1000T小型冷库制冷工艺设计说明书

1000T小型冷库制冷工艺设计说明书 新疆工程学院毕业设计 摘 要 本次设计为延安地区1000吨果品冷藏库制冷工艺设计，该库为分配性冷藏库。 根据建筑和冷藏工艺流程的要求及冷藏库的功能，并结合冷藏库要求的存储容量及果品堆码方式，确定了冷藏间的间数及平面尺寸和房间高度。根据保温要求，对冷藏库围护结构保温材料进行了选择，通过比较最终确定选用硬质聚氨酯泡沫塑料和泡沫混凝土作为本次设计的冷藏库围护结构的保温材料,并计算保温层厚度，通过校核计算验证本设计确定的围护结构总热阻大于最小总热阻，围护结构的隔汽防潮层蒸气渗透阻满足要求。 本次设计冷藏间设计为6间，库温为0?，相对湿度90%，4间容量200 吨，2间容量100吨，大小搭配，便于调节与灵活储存。整个库房的公称容积为9374.4m3,机械负荷为128 kW。设置宽为6 m的常温穿堂，兼作预冷间。考虑到经济和无污染，制冷剂采用氨制冷剂，为保证供液稳定，制冷系统采用氨泵供液。库内冷分配设备采用冷风机，为满足库内果品对空气流速的要求，通过气流组织计算，采用均匀风道送风方式。冷风机的融霜采用热氨融霜与水冲霜相结合的方式。 冷却水系统选用循环水系统，以自来水作补水。 关键词:果品冷藏库，冷负荷，冷风机，氨制冷系统，管道 ——————————————————————————————————————————————— I 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 目 录 摘 要 ........................................................................ I 1设计基本资 料 .................................................................................................................................... 1 1.1 设计目及目 的 ..................................................................................................................... 1 1.2 设计点室外气象参 数 ............................................................................................................. 1 1.3 冷藏库室内设计参 数 ............................................................................................................. 1 2 冷藏库热工计 算 ............................................................................................................................... 1 2.1 冷藏库吨位分配及分 间 ......................................................................................................... 2 2.2 果品堆放形式的确 ——————————————————————————————————————————————— 定 ............................................................................................................. 2 2.3 冷藏库尺寸计 算 ..................................................................................................................... 2 2.4冷藏库建筑平面设 计 .............................................................................................................. 3 2.4.1 库址的选 择 ................................................................................................................... 3 2.4.2 穿堂设 置 ....................................................................................................................... 3 2.4.3 公路站台设 置 ............................................................................................................... 3 2.4.4 冷藏库总平面设 计 ....................................................................................................... 4 2.5库房围护结构的计 算 .............................................................................................................. 4 ——————————————————————————————————————————————— 2.5.1 隔热材料的选择要求及隔热层的施工方 法 ............................................................... 4 2.5.2 外墙结构材料的选择计 算 ........................................................................................... 5 2.5.3 库房地坪结构材料的选择计 算 ................................................................................... 7 2.5.4 库房屋面料的选择计 算 ............................................................................................... 9 2.5.5 库房内隔墙料的选择计 算 ......................................................................................... 10 2.6校核围护结构的蒸汽渗透 组 ................................................................................................ 12 2.6.1 外墙蒸汽渗透阻校 核 ................................................................................................. 