冷库课程设计-小型氨系统制冷工艺设计..
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小型氨系统制冷 工艺设计 (第四组)
制冷工艺设计 一个单层500t生产性冷藏库,采用砖墙、钢筋混凝土梁、柱和板建成。隔热层外墙和阁楼采用聚氨酯现场发泡,冻结间内墙贴软木,地坪采用炉渣并装设水泥通风管。整个制冷系统设计计算如下: 1.设计条件 1.气象和水文资料 设计地点 杭州 夏季室外计算温度 +35℃ 太阳辐射 北纬30 相对湿度 80% 地下水温 20℃ 冷藏容量 500t 冻结能力 20t/日 2.制冷系统 采用氨直接蒸发制冷系统。冷藏间温度为-18℃,冻结间温度为-23℃。 3.冷藏库的平面布置 冷藏库的平面布置如下图所示。 2. 设计计算 整个制冷系统的设计计算是在冷库的平面立面和具体的建筑结构和围护结构确定之后进行的。首先计算冷库的耗冷量,然后计算制冷机器和设计。计算出程序如下: 1.冷库维护结构的传热系数计算 主要计算外墙、内墙、阁楼层和地坪的传热系数,计算公式如下: 热阻的计算公式为: ,1iiisRRa
传热系数的计算公式为
1212111sw
K
对于墙面的对流换热系数,外墙表面取;内墙表面取;冻结间的内墙表面取。各冷库维护结构及其传热系数的计算见表1-1。 3. 冷库耗冷量的计算 (1)冷库围护结构传热引起耗冷量 按计算围护结构传热面积原则计算各库房围护结构的传热面积,然后计算耗冷量。 1)冷库围护结构的传热面积。 冷库围护结构的传热面积计算见表1-2. 表1-1 冷库围护结构及其传热系数的计算 外 墙 序号 结构层次 δ/m λ/[kal/(m·h·℃)] R=δ/λ[(m2·h·℃)/kal] 1 外墙外表面空气热阻 1/αw 2 20mm厚水泥砂浆抹面 3 370mm厚预制混凝土砖墙 4 20mm厚水泥砂浆抹面 5 冷底子油一道 7 130mm厚聚氨酯隔热层 8 混合砂浆砖砌墙 9 20mm厚1:水泥砂浆抹面
10 外墙内表面空气热阻 1/αn 总热阻 R0 传热系数 K 冻结间内墙 序号 结构层次 δ/m λ/[kal/(m·h·℃)] R=δ/λ[(m2·h·℃)/kal] 1 内墙外表面空气热阻 1/αw 2 20mm厚水泥砂浆抹面 3 120mm混合砂浆砖砌墙 4 20mm厚水泥砂浆抹面 5 冷底子油一道 7 130mm聚氨酯隔热层 9 20mm厚1:水泥砂浆抹面
10 内墙内表面空气热阻 1/αn 总热阻 R0 传热系数 K 屋顶阁楼层 序号 结构层次 δ/m λ/[kal/(m·h·℃)] R=δ/λ[(m2·h·℃)/kal] 1 外表面空气热阻 1/αw 2 40mm厚预制混凝土板 3 空气间层 5 20mm厚水泥砂浆找平层 6 30mm厚钢筋混凝土屋盖 7 空气间层 8 260mm厚聚氨酯隔热层 9 250mm厚钢筋混凝土板 10 内表面空气热阻 冷藏间 1/αn 冻结间 总热阻 R0 冷藏间 冻结间
传热系数 K 冷藏间 冻结间 地 坪 序号 结构层次 δ/m λ/[kal/(m·h·℃)] R=δ/λ[(m2·h·℃)/kal] 1 60mm厚细石钢筋混凝土面层 2 15mm厚水泥砂浆抹面层 4 20mm厚水泥砂浆抹面层 5 50mm厚炉渣预制块 6 540mm厚炉渣层 7 15mm厚水泥砂浆保护层 9 20mm厚水泥砂浆保护层 10 530mm厚单层红砖干铺 11 400mm厚干砂垫层 12 150mm厚3:7灰土垫层
13 100mm厚碎石灌50号水泥砂浆
14 内表面空气热阻 冷藏间 1/αn 冻结间 总热阻 R0 冷藏间 冻结间
传热系数 K 冷藏间 冻结间
表1-2 冷库维护结构的传热面积表
计算部位 传热面积 计算部位 传热面积 长/m 高/m 面积/㎡ 长/m 高/m 面积/㎡ 东墙 南墙 西墙 北墙 屋顶、阁楼、地坪 东墙 南墙 西墙 北墙 屋顶、阁楼、地坪
东墙 西墙 屋顶、阁楼、地坪 东墙 西墙 北墙 屋顶、阁楼、地坪 东墙 西墙 北墙 屋顶、阁楼、地坪 东墙 南墙 西墙 屋顶、阁楼、地坪 2) 冷库围护结构的耗冷量计算下表1-3. 表1-3 的计算表
序号 墙体方向 Q1/W K A α Tw Tn
东墙 1 35 -18 南墙 35 -18 西墙 35 -18 阁楼层 35 -18 地坪 33 -18 此间合计
