苹果保鲜库制冷系统设计.doc
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1、2012年建筑环境与设备工程专业毕业设计摘 要本设计是新疆乌鲁木齐市某苹果高温库制冷系统设计。在设计中,先对其设备冷负荷和机械冷负荷进行了相应的计算,得出了有关的数据。根据所得的数据去选择相应的压缩机、冷凝器及冷却设备,运用制冷剂R22直接膨胀供液制冷。冷间制冷工艺设计是根据冷间冷却设备负荷的大小及冷间性质,选择蒸发器并合理考虑冷间的气流组织。此外,本设计采用半封闭式活塞压缩机三并联机组,压缩机压缩效率为0.59;冷凝器为风冷式冷凝器,对于气候干燥而又缺水的乌鲁木齐地区适用性很强:蒸发器采用冷风机的形式,来达到对库内冷藏品的降温保鲜作用。对于系统运行的时候会冷风机在蒸发盘管上结霜的现象,使用了
2、热氟除霜的除霜形式,是一种比较经济的除霜形式。设置了凝结水管,凝结水在机房中被集中处理。关键词:风冷式冷凝器;制冷剂R22;热氟除霜 AbstractThe design is high temperature refrigeration system design in a Apple in Urumqi, Xinjiang. In the design, first on their equipment cooling loads and accordingly mechanical cooling load calculation, concluded that the relevant
3、 data. According to the data to select the appropriate compressor, condenser and cooling equipment, the use of R22 refrigerant direct expansion for liquid cooling. Process design is based on the cold cold refrigeration room cooling load and cooling properties, select the evaporator and reasonable co
4、nsideration of cold air distribution.In addition, the design of the air-cooled condenser, the climate is dry and water shortage in the Urumqi region of very strong applicability. The evaporator adopts the cold air machine form, to achieve the library items inside cooling preservation. For the system
5、 operation when cooler in the evaporation coil frost, using hot Freon defrosting defrosting form, is a relatively economical defrost form. Set up a condensed water, condensed water in the engine room of the centralized processing.Keywords: Air cooled condenser; refrigerant; R22; hot Freon defrosting
6、目录 声 明2摘 要4前 言91 工程概况112 设计依据122.1围护结构隔热做法122.2.1库内设计参数122.2.2库外设计参数122.3参考资料123 制冷负荷的确定133.1 冷间设备负荷的计算133.1.1 围护结构传热量的计算133.1.2 货物热量的计算203.1.3 通风换气热量的计算223.1.4 电动机运转热量的计算233.1.5 操作热量的计算233.1.6冷间冷却设备负荷汇总243.2 机械负荷计算264 热力参数的确定274.1确定制冷方式274.2确定制冷剂274.2.1制冷剂274.2.2对制冷剂的基本要求274.2.3制冷剂分类284.3冷凝器的冷却方式30