12 2.6.2 屋面蒸汽渗透阻校 核 ................................................................................................. 13 2.6.3 地面蒸汽渗透阻校 核 ................................................................................................. 13 2.6.4 内隔墙蒸汽渗透阻校 核 ............................................................................................. 14 II 新疆工程学院毕业设计 3 库房冷负荷计 ——————————————————————————————————————————————— 算 ............................................................................................................................. 14 3.1 围护结构热流量计 算 ........................................................................................................... 14 3.1.1维护结构传热面积Aw应符合下列规 定: .............................................................. 14 3.1.2 围护结构热流量计算 ............................................................................................. 15 3.2 货物热流量计 算 ................................................................................................................... 16 3.3 通风换气热流 量 ................................................................................................................... 18 3.4 操作热流 量 ........................................................................................................................... 19 3.5 电动机运转热流 量 ............................................................................................................... 20 3.5.1 冷风机的选择计 ——————————————————————————————————————————————— 算 ..................................................................................................... 21 3.5.2 校核冷风机的冷却面积和风 量 ................................................................................. 23 3.5.3 计算并校核通过冷风机的风 速 ................................................................................. 24 3.4 冷间机械负荷计 算 ............................................................................................................... 25 4 库房风系统的布置及水力计 算 ..................................................................................................... 26 4.1 冷风机风道的布 置 ............................................................................................................... 26 4.2 冷藏间均匀送风道流速和尺寸计 算 ................................................................................... 26 4.2.1 气流组织计 算 ............................................................................................................. 26 4.2.2 均匀送风管道的计 算 ................................................................................................. 29 4.3 设计静压 箱 ...............................................................................................................——————————————————————————————————————————————— ............ 29 4.4 冷风系统的阻力计 算 ........................................................................................................... 30 4.4.1 通过冷风机翅片管的空气阻力 P1 ........................................................................... 30 4.4.2 风机到静压箱的阻力 P2 ........................................................................................... 30 4.4.3 均匀风道阻力 P3 ....................................................................................................... 31 4.4.4 风机风压的校 核 ......................................................................................................... 32 4.5冷库门及冷风幕的选 择 ........................................................................................................ 