上海市某食品冷藏庫制冷系統(tǒng)設(shè)計說明

1、 市某食品冷藏庫制冷系統(tǒng)設(shè)計摘 要本設(shè)計是一篇關(guān)于市某食品冷藏庫制冷系統(tǒng)的設(shè)計。我們的主要任務(wù)是完成冷凍站和冷間制冷系統(tǒng)的設(shè)計。在本設(shè)計中，我們通過對冷藏庫各冷間負荷的計算以與冷庫制冷系統(tǒng)方案的確定來選擇制冷壓縮機，輔助設(shè)備以與冷卻設(shè)備。在選型前，我們還對制冷系統(tǒng)方案進行了經(jīng)濟技術(shù)分析，綜合多方面考慮，決定選用雙級制冷壓縮，氨泵強制供液的方案。最后，我們還對冷庫的氣流組織，管道布置，管道保溫以與自動控制方案進行了簡單地分析與說明。關(guān)鍵詞：雙級壓縮 氨泵強制供液 制冷系統(tǒng) 中間冷卻The Design of The Refrigeration System of Frozen Food Stor

2、eAbstractThe graduation design is a design of the refrigeration system of the frozen food in Shanghai. The main task is to finish the system design of the refrigeration station and refrigerating room. In the design, the refrigeration compressor, the cooling equipment and the auxiliary equipment are

3、chosen by calculating the load of every refrigeration room of the cold store and determining the program of the refrigeration . Before choosing the system equipment, we have made the economic and technical analysis for the refrigeration system. After considering every aspect, two-stage compression ,

4、 and using ammonia pump to supply the refrigerator are established. At last , the organization of air flow, the arrangement and the insulation of pipes, and the automatic control is analyzed and illustrated simply.Key words: two-stage compression ; using ammonia pump to supply the refrigerator ; the

5、 refrigeration system ; medial cooling.61 / 65目 錄目錄I1.1 工程概況11.1.2 各冷間熱工計算21.2 氣象資料42.1 冷庫圍護結(jié)構(gòu)傳熱量52.1.2 庫房各冷間圍護結(jié)構(gòu)傳熱量72.2.1 計算基礎(chǔ)資料92.2.2 各冷間貨物放熱量112.4 電機運行熱當量122.4.2 各冷間電機運行熱當量122.5.1 計算基礎(chǔ)資料132.6冷卻設(shè)備負荷和機械負荷152.6.1各冷間計算冷負荷Q匯總152.6.1 各冷間機械負荷Qj匯總163.1 制冷系統(tǒng)方案的依據(jù)、原則與容183.1.2 制冷系統(tǒng)方案的原則183.2 確定制冷系統(tǒng)方案183.2.2

6、 確定制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度回路203.2.4 冷間冷卻方式的確定223.2.6 冷庫供冷方式的確定：233.3 經(jīng)濟技術(shù)分析244.1 壓縮機的選型計算264.1.2 制冷壓縮機的選型274.2.1 冷凝器的作用314.3 冷卻設(shè)備選型計算324.3.2 選型計算334.4.1 中間冷卻器的作用344.5 氨泵選型計算364.5.2 選型計算364.6.1 低壓循環(huán)貯液桶的作用374.7 油分離器選型計算394.7.2 選型計算394.8.1 高壓貯液器的作用404.9 空氣分離器選型414.9.2 空氣分離器的選型414.10.1 集油器的作用414.11 冷卻塔的選擇計算424.13 冷卻水池

7、選型434.15 緊急泄氨器選型43第5章冷間制冷工藝設(shè)計455.2 冷間的制冷工藝設(shè)計456.1 系統(tǒng)管道和閥門的設(shè)計要求476.3 系統(tǒng)管徑的確定476.3.2 氨排氣管管徑的確定486.3.4 低壓循環(huán)貯液桶到分配站之間氨液管道管徑的確定486.3.6 輔助管道管徑的確定486.5 對制冷工藝管道布置要求496.5.2 氨管道的布置要求：497.1 冷間溫度控制50第8章制冷系統(tǒng)的試壓試漏與管道保溫528.1.1 系統(tǒng)試壓528.1.3 系統(tǒng)氨試漏53第九章結(jié)論56參考文獻58第1章 工程概況與原始材料1.1 工程概況該工程為市1058t冷庫工程制冷系統(tǒng)的設(shè)計。該冷庫是一個中型的生產(chǎn)性冷

8、庫，主要生產(chǎn)凍魚蝦。其主要加工環(huán)節(jié)為：經(jīng)過整理后的冰鮮魚蝦先放入凍結(jié)間冷凍后，再放入凍結(jié)物冷藏間進行冷藏。建筑平面如圖1-1所示：圖1-1冷藏庫建筑平面圖1.1.1 冷庫概況該冷庫主要包括凍結(jié)間和凍結(jié)物冷藏庫兩大部分，平面布置如圖1-1所示。各冷間室設(shè)計參數(shù)分別為：凍結(jié)間(存放魚蝦)：相對濕度90%95%，溫度-23。凍結(jié)物冷藏間(存放凍結(jié)后的魚蝦)：相對濕度90%95%，溫度-20。該冷庫分為兩個蒸發(fā)回路，蒸發(fā)溫度分別為-33 和-30。1.1.2 各冷間熱工計算1) 凍結(jié)物冷藏間噸位計算根據(jù)制冷技術(shù)與其應用可知冷藏庫噸位的計算公式為： （1-1）式中：冷庫計算噸位（t）；冷藏間的公稱容積（

