毕业设计（论文）-渭南地区400吨果品冷藏库设计.doc

毕业（论文）-渭南地区400吨果品冷藏库设计.doc 摘 要 渭南地区400吨果品冷藏库设计 本设计主要内容是渭南地区400吨果品冷藏库设计，在了渭南地区原始资料的基础上，确定出冷库的类型、围护结构的构造并完成了冷库的负荷计算，凝结现象的校核、制冷系统的选择、设备的选型、除霜系统的设计和制冷设备及管道的绝热层设置。在设计中采用氨作为制冷剂，用氨泵强制循环的制冷系统，并使用单级压缩装置，除霜系统为水除霜，最后对各种设备进行合理布置，完成本次设计。 关键词:围护结构 、凝结现象 、除霜 、单级压缩 1 目 录 前言……………………………………………………………………………………6 第1章 原始资料的收集……………………………………………………………12 1.1 气象资料…………………………………………………………………12 1.2 工艺资料…………………………………………………………………12 1.3 食品加工工艺简介…………………………………………………………… …12 第2章 冷库的建筑设计………………………………………………………13 2.1 冷库类型的选择…………………………………………………………13 2.2冷库建筑的组成…………………………………………………………13 2.3冷藏间的建筑面积… …………………………………………………………… 13 … 14 2.4常温穿堂的设计……………………………………………………………… 2.5办公室及其他用房设计……………………………………………………… … 14 2.6冷库平面图………………………………………………………………14 第3章 冷库结构设计…………………………………………………………16 3.1 冷库构造…………………………………………………………………16 3.1.1外墙结构…………………………………………………………………16 3.1.2地坪结构…………………………………………………………………16 3.1.3屋面结构…………………………………………………………………17 3.2 隔热层厚度的计算…………………………………………………………17 3.2.1围护结构隔热层的厚度计算……………………………………………17 3.2.2地坪隔热层的厚度计算…………………………………………………19 3.2.3屋顶隔热层的厚度计算…………………………………………………20 3.3 校核围护结构是否结露……………………………………………………21 3.3.1外墙的校核………………………………………………………………22 3.3.2屋顶的校核………………………………………………………………22 3.3.3地坪的校核………………………………………………………………23 第4章 冷库的热负荷计算…………………………………………………………25 4.1 冷藏间设备负荷的计算……………………………………………………25 2 4.1.1 通过墙体、楼板及屋盖的传热量………………………………………25 4.1.2通过地坪传入的热量……………………………………………………26 4.1.3 货物热负荷………………………………………………………………26 4.1.4 通风换气的热负荷………………………………………………………26 4.1.5 操作管理的热负荷………………………………………………………27 4.1.6 连续运转电动设备的热负荷……………………………………………27 4.2 冷藏间机械负荷计算………………………………………………………27 4.3 冷藏库耗冷量的计算………………………………………………………28 4.3.1 冷库围护结构传热面积引起的耗冷量………………………………28 4.3.2食品冷加工的耗冷量……………………………………………………30 4.3.3 通风换气的耗冷量………………………………………………………30 4.3.4 操作管理的耗冷量………………………………………………………30 4.3.5 连续运转电动设备的耗冷量……………………………………………31 4.3.6 汇总库房设备总的耗冷量………………………………………………32 4.4 冷藏间机器负荷……………………………………………………………32 4.5 库房冷负荷汇总…………………………………………………………33 第5章 制冷系统的设计……………………………………………………………34 5.1确定制冷系统的形式………………………………………………………34 5.2活塞式压缩机选型…………………………………………………………34 5.2.1活塞式压缩机选型计算步骤……………………………………………34 5.2.2活塞式压缩机选型计算具体方法……………………………………35 5.2.3 电动机功率的选配和较核………………………………………………39 5.2.4 压缩机气缸套冷却水量…………………………………………………41 5.3冷却设备的选型……………………………………………………………41 5.3.1 型式的选择………………………………………………………………41 5.3.2冷风机的选择计算………………………………………………………42 5.4 冷凝器的选型……………………………………………………………43 5.4.1冷凝器选型的一般原则…………………………………………………43 5.4.2 冷凝器的选型计算………………………………………………………43 3 5.5辅助设备的选型计算………………………………………………………44 5.5.1 油分离器的选择…………………………………………………………44 5.5.2集油器的选择……………………………………………………………45 5.5.3 放空气器的选择…………………………………………………………45 5.5.4 紧急泄氨器的选择………………………………………………………46 5.5.5 高压贮液器的选择………………………………………………………46 5.5.6冷却塔的选择……………………………………………………………47 5.6供液方式的选择……………………………………………………………47 5.6.1 氨泵的选择………………………………………………………………47 5.6.2 低压循环桶的选择………………………………………………………49 5.7 其他系统的设计……………………………………………………………50 5.7.1除霜系统的设计…………………………………………………………50 5.7.2水系统的设计……………………………………………………………52 5.7.3排水管的设计……………………………………………………………52 5.8系统管径的选择……………………………………………………………52 5.9管道的隔热与冷库门及空气幕的设计…………………………………53 5.9.1 管道的隔热………………………………………………………………53 5.9.2冷库门的选择……………………………………………………………54 附表一…………………………………………………………………………55 参考文献…………………………………………………………………………56 4 前 言 随着我国国民经济的快速发展和人们物质文化生活水平的不断提高，人们对水果的品种、数量和品质都提出了更高的要求，同时也对贮藏中长期采用的化学合成保鲜剂的食品安全性提出质疑，而冷库为食品冷却、冻结贮存创造了必要的温度、湿度、卫生条件，使得果蔬、肉类等食品的贮藏保鲜逐步朝着注重物理方式，并最大限度地保持其天然品质、食用安全、方便、低能耗贮藏方向发展。 新鲜优质的食品和人民健康成为我们主要的目标，随着我国副食品生产的不断发展和对外贸易的需要，对保持食品原有的外观和质量的要求也越来越高。所以，我国对冷库发展的认识有了越来越深刻的认识，并日益重视和突出冷库的发展。对冷库的的设计更加注重节能和经济。 此次设计以高温冷库的贮存品种为主要方向，重点研究了冷负荷的计算方法、机器设备的选型计算及布置设计、制冷系统的确定、管道设计说明、施工图的画法及冷库建筑的隔热与隔汽防潮设计等，对于设计中遇到的相关问题也进行了说明和阐述。 在设计中充分应用了大学本科建筑环境与设备工程专业知识，并广泛查找各种资料，在指导老师的认真指导下独立完成。设计中基础部分均严格按照规范进行，在技术经济比较和节能方面，则按规范和老师指导进行设计、运算。在考虑设计与实际施工结合方面，因原始资料不全，可能与实际运行有一定的差异，但也基本符合要求。 由于设计时间有限，设计工程量大，且理论与实际施工结合经验不足，设计中难免存在错漏之处，竭诚期望老师予以指正。 5 1 原始资料 1.1 气象资料 查取文献【1】附录得渭南地区的气象资料如下: 夏季空调日平均温度30.7?; 干球温度tg=35.1?; 湿球温度ts=29.2?; 夏季通风室外计算相对湿度Φ=54,; 大气压力 95.707 kPa 夏季室外平均风速1.6m/s 1.2 工艺资料 本设计是高温小型冷藏库，所冷藏食品是白梨。 由文献【2】知，冷却物冷藏间的温度为4,,2?，相对湿度保持在85%,90%， 3查文献【2】表13,3知白梨的密度为ρ,263，冷藏量为400吨，贮藏温度为0,kg/m 1?，相对湿度为90%,95%。本设计中取冷藏间温度:tn=1?，Φ=90,。 1.3食品加工工艺简介 食品的冷藏是指为冷却或冻结食品提供一个满足指定要求的低温房间，(在冷库中称为冷藏间)，减缓化学变化，延长贮藏期。食品的冷藏是一个保温过程，用于冷藏冷却食品的库房叫冷却物冷藏间。 在食品的贮藏过程中为了长期保持或改善食品的营养价值，要着重解决好两个问题:一是降低食品的脱水干耗;二是防止食物腐败变质。因此对冷藏间的温度、湿度以及空气中氧气、二氧化碳、对气体的含量有严格的要求。 