32 5 冷藏库制冷系统及制冷设备的选 择 ............................................................................................. 33 5.1 冷库制冷系统的选 择 ........................................................................................................... 33 III 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 5.1.1 制冷剂工质选 择 ......................................................................................................... 33 ——————————————————————————————————————————————— 5.1.3 方案选 择 ..................................................................................................................... 34 5.2冷风机融霜形式的确 定 ........................................................................................................ 36 5.3 制冷系统主机的选 择 ........................................................................................................... 36 5.3.1 确定制冷剂设计工 况 ................................................................................................. 36 5.2.2 制冷压缩机的选择计 算 ............................................................................................. 38 5.2.3 冷凝器的选择计 算 ..................................................................................................... 40 5.3 制冷系统辅助设备的选 择 ................................................................................................... 41 5.3.1 氨油分离 器 ................................................................................................................. 41 5.3.2 高压贮液 器 ................................................................................................................. 42 ——————————————————————————————————————————————— 5.3.3 集油 器 ......................................................................................................................... 42 5.3.4 空气分离 器 ................................................................................................................. 43 5.3.5 紧急泄氨 器 ................................................................................................................. 43 5.3.6 氨泵的流量计 算 ......................................................................................................... 43 5.3.7 低压循环贮液 器 ......................................................................................................... 44 5.3.8 事故通风 机 ................................................................................................................. 46 6 制冷系统的设 计 ............................................................................................................................. 46 6.1 制冷机房的设备布 置 ........................................................................................................... 46 ——————————————————————————————————————————————— 6.1.1 冷冻站的设计要 求 ..................................................................................................... 46 6.1.2 设备的布置原 则 ......................................................................................................... 47 6.2 制冷系统管路的设 计 ........................................................................................................... 47 6.2.1 制冷剂管道的布置原 则 ............................................................................................. 47 6.2.2 管道的材料及连接方 式 ............................................................................................. 48 6.2.3 制冷系统管道的管径计 算 ......................................................................................... 