9、m3）；食品的計算密度（kg/m3）；冷藏間的容積利用系數(shù)；一噸換算成千克的數(shù)值（kg/t）。本工程凍結(jié)物冷藏間的設(shè)計室溫為-20，根據(jù)冷藏庫建筑平面圖可以算出其凈容積。庫房凈高為5m。由建筑平面圖可算出凍結(jié)物冷藏間5，6，7的凈面積均為300m2。根據(jù)冷庫制冷設(shè)計手冊表3-4可以查得凍魚的密度為=470 kg/m3 。根據(jù)冷庫制冷設(shè)計手冊表3-5可查得冷藏間容積利用系數(shù)=0.5。由公式（1-1）可算出該冷庫凍結(jié)物冷藏間的冷藏噸位為：所以凍結(jié)物冷藏間的總庫容為，即總庫容為1058t。具體尺寸見圖1-1。2) 凍結(jié)間生產(chǎn)能力計算本冷庫凍結(jié)間設(shè)有吊軌，根據(jù)冷庫制冷設(shè)計手冊表3-3可知，存放魚蝦的凍

10、結(jié)間的吊軌為人工推動，軌距為10001100mm，軌面高度為21002300mm，本冷庫取吊軌軌距為1000mm，軌面高度為2200mm。本冷庫存放魚蝦，可設(shè)凍結(jié)間1、2存放蝦，凍結(jié)間3、4存放魚。根據(jù)冷庫制冷設(shè)計手冊中公式3-1可知，凍結(jié)間生產(chǎn)能力的計算公式為 （1-2）式中：凍結(jié)間每日冷加工能力（t）；吊軌有效總長度（m）；吊軌單位長度凈載貨量（kg/m）；每日凍結(jié)的周轉(zhuǎn)次數(shù)；凍結(jié)一周轉(zhuǎn)的時間（h）； 24每日小時數(shù)（h）；1000一噸換算成千克的數(shù)值（kg/t）。a) 凍結(jié)間1、2存放蝦每間設(shè)有8根吊軌，每根吊軌有效長度為15m，軌距為1米，則每間凍結(jié)間吊軌有效載貨長度=120m。存放蝦

11、時=270 kg/m。根據(jù)冷藏庫設(shè)計中表0-1可知，存放蝦的凍結(jié)間的凍結(jié)時間為8h。則由式（1-2）得，所以凍結(jié)間1、2每間生產(chǎn)能力為97t/d。b) 凍結(jié)間3、4存放凍魚由于凍結(jié)間3、4尺寸不同，故應分別計算。凍結(jié)間3：設(shè)8根吊軌，每根吊軌有效長度為15m，軌距為1m，則吊軌總有效載貨長度=120m。存放凍魚時=540 kg/m（20kg盤裝）。根據(jù)冷藏庫設(shè)計中表0-1可知，存放凍魚的凍結(jié)間的凍結(jié)時間為10h。則由式（1-2）得，所以凍結(jié)間3的生產(chǎn)能力為78t/d。凍結(jié)間4：設(shè)10根吊軌，每根吊軌有效長度為15m，軌距為1m，則吊軌總有效載貨長度=150m。其他數(shù)據(jù)與凍結(jié)間一樣。則，所以凍結(jié)

12、間4的生產(chǎn)能力為97t/d。綜上所述，本冷庫凍結(jié)間的總生產(chǎn)能力為： 。1.1.3 機房概況本冷庫將機房布置在庫房的西南方向，與凍結(jié)物冷藏間相鄰。機房為單層獨立建筑，建筑尺寸為28m12.8m，面積為358.4。分為機器間、設(shè)備間、水泵房、配電室、值班室。其中壓縮機布置在機器間；低壓循環(huán)貯液桶、中間冷卻器、高壓貯液器以與空氣分離器布置在設(shè)備間；把產(chǎn)生高熱與外逸制冷劑的油分離器、冷凝器布置在室外。1.2 氣象資料地區(qū)的氣象資料如下： 地理位置：北緯，東經(jīng)，海拔4.5m 夏季通風室外計算溫度32 夏季空氣調(diào)節(jié)日平均室外計算溫度30.4 夏季室外平均每年不保證50小時濕球溫度28.2 最熱月月平均室外

13、計算相對濕度83% 夏季通風室外計算相對濕度67%第2章 制冷負荷計算冷庫的制冷負荷有五大部分：圍護結(jié)構(gòu)傳入熱量、貨物放熱量、通風換氣冷負荷、電機運行熱當量以與操作管理冷負荷。其中，因為本庫生產(chǎn)貨物為凍魚，又無操作工人長期停留的冷間，所以可以忽略不計。所以冷庫的制冷負荷為： （2-1）2.1 冷庫圍護結(jié)構(gòu)傳熱量2.1.1 計算基礎(chǔ)資料1) 計算公式 根據(jù)制冷技術(shù)與其應用可知冷庫圍護結(jié)構(gòu)傳熱量計算公式為： （2-2）其中 ，式中： 圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)，單位；圍護結(jié)構(gòu)傳熱面積，單位；圍護結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫差修正系數(shù)，可根據(jù)圍護結(jié)構(gòu)外側(cè)環(huán)境條件，熱特性指標以與庫房特性查??；，室外（）計算溫度，；圍護結(jié)構(gòu)總熱阻

