制冷設(shè)計報告

PAGE11目錄1.設(shè)計基本資料……………31.1設(shè)計目的………………31.2設(shè)計題目………………31.3設(shè)計指標………………31.4設(shè)計地點室外氣象參數(shù)………………31.5冷藏庫室內(nèi)設(shè)計參數(shù)…………………32.冷藏庫熱工計算…………32.1冷藏庫噸位分配………32.2冷藏庫尺寸計算………32.3庫房平面設(shè)計…………42.4圍護結(jié)構(gòu)換熱系數(shù)的確定……………43.庫房冷負荷的計算………63.1圍護結(jié)構(gòu)熱流量………63.2貨物熱流量……………73.3冷間操作熱流量………73.4庫房冷卻設(shè)備冷負荷…………………83.5冷間機械負荷…………94.設(shè)備選型…………………94.1冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的確定…………94.2制冷原理的熱工計算…………………94.3壓縮機的選擇………104.4冷凝器的選擇計算…………………104.5蒸發(fā)器選擇計算……114.6油分離器的選擇計算………………114.7儲液器的選擇計算…………………124.8集油器的選擇計算…………………124.9冷卻塔的選擇計算…………………124.10膨脹閥的選擇……125.制冷管道設(shè)計…………125.1吸氣管段……………135.2排氣管段……………145.3冷凝器到儲液器管段………………155.4儲液器到蒸發(fā)器管段………………176.總結(jié)……………………19參考文獻…………………191.設(shè)計基本資料1.1設(shè)計目的:1.2設(shè)計題目:沈陽市魚肉類冷藏庫設(shè)計1.3設(shè)計指標:50t1.4設(shè)計地點室外氣象參數(shù):室外空氣計算溫度：27℃室外計算濕度:最冷月84%最熱月82%最熱月平均66%1.5冷藏庫室內(nèi)設(shè)計參數(shù):庫房名稱相對濕度溫度冷卻間85%～90%0oC冷藏間90%-18oC冷凍間90%-25oC室外84%27℃2.冷藏庫熱工計算2.1冷藏庫噸位分配根據(jù)冷藏庫設(shè)計噸位將其分配如下：冷卻庫：50t一個冷卻間每間噸位50t冷藏庫：50t一個冷藏間每間噸位50t冷凍間：50t一個冷凍間每間噸位50t2.2冷藏庫尺寸計算根據(jù)公式：（2-1）式中G—冷庫計算噸位（t）； V1—冷藏間的公稱體積（m3）；η—冷藏間的體積利用系數(shù)；ρs—食品的計算密度（kg/m3）根據(jù)《冷庫設(shè)計規(guī)范》表3.0.5查得凍魚的密度為ρs=470kg/m3根據(jù)公式（2-1）得，冷卻間根據(jù)《冷庫設(shè)計規(guī)范》表3.0.3初步估計其η=0.4得到V=265.96。公稱體積定為：長×寬×高=10m×7m×4m冷凍間的設(shè)計噸位為50噸/間公稱體積為：長×寬×高=10m×7m×4m冷藏間設(shè)計噸位50噸/間公稱體積為：長×寬×高=10m×10m×4m2.3庫房平面設(shè)計庫房平面圖設(shè)計見下圖（單位mm）2.4圍護結(jié)構(gòu)換熱系數(shù)的確定圍護結(jié)構(gòu)換熱系數(shù)的確定：根據(jù)《冷藏庫設(shè)計》P49公式（2-1-2）K0=0.6－0.00714·Δt千卡/米2·時·℃（此公式適用于+10～30℃的溫度范圍）2.4.1庫房外墻材料的選擇計算原理：K=式中a1——墻外側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，取23.26W/（m2.K）a2——墻內(nèi)側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù),取17.45W/（m2.K）—隔熱材料的熱導(dǎo)率，取0.028W（m.K）所以K=0.22W/（m2.K）2.4.2庫房地坪材料的選擇計算地坪采用地下埋設(shè)自然通風(fēng)管道給地坪保溫。