水果的加工工艺流程为:水果挑选、分级、过磅、装箱、然后进行冷却，完成冷却后转入冷藏间贮藏，直到过磅入库。 6 2 冷库的建筑设计 2.1冷库的类型选择 食品冷藏库一般可分为三类:即生产性冷库、分配性冷库和零售性冷库。 (一)生产性冷库主要建在货源较集中的产区，作为肉、禽、蛋、鱼、果蔬加工厂的冷冻车间使用。食品在此进行冷冻加工并短期冷藏贮存后即运往其他销售地区。它的特点是冷冻加工的能力较大，有一定库容量。 (二)分配性冷藏库一般建在大中城市、水陆交通枢纽和人口较多的工况区，作为市场供应、中转运输和贮藏食品之用。其特点式冻结量小、冷藏量大，而且要考虑多种食品的贮藏。因冷藏量大，进出货比较集中，因此要求库内运输通畅，吞吐迅速。 (三)零售性冷库一般是建在城市的大型副食商店内，供临时贮存零售食品之用。其特点是库容量小，贮存期短，库温则随使用要求不同而异。 在本设计中贮藏物为白梨，贮藏量为400吨，白梨在进行冷加工以后要长期贮存，冷藏量较大，进出货比较集中。所以本冷库的设计应具有生产性冷库冷加工能力大，库容量较大，贮藏周期长等特点，属于生产性冷库。 2.2冷库建筑的组成 冷库按结构形式可分为土建式冷库和装配式冷库，本次设计的冷库为土建式冷库，它由主体建筑和附属建筑组成，主体建筑包括:冷藏间、库内外运输的穿堂、月台等;附属建筑包括:制冷机房、设备间、变配电间、办公室等。冷库建筑的布置形式应根据加工，操作，运输，运行，管理等情况而定。冷间设计包括各冷间的容量，尺寸，堆货形式，堆货量，加工时间，冷间分间等内容。冷加工辅助用房包括月台，穿堂，包装间等，要进行用房的尺寸，温度以及其他参数的设计。根据工艺要求，查文献【3】，本设计中白梨的冷却温度为0?，冷藏温度为1?，温度相差只有1?，故货物采用卡车大批量一次入库的方式，无需设冷却间。 2.3冷藏间的建筑面积 该冷藏间贮藏量为400吨，设计两间冷藏间No1、No2，每间的贮藏量为200吨. 由文献【4】可得冷库贮藏吨位的计算公式: G=?Vрη/1000 (2-1) 7 式中:G---冷库贮藏吨位，吨; 3V---冷藏间的公称容积，; m η—冷藏间的容积利用系数; 3ρ—食品的密度，; kg/m 这里公称容积指冷藏间的净面积(不扣除柱、门斗和制冷设备所站的面积)乘以冷间的净高 由文献【5】知一般取1000t以下单层冷藏库内净高为4.8,6m， 由文献【5】表3,4取冷藏间的容积利用系数η=0.62。 由公式G=?Vрη/1000 可得: 200=V×0.62×263/1000 3求出冷藏间的公称容积V=1227 m 再由公式V=S×h; h=6m可求出S=204.5? 则冷藏间的面积可得:No1= No2= 204.5? 初步确定冷藏间的尺寸为:长21 m，宽10m，高6m。 2.4 常温穿堂的设计 一般的中小型冷库的穿堂，其宽度不应小于4,4.5m，长度视其生产规模和平面布置而定，本设计宽度取5m。因为一次性大批量进出货，冷藏周期长，开启关闭冷库门次数少，冷量损失少，所以无需在库外加装空气幕。 2.5 办公室及其它用房设计 大型冷库设办公室2,3间，中小型冷库1,2间，每间面积20,35 m?。 本设计取32 m?办公室一间。 其它各用房视具体情况而定。 2.6 冷库平面图 由上述作冷库建筑平面图(见图2-1) 8 休息室变厕所配机 房电控制台办公室间 冷冷 穿 藏藏 堂 间间挑 选 间 图2-1冷库建筑平面图 9 3 冷库结构设计 3.1 冷库构造 冷库建筑不同于一般的工、民用建筑，主要表现在不仅生产工艺的制约，更主要的是受冷库内外的温度差和水蒸气分压力差的制约，以及由此引发的温度应力、水蒸气渗透和热量传递的制约。在冷库建筑物内部经常处于低温条件下，而建筑物外则随室外环境温度的变换经常处于周期性波动中，加上冷库生产作业需经常开门导致库内外的热湿交换等，促使冷库建筑必须采取相应的技术措施，以适应冷库的特点。 3.1.0冷库结构的特点 冷库库房具有低温的特殊性，因此建筑结构也有其特殊性。 1.冷库的地基与基础 冷库的地基应有较大的承载能力，并能稳定，不受地面、地下水的影响和低温冻胀。冷库应有良好的抗潮湿、防冻能力，应有足够的强度，以承受冷库的地基的反力，并使冷库载重均匀的传到地基上。在这部分结构的设计中应尽量解决好土地绝热和防潮问题。 柱子是冷库的主要承重结构，要满足一定的强度要求，冷库采用的梁型2.梁和柱 较多，可根据所处位置的要求设计，按文献【6】，每6×6?内有柱子一根。 3.冷库的墙体 冷库的墙体是建筑物主要的组成部分，包括外墙、内墙，设计时应考虑绝热、防潮、隔汽等问题。 外墙:指围护墙体、防潮隔汽层、隔热层和内保护层的设计，包括材料选取、厚度计算、敷设方法; 内墙:内墙两侧温差不超过5?未敷设隔热、隔汽材料 4.屋盖 物盖应满足防水、防火、防霜冻、热和经久坚固等要求，并且排水良好，设计时根据冷库所处地区、冷库形式、施工和使用情况等，并兼顾经济性来设计合适的屋盖结构。根据绝热层的铺设位置可分为上铺式和下帖式两种方法。上铺式是在钢筋混凝土屋面板上直接铺设绝热材料，下帖式是在钢筋混凝土屋面板底下粘贴绝热层，这种方法蒸汽渗透阻力大，有利于绝热材料的干燥，且维护和翻修较方便，不会影响屋盖上部的构造，更换防水油毡也方便。 3.1.1外墙结构 为减少热量的传递和保持库内温度的相对稳定，冷库的围护结构中必须设置隔 10 热层。 常用的隔热材料有:稻壳、软木、炉渣、膨胀珍珠岩、泡沫混凝土、聚苯乙烯泡沫塑料等。 隔热材料应满足下列要求:热导率小、密度小、吸湿性小、耐火和抗动性、耐久性好、抗压强度高等。 常见的隔汽材料有:石油沥青、一毡二油、二毡三油、玻璃钢等 隔汽材料应满足下列要求:蒸汽渗透阻大、密度小、韧性好等 该冷库的外墙和屋面采用硬质聚氨脂作隔热层，地坪采用炉渣作隔热层; 冷藏间外墙在高温侧设隔汽层。 外墙构造图如图3-1 1混合沙浆20 2砖墙240 3-混合沙浆20 4二毡三油防潮 层10 5-硬质聚氨脂 隔热层，冷藏 间61。 6-砖墙120 7水泥沙浆，15 图3-1外墙构造图 3.1.2地坪结构 一般冷库地坪自上而下由面层、防潮层、隔热层、热层和基层构成 防止地坪冻胀的有效措施有:?将不会引起土壤冻结的高温库布置在底层;?将低坪架空，让地坪不与土壤直接接触;?在地坪下埋设管道，让自然风或热风、热油或加热的不冻液在管道中循环。 地坪构造图如图3-2 11 钢筋混凝土60。水泥沙浆15。一毡二油作防潮 层15二毡三油防潮层15。炉渣作隔热层749 混凝土200。干砂垫层400。 图3-2地坪构造图 3.1.3屋面结构 冷库的屋面除了防止风、雨、雪对库内的侵袭，还要兼具隔热的功能。本设计选用的屋面构造如图3-3 架空通风层，1000。 二毡三油绿豆砂，15。 水泥沙浆，20。 钢筋混凝土，240。 二毡三油防潮层，10。 硬质聚氨脂隔热层，冷藏 间77。 钢筋水泥砂层，15。 图3-3屋面构造图 3.1.4冷库建筑材料的选择与要求 在冷库投入使用后，结构构件会长期处于低温、高湿和温湿度变化相对频繁的环境中。为了确保结构构件达到安全可靠、经久耐用，对于冷库建筑中的结构材料的选择与要求必须符合规范。 1.对一般建筑材料的要求，由参考文献【5】P11要求:水泥采用普通硅酸盐水泥效果好;木材尽量避免作为冷库的承重结构，作为次重要构件时，要做好防潮仿腐工作。 12 2.对混凝土的选择要求，由参考文献《冷库设计》P113要求:每立方米混凝土中的水泥用量不应少于270公斤，水泥比控制在0.5,0.65之间，保证混凝土的密实性及和易性。 3.1.5 隔热层的计算与选择 冷库隔热结构的隔热性能 主要取决于隔热材料的性能和“老化”，同时还取决于使用过程隔热结构的抗湿性和隔热材料的吸湿性。当冷库隔热结构受潮和隔热材料吸湿后，将使其隔热热阻降低，一旦水在隔热层内结冰就会破坏隔热结构，严重的将导致库体变形。因此，冷库围护结构防潮，防止隔热材料受湿而采用隔绝水蒸气的渗入是非常重要的。主要防潮材料有沥青隔汽防潮材料、聚乙烯或聚氯乙烯薄膜隔汽防潮材料两大类。隔热材料应满足下列要求:热导率小、密度小、吸湿性小、耐火和抗动性、耐久性好、抗压强度高等。 1.防潮隔热材料的选择 冷库围护结构隔热、防潮性能，直接影响到冷库内温度的稳定和食品冷却、冻结贮藏质量。良好的隔热和防潮材料选择和合理的配置，可以降低建造投资、提高冷库的经济性。 冷库常用的隔热材料，传统冷库多用稻壳、软木板、膨胀珍珠岩及聚乙烯泡沫塑料等，近年来，新型冷库大量使用硬质聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯发泡体、泡沫玻璃及挤压型聚苯乙烯塑料等，选择冷库隔热材料，应考虑冷库建筑方案，隔热要求，隔热材料性能和来源，以及经济指标等因素。要求隔热材料具有较小的热导率、轻质价廉，抗湿抗冻，安全无毒，坚固耐压，消防耐用等性能。 (1) 软木板 热导率小，抗压强度高的块状隔热材料，但价格高，施工难度大性能差别较大。 (2) 膨胀珍珠岩 白色多孔颗粒状，热导率小。抗压强度大，但易吸湿。 (3) 聚乙烯泡沫塑料 轻质，隔热性能好，耐低温，易吸水，施工需用沥青等粘结剂粘贴 (4) 硬质聚氨酯泡沫塑料 轻质，强度高，隔热性能好，成型工艺简单，可预制、现场灌注成型或喷涂，阻燃性能好 (5) 聚乙烯发泡体 隔热、防震、隔声的新材料。热导率较小，抗湿，耐水，耐低，阻燃，抗老化，但粘结工艺要求高。 (6) 低密度闭孔泡沫玻璃 一种新型的隔热材料，密度和热导率较小，抗压，吸水率极低 13 (7) 挤压型聚苯乙烯塑料 一种连续挤压成型的隔热板，抗压，热导率低，适用于冷库地面。 作为装配式冷库隔热板的芯心材，其复合板可用于冷藏间或冷冻间侧壁及顶板。 