14、， ；，圍護結(jié)構(gòu)外表面放熱系數(shù)， ；圍護結(jié)構(gòu)各層材料厚度，m；圍護結(jié)構(gòu)各層材料傳熱系數(shù)， 。2) 冷庫圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造與其（結(jié)構(gòu)見圍護結(jié)構(gòu)構(gòu)造圖）a地面各層結(jié)構(gòu)如下：(1)100mm厚鋼筋混凝土，導熱系數(shù)1.330(2)10mm厚油氈一層，導熱系數(shù)0.174(3)0.2mm聚乙烯薄膜隔汽一層，=0.047(4)200mm厚聚苯板分兩層，下層100mm厚，上層100mm厚，=0.04(5)0.2mm聚乙烯薄膜隔汽一層，=0.047(6)20mm厚水泥砂漿，=0.872(7)100mm厚鋼筋混凝土，=1.33 b.屋面各層結(jié)構(gòu)如下 (1)6mmSBS防水卷材，=0.37 (2)20mm水泥砂漿，=0.

15、872 (3)150mm厚鋼筋混凝土，=1.33 (4)3mm素水泥漿一道，=0.30 (5)0.2mm聚乙烯薄膜隔汽一層，=0.047(6)200mm厚聚氨酯隔熱一層，=0.027 (7)20mm水泥砂漿，=0.872 c外墻各層結(jié)構(gòu)如下 (1)20mm水泥砂漿，=0.872 (2)370mm厚磚墻，=0.87 (3)20mm水泥砂漿，=0.872 (4)0.2mm聚乙烯薄膜隔汽一層，=0.047(5)150mm厚硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料隔熱一層，=0.031 d隔熱墻各層結(jié)構(gòu)如下 (1)20mm水泥砂漿，=0.872 (2)370mm厚磚墻，=0.87 (3)20mm水泥砂漿，=0.872 (4

16、)0.2mm聚乙烯薄膜隔汽一層，=0.047(5)70mm厚硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，=0.031 2.1.2 庫房各冷間圍護結(jié)構(gòu)傳熱量1) 傳熱系數(shù)K將求傳熱系數(shù)K的公式編入Excel表中計算得出K值，如表2-1所示：表2-1： 圍護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)表冷間名稱圍護結(jié)構(gòu)名稱w(W/m2k)n(W/m2k)/總熱阻R0(m2k/W)傳熱系數(shù)K(W/m2k)凍結(jié)間外墻23.329.015.315.3870.18563墻11.6329.012.712.83050.35329地坪8.1429.015.2395.39630.185312屋面23.329.017.5897.666390.130441凍結(jié)物冷藏間外墻

17、23.38.0145.315.47770.182558墻11.638.0142.712.9207660.342376地坪8.148.0145.2395.486630.18226屋面23.38.0147.5897.75670.128921對總熱阻進行校核：根據(jù)冷庫設(shè)計規(guī)公式4.4.7得： （2-3）式中：Rmin圍護結(jié)構(gòu)最小總熱阻（/W）； tg圍護結(jié)構(gòu)高溫側(cè)的氣溫（）；td圍護結(jié)構(gòu)低溫側(cè)的氣溫（）； t1圍護結(jié)構(gòu)高溫側(cè)空氣的露點溫度（）； b熱阻的修正系數(shù)，取b=1.0。查表知高溫側(cè)空氣的露點溫度為t1=26.6圍護結(jié)構(gòu)最小總熱阻：（/W） 各庫房的溫度不同，將凍結(jié)間，凍結(jié)物冷藏間的庫溫度td

18、：-23，-20依次帶入上式得到各庫房的最小熱阻：凍結(jié)間Rmin=0.67029（/W）；凍結(jié)物冷藏間：Rmin=0.6324（/W）。而計算得到的各房間的熱阻：凍結(jié)間1：R01= R04=32.0542（/W）； 凍結(jié)間2：R02=R03=29.49767（/W）；凍結(jié)物冷藏間：R05= R07=32.0542（/W）；凍結(jié)物冷藏間：R06=29.49767（/W）均大于最小熱阻，所選墻體材料與厚度合適。2) 各冷間圍護結(jié)構(gòu)傳熱量各冷間圍護結(jié)構(gòu)傳熱量用Excel列表編入公式算出，如表2-2所示：表2-2： 各冷間圍護結(jié)構(gòu)傳熱量冷間名稱維護結(jié)構(gòu)名稱長(m)寬（高）(m)面積F(m2)傳熱系數(shù)K

19、(W/m2K)溫差修正系數(shù)a溫差tw-tn（）圍護結(jié)構(gòu)冷負荷Q1（W）冷間編號凍結(jié)間NO.1北外墻10.28 5.53 56.88 0.185631.0553.4592.01 東外墻20.56 5.53 113.76 0.185631.0553.41184.03 南外墻10.28 5.53 56.88 0.185631.0553.4592.01 地坪20.56 10.28 211.36 0.1853120.653.41254.91 屋面20.56 10.28 211.36 0.1304411.253.41766.66 總計5389.63 NO.2北外墻105.53 55.33 0.185631