48 6.2.4 验证管段压力损 失 ..................................................................................................... 53 6.2.5 制冷设备及管道的绝 热 ............................................................................................. 57 6.2.6 制冷管道的涂 色 ......................................................................................................... 61 IV 新疆工程学院毕业设计 6.3 冷却水系统设 ——————————————————————————————————————————————— 计 ................................................................................................................... 61 6.3.1 冷却水系统的选 择 ..................................................................................................... 61 6.3.2 冷却水的选择要 求 ..................................................................................................... 62 6.3.3 冷却水塔的选择计 算 ................................................................................................. 62 6.3.3 冷却水池的设 计 ......................................................................................................... 63 6.3.5 冷却水系统的水力计 算 ............................................................................................. 63 6.3.5 冷却水泵流量的计 算 ................................................................................................. 65 6.3.6 冷却水泵扬程的计 算 ................................................................................................. 66 6.3.7 水系统管道的材料及防 腐 ......................................................................................... 68 7 施工说 明 ......................................................................................................................................... 68 7.1 氨压缩 ——————————————————————————————————————————————— 机 ............................................................................................................................... 68 7.2 氨压缩辅助设 备 ................................................................................................................... 69 7.3 冷风 机 ................................................................................................................................... 69 7.4 阀 门 ....................................................................................................................................... 69 7.5 仪器仪 表 ............................................................................................................................... 70 7.6 管道的安 装 ........................................................................................................................... 70 8 制冷系统的吹污及气密性实 验 ..................................................................................................... 71 8.1 系统吹 污 ............................................................................................................................... 71 ——————————————————————————————————————————————— 8.2 气密性实 验 ............................................................................................................... ............ 71 致 谢 ............................................................................................................... .............................. 73 参考文 献 ............................................................................................................... .............................. 74 V 新疆工程学院毕业设计 1设计基本资料 1.1设计题目及目的 延安地区果品冷藏库制冷工艺设计 毕业设计是大学阶段最后一个环节，同时也是工科类专业教学的必不可少的重要环节之一，是对学生在校期间所学专业知识的全面总结和综合检验。