制冷与低温原理以及冷库课程设计

冷库技术课程设计说明书题 目： 漳州市某360吨白条肉冷库设计 学 号： 054418142 姓 名： 杨丽雅 班 级： 0544181 学 院： 能源与建筑环境工程学院 专 业： 能源与动力工程 课 程： 冷库技术 指导教师： 董依晨 时 间： 2021年7月7日 目录一、工程概况3二、冷库的容积计算3三、冷库的平面布置3（1） 制冷系统：氨系统3（2）冷库平面布置图如下：4四、气象参数资料4五、冷库冷加工能力计算4（1） 冻结能力4（2） 冻结间面积和空间高度的确定、5六、确定围护结构层及传热系数5七、冷负荷计算7八、库房冷却设备负荷和机械负荷的计算11（1）冷却设备负荷计算公式为：11（2） 机械负荷计算11九、制冷机器设备的选型计算12十、主要设备跟辅助设备的选型15十一、 机房平面布置图19十二、参考文献19一、工程概况福建省漳州市某360t肉类食品土建式冷藏库的设计。主要用于猪、牛、羊肉类食品的冷藏和冻结，属于小型低温冷库。采用氨制冷系统，氨泵强制供液方式。该冷库分为冻结间和冻结物冷藏间各一间，冻结间每日冻结能力为20吨，采用冷风机冻结；冷藏间的冷藏能力为180t，冷藏间采用顶排管。二、冷库的容积计算1、 冷库类型的确定：由题意将冷库分为冻结间和冻结物冷藏间，且容量分别都是180t2、 尺寸计算：根据公式 式中G冷库计算吨位（t）V冷藏间的公称体积（） 冷藏间的容积利用系数食品的计算密度（kg/） 根据冷库技术表6-3查得肉类食品的密度（同时存放猪、牛、羊肉）的密度=400kg/，根据上述公式得，冷冻物冷藏间的公称容积，根据冷库技术表6-1得=0.5，得到V=1800库房净高取H=5.0m，则库房净面积A=1800/5=360则可取正方形的冷藏间，长=19m、宽=19m则实际的冷库容量三、冷库的平面布置（1） 制冷系统：氨系统 冷藏间温度-18，冻结间-23（2）冷库平面布置图如下：单位：m四、气象参数资料库址站台位置夏季室外通风计算温度夏季空调日平均计算温度夏季室外平均每年保证50湿球温度最热月月平均湿度夏季通风室外计算湿球温度东经北纬漳州 63%五、冷库冷加工能力计算（1） 冻结能力根据冻结方法和计算公式不同，设有吊轨的冻结间冻结能力G按 公式 G设有吊轨的冻结间每昼夜冻结能力，t N周转次数 L吊轨有效长度 m 冻结工序时间h g吊轨单位时间载货量，t/m （由下表可读取）假设房间吊轨有效长度90m则根据公式可得 吨/日，则假设符合要求由于冻结间吊轨不宜超过5根，则取4根为宜KLJ-300较合适，每根吊轨长为90/4=22.5m（2） 冻结间面积和空间高度的确定、目前趋于使用吊顶式冷风机，其风压小、气流分布均匀，而且设置时可以充分利用建筑空间，不占建筑面积，是一种较好的冷却方式。冻结间的净高为H=，其中为冷风机总高度，为冷风机安装或者维修时所需高度，约600-800mm。六、确定围护结构层及传热系数1、围护结构换热系数的确定：根据冷库技术P88中的公式： 室内外温差冷藏间设计温度-18，室外计算温度31，=49冻结间设计温度-23，室外计算温度31，54则算得W/ W/2、外墙隔热层厚度计算（聚氨脂泡沫塑料） 冷藏及冻结间隔热层厚度计算（1）20mm水泥砂浆，=0.93 W/（m2·K）（2）370mm厚普通粘土砖砌墙体，=0.81 W/（m2·K）（3）9mm二毡三油，R=0.04 （·/W）（4）厚聚氨酯泡沫塑料，r=0.025 W/（m2·K）（5）20mm水泥砂浆，=0.93 W/（m2·K）根据已定的围护结构系数确定各库房外墙隔热层材料的厚度：根据冷库设计规范公式4.3.2 ，其中一般取8.7-11.7之间，此取=11W/ 冷藏间总热阻R1=4.147（·K/W）隔热层厚度=0.025×=0.088m得=0.088m ，即取外墙隔热层厚度为90mm冷结间总热阻R2=（·K/W）,由于冻结库使用冷风机冷冻，属于库内空气受迫对流，W/隔热层厚度=0.110m得，可取外墙隔热层厚度110mm3、 屋顶隔热层厚度计算（聚氨酯泡沫塑料）(1)6mmSBS防水卷材，=0.37 W/（m2·K）(2)20mm水泥砂浆，=0.93 W/（m2·K）(3)150mm厚钢筋混凝土，=1.543 W/（m2·K）(4)9mm二毡三油，R=0.04 （·/W）(5) 