3.2 隔热层厚度的计算 3.2.1围护结构隔热层的厚度计算 查文献【7】得围护结构隔热层的厚度计算公式: d=λ[R-(1/aw+Σδi/λi+1/an)] (3-1) 式中:d ---隔热材料的厚度，m; λ---隔热材料的热导率，w/(m.k); Ro ---围护结构的总热阻，(?.k)/w; aw ---围护结构外表面的换热系数，取23.3w/(?.k); an ---围护结构内表面的换热系数，取8.7w/(?.k); δi---围护结构除隔热层外其它各层材料的厚度，m; λi ---围护结构除隔热层外其它各层材料的热导率，w/(m.k); 查《制冷工程与设备》得外围多层结构总热阻计算公式: Ro =1/k(???/w) (3-2) 查《制冷工程与设备》得: k=0.7,0.0083Δt(w/?.k) (3-3) 对于外墙(采用硬质聚氨脂作为绝热材料) 计算外墙的隔热层厚度(见表3-1) 由tw=31?,tn=1? 可得 Δt=tw-tn=30? 则围护结构总热阻 Ro =1/ k =1/(0.7,0.0083×30)=2.2 因Rf=1/aw+Σδi/λi+1/an =1/23+1/8.7+0.02/0.928+0.24/0.812+0.02/0.928+0.015/0.928+0.001/0.174+0.015/0.9 28+0.120/0.812=0.739 (?.?/w) 得隔热层热阻R=Ro-Rf=2.2-0.739=1.461 (?.?/w) 则隔热层厚度δ=λ×R=0.151×1.461=0.22m 14 表3-1 外墙的隔热层厚度 构造层名称 厚度δ 导热系数λ 热阻R=δ/λ 外墙 m W/(m.?) ?.?/w 1混合沙浆 0.02 0.928 0.022 2砖墙 0.240 0.812 0.296 3混合沙浆 0.020 0.928 0.022 4二毡三油防潮层 0.001 0.174 0.057 5硬质聚氨脂 0.610 0.151 3.153 6砖墙 0.120 0.812 0.148 7水泥沙浆 0.015 0.928 0.016 8总热阻 ΣR=3.713 9传热系数 K=0.269 3.2.2地坪隔热层的厚度计算 计算地坪的隔热层厚度(见表3-2) 由tw=31?,tn=1? 可得 Δt=tw-tn=30? 围护结构总热阻Ro=2.2 Rf=1/aw+Σδi/λi+1/an =1/23+1/8.7+0.015/0.928+0.060/1.276+0.015/0.276+ 0.015/0.174+0.400/0.585+0.100/0.696 =1.19(?.?/w) 隔热层热阻R=Ro-Rf=2.2-1.19=1.01(?.?/w) 则隔热层厚度δ=λ.R=0.325×0.513=0.33m 15 表3-2 地坪隔热层厚度 构造层名称 厚度δ 导热系数λ 热阻R=δ/λ 地坪 m W/(m.?) ?.?/w 1水泥沙浆抹面 0.015 0.928 0.016 2钢筋混凝土 0.060 1.276 0.047 3一毡二油防潮层 0.015 0.276 0.054 4炉渣层作隔热层 0.749 0.325 0.086 5二毡三油防潮层 0.015 0.174 0.023 6钢筋混凝土 0.200 1.276 0.157 7干砂垫层 0.400 0.580 0.690 8碎石灌水泥沙浆 0.100 0.696 0.144 总热阻 ΣR=3.46 3.2.3屋顶隔热层的厚度计算 计算屋顶的隔热层厚度(见表3-3) 由tw=31?,tn=1? 可得 Δt=tw-tn=30? 围护结构总热阻Ro=2.2 Rf=1/aw+Σδi/λi+1/an =1/23+1/8.7 +0.015/0.174+0.02/0.928+0.240/1.276+0.25/1.566 =0.613 2-0.613=1.58(?.?/w) 隔热层热阻R=Ro-Rf=2. 则隔热层厚度δ=λ.R=0.151×1.58=0.24m 16 表3-3 屋顶隔热层厚度 构造层名称 厚度δ 导热系数λ 热阻R=δ/λ 屋顶 m W/(m.?) ?.?/w 1二毡三油绿豆砂 0.015 0.174 0.086 2水泥沙浆找平层 0.020 0.928 0.022 3钢筋混凝土 0.240 1.276 0.188 4二毡三油防潮层 0.010 0.189 0.053 5 稻壳作隔热层 0.470 0.151 3.110 6钢筋水泥砂层 0.015 0.928 0.017 8钢筋混凝土板 0.25 1.566 0.160 9总热阻 ΣR=3.73 传热系数 K=0.268 3.3 校核围护结构是否结露 蒸汽渗透围护结构的过程中，其分压力逐渐降低，透过的蒸汽量也减少。通常冷库围护结构内出现蒸汽凝结的情况多出现在绝热层之中。一般采取的措施是在绝热层的高温侧设置蒸汽渗透阻大的隔汽层，尽量消除或减弱蒸汽渗入绝热层内。由文献【5】得蒸汽渗透阻的计算公式: H=δ/μ (?.h.kpa/kg) (3-4) 式中:δ---防潮材料的厚度，m; μ---防潮材料的渗透系数，kg/(m.h.kpa); 由《冷库设计手册》得围护结构的总蒸汽渗透阻Ho计算公式: Ho=Hw+H1+H2+……+Hn ( ??h?mmHg/g) (3-5) 式中:Hw ---围护结构外表面蒸汽转移阻，一般取0.1; Hn---围护结构内表面蒸汽转移阻，有风作用时采用0.1;无风作用时采用0.2; H1,2,3……i---各构造层的蒸汽渗透阻 由文献【8】得各构造层界面温度ti计算公式: ti=tw-(tw-tn)(RW+ΣRi-1)/Ro(?) (3-6) 17 式中tw ——冷藏库外温度，?; tn——冷藏库内温度，?; RW ——围护结构外表面热阻，(?.?/w); ΣRi-1——第i层前面的热阻，(?.?/w); Ro ——围护结构总热阻, (?.?/w) 由文献【8】得各构造层水气分压力Pi计算公式: Pi=Pw-(Pw-Pn)(Hw+ΣHi-1)/Ho(kPa) (3-7) 式中:Pw——库外水蒸汽分压力，kpa; Pn——库内水蒸汽分压力，kpa; Hw——围护结构外表面渗透阻，(?.h.kpa/g); ΣHi-1——第i层前面的渗透阻，(?.h.kpa/g); Ho——围护结构总渗透阻，(?.h.kpa/g); 3.3.1外墙的校核 校核外墙的隔热层厚度(见表3-4) 库内:tn=1?, Φ=90,, Pn=0.609 kpa; 库外:tw=31?, Φ=65,, Pw=4.482 kpa; 表3-4 各层热阻Ri和Ro及各层渗透阻Hi和Ho 层别 R(?.?/w) H(?.h.kpa/kg) 外表面 1/aw=1/23 0.043 0.043 1/βw=1/76 0.013 0.013 1 0.02/0.928 0.022 0.065 0.02/0.091 0.220 0.233 2 0.24/0.812 0.296 0.361 0.24/0.106 3.491 3.724 3 0.02/0.928 0.022 0.383 0.02/0.091 0.220 3.944 4 0.01/0.174 0.057 0.440 0.01/0.0038 2.632 6.576 5 0.610/0.151 3.153 4.192 0.610/0.456 1.044 7.62 6 0.12/0.812 0.148 4.340 0.12/0.106 1.132 8.752 7 0.015/0.928 0.016 4.356 0.015/0.091 0.165 8.917 内表面 1/an=1/8.7 0.115 4.049 1/βn=1/38 0.026 8.943 合计 Ro=Rw+ΣRi+Rn 4.471 Ho=Hw+ΣHi+Hn 8.943 为满足因水蒸汽而使围护结构的隔热层受潮，围护结构应满足由 18 《制冷与空调装置》规定的公式: Ho?1.6(Pw-Pn) (3-8) 式中:Ho ——隔热材料高温侧各层材料的最小蒸汽渗透阻之和，??h?pa/g; Pw、Pn——围护结构高、低温侧的水蒸汽分压，pa; 则1.6(Pw-Pn)=1.6(4.482 -0.609),6.2 由Ho?1.6(Pw-Pn)，得8.943>6.2 所以，围护结构外墙的表面不会结露。 3.3.2屋顶的校核 校核屋顶的隔热层厚度(见表3-5) 库内:tn=1?, Φ=90,, Pn=0.609kpa; 库外:tw=31?, Φ=54,, Pw=4.482 kpa; 表3-5 各层热阻Ri和Ro及各层渗透阻Hi和Ho 层 别 R(???/w) H(??h?kPa/kg) 外表面 1/aw=1/23 0.043 0.043 1/βw=1/76 0.013 0.013 1 0.015/0.928 0.031 0.074 0.015/0.032 1.250 1.263 2 0.015/0.174 0.057 0.131 0.015/0.0038 2.632 3.895 3 0.02/0.928 0.022 0.153 0.02/0.091 0.220 4.115 4 0.010/0.174 0.019 0.172 0.010/0.032 0.938 5.053 5 0.541/0.150 4.248 4.420 0.541/0.456 1.406 6.459 6 0.25/1.566 0.160 4.580 0.25/0.032 7.810 14.269 内表面 1/an=1/8.7 0.133 4.713 1/βn=1/38 0.026 14.295 合计 Ro=Rw+ΣRi+Rn 4.713 Ho=Hw+ΣHi+Hn 14.29 则1.6(Pw-Pn)=1.6(4.482-0.609)=6.2 由Ho?1.6(Pw-Pn)，得14.29>6.2 所以，围护结构屋顶的表面不会结露。 3.3.3地坪的校核 校核地坪的隔热层厚度(见表3-6) 库内:tn=1?, Φ=90,, Pn=0.609kpa; 19 库外:tw=31?, Φ=65,, Pw=4.482 kpa; 表3-6 层热阻Ri和Ro及各层渗透阻Hi和Ho 层别 R(?.?