制冷工艺课程设计任务根据《冷库建筑》课程设计中所设计的平面图的基础上,进行制冷工艺设计。
一、设计目的:1、培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已经学过的理论和实践知识去分析和解决工程实际问题的能力;2、学习制冷工艺设计的一般方法,了解和掌握食品冷藏库的设计过程和进行方式;3、进行基本技能训练,例如设计计算,绘制施工图纸,编制工程文件,运用设计资料、手册、标准和规范以及使用经验数据,进行经验估算和数据处理等。
二、设计程序:1、设计准备。
认真研究设计任务书,明确设计要求、条件、内容和步骤;通过阅读专业资料、图纸、参观实习等,以了解设计对象;复习课程有关内容,以熟悉有关的设计方法和设计过程;准备好设计需要的图书、资料和用具;拟定设计计划等。
2、制冷系统的方案设计。
决定制冷系统的方案,包括蒸发系统的划分、冷却方式、供液方式、冷凝方式、运转方式、组合方式等的选择。
3、制冷工艺设计计算。
制冷负荷计算,制冷压缩机的选型计算,辅助设备的选型计算,管径选择计算等4、绘制制冷工艺设计图纸。
制冷系统原理图。
5、整理和编写设计计算书及其它工程文件。
6、设计总结三、库址及水文条件:1、库址:合肥2、冷凝器进水温度≤30℃四、生产能力:1、冻结能力:20吨/日2、预冷能力:10吨/日3、制冰能力:30吨/日4、冷藏容量:150吨/次5、贮冰能力:200吨/次五、冷间温度要求:1、冻结间:-23℃2、冷藏间:-18℃3、预冷间:-4℃4、贮冰间:-4℃六、制冷方式及制冷剂:冷却方式、供液方式、冷凝方式、蒸发系统划分等由设计者自定,采用氨制冷剂。
七、冷库围护结构隔热构造:1、屋盖(上→下)(1)40厚预制混凝土板(2)180厚空气间层(3)二毡三油(4)冷底子油一道(5)20厚水泥沙浆抹面(6)30厚钢筋混凝土屋盖(7)1500厚空气间层(8)聚氯乙烯农用薄膜(9)250厚聚氯苯乙烯泡沫塑料(10)二毡三油(11)冷底子油一道(12)20厚水泥沙浆抹面(13)80厚预制钢筋混凝土板2、外墙(1)20厚水泥沙浆抹面(2)240厚砖墙(3)20厚水泥沙浆抹面(4)冷底子油一道(5)隔汽层冻结间:二毡三油预冷间:一毡二油储冰间:一毡二油冷藏间:一毡二油(6)隔热层冻结间:250厚聚苯乙烯泡沫塑料预冷间:100厚聚苯乙烯泡沫塑料储冰间:150厚聚苯乙烯泡沫塑料冷藏间:200厚聚苯乙烯泡沫塑料(7)防潮层冻结间:二毡三油预冷间:一毡二油储冰间:一毡二油冷藏间:一毡二油(8)240厚预制混凝土砖墙(9)20厚水泥沙浆抹面3、内墙(1)20厚水泥沙浆抹面(2)240厚预制混凝土砖墙(3)20厚水泥沙浆抹面(4)冷底子油一道(5)一毡二油(6)隔热层冻结间:250厚聚苯乙烯泡沫塑料储冰间:150厚聚苯乙烯泡沫塑料冷藏间:200厚聚苯乙烯泡沫塑料(7)一毡二油(8)240厚预制混凝土砖墙(9)20厚水泥沙浆抹面4、地坪(上→下)80厚钢筋混凝土面层15厚水泥沙浆抹面一毡二油(4)隔热层冻结间:250厚软木预冷间:150厚软木储冰间:200厚软木冷藏间:200厚软木(5)二毡三油(6)冷底子油一道(7)15厚水泥沙浆抹面(8)100厚预制钢筋混凝土板(9)架空层(10)60厚100号混凝土垫层(11)素土夯实八、设计要求:1、编制制冷工艺设计计算书和设计说明书2、编制主要制冷工艺设计图纸3、制冷系统原理图4、编制设备材料明细表九、设计参考资料:1、教材2、冷库制冷技术(商业部冷藏加工管理局编)3、冷藏库设计(湖北工业建筑设计院编)4、冷藏库制冷设计手册(商业部设计院编)5、制冷设备手册(国防工业出版社)6、500吨冷库图纸(商业部设计院)7、制冷设备产品样本(机械工业出版社)十、说明:1、各冷间净高取4.2米。