7、4.4供液方式的确定304.4.1直接膨胀供液式304.4.2 方案二:重力供液304.4.3 方案三:液泵供液314.5方案确定314.6 工况的状态参数324.6.1 单位质量制冷量344.6.2 压缩机耗功量344.6.3 制冷剂的冷凝负荷344.6.4 制冷剂质量流量344.6.5 冷凝器热负荷344.6.6 压缩机理论功率344.6.7 理论制冷系数354.6.8 制冷压缩机的压缩效率355 制冷机器设备的选型365.1 压缩机选型的一般原则365.1.1 基本参数365.2 制冷设备的选型计算375.2.1 活塞压缩机的配备375.2.2 冷却设备的配备395.2.3 冷凝器的配备
8、405.2.4 辅助设备的配备426 机房的布置456.1 机器、设备的布置要求456.1.1 压缩机的布置456.1.2 油分离器的布置456.1.3 冷凝器的布置456.1.4贮液器的布置466.1.5蒸发器的布置466.2 管道的布置要求476.2.1 管道的坡度要求486.3管道管径设计计算486.3 供液管的计算516.4 吸气管的计算517 制冷系统的试压试漏及管道保温537.1系统试压、排污、试漏、抽真空537.1.1 系统试压537.1.2 系统排污547.1.3系统抽真空实验547.1.4 系统氟试漏547.2 系统设备及管道保温548 阀件及自控说明568.1阀件说明568
9、.2控制说明569 电气设计说明589.1一般电气要求5810 制冷系统自动控制说明59结束语61致 谢62参考文献63前 言 “制冷”就是使自然界某物体或某空间达到低于周围环境温度,并使之维持这个温度。随着工业、农业、国防和科学技术现代化的发展,制冷技术在各个领域中都得到了广泛的应用,特别是空气调节和食品冷藏,直接关系到很多部门的工业生产和人们生活的需要,它们不但在制冷设备需要量方面占相当大的比重,而且在动力消耗方面也占有颇大的成效。 实现制冷可以通过两种途径:一是利用天然冷源,二是利用人造冷源。天然冷源就是用深井水或天然冰冷却物体或空间的空气。早在公元前1000年以前,我国劳动人民已采用天
10、然冰进行食品冷藏或防暑降温。例如:诗经就有“二之日槽冰冲冲,三之日纳于凌阴”的诗句。天然冷源具有价廉和不需要复杂技术设备的优点,但是受时间地区等条件限制,而且不宜用来大量获取低于0的温度。 随着生产力不断发展,19世纪中叶,世界上第一台机械制冷装置问世,人类开始采用人造冷源。人造冷源也称人工制冷,其制冷过程必须遵循热力学第二定律。实现人工制冷办法有多种,按物理过程的不同有:液体汽化法、气体膨胀法、电热法、固体绝热去磁法等。不同制冷方法适用于获取不同的温度。 空气调节用制冷技术属于普通制冷范围,主要采用液体汽化制冷法,其中以蒸汽压缩式制冷、吸收式制冷应用最广。与制冷技术发展相一致的是冷库的发展。
11、中国北方的冰窖是冷库的初级阶段。北京的北海冰窖相传建于明代,至今已沿用四五百年。19世纪中叶,世界上第一台机械制冷装置问世,利用人工制冷设备控制低温取得成功。从此冷库建筑在许多国家迅速发展,农畜产品从收获、加工到商品出售的各个环节全部实现了冷藏。中国建造现代冷库始于20世纪初。目前各大、中城市已有相当数量的冷库,且其容量不断增大。此外由于气调贮藏技术的发展,还出现了气调冷库。能创造低压、高湿环境的减压冷库也正在研究设计中。冷库是用人工制冷的方法让固定的空间达到规定的温度便于贮藏物品的建筑物。冷库可广泛应用于食品厂、乳品厂、制药厂、化工厂、果蔬仓库、禽蛋仓库、宾馆、酒店、超市、医院、血站、部队、
12、试验室等。冷库主要用作对食品、乳制品、肉类、水产、禽类、果蔬、冷饮、花卉、绿植、茶叶、药品、化工原料、电子仪表仪器等的恒温贮藏。 冷库的按冷藏设计温度分为高温、中温、低温和超低温四大类冷库。1、一般高温冷库的冷藏设计温度在-2至+8;2、中温冷库的冷藏设计温度在-10至-23;3、低温冷库,温度一般在-23至-30;4、超低速冻冷库一般为-30至-80。我国的高温冷藏行业经过几十年的发展已形成比较完整独立的工业体系,并成为食品流通领域的支柱产业之一,对促进水果业生产、出口创汇及繁荣市场等做出了重大贡献。特别是改革开放以来,消化和吸收国外先进技术与设备,促进了我国高温冷藏行业的进一步发展。在此次
13、设计中。冷库为高温库,用于瓜果的保鲜和储藏。制冷剂为R22,使用三台半封闭活塞式制冷压缩机并联机组;采用直接膨胀式的供液方式;蒸发器为冷风机;冷凝器采用了风冷式冷凝器,在干燥缺水的乌鲁木齐地区适用性较好。对于冷风机盘管处的除霜,采用了较为经济的热氟除霜,凝结水由凝结水管导向机房集中回收处理。 1 工程概况该冷库是乌鲁木齐市瓜果保鲜冷库。拟储藏新鲜瓜果(密度),库房结构为一层,含6间冷却物冷藏间,库内净高为。冷藏库为相同规格的6间,每间净面积为,公称容积为,公称总容积为,2间冷却间,每间净面积为,公称容积为。建筑总面积为。生产旺季时冷藏间储藏吨位为305.28吨,每日累计进库新鲜水果12吨。冷却