/w) H(?.h.kpa/kg) 外表面 1/aw=1/23 0.043 0.043 1/βw=1/76 0.013 0.013 1 0.015/0.928 0.016 0.097 0.015/0.073 2.040 2.053 2 0.015/0.174 0.057 0.154 0.015/0.0056 2.632 4.685 3 0.06/0.276 0.022 0.176 0.06/0.273 0.220 4.905 4 0.749/0.325 2.969 3.268 0.749/0.169 4.427 9.332 5 0.015/0.174 0.057 3.341 0.015/0.0056 2.632 11.964 6 0.020/0.276 0.022 3.363 0.020/0.091 0.220 12.184 7 0.400/0.580 0.065 3.428 0.400/0.800 0.500 12.684 8 0.100/0.696 0.144 3.572 0.100/0.091 1.099 13.784 内表面 1/an=1/8.7 0.133 3.705 1/βn=1/38 0.026 13.809 合计 Ro=Rw+ΣRi+Rn 3.705 Ho=Hw+ΣHi+Hn 13.809 则1.6(Pw-Pn)= 1.6(4.482-0.609)=6.2 由Ho?1.6(Pw-Pn)，得13.809>6.2 所以，围护结构地坪的表面不会结露。 20 4 冷库的负荷计算 冷库负荷的计算是为了正确合理地确定各库房冷分配的设备负荷及制冷系统的机器负荷。 冷库负荷主要由五部分组成: 围护结构的热负荷; Q1 货物的热负荷; Q2 通风换气的热负荷; Q3 操作管理的热负荷; Q4 电动机运转的热负荷. Q5 冷间负荷包括冷却设备负荷和机器负荷两部分。其中，设备负荷用以选配冷却设备，如:冷风机、冷却排管、蒸发器等;机器负荷用以选配制冷压缩机等。 4.1 冷藏间设备负荷的计算 由文献【7】得设备负荷的计算公式: (4-1) Q,Q，PQ，Q，Q，Qk12345 Qk式中: ——冷间冷却设备的负荷，w; Q1——围护结构的传热量，w; Q2——货物的热量，w; Q3——通风换气的热量，w; Q4——进、出货时操作热量，w; Q5——冷间内设备的电动机运转的热量，w; P ——负荷系数，冷却间和冻结间取1.3;其它冷间取1; Q2 取系数P，是因为食品的实际放热过程是不均衡的。 4.1.1 通过墙体、楼板及屋盖的传热量 q由文献【8】得通过墙体、楼板及屋盖的传热量计算公式: 1 Q1=KA?(tz-tn)?n(w) (4-2) 式中:K——围护结构的传热系数，w/(?.?).; A——围护结构的计算面积，?; tz——室外空气的综合温度，(?); 21 tn——库内空气的温度，(?); n——对库内外温差(tz-tn)的修正系数; 其中查《制冷工程与设备》知: tz=tw+Δtd (?) (4-3) 式中: tw——室外空气计算温度，(?); Δtd——太阳辐射的当量温升(?) 4.1.2通过地坪传入的热量 采用通风管道的自然通风隔热层地坪(采用的通风管，一般管的中心距取1,1.5米)由文献【8】得公式: Q1= K?A?(tw-tn)?n (w) (4-4) 式中:K——从管热层地面至库内地坪的构造层传热系数，w/(???); A——地坪构造层的计算面积，?; tw——室外的通风空气计算温度，(?); tn——库内空气温度，(?); 0.7 n——库内外温差修正系数，取0.5, 4.1.3 货物热负荷 由文献【8】得货物的热负荷计算公式: ,,Q,G(i，i)，g(t,t)C/(3.6Z)，(q，q)/(2，3.6)G，(G,G)q2121212K2 G式中: ——货物每昼夜进货量，kg/昼夜; ——冷藏间总的库容量，kg; GK ——货物进出货时相应的呼吸热量的平均值，kj/(kg.?); (q，q)/212 q——货物冷却终止温度时的呼吸热量，w/kg; 1 4.1.4 通风换气的热负荷 由文献【8】得通风换气的热负荷计算公式: Q,nV,(i,i)/3.6，24 (w) (4-6) 3wn 式中:n——每昼夜换气的次数，一般取2,3次; 3mV——冷间的净容积，; 3, ——冷间空气的密度，; kg/m ikj/kg——库外空气的比容，; w 22 ——库内空气的比容，; ikj/kgn 4.1.5 操作管理的热负荷 4.1.5.1 操作工人的热负荷 ，由文献【8】得: q1 =×n/3.6(w) (4-7) qq1r 式中:n——该库内同期工作的人数; ——人体每小时的平均散热量,kj/(h.人); qr 4.1.5.2 照明热负荷，由文献【8】得 q2 =n××A (w) (4-8) qqn2 式中:A——冷间的建筑面积，?; n——照明灯同期使用系数; ——照明标准，w/?; qn 4.1.5.3 开门热负荷 ，由文献【8】得 q3 =×n×β(w) (4-9) qqm3 式中:——库门每天开启1小时的热负荷，w; qm n——库门使用系数，即每天允许库门开启的时间; β——使用条件系数，具备几个条件时，β值为各β值的乘积; 4.1.5.4 间歇运转电动设备的热负荷 q4 由文献【8】得间歇运转电动设备的热负荷计算公式: (w) (4-10) q,nnN/,412式中:N——电动设备安装功率，w; ——安装系数，一般取0.7左右; n1 n——同期使用系数，视实际情况取小于1的一个数; 2 η——电动机功率，当电动机功率N=0.75,7.5kw时， η=0.80,0.88;当N,7.5kw时，η=0.90 Q,q，q，q，q则，操作管理的热负荷 (w) 41234 4.1.6 连续运转电动设备的热负荷 由文献【8】得连续运转电动设备的热负荷公式: Q,N，N，N，N ……(w) (4-11) i5123 N式中:——第一台电动机额定功率，w; 1 23 ——第二台电动机额定功率，w; N2 ——第i台电动机额定功率，w; Ni 4.2 冷藏间机械负荷计算 冷间机械负荷应根据蒸发温度的不同而分别计算，由《制冷工程与设备》得冷间机械负荷计算公式: (W) (4-12) Q,(mQ，Q，Q，nQ，Q)Rj12345 由文献【8】得 m——围护热的修正系数 夏季为生产旺季时，m=1; n——同期操作系数 冷藏面积?100m2, n=0.5; R——管道冷损系数 直冷式 R=1.07;间冷式 R=1.12; 4.3 冷藏库耗冷量的计算 4.3.1 冷库围护结构传热面积引起的耗冷量 4.3.1.1 冷库围护结构的传热面积(见表4-1) 表4-1 冷库围护结构的传热面积 结构名称 传热面积(?) 长度 高度(宽度) 面积 No1北墙 10 6 60 西墙 21 6 126 南墙 10 6 60 东墙 21 6 126 屋顶地坪 21 10 210 No2北墙 10 6 60 西墙 21 6 126 南墙 10 6 60 东墙 21 6 126 24 屋顶地坪 21 10 210 4.3.1.2 冷库围护结构的耗冷量的计算(见表4-2) 围护结构各朝向太阳辐射的当量温升Δtd为: 南向:2.8?; 东西向:3.4?; 北向:1.5?; 屋面:9.6? K墙=0.251 w/(??k) K屋顶=0.226 w/(??k) K地坪=0.25 w/(??k) 温差修正系数:屋顶与室外大气之间:n=1.0;外墙与室外大气之间:n=1.0; 与室外空气直接接通的房间:n=0.7; 地板与设有防冻通风设置层之间:n=0.8 表4-2 冷库围护结构的耗冷量的计算 序房间名称围护库外温修正 T总A(?) K(w/(?库内外修冷负荷号 及温度名称 度(?) ?td(?) *?)) 温差 正Q(w) (?) (?) ?t系 (?) 数 n 东内31 3.4 34.4 126 0.251 33.4 0.7 739.4 墙 1 北外31 1.5 32.5 60 0.251 31.6 1.0 475.9 冷藏间 墙 1(?) 西外31 3.4 34.4 126 0.251 33.4 1.0 1056.3 墙 南外31 2.8 33.8 60 0.251 32.2 1.0 484.9 墙 屋顶 31 9.6 40.6 210 0.226 39.6 1.0 1879.4 地坪 32 0 32 210 0.250 31 0.5 813.8 ΣQ 5449.7 冷藏间 东外31 3.4 34.4 126 0.251 33.4 1.0 1056.3 1(?) 墙 25 2 北外31 1.5 32.5 60 0.251 31.6 1.0 475.9 墙 西内31 3.4 34.4 126 0.251 33.4 0.7 739.4 墙 南外31 2.8 33.8 60 0.251 32.2 1.0 484.9 墙 屋顶 31 9.6 40.6 210 0.226 39.6 1.0 1879.4 地坪 32 0 32 210 0.250 31 0.5 813.8 ΣQ 5449.7 4.3.2食品冷加工的耗冷量 (w) (4-5) ,,Q,G(i，i)，g(t,t)C/(3.6Z)，(q，q)/(2，3.6)G，(G,G)q2121212K2 式中:G——货物每昼夜进货量，kg/昼夜;(不大与该间计算吨位的8%) Gk——冷藏间总的库容量，kg;(200吨) (q1+q2)/2——货物进出货时相应的呼吸热量的平均值，kj/(kg.?); q1——货物冷却终止温度时的呼吸热量，w/kg G= 8%Gk G=200×8%=16 t/d 按每天的货物进入一个库房的可能考虑，进货量G取16t/d 进货温度 31? 查表的 =357.8 kj/kg i1 冷藏温度 1? 查表的 =247.2 kj/kg i2 设进货降温周期时间为24h 则:Q,16000×(357.8-247.2)/(3.6×24)=20481(w) 2 4.3.3 通风换气的耗冷量 在设计中冷库内没有需要换气的库房，因此Q3=0w。 