20mm水泥砂浆，=0.93 W/（m2·K）(6) 聚氨酯泡沫塑料，r=0.025 W/（m2·K）根据已定的围护结构系数确定各库房外墙隔热层材料的厚度：根据冷库设计规范公式4.3.2 ，其中一般取8.7-11.7之间，此取=11W/0.095m所以冷藏间屋顶隔热层厚度可取100mm0.117m所以冻结间屋顶隔热层厚度可取120mm4、 地坪隔热层厚度计算（聚氨酯泡沫塑料）(1)125mm厚钢筋混凝土，导热系数 1.547 W/（m2·K）(2)6mm厚一毡二油，导热系数R=0.024 （·/W）(3)20mm砂浆， =0.93 W/（m2·K）(4) 9mm二毡三油，R=0.04 （·/W）(5)100mm厚钢筋混凝土， =0.83 W/（m2·K） （6） 聚氨酯泡沫塑料，r=0.025 W/（m2·K） ，其中一般取8.7-11.7之间，此取=11W/所以冷藏间隔热层材料厚度可取110mm所以冻结间隔热层材料厚度可取120mm5、 冷间各围护的传热系数的传热系数冷间传热系数计算公式根据冷库技术p88（4-4）计算：（1） 外墙传热系数冷藏间：W/（m2·K）冻结间：W/（m2·K）（2） 屋顶传热系数冷藏间：W/（m2·K）冻结间：W/（m2·K）（3） 地坪传热系数冷藏间：W/（m2·K）冻结间：W/（m2·K） 七、冷负荷计算冷库的制冷负荷分为五大部分：围护结构传入热流量Q1、货物热流量Q2、通风换气热流量Q3、电机运转热流量Q4以及操作热流量Q5.（1） 冷库外围热流量Q1 式中Q1通过围护结构的传热量，W K传热系数，W/ F围护结构的计算面积，；室内外修正系数 室外计算温度；室内计算温度 （1）各冷间围护结构热流量Q1冷间名称围护结构名称长 (m)宽（高）(m)面积 F(m2)传热系数K(w/m2.k)温差修正系数a温差tw-tn ()围护结构冷负荷Q1(w)冻结物冷藏间西墙195950.2611.05491275.70北墙195950.2611.05491275.70南墙195950.2611.05491275.70东墙195950.2611.05491275.70地坪19193610.2060.249728.79屋顶19193610.2291.20494860.94合计10692.53冷间名称围护结构名称长 (m)宽（高）(m)面积 F(m2)传热系数K(w/m2.k)温差修正系数a温差tw-tn ()围护结构冷负荷Q1(w)冻结间西墙195950.2181.05541174.257北墙95450.2181.05541174.257南墙95450.2181.05541174.257地坪1991710.1920.254360.13屋顶1991710.1951.20542127.51合计6010.41（2）货物总热流量计算公式 其中、为0冷藏间货物进入初始温度为-15度，货物在冷间终止温度为-18度冻结间货物进入初始温度为30度，货物在冷间终止温度为-15度库房名称进货量G/吨h1（kJ/kg）h2（kJ/kg）T（h）Q2（KW）冷藏间2012.24.6241.76冻结间20302.912.22080.75（3）通风换气热流量Q3贮存有呼吸作用的货物，其冷间需要通风换气，有操作人员长期停留的冷间需要送入新鲜空气；因为改冷库式用来冻肉类食品，无需呼吸作用，也无需操作人员长期停留，所以通风换气热流量可以忽略，所以Q3=0（4） 电动机运转热流量Q4冷间的一些工作机械，如冷风机等都需要用电动机驱动。电动机运转产生的热量与电动机的功率和安装位置有关。 式中Pd电动机额定功率取4.5kw 热化系数，电动机在冷间取1 b电动机运转时间系数取1所以冻结间的电机操作热流量Q4=1000×4.5×2×1×1=9000w由于冷藏间采用顶排管，所以无需冷风机，Q4=0（5） 操作热流量Q5定义：由于照明、开门和操作人员传入冷库的热流量，称之为操作热负荷操作热流量计算公式如下： 式中 Q5操作热流量（W）； qd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；n门樘数； Vn冷间内净体积（m3）； hw冷间外空气的比焓（kJ/kg）；取73.5（外界空气31，相对湿度63%） hn冷间内空气的比焓（kJ/kg）；取-16.2（空气-18，相对湿度85%）