100吨冷藏库5吨速冻库设计

1设计基本资料

1.1设计目的：通过本设计初步了解建筑与设备工程的设计内容，了解设计计算的步骤和方法，懂得识图和制图，学会查找设计规范和设计手册。通过设计掌握有关冷藏库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。

1.2设计项目：100吨冷库5吨速冻库设计

1.3冷藏库室内外设计参数库房名称相对湿度温度冷藏间95%-20OC速冻库96%-35OC南宁室外84%30.3OC地坪85%25OC

2冷藏库热工计算 冷库,冷库设计,冷库保鲜,果蔬保鲜,制冷系统

2.1冷藏库、速冻库的整体设计要求

设计一个100吨的冷藏库，5吨/6H冻结库（氨制冷系统），库温要求：冷藏库-20℃，冻结库-35℃，产品为海鲜鱼，鱼产品进货温度为28℃，出库产品的中心温度为-15℃以下，冷藏产品进库温度为-15℃，日进货量为10吨/24H。

2.2库房总体平面图立面图设计如下:

2.3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查得鲜鱼的密度为ΡS=470KG/M3

根据公式（2-1）得，

冷藏间根据《冷库设计规范》表3.0.3初步估计其Η=0.4得到V=550鉴于建筑上对墙间距以3为模数的规定将冷却间的公称体积定为

冷库高度的确定：净高为4.5M。速冻间

2.4冻结库尺寸计算

由于急冻间采用的是搁架排管，用于装鲜鱼的盆子容积为400MM×600MM×80MM,所以每层搁架放两排，每排11盆，每盆放鲜鱼的质量为10KG，每组12层，所以每组为2.5吨，两组共为5吨。

2.4.1速冻库长度的确定：

11（盆）×400MM(每盆的长)＋300MM(搁架与前墙壁的距离)＋840MM(保温隔热层厚度)＋700MM(搁架与后墙壁的距离)=6240MM

2.4.2速冻库高度的确定:取3600MM

2.4.3速冻库宽度的确定:

600MM(搁架的宽度)×4(组)＋50MM×4（格架伸出长度）+1500MM(通道的宽度)＋840MM(保温隔热层厚度)＋200MM(搁架与墙壁的距离)×2(墙壁的数量)=5340MM

2.4.4速冻库的剖面图如下：

2.5确定围护结构构造、绝热层厚度（速冻库）

经计算各层的总热阻大于下限值，符合要求。各层取值如下表：

外墙各层0.012水泥砂浆抹面0.023.350.006砖墙0.242.930.082水泥砂浆找平0.023.350.006二毡三油0.010.670.016聚氨酯0.250.112.270水泥砂浆抹面0.023.350.0060.034

2.5.1冷藏库的剖面图如下：地坪采用地下埋设自然通风管道给地坪保温。

3库房冷负荷计算

3.1冷间冷却设备负荷按下式计算：

式中-----冷间冷却设备负荷（W）

------围护结构热流量（W）

------货物热流量（W）

------通风换气热流量（W）

------电动机运转热流量（W）

------操作热流量（W）

P--------货物热流量系数

3.2冷间机械负荷分别根据不同蒸发温度按下式计算：

式中-------机械负荷（W）

---------围护结构热流量的季节修正系数，宜取1

--------货物热流量折减系数

--------同期换气系数，宜取0.5-1.0（“同时最大换气量与全库每日总换气量的比数”大时取大值）

-------冷间用的电动机同期运转系数

-------冷间同期操作系数

R--------制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，直接冷却系统宜取1.07，间接冷却系统宜取1.12。

3.3围护结构热流量按照下式计算

式中—围护结构热流量（KW）；

—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（℃）

式中---------货物热流量（W）

--------食品热流量（W）

--------包装材料和运载工具热流量（W）

--------货物冷却时的呼吸热流量（W）

--------货物冷藏时的呼吸热流量（W）

M----------冷间的每日进货质量（KG）

---------货物进入冷间初始温度时的比焓（KJ/KG）

---------货物在冷间内终止降温时的比焓（KJ/KG）

T----------货物冷加工时间（H），对冷藏间取24H；对冷却间、冻结间取设计冷加工时间。

--------货物包装材料或运载工具质量系数

-------包装材料或运载工具的比热容[]