20、.0553.4575.89 南外墻105.53 55.33 0.185631.0553.4575.89 地坪20.5610205.60 0.1853120.653.41220.73 屋面20.5610205.60 0.1304411.253.41718.54 總計4091.05 NO.3北外墻105.53 55.33 0.185631.0553.4575.89 南外墻105.53 55.33 0.185631.0553.4575.89 地坪20.5610205.60 0.1853120.653.41220.73 屋面20.5610205.60 0.1304411.253.41718.54 凍結(jié)

21、間總計4091.05 NO.4北外墻12.285.53 67.95 0.185631.0553.4707.19 西外墻20.56 5.53 113.76 0.185631.0553.41184.03 南外墻12.285.53 67.95 0.185631.0553.4707.19 地坪20.56 12.28252.48 0.1853120.653.41499.05 屋面20.56 12.28252.48 0.1304411.253.42110.37 總計6207.84 凍結(jié)物冷藏間NO.5北外墻10.285.53 56.88 0.1825581.0550.4549.51 東外墻30.565.5

22、3 169.09 0.1825581.0550.41633.56 南外墻10.285.53 56.88 0.1825581.0550.4549.51 地坪30.5610.28314.16 0.182260.650.41731.49 屋面30.5610.28314.16 0.1289211.250.42449.53 總計6913.59 NO.6北外墻105.53 55.33 0.1825581.0550.4534.54 南外墻105.53 55.33 0.1825581.0550.4534.54 地坪30.5610305.60 0.182260.650.41684.33 屋面30.5610305

23、.60 0.1289211.250.42382.81 總計5136.22 NO.7北外墻10.285.53 56.88 0.1825581.0550.4549.51 西外墻30.565.53 169.09 0.1825581.0550.41633.56 南外墻10.285.53 56.88 0.1825581.0550.4549.51 地坪30.5610.28314.16 0.182260.650.41731.49 屋面30.5610.28314.16 0.1289211.250.42449.53 總計6913.59 注：根據(jù)冷庫設(shè)計規(guī)第6.1.7條，維護圍護結(jié)構(gòu)的傳熱面積Aw按照以下規(guī)定計算

24、： 屋面、地面和外墻的長、寬度應自外墻外表面至外墻外表面或外墻外表面至墻中或墻中至墻中； 外墻的高度應自地坪的隔熱層下表面往上計算，屋面應自隔熱層上表面往下計算。凍結(jié)間NO.2和NO.3的冷負荷一樣；凍結(jié)物冷藏間NO.5和NO.7冷負荷一樣。2.2 貨物放熱量2.2.1 計算基礎(chǔ)資料一計算公式由制冷技術(shù)與其應用可知：貨物放熱量包括四項容，其計算公式為： （2-4） 式中：貨物放熱量，（W）；包裝材料和運輸工具放熱量，（W）；食品冷加工過程的呼吸熱，（W）；食品冷藏過程的呼吸熱，（W）。由于本冷庫用于生產(chǎn)魚蝦，所以和兩項可以忽略不計，故只需要計算食品放熱量以與包裝材料和運輸工具放熱量。則上述公式

25、可以表示為： （2-5）式中：每日進貨量，按的5%計算，（kg）；凍結(jié)物冷藏間的冷藏量（kg）；貨物冷卻時間，(h)；貨物包裝材料或運輸工具的重量系數(shù)；包裝材料或運輸工具的比熱容，；包裝材料或運輸工具進入冷間的初始溫度、在冷間終止降溫時的溫度，（）；貨物進入冷間初始溫度、終止溫度時的比焓，kJ/kg；1 kJ/h換算成W的數(shù)值。二計算基本參數(shù) 冷間每日進貨量（kg）：凍結(jié)間1、2每天的生產(chǎn)能力均為=146000kg，凍結(jié)間3每天的生產(chǎn)能力為=233000kg，凍結(jié)間4每天的生產(chǎn)能力為=280000kg；凍結(jié)物冷藏間每間每日進貨量按該間冷藏噸位的5%計算，本冷庫凍結(jié)物冷藏間每間的冷藏噸位為352

26、.5t，則凍結(jié)物冷藏間每間每日的進貨量為： 根據(jù)冷庫設(shè)計規(guī)中5.1.14條可知：魚蝦進入凍結(jié)間的溫度按15計算，經(jīng)過凍結(jié)間凍結(jié)后溫度降至-15，再送入凍結(jié)物冷藏間冷藏后溫度降為-20。查表可知各溫度所對應的焓值分別為=300.8 kJ/kg，=14.2 kJ/kg， =2.5 kJ/kg。 貨物冷卻時間T(h)：凍結(jié)間和凍結(jié)物冷藏間均為24h； 魚蝦包裝采用吊籠，查制冷技術(shù)與其應用中表13-13可知，凍結(jié)間，重量系數(shù)B為0.6，冷藏間，重量系數(shù)B為0.1； 包裝材料或運輸工具采用鐵皮，查制冷技術(shù)與其應用中表13-14可知，其比熱容=0.42；本冷庫中魚蝦在庫外已包裝好送入庫中，由冷庫設(shè)計規(guī)中第