地上→地下80㎜厚鋼筋混凝土護面層隨打隨抹平15㎜厚1：3水泥砂漿護氈層一氈二油50㎜厚150#素混凝土預(yù)制塊干鋪350㎜厚砂墊層，在墊層中埋Φ250水泥通風(fēng)管，中距1000～1300=3.81（㎡·℃/W）=0.26（W/㎡·℃）2.4.3庫房屋頂?shù)倪x擇計算室外→室內(nèi)60㎜厚200#鋼筋混凝土粘結(jié)層20㎜厚1：3水泥砂漿護氈層一氈二油隔汽層200㎜厚軟木層20㎜厚1：2.5水泥砂漿找平240㎜厚混凝土樓板=3.33（㎡·℃/W）=3（W/㎡·℃）3.庫房冷負荷的計算3.1圍護結(jié)構(gòu)熱流量按照下式計算：式中—維護結(jié)構(gòu)熱流量（W）；—維護結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)[W/（m2·℃）]；—維護結(jié)構(gòu)傳熱面積（m2）；—維護結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫差修正系數(shù)；—維護結(jié)構(gòu)外側(cè)的計算溫度（℃） —維護結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的計算溫度（℃）各圍護結(jié)構(gòu)參數(shù)序號庫房名稱及庫溫圍護結(jié)構(gòu)名稱室外計算溫度(℃)tw計算面積（㎡）K0(w/㎡·℃)庫內(nèi)外溫差（℃）tw-tnnQ1(W)1冷凍間-25℃東墻27280.2271.0043.12西墻27280.22521.00320.32南墻27400.22521.00457.6北墻27400.22521.00457.6地坪27700.26521.00546.00屋頂27703.00521.0010920.0012744.642冷藏間-18℃東墻27400.22521.00457.60西墻27400.2271.0061.60南墻27400.22521.00457.60北墻27400.22521.00457.60地坪271000.26521.00598.00屋頂271003.00521.0035200.0037232.403冷卻間0.00℃東墻27280.22251.00154.00西墻27280.22271.00166.32南墻27400.22271.00237.60北墻27400.22271.00237.60地坪27700.2651.0091.00屋頂27703.00271.005670.006331.244圍護結(jié)構(gòu)總負荷56308.283.2貨物熱流量貨物熱流量計算公式如下：式中Φ—貨物熱流量（W）；—冷間的每日進貨質(zhì)量（kg）；h1—貨物入冷間開始溫度時的比焓（kJ/kg）；h2—貨物在冷間終止降溫時的比焓（kJ/kg）；t—冷加工時間（h）。冷間每日進貨質(zhì)量m應(yīng)按如下規(guī)定：1）冷卻間或凍結(jié)間應(yīng)按設(shè)計冷加工能力計算；2）有從外庫調(diào)入貨物的冷庫，其凍結(jié)物冷藏間每間每日進貨質(zhì)量應(yīng)按該間計算噸位的5﹪計算。