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时间:2020-09-16 22:00

  冷库设计说明书_电力/水利_工程科技_专业资料。冷库设计说明书 一、课程设计题目 设河北地区某批发市场需建造一个小型冷库,共有三库:其中一库为高温冷藏库, 冷藏食品为蔬菜和水果类,库温 5℃,库存量 6 吨;另一个也为高温冷藏库,冷藏食品 为蛋和乳

  冷库设计说明书 一、课程设计题目 设河北地区某批发市场需建造一个小型冷库,共有三库:其中一库为高温冷藏库, 冷藏食品为蔬菜和水果类,库温 5℃,库存量 6 吨;另一个也为高温冷藏库,冷藏食品 为蛋和乳制品,库温 5℃,库存量 10 吨;还有一个为低温冷藏库,冷藏食品为冻牛肉, 库温-18℃,库存量 6 吨。试为该批发市场设计满足上述要求的小型冷库。 二、课程设计程序和内容 1、计算库体尺寸 1)蔬菜和水果冷藏库库容计算 冷藏库容积按公式计算: G= ? ?V 式中, ? ——冷藏食品的密度,单位为 kg/m3; ? ——容积利用系数,土建冷库取 0.4,装配式冷库取 0.6; G——冷藏库的储藏量,单位为 kg; V——冷藏库容积,单位为 kg/m3; 冷藏食品为蔬菜和水果,冷藏量为 6t,查表 1-1 得 ? ? 230kg/m3=0.23t/m3,则 V? G ?? ? 6 3 ? 43.48 m 0.23? 0.6 根据表 1-2 所示的规格,取冷库类型为 ZL-48S,库容 48m3,库板厚度 100mm,库体 尺寸为 8.1m×2.7m×2.6m。 2)蛋类和乳制品冷藏库库容计算 该库冷藏量为 10t,查表 1-1 得 ? ? 300kg/m3=0.3t/m3,则 V? G ?? ? 10 ? 55.56 m3 0.3 ? 0.6 根据表 1-2 所示的规格,取冷库类型为 ZL-57S,库容 57m3,库板厚度 100mm,库体 第 1 页,共 16 页 1 尺寸为 7.2m×3.6m×2.6m。 3)冻牛肉低温冷藏库库容计算 该库冷藏量为 6t,查表 1-1 得 ? ? 400kg/m3=0.4t/m3,则 V ? G ?? ? 6 3 ? 25 m 0.4 ? 0.6 根据表 1-2 所示的规格,取冷库类型为 ZL-26S,库容 26m3,库板厚度 100mm,库体 尺寸为 4.5m×2.7m×2.6m。 2、库内外计算温度的确定 库内计算温度 tn(即库温)是由食品冷加工工艺条件、食品种类、储藏期限等确定 的。对于生鲜水果、蔬菜及鲜蛋等食品,其库温一般在-2~0℃;对于鱼、肉禽类等食 第 2 页,共 16 页 2 品,库温一般在-18℃;对于冻结库,库温一般在-25℃。 第 3 页,共 16 页 3 库外计算温度 tw 应考虑当地最恶劣气候条件时的温度, 但也要考虑选用制冷设备的 经济性,在计算时,应以国家有关冷库规范中查取的数据作为库外计算温度。该冷库所 在地是广州,库外温度取 34℃。 3、隔热板校核计算 我国生产的隔热板的厚度有 50mm、75mm、80mm、100mm、125(或 120)mm、150mm、 200mm 等多种规格。 对于小冷库一般采用 100~150mm 范围内的规格, 在前面的库体选择 中我们已经选择了 100mm 这种类型的库板,现在进行隔热和防潮的校核计算。 1)防潮校核 如前所述,隔热板两边都是防潮性能极好的钢板或喷塑铝板等,因此不需要进行防 潮校核。 2)凝露计算 冷库库板凝露温度计算同电冰箱。 首先确定冷库所在地广州的环境温度取 34℃,并取库板外壁的对流换热系数 ? w 为 8W/(㎡·K) 。库内因准备采用冷风机作蒸发器,取对流换热系数 ? n 为 23W/(㎡·K), 板厚δ =100mm,传热系数λ =0.028W/(m·K) ,则库板综合传热系数 K 为 K? 1 ? 1 ? ? ?w ? ?n 1 =0.27W/(㎡·K) 则低温库外表面温度 t w ? t1 ? k 0.27 (t1 ? t 2 ) ? 34 ? ? (34 ? 18) ? 32.25 ℃ aw 8 若广州地区空气的相对湿度最高取为 85%,则可查得露点温度为 31℃,则外表面温 度确定高于露点温度。 同样计算高温库外表面温度为 t w ? t1 ? k 0.27 (t1 ? t 2 ) ? 34 ? ? (34 ? 5) ? 33 ℃ aw 8 同样高于露点温度。 第 4 页,共 16 页 4 4、库体热负荷计算 1)渗入热计算 因为冷库准备顶上设凉棚,四周设遮阳,所以计算时可以不考虑太阳辐射热引起的 渗入热量。