27、6.1.12條可知，自庫外調(diào)入已包裝的貨物，其包裝材料溫度應為該貨物進入冷間時的溫度。同時，由第6.1.13條可知，冰鮮魚蝦整理后的溫度按15計算，所以包裝材料進凍結(jié)間的溫度為15，而包裝材料進入凍結(jié)物冷藏間的溫度為-15。同樣，由第6.1.12條可知，運輸工具取值按夏季空氣調(diào)節(jié)日平均溫度乘以生產(chǎn)旺月的溫度修正系數(shù)，魚蝦的生產(chǎn)旺月為7-8月份，查冷庫設(shè)計規(guī)中表6.1.12可知，溫度修正系數(shù)為1.0，所以運輸工具進入冷間的溫度為30.4。包裝材料運輸工具出凍結(jié)間的溫度為-15，出凍結(jié)物冷藏間的溫度為-20。2.2.2 各冷間貨物放熱量將貨物熱流量的公式編入Excel表中計算得出值，如表2-3所示

28、：表2-3： 各冷間貨物放熱量冷間名稱凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間總計房間號NO.1、NO.2NO.3NO.4NO.5、NO.6、NO.7每日進貨量（kg）970007800097000352500貨物進庫焓值h1(kj/kg)300.8300.8300.814.2貨物出庫焓值h2(kj/kg)14.214.214.22.5時間T（h）24242424包裝材料重量系數(shù)B0.60.60.60.1包裝材料或運輸工具的比熱容cb(kj/kg）0.420.420.420.42包裝材料進庫溫度t1（）151515-15運輸工具進庫溫度t1（）30.430.430.430.4包裝材料或運輸工具出庫溫度t2（）-15

29、-15-15-20貨物熱流量Q2(W)330249.07265561.09330249.073643.751264239.552.3 通風換氣冷負荷因為本庫生產(chǎn)貨物為凍魚蝦，又無操作工人長期停留操作的冷間，故忽略。2.4 電機運行熱當量2.4.1 計算基礎(chǔ)資料該項負荷主要為凍結(jié)間，其電動設(shè)備為冷風機配用的電動機，由于存放魚蝦的冷間，吊軌為人工推動，所以無需考慮帶動吊軌的電動機的負荷。凍結(jié)物冷藏間因采用頂冷卻排管，無電動設(shè)備，故其該項負荷為0。1) 計算公式根據(jù)冷庫設(shè)計規(guī)可知，電機運行熱當量為： （2-6）式中：N電動機額定功率，kw熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，因電動機在庫，故取值1電動機運轉(zhuǎn)時間系數(shù)，冷風機配

30、用電機取值為1，帶動吊軌的電動機按每天8小時計算，=0.33；2) 基本參數(shù)在計算該項負荷時，由于冷風機的型號尚未選定，所以也不知道其所配用的電動機的具體功率，這時可以先假設(shè)一個電動機功率，求得總耗冷量，選出冷風機后再根據(jù)實際功率進行校核。估算：本冷庫采用吊頂式冷風機，凍結(jié)間1、2、4每間選12臺DJ-25/300型冷風機，電動機共36臺，每臺冷風機電機功率N=32200=6600W；所以每間凍結(jié)間電機總功率為660012=79200W；凍結(jié)間3選10臺DJ-25/300型冷風機，電動機共30臺，每臺冷風機電機功率N=32200=6600W；所以每間凍結(jié)間電機總功率為660010=66000W

31、2.4.2 各冷間電機運行熱當量將求電機運行熱當量的公式編入Excel表中計算得出值，如表2-4所示：表2-4：各冷間電機運行熱當量冷間名稱電機功率N(KW)熱能轉(zhuǎn)化系數(shù)運轉(zhuǎn)時間系數(shù)電機運行熱當量Q4(W)冷間編號電機用途凍結(jié)間NO.1、NO.2、NO.4冷風機79.21179200NO.3冷風機66.01166000總計2847002.5 操作管理冷負荷2.5.1 計算基礎(chǔ)資料凍結(jié)間該項負荷忽略不計。該項負荷包括三項容：庫房照明熱量，出入庫房時開啟庫門冷負荷以與操作人員散發(fā)熱量。根據(jù)制冷技術(shù)與其應用可知計算公式為： (W) （2-7）式中：冷間每平方米地板面積照明熱量，可取1.82.3，本冷

32、庫取=2.0；冷間地板面積，本冷庫=300；每日開門引起的換氣次數(shù)，與庫容積有關(guān)，根據(jù)冷庫設(shè)計規(guī)圖6.1.16可以查出=1.8；冷間凈容積，=1500；、冷間、外空氣含熱量，；空氣幕修正系數(shù)，取0.5；空氣容重，按干空氣容重計算，=1.395；操作人員數(shù)量，按每250增加1人計算，=6；每個操作人員每秒放熱量，庫溫高于或等于5時取280w，庫溫低于5時取410w；每日操作時間系數(shù)，按每日操作3小時計算。2.5.2 各冷間操作管理冷負荷1） 庫房照明熱量將公式編入Excel表中計算得出值，如表2-5所示：表2-5：庫房照明熱量冷間名稱長（m）寬（m）凈面積（m2）每平方米照明熱量qd(W)照明散