东墙 1 35 -18 西墙 35 -18 阁楼层 35 -18 地坪 33 -18 此间合计
东墙 1 35 -18 西墙 35 -18 北墙 35 -18 阁楼层 35 -18 地坪 33 -18 此间合计
东墙 1 35 -18 南墙 1 35 -18 西墙 1 35 -18 北墙 35 -18 阁楼层 35 -18 地坪 33 -18 此间合计
东墙 1 35 -18 南墙 1 35 -18 西墙 1 35 -18 北墙 1 35 -18 阁楼层 35 -18 地坪 33 -18
)(nwTTKAQ此间合计
东墙 1 35 -18 南墙 35 -18 西墙 1 35 -18 北墙 1 35 -18 阁楼层 35 -18 地坪 33 -18 此间合计
注:公式=wnQKATT中,K为传热系数2/WmC•,A为传热面积2m,为温差修正系
数,wT为室外温度C,nT为室内温度C。 (2)食品冷加工的耗冷量 冻结间进行食品冷加工的耗冷量按第三章的计算公式计算。由于冷藏间属于生产性冷库,进入冷藏间贮存时的耗冷量,要按每昼夜冻结能力比例摊入于各冷藏间内。该库有三间冻结间,每间冻结能力为日,共 t/日。三间冷藏间按比例摊分,每间进货量为 t/日。假设冻结的食品为猪肉。 (1)冻结间: 冻结间的温度 +39℃ 过20h后 -15℃ 食品的冻结加工量 t/日 即6500kg/日 食品在冻结前后的焓值查附表可得kgkjh3301;kgkjh2.122,n=1,=20hT。
kwnTGhhQ69.283600*20*1)2.12330(*6500)(2121 (2)冻结物冷藏间: 食品入库前的温度 -15℃ 冷藏24h后 -18℃ 食品的冷藏量 进货量为 t/日 =19500kg/G日,食品前后的焓值查附表3得:kgkjh2.121;kgkjh6.42,T=24h。
kwnTGhhQ72.13600*24*1)6.42.12(*19500)(2121 (3)通风换气的耗冷量 这个冷库没有需要换气的库房,因而没有通风换气的耗冷量。所以3=0Q。 (4)经营操作耗冷量 计算公式为
rrnnwndcbaqnmrhhVFqQQQQ24324)(5555 由于冻结间不计经营操作耗冷量则只考虑冻结物冷藏间经营操作耗冷量。每平方米地板面积照明热量2m/w30.2 1)库房照明耗冷量 每平方米地板面积照明热量dq 冻结物冷藏间1 2m2.157A 公式 冻结物冷藏间2 2m4.154A Aqda5Q 2m/w30.2 冻结物冷藏间3 2
m2.157A
2) 开门耗冷量:
360024MrhhnvQnnwb5)(
V—冷间内净容积(3m); n—每日开门换气次数冻结物冷藏间1、3按次计算;冻结物冷藏间2按次算 nwhh、—冷间外内空气的比焓(kg/kj);室外空气的比焓,按温度35℃相对湿度80﹪下的比焓kg;室内空气的比焓,-18℃冷藏库相对湿度为95﹪的比焓为kg; M—有空气幕的修正系数,取; nr—冷间空气的密度;-18℃冷藏库空气密度为kg/m3 冻结物冷藏间1、2、3的开门耗冷量为 冻结物冷藏间1 公式 冻结物冷藏间2 360024MrhhvnQnnw15b)( 冻结物冷藏间3 3)操作工人耗冷量:
24Q5rcntq 其中:n——操作间的人数,按4人计算; T—操作人员的工作时间,按每日3小时计算; rq—每个操作人员产生的耗冷量,取419w; w5.209w24419*3*424Q5rc
ntq
冻结物冷藏间经营操作耗冷量 冻结物冷藏间1经营操作耗冷量 公式 冻结物冷藏间1经营操作耗冷量 cba5555QQQQ 冻结物冷藏间1经营操作耗冷量 (5)电动机运转耗冷量 4号、5号、6号冻结间电动机的运行耗冷量相同:冷风机使用的电动机有4台,每台功率为,,
电动机运转耗冷量为,冻结物冷藏间没有风机,此项耗冷量40Q (6)总耗冷量 1)库房冷却设备的总负荷:按公式计算于表1-4。
q12345=QQqQQQQ
其中,冻结物冷藏间p=1;冻结间p=1.3 表1-4 库房冷却设备的总负荷 序号 冷间名称 q12345
=/QQpQQQQw
1 冻结物冷藏间 2 冻结物冷藏间 3 冻结物冷藏间 4 结间 5 结间 6 结间 总计 2)制冷机器的总负荷
1122334455(jQnQnQnQnQnQR)
冷库的生产旺季不在夏季,1Q的修正系数取1;冷藏间面积100㎡时,修正系数取;冻结间