次為 370mm 外墻、聚氨酯氫凝防潮隔氣層、 單面聚氨酯彩m150 板粘貼（聚氨脂容重不小于 37mm） 。 地基：由上到下依次為： 的 620 號鋼筋混凝土粘結(jié)層、0.2mm 厚聚氨乙烯薄m125 膜一層采用同質(zhì)漆粘接滿貼、250mm 厚聚苯板烯板分兩層下層 150 厚上層 100 厚用聚氨酯 粘貼并灌縫離墻 50mm 留縫并用聚氨酯灌縫、0.2mm 厚聚氯乙烯薄膜一層采用同質(zhì)膠粘接 滿貼、 水泥沙漿找平層、架空層。m20 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 頂層：有上到下依次為： 厚 SBS 防水卷材兩道、刷基層處理一遍、 水泥沙漿m3 m20 找平層、鋼筋混凝土現(xiàn)場施工、刷素水泥沙漿一道、250mm 厚聚氨酯噴涂、20mm 厚白水 泥沙漿抹面。 厚 的 水 泥 砂 漿 抹 面聚 氨 酯 噴 涂水 泥 砂 漿 找 平厚 防 水 卷 材 兩 道 圖 3.2 屋頂結(jié)構(gòu)圖如 圖 ： 冷 庫 外 墻 墻 體 結(jié) 構(gòu)圖 3.1 冷庫外墻墻體結(jié)構(gòu) 11 第四章 冷負(fù)荷計算 4.1 計算各面?zhèn)鳠釋酉禂?shù) 傳熱系數(shù)： （式Cmwaakonw221/1 4.1） 其中： 圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 。o2/ 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 。na Cmw 各層隔熱材料的導(dǎo)熱率 。o2/ 4.1.1 凍結(jié)間 1 無防風(fēng)設(shè)施的外墻傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得外墻傳熱系數(shù) k=1/(1/20+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/25)=0.19W/(m) 有防風(fēng)設(shè)施的外墻傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得外墻傳熱系數(shù) k=1/(0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/25)=0.19W/(m) 2 地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 代入數(shù)據(jù)得地面?zhèn)鳠嵯禂?shù) k=1/(1/7+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9304 +1/25)=0.16 W/(m) 3 頂層傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得頂層傳熱系數(shù) k=1/(1/20+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/25)=0.12 W/(m) 4.1.2 凍結(jié)物冷藏間 1 無防風(fēng)設(shè)施的外墻傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得外墻傳熱系數(shù) k=1/(1/20+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/10)=0.19W/(m) 2 地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 代入數(shù)據(jù)得地面?zhèn)鳠嵯禂?shù) k=1/(1/7+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9304 +1/10)=0.16 W/(m) 3 頂層傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得頂層傳熱系數(shù) k=1/(1/20+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/10)=0.12 W/(m) 4.2 設(shè)備負(fù)荷計算 4.2.1 凍結(jié)間和凍結(jié)物冷藏間的冷負(fù)荷計算 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 冷量可分為五類。 