制冷课程设计说明书瘦鱼生产冷库设计专业:建筑环境与设备工程姓名:学号:指导教师:李芃2014年6月14日目录1.工程概述1.1建库地点:西安,纬度:34o18’;1.2此冷库属鱼类生产性冷库,其生产能力如下:1)冻结能力:按每昼夜二次计,30吨/日;2)冷藏库容量:冻结物冷藏间为250吨;1.3制冷剂工质:氨1.4冷库概况本冷库采用的是氨制冷系统,设有冻结间、冻结物冷藏间、制冰间、冰库和穿堂及制冷压缩机房、变配电间等,主要功能室对鱼类的冻结加工与储藏;2.设计依据储存食品:鱼类(瘦鱼).设计参数1)室外设计参数根据需要,查《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》,2)邻室计算温度若对两个库房之间或库房与其它建筑物之间进行传热计算时,则应以邻室计算温度代替室外温度。
若邻间是冷藏间时,则按其设计库温来计算;若邻间为冷却间或冻结间时,则应该取该冷间空库保温的温度,即:冷却间按10℃,冻结间按-10℃计算;若该冷间地坪下设有通风加热装置时,其外侧温度按1℃~2℃计算。
对于两用间的计算温度可这样确定,进行本房间热量计算时,室内温度取低库温值;作为其他库房的邻室时,则取高库温值。
3)冷间设计温度=-23℃冻结间:tn=-18℃冻结物冷藏间:tn常温穿堂:t= 30℃c4)进货温度与出货温度计算货物耗冷量时需确定进货温度。
进货温度按下列规则选取:a)未经冷却的鲜肉温度按35℃,经冷却的按4℃计算。
b)冻肉:从库外调入的为-8℃~-10℃;非外库调入的按该冷库冻结间终止降温时货物的温度(肉体中心温度按15℃)计算。
c)新鲜鱼虾按整理鱼虾用水的水温计算;冰鲜鱼虾整理后的温度按15℃计算。
货物的出货温度根据冷库的规模、产品品种以及产品冷加工工艺要求等来确定,无具体要求时下列数据可参考:肉类从冷却间出库时温度可按+4℃计,肉类鱼类从冻结间出库时的温度可按15℃计,冷却物冷藏间出库温度可按0℃计,冻结物冷藏间出库温度可按-18℃计。
3.制冷系统方案的设计制冷剂的选择:氨有以下优点:氨价格低廉且易于取得,对臭氧层无破坏作用,单位制冷量大,比较适用于大中型冷藏库制冷系统。
3.2供液方式的确定表制冷供液方案对比系统采用氨泵供液,能保证供液稳定且效率较高;氨液进入冷却设备选择采用“下进上出”式,主要由于“上进下出”式的系统很难做到均匀分配。
融霜采用热氨-水融霜。
冷却水系统选用循环水系统,以自来水做补水。
各个房间的冷却方式冰库与冻结物储藏间均用定排管为冷却设备,库内空气自然对流循环。
冻结间采取搁架排管冻结间,并设轴流风机。
冻结间采用手推车进出货,其中鱼盘的尺寸为长600,宽400,高100(单位毫米).手推车设计采用六层,每层八个鱼盘,为二乘四排布。
4.库房耗冷量围护结构传热引起的耗冷量1Q1Q =)(n w t t a F K -•• 式中: a —-维护结构两侧温差修正系数;w t ――维护结构外侧计算温度 ,C o ; n t —-库内设计温度,C o ;F —-维护结构的传热面积,2m ; K —-围护结构传热系数W /2m K •K =1R =∑++ii n w λδαα1110R —-围护结构的总热阻, 2m W K /•;w n a a ,――围护结构内外表面的放热系数,W /2m K •;i δ—-围护结构各层材料的厚度,m ; i λ—围护结构各层材料的传热系数,K m W •/;计算对流换热系数无防风设施的屋面、外墙的表面: w a =W 2m K •,R =2m W K /•; 顶棚上为阁楼或有房屋和外墙外部紧邻其他建筑物的外表面n a =12W /2m K •,R =2m W K /•; 冻结间、冷却间设有强力通风装置时:n a =W 2m K •,R =2m W K /•; 冻结物冷藏间有鼓风的冷却设备时: n a =12W /2m K •,R =2m W K /•; 冷间无送风的冷却设备时: n a =W 2m K •,R =2m W K /•; 地面下为通风架空层: w a =W 2m K •,R =2m W K /•;1). 围护结构的总热阻各种围护结构的热阻计算如下表2).冷库建筑平面布置图如下 分别计算冷藏间2和冷冻间1。