貨物耗冷量Q2=1000·G·(h1-h2)/(T*3.6)房間裝載能力（噸）日進出貨量G（噸）進庫溫度t1（℃）食品比焓h1（kJ/㎏)終止溫度t2食品比焓h2（kJ/㎏)冷卻時間T(h)冷負荷Q2(W)冷凍間50.002.527.0081.50-25.00-2.9024.002442.13冷藏間50.002.527.0081.50-18.001.2024.002323.50冷卻間50.002.527.0081.500.0059.6024.00636.57合計5402.203.3冷間操作熱流量操作熱流量計算公式如下：式中Φ—操作熱流量（W）；Φd—每平方米照明熱流量，冷卻間、凍結(jié)間、冷藏間和冷間內(nèi)穿堂可取2.3W/㎡；nk—每日開門換氣次數(shù)；Vn—冷間內(nèi)凈體積（m3）；hw—冷間外空氣的比焓（kJ/kg）；hn—冷間內(nèi)空氣的比焓（kJ/kg）；M—空氣幕效率修正系數(shù)，可取0.5；—冷間內(nèi)空氣密度（kg/m3）；—每日操作時間系數(shù)，按每日操作3小時計算；nr—操作人員數(shù)量；Φr—每個操作人員產(chǎn)生的熱流量（W）冷間設(shè)計溫度高于或等與-5℃時，宜取279W；冷間設(shè)計溫度低于-5冷藏間操作熱流量Φ5=Φd*Ad+nk*Vn*0.5*p*(h1-h2)/(3.6*24)+nr*Φr*1/24房間房間面積Ad（㎡）Φd(W/㎡)照明負荷Φ50（W）室內(nèi)體積Vn（M3）冷間外的比焓h1（kJ/㎏)冷間內(nèi)的比焓h2（kJ/㎏)空氣密度（㎏/m3)開門次數(shù)nk操作流量/人Φr（W）操作人數(shù)nr操作熱流量Φ5冷凍間702.30161.0028092.45-23.601.411.00395.002459.06冷藏間1002.302300.0040092.45-16.401.411.00395.0022688.19冷卻間702.30161.0028092.451.431.411.00279.002392.20合計3539.463.4庫房冷卻設(shè)備冷負荷冷間冷卻設(shè)備負荷計算公式為：式中—冷間冷卻設(shè)備負荷（W）；—圍護結(jié)構(gòu)熱流量（W）；Φ2—貨物熱流量（W）；Φ3—電動機運轉(zhuǎn)熱流量（W）；Φ4—操作熱流量（W）；P—貨物熱流系數(shù)。3.5冷間機械負荷冷間機械負荷計算式如下：式中—圍護結(jié)構(gòu)熱流量（W）；Φ2—貨物熱流量（W）；Φ3—操作熱流量（W）；n1—圍護結(jié)構(gòu)熱流量修正系數(shù)；n2—貨物流量折減系數(shù)；R—制冷裝置和管道冷耗補償系數(shù)，直接冷卻取1.07。貨物熱流量折減系數(shù)n2應(yīng)根據(jù)冷間的性質(zhì)確定：冷卻物冷藏間宜取0.3～0.6；凍結(jié)物冷藏間宜取0.5～0.8；冷加工間和其他冷間宜取1房間圍護結(jié)構(gòu)冷負荷Φ1貨物熱流量Φ2操作熱流量Φ4貨物熱流量系數(shù)P冷間冷卻設(shè)備負荷Φs冷卻間6331.24636.57392.201.37550.98冷凍間12744.642442.13459.061.316377.83冷藏間37232.402323.502688.19142244.09合計56308.285402.23539.453.666172.904.設(shè)備選型4.1冷凝溫度與蒸發(fā)溫度的確定冷凝溫度：30℃蒸發(fā)溫度：-25℃過冷溫度：5℃過熱溫度：5℃中間溫度：0℃蒸發(fā)壓力P0=0.2MPa冷凝壓力Pk=1.2壓縮比Pk/p0=6<8所以選用單機壓縮系統(tǒng)4.2制冷原理的熱工計算原理圖壓焓圖通過壓焓圖查《制冷技術(shù)》附圖二氟利昂壓力-焓圖得到h1=340kJ/kgt1=-25℃p1=200kPah1’=345kJ/kgt1’=-20℃p2=250kPah2=365kJ/kgtk=30℃p3=1100kPah3=230kJ/kgh3’=225kJ/kgh4=225kJ/kg單位質(zhì)量制冷量q0=h1’-h4=120kJ/kg4.3壓縮機的選擇根據(jù)q0查《實用制冷工程設(shè)計手冊》P167圖3-51選8FS12.5型壓縮機。