2、制冰耗冷量采用经验数据估算,取其制冷机器负荷为6500大卡/吨·小时。
十一、附冷库建筑平面图一张十二、课程设计指导老师:王臣臣《制冷工艺设计》课程设计计算说明书1 制冷负荷计算根据设计任务书中给定的库址及水文条件,查表得:室外计算温度C t w ︒=31,室外计算相对湿度%71=ϕ。
1.1 冻结间冷负荷计算初步确定冻结间采用冷风机送风制冷。
1.1.1 围护结构传热引起的耗冷量Q1根据任务书及图纸要求:室内设计温度为C t dn ︒-=23,相临贮冰间设计温度C t zn ︒-=4,相临预冷间保库温度C t yn ︒=10,相临冷藏间设计温度C t cn ︒-=18。
1.1.1.1 屋盖传热引起的耗冷量Q1a因此屋盖的传热系数为)/(0134.0/12C R K ︒⋅==米瓦,屋盖的面积为296812m F =⨯=,温差修正系数取为20.1=a ,则屋盖传热引起的耗冷量为W t KFa Q a 36.831=∆=。
1.1.1.2 外墙传热引起的耗冷量Q1b因此外墙的传热系数为)/(110.0/12C R K ︒⋅==米瓦,外墙的面积为24.502.412m F =⨯=,温差修正系数取为05.1=a ,则外墙传热引起的耗冷量为W t KFa Q b 34.3141=∆=。
1.1.1.3 与贮冰间及预冷间之间内墙传热引起的耗冷量Q1c查表得此内隔墙的热阻为:W C m R /58.22︒⋅=。
因此内墙的传热系数为)/(388.0/12C m W R K ︒⋅==,内墙的面积为2842.420m F =⨯=,温差修正系数取为00.1=a ,则内墙传热引起的耗冷量为W t KFa Q c 54.10751=∆=。
1.1.1.4 与冷藏间之间内墙传热引起的耗冷量Q1d查表得此内隔墙的热阻为:W C m R /67.22︒⋅=。
因此内墙的传热系数为)/(375.0/12C m W R K ︒⋅==,内墙的面积为26.332.48m F =⨯=,温差修正系数取为00.1=a ,则内墙传热引起的耗冷量为W t KFa Q d 00.631=∆=。
1.1.1.5 地坪传热引起的耗冷量Q1e查表得此内隔墙的热阻为:W C m R /09.42︒⋅=。
因此地坪传热的传热系数为)/(244.0/12C m W R K ︒⋅==,地坪的面积为296812m F =⨯=,温差修正系数取为70.0=a ,取通风地坪的平均温度为C t ︒=2。
则地坪传热引起的耗冷量为W t KFa Q e 92.4091=∆=。
所以,冻结间围护结构传热引起的总耗冷量为:kW Q Q Q Q Q Q e d c b a 49.1111111=++++=1.1.2 食品加工的耗冷量Q2按照设计规范取食品进库温度为C t ︒=41,出库温度为C t ︒-=152,则相应的进出库的焓值为:kg kJ h /3.2801=,kg kJ h /9.102=。
查表得:食品包装材料的重量系数为3.0=B ,包装材料的比热容为)/(88.0C kg kJ C b ︒⋅=(铝盘盛装)。
根据设计任务书有:加工量为日/20t G =。
因此,食品冷加工的耗冷量为:kW t t GBC h h G Q b 52.6316.136.62)()(21212=+=-+-=ττ1.1.3 库房通风换气的耗冷量Q3=0 1.1.4 电机运行的耗冷量Q4根据经验数据得冻结间的设备负荷为kg W h t kCal /7/6000=⋅,因此,冻结间的冷负荷为:h kCal Q /120000206000'=⨯=。