4.3.4 操作管理的耗冷量 4.3.4.1操作工人的热负荷 qq =?n/24(w) (4-7) 1r 式中:n——该库内同期工作的人数; 26 ——人体每小时的平均散热量,kj/(h?人); qr 库内同期工作的人按4人计算，查表得单位时间内的产冷量为384w,每天进库4 小时 . 则:= 384×4×4/24=256w q1 4.3.4.2照明热负荷 =n??A (w) (4-8) qqn2 式中:A——冷间的建筑面积，?A =210?; n——照明灯同期使用系数; ——照明标准，w/?; qn 则:=0.35×3×210=221w q2 4.3.4.3开门热负荷 =.A(w) (4-9) qq3m 式中 ——库房单位地板面积开门的热负荷，w/?; qm A——冷间地板面积 ?库房面积A=210? 取值见表4-3 qm 表4-3 取值表w/? qm 库 房 库 房 面 积 名 称 小于50 50,150 大于150 冷藏间 7.0 3.5 2.3 则:q= 2.3×210=483 w 3 4.3.4.4 间歇运转电动设备的热负荷 (w) (4-10) q,nnN/,412 因采用人工工作，则=0 q4 所以，No1冷藏间的操作管理热负荷为: Q=256+221，483，0=960 w 4 No2与No1房间的操作管理热负荷相等。 4.3.5 连续运转电动设备的耗冷量 Q,N，N，N，N…… (w) (4-11) 5123i 式中:N1——第一台电动机额定功率，w; N2——第二台电动机额定功率，w; 27 Ni—— 第i台电动机额定功率，w; No1内装冷风机一台，设它的电动功率为6kw，则该冷间 =6000W Q5 No2与房间与No1相同。 4.3.6 汇总库房设备总的耗冷量 (w) (4-12) Q,Q，Q，Q，Q，QK12345 冷藏间P=1.0; 则各库房的冷却设备负荷ΣQk(w)为(见表4-4) 表4-4 各库房的冷却设备负荷 库房名称 QQQPQQ,Q3524K1 No1 5449.7 1×20481 0 960 6000 32890.7 No2 5449.7 1×20481 0 960 6000 32890.7 4.4 冷藏间机器负荷 Q,(mQ，Q，Q，nQ，Q)R(W) (4-13) j12345 取m=0.8;R=1.07; 同期操作系数，冷藏间n=0.5 机器总负荷为ΣQj(w)为(见表4-5) 表4-5 机器总负荷表 库房 QQ,Q ΣQj mQQnQ350124 名称 (1.07ΣQ0) No1 0.8×5449.20481 0 0.5×966000 31320.7 33513.2 7 0 No2 0.8×5449.20481 0 0.5×966000 31320.7 33513.2 7 0 28 4.5 库房冷负荷汇总 表4-6 库房冷负荷汇总 冷负荷(w) 库房 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 ΣQ 名称 设 机 设 机 设 机 设 机 设 机 设 机 备 器 备 器 备 器 备 器 备 器 备 器 No1 5449.7 4360 20481 20481 0 0 960 480 6000 6000 32890.7 33513 No2 5449.7 4360 20481 20481 0 0 960 480 6000 6000 32890.7 33513 合计 65781.4 67026 总的冷负荷为 65781，62642=132807(w) 29 5 制冷系统的设计 5.1确定制冷系统的形式 冷库制冷系统中，传统冷库多采用氨制冷剂，其单位制冷量大，制冷剂价廉，但氟里昂制冷剂多用于中小型冷库，该制冷剂对人体无危害，不燃不爆，制冷系统简单，但价高，管系多选用铜和铝合金等管材。为保证食品的安全和管系的布置，以氨作制冷剂的间接制冷系统。以氨为制冷剂的大中型冷库，均采用集中式制冷系统，其系统总投资较少，集中管理方便，冷间负荷调节方便，总耗能相对较低，但系统管路工艺设计，安装调试复杂，装置安全可靠性较差。 氟利昂是目前应用最广泛的制冷剂之一,它无味,不易燃烧,毒性小,但含氯原子的氟利昂与明火接触能分解出剧毒的光气;渗透性很强,易于泄漏,而且不易发现;传热性能差;密度大,粘度大,流动性能差;绝热指数小,压缩终温低;单位容积制冷量小.氟利昂中含有水分时,还可能产生―镀铜现象‖.氟利昂通常价格较高. 氨具有良好的热力性能,其优点是蒸发压力和冷凝压力适中,单位容积制冷 当制冷温度为5,-30?时,蒸发里总量较大。氨在大气压力下的沸点为-33.4?, 大于大气压力,不会在蒸发器内形成真空,采用水作为冷却介质时,冷凝压力不超过1.5Mpa。对钢铁不腐蚀,但氨中含水时,对铜及铜合金有腐蚀作用。因此,在氨的制冷系统中不用铜和铜合金。氨是微溶于润滑油的制冷剂,当系统中有较多润滑油时,由于油的密度大于氨液的密度,在系统运行时会沉积在贮液器或蒸发器等设备的底部。氨的缺点是毒性较大,有强烈的刺激性臭味,且可以燃烧和爆炸。氨是对大气臭氧层无破坏作用,对全球温室效应毫无作用的极少数工质之一 ,所以氨的应用越来越广泛. 所以该冷库采用氨制冷剂、蒸汽压缩式的制冷系统。 5.2活塞式压缩机选型 5.2.1活塞式压缩机选型计算步骤 30 (1) 汇总各蒸发系统的机械负荷 ,j (2) 确定工作参数和性能参数 (3) 将设计工况下的机械负荷换算成名义工况下的制冷量或计算出所需的理论输气量 (4)根据压缩机厂家提供的技术参数和性能，结合选机原则，最后确定压缩机的型号和台数。 (5) 电动机功率的选配和较核计算 5.2.2活塞式压缩机选型计算具体方法 5.2.2.1汇总各蒸发系统的机械负荷 ,j =67026 ,(w)j 5.2.2.2确定工作参数和性能参数 (1)确定冷凝温度 tc 冷却水进冷凝器的温度，由文献【9】得公式: =+ (?) (5-1) tt,tss1s 式中:——当地夏季室外平均每年不保证50小时的湿球温度，28.1?; ts ,t——安全值，对自然通风冷却塔或冷却水喷水池，,t =5,7(?); ss对机械通风冷却塔，,t =3,4(?); s 冷却水出冷凝器的温度: tt采用立式壳管式冷凝器 =+(2,4) (?) s2s1 一般来说，当冷却水进水温度较低时，冷却水温差取上限值;进水温度较 高时取下限值。 则:冷凝器进水温度: tt,t=+=28.1+3=31.1??31? ss1s 冷凝器出水温度: tt=+(2~4)=31.1+2=33.1??33? s2s1 采用水冷式冷凝器时，冷凝温度为，由文献【9】得: 31 =( +)/2+(5,7) ? (5-2) tttcs1s2 式中:——冷凝温度，?; tc ——冷却水进冷凝器的温度，?; ts1 ——冷却水出冷凝器的温度，?; ts2 则:冷凝温度为: =( +)/2+(5,7) =(31+33)/2+7=39? tttcs1s2 (2)确定蒸发温度 te 冷藏库用冷风机，其计算温差按对数平均温差确定，由文献【9】得公式: =t-(5,10)(?) (5-3) te 式中:t——冷库温度，?; 则: =1-10=-9?; te (3)压缩机的吸气温度 通常以氨为制冷剂时，吸气温度比蒸发温度高5,8? (4)确定制冷循环的压缩级数 当冷凝温度为=39?， 相应的冷凝压力为=1.51 MPa; tpcc 当蒸发温度为t=-9?， 相应的蒸发压力为p=0.29 MPa; ee 压缩比(冷凝压力与蒸发压力之比)为: pp/=1.51/0.29=5.2，8 ce 因压缩比小于8，故采用单级压缩制冷循环。 (5)氨液的再冷温度:氨液自冷凝器流入高压贮液桶，在供至膨胀阀之前可以再冷却，氨液流进高压贮液桶和供至膨胀阀的过程中受环境的温度影响会自然降温，冷凝时的温度可以降低3-5?。 (6)确定工作参数 该系统采用的是单级压缩机组一级节流中间完全冷却方式,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非饱和蒸气，因此计算制冷压缩机的制冷量时，可以根据吸入气体的比容来计算，即允许制冷压缩机的吸入 32 温度有一定的过热度。允许吸气温度见下表 表5-1 吸气温度表 蒸发温度te ?0 -5 -10 -15 -20 -25 -28 -30 -33 -42 吸入温度t1 1 -4 -7 -10 -13 -16 -18 -19 -21 -25 过热度 1 1 3 5 7 9 10 11 12 15 排气温度:排气温度取决于制冷剂的蒸发压力、冷凝压力、以及吸入气体的干度和缸套冷却介质温度;排气温度与排气压力和吸入压力之比成正比。通常氨压缩机排气温度应小于150?，正常运行时一般在100,130?之间。 选用压缩机时一般不少于两台，以考虑不停产的维修。 单级活塞式压缩机制冷循环在压焓图上的表示如下: 图5-1单级活塞式压缩机制冷循环在压焓图 上图各点参数如下表: 33 表5-2参数表 压力Mpa Pc=1.5 Pe=0.29 状态点 1 1? 2 2? 3 3? 4 比焓 1447 1450 1680 1475 385 360 360 kJ/kg 温度? -9 -7 105 37 39 34 -9 (6) 氨的循环量，由文献【9】得公式: Gd=3.6×Qj/( h1- h4) (5,4) Qj----总机械负荷(W); h1----蒸发器内饱和蒸气的比焓(kj/kg); h4----进入蒸发器的制冷剂液体比焓(kj/kg); Gd=3.6×67026/(1447-360)=160(kg/h) 5.2.2.3 压缩机理论输气量 由文献【5】得公式: v3.6,3.6,j2jV (5,5) ,,,hh,,q(,)14r 3V ——压缩机理论输气量 (m/h) ,——该蒸发温度系统机械负荷 (w)j 3——吸入气体的比体积 v(m/kg)2 h1——吸入气体的比焓 (kJ/kg) h4——进入蒸发器液体的比焓 (kJ/kg) 3q——单位容积制冷量 (kJ/m)r ,——压缩机输气系数，可以按图4-4查取或者计算 蒸发温度-9?