冷库的方案设计.doc
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1、1 设计依据与基础资料 1.1设计依据冷库设计规范 GB5007220011.2设计的基础资料1) 原始数据(1)冷库库温按0oC进行设计(温度要求自控),相对湿度90计算(湿度不要求自控)。变工况库温不小于0oC,楼层之间温度差不大于5 oC。(2)每天按8小时计,新鲜水果进库量40吨。夏季进库水果以苹果,梨为主,苹果占70,梨占30(春季为杏,桃子,冬季为桔子)。(3)水果包装方式:包装以木箱,纸箱为主。其中木箱占30(木箱自重4Kg,货重25 Kg),纸箱占70%(纸箱自重2 Kg,货重40 Kg)。(4)最大班工作人数,30人(平均每层10人)。(5)要求冷库门设置风幕。(6)库内货物
2、运输:各层库房用电动叉车进行运输,叉车功率为N=5.5KW(7)冷却时间按24小时冷却到0 oC计算。(8)照明,通风换气按水果冷库常规进行设计选取。2).建筑资料,见冷库总体布置及主库和机房的有关建筑图。3).气象资料:采用广州市室外气象资料。广州:23008N,113019E。海拔:6.6米。大气压力:冬季1019.5hbar,夏季1004.5 hbar年平均温度:21.8 oC室外计算干球温度:冬季空调5 oC,夏季空调30.1 oC。夏季空气调节室外湿球温度:27.7 oC。最热月平均温度:28.4 oC冬季日照率:40。2 .方案设计2.1估算耗冷量1)冷藏库公称容积V1按照冷库设计
3、规范3.0.1条,V1SH其中:S冷藏间或冰库的净面积(不扣除柱,门斗和制冷设备所占的面积)m2;H房间净高,。V1101(25.09220.250.28)19.592(4.20.4755)876.8 m3V1102(25.09220.25)19.592(4.20.4755)933.7 m3120115.95225.092(4.20.4755)1831 m3130125.09219.592(4.20.5365)1801 m32)冷藏间贮藏吨位(或冷库计算吨位)G式中:G 冷库计算吨位,t; 1冷藏间或冰库的公称容积, m3;冷藏间或冰库的体积利用系数;查冷库设计规范中表., s 食品计算密度,
4、Kg/m3;查冷库设计规范表.得到水果或者蔬菜的说明:冷藏间公称容积应该按库温进行加和,即库温,食品相同或者相近的冷藏间的公称体积加在一块,进行计算。G101=876.82300.55/1000=111 tG102=933.72300.55/1000=118 tG201=18312300.55/1000=232 tG301=18012300.55/1000=227 t111+118+232+227 688 t3)标准工况下耗冷量的估算根据对现场冷库的调查,求得标准工况下耗冷量指标q0。现场冷库调查结果冷库名称库温(oC)日进货量(吨)库存吨位(吨)压缩机标准制冷量(万Kcal/h)耗冷量指标q
5、0(Kcal/h*T)曹阳菜库0150250036.8147.2龙华果库02100010000115.5116驷马果库02700600060100上桥果库02100010000122122综合考虑,水果库的冷指标q0可以在100150Kcal/h*T之间选择。考虑到广州地区的地理位置及气候的影响,取耗冷量指标q0120Kcal/h。从而,可以计算出冷库的耗冷量Q 。Qq0G Kcal/h式中,q0水果或者蔬菜的耗冷量指标,Kcal/h*T;G库的库存吨位,吨。Q10111112013320Kcal/h Q10211812014160Kcal/hQ20123212027840Kcal/hQ301
6、22712027240Kcal/hQ=Qi=688120 = 82560 Kcal/h =96.32KW4) 各房间汇总表各房间汇总表冷间编号公称容积(m3)贮藏吨位(T)标况下耗冷量(Kcal/h)101876.811113320102933.711814160201183123227840301180122727240合计5442.568882530.冷库制冷系统的选择1)由于冷藏库制冷系统制冷量较大,从经济上来考虑,并结合国内大中型冷库的设计经验,应该以氨NH3做为工质。同时,NH3还有其他一些优点如:不破坏臭氧层,单位容积制冷量大等。而且NH3的价格低廉,容易取得。并且,按照冷库设计规