通过毕业设计了解建筑环境与设备工程专业的设计内容、程序和基本原则，熟悉设计计算的步骤和方法，培养学生的识图和制图能力，引导学生学会查找设计规范和设计手册，初步了解本专业的主要设备、附件及材料，全面提高学生进行实际工程设计的能力，为即将投入社会工作做好准备。参加《制冷技术》毕业设计的学生，通过设计要求掌握有关冷藏库制冷工艺设计的内容、程序及基本原则——————————————————————————————————————————————— 和制冷工艺设计计算方法并提高绘制设计图纸的能力。 1.2 设计点室外气象参数 夏季室外空气调节日平均温度:26.1?; 夏季室外通风室外计算温度: 28.2?; 夏季空调室外计算湿球温度: 22.8?; 夏季室外最热月平均温度: 22.9?; 室外最热月月平均相对湿度: 72,; 夏季室外通风计算相对湿度: 51,; 大气压力:898.9hpa。 1.3 冷藏库室内设计参数 冷藏间:相对湿度为85%,90%;温度为0?;水蒸气分压力为520Pa; 常温穿堂:相对湿度为85%;温度为26.1?;水蒸气分压力为2450Pa; 1 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 2 冷藏库热工计算 2.1 冷藏库吨位分配及分间 设计总库容量为1000吨，分配成六个冷藏间，1号和2号冷藏间库容均为100吨，靠近站台;3、4、5、6号冷藏间的库容均为200吨。这样分配的目的是便于调节，对于1000吨以上的冷藏库，应在靠近站台侧分设1,2个100吨的冷间，冷间大小搭配，在货物流量——————————————————————————————————————————————— 变动的时候便于调节管理。对于中小型冷库，不做专门的分检间，果品在站台上分检、包装，因此，站台可做得稍大些，且应有遮阳设施。 2.2 果品堆放形式的确定 此次果品冷藏库设计以苹果为例进行设计。果品的堆放形式有散堆、纸箱堆码、木箱堆码等，纸箱堆放不科学、不易管理且易坏;纸箱堆放高度有限，故选用木箱堆码，木箱尺寸长×宽×高=1m×1m×0.8m，重约50kg。装货时由电瓶叉车由里向外装。 2.3 冷藏库尺寸计算 V???根据公式: G? (2-1) 1S 1000 式中: G—冷库计算吨位(t); V1—冷藏间的公称体积(m3); η—冷藏间的体积利用系数; ρs—食品的计算密度(kg/m3) 根据资料查得箱装鲜水果的密度为ρs=300kg/m3。 200吨的冷藏间V?1000?200根据资料初步估计其η=0.5得到V=1333 m3。 400?? 货物堆高的确定:堆放7层，每层0.8m，则堆高h=7×0.8=5.6m，货物距定不小于300mm，设计取500mm，货物与地面之间的垫板厚度取100mm，那么冷藏间的净高H=5.6+0.5+0.1=6.2m。 建筑上规定墙间距以3为模数，所以200吨容量的冷藏间尺寸可——————————————————————————————————————————————— 定为:长×宽×高=18m 2 新疆工程学院毕业设计 ×15m×6.2m。 V? 100吨的冷藏间 V=833 m3。 1000?100400??根据《冷库设计规范》表3.0.3初步估计其η=0.4得到 同理，墙间距以3为模数可得到100吨容量的冷藏间尺寸为:长×宽×高=18m×12m× 6.2m。 2.4冷藏库建筑平面设计 2.4.1 库址的选择 冷库库址的选择应符合下列要求: 1) 库址不宜选在居住区集中的地区。经当地城市规划、环保部门批准，可建在城镇适当地点; 2) 库址应选择在城市居住区夏季最小频率风向的上风侧; 3) 库址周围应有良好的卫生条件，必须避开和远离有害气体、灰沙烟雾、粉尘及其他有污染源的地段; 4) 库址应选择在交通运输方便的地方; 5) 库址必须具备可靠的水源和电源; 6) 库址宜选在地势较高，干燥和地质条件良好的地方; 2.4.2 穿堂设置 ——————————————————————————————————————————————— 此果库为中型冷藏库，中小型冷库一般不做预冷间，中间设穿堂，穿堂设计为常温穿堂，用叉车进出货品，苹果可在穿堂内预冷、预热，穿堂也可做大一点，本设计中，穿堂设为6米。 2.4.3 公路站台设置 公路站台应符合下列规定: 3 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 1) 公称体积大于4500m3的冷库，其站台宽度为6,8m，公称体积小于4500m3的冷库，其站台宽度为4,6m，本库设为7m; 2) 站台边缘顶面高出站台下地面0.9,1.4m，，根据需要可设高度调节板。本库设为1m; 3) 站台边缘顶侧面应涂有明显的黄、黑相间防撞标示色带。 4) 站台上应设罩棚，靠站台边缘一侧如有结构柱时，柱的边缘距站台边缘净距不得小于0.6m;罩棚顶板应挑出站台边缘的部分不得小于0.75m，罩棚净高应适应运输车辆的高度，且应设有组织排水。 2.4.4 冷藏库总平面设计 库房布置应符合下列要求: 1) 应满足生产工艺流程要求，运输线路要短，避免迂回和交叉; 2) 冷藏间平面柱网尺寸和层高应根据贮藏货物的包装规格、托盘大小、堆码方式以及堆码高度等使用功能确定，并应综合考虑建筑模数及结构选型的合理; 3) 冷间应按不同的设计温度分区、分层布置 ; ——————————————————————————————————————————————— 4) 冷间建筑的设计应尽量减少其隔热围护结构的外表面积 5) 库房工作人员需要的办公室，烘衣室，更衣室，休息室及卫生间等辅助房间宜布置于穿堂附近。 此果库为中型果库，因此用铲车进出货品，穿堂宽度定为6m，站台高度定为1.2m，长为32m，宽为6m。 2.5库房围护结构的计算 2.5.1 隔热材料的选择要求及隔热层的施工方法 隔热材料的选择应符合下列要求: 1)热导率小; 2)不散发有毒或异味等对食品有污染的物质; 3)难燃或不燃烧，且不易变质; 4 新疆工程学院毕业设计 4) 块状材料应温度变形系数小，易于在施工现场分割加工，且便于与基层粘结; 5) 地面、楼面采用的隔热材料，其抗压强度不应小于0.25MPa; 2.5.2 外墙结构材料的选择计算 (1)外墙结构 外砖墙采用370mm厚，密实度强，隔蒸汽渗透能力强，热惰性好，延迟时间长。 隔热层可采用硬质聚氨酯泡沫塑料，这种材料具有轻质、强度高、隔热性能好、成型工艺简单，可预制、现场灌注发泡成型或喷涂，阻——————————————————————————————————————————————— 燃性能好的特点。根据上面的比较:选择外贴法。 图2-2 外墙结构示意图 根据资料查得各层材料的导热率及蓄热系数: 1--- 20厚1:20水泥砂浆抹面:λ1=0.93 W/(m??),蓄热系数S1=10.35 W/(m2??); 2--- 370厚砖墙:λ2=0.81 W/(m??), S2=9.65 W/(m2??); 3---20厚1:20水泥砂浆找平:λ3=0.93 W/(m??), S3=10.35 W/(m2??); 4---9mm厚二毡三油隔汽层:热阻R4=0.041W/(?. ?); 5---硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层:λ5=0.031 W/(m??), S5=0.28W/(m2??); 6---9mm厚二毡三油隔汽层:热阻R6=0.041W/(?. ?); 7---120厚砖内衬墙:λ7=0.81 W/(m??), S7=9.65 W/(m2??); 8---20厚1:20水泥砂浆抹面:λ3=0.93 W/(m??), S3=10.35 W/(m2??)。 (2)确定外墙隔热材料的厚度 5 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 d??[R0?