制冷劑R22轉(zhuǎn)速950r/min4.4冷凝器的選擇計算冷凝器單位熱負荷qk=h2-h4=140kJ/kg制冷劑質(zhì)量流量qm=Q0/q0=0.55kg/s冷凝器熱負荷QK=qmxqk=77kW選用水冷卻臥式殼管式冷凝器4.5蒸發(fā)器選擇計算蒸發(fā)器面積計算A=Q/K△tm根據(jù)《實用制冷工程設(shè)計手冊》P730，查冷風(fēng)機熱系數(shù)K=12.23W/㎡·℃冷卻間設(shè)備冷負荷Q=7550.98W冷卻間:設(shè)備冷負荷為30KW蒸發(fā)面積冷凍間設(shè)備冷負荷Q=16377.83W冷凍間:設(shè)備冷負荷為13KW蒸發(fā)面積冷藏間設(shè)備冷負荷Q=42244.09W冷凍間:設(shè)備冷負荷為9KW蒸發(fā)面積蒸發(fā)器形式選用冷風(fēng)機4.6油分離器的選擇計算根據(jù)壓縮機臺數(shù)取油分離器臺數(shù)為三，一臺壓縮機配一臺油分離器。并選用離心式油分離器。壓縮機理論輸汽量Vh===0.157/s=565.487/h查《實用制冷工程設(shè)計手冊》編寫組.制冷工程設(shè)計手冊.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1978年。P156得壓縮機輸汽系數(shù)λa=0.782，取筒體內(nèi)汽體流速w=0.9m/s則D≥=0.2413m4.7貯液器的選擇計算由《冷庫設(shè)計規(guī)范》P446.3 取1取30﹪v取0.00169m3/kg每小時氨液的總循環(huán)量kg/sm3/s根據(jù)《冷凍空調(diào)設(shè)備大全》P298選用ZA－1.5型貯液器4.8集油器的選擇計算根據(jù)《實用制冷工程設(shè)計手冊》P204因為制冷量小于230KW.手用殼體直徑為φ159的集油器1臺4.9冷卻塔的選擇計算冷凝器中的熱負荷190.9KW冷卻水供回水溫度分別為30℃、35℃冷卻水的循環(huán)水量體積流量單臺壓縮機所需水量為2.8m3所以所選冷卻塔理論總水量為90.482.8m34.10膨脹閥的選擇膨脹閥位于冷凝器和蒸發(fā)器之間，其作用是使冷凝器出來的高壓制冷劑液體進行等焓節(jié)流，使其壓力降低，然后進入蒸發(fā)器。節(jié)流閥除了對制冷劑起節(jié)流作用外，還對進入蒸發(fā)器的制冷劑流量起調(diào)節(jié)作用。本設(shè)計采用平衡式熱力膨脹閥。5.制冷管道設(shè)計制冷劑管道直徑，應(yīng)按其壓力損失相當于制冷劑飽和溫度的變化值確定。制冷劑飽和溫度的變化值，應(yīng)符合下列要求：吸汽管、排汽管和液體管，不宜大于0.55.1吸氣管段1、初選管徑，吸氣管道流速為12~20，取16—管子內(nèi)徑，m—流體的質(zhì)量流量，—流體在工作壓力和工作溫度下的比容，—流體速度，qm=Q0/q0=0.55kg/s算出dn=73.95mm查《實用制冷工程設(shè)計手冊》取管徑=75mm2、確定管路的當量總長管道長度L=1500+1000=3500mm查《實用制冷工程設(shè)計手冊》焊接彎頭當量直徑60，Ld=60×75=4500mm蒸發(fā)器出口d=75mm管道直徑不變的連接，d/D=1,當量直徑0,=0mm壓縮機進口d=75mm管道為縮小連接,d/D=1，當量直徑0,=0mm管道當量總長=3500+4500=8000