Q1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量 W； Q2貨物熱量 W； Q3通風(fēng)換氣熱量 W； Q4電動機的運轉(zhuǎn)熱量 W； Q5操作熱量 W 庫房冷卻設(shè)備冷負(fù)荷計算公式為： Qq = Q1+Q2 + Q3 + Q4 + Q5 （式 4.2） 式中 Qq庫房冷卻設(shè)備冷負(fù)荷，W； Q1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量，W； Q2貨物熱量 ，W； Q3通風(fēng)換氣熱量，W； 負(fù)荷系數(shù)；冷卻間和凍結(jié)間的負(fù)荷系數(shù) 取 1.3，其他庫房取 1； Q4電動機的運轉(zhuǎn)熱量， W； Q5操作熱量， W 4.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量 Q1： （式nwtkAaQ1 4.3） 其中： 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積 。2m 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度修正系數(shù)。a 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外側(cè)溫度 。ntwCo 1 凍結(jié)間 （西安市） ， = -23 （冷庫內(nèi)）Cto32nt 面積：長：8+0.522=9.04 m 寬：6+0.522=7.04 m 高：（承重墻到地層的隔熱層 下表面）：4.5+ 0.395 + 0.293 = 5.188 m 墻面積 A1 = 5.1887.04 = 36.52352m 墻面積 A2 = 5.1889.04 = 46.89952 m 外墻負(fù)荷（凍結(jié)間 2）： = 0.1936.523521.05(32-(-23) = 400.754 W1Q 鄰穿堂： = 0.1936.523521.05(32-(-23) = 400.754 W 凍結(jié)間 2 與凍結(jié)間 1，3 相鄰墻面，因溫差小，可以認(rèn)為無傳熱負(fù)荷，不做計算。 頂層負(fù)荷： 屋面的面積 F=9.047.04=63.6416m = 0.1263.64161.2(32+23)=504.041 W2Q 地面負(fù)荷： 地面的面積 F = 9.047.04=63.6416m = 0.1663.64160.7(32+23)= 392.032 W3 2 凍結(jié)物冷藏間 （西安市） ， = -18 （冷庫內(nèi)）Ctownt 面積：長：20+0.522=21.04 m 寬：8+0.522=9.04 m 高：（承重墻到地層的隔熱 層下表面）：5+ 0.395 + 0.293 = 5.688 m 墻面積 A1 = 5.68821.04= 138.61152m 墻面積 A2 = 5.6889.04 =51.41952m 外墻負(fù)荷（凍結(jié)物冷藏間 2）： = 0.1951.419521.05(32-(-18) = 512.910 W1Q 鄰穿堂： = 0.1951.419521.05(32-(-18) = 512.910 W 凍結(jié)物冷藏間 2 與凍結(jié)物冷藏間 1，3 相鄰墻面，因溫差小，可以認(rèn)為無傳熱負(fù)荷，不做 計算。 