( αdd1d1d2d31????R4?R6?7?8?)] (2-2) ?w?1?2?3?7?8?n2w — 库房围护结构外表面传热系数 [W/(m??)]; ——————————————————————————————————————————————— αn — 库房围护结构内表面传热系数 [W/(m2??)]; d—围护结构各层材料的厚度 (m); λ— 围护结构各层材料的热导率 [W/(m??)]; R— 围护结构各层材料的热阻 [m2??/W]; R0—围护结构总热阻 [m2??/W]; 根据资料查得αw =23 W/(m2??)，αn=18 W/(m2??)。 冷间外墙屋面或顶棚总热阻，可根据夏季空气调节日平均温度与室内温度的温差乘以修正系数a值进行修正。冷藏间的设计温度为0?，一般热惰性指标D,4，根据资料[1]表B.0.1-1查得温差修正系数a=1.10，则室内外温差a?t=1.1×(26.1-0)=28.71?，查表得面积热流量取10W/?,得热阻:R0=2.871 m2??/W。 将各个参数代入公式(2-2)，得，绝热材料厚度d=0.063m，设计中考虑25%的富裕量，得到 d=0.063×1.25=0.08m，取整得d=100mm。 (3)计算外墙热惰性指标 D?R1S1?R2S2? ?? (2-3) 式中D — 围护结构热惰性指标; R1, R2 — 各层材料的热阻 [m2??/W]; S1, S2 — 各层材料的蓄热系数 [W/(m2??)]。 其中R?d ?，将各个参数代入公式(2-3)得: D=7.41,4 (4)防止外墙结构表面结露的校核计算 ——————————————————————————————————————————————— 围护结构的总热阻R必须大于下式计算出的最小总热阻Rmin: Rmin? tg?tdtg?tl?b?Rw (2-4) 6 新疆工程学院毕业设计 式中 Rmin — 围护结构最小总热阻 [m2??/W]; tg — 围护结构高温侧的气温 (?);(见资料[1]第3.0.6条) td —— 围护结构低温侧的气温 (?); tl —— 围护结构高温侧空气露点温度 (?); 通过夏季室外空气调节日平均温度和计算相对温度查i-d图即可得露点温度。 Rw —— 围护结构外表面换热热阻 [m2??/W];(见资料[1]第4.4.6条) b —— 热阻修正系数 围护结构热惰性指标D?4时: b= 1.2 其它围护结构: b= 1.0 tg=26.1?, td=0?， tl=21.1?, Rw =0.043 m2??/W, b=1.0。 代入上式，得Rmin=0.23 m2??/W <R0符合不结露要求。 (5)计算外墙传热系数 K0?1 R (2-5) 式中 K0—围护结构的传热系数 [W/?.?]; ?R — 围护结构总热阻 [m??/W]。 2 ?R?d1d1d21???......?n? (2-6) ——————————————————————————————————————————————— aw?1?2?nan 将各个参数代入公式(2-6)，得?R?4.076 m2??/W,代入公式(2-5)，得外墙的传热系数:K0?1=0.25 W/?.?。 4.076 2.5.3 库房地坪结构材料的选择计算 (1)地坪结构 高温冷藏库由于由于库内温度较高(0?)，根本不存在地基冻胀的问题，因此可按一般建筑物处理，但仍需设置隔热和防潮层，根据资料[2]确定出地坪的构造，如图2-3所示。 7 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 图2-3 地坪结构示意图 地面、楼面采用隔热材料，其抗压强度应不小于0.25MPa。再从导热率和经济角度考虑，采用导热率小，价格相对便宜且承压能力足够的隔热材料，故地面可采用泡沫混凝土(沥青铺砌)。 根据资料查得各层材料的导热率及蓄热系数: 1--- 80厚钢筋混凝土粘结层随捣随抹平:λ1=0.1.55W/(m??),蓄热系数S1=14.94 W/(m2??); 2--- 20厚1:20水泥砂浆护毡层:λ2=0.93W/(m??), S2=10.35 W/(m??); 3---9mm厚二毡三油防潮隔汽层:热阻R3=0.041W/(?. ?); 4---泡沫混凝土隔热层:λ4=0.128 W/(m??), S5=1.33W/(m2??); ——————————————————————————————————————————————— 5---9mm厚二毡三油隔汽层:热阻R5=0.041W/(?. ?); 6--- 100厚素混凝土垫层，刷冷底子油一道:λ6=1.51 W/(m??), S7=13.36W/(m2??); 7---素土夯实。 (2)确定地坪隔热材料的厚度 铺设在土壤上面的α R0=3.18 m2??/W。 将各层材料的λ、d和R及以上参数代入公式(2-2)，得到隔热层材料厚度d=0.372m，考虑富裕量，取整:d=400mm。 (3)计算地坪结构热惰性指标 将地坪各层材料的参数代入公式(2-3)得到地坪结构的热惰性指标 D=6.11,4 w 可以不计，即αn=18 W/(m22??) αw=0 W/(m2??)。地面总热阻8 新疆工程学院毕业设计 (4)计算地坪传热系数 将地坪各层材料的参数代入公式(2-6)，得?R?3.385 m2??/W,代入公式(2-5)，得外墙的传热系数:K0?1=0.30 W/?.?。 3.385 2.5.4 库房屋面料的选择计算 (1)屋面结构 冷藏库屋面除了防止风、雨、雪、对库内的侵袭外，还要具备绝——————————————————————————————————————————————— 热的功能。一种是阁楼式绝热屋面，这种做法对热工方面的要求比较高，本设计中不采用;另一种是整体式绝热屋面，它是将屋面防水构造与绝热层的隔汽构造结合起来，有如普通的保温屋面构造，屋面设置架空通风层，这样能使屋面油毡温度大为降低，减少库房的冷耗和屋顶板的伸缩开裂，防止油毡老化。 图2-4下贴法屋面结构示意图 根据资料查得各层材料的导热率及蓄热系数: 1--- 架空通风层; 2--- 5.5mm厚一毡二油防水层:热阻R2=0.026W/(?. ?); 3---20厚1:20水泥砂浆抹面层:λ3=0.93 W/(m??), S3=10.35 W/(m2??); 4---100mm厚钢筋混凝土屋盖:λ4=1.550 W/(m??), S4=14.94W/(m2??); 5---9mm厚二毡三油隔汽层:热阻R5=0.041W/(?. ?); 6---硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层:λ7=0.031W/(m??), S7=0.28 W/(m2??); 7---9mm厚二毡三油隔汽层:热阻R7=0.041W/(?. ?); 9 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 8---20厚1:20水泥砂浆抹面:λ3=0.93 W/(m??), S3=10.35 W/(m2??)。 (2)确定屋面隔热材料的厚度 ——————————————————————————————————————————————— 根据资料查得楼面总热阻R0=2.871 m2??，根据资料[1] 表4.4.6查得α αn=12 W/(m2??)。 将各层材料的λ、d和R及以上参数代入公式(2-2)，得到隔热层材料厚度d=0.87m，考虑富裕量，取整:d=150mm。 (3)计算屋面结构热惰性指标 将地坪各层材料的参数代入公式(2-3)得到地坪结构的热惰性指标 D=4.1,4 (4)计算屋面结构最小传热热阻 由于屋面与外墙都是外围护结构，所以最小传热热阻相同，即 Rmin=0.23 m2??/W <R0=2.871 m2??/W，符合不结露要求。 (5)计算屋面传热系数 将屋面各层材料的参数代入公式(2-6)，得?R?4.690 m2??