a) 冷藏间2墙体①,④:结构构造层名称厚度δ(m)导热系数(W/m·k)热阻(m²·k/w)总热阻(冰库外墙1. 1:3水泥砂浆抹面0.020.930.021505 4.2417 3.902712062. 混合砂浆砌墙面0.240.8140.294843. 1:3水泥砂浆抹面0.020.930.0215050.0020.1740.0114940.0030.4650.0064525.稻壳0.58(0.53)0.1513.84106(3.50099)6.预制钢筋混凝土板0.0351,570 2.23E-057.1:2.5水泥砂浆抹面0.020.930.021505 3.02221.钢筋混凝土护面层0.08 1.570.0509552. 1:3水泥砂浆保护面0.0150.930.0161290.0020.1740.0114940.0030.4650.0064524.软木0.20.07 2.8571435. 1:3水泥砂浆保护面0.0150.930.0161290.0020.1740.0114940.0030.4650.0064527. 1:3水泥砂浆找平0.040.930.0430111. 1:3水泥砂浆抹面0.020.930.021505 2.39712.混合砂浆砌砖墙0.120.8140.147423. 1:3水泥砂浆抹面0.020.930.0215050.0020.1740.0114940.0030.4650.0064525.软木层0.150.07 2.1428576. 1:2.5 水泥砂浆抹面0.020.930.0215050.0020.1740.011494 6.23460.0030.4650.0064522.水泥砂浆找平0.030.930.0322583.钢筋混凝土 板0.035 1.2790.0273654.稻壳0.90.1515.9602655.杉木企口板平顶0.020.1160.172414屋顶1. 二毡三油油毡 沥青外墙4. 二毡三油 油毡沥青地坪3. 二毡三油 油毡沥青3. 二毡三油 油毡沥青冻结间内墙4. 二毡三油 油毡 沥青外墙,由上边计算可知墙体热阻为2/m k W g , 墙体外表面对流换热系数为:无防风设施的屋面、外 墙的表面w a =W 2m K •,R =2m W K /•;墙体内表面对流换热系数为:冷藏间为冷排管式,没有设风机,冷间无送风的冷却设备时: n a =W 2m K •,R =2m W K /•; 总的热阻1R =2/m k W g ; 墙体②该墙是内墙,墙体热阻为:2/m k W gn a =W 2m K •,w a =W 2m K •总的热阻为:2R =2/m k W g ; 墙体③该墙与穿堂相邻,墙体热阻为:2/m k W g ,w a =12W /2m K •,n a =W 2m总的热阻为: 3R =2/m k W g 顶棚热阻为R =2/m k W g , w a =12W /2m K •,n a =W 2m 总的热阻为 c R =2/m k W g 地坪热阻为R =2/m k W g ,n a =W 2m 总的热阻为 f R =2/m k W g b) 冻结间1 墙体①,④:墙体热阻为:2/m k W gw a =12W /2m K •,n a =29W /2m总的热阻为: 3R =2/m k W g ; 墙体②墙体热阻为:2/m k W gw a =12W /2m K •,n a =29W /2m K •,总的热 阻为:1R =2/m k W g ; 墙体③该墙是内墙,墙体热阻为:2/m k W gw a =29W /2m K •,n a =29W /2m K •总的热阻为:1R =2/m k W g ; 顶棚热阻为R =2/m k W g , w a =12W /2m K •,n a =29W /2m 总的热阻为 c R =2/m k W g 地坪热阻为R =2/m k W g ,n a =29W /2m 总的热阻为 f R =2/m k W g计算围护结构耗冷量时,取夏季空气调节室外计算日平均温度为室外计算温度。