渗入热量仅为库内外温差渗入的热量。 冷藏库渗入热计算式: Q1 ? KA(t h ? t m ) 式中, t h ——库外计算温度,对广州地区,根据冷库设计规范取 t h =34℃; t m ——库内设计温度, t m =5℃ A ——冷藏库的总面积,因冷藏库有一内墙与蛋乳类高温冷藏库相邻,可略 去它的传热量。 果蔬、蛋乳和肉类的三个冷藏库的传热计算分别见表 1-3~表 1-5。 表 1-3 果蔬高温冷藏库的传热计算 项目 前板面积 左侧面积 右侧面积 后板面积 顶板面积 底板面积 总传热量 板面积/㎡ 21.06 7.02 0 21.06 21.87 21.87 温差/℃ 29 29 29 29 29 29 传热系数 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 /[W/(㎡·K)] 换热量/W 164.9 54.97 0 164.9 171.24 171.24 727.18 表 1-4 蛋乳高温冷藏库的传热计算 项目 前板面积 左侧面积 右侧面积 后板面积 顶板面积 底板面积 总传热量 板面积/㎡ 18.72 2.34 9.36 18.72 25.92 25.92 温差/℃ 29 29 -23 29 29 29 传热系数 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 /[W/(㎡·K)] 换热量/W 146.58 18.32 -58.13 146.58 202.95 202.95 659.25 表 1-5 肉类低温冷藏库的传热计算 项目 前板面积 左侧面积 右侧面积 后板面积 顶板面积 底板面积 总传热量 板面积/㎡ 11.7 7.02 7.02 11.7 12.15 12.15 温差/℃ 52 23 52 52 52 52 传热系数 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 /[W/(㎡·K)] 换热量/W 164.27 43.59 98.56 164.27 170.59 170.59 881.86 第 5 页,共 16 页 5 我国冷库设计标准规定 q1A ? Q1 / A ? K (t h ? t m ) 应在 11.6~14.0W/㎡之内,该设计 的 q1 A 基本符合标准的规定。 总的渗入热为 727.18+659.25+881.86=2268.29W=2.3KW。 2)食品热计算 食品热计算式: Q2 ? G (h1 ? h2 ) 24 式中, G ——冷库存储量,单位为 kg/d; h1 ——食品进冷库时的比焓; h2 ——食品降温后的比焓。 将相关数据代入计算式,结果如表 1-6 所示 表 1-6 库名 食品热计算结果 食品热 /kw 7.64 15.39 23.43 库存量/ 进库焓/ 冷冻后焓/ (kg/d) (kj/kg) (kj/kg) 果蔬库 6000 400 290 蛋乳库 10000 385 252 肉类库 6000 342 4.6 3)换气热 对于蔬菜、水果和蛋类的冷藏库,需要定时换气,现认为每天换气次数为 3 次,则 换气热 Q3 (单位为 KW)为 Q3 ? Vn? m (hw ? hn ) /(3600? 24) 式中, V ——冷藏库的容积,单位为 m?; n ——冷藏库每昼夜所需的换气次数,取 3 次; ? m ——冷藏库空气的密度,单位为 kg/m?; hw ——库外新鲜空气比焓,单位为 kj/kg,按规定应采用夏季通风温度、相 对湿度时的比焓; 第 6 页,共 16 页 6 hn ——冷藏库中空气的比焓,单位为 kj/kg。 计算结果如表 1-7 所示。 表 1-7 库名 换气次数计算结果 换气热 /KW 0.18 0.21 库内容 空气密度/ 库内空气 换气 室外空气焓/ 冷却后空气焓 积/m? (kg/m?) 质量/kg 次数 (kj/kg) /(kj/kg) 果蔬库 48 1.15 55.2 3 112.7 19 蛋乳库 57 1.15 65.55 3 112.7 19 总的换气次热 Q3 =0.18+0.21=0.39KW。 4)操作热计算 对于操作热,包括动力热量、照明热、工人操作热量和开门渗入热,由于冷库系统 还没有选配,因此很难确定其相关的数据,因此采用近似算法,即 Q4 ? (0.1 ~ 0.4) ? (Q1 ? Q3 ) 这里取 Q4 ? 