/W,代入公式(2-5)，得屋顶的传热系数:K0?1=0.22 W/?.?。 4.690W/(mw =23 2??)， 2.5.5 库房内隔墙料的选择计算 (1)内隔墙结构 同温库内隔墙一般不设绝热层，但是本设计是高温果品冷藏库，分隔墙是相邻两个高温库的隔墙，进出冷库时，温度波动较大，其隔墙应做绝热处理，考虑到相邻库温波动可能较大，所以设置了双面隔汽层。内隔墙不应直接铺在地基土壤上，而应砌筑在绝热层上面的钢——————————————————————————————————————————————— 筋混凝土层上，否则就会有把墙基冻鼓抬起的可能。因此，内隔墙应该是非承重墙。结构如图2-5所示。 10 新疆工程学院毕业设计 图2-5内隔墙结构示意图 根据资料查得各层材料的导热率及蓄热系数: 1--- 20厚1:20水泥砂浆抹面:λ1=0.93 W/(m??), S1=10.35 W/(m2??); 2--- 9mm厚二毡三油隔汽层:热阻R2=0.041W/(?. ?); 3---硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层:λ3=0.031 W/(m??), S3=0.28W/(m2??); 4---20厚1:20水泥砂浆找平:λ4=0.93 W/(m??), S4=10.35 W/(m2??); 5---240厚砖墙:λ5=0.81 W/(m??), S5=9.65 W/(m2??); 6---20厚1:20水泥砂浆找平:λ6=0.93 W/(m??), S6=10.35 W/(m2??) 7---硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层:λ7=0.031 W/(m??), S7=0.28W/(m2??); 8--- 9mm厚二毡三油隔汽层:热阻R8=0.041W/(?. ?); 9---20厚1:20水泥砂浆抹面刷大白浆两道:λ9=0.93 W/(m??), S9=10.35 W/(m2??)。 (2)确定屋面隔热材料的厚度 根据资料查得楼面总热阻R0=2.00m2??，根据资料查得α W/(m2??)。 ——————————————————————————————————————————————— 将各层材料的λ、d和R及以上参数代入公式(2-2)，得到单侧隔热层材料厚度d=0.03m，考虑富裕量，取整:d=50mm。 (3)计算屋面结构热惰性指标 将地坪各层材料的参数代入公式(2-3)得到地坪结构的热惰性指标 D=4.5,4 (4)计算屋面结构最小传热热阻 11 w =0 W/(m2??)，αn=18 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 根据最小传热热阻公式(2-4): Rmin?tg?td tg?tl?b?Rw tg=10?, td=0?，tl=7?, Rw =0.056 m2??/W, b=1.0。 代入上式，得Rmin?1.0??10?0??0.056?0.19 m2??/W <R0，符合不结露要求。 10?7(5)计算屋面传热系数 将屋面各层材料的参数代入公式(2-6)，得?R?2.188 m2??/W,代入公式(2-5)，得外墙的传热系数:K0?1=0.46 W/?.?。 2.188 2.6校核围护结构的蒸汽渗透组 围护结构两侧设计温差大于或等于5?时，应在温度较高一侧设置隔汽层。由于在设置围护结构的绝热层时，考虑到延安地区在冬天时，室外温度有可能会低于库温，所以，在两侧都设置了隔汽层。在——————————————————————————————————————————————— 校核整齐渗透组时，选最不利一侧校核，即以室外侧为高温侧验算。 围护结构结构蒸汽渗透阻可按下式验算: H0?1.6?(Psw?Psn) (2-7) 式中 H0—围护结构隔热层高温侧各层材料(隔热层以外)的蒸汽渗透阻之和(m2?h?Pa/g); Psw—围护结构高温侧空气的水蒸气压力 (Pa); Psn—围护结构低温侧空气的水蒸气压力 (Pa)。 H0??di ?i ?Hi (2-8) ?i—材料的蒸汽渗透系数 [g/(m?h?Pa)]; di—各层材料的厚度 [m] Hi—围护结构隔热层高温侧各层材料(隔热层以外)的蒸汽渗透阻(m2?h?Pa/g)。 2.6.1 外墙蒸汽渗透阻校核 水泥砂浆抹面:??9.00?10?5 g/(m?h?Pa),d=20mm; 12 新疆工程学院毕业设计 砖墙:??1.05?10?4 g/(m?h?Pa),d=370mm; 二毡三油: H=3013.08 m2?h?Pa/g 水泥砂浆找平:??9.00?10?5 g/(m?h?Pa),d=20mm; 将数据代入公式(2-8)得:H0=6981.33 m2?h?Pa/g 查焓湿图: Psw=2450Pa, Psn=520Pa;代入公式(2-7): 1.6?(2450?520)?3088Pa?H0?6981.33 m2?h?Pa/g，符合要求。 2.6.2 屋面蒸汽渗透阻校核 ——————————————————————————————————————————————— 水泥砂浆:??9.00?10?5 g/(m?h?Pa),d=20mm; 钢筋混凝土:??3?10?5 g/(m?h?Pa),d=100mm; 二毡三油: H=3013.08 m2?h?Pa/g 一毡二油:H=1639.86 m2?h?Pa/g 将数据代入公式(2-8)得:H0=8208.5 m2?h?Pa/g 查焓湿图:Psw=2450Pa, Psn=520Pa; 代入公式(2-7): 1.6?(2450?520)?3088Pa?H0?8208.5 m2?h?Pa/g，符合要求。 2.6.3 地面蒸汽渗透阻校核 钢筋混凝土:??3?10?5 g/(m?h?Pa),d=80mm; 二毡三油: H=3013.08 m2?h?Pa/g 将数据代入公式(2-8)得:H0=5679.74 m2?h?Pa/g 查焓湿图: Psw=2450Pa, Psn=520Pa;代入公式(2-7): 1.6?(2450?520)?3088Pa?H0?5679.74 m2?h?Pa/g，符合要求。 13 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 2.6.4 内隔墙蒸汽渗透阻校核 水泥砂浆:??9.00?10?5 g/(m?h?Pa),d=20mm; 二毡三油: H=3013.08 m2?h?Pa/g 将数据代入公式(2-8)得:H0=3235.30 m2?h?Pa/g 计算时，把邻库当空库计算。空库保温温度按10?计算，查焓湿图: Psw=1100Pa, Psn=520Pa;代入公式(2-7): 1.6?(1100?520)?928Pa?H0?3235.30 m2?h?Pa/g，符合要求。 ——————————————————————————————————————————————— 3 库房冷负荷计算 3.1 围护结构热流量计算 Φ1 = KwAwα(tw -tn) (3-1) 式中 Φ1 — 围护结构热流量 (W); Kw — 围护结构的传热系数 [W/(m2??)] ; Aw — 围护结构的传热面积 (m2) α—围护结构两侧温差修正系数; tw — 围护结构外侧的计算温度 (?) ; tn — 围护结构内侧的计算温度 (?) 。 3.1.1维护结构传热面积Aw应符合下列规定: 1)屋面、地面和外墙的长、宽度应自外墙外表面至外墙外表面或外墙外表面至内墙中或内墙中计算，如图3-1中的l1、l2、l3、l4; 2)内墙长、宽度应自外墙内表面至外墙内表面或外墙内表面至内墙中或内墙中至内墙中计算，如图3-1中的l5、l6、l7、l8; 3)外墙的高度:自地坪的隔热层下表面至屋顶隔热层上表面计算，h1=7.038m; 4)内墙的高度:自地面至屋顶隔热层下表面计算，h2=6.229m; 14 新疆工程学院毕业设计 3.1.2 围护结构热流量计算表 围护结构两侧的温差修正系数a值由资料根据热惰性指标查得。 