，冷凝温度39?，计算得单位容积制冷量为 3,q=2642.8 =0.78 (kJ/m)r 3V=(3.6×67026)/(0.78×2642.8)=124 (m/h) 5.2.2.4 压缩机的型号和台数 34 3 选型:由表4-9查出，一台4AV10型制冷压缩机的理论输气量为126.8 m/h 结合选机原则，选两台(其中一台做检修备用)4AV10型制冷压缩机。 选用压缩机的理论输气量校核: ,2 (5-3) q,DSnZv.th240 3式中:——压缩机的理论输气量() m/sqv.th ——压缩机的转速(r/min) n D ——气缸直径(m) S ——活塞行程(m) Z ——气缸个数 查设备手册得该压缩机的制冷量50kW，直径100mm，行程70mm，4缸，转速960r/min，电动额定功率20Kw. ,2q,DSnZ则: v.th240 ,20.1，0.07，4，960= 240 3m/s=0.035 33m/hm/h=126.80 > 124满足要求 选用压缩机在设计共况下的制冷量校核: 5.2.2.5选用压缩机的制冷量较核 将设计工况下的机械负荷换算成名义工况下的制冷量，再从产品的技术参数中选取压缩机。 由文献【2】公式(8-4)得压缩机的制冷量为 Q,q,q (8-4) 0gV,thv 它的输气系数λ，由文献【2】得公式 (1/1.28) λ=0.94—0.085×[(Pc/Pe)-1] 冷凝温度t=39?，相应的冷凝压力为Pc=1.5MP ca 35 蒸发温度t=–9?相应的蒸发压力为Pe=0.28MP ea (1/1.28)λ=0.94—0.085×[(1.5/ 0.28)-1]=0.780 所以 Q,q,q0gV,thv =126.80×0.780×2642.8/3600 =72.6KW 72.6 kW，67kW 所以所选用的压缩机满足要求 5.2.3 电动机功率的选配和较核 5.2.3.1电动机功率的选配 压缩机的轴功率是随工况而变的，所需电动机功率大小决定于使用工况。此外，制冷压缩机在起动过程中要通过最大功率工况，因此，设计时还要考虑到这个问题。标准规定，单级压缩机的电动机功率是按高温，中温，低温三种工况匹配的。 5.2.3.2电动机功率的较核 在实际使用中，为了节约用电，降低制冷成本，还要对配置的电动机功率进行较核计算。 压缩机所需轴功率计算有关公式由文献【5】查得理论功率公式: PL ，，qh,hm32 (5-9) P,L3600 q ——通过压缩机的氨循环量() kg/hm h， ——压缩机吸入口，排出口气体的比焓 h(kJ/kg)32 P——理论功率 (kW)L P,[160×(0.45,0.12)]?3.6,14 (kW)L P由文献【5】查得指示功率公式 ZS PLP, (5-10) ZS,zs Tz,,，bt,——压缩机指示效率， zszzsT1 T(K)——蒸发温度 z T(K)——冷凝温度 1 36 b——系数，立式氨压缩机0.001，卧式氨压缩机0.002 ,14?,[(273,7)?(273，39)]+0.001×(,9),=16 P(kW)ZS 由文献【5】查得摩擦功率公式 Pm FVm (5-11) P,m3600 kPa——摩擦压力，立式氨压缩机取50,80 F(kPa)m 3V——压缩机理论输气量 (m/h) =(50×124)?3600=1.720 P(kW)m 由文献【5】查得压缩机轴功率公式 Pz ，，P，PmZSP, (5-12) z,q ——驱动功率，直接驱动取1，V带驱动取0.97,0.98，平带驱动取0.96 ,q =(1.720+16)?1=17.72 P(kW)z 压缩机需配用的电动机功率的确定，由文献【5】查得公式 P = (5-13) nPz ——附加系数，取1.10,1.15 n P=1.12×17.72=19.8 (kW) 压缩机配用的电动机功率19.8KW小于额定功率20KW，满足要求。 5.2.4 压缩机气缸套冷却水量 压缩机气缸套冷却水量的计算公式由文献【5】得 ' (5-14) q,p,/(4.168，,t)ms,e ' ----压缩机气套冷却水量kg/s; qm,s ----冷却水带走的热量占全部的百分比，一般取0.13,0.18; , ,t ----气缸水套进、出水的温度差，一般取5,10?; '=17.72×0.15/(4.168×7)=0.09kg/s qm,s 5.3冷却设备的选型 冷却设备是在制冷系统中产生冷效应的低压换热设备，它是利用制冷剂液 37 体经节流阀节流后在较底温度下蒸发，吸收被冷却介质的热量，使被冷却介质的温度降低。 5.3.1 型式的选择 冷却设备的选型应根据食品冷加工，冷藏或其他工艺要求确定，一般应符合下列要求: (1) 所选用冷却设备的使用条件和技术要求应符合现行的制冷装置用冷却设备标准的要求。 (2) 冷藏间的冷却设备应采用冷风机。 (3) 根据不同物品的工艺和温度要求，选用合适的冷却设备，如顶排管，墙排管，冷风机等。本设计采用冷风机。 5.3.2冷风机的选择计算 5.3.2.1冷风机的冷却面积 由文献【4】知冷风机的冷却面积的计算公式 A=Q/K?t(?) (5-15) q Q -----库房冷却设备负荷W; q 2K-----冷风机的传热系数W/(m×?) ?t----冷间空气温度与制冷剂温度差(?) 冷风机的传热系数K见下表 表5-3 冷风机的传热系数表 冷风机管内制冷剂 通过翅片管间的 传热系数 2蒸发温度? 空气速度(m/s) W/(m??) -40 4,5 11.6 -20 4,5 12.8 -15 4,5 13.9 ?0 4,5 17.4 38 2因蒸发温度为-9?，故用差量法，取得K=14.8 W/(m×?) 可得冷风机的冷却面积如下表 表5-4 冷风机的冷却面积表 ,2s冷藏间 (W) K W/(m×?) ?t (?) (?) A,K,t No1 33513 14.8 9 230.8 No2 33513 14.8 9 230.8 5.3.2.2 冷风机的风量的计算 由文献【4】可得冷风机的风量的计算公式 3 (5-16) q,,Q(m/h)vq 冷风机的风量取决于冷风机的使用场所 3-----冷风机的风量; q(m/h)v -----库房冷却设备热负荷W; Qq -----配风系数(冷藏间采用=0.5,0.6;) ,, 3No1库=0.5×33513=16750 q(m/h)v 3No2库=0.5×33513=16750 q(m/h)v 采用冷风机的型号为: DSA63D/2612-230 2制冷量43.8Kw 冷却面积 230m 333 风量 16800m/h,16750 m/h 射程 25m 冲霜水量10.6 m/h 5.4 冷凝器的选型 5.4.1冷凝器选型的一般原则 冷凝器的选择计算主要是确定冷凝器的传热面积，选定适当型号的冷凝器，并计算冷凝器的冷却水用量。 它的选择原则是取决于当地的水温、水质、水源、气候条件，以及压缩机房布置要求等因素。一般在冷却水水质较差、水温较高、水量比较充裕的地区，宜采用立式冷凝器;水质较好且水温较低的地区，宜采用卧式壳式组合式冷凝器;在缺乏水源或夏季室外空气湿球温度较低的地区，可采用蒸发式冷凝器。 39 如果冷却水采用循环冷却供水方式，可根据制冷设备布置的要求进行合理选 择。本设计采用立式壳管冷凝器。 5.4.2 冷凝器的选型计算 5.4.2.1 热负荷计算 由文献【4】得冷凝器热负荷计算公式 ,()qhh,m23 (5-17) ,,l3.6 kw----冷凝器的热负荷; ,l -----冷凝器的制冷剂质量流量; q(kg/h)m h2-----制冷剂液体出冷凝器的比焓; (kJ/kg) h3----压缩机实际排气的比焓; (kJ/kg) kw=[204.9×(1680,385)]?3600,74 ,l 5.4.2.2 冷凝器的传热面积计算 由文献【4】得冷凝器的传热面积计算公式 ,,llA,, (5-18) K,tqdl 2A——冷凝器的传热面积(m); , ——冷凝器的热负荷(W); l 2K ——冷凝器的传热系数,w/(m? ?),; ,t ——冷凝器内的对数平均温度差(?);取6? d 2 q ——冷凝器的热流密度(W/ m)。 l 由文献【5】表4—25取 2 q=3500 (W/ m) l ,74000lA,=,21 ? 3500ql 5.4.2.3 冷凝器冷却水水量的计算 40 由文献【4】得冷凝器冷却水水量的计算公式 QCq, (5-19) m,s,,c(t,t)ps2s1 -----冷凝器的冷却水水量kg/s; qm,s ----冷却水的比定压热容。淡水的=4.186 ， cckj/(kg,K)kj/(kg,K)pp 海水的=4.312 ; (见文献【10】) ckj/(kg,K)p =74?[4.186×(33,31)],8.8 kg/s qm,s 选用冷凝器为: 烟台LNA-25 冷却面积25?。 5.5辅助设备的选型计算 5.5.1 油分离器的选择 一些压缩机组配套生产厂家已提供了油分离器，而不必另行选配。如果压缩机本身没有配套的油分离器，则需要另行选配。油分离器的尺寸，可以根据进、出气管径选择，也可以根据所需的筒体直径选择。油分离器的选型计算主要是确定油分离器的直径，以保证制冷剂在油分离器内流速符合分油的要求，达到良好的要求。 由文献【4】油分离器的直径计算公式 ,4,V/3600,w,0.1188,V/w (5-20) dy 式中 dy ——油分离器的直径(m)。 λ——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) W——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。 (见文献【5】P94) ,0.1188,V/wdy 41 dy =[0.71×0.05×3600×4/(3600×л×0. 