頂層負(fù)荷： 屋面的面積 F=21.049.04=190.2016 m = 0.12190.20161.2(32+18)=1369.452 W2Q 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 地面負(fù)荷： 地面的面積 F = 21.049.04=190.2016m = 0.16190.20160.7(32+18)= 1065.129 W3Q 得墻體總負(fù)荷： Q=400.754+400.754+504.041+392.032+512.910+512.910+1369.452+1065.129=5157. 982W 3 貨物熱流量 Q2 計算 Q2=Q2a+Q2b+Q2c+Q2d （式 4.4） Q2=1/3.6 2)(2 )1(0)21(10)2( qmGnqmtCbmhm 其中：Q2a 食品放熱量 ；w Q2b包裝材料和運載工具熱流量 ； Q2c 食品冷加工過程的呼吸熱； Q2d食品冷藏過程的呼吸熱； 冷間的每日進(jìn)貨量 ；mkg 貨物進(jìn)入冷間初始溫度時的比焓 ；1h kgJ/ 貨物在冷間終止降溫時的比焓 ；2 貨物冷加工時間 ；h 貨物包裝材料或運載工具質(zhì)量系數(shù)；bB 包裝材料或運載工具的比焓 ；CkgJ/ 包裝材料或運載工具進(jìn)入冷間時的溫度 ；1t Co 包裝材料或運載工具在冷間內(nèi)終止降溫時的溫度 ；2 o q1 q2鮮果、蔬菜冷卻初始、終止溫度時的呼吸熱 w/kg； Gn冷卻物冷藏間的冷藏量,代入數(shù)據(jù)； 因為 q1 q2 在冷藏間沒有呼吸熱所以 Q2c+Q2d=0； 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 凍結(jié)間：m=201000=20000 kg Bb=0.1（肉類冷卻或凍結(jié)） =20h t1=32 t2=- 23 h1=309.2kj/kg h2=12.2 kj/kg（查表 3-9） =0.42bC =20000(309.2-12.2) /20 +200.110000.42（32+23）/20/3.6=83141.67 2Q w 凍結(jié)物冷藏間：m=201000= 20000 kg Bb=0.1（肉類冷卻或凍結(jié)） =24h t1=-23 t2=-18 h1=12.2kj/kg h2=4.6kj/kg =0.42bC =20000(12.2-4.6) /24 +200.110000.42（23+18）/24/3.6=1710.65w Q 4 凍結(jié)間電動機運轉(zhuǎn)熱量 Q4 其中： 電動機額定功率 W；p 熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，在冷間內(nèi)取 1； 電動機運轉(zhuǎn)時間系數(shù)； 估算：采用落地式冷風(fēng)機，凍結(jié)間 60 m/T，F(xiàn)=6020=1200 m 選 2 臺 KLJ-300 型冷風(fēng)機，面積 300 m，電動機共 6 臺，=3.32=6600 W 代入數(shù)值得：Q4=10006.611=6600 W 5 凍結(jié)物冷藏間操作熱流量計算 Q5 Q5= （式rnMhVnAnwRd 2436.31 4.5） 其中： 每平方米地板面積照明熱量，d 冷藏間可取 ，加工間、包裝間取 。2/3.81m2/8.5mw 每日開門換氣次數(shù)取 次，取 次。Rn 2 空氣幕效率修正系數(shù)，可取 ，如不設(shè)則取 。M.01 庫房空氣密度， 。n2/kg 操作人數(shù),可按庫房內(nèi)公稱容積,每 增加 人，取 3 人。 每個操作人員t 25mr 產(chǎn)生的熱量。 代入數(shù)據(jù)： Ad=160m 次 nr=3 人 2/wdRn380mVn =1.3556kg/m2 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 mnwVDg 48.015.279018.018. （有空氣幕） hw=74.5253kj/kg hn= -16.077 kj/kg，(查表 3-19)5M 得： =1602+8002(74.525-(-16.077) 0.51.3556/（243.6）Q +3/243410=1610.973 w 17 4.3 設(shè)備負(fù)荷匯總 4.3.1 設(shè)備負(fù)荷 