设计说明书

小型氨系统制冷工艺设计

1.设计条件

1.气象和水文资料夏季室外计算温度为26℃，相对湿度为74％，太阳辐射按北纬37°47′，地下水温为20℃，可设置深井水，采用循环水。

2.生产能力

冷藏容量为500t，冻结能力为20t/日。

3.制冷系统

采用氨直接蒸发制冷系统。冷藏间温度为-18℃，冻结间温度为-23℃。

4.冷藏库的平面布置

2.设计计算

整个制冷系统的设计计算是冷库的平面立面和具体的建筑结构和围护结构确定之后进行的。首先计算冷库的耗冷量，然后计算制冷机器和设计。计算程序如下：

1.冷库围护结构的传热系数计算

主要计算外墙、内墙、阁楼层、和地坪的传热系数

热阻的计算公式为λδ/i i =R 传热系数的计算公式为

n

W K αλλδα1...11121++++=对于墙面的对流换热系数α，外墙表面α取29W/㎡.K；内墙表面α取8W/㎡.K；冻结间的内墙表面取29W/㎡.K。各冷库围护结构及其传热系数的计算表见表

2.冷库耗冷量的计算

（1）冷库围护结构传热引起耗冷量按计算围护结构传热面积原则计算各库房围护结构的传热面积，然后计算耗冷量。

1）冷库围护结构的传热面积。冷库围护结构的传热面积计算表见表

（2）食品冷加工的耗冷量

冻结间进行食品冷加工的耗冷量。由于冷藏间属于生产性冷库，进入冷藏间贮存时的耗冷量，要按每昼夜冻结能力比例摊入于各冷藏间内。该库有三间冻结间，每间冻结能力为6.5t/日，共19.5t/日。三间冷藏间按比例摊分，每间进货量为6.5t/日。假设冻结的食品为猪肉。

1）冻结间：食品在冻结间的温度按35℃计算，经过20h 后的温度为-15℃。食品的冻结加工量为6.5t/日，即G=6500㎏/日。

食品在冻结前后的焓值查（P353A-3)表可得h 1=317.26KJ/㎏；h 2=12.122KJ/

㎏，n=1，T=20h。

KW nT h h G Q 55.271)122.1226.317(6500)(211.2=3600

×20×−=−=2)冻结物冷藏间：进货量为19.5t/日，食品入库前的温度为-15℃，经冷藏

24h 后达-18℃。

G=19500㎏/日，食品前后的焓值查P353A-3)表得：h 1=12.122KJ/㎏，

h 2=4.598KJ/㎏,T=24h.

kw kw 70.13600

241)598.4122.12(919500nT )h -G(h Q 212.1=××−×==(3)库内通风换气的耗冷量

这个冷库没有需要换气的库房，因而没有通风换气的耗冷量。所以3Q =0。

（4）经营操作耗冷量计算公式为

r r q n 24

324)mr h -(h V F q Q Q Q Q n n w n d 5c 5b 5a 5++=++=1）1号冻结物冷藏间。库房面积=158㎡。照明耗冷量：每平方米地板面积照明热量：d q =1.74W/㎡（课本P74）开门耗冷量：在建筑上采用常温穿堂。查表太原地区，库内温度-20℃、500t 冷库的开门耗冷量数值为4489W。按使用系数摊入，冻结物约为638.5W,冻结物冷藏间约为893.2W。

操作工人耗冷量：进入冷库操作的同期人数n=8，查表得，单位时间内产生的热量r q =382.8W，每天进库3h。

W 28.145924388.3822.89316.11585c 5b 5a 5Q Q Q Q =××++×=++=）（2）2号冻结物冷藏间，库房面积F=154㎡。其余各量与上相同。

W 64..145424388.3822.89316.11545c 5b 5a 5Q Q Q Q =××++×=++=）（3）3号冻结物冷藏间与1号冻结物冷藏间相同，均为1459.28W。

4)4号、5号、6号冻结间的经营操作耗冷量W

6.6385Q =5)电动机运行耗冷量4号、5号、6号冻结间电动机的运行耗冷量相同：冷风机使用的电动机有三台，每台功率为2.2KW，N=6.6KW,电动机运转耗冷量为

KW 6.64Q =,冻结物冷藏间没有风机，此项耗冷量04Q =.

6)总耗冷量

1.库房冷却设备的总负荷：按公式计算于表

5

4321q Q Q Q Q Q Q ++++=p 其中，冻结物冷藏间p=1；冻结间p=1.3

2.制冷机器的总负荷

R n n n n n )Q Q Q Q Q (Q 5544332211j ∑∑∑∑∑++++=冷库的生产旺季不在夏季，Q 1的修正系数取0.8；冷藏间面积≥100㎡时，修正

系数取0.5；冻结间取0.75；R=1.07代入计算后见表

3.制冷压缩机及配用设备的选择计算

整个冷库的耗冷量计算以后，便可按机器总负荷选择制冷压缩机及所配用的设备。按这个冷库的设计条件，确定冷凝温度、氨液冷凝后的再冷温度以及制冷压缩机循环的级数，然后进行计算。

冷凝温度：建库地点深井水温为+20℃，可以采用循环水，考虑循环水进入冷凝器的温度为+30℃，出水温度为32℃，所以冷凝温度为

[]72/)3230(++=k t ℃=38℃

氨液的再冷温度：氨液自冷凝器流入高压贮液器，在供至膨胀阀之前可以进行在冷却，一是冷凝器在室外，高压贮液器在室内，氨液进高压贮液器和供至膨胀阀的过程中，受环境的温度影响会自然降温，冷凝温度降低3-5℃，氨液通过中间冷却器的蛇形盘管进行冷却，氨液再冷温度较中间温度高3-5℃。

制冷循环的压缩级数:这个冷库要求冷藏间的温度为-18℃，冻结间的温度为-23℃，如果蒸发温度与库房温度的温差为10℃，则蒸发温度为-28℃和-33℃。当冷凝温度为+38℃，相应的冷凝压力为P L =1467.0KPa。

当蒸发温度为-28℃时，相应的蒸发压力为Pz=131.5KPa。

当蒸发温度为-33℃时，相应的蒸发压力为Pz=103.1KPa。按冷凝压力和蒸发压力的比值考虑，则

816.115

.1310.1467>==Z L p p 制冷系统采用双级压缩循环，当冷凝温度t k =38℃,蒸发温度t 0=-33℃，采用双级压缩，其高低压级容积比采用1/3；查书中相应图得中间温度t m =-1.5℃,此时中间压力为409.64KPa。

流向冷却设备的氨液经由中间冷却器的蛇形盘管进行冷却，冷却后的过冷温度比中间温度高5℃。然后通过膨胀阀节流降低到蒸发压力。

在制冷压缩机的实际运转过程中，所吸入的气体是过热气体而不是饱和蒸汽，在计算制冷压缩机的制冷量时，可以根823.141

.1030.1467>==Z L p p 压力比均大于8，应采用双级压缩制冷循环。

据吸入气体的比体积来计算，即允许制冷剂有一定的过热。

按压力和温度条件，查的图13-2中相应个状态点的焓值见表13-6。

（1）制冷压缩机的选用计算

双级压缩机的制冷量以低级压缩机制冷量为基准依据，选用计算的目的是求出需用的压缩机排气量和需用的电动机功率，先计算低压级然后计算高压级。选用压缩机时，一般不宜少于两台，要考虑维修时不停产；配备多台压缩机的，要