-------包装材料或运载工具进入冷间时的温度（）

------包装材料或运载工具在冷间内终止降温时的温度，宜为该冷间的设计温度（）

-----货物冷却初始温度时单位质量的呼吸热流量（W/KG）

-----货物冷却终止温度时单位质量的呼吸热流量（W/KG）

------冷却物冷藏间的冷藏质量（KG）

-----1KJ/H换算成W的数值

注：1、仅鲜水果、鲜蔬菜冷藏间计算、

2、如冻结过程需加水时，应把水的热流量加入上式内

3.5电动机运转热流量按下式计算：

式中--------电动机运转热流量（W）

---------电动机额定功率（W）

----------热转化系数，电动机在冷间内时应取1；电动机在冷间外时应取0.75.

B----------电动机运转时间系数，对空气冷却器配用的电动机取1，对冷间内其他设备配用的电动机可按实际情况取值，如按每昼夜操作8H计，则。

3.6操作热流量按下式计算：

式中-------操作热流量（W）

------照明热流量（W）

------每扇门的开门热流量（W）

------操作人员热流量（W）

-------每平方米地板面积照明热流量，冷却间、冻结间、冷藏间、冰库和冷间内穿堂可取2.3W/M2；操作人员长时间停留的加工间、包装间等可取4.7W/M2。

-------冷间地面面积（M2）

------门樘楼

-------每日开门换气次数，可按《冷库设计规范》图6.1.16取值，对需经常开门的冷间，每日开门换气次数可按实际情况采用。

-------冷间内净体积（M3）

-------冷间外空气的比焓（KJ/KG）

--------冷间内空气的比焓（KJ/KG）

M---------空气幕效率修正系数，可取0.5；如不设空气幕时，应取1.

--------冷间内空气密度（KJ/M3）

-------每日操作时间系数，按每日操作3H计

--------操作人员数量

-------每个操作人员产生的热流量（W），冷间设计温度高于或等于-5时，宜取279W；

冷库耗冷量及冷却设备负荷、机械符合表

库房编号库名设备负荷（W）机械负荷（W）

4设备选型的依据

4.1冷凝温度与蒸发温度的确定

4.1.1速冻库压缩机压缩比冷凝温度的确定:

根据《实用制冷工程设计手册》P141表3-2选用立式管壳式冷凝器

T1—冷却水进口温度℃T2—冷却水出口温度℃ΘM－冷凝器中平均传热温差，取最小值冷却水温升T2-T1,取3℃当T30℃时取下限

TK=（29+32）/2+4=34.5℃冷凝压力PK=1.2MPA

蒸发温度取－40℃蒸发压力P0=0.03MPA

压缩比PK/P0=40>8

4.1.2冷藏库压缩比计算同上，压缩比PK/P0=24>8采用双级压缩式制冷系统

4.2氨制冷原理图如下

4.3冷凝器的选择

4.3．1冷凝器的选择应符合下列规定：

在制冷系统的设计、操作和运行中,较多遇到的问题是根据需要从现有产品中选出一个换热设备.这就需要进行必要的选择和计算.冷凝器也是制冷系统的一种换热设备,在制冷剂蒸汽冷却和凝结时放出热量,主要通过对流传递给冷凝器管子的外壁,然后通过导热传至管子内壁,再通过对流把热量传到空气或冷却水.

4.3.2冷凝器的排热量确定

=Q0+PI

=163KW+132KW

=295KW

在此基础上乘以1.35倍，=295×1.35=398（KW）

PI----压缩机在计算工况小时的指示功率

4.3.3冷凝器的传热面积（冷库设计规范P44）

=295000/8700×=53（M2）

---冷凝器的传热面积（M2）

----冷凝器的热负荷（W）

----冷凝器的传热系数[W/（M2?℃）]

---冷凝器内的对数平均温度差（℃）

---冷凝器单位面积热负荷（W）

4.4蒸发器的选择

4.4.1蒸发器面积的计算（冷库设计规范P38）

1、冷藏间：

=11456/13*12=75（M2）

---蒸发器的传热面积（M2）

----蒸发器的热负荷（W）

----蒸发器的传热系数[W/（M2?℃）]