表 4.1 設(shè)備負(fù)荷計算表 負(fù)荷房 間 Q1(W) P Q2(W) Q3(W) Q4(W) Q5(W) Qq(W) 凍結(jié)間 1697.581 1.3 83141.67 0 6600 0 116381.752 凍結(jié)物 冷藏間 3460.401 1 1710.65 0 0 1610.973 6782.024 所有房 間負(fù)荷 123163.776 4.3.2 系統(tǒng)機械負(fù)荷計算 （式RQnnQnj )( 54321 4.6） 表 4.2 系統(tǒng)機械負(fù)荷計算表 溫度 回路 房 間 11223n44Q5n5 -33 凍結(jié) 間 1 1697.581 1 83141.67 1 0 1 6600 0 -28 凍結(jié) 物冷 藏間 1 3460.401 0.5 1710.65 1 0 0.4 0 0.5 1610.973 計算系統(tǒng)機械負(fù)荷得： =103319.69jQ 18 第五章 制冷系統(tǒng)方案的確定 冷庫的制冷裝置使用效果的好壞都與所選擇制冷方案有著密切的關(guān)系。若制冷方案 確定不當(dāng)，會給冷庫的建設(shè)造成損失和操作管理不便。因此在確定方案時，應(yīng)從先進(jìn)， 實用，發(fā)展，經(jīng)濟等方面出發(fā)，同時考慮幾個不同的方案進(jìn)行比較，權(quán)衡利弊，選擇最 佳的設(shè)計方案。 5.1 確定制冷系統(tǒng)方案的依據(jù) 1) 冷庫的使用性質(zhì)。本設(shè)計中的凍結(jié)間用于凍結(jié)豬肉，凍結(jié)物冷藏間用于冷藏凍 結(jié)的豬肉。 2) 冷庫的規(guī)模。冷庫是 500 噸的冷庫。 3）食品冷加工工藝要求：要符合食品冷加工工藝要求，確保凍結(jié)食品質(zhì)量。 4）冷卻水的水質(zhì)，水溫，水量。 5）制冷裝置所處環(huán)境，室外空氣的溫度，濕度。 5.2 確定制冷方案的原則 1) 保證食品冷加工工藝要求，降低食品干耗。 2) 制冷系統(tǒng)盡量簡單、運轉(zhuǎn)可靠和操作管理便，又要有安全保證；在安裝機器 盡量使機器便于維修。 3) 制冷系統(tǒng)盡量采用新機器，新設(shè)備，新技術(shù)，新工藝，應(yīng)優(yōu)先選用自動控制 方案；此系統(tǒng)采用壓差控制器和電磁閥。 4）應(yīng)全面比較初投資費用，考慮經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展趨勢。本系統(tǒng)采用活塞壓縮機，價格 便宜。 5.3 確定制冷系統(tǒng)方案的內(nèi)容 1) 制冷系統(tǒng)壓縮級數(shù)及壓縮機類型的確定；由制冷量選用壓縮機，由壓力比確定 壓 縮機級數(shù)。 2) 制冷劑種類及冷凝器的確定；選用氨制冷劑。根據(jù)機房的具體情況選用立式冷 凝 器。 3) 制冷系統(tǒng)供液方式的確定；選用下進(jìn)上出方式。 4) 冷間冷卻方式的確定；本方案采用直接冷卻。 5) 冷間冷卻設(shè)備和融霜方式的確定;采用頂排管，用熱氨融霜。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 圖 5-1 兩級壓縮氨制冷機的系統(tǒng)圖 1-低壓壓縮機；2-高壓壓縮機；3-油分離器；4- 單向閥；5- 冷凝器；6-儲液器；7-過冷器；8-中間冷卻 器；9-浮子調(diào)節(jié)閥；10-調(diào)節(jié)站；11-氣液分離器；12- （室內(nèi)冷卻排管）蒸發(fā)器 20 第六章 制冷機及輔助設(shè)備的選擇 6.1 制冷壓縮機的選型計算 6.1.1 壓縮機選擇 1 確定工作參數(shù)； 蒸發(fā)溫度：蒸發(fā)溫度主要取決于被冷卻環(huán)境或介質(zhì)所要求的溫度。一般采用比載冷 劑溫度低 5，比冷間溫度低 10。所以蒸發(fā)溫度 2310=33。0t 冷凝溫度：蒸發(fā)式冷凝器的冷凝溫度澆較夏季室外平均每年不保證 50h 的濕球溫度高 510。