拟确定每个冻结间采用KLJ-350的冷风机2台,则每台冷风机所配电机功率为 2.2kW ,所以,电机运行耗冷量为:W N Q 7568118.88608604=⨯⨯⨯=⋅⋅∑=ρξ。
1.1.5 经营操作的耗冷量Q5=0根据汇总表可以看出'Q Q <,因此,所选的冷风机能满足要求。
1.2 冷藏间冷负荷计算初步确定冷藏间采用顶排管制冷。
1.2.1 围护结构传热引起的耗冷量Q1根据任务书及图纸要求:室内设计温度为C t cn ︒-=18,相临预冷间保库温度C t yn ︒=10,相临冻结间保库温度C t dn ︒-=10。
1.2.1.1 屋盖传热引起的耗冷量Q1a因此屋盖的传热系数为)/(0134.0/12C R K ︒⋅==米瓦,屋盖的面积为21921612m F =⨯=,温差修正系数取为20.1=a ,则屋盖传热引起的耗冷量为W t KFa Q a 28.1511=∆=。
1.2.1.2 外墙传热引起的耗冷量Q1b因此外墙的传热系数为)/(130.0/12C R K ︒⋅==米瓦,外墙的面积为26.1172.4)1612(m F =⨯+=,温差修正系数取为05.1=a ,则外墙传热引起的耗冷量为W t KFa Q b 58.7861=∆=。
1.2.1.3 与预冷间之间内墙传热引起的耗冷量Q1c查表得此内隔墙的热阻为: W C m R /67.22︒⋅=。
因此内墙的传热系数为)/(375.0/12C m W R K ︒⋅==,内墙的面积为2842.420m F =⨯=,温差修正系数取为00.1=a ,则内墙传热引起的耗冷量为W t KFa Q c 8821=∆=。
1.2.1.4 与冻结间之间内墙传热引起的耗冷量Q1d查表得此内隔墙的热阻为:W C m R /67.22︒⋅=。
因此内墙的传热系数为)/(375.0/12C m W R K ︒⋅==,内墙的面积为26.332.48m F =⨯=,温差修正系数取为00.1=a ,则内墙传热引起的耗冷量为W t KFa Q d 8.1001=∆=。
1.2.1.5 地坪传热引起的耗冷量Q1e查表得此内隔墙的热阻为:W C m R /44.32︒⋅=。
因此地坪传热的传热系数为)/(291.0/12C m W R K ︒⋅==,地坪的面积为21921612m F =⨯=,温差修正系数取为70.0=a ,取通风地坪的平均温度为C t ︒=2。
则地坪传热引起的耗冷量为W t KFa Q e 21.7821=∆=。
所以,冷藏间围护结构传热引起的总耗冷量为:kW Q Q Q Q Q Q e d c b a 70.2111111=++++=1.2.2 食品加工的耗冷量Q2按照设计规范取食品进库温度为C t ︒-=151,出库温度为C t ︒-=182,则相应的进出库的焓值为:kg kJ h /9.101=,kg kJ h /0.52=。
查表得:食品包装材料的重量系数为3.0=B ,包装材料的比热容为)/(51.1C kg kJ C b ︒⋅=(塑料袋包装)。
根据设计任务书有:加工量为日/150t G =。
因此,食品冷加工的耗冷量为:kW t t GBC h h G Q b 88.360024.088.36)()(21212=+=-+-=ττ1.2.3 库房通风换气的耗冷量Q3根据室内外空气的温度可查得:室外空气的焓值为kg kJ h w /061.82=,室内空气的焓值为kg kJ h n /077.16-=,室内空气的重度为3/22.1m kg r n =。