mm3、每米當量管長的允許壓力降蒸發(fā)溫度-25時的飽和壓力P1=150KPa壓縮機吸氣溫度-20時的飽和壓力P2=165KPa△P=15KPa每米當量管長的壓力降△P=15/8=1.875KPa5.2排氣管段1、初選管徑，吸氣管道流速為15~25，取20算出dn=62mm查《實用制冷工程設(shè)計手冊》取管徑mm，=82mm2、確定管路的當量總長管道長度L=1000+2500=3500查《實用制冷工程設(shè)計手冊》直通截止閥當量直徑340，Ld=340×82=27880mm止回閥當量直徑80，壓縮機排氣口d=100mm管道為擴大連接，當量直徑12.24,=1003.68mm油分離器進口d=50mm管道為縮小連接，當量直徑9.24,=757.68mm油分離器出口d=50mm管道為擴大連接，當量直徑18.68,=1531.76mm冷凝器進口d=100mm管道為擴大連接，當量直徑12.24,=1003.68mm管道當量總長=3500+27880+6500+1003.68+757.68+1531.76+1003.68=42236.8mm3、每米當量管長的允許壓力降壓縮機排氣溫度30時的飽和壓力P1=1300KPa冷凝溫度溫度25時的飽和壓力P2=1100KPa△P=200KPa每米管長的壓力降△P=200/42.236=4.735KPa查《實用制冷與空調(diào)工程手冊》，所選管段合適此段管子的母管管段質(zhì)量流量為所選管段的三倍故管段為mm5.3冷凝器到貯液器管段1、初選管徑，吸氣管道流速為小于0.5，取0.3算出dn=63.24查《實用制冷工程設(shè)計手冊》P553圖8-66取管徑dn=75mm2、確定管路的當量總長及壓力降根據(jù)《供熱工程》—計算管段的壓力損失，—計算管段的沿程損失，—計算管段的局部損失，—熱媒的密度，—水頭差，mR—每米管長的沿程損失，—管段長度，m—管段的摩擦阻力系數(shù)d—管子的內(nèi)徑，mv—熱媒在管道內(nèi)的流速，—雷諾數(shù)—熱媒的運動粘滯系數(shù)，查《傳熱學(xué)》，Re=110592.28時，流動為紊流狀態(tài)，管道長度L=1000+2000=3000mm△Py=RL=3000×7.706=23.118Pa由—管段中的總局部阻力系數(shù)由《實用制冷與空調(diào)工程手冊》冷凝器出液口d=80mm，管道為漸縮連接=0.01儲液器進液口d=80mm，管道為漸擴連接=0.025截止閥阻力系數(shù)為7焊接彎頭阻力系數(shù)為1=0.01+0.0025+7+1=8.035△Pi=210.89Pa冷凝器出液口和儲液器進液口液位差475mm△P=511.06Pa查《實用制冷工程設(shè)計手冊》直通截止閥當量直徑340，Ld=340×75=2550m焊接彎頭當量直徑60，Ld=60×60=4500m管道當量總長=3000+4500+2550=10050mm每米管長的壓力降△P=511.06/10.05=50.85Pa查《實用制冷與空調(diào)工程手冊》dn=72mm<75mm，所選管段合適3~5號管段質(zhì)量流量為所選管段的三倍故管段為mm5.4儲液器到蒸發(fā)器管段1、初選管徑，吸氣管道流速為0.5~1.25，取0.9算出dn=36.5mm查《實用制冷工程設(shè)計手冊》取管徑mm，=44mm2、確定管路的當量總長管道長度L=7000+1000+500=8500mm查《實用制冷工程設(shè)計手冊》直通截止閥當量直徑340，Ld=340×44×2=29920mm焊接彎頭當量直徑60，Ld=60×44×2=5280mm貯液器出口d=50mm管道為縮小連接，當量直徑04.76,=209.44mm蒸發(fā)器進液口d=25mm管道為縮小連接，當量直徑9.912,