0.4 ? (Q1 ? Q3 ) =0.4×(2.3+0.39)=1.08KW。 总的传热计算如表 1-8 所示 表 1-8 库名 果蔬冷藏库 蛋类冷藏库 肉类冷藏库 tm 5 5 -18 t0 34 34 34 总的传热计算 Q1 0.73 0.66 0.88 Q2 7.64 15.39 23.43 Q3 0.18 0.21 0 Q4 0.3 0.39 0.39 ΣQ 8.85 16.65 24.7 5、冷却设备负荷和机械负荷的计算 冷藏库冷却设备负荷的计算式: QS ? P(Q1 ? Q2 ? Q3 ? Q4 ) 式中, P ——安全系数, P =1.1~1.5。 ,这里确定安全系数为 1.2。 机械负荷计算式: QJ ? (n1Q1 ? n2Q2 ? n3Q3 ? n4Q4 ) R 式中, n1 ——维护结构渗入热季节修正系数,取 1; n2 ——食品热折减系数,通常冷却物冷藏间取 0.3~0.6,冻结物冷藏间取 第 7 页,共 16 页 7 0.5~0.8,这里的 3 个冷库全部取 0.6; , n3 ——同期换气系数,宜取 0.5~1.0(一般每日换气次数越多取值越小) 这里取 0.8; n4 ——冷间操作热折算系数,对于只有一个库房的取 1,2~4 个库房的取 0.5,5 个库房以上的取 0.4,这里只有 3 个库房,取 0.5; R ——制冷装置和管道等冷损耗补偿系数,直接冷却系统 R =1.07,间接冷 却系统 R =1.12,这里取 1.07。 冷却设备负荷计算结果将作为冷却设备(冷风机)的心中依据,机械负荷将作为 压缩冷凝机组的选择依据,计算结果如表 1-9 所示。 表 1-9 库名 果蔬冷藏库 蛋乳冷藏库 肉类冷藏库 冷却设备负荷和机械负荷计算汇总表 Q1 0.73 0.66 0.88 Q2 7.64 15.39 23.43 Q3 0.18 0.21 0 Q4 0.3 0.39 0.39 QS 10.62 19.98 29.64 QJ 6.0005 10.975 16.1345 6、制冷剂的选择 根据冷库制冷剂的选择规律, 选择氟利昂 R22 作为该冷库的制冷剂。 R22 具有较为 特别的溶水和溶油性,因此,在进行设备和管路的配置时要特别注意。 7、冷却设备的选择 本冷库的三个库房都选择冷风机为冷却设备。前一部分已经技计算出三个冷库的 冷却设备负荷 QS 分别为:果蔬库 10.62KW,蛋乳库 19.98KW,肉类库 29.64KW。 根据冷却设备负荷选择深圳某公司生产的 DL 和 DD 系列风机。果蔬库选择 DL-11.2/55 型号的风机一台(额定制冷量 11.2KW),蛋乳库选择 DL-21.3/105(额定制 冷量 21.3KW) ,肉类库选择 DD-30/160(额定制冷量 30KW) 。三种冷风机全部采用电加 热融霜方式。 8、压缩冷凝机组的选择 第 8 页,共 16 页 8 前面已经计算得到三个冷库总的机械负荷为 33.11KW 。根据 Q? ? QJ / b ,并选择 b =0.6,则压缩冷凝机组的制冷量应为 Q? ? QJ / b =33.11/0.6=55.18KW。 可以选择某厂生产的 6L22-WL 型水冷机组, 其名义制冷量是 55.81KW。 其名义制冷 量是在 t 0 =-15℃、 t K =30℃条件下测定的,而现在工作环境有所变化,可根据企业的资 料进行修正。 9、膨胀阀的选择 因为要与风机相配合,所以应该按照冷风机的制冷量选配膨胀阀,果蔬库冷风机 制冷量 11.2KW,蛋乳库冷风机制冷量 21.3KW,肉类冷风机制冷量 30KW,该设计高温冷 藏库采用 FR 系列的膨胀阀,查 FR 系列的热力膨胀阀的型号、规格及主要参数,确定 果蔬库的膨胀阀采用内平衡 FR4 型,蛋乳库的采用内平衡 FR5 型,肉类库膨胀阀采用 外平衡 RF22W7-10.5 型。 设备选配完毕后,还要根据要求确定合适的控制设备(此处略) ,将各设备综合成 系统,如下图所示。 小型冷库的制冷与控制系统总图 第 9 页,共 16 页 9 三、主要参考资料 1. 《冷库设计规范 GB50072-2010》主编部门:中华人民共和国商业部 2. 《全国主要城市室外气象参数表》 3. 《冷库制冷工艺设计》李敏 主编 机械工业出版社 4. 《小型制冷装置设计指导》吴业正 主编 机械工业出版社 5. 《制冷技术与应用》 贺俊杰 主编 中国建筑工业出版社 6. 《冷库技术》余华明 主编 人民邮电出版社 7. 《新型空调制冷设备及配件选用手册》 第 10 页,共 16 页 10