5)]0.5=0.31m 选择 烟冷YFA-65型 洗涤式油分离器。 5.5.2集油器的选择 除了氟利昂制冷系统中不单独设置集油器外，氨制冷系统中均应设置集油器。集油器一般不进行计算，而是根据经验来选用的。 目前国内生产的集油器有三种规格，其筒体直径分别为159mm，219 mm和325 mm。当制冷量小于250,300kW时，采用159 mm的集油器一台即可;当制冷量为300,600kW时，宜选用219 mm的集油器一台;当制冷量大于600kW时，则应选用一台325 mm的集油器。 故选用集油器的型号JY-150 。 5.5.3空气分离器的选择 一般蒸发温度比较低，蒸发压力小于大气压的制冷系统，都应设置空气分离器。由于制冷系统排空不彻底，充灌制冷剂或补充润滑油，以及设备检修、更换零件等过程中，都会有空气残留或混入系统，因而，氨制冷系统一般均应设置空气分离器。 空气分离器一般不进行计算，而是根据经验选项用。目前生产的放空气器主要有两种规格，其筒体直径分别为108mm(小号)和219 mm(大号)。当制冷量小于1163kW时，宜采用一台小号空气分离器;当制冷量大于1163kW时，则应采用一台大号的空气分离器。 因此 选用烟台空气分离器的型号为 KFA-32 一台。 5.5.4 紧急泄氨器的选择 目前生产的紧急泄氨器品种很少，多为SA-25型，筒体直径D=108mm，任何规模的氨制冷系统均可采用。 故 选用的紧急泄氨器型号为 D108mmSA-25型一台。 5.5.5 高压贮液器的选择 42 冷凝器把制冷剂气体冷凝为液体，应立即将其排出。若不立即排出，那么制冷剂液体将在冷凝器内占据一定的容积，相应的减少了冷凝器的传热面积，而使冷凝压力上升，降低了制冷量。因此，在系统中设有高压贮液器。它的容纳量一般是采用每小时制冷剂循环量的1/3,1/2。高压贮液器的正常液面为其容量的30%,70%之间。由文献【5】得它的容积计算 3 V=ΣG×υ×φ/(1000β)(m) (5-21) 式中G——制冷剂总的循环量，kg/h; 3υ——冷凝温度下氨液的比熔，l/kg;查表得υ=0.0017162 m/kg β——高压贮液桶的允许充氨容积百分比，一般取70%; φ——高压贮液桶的容量系数;查表得φ=1.0 3V=204.6×1.72665/0.7×1000=0.505 m 选用型号 上一冷 WCA-220。 5.5.6冷却塔的选择 冷却塔的选型以系统所需冷却水量为准，包括冷凝器的冷却水量和压缩机气缸套的冷却水量之和。 冷凝器冷却水量: 8.8kg/s 压缩机气套冷却水量:0.09kg/s的 38.8+0.09=8.89kg/s=8.89×3600/1000=32m/h 分别见上面的冷凝器的选择和压缩机的选择计算。 3选用的冷却塔的型号:BCNPD-50(I)冷却水量50 50M/h 电机功率 2.2kw，进水塔水压30kpa 5.6供液方式的选择 常用的供液方式有:直接(膨胀)供液、重力供液和氨泵供液。 该系统采用氨泵强制循环供液的方式。 氨泵供液系统对蒸发器的供液采用下进上出的供液方式，使得蒸发器与低压循 43 环桶的位置不受限、适用性强，同时还可以保持供液均匀等。 5.6.1 氨泵的选择 氨泵的选型从三方面考虑:流量、扬程及吸入压头。 5.6.1.1 氨泵的流量 由文献【5】P96得氨泵的流量计算公式 (5-22) q,nvpvxzz 3(m/h)式中 ——氨泵体积流量; q v ——循环倍数。对负荷较稳定、蒸发器组数较少、不易积油的蒸发nx 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 偌;上进下出供液系统，采 7,8 倍; 用 ——氨泵所供同一蒸发温度的氨液蒸发量; p(kg/h) z 3(m/kg)——蒸发温度下氨饱和液体的比体积。 vz 蒸发温度为-10?时，=1.5305L/kg vz 3(m/h) =4×160×1.5305/1000=0.96 q v 氨泵的吸入压头=氨泵的净正吸入压头+5kpa;——见文献【11】 选用工况较稳定的离心式水泵，故氨泵的净正吸入压头取20-25kpa,所以，氨泵的吸入压头=氨泵的净正吸入压头+5kpa 氨泵的吸入压头=20+5=25kpa; 5.6.1.2 氨泵的输出压头 据规定氨泵进液处压力应有不小于 0.5m 液柱的裕度。由《制冷工程与设备---原理?结构?操作?维修》得下列公式 ?P=?P+?P (5-23) 12 2,, (5-24) ,P,f，(L，L)/d，,，,/2mdj1 ,P,,gh (5-25) 2 ,PP----管道的压力损失 1a 44 ----摩擦阻力系数局部管件的当量长度m; Ld ----液柱的压力 ,PP2a 3----制冷剂的密度kg/m; , ----液体的高度m; h 2----重力加速度m/s g 液管的长度按供液管道最长的路线计算为29.5m; 弯头数:D42×2.5 90?弯头 4个 L/d 60 dj D42×2.5 焊接90?弯头 3个 L/d30 dj 0.25阀门: D42 1个 L/d80 f取0.3164/(5×10000) dj m -10?时，制冷剂的比体积为1.5345L/kg, 3 ρ=1/1.5345×1000=651.68kg/m 0.252?P=0.3164/(5×10000)×(29.5/0.035+4×60+30×3+80)×651.68×0.5/2=2159.431 Pa ?P=651.68×9.8×(5.185-1.5)=23534.12 P2a ?P=2159.43+23534.12=25693.55 P a 型号ZS65-50-160 大于氨泵的输出压头，满足要求。 选择型号ZS65-50-160泵两台，一台备用。 5.6.2 低压循环桶的选择 低压循环桶是液泵供液系统的专用设备，也是关键的设备之一。它的作用是贮存和稳定地供给液泵循环所需的低压液体，又能对库房回气进行气液分离保证压缩机的安全运行;必要时，又兼作排液桶。 低压循环桶的直径的选型计算包括:确定其所需的桶径和体积。 5.6.2.1低压循环桶的直径 低压循环桶内有较小的气体流速，可以保证有良好的气液分离效果。因此，低压桶的直径按文献【4】中公式计算 0.50.5,,D,4,V/(3600,W,n),0.0188，(,V/W,n) (5-26) ddddddd 45 式中 ——低压循环贮液器直径(m); Dd , ——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; V ——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) ——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 W d 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,d 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，n d 卧式低压循环贮液器为(1)或(2)(按实际情况确定)。 ( 见文献【6】P) 46 0.5=0.0188×[204.6×0.71/(0.4×1.0×1)] =0.36m Dd 5.6.2.2供液方式 (1) 上进下出式供液系统 由文献【4】得计算公式 V,1/0.5，(,V，0.6V) (5-27) dqqh式中 V ——低压循环贮液器的体积 d , ——冷却设备蒸发器的设计灌氨量体积百分比 q V ——冷却设备蒸发器的体积 q V——回气管体积 h (2) 下进上出式供液系统 由文献【4】得 V,1/0.7，(0.2V，0.6V，tV) (5-28) ,dqhbb V式中 ——各冷间中，冷却设备灌氨量最大一间蒸发器的体积; ,q V——台氨泵的体积流量; d t——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 b 46 0.15,0.2h。 注:当低压循环贮液器兼作排液桶使用时，应考虑排液所需的体积。 本系统选择上进下出式 =1/0.7×[0.2×0.2554+0.6× Vd 223(17.2×0.035×π/4+29.5×0.038×π/4)]=0.532m 3选用的低压贮液桶的型号 DXZ-1.5 容量1.5m D800 H3699 L230 1b150 d30 0 5.7 其他系统的设计 5.7.1除霜系统的设计 在直接冷却系统中，由于冷间相对湿度较大，室外水蒸汽的渗入的蒸发，室内空气中的水蒸气会在冷风机的冷却盘管表面结露、结霜甚至结冰，霜(冰)层不仅增大了冷间空气通过冷却盘管时的流动阻力，而且降低了冷却盘管的传热效果，所以系统需除霜。 冷藏间采用水冲霜的方式。 融霜水源专门设立融霜给水泵，可节省水量，又有助于冷却水的降温。对于专用融霜水泵的压力和流量都比较稳定，便于掌握给水阀开启度和淋水时间，比较安全可靠，还便于实现融霜自动操作。 5.7.1.1 给水管的设计 给水管的设计见下图 融霜给水管敷设在常年温度大于0?的穿堂内，支管ABC穿过围墙接入冷风机，当融霜完毕，给水阀关闭后，DBC管段内的存水能在水柱压力作用下自排出。库房内的给水管道应包绝热层，而且绝热层应延伸至库外1.5米，避免在水管表面产生凝结水。这里，它的上水管应有2%,3%的上爬坡度。 47 图5-1给水管设计图 5.7.1.2淋水装置 带喷嘴的梳妆管排，喷嘴一般采用Y-1型离心式醋喷嘴，每个喷嘴的喷水 0.5×P量g=60×d(L/h)=294L,式中，d——喷嘴的喷口孔径，取4?;——喷嘴前的水压，取1.5pa，为了使水珠均匀地布满整个空气冷却器的淋水截面，每个喷嘴至空气冷却器淋水横截面的距离h=550-850?， 喷嘴的布置方式采用梅花式，它使用与喷嘴布置密度为8-14个/?，梅花式喷嘴布置时，任意喷嘴和相邻六个喷嘴间的距离接近相同。