冷库课程设计-小型氨系统制冷工艺设计..

小型氨系统制冷

工艺设计

（第四组）

制冷工艺设计

一个单层500t生产性冷藏库，采用砖墙、钢筋混凝土梁、柱和板建成。隔热层外墙和阁楼采用聚氨酯现场发泡，冻结间内墙贴软木，地坪采用炉渣并装设水泥通风管。整个制冷系统设计计算如下：

1.设计条件

1.气象和水文资料

2.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℃。

3.冷藏库的平面布置

冷藏库的平面布置如下图所示。

2. 设计计算

整个制冷系统的设计计算是在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。计算出程序如下：

1.冷库维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，计算公式如下： 热阻的计算公式为：

,1i i i s R R a δλ==

传热系数的计算公式为

12121

1

1s

w K δδαλλα=

+

++⋅⋅⋅+

对于墙面的对流换热系数α，外墙表面α取；内墙表面α取；冻结间的内墙表面取。各冷库维护结构及其传热系数的计算见表1-1。

3. 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见表1-2.

表1-1 冷库围护结构及其传热系数的计算

表1-2 冷库维护结构的传热面积表

2）冷库围护结构的耗冷量计算下表1-3.

表1-3 错误!未找到引用源。的计算表

注：公式()=w

n Q KA T T α--中，K 为传热系数()

2/W m C ︒

⎡⎤•⎣⎦

，A 为传热面积()

2m ，α为温差修正系

数，w T 为室外温度()C ︒，n T 为室内温度()

C ︒。

（2）食品冷加工的耗冷量

冻结间进行食品冷加工的耗冷量按第三章的计算公式计算。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19.5 t/日。三间冷藏间按比例摊分，每间进货量为6.5 t/日。假设冻结的食品为猪肉。

（1）冻结间：

食品在冻结前后的焓值查附表可得kg kj h 3301=；kg kj h 2.122=，n=1，=20h T 。

kw nT

G h h Q

69.283600

*20*1)

2.12330(*6500)

(2121

=-=

-=

（2）冻结物冷藏间： =19500kg /G 日,食品前后的焓值查附表3得：kg kj h 2.121=；kg kj h 6.42=，T=24h 。

kw nT

G h h Q

72.13600

*24*1)

6.42.12(*19500)

(2121

=-=

-=

（3）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3=0Q 。

（4）经营操作耗冷量 计算公式为

r

r n n w n d c b a q n mr h h V F

q Q Q Q Q 24

3

24)(5555+-=++= 由于冻结间不计经营操作耗冷量则只考虑冻结物冷藏间经营操作耗冷量。每平方米地板面积照明热量2m /w 30.2

1）库房照明耗冷量

2) 开门耗冷量：

3600

24Mr h h n v Q n

n w b 5⨯-=

）（

V —冷间内净容积（3m ）；

n —每日开门换气次数冻结物冷藏间1、3按2.2次计算；冻结物冷藏间2按2.3次算 n w h

h 、—冷间外内空气的比焓（kg /kj ）；室外空气的比焓，按温度35℃相对湿度80﹪

下的比焓109.3kj/kg ；室内空气的比焓，-18℃冷藏库相对湿度为95﹪的比焓为15.975kj/kg ；

M —有空气幕的修正系数，取0.5；

n r —冷间空气的密度；-18℃冷藏库空气密度为1.4kg /m 3 冻结物冷藏间1、2、3的开门耗冷量为 3)操作工人耗冷量：

24

Q 5r

c ntq =

其中：n ——操作间的人数，按4人计算；

T —操作人员的工作时间，按每日3小时计算； r q —每个操作人员产生的耗冷量，取419w ；

w 5.209w 24

419

*3*424Q 5===

r c ntq

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4台，每台功率为2.2kW ，，电动机运转耗冷量为6.6kw ，冻结物冷藏间没有风机，此项耗冷量40Q =

（6）总耗冷量

1）库房冷却设备的总负荷：按公式计算于表1-4。

q 12345=Q Q qQ Q Q Q ++++

其中，冻结物冷藏间p=1；冻结间p=1.3

表1-4 库房冷却设备的总负荷

2）制冷机器的总负荷

1122334455(j Q n Q n Q n Q n Q n Q R =++++∑∑∑∑∑）

冷库的生产旺季不在夏季，1Q 的修正系数取1；冷藏间面积100≥㎡时，修正系数取0.5；冻结间取1；=1.07R 带入计算后见表1-5

表1-5 机器负荷表

4. 制冷压缩机机及配用设备的选择计算

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：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

[](3032)/27=38k t =++℃℃

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经行再冷却，一是冷凝器在室外，高压贮液器在室内，氨流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℃。