14、物冷藏间设计室温为,相对湿度是90%。总冷负荷为 93255.36,机械负荷为 67240。生产淡季时冷却间作为冷藏间,此时总公称容积为,储藏吨位为336.3吨,每日累计进库新鲜水果0吨,冷藏间设计室温为,相对湿度是90%。总冷负荷为 79233.76,机械负荷为 50095.77。2 设计依据2.1围护结构隔热做法冷却物冷藏间:外墙做法:由外向里依次是,20厚水泥砂浆抹面、370厚砖墙、20厚水泥砂浆找平、两毡三油隔汽层、150厚聚氨酯隔热层、20厚水泥砂浆抹面。屋顶做法:自上而下依次是,50加气混凝土面层、两毡三油防水层、200厚炉渣、50厚加气混凝土垫层、150钢筋混凝土现浇板、150厚
15、聚氨酯隔热层。地面做法:自下而上依次是,25厚1:1:10炉渣混凝土垫层、100加气混凝土基层、两毡三油隔汽层、150厚挤塑板(35/m)、两毡三油防水层、100厚钢筋混凝土面层。隔墙做法:20厚水泥砂浆抹面、50厚聚氨酯隔热层、240厚砖墙、50厚聚氨酯隔热层、20厚水泥砂浆抹面。 2.2.1库内设计参数冷却间:库内设计参数:25,相对湿度90%;保鲜间:室内设计温度为0,相对湿度90%。2.2.2库外设计参数乌鲁木齐: 北纬:43.47 东经87.37大气压力:冬季919.9 夏季 906.7夏季空调室外计算湿球温度:30相对湿度32% 露点温度:152.3参考资料1.空调用制冷技术2.冷
16、库设计规范3.冷库设计商业部手册4.工程制图5.空调制冷专业课程设计指南6.制冷工艺设计7.制冷与空调设备手册3 制冷负荷的确定3.1 冷间设备负荷的计算 (3-1)式中,冷间冷却设备负荷,;围护结构传热量,; 负荷系数,冷却间和冻结间取1.3,其它冷间取1。货物热量,;通风换气热量,;电动机运转热量,;操作热量,。3.1.1 围护结构传热量的计算 (3-2)式中, 围护结构传热系数,/(m2)。传热系数K的确定: /() (3-3)其中,n、w围护结构内、外表面的对流换热系数,/(),库房围护结构内、外表面放热系数n、w,参见表1:表3-1 冷间围护结构内、外表面放热系数w、n,/()围护结
17、构及环境条件w/()n/()无防风设施的屋面、外墙的外表面23顶棚上为阁楼或有房屋,外墙外部紧邻其它建筑物的外表面12外墙和顶棚的内表面,内墙和楼板的表面,地面的上表面冻结间、冷却间设有强力鼓风装置时29冷却物冷藏间设有强力鼓风装置时18冻结物冷藏间设有鼓风的冷却装置时12冷间无机械鼓风装置时8地面下为通风架空层8由给定的建筑材料查上表得:无防风设施的屋面、外墙的外表面w=23 /();冻结物冷藏间无机械鼓风装置时,选取n=8 /()。围护结构中各构造层的厚度,m;围护结构中各构造层的导热率,/(m)。保温材料设计采用的导热率,应按下式计算 (3-4)式中,设计采用的导热率,/(m);正常条件
18、下测定的导热系数,/(m) ;b导热系数的修正系数。表3-2 正常条件下测定的导热系数,/(m)序号材料名称规格厚度,mm密度,kg/m3,/(m)1石油沥青油毛毡(350号)1.50.272石油沥青一道2.00.203一毡两油5.54两毡三油9.010.04135聚乙烯塑料薄膜0.070.166普通粘土砖砌体1800081417钢筋混凝土24001.54688水泥砂浆1:2.520300.93049炉渣6000.17459000.244210000.290810炉渣混凝土1:1:812800.41871:1:1011500.372211聚苯乙烯泡沫塑料普通型180.0361自熄型190.03
19、4912聚氨酯泡沫塑料400.022113加气混凝土蒸汽养护5000.116314泡沫混凝土3700.097715软木1700.058216稻壳1200.0605表3-3 保温材料的导热率的修正系数b值序号材料名称b序号材料名称b1软木1.28聚氨酯泡沫塑料1.42稻壳1.79矿棉1.83膨胀珍珠岩1.710沥青珍珠岩1.24炉渣1.611泡沫混凝土1.35聚苯乙烯泡沫塑料1.312加气混凝土1.36玻璃棉1.813水泥膨胀珍珠岩1.37岩棉1.814水玻璃膨胀珍珠岩1.3由表2和表3得:水泥砂浆:=0.9304 /(m);得=0.9304 /(m);普通黏土砖砌体:=0.8141 /(m);
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