同时,根据《冷库设计规范—GB50072-2010》,查取围护结构两侧温度差修正系数。
首先,需要确定各个围护结构的热惰性指标D ,公式如下: 式中:i R ----各层材料的热阻,2/m k W g i S ---各层材料的蓄热系数,2/()W m C ⋅︒ 经过计算,各个围护结构的热惰性指标D 都大于4;然后,查下表可得围护结构两侧温度差修正系数。
具体的计算结果如下表:a) 冷藏间2 b) 冻结间1.货物耗冷量2Q一般,食品进库时的温度比库内的温度要高,对于活性食品,在冷加工贮藏过程中还要不断进行需氧呼吸(为放热反应),这就形成食品向周围空气不断地传递热量,这种在单位时间内食品向库内空气放出的热量就叫货物放热量。
食品在冻结过程中放热,是分三个阶段:显热—潜热—显热进行的,因各种食品在不同的温度下都具有不同的含热量值。
所以,在设计中,一般均以食品冷加工或贮藏前后的焓差,温差或果蔬的呼吸热平均值作为计算基础。
2Q =a Q 2+b Q 2+c Q 2+d Q 2式中:a Q 2——食品放热量;b Q 2——食品包装材料和承载工具的热量;c Q 2——食品冷加工过程的呼吸热;d Q 2——食品冷藏过程中的呼吸热;而本设计中不考虑c Q 2、d Q 2,因为是鱼类分配性冷库,没有呼吸热流量这一项。
则:式中: 'G ——冷间每天进货量,kg 。
冻结间按设计的冷加工能力计算;冷却物冷藏间当存放果蔬时不大于库容量的8%,存放鲜蛋时不大于库容量的5%;冻结物冷藏间当有外库调人货物时,应按库容量的5%计算,无外库调入货物,冻结量较少时可按冷库每日的冻结量入库,但不应大于库容量的5%。
21h h 、——货物进出冷间的焓值kg kJ ,可根据货物的品种和初、终温度查食品焓值表,见《制冷装置设计》表2-2-8; τ——货物冷加工时间,s ;B ——货物包装材料和运载工具的重量系数,见《制冷装置设计》表2-2-9 bC ——货物包装材料和运载工具的比热,K kg kJ ⋅,参考《制冷装置设计》表2-2-101t ——包装材料或运载工具进入冷间时的温度,C ο2t ——包装材料或运载工具在冷间内降温终止时的温度,一般为库房设计温度,C ο;a) 冷藏间2'G :该冷库不从外地调入货物,所以'G 为冻结库的冻结量,30t/d;进库温度1t :取冻结间终止时的温度,-15℃; 出库温度2t :取冷藏间的设计温度,-18摄氏度; B :查表得:;b C :取铁皮类的比热,Kg ·k.1h :根据《制冷技术与应用》附表12查得:瘦鱼在-15℃时的焓值为:Kg2h :瘦鱼在-18℃时的焓值为:5KJ/Kg=30(14.25)*1000300.60.4231000360024360024-⨯⨯⨯*+⨯⨯=. b) 冻结间1'G :'G 为冻结库的冻结量,30t/d;进库温度1t:按15℃计算;出库温度2t :取冻结间的终止温度,-15℃; B :查表得:;b C :取铁皮类的比热,Kg ·k.1h :根据《制冷技术与应用》附表12查得:瘦鱼在15℃时的焓值为:Kg 2h :瘦鱼在-15℃时的焓值为:Kg12122'()*1000'()*1000b G BC t t G h h Q ττ--=+=30(318.614.2)*1000300.60.42301000360024360024-⨯⨯⨯*+⨯⨯=。