33、熱量Q5a(W)冷間編號凍結(jié)物冷藏間NO.530103002600NO.630103002600NO.730103002600總計18002）出入庫房時開啟庫門冷負荷將公式編入Excel表中計算得出值，如表26所示：表2-6：出入庫房時開啟庫門冷負荷冷間名稱凈面積(m2)凈高(m)凈容積(m3)換氣次數(shù)n庫外空氣hw (kj/kg)庫空氣 hn(kj/kg)空氣容重r(kg/m3)空氣幕修正系數(shù)M時間庫門開啟冷負荷Q5b(w)冷間編號凍結(jié)物冷藏間No.5300515001.892.56-19.021.3950.5864002432.73No.6300515001.892.56-19.021.3

34、950.5864002432.73No.7300515001.892.56-19.021.3950.5864002432.73總計7298.183）操作人員散發(fā)熱量將公式編入Excel表中計算得出值，如表26所示：表2-7：操作人員散發(fā)熱量冷間名稱操作人數(shù)nr每人每秒放熱量qr(w)操作時間系數(shù)人體散熱量Q5c(w)冷間編號凍結(jié)物冷藏間No.564100.125307.5No.664100.125307.5No.764100.125307.5總計922.54）各冷間操作管理冷負荷匯總表2-8：各冷間操作管理冷負荷匯總冷間名稱照明熱量Q5c(W)出入庫房時開啟庫門冷負荷Q5b(W)操作人員散發(fā)熱

35、量Q5c(W)操作管理冷負荷Q5(W)冷間編號凍結(jié)物冷藏間NO.5/NO.6/NO.76002432.73307.53340.236002432.73307.53340.236002432.73307.53340.23總計18007298.19922.510020.692.6冷卻設(shè)備負荷和機械負荷 冷間負荷包括冷卻設(shè)備負荷和機械負荷兩部分，根據(jù)冷卻設(shè)備負荷選配冷卻設(shè)備，如冷風機，冷卻排管等；根據(jù)機械負荷選配制冷壓縮機等。 冷庫的冷卻設(shè)備負荷必須進行逐間計算，然后按不同的蒸發(fā)溫度分別進行匯總，得出總耗冷量。機械負荷一般小于冷卻設(shè)備負荷。制冷系統(tǒng)中，設(shè)備、管道的冷量損失包含在機械負荷中。2.6.1

36、各冷間計算冷負荷Q匯總各冷間計算冷負荷Q匯總?cè)缦拢罕?-9：各冷間計算冷負荷Q匯總序號冷間名稱Q1Q2Q3Q4Q5Q（w）1No.1合計5389.63330249.0779200341138.7No.2合計4091.05330249.0779200339840.12NO.3合計4091.05265561.0966000275152.14No.4合計6207.84330249.0779200342876.91凍結(jié)間總計19599.571256308.32847001299007.872No.5合計6913.592643.753340.2312897.57NO.6合計5136.222643.753

37、340.2311120.2NO.7合計6913592643.753340.2312897.57凍結(jié)物冷藏間合計18963.47931.2510020.6936915.342.6.2各冷間冷卻設(shè)備負荷匯總庫房冷卻設(shè)備負荷即蒸發(fā)器負荷，是冷卻設(shè)備選型的依據(jù)，其計算的原則是要保證即使各種不利因素同時出現(xiàn)，庫房冷卻設(shè)備也能與時帶走各種熱源產(chǎn)生的熱量，以便維持庫房所需工況。其計算公式為： （2-8）式中：P冷卻或凍結(jié)加工負荷系數(shù)，對于冷卻間和凍結(jié)間，P1.3，其它冷間P1.0。各冷間冷卻設(shè)備負荷匯總?cè)缦拢罕?-10：各冷間冷卻設(shè)備負荷匯總序號冷間名稱Q1PQ2Q3Q4Q5 （w）1No.1合計5389.

38、631.3330249.0779200440213.42No.2合計4091.051.3330249.0779200438914.84NO.3合計4091.051.3265561.0966000354820.35No.4合計6207.841.3330249.0779200441951.63凍結(jié)間總計19599.571.31256308.32847001675900.242No.5合計6913.591.02643.753340.2312897.57NO.6合計5136.221.02643.753340.2311120.2NO.7合計6913591.02643.753340.2312897.57凍

39、結(jié)物冷藏間合計18963.41.07931.2510020.6936915.342.6.1 各冷間機械負荷Qj匯總機械負荷是壓縮機選型的依據(jù)，它不僅要滿足冷庫生產(chǎn)高峰負荷的要求，還要考慮到經(jīng)濟性和合理性。計算負荷都是在庫房最不利的生產(chǎn)條件下求得的，而在實際生產(chǎn)過程中，各種不利因素同時出現(xiàn)的幾率很小，倘若以冷庫總耗冷量作為機械負荷，勢必造成經(jīng)濟上的浪費。因此，應把同一蒸發(fā)溫度的庫房的各類冷負荷按不同情況加以修正，再考慮管路，設(shè)備等冷量損失來確定機械負荷，其公式如下： （2-9）式中：R制冷裝置的管道和設(shè)備等冷量損耗補償系數(shù)，因該冷庫為直接冷卻系統(tǒng)，取值R=1.07；n1圍護結(jié)構(gòu)傳熱量的季節(jié)修正系