所以 28.5+5=33.5kt 冷凝壓力 Pk ，蒸發(fā)壓力 Po ：由 和 ，制冷劑為氨可查制冷劑的熱力性質(zhì)表得 Pk kt0 =1.271 ， P o =0.103 。aMa 2 制冷壓縮機型號及臺數(shù)的確定： 在 33.5 P k=1.271 , -33 P o=0.103 時，在 4.2 中算得壓力比大于kt aM0t aM 等于 8 可以確定為為雙級壓縮以及由機械負(fù)荷 =103.3KW 可以選用 S8-12.5，依 S8-jQ 12.5 的性能曲線查得： 該工況下每臺 S8-12.5 的制冷量為 90KW 制冷機選型：選 S8-12.5 型單機雙級制壓縮機 1 臺，所配電動機為功率 6.6KW。 6.1.2 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備選型計算 32.9P k=1.271 -33 kt aMP0t Po=0.103 因為：a80pk 所以采用雙級壓縮 pm= =0.4 所以可以算得 tm=-0kaMP 3.64 在壓焓圖上求得： h1=1420kj/kg h1=1480kj/kgv=1.2m/h 01mpk壓 焓 圖 圖 6-1 壓焓圖 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 h2=1680kj/kg h3=1460 kj/kgh4=1630kj/kg h5=360kj/kg h7=210 kj/kg 單位質(zhì)量制冷量 q0=h1-h7=1420-210=1210kj/kg 低壓流量 qmd= （式skgQ/63.127 6.1） 低壓級壓縮機指示功率 （式85.0)3(01.2764.30 btTmid 6.2） 低壓級壓縮機實際排氣焓值 h2s=h1+ =1480+ （式idh12kgj/1.7385.06 6.3） 高壓級壓縮機指示功率 （式87.0)64.3(01.2739.64mkigbtT 6.4） 高壓壓縮機制冷劑流量 qmg= （式skgqdhs /.60142.532 6.5） =h3+ =1460+sh4igh34kgj/8.1687.0416 冷凝器熱負(fù)荷 Qk=qmg(h4s-h5)=0.086(1653.84-360)=111.27kw815.0)4.027(5.94)(085.9 8.11 nmkgP 759.0).3.(.)1.(.4. 28.10nd 1 冷凝器的選型計算： 1. 冷凝器傳熱面積 的計算：F （由于是立式冷凝器，可查表 4-12 得）wQk2702/30mqA 所以 F= / =111270/3000=37.09 m k 說明:(1) 冷凝器傳熱面積，m 2； (2) 冷凝器的熱負(fù)荷， W；k 2.冷卻水量的計算： hmVFml /6.5.109373水 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 冷卻水用量， ；水Vhm/3 冷凝器單位面積用水量，m/（.h）,查表 4-13 可得立式冷凝器的 為 1.5。m mV 3.冷凝器選型為（查表 4-14 立式冷凝器的技術(shù)數(shù)據(jù)可得）： LNA-40 立式型冷凝器 1 臺，每臺冷卻水用量 55.6m/h 2 中間冷卻器的選型計算： 1.中冷器冷卻盤管面積 的計算：mA219.8.150360)2(63.)75( mtkhqAmd 說明:中冷器的冷卻盤管負(fù)荷 的確定:mQ 中冷器的冷卻盤管傳熱系數(shù) K: 查設(shè)計手冊可取 500w/ )( 02c 中冷器的冷卻盤管的對數(shù)平均溫差 的確定：mt 8.1564.392.3.2IntIntzjckcm 2.中冷器桶徑 D 的計算： 桶徑計算的目的是使中間冷卻器桶體內(nèi)制冷劑氣體的流速保持在 0.5m/s，從而使低壓 級排出的過熱氣體冷卻為飽和氣體，所挾帶的潤滑油得到分離，其計算公式為： mwVg 285.0./1485.0./018. 說明: 氨壓縮機高壓級的理論輸氣量 的確定:gV 查手冊取 0.815； 每臺 S8-12.5 壓縮機的輸氣系數(shù)；g (3)該蒸發(fā)溫度系統(tǒng)中冷器選型為（查表 4-15 得）： ZLA -1.5，1 臺,換熱面積為 1.5m2,桶徑為 0.412m。 