---冷间温度与冷却设备蒸发温度的计算温度差（℃）

因此，取大连冷冻机厂的冷风机，型号为KLD—100，冷却面积：100M2尺寸：1

990×880×2262MM一台风机共1.1KW，风量：9990M3/H

2、急冻间：

冷却排管的计算是确定传热面积,从而选用或制作合适的排管.冷却排管的表面积可按传热基本公式计算.即

=91652/23.3*6=656（M2）

---蒸发器的传热面积（M2）

----蒸发器的热负荷（W）

----蒸发器的传热系数[W/（M2?℃）]

---冷间温度与冷却设备蒸发温度的计算温度差（℃）根据上述，选直径为38MM的无缝钢管，共5500M。

4.5中间冷却器的选型计算（冷库设计规范P42-43）中间冷却器的选择应根据其直径和蛇形管冷却面积的计算确定中间冷却器的直径按下式计算：

——中间冷却器直径（M）

——氨压缩机高压级的输气系数，应按产品规定取值

V——氨压缩机高压级的理论输气量（M3/H）

——中间冷却器内的气体速度，不应大于0.5M/S

中间冷却器蛇形管冷却面积按下式计算：

——中间冷却器蛇形管的冷却面积（M2）

——中间冷却器蛇形管的热流量（W）

——中间冷却器蛇形管的传热系数，应按产品规定取值，若无规定时，宜采用465

——580W/(M2.℃)

——中间冷却器蛇形管的对数平均温度差（℃）中间冷却器蛇形管的对数平均温度差按下式计算：

——中间冷却器蛇形管的对数平均温度差（℃）

——冷凝温度（℃）

——中间冷却温度（℃）

——中间冷却器蛇形管的出液温度（℃），应比中间冷却温度高3-5（℃）

4.6油分离器的选型计算（冷库设计规范P43）油分离器的直径按下式计算：

——油分离器的直径（M）

——氨压缩机的输气系数（双级压缩时取高压级的输气系数），应按产品规定取值。

V——氨压缩机的理论输气量（双级压缩时取高压级的理论输气量）（M3/H）

——油分离器内的气体速度，填料式油分离器宜采用0.3-0.5M/S，其他型式的油分离器宜采用不大于0.8M/S。

4.7贮液器的选型（冷库设计规范P44）贮液器的体积按下式计算：

——贮液器的体积（M3）

——贮液器的体积系数

——贮液器的氨液充满度，应取70%

——冷凝温度下氨饱和液体的比体积（M3/KG）

——制冷装置中每小时氨液的总循环量（KG）

4.8低压循环贮液器

1、低压循环贮液器的直径按下式计算：式中——低压循环贮液器直径（M）

——氨压缩机的输气系数（双级压缩时取低压级的输气系数），应按产品规定取值。

——氨压缩机的理论输气量（双级压缩时取低压级的理论输气量）（M3/H）

——低压循环贮液器内的气体速度，立式低压循环贮液器不应大于0.5M/S，卧式低压循环贮液器不应大于0.8M/S。

——低压循环贮液器截面积系数，立式低压循环贮液器采用1，卧式低压循环贮液器采用0.3.

——低压循环贮液器气体进气口的个数，立式低压循环贮液器为1，卧式低压循环贮液器为1或2（按时机情况确定）。

2、低压循环贮液器体积按下列规定计算：本设计采用下进上出式供液系统：故

式中——低压循环贮液器的体积（M3）

——各冷间中，冷却设备灌氨量最大一间蒸发器的体积（M3）

——一台氨泵的体积流量（M3/H）

——氨泵由启动到液体自系统返回低压循环贮液器的时间，可采用0.15—0.2H。

4.9氨泵的选择氨泵的体积流量按下式计算：

式中——氨泵体积流量（M3/H）

——循环倍数。对负荷较稳定、蒸发器组数较少、不易积油的蒸发器的下进上出供液系统，采用3—4倍；对负荷有波动、蒸发器组数较多、容易积油的蒸发器的下进上出供液系统，采用5—6倍；上进下出供液系统，采用7—8倍。