40、數(shù)，根據(jù)所在地區(qū)地理緯度和生產(chǎn)旺季的月份由表查得，因該冷庫以生產(chǎn)魚蝦為主，旺季一般出現(xiàn)在夏季，故取七，八月為旺月，可相應查得各間n1，n1=1.00；n2機械負荷折減系數(shù)，與庫房的性質(zhì)以與同類庫房的間數(shù)有關(guān)冷卻間和凍結(jié)間取n21，凍結(jié)物冷藏間取n2=0.5；n3同期換氣次數(shù)，一般取0.51.0，因該庫無此項負荷，故不予考慮；n4冷間電動設(shè)備同期運轉(zhuǎn)系數(shù)，凍結(jié)間n4=1； n5冷間的同期操作系數(shù)，與庫房間數(shù)有關(guān)，查冷庫設(shè)計規(guī)表6.1.5可得：凍結(jié)間凍結(jié)物冷藏間的n5= 0.5。匯總?cè)缦拢罕?-11：各冷間機械負荷Qj匯總蒸發(fā)溫度（）冷間名稱Rn1Q1n2Q2n3Q3n4Q4n5Q5Qj（w）-3

41、3凍結(jié)間1.0719599.571256308.31423501377579.92-30凍結(jié)物冷藏間1.0718963.47931.255010.3534138.34第3章制冷系統(tǒng)方案的確定和經(jīng)濟技術(shù)分析制冷系統(tǒng)方案是設(shè)計單位依據(jù)設(shè)計任務(wù)書而提出的初步設(shè)想，是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。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，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，應從先進，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行比較，權(quán)衡利弊，選擇最佳的設(shè)計方案。制冷系統(tǒng)方案的設(shè)計包括制冷系統(tǒng)中制冷劑的選擇，蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、壓縮機吸氣溫度等的選

42、擇計算。3.1 制冷系統(tǒng)方案的依據(jù)、原則與容3.1.1 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)魚蝦，凍結(jié)物冷藏間用于冷藏凍結(jié)的魚蝦。2.冷庫的規(guī)模。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。3.1.2 制冷系統(tǒng)方案的原則1.滿足食品冷加工工藝要求，保證質(zhì)量，降低干耗；2.制冷系統(tǒng)要運轉(zhuǎn)可靠和操作管理方便，又要有安全保障；3.制冷系統(tǒng)盡量采用新機器，新設(shè)備，新技術(shù)，新工藝，應優(yōu)先選用自動控制方案；4.考慮經(jīng)濟性，綜合比較初置費用和運轉(zhuǎn)費用；5.考慮技術(shù)經(jīng)濟發(fā)展趨勢。3.

43、1.3 制冷系統(tǒng)方案的主要容1.制冷劑種類的確定；2.制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度回路方案的確定；3.制冷壓縮級數(shù)的確定；4.冷間冷卻方式的確定；5.制冷系統(tǒng)供液方式的確定；6.制冷系統(tǒng)供冷方式的確定；7.蒸發(fā)器除霜方案確定。3.2 確定制冷系統(tǒng)方案3.2.1 確定制冷劑制冷劑又稱制冷工質(zhì)，是制冷循環(huán)的工作介質(zhì)，利用制冷劑的相變來傳遞熱量，既制冷劑在蒸發(fā)器中汽化時吸熱，在冷凝器中凝結(jié)時放熱。當前能用作制冷劑的物質(zhì)有80多種，最常用的是氨、氟利昂類、水和少數(shù)碳氫化合物等。a) 氨（R717）的特性1氨（R717、NH3）是中溫制冷劑之一，其蒸發(fā)溫度ts為-33.4，使用圍是+5到-70，當冷卻水溫度高達30

44、時，冷凝器中的工作壓力一般不超過1.5MPa。2氨的臨界溫度較高（tkr=132）。氨的汽化潛熱大，在大氣壓力下為1164KJ/Kg，單位容積制冷量也大，氨壓縮機的尺寸可以較小。3純氨對潤滑油無不良影響，但有水分時，會降低冷凍油的潤滑作用。4純氨對鋼鐵無腐蝕作用，但當氨中含有水分時將腐蝕銅和銅合金（磷青銅除外），故在氨制冷系統(tǒng)中對管道與閥件均不采用銅和銅合金。5氨的蒸氣無色，有強烈的刺激臭味。氨對人體有較大的毒性，當氨液飛濺到皮膚上時會引起凍傷。當空氣中氨蒸氣的容積達到0.5%0.6%時可引起爆炸。故機房空氣中氨的濃度不得超過0.02mg/L。6氨在常溫下不易燃燒，但加熱至350時，則分解為氮