3 油分離器的選型計算： 油分離器的選型計算主要是確定油分離器的直徑 D,以保證制冷劑在油分離器內(nèi)的流速符 合分油的要求，達(dá)到良好的分油效果： gVD018. （式 6.6） 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 說明： 高壓級理論輸氣系數(shù) 0.815g 高壓級的吸氣量 V 油分器內(nèi)氣體流速 :按設(shè)計手冊一般可取 0.5 m/s w 代入數(shù)值得： mVgD285.0.14850.018. 查表 4-18，系統(tǒng)油分器選型為： YFA-65，1 臺，桶徑為 325mm。 4 高壓儲液器的選型計算： 高壓儲液器用于儲藏從冷凝器來的高壓液體制冷劑，向系統(tǒng)蒸發(fā)器提供液體制冷劑，在 系統(tǒng)中起到液封的作用。 1.制冷系統(tǒng)氨液總質(zhì)量循環(huán)量 的計算：mGq =gmd(h2s-h7)/(h3-h5)=0.063(1713.1-210)/(1460-360) mGq =0.086kg/s （式 6.7） 2. 高儲器容積 V 的計算： 333 89.07.0216918.6)( mvV 說明： (1) 各個蒸發(fā)溫度下制冷劑質(zhì)量循環(huán)量之和，kg/h；G (2) 冷凝溫度下的氨液比容，取 m3/kg； 1069. (3) 貯液器的容量系數(shù)，可取 0.5-1.2，本設(shè)計取 1.2。 3.高壓儲液器選型為： WCA-950 型，容積為 0.95m3，1 臺。 5 凍結(jié)間冷風(fēng)機選型計算 （1）冷風(fēng)機冷卻面積計算： （式)(2mtkQFq 6.8） 說明： 冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷q 冷風(fēng)機傳熱系數(shù)，取 12.38k cmw02/ 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 冷間空氣溫度與制冷劑溫度差，取 8 tc0 代入數(shù)值得： 卻設(shè)備容積最大一間制冷劑的充液量。 代入數(shù)據(jù)得： 22 1.7583.16)( mmtkQFq 選用： KLJ-350 型落地式冷風(fēng)機 3 臺，冷卻面積 344 。2 6 凍結(jié)物冷藏間的頂排管選型計算 經(jīng)多方面比較及多種因素考慮，決定選用光滑 U 形直式頂排管：排管直徑 D38、液體 集管 D57、氣體集管 D76、 角鋼 L505。 排管面積： ，其中： （式tkQFq321Ck 6.9） 其中： 排管負(fù)荷 。qw 排管在設(shè)計條件下的傳熱系數(shù)k Cmwo2/ 排管在特定條件下的傳熱系數(shù) 本設(shè)計?。?。Cmwko2/98.6 構(gòu)造換熱系數(shù)： 。1C0.11DS 管徑換算系數(shù)： 。2 38. .2 供液方式換算系數(shù)： 。3 01C 本設(shè)計取t 得： mwko2/98.601.986 計算庫房所需冷卻面積： 275.1098.642F 選: 2 個長 10 ，寬 3.082=6.16 共 50 根的雙層光滑 U 形直式頂排管。 庫房充氨量： kg 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 7 氨泵選型計算 氨泵流量計算 （式 6.10）nvqp 其中： 氨泵流量 。vhm/3 蒸發(fā)溫度下氨飽和液體的比容 。kgm/3 流量系數(shù)，對下進(jìn)上出供液采用 倍，取 倍。n 655 代入數(shù)據(jù)： hqvp /3.210/.0639.10 選用： AB3，2 臺（一用一備） ，流量： 。 （查表 4-23 氨泵的技術(shù)性能） m3 為了保證氨泵的正常供液量，氨泵的排出壓力（揚程）應(yīng)能克服供液管道上的全部 壓力損失以及氨泵中心到蒸發(fā)器里液面的液柱，即管道總壓降為： P=PmPPh， 式中：Pm沿程摩擦阻力；P管閥局部阻力；Ph 輸送液體高度的壓力損失。 