布置方式如下图5.2: 图5.2 喷嘴的布置 48 喷嘴连接管根据Y-1型离心式喷嘴接管要求，采用D15镀锌钢管或墨铁g 管，梳状管排的输水总管一般按水流速度选用管径，水流速度选用1.5m/s，管径选用D=40?，接向冷风机的输水管道和梳状管排，宜顺水的流动方向下坡。为排除积水，污垢，氧化铁，可在梳状管排的输水管末端靠管底的封板上钻不小于φ6?的钻孔或将末端封板制成底部有弓形缺口的封板。 喷水量由下面公式决定: 3G=n×g/1000 , (m/h); (7-1) 3式中 g——每个型离心式喷嘴的喷水量，取294(m/h); n——梳状管排淋水装置喷嘴数，取10; 3 所以，G= n×g/1000 =294×10/1000=2.94 (m/h) 5.7.1.3承水盘的设计 承接融霜喷淋水的承水盘，它的平面尺寸各方应大于冷风机的平面尺寸，既要能防止水溢出盘外，又要能防止水溅到冷库的地坪上。承水盘应架空在冷库的地坪以上，不可紧贴在地上，更不允许嵌入地坪以内，以便能及时观察是否漏水，也便于维修。承水盘的设计见下图 图5-2承水盘设计图 5.7.2水系统的设计 49 水系统设计的注意事项: ?进入冷藏间的冲霜水管，应有坡向冷风机的?5%的坡度，并在库外设放水阀，以保证停泵后自流排空，避免冷天冻坏水管。冲霜水总干管最好设置在常年温度高于0?的场所。 ?冷藏间的水管应包裹隔热层，并延长至库外1.5米。穿墙部分也应包裹隔热层。水管通过高温库，穿堂或其它房间时，应采取防止结露，结霜的措施。 ?冷风机采用水冲霜，严防漏水，漂水，溅水。排水管必须畅通。每次冲霜后承水盘内必须不留积水，冲霜水宜回收利用，这样即可以节约用水，又可降低冷却水温。 水系统包括冷却水系统和冲霜水系统。冷却水系统又包括冷凝器水系统和冷却压缩机气缸气套水系统，冷凝器水系统由水泵和冷却塔组成，经冷却塔放热降温后的冷却水进入冷凝器进行与制冷剂的热交换;去压缩机气套的冷却水由冷却塔直下，在水位高压力差的作用下，直往压缩机。冲霜水则由冷凝器出来的冷却池水经与去冷却塔的水管平行的水管折向库房的冷风机。三种水统归冷凝器下的水池。 5.7.3排水管的设计 冷风机的融霜排水管径一般不小于100毫米，排水坡度不小于5%的下斜坡度，以防止停水后冷风机内发生积水冻结的现象 5.8系统管径的选择和选配 只计算主要管道管径，各支管的管径和设备配用管道管径以所选设备标准尺寸为准。 主要管道管径的计算有计算法和查图法两种，本设计采用查图法求管径，其具体方法如下 5.8.1回气管 冷藏间的制冷设备总负荷:65781w。 50 按管长50m，查图9-32得冷藏间的回气管内径42mm，采用管子型号57×3.5mm。 5.8.2吸入管 按制冷设备的总负荷Q=65781w,按管长50m查图9-32，得吸入管内径k 70mm，采用管子型号89×3.5mm。 5.8.3排气管 按冷凝热负荷74000W，按管长50m查图9-34得管子内径47mm，采用管子型号57×3.5mm。 5.8.4贮液桶至调节站 按冷凝热负荷74000W，按管长30m ; 查图9-34得管子内径17mm，采用管子型号32×2.5mm。 5.8.5冷凝器至贮液桶 按冷凝热负荷74000W，按管长30m ; 查图9-34得管子内径33mm，采用管子型号45×2.5mm。 5.8.6冷藏间供液管 根据公式 Q=G×?i 式中 Q——冷藏间总的负荷，(w); G——供液管内制冷剂流量，(kg/s); ?i——进出排管前后的焓差，(kJ/kg) 经计算得管道的内径d=36mm,选用管子型号:45×2.5mm 5.8.7其他管道 放油管32×2.2mm,放空气管25×2.0mm,平衡管25×2.0mm,安全管25×2.0mm 5.9管道的隔热与冷库门的设计 5.9.1 管道的隔热以及注意事项 确定隔热层厚度是实现良好隔热，减注冷量损失的基本条件，但只有合 51 理的实施隔热结构，才能保证其隔热效果。通常保冷用的隔热结构，一般从内到外约有5层:防锈层、隔热层、防潮层、防蚀及识别层。 隔热结构的内层为金属管道或设备的表面防锈层。它可以在一旦冷嘲热讽表面受湿后，避免锈蚀，以提高管道使用寿命。防锈层一般用红丹防锈漆涂12层，或用冷底子油涂刷12层。 热层在防锈层后施工，根据管道或设备结构尺寸、形状不同，可采用多种施工方法。目前使用权用较多的有:彻块型、浇灌型、喷涂型和充填型等，砌块型是将隔热材料预制成砖、板、管壳等形状，施工时选项择一定的几何尺寸，用挂钉、铁丝等到将成型件固定于管道或设备外壁，构成隔热层。常用的隔热材料有:软木、 聚苯乙烯和聚氨酯泡沫塑料，矿棉或岩棉等。半圆形管壳是在管道隔热中较广泛采用的一种隔热型式。硬质闭孔聚氨酯泡沫塑料制品施工方便、隔热效果良好。浇灌型是用聚氨酯现场灌注发泡，构成 隔热泪盈眶层。这种隔热层与管道结合牢固、不易松动或脱壳，但其施工不方便。喷涂型是把聚氨楷泡沫塑料的发泡配料，在施工现场院利用喷枪涂于设备或管道表面，构成隔热层。这种方法更适用于非规则结构 的设备 和管道隔热。充填型 是将松散的隔热材料，充填于事先做好隔汽防潮层的设备 或管道外的金属壳、板壁、箱或网壳内，构成隔热层。此隔热层的施工较麻烦，工艺要求高。 制冷管道设计的注意事项: ?液体管道不允许有“n”形管段，以免出现气囊，阻扰液体流通。气体管段不允许有“U”形管段，以免产生液囊，影响气体流通。 ?必须按有关规定设计管道的坡向和坡度，以保证安全和有利于制冷剂的流动循环。 ?管道的设计应防止润滑油积存在无法排放的部位或设备内。 ?按照选用的制冷剂选用管道，冷热管集中铺设时，应考虑减少冷热交换，施工方便合理等因素。冷管应在热管之下。 ?管径的选配应保证压力降不超过规定值 52 冷库制冷设备和管道隔热层厚度计算按文献【4】中公式 (m) (5-31) ,,,,2，,/,，(t,t)/(t,t),Dln(D/D)w3123112 t—管道或设备内氨液或载冷剂的温度?; 1 t—周围空气温度?，可取夏季空气调节日平均温度; 2 t—隔热层外表面温度?，一般可按露点温度加1,2?; 3 λ—隔热材料的热导率W/(m?K);, D—管路或设备包保温层后的外径m; 1 D—管路或设备的外径m; 2 22—隔热层外表面传热系数W/(m?K)，一般可采用8.141W/(m?K); ,w 但在实际的冷库设计中，为了能更简便地迁择隔热层厚度，把以上公式的计算结果列成表(见文献【4】P)，方便设计人员根据设计的具体情况，直328 接从表上读出隔热层的厚度。 则据于隔热层的各种做法，砌块型施工较为简单，故采用砌块型去做各种隔热层，材料为聚氨酯泡沫塑料。各管段或设备的隔热层厚度见下面: 回气管 25mm ; 吸入管 25mm; 贮液桶至调节站的管道 20mm; 至冷风机的管道25mm;低压贮液桶 135mm. 管材的选用和管道布置要点 氨制冷系统中采用10，20号碳素钢无缝钢管或者16M普通低合金无缝钢n 管。氨制冷系统中，阀体采用灰铸铁，可锻铸铁或者铸钢。 冷却水管道可选用水煤气钢管或电焊钢管。 氨系统管道一律采用焊接，一般管壁厚小于4毫米用气焊，4毫米以上用电焊。 弯头一律采用煨弯，两根管子作形连接时，应作顺流向的弯头。若两根管子的管径相同，应在结合部加一段较大的管子。支管与集管相结，支管管头应 开弧形叉口与集管平结，不应插入集管内。 53 库房内部的管道应吊在梁板上，不应在内衬墙上设支架。所有吊点应在土建施工预留。各种管道在支架，吊架上的排列应是供液管在下，回气管在上，热氨管在最上或外侧，氨管道用经过防腐处理的木材作垫块，不应与型钢支吊架直接接触 5.9.2冷库门的选择 具有良好的隔热性能、气密性能、减少冷量损失。 轻便、启用灵活、有一定的强度; 设有防冻或防结露设施，如在冷库门，框与门密封面接触部分，设置电热装置等。 坚固、耐用和防冲撞。有动力装卸设备的冷库门，应增设防护栏或防护板。 设置应急安全灯及操作人员被误锁库房内的呼救信号和自开设备。电动、气动和液压自动应设误闭关保护。 门洞尺寸应满足使用要求，方便装卸作业，同时又减少开门时外界热量和湿气的侵入。 因为搬运作业几乎全靠人工，兼之冷库门的种类中，有嵌入式和外贴式，嵌入式密封性好，不易变形，但构造比较复杂，制作精度高，一旦变形容易结冰，不易维修，且只有平开一种型式。而外贴式外形简单、开记型式多，适用范围广，防冻防露设施安装简单，又库门本身操作维修方便，对于相同的门扇尺寸，较嵌入式大。 故选用 外贴式手动平开门 型号 1200×2000mm 54 附表1 设备汇总表 名 称 型 号 尺寸(?) 数 量 厂 家 氨压缩机 4AV-10 2210×970×1330 2 烟冷 冷凝器 LNA-25 ?432×51851 烟冷 高压贮液桶 WCA-220 ?412×18681 上一冷 低压循环桶 DXZ-1.5 ?800×3669 1 冰山 空气分离器 KFA-32 ?308X500 1 烟冷 集油器 JY-150 ?159×647 1 冰山 油分离器 YFA-65 ?313×1430 1 烟冷 紧急泄氨器 D108mmSA-25 D108mm 1 烟冷 氨泵 ZS65-50-160 2 烟冷 冷风机 DSA63D/2612-230 2820x1135 2 烟冷 冷却塔 BCNPD-50(I) 2730X2200 1 江苏 55 主要参考文献: 【1】《制冷空调设计手册》…… … 编写组编制 【2】《制冷技术》……………………… 主编:李树林 西安科技大学出 【3】《冷工程设计手册》…………………主编:李建华 机械工业出版社 【4】《实用制冷与空调工程手册》…主编:尉迟斌 【5】《冷藏库设计》…………………主编:河北水产学校 农业出版社 【6】《冷库设计规范》………………主编:李建华 7】《制冷与空调装置》……… 主编:郭庆堂 中国建筑工业出版社 【 【8】《制冷工程与设备》………………主编:陈维刚 【9】《空调用制冷技术》………………主编:李树林 西安科技大学出版社 56 致 谢 57