——氨泵所供同一蒸发温度的氨液蒸发量（KG/H）

——蒸发温度下氨饱和液体的比体积（M3/KG）

5设备的选择

5.1设备的参数

根据计算出来的冷凝面积和蒸发面积,合理选择各种制冷设备.首先,根据冷藏间和急冻间的耗冷量来选择压缩机.根据上面计算的耗冷量为122KW,又根据实际的情况选择大连冷冻机厂的压缩机，型号为8ASJ17的压缩机.技术参数见下表

表5.1.1压缩机技术参数

型号制冷量轴功率汽缸直径活塞行程汽缸数进气管径(MM)排气管径(MM)曲轴箱装油量冷却水进出管径冷却水耗量

8ASJ17163KW83.9KW170MM140MM高2

低6高80

低125高65

低10050KG3∕4//2000KG

表5.1.2电机技术参数和电控箱的参数

型号功率工作电压转数质量氨压缩机控制台型号质量

JS2---400S2132KW380V750R/MIN1480KGZE—4E435KG

表5.1.3其它相互配套的技术参数型号外形尺寸重量

冷凝器（蒸发式）JRL-380IΦ850×55233020KG

冷风机（落地式）KLD－1001990×880×22621000KG

油分离器YF—65Φ325×1100130KG

贮氨器（卧式）ZA－1.5Φ800×3000915KG

中间冷却器ZL—3.5Φ600×2872650KG

空气分离器KF－32Φ108×159355KG

氨泵40P-40×ZB功率：3.0KW114KG

5.2设备的说明

由于压缩机的排管管径为100MM,所以冷凝器的接口端要和压缩机的管径相一致.上面算出冷凝器的传热面积为53㎡,在实际应用选择中比理论的计算大一些.所以选择型号为DWN—

65的冷凝器,传热面积为65㎡,各种参数见上表.各种制冷设备的进气管径要与之相一致.

各种设备选择完成以后,接着是进行设备的安装,安装完毕后,就开始进行系统的测压运行和系统的气密性试验.观察系统的各个部件运行是否可靠.压力是否正常等一系列参数.系统正常就开始进行充氨运行.到这里,一个100吨的冷库5吨速冻库从设计到设备的选择,已完成.

5.3系统图如下：

图5.1冷却水系统图

图5.2冷藏库氨制冷系统流程图

5.3设备明细表

序号名称型号及规格数量备注

1活塞式制冷压缩机S8SF8-12.53烟台冷冻机厂

2中间冷却器ZZQ-7001冰轮集团

3油分离器YFA-65TL1冰轮集团

4集油器159系列4冰轮集团

5空气分离器KFA-321冰轮集团

6高压贮液器ZA-1.51冰轮集团

9氨泵2

10过滤器2

11冷风机GF-D1006飞鹅牌

12冷风机GF-D703飞鹅牌

13冷风机GF-L704飞鹅牌

14冷风机GF-J1004飞鹅牌

15冷却水泵G50-32-92上海电机厂

16冷却塔BNL2-502

17水池93立方米1

6管道设备的保温与刷漆

6.1管道保温与刷漆

制冷系统管道和设备经排污、严密试验合格后，均应涂防锈底漆二道，色漆二道（有保温层的在其保护面层的外表面涂色漆二道）。光滑排管可仅刷防锈漆二道。

6.2色漆的颜色如下表所示名称颜色名称颜色

高、低压液体管淡黄（Y06）低压循环贮液器、中间冷却器天酞蓝（PB09）

吸气管、回气管天酞蓝（PB09）集油器赭黄（YR02）高压气体管、安全管、

均压管大红（R03）压缩机、空气冷却器按出厂涂色放油管赭黄（YR02）各种阀体黑色

缺点与不足

设计的冷库系统综合起来有以下特点：

(1)采用顶排管的方式,节省了冷藏库的空间

(2)冷库的挎度大,节省了材料不足:

(1)不易于操作,需要有一定经验的操作人员操作

(2)氨液如果操作不当易于泄漏