為了保證氨泵能穩(wěn)定輸液，便于調(diào)節(jié)各蒸發(fā)器的流量，建議在蒸發(fā)器進(jìn)液管截止閥前保 留 100Kpa 的壓頭。 根據(jù)以上計算，即可得出氨泵的揚程 H=（PPy）/g 式中：氨液密度，=650g/m g重力加速度，9.807m/s 最后算得滿足要求。 8 低壓循環(huán)筒的選型計算 低壓循環(huán)桶是液泵供液系統(tǒng)的專用設(shè)備，也是關(guān)鍵設(shè)備之一。其作用是：儲存和穩(wěn) 定地供給液泵循環(huán)所需的低壓液體；能分離經(jīng)節(jié)流后的濕蒸汽，分離液體中的氣體；能 對庫房回氣進(jìn)行氣液分離，防止氨壓縮機出現(xiàn)濕行程，必要時又可兼作排液桶。 低壓循環(huán)桶直徑計算： （式wnVDd018. 6.11） 說明： 低壓級輸氣系數(shù)；d 低壓循環(huán)桶內(nèi)氣體流速，立式低循桶采用 0.5 ；w sm/ 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 低壓循環(huán)桶截面積系數(shù)，立式低循桶采用 1； 同一蒸發(fā)系統(tǒng)中低循桶的個數(shù)。n 代入數(shù)據(jù)得： mwVDg 48.015.279018.018. 選用 CDCA1.5 1 臺（查表 4-19 立式低壓循環(huán)桶主要規(guī)格） 10 集油器的選配： 集油器的選配以壓縮機的裝機容量為依據(jù)。裝機容量即機房內(nèi)所有單雙級壓縮機的 標(biāo)準(zhǔn)制冷量之和。當(dāng)總裝機容量1163KW 時，選配集油器 D=0.325m 兩臺。 按以上標(biāo)準(zhǔn)本設(shè)計中選取： JYA-159 型集油器 1 臺，桶徑為 D=0.159m。 11 空氣分離器的選配： 空氣分離器也根據(jù)總裝機容量進(jìn)行選配。當(dāng)總裝機容量1163KW 時，選配冷卻面積不 大于 0.45m2的空氣分離器，當(dāng)總裝機容量 1163KW 時，選配冷卻面積不小于 1.82m2的空 氣分離器。 按以上標(biāo)準(zhǔn)選?。篕FA-32 型空氣分離器 1 臺。 27 第七章 制冷系統(tǒng)管道設(shè)計 制冷系統(tǒng)管道設(shè)計是用經(jīng)過計算選定管道，根據(jù)各管段的設(shè)計要求，將制冷機以及 各種制冷設(shè)備及閥門等部件合理的連接起來組成制冷系統(tǒng)的設(shè)計，一個制冷系統(tǒng)是否具 備良好的制冷性能，運轉(zhuǎn)是否穩(wěn)定安全，在很大程度上取決與制冷系統(tǒng)的管道設(shè)計。此 設(shè)計采用經(jīng)驗值，各管道采用比設(shè)備所配閥門大一個型號。主要干道的管徑采用手工計 算所得。 7.1 系統(tǒng)管道和閥門的設(shè)計要求 此設(shè)計的制冷劑為氨，所以要求各管道不能用銅質(zhì)管材。在系統(tǒng)中也不能用鍍鋅管， 不能對設(shè)備的接觸制冷劑的表面進(jìn)行鍍鋅處理。對管道試壓至少 67 次。各管道表壓不 超過 105pa。 因為制冷劑為氨，所以要求各閥門的材料也不能用銅或銅合金，內(nèi)表面不能鍍鋅。 閥件材料可用：灰口鑄鐵、可鍛鑄鐵、鑄鋼。各閥門倒關(guān)的閥座。 7.2 管道流速要求： 蒸發(fā)器的氨液到低循桶的單相流的回氣管道取 1016m/s。氨泵供液兩相流體的回氣 管取 68 m/s。吸氣管道取 1220 m/s。排氣管道取 1525 m/s。液體管道據(jù)管徑而定 取 2070 m/s，管徑越粗，流速越高。液體管道、高壓自流輸液管、從冷凝器到高儲器 取 0.5 m/s。其他液體管道 0.51.5 m/s。 管道允許的壓力降：沿 P=P +P 局部增加。氨系統(tǒng)中要求吸氣管或回氣管的允 許壓力降相當(dāng)于飽和溫度降低 1。排氣管的允許壓力降相當(dāng)于飽和溫度降低 0.5。 7.3 蒸發(fā)器供液管的設(shè)計 要求每個冷間都應(yīng)有自分配站上單獨引出的并能在分配站調(diào)節(jié)的供液管。