7、范的规定,大中型冷库应该采用氨做制冷剂。 因此,本冷库采用NH3为制冷剂。2)制冷压缩级数的选择(1)确定设计工况按照采暖通风与空气调节设计规范6.2.1条,冷凝温度tK为:tk=(ts1+ts2)/2+(57) oC其中,ts1= ts+ts ts 安全值, 机械通风冷却塔ts =34 oC。ts 湿球温度。查采暖通风与空气调节设计规范广州市的ts=27.7 oC.ts2= ts1+t oC t 所选冷凝器形式的进出口水温差。对于立式冷凝器,t=1.53 oC。 ts1=27.7+3.3=31 oCts2=31+2=33 oCtk=(31+33)/2+6=38 oC冷间的冷却设备的蒸发温度t
8、0为:t0= tt oC 式中: t 库房温度 ,oC;t冷间冷却设备计算温差,冷风机t =710 oC. t0= tt =08= -8 oC经查空气调节用制冷技术中氨的 LgPh 图,得到t0对应蒸发压力P0=14.989 Bar tK对应冷凝压力PK=3.2147 BarLgP 主要参数:Bar P0=14.989 Bar H2=2010 KJ/KgPK PK=3.2147 Bart0= -8 oC P0 tK=38 oC H1=1780 KJ/Kg Qv=630 Kcal/m3H1 H2H KJ/Kg制冷循环的LgPh 图在制冷循环系统中,工质的压缩比PK/ P0=14.989/3.21
9、47=4.668,根据冷库设计规范,可以采用单级蒸汽压缩式制冷循环。因此,高温库采用单级压缩即可以满足要求。(2)高温冷库的各种库温相同,其制冷系统一般采用并联式系统,以便某些设备可以互为备用。3)制冷主机及辅助设备的选择(1)方案一压缩机的选择 目前,国内冷库制冷系统,主机形式有:活塞式压缩机和螺杆式压缩机。 根据冷库设计规范6.3.2条,采暖通风与空气调节设计规范6.1.2条,规定:a. 根据各冷间蒸发温度机械负荷的计算值,分别选择压缩机。台数不宜过多,一般不设备用机;较大制冷装置压缩机不少于2台,多台压缩机易大小搭配。b. 当PK/ P08时,应该选择单级压缩机(活塞式压缩机,螺杆式压缩
10、机均可)。c. 压缩机系列不宜超过2种,若仅有2台,易选同一系列。d. 压缩机所需的功率,应该进行校核计算。计算选择压缩机的台数及确定型号: 选择确定单台压缩机的型号,查出标准工况制冷量Q0。台数 n为: 然后,列出制冷压缩机参数表并校核其功率。选择2台4AV10型活塞式制冷压缩机。大连冷冻机股份有限公司: 冰山集团生产;标准工况制冷量: 54 KW ; 标准工况下轴功率: 16 KW ; 重量: 553 Kg;工质: 氨NH3 ; 形式: V; 汽缸直径: 100 mm ; 活塞行程:70 mm.;汽缸数: 4个; 主轴转速: 960 r/min; 活塞行程容积:126.6 m3能量调节范围
11、:0,1/2,1; 进气管径:50 mm; 排气管径:50 mm;曲轴箱装油量:12 Kg; 冷却水耗水量:500 Kg/h; L1915B845;校核其所配电动机的功率: 式中,v一一活塞压缩机的容积效率; p1一一 t0对应蒸发压力P=14.989 Bar; p2一一tk对应冷凝压力Pk=3.2147 Bar;m一一多变指数。对于氨,m=1.28; d一一传动效率,直联为.;1.101.15一一余量附加值; i一一指示效率取.;m一一摩擦功率。取.。代入数据,得到 p=25.6 KW 30 KW 因此,所配电动机功率可以满足要求,功率校核完毕。 冷凝器的选择a. 确定冷凝器的形式一般冷库,
12、均采用水冷式的冷凝器,干旱地区,水源缺乏,也可以用蒸发式冷器。一般大中型冷库很少用风冷式,只有小型冷库才用风冷。冷凝器有:立式冷凝器,水进出口温差1.53 oC。卧式冷凝器,水进出口温差46oC.b. 确定冷凝器的冷却面积FK 由广州地区的气候条件及冷库设计经验来看,使用立式壳管冷凝器。在设计工况下,压缩机的制冷量Q为:式中: Q 一一压缩机设计状况下的制冷量;KWQ一一压缩机标准状况下的制冷量;KWKi 一一换算系数;查冷藏库制冷设计手册P197,表一10 得到,Ki=1.27.=KiQ=1.27542=137 KW单级压缩机的冷凝负荷:Qk=Q 式中: 一一压缩机负荷系数查制冷工程设计手册
13、P280,图一15(b) 得到,=1.2。Qk=Q1.2137=165 KW冷凝器的冷凝面积Fk为:Fk=Qk/qk m2式中: qk 一一冷凝器单位面积的热负荷,Kcal/m2.h。查冷库制冷设计手册P260,表一11 ,对于立式冷凝器得到,qk=35004000 Kcal/m2.h。Fk=Qk/qk=1653600/4.23750=37.5 m2由Fk选择冷凝器的型号与生产厂家。选择2台LN一30型立式壳管式冷凝器。大连冷冻机股份有限公司 : 冰山集团生产。型号:LN一30型;冷凝面积:29 m2; 容器类别:EM一;壳体直径:450 mm; 接管公称尺寸:d65(进气)d32(出液);安