表3-1 围护结构热流量计算表 ——————————————————————————————————————————————— 15 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 3.2 货物热流量计算 ?2??2a??2b??2c??2d ?1 3.6???m?h1?h2?Cb?t1?t2??m??`??``? ?t?mBbt???2??mz?m??`` Φ2 — 货物热流量 (W); 16 3-2)( 新疆工程学院毕业设计 Φ2a — 食品热流量 (W); Φ2b — 包装材料和运载工具热流量 (W); Φ2c — 货物冷却时的呼吸热流量 (W); Φ2d — 货物冷藏时的呼吸热流量 (W); m — 冷间的每日进货质量 (kg); (根据资料:存放果蔬的冷却物冷藏间，不应大于该间计算吨位的8%计算，本设计中按5%计算) h1 — 货物进入冷间初始温度时的比焓 (kJ/kg); h2 — 货物在冷间终止降温时的比焓 (kJ/kg); (h1、h2查资料“食品含热量”) t — 货物冷加工时间 (h);(24小时) ——————————————————————————————————————————————— Bb — 货物包装材料或运载工具质量系数; Cb —货物包装材料或运载工具的比热容[kJ/(kg??)]; t1 — 货物包装材料或运载工具进入冷间时的温度 (?);(资料延安地区苹果生产旺月为9月份，根据资料查得温差修正系数为0.83，则t1=26.1×0.83=21.663?) t2 —货物包装材料或运载工具在冷间内终止降温时的温度 (?); Φ,— 货物冷却初始温度时单位质量的呼吸热(W/kg); Φ,,— 货物冷却终止温度时单位质量的呼吸热流量(W/kg);(资料[2]P147表5-2-3) mz — 冷却物冷藏间的冷藏质量 (kg); 1/3.6 — 1 kJ/h 换算成1/3.6 W的数值。 将所有数据代入公式(3-2)，列表计算结果见表3-2 表3-2 货物热流量计算表 17 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 3.3 通风换气热流量 Φ 3 = Φ3a + Φ3b 式中 Φ3a — 冷间换气热流量 [W]; Φ3b — 操作人员需要的新鲜空气热流量 [W]; 由于库内人员不长期停留，可知此设计中Φ3b可不计。 则 : ?3??3a?1?hw?hn??n?Vn??n ——————————————————————————————————————————————— (3—3) ?3.624 式中 hw — 冷间外空气的比焓 [kJ/kg];(根据资料“通风换气热流量计算的室外计算温度应采用夏季通风室外计算温度，即28.2?;室外相对湿度应采用夏季通风室外计算相对湿度，即51,。”再由i-d图即可查得hw =60.0 kJ/kg。 hn — 冷间内空气的比焓 [kJ/kg];(根据焓湿图查得hn=8.0kj/kg) n — 每日换气次数，取2,3次; Vn — 冷间内净体积(扣除柱子) [m3]; ρn — 冷间内空气密度 [kg/m3];(根据资料湿空气的密度比干空气的小，在实际计算过程中可近似取ρ=1.2kg/m3) 24 — 1d换算成24h的数值。 将所有数据代入公式(3-3)，列表计算结果见表3-3 表3-3 通风换气热流量计算表 18 新疆工程学院毕业设计 3.4 操作热流量 ?5??5a??5b??5c (3—4) 1nk`nkVn?hw?hn?M?n3 ??dAd???nr?r 3.62424 式中 Φ5a —— 照明热流量 (W); Φ5b — 每扇门的开——————————————————————————————————————————————— 门热流量 (W); Φ5c — 操作人员热流量 (W); Φd — 每平方米地板面积照明热流量 2.3 W/m2; Ad — 冷间地面面积 (m2); nk,— 门数量 nk — 每日开门换气次数; Vn — 冷间内净体积 (m3); hw — 冷间外空气的比焓 (kJ/kg); hn — 冷间内空气的比焓 (kJ/kg); M — 空气幕效率修正系数 0.5; ρn— 冷间内空气密度 (kg/m3); 3/24 — 每日操作时间系数; nr — 操作人员数，中小型冷库一般取2人; Φr — 每个操作人员产生的热流量 (W) 19 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 冷间设计温度 ?-5?时，Φr = 279 W 冷间设计温度 < -5?时，Φr = 395 W 将所有数据代入公式(3-4)，列表计算结果见表3-4。 表3-4 操作热流量计算表 3.5 电动机运转热流量 ?4?1000Pd???b (3—5) 式中 Φ4—电动机运转热流量(W); Pd—电动机额定功率(KW);(包括冷间冷风机的电动机功率和装货时进入冷间的电瓶叉车的电动机功率) ?—热转化系数，电动机在冷间内时取1; b—电动机运转时间系数，对空气冷却器陪用的电动机取1，对——————————————————————————————————————————————— 冷间其他设备用的电动机可按实际情况取值，如电瓶叉车，按每昼夜操作8h计，则b? 8 。 24 ? 电动机额定功率Pd包括冷间冷风机的电动机功率和装货时进入冷间的电瓶叉车的电动机功率。选择QDC—1型号的电瓶叉车，电动机的额定功率为4KW;冷风机的电动机额定功率则需要先估算出冷间的设备符合，算出冷风机的冷却面积和风量，主要根据冷却面积，选择风机，才能确定出电动机的额定功率，算出电动机的运转热流量Φ4.。 20 新疆工程学院毕业设计 3.5.1 冷风机的选择计算 A??S (3—6) Ks?tm 式中 Φs —冷间冷却设备负荷 [W]; Ks — 冷却设备(冷风机)的传热系数 [W/(m.?)]; (1)确定?tm和Ks ?tm— 冷间温度与冷却设备蒸发温度的计算温度差 (?);(空气冷却器的计算温度差，应按对数平均温差确定。可去7,10?，冷却物冷藏间可采取更小温度差。本设计中对数平均温差取?tm=8?。 ?tm??tl??ts?t2?te???t1?te??t?? (3——————————————————————————————————————————————— —7) ?tlt2?tet2?telnlnlnt1?te?tst2??t?te 式中: ?tm—冷间温度与冷却设备蒸发温度的计算温度差 (?);(?tm=8?) ?tl—空气与制冷剂之间的最大温差 (?); ?ts—空气与制冷剂之间的最小温度差 (?); ?t—空气进出口温度差 (?);(?t=2,3?，本设计中取2?) t2—冷风机的进风温度 (?);(即冷间温度t2=0?) t1—冷风机的出风温度 (?);(t1= t2-?t=0-2=-2?) te—制冷剂的蒸发温度 (?)。 代入公式(3—7)求出制冷剂的蒸发温度:te=-9? 根据资料冷风机的传热系数:Ks=16W/?. ?。 (2)估算冷间冷却设备负荷Φs和冷风量qv ?s??1?P?2??3??4??5 (3—8) 式中:P—货物热流量系数;(货物不经冷却直接进入冷却物冷藏间时取1.3) Φ1.、Φ2、Φ3、Φ4.、Φ5—为各项计算负荷 (W); 由于Φ4未知，可先通过如下估算的方法求出Φs: ?s??1.05?1.15??(?1?P?2??3??5) (3—9) 21 延安市某蔬果冷库制冷工艺设计 将所有数据代入公式(3-9)，再将所得的估算设备负荷代入公式(3-6)计算出冷风机的冷却面积，列表计算结果见表3-5。 ——————————————————————————————————————————————— qv??s?B ———————————————————————————————————————————————