冷風(fēng)機與 排管的供液管道，應(yīng)從分配站分別引出，不能并聯(lián)于一根供液管上。并聯(lián)于同一供液管 的蒸發(fā)器，應(yīng)考慮到沿程阻力損失，對各并聯(lián)供液的蒸發(fā)器要求其當(dāng)量長度基本相等， 以保證每組蒸發(fā)器都有良好的制冷效果。當(dāng)同一冷間內(nèi)，同時存在墻排管和頂排管時， 原則上按墻、頂排管分別供液，若采用并聯(lián)在同一供液管的方法時，先供頂排管，再供 墻排管。 7.4 吸氣管道的設(shè)計 要防止液擊，吸氣管要盡量有一定坡度，如果空間不允許，也可無坡度，但必須有 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 過熱段。 7.5 排氣管的設(shè)計 壓縮機本身的排氣管上要接單向閥（逆止閥） 。逆止閥要裝在水平管道上，而實際裝 在低處，便于操作?？偱艢夤芘c單個壓縮機接入點，也要接入坡度（同吸氣管） 。 7.6 其它管道的設(shè)計 安全管要求把所有安全閥用管道連起來，接出去，接到房頂 1.5m 處，使開口朝屋脊。 融霜用的熱氨管要從油分器與冷凝器之間接出，要在管路上裝閥門、壓力表，必須接到 回氣調(diào)節(jié)站的熱氨融霜管。各種管道中不能有氣囊或液囊。抽氣管要連接在一起接到低 循桶的進(jìn)氣口，有多個低循桶時，要接到蒸發(fā)溫度最低的那個。 7.7 對制冷工藝管道布置要求 對各種制冷工藝管道要綜合安排，對墻、地板、樓板等處的空洞，以及支架要合理 共用（集中布置有利于冷橋的處理） 。穿墻管道要考慮建筑物不均勻沉降的影響并采取相 應(yīng)技術(shù)措施。直管道長度大于 100m 時，應(yīng)考慮冷縮的影響，并采取相應(yīng)技術(shù)措施（伸縮 彎處要避免液囊和氣囊） 。氨液管道不要形成氣囊，氨氣管道不要形成液囊。要考慮吸、 排氣管及其它管道的傾斜。 29 第八章 制冷系統(tǒng)的試壓試漏及管道保溫 8.1 系統(tǒng)試壓、排污、試漏、抽真空 8.1.1 系統(tǒng)試壓 1) 系統(tǒng)管道安裝完畢后，應(yīng)以壓縮機空氣或氮氣試壓。試壓前除機器本身閥門關(guān)閉 外，所有手動閥門均開啟，電磁閥及逆止閥等閥芯組體應(yīng)取出保存，以保證管道 暢通和避免水氣銹蝕。 2) 高壓部分，從氨壓縮機排出口起經(jīng)冷凝器到分配站，試壓壓力采用 1800kpa（表 壓力） ，低壓部分，從分配站起經(jīng)蒸發(fā)器到氨壓縮機吸入口，試壓壓力采用 1200kpa（表壓力） 。試壓開始 6h 內(nèi)，氣體冷卻的壓力降不大于 30kpa，以后 18h 內(nèi)，當(dāng)室內(nèi)溫度恒定不變時壓力不再下降為合格。當(dāng)室內(nèi)溫度是根據(jù)氣溫在變化 時，其壓力下降值不應(yīng)超過計算的計算值。如超過計算值，應(yīng)進(jìn)行檢漏，查明后 消除泄漏，并應(yīng)重新試驗，直至合格。要防止草率從事，避免投產(chǎn)后產(chǎn)生一系列 不良后果。 3) 中間冷卻器等中間壓力下工作的容器試壓采用 1200kpa（表壓力） 。 4) 氨泵、浮球液位控制器等試壓時可暫時隔開。 5) 玻璃液位指示器應(yīng)采用板式，中、低壓容器如果采用管式，其玻璃管必須用 1800kpa （表壓力）高壓玻璃管。系統(tǒng)開始試壓時須將玻璃液位指示器兩端閥門關(guān)閉，待壓力穩(wěn) 定后再逐步打開兩端閥門。 8.1.2 系統(tǒng)排污 1) 氨系統(tǒng)排污，應(yīng)用不超過 600kpa（表壓力）壓縮空氣吹污，次數(shù)一般不少于 3 次，直到排出氣體不帶水蒸汽、油污、鐵銹等雜物為止。 2) 氨系統(tǒng)試壓排污完畢后，應(yīng)將系統(tǒng)中所有閥門（除安全閥外）的閥芯拆卸清洗。 8.1.3 系統(tǒng)抽真空實驗 1) 氨系統(tǒng)排污后才能進(jìn)行抽真空實驗。 2) 系統(tǒng)中所有閥門都開啟。 3) 抽真空最好分?jǐn)?shù)次進(jìn)行，以使系統(tǒng)內(nèi)壓力均