14、全阀:d215 mm; 平衡管d325 mm;底座尺寸:526526 mmmm; 重量:1135 kg.附件规格及数量:放空气角阀g10,一个;安全阀18.5 kgfcmg15,一个;安全阀前角阀g15,一个;放油,混合气角阀g15,两个;出氨液截止阀g32,一个;螺栓1660,四组;进氨气g65,截止阀一个;安全阀接管18250,一个;地脚螺栓x,四组。 冷风机的选择由于水果,蔬菜库,有包装的冷冻食品的冷库,要求库温均匀。因此,冷库设计规范.条规定,冷却物冷藏间应该采用空气冷却器。根据冷库采用空气冷却器的经验数据,对于高温库,有冷风机传热面积:冷藏间净面积:所以,求得各冷藏间所需的冷风机传热
15、面积,列表如下:各房间冷风机传热面积列表冷间编号冷藏间净面积 (m2)冷风机传热面积 (m2)101235.4235.4102250.7250.7201491.6491.6301491.6491.6 由冷风机的传热面积,查冷库制冷设计手册P313,表一34,可以得到冷风机的型号及性能。目前,国内生产的干式空气冷却器(即冷风机)中,KLL型用于冷却物冷藏间,KLD型是用于冻结物的。选择时应该注意。选择完冷风机以后,列表如下:各房间冷风机选择列表冷间编号冷风机型号冷却面积(m2)台数性能指标101LDLc一2802801名义制冷量:55.97 KW;轴流风机型号:FT35Lno4.5-3型2台/台
16、;风量单台12000,合计24000m3/h;风压550Pa;电机YT100-2,3KW。冲霜水量:8T/h;供液57,回气57,出口D452备注:单路供液。中奥合资烟台埃克米制冷设备有限公司,烟台冰轮集团有限公司,热浸锌式冷风机102LDLc一2802801201LDLc一2802802301LDLc一2802802 其他辅助设备的选择a.高压贮液器按照冷库设计规范6.3.12条的规定,高压贮液器体积按 式中:一一高压贮液器的氨充满度,应该取70%;一一 冷凝温度下氨饱和液体比容, m3/Kg;qm一一制冷装置里,每小时氨液总循环量,Kg;值应该按照冷库设计规范的规定,冷藏库公称体积为200
17、110000m3时,=1;若冷库有部分蒸发器因为生产淡季或者检修而需要抽空时,体积系数可以酌情取大。qm的求法可以按照制冷系统内质量流量求法来计算。对于工质氨, tsh=5 oC, 立式壳管式冷凝器trc=0 oC ;参考前边的Lgp一 h图,PK/ P08的单级压缩,将数据代入公式,得到 选择高压贮液器: 型号 ZA一1.5B; 容积:1.632 m3; 容器类别:Em一;桶体尺寸:L3000 D800; 接管公称尺寸:d140d232 d320 mm;主要尺寸:H1260,L3733 mm; 底座尺寸:640560 mmmm ; 重量:915 kg附件规格及数量:放空气角阀g10,一个;
18、安全阀18.5 kgfcmg15,一个; 安全阀前角阀g15,一个;放油角阀g15,一个; 出氨液截止阀g32,一个; 螺栓1660,四组; 进氨气g65,截止阀一个; 直通式压力表阀Dg4,一个; 1.5级压力表02.5Mpa,一个;液位计;L-1000,一个; 安全阀接管252.5,一个; 地脚螺栓20300,四组。b.氨油分离器的选择按照冷库设计规范P43,6.3.9条的规定,氨油分离器的直径应该按下式计算: 式中: dy 一一氨油分离器的直径(m); 一一氨压缩机的输气系数;一一氨压缩机的理论输气量(m3/h);wy一一氨油分离器气体速度,填料式氨油分离器易采用0.30.5m/s;代入
19、数据得到:选择2台YF一65T型号的氨油分离器容积:0.061m3;容器类别:SM一;壳体尺寸:H0662,D0325;接管d165,d265;主要尺寸:H1130 ; 支座:A200,B140; 重量:107Kg. 附件规格数量:角阀Dg15一个; 地脚螺栓:M16300,4组。c集油器当标准工况下的制冷量小于250350 KW时,采用D150mm的集油器。选择台,一台为高压集油器,一台为低压集油器型号JY一150型集油器壳体尺寸:H0409,D0159; 主要尺寸:H647 ; 支座:A150,B106; 重量:30Kg. 附件规格数量:角阀Dg15三个; 1.5级压力表00.25Mpa,
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