45、和氫氣，氫氣于空氣中的氧氣混合后會發(fā)生爆炸。b) 氟利昂的特性1氟利昂是一種透明、無味、無毒、不易燃燒、爆炸和化學性穩(wěn)定的制冷劑。不同的化學組成和結(jié)構(gòu)的氟利昂制冷劑熱力性質(zhì)相差很大，可適用于高溫、中溫和低溫制冷機，以適應不同制冷溫度的要求。2氟利昂對水的溶解度小，制冷裝置中進入水分后會產(chǎn)生酸性物質(zhì)，并容易造成低溫系統(tǒng)的“冰堵”，堵塞節(jié)流閥或管道。另外避免氟利昂與天然橡膠起作用，其裝置應采用丁晴橡膠作墊片或密封圈。3常用的氟利昂制冷劑有R12、R22、R502與R134a。4氟利昂12（CF2CL2，R12）：是氟利昂制冷劑中應用較多的一種，主要在中、小型食品庫、家用電冰箱以與水路冷藏運輸?shù)戎评?/p>

46、裝置中得到廣泛采用。R12具有較好的熱力學性能，冷藏壓力較低，采用風冷或自然冷卻，冷凝壓力約0.81.2KPa。R12的標準蒸發(fā)溫度為-29，屬中溫制冷劑，用于中、小型活塞式壓縮機，可獲得-70的低溫。而對大型離心式壓縮機可獲得-80的低溫。近年來電冰箱的代替冷媒為R134a。5氟利昂22（CHF2CL，R22）：是氟利昂制冷劑中應用較多的一種，主要在家用空調(diào)和低溫冰箱中采用。R22的熱力學性能與氨相近。標準汽化溫度為-40.8，通常冷凝壓力不超過1.6MPa。R22不燃、不爆，使用中比氨安全可靠。R22的單位容積比R12約高60%，其低溫時單位容積制冷量和飽和壓力均高于R12和氨。近年來對大

47、型空調(diào)冷水機組的冷媒大都采用R134a來代替。6氟利昂502（R502）：R502是由R12、R22以51.2%和48.8%的百分比混合而成的共沸溶液。R502與R115、R22相比具有更好的熱力學性能，更適用于低溫。R502的標準蒸發(fā)溫度為-45.6，正常工作壓力與R22相近。在一樣的工況下的單位容積制冷量比R22大，但排氣溫度卻比R22低。R502用于全封閉、半封閉或某些中、小制冷裝置，其蒸發(fā)溫度可低達-55。R502在冷藏柜中使用較多。7氟利昂134a（C2H2F4，R134a）：是一種較新型的制冷劑，其蒸發(fā)溫度為-26.5。它的主要熱力學性質(zhì)與R12相似，不會破壞空氣中的臭氧層，是近年

48、來鼓吹的環(huán)保冷媒，但會造成溫室效應。是比較理想的R12替代制冷劑。8氟利昂與水的關(guān)系：氟利昂和水幾乎完全相互不溶解，對水分的溶解度極小。從低溫側(cè)進入裝置的水分呈水蒸氣狀態(tài)，它和氟利昂蒸氣一起被壓縮而進入冷凝器，再冷凝成液態(tài)水，水以液滴狀混于氟利昂液體中，在膨脹閥處因低溫而凍結(jié)成冰，堵塞閥門，使制冷裝置不能正常工作。水分還能使氟利昂發(fā)生水解而產(chǎn)生酸，使制冷系統(tǒng)發(fā)生“鍍銅”現(xiàn)象。9氟利昂與潤滑油的關(guān)系：一般是易溶于冷凍油的，但在高溫時，氟利昂就會從冷凍油分解出來。所以在大型冷水機組中的油箱里都有加熱器，保持在一定的溫度來防止氟利昂的溶解。由于冷藏庫制冷系統(tǒng)制冷量較大，從經(jīng)濟上考慮，并結(jié)合國大中型冷

49、庫的設(shè)計經(jīng)驗，應該以氨（R717）作為工質(zhì)。并且按照冷庫設(shè)計規(guī)的規(guī)定，大中型冷庫應該采用氨做制冷劑。再結(jié)合氨的特性考慮，本設(shè)計采用氨做制冷劑。3.2.2 確定制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度回路各種食品的冷加工工藝，對庫房空氣溫度的要求不盡一樣，而庫房空氣溫度與相對濕度與制冷劑的蒸發(fā)溫度是有密切關(guān)系的。如果庫房空氣溫度與制冷劑的蒸發(fā)溫度相差過大，庫相對濕度就可能偏低，食品的干縮消耗將增大，因而對食品的品質(zhì)指標造成不良影響。在同一冷庫中，同時對多種食品進行冷加工，加入所要求的庫房溫度與相對濕度各不一樣，就會使制冷系統(tǒng)復雜化，不論在技術(shù)上、經(jīng)濟上和管理上都是不可取的。在自動控制設(shè)備日趨完善的今天，可以通過自動控制元件對蒸發(fā)溫度進行控制，在某種程度上能使得在同一制冷系統(tǒng)中有幾個不同的蒸發(fā)溫度同時工作，獲得不同的庫房溫度和相對濕度。在考慮劃分蒸發(fā)溫度系統(tǒng)時，首先應當遵循的主要原則是保證食品冷加工的質(zhì)量，生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品；在預期的冷藏期，貯存食品的品質(zhì)指標符合要求；其次是簡化