鲁东大学课程设计模板

冷库设计

姓名张雪松

院系食品工程学院专业空调和制冷技术年级1302

学号20132976573 指导教师王明涛

2014年12月25日

课程设计成绩评定表

学院（公章）：学号：20132976573

姓名张雪松总成绩：

题目烟台市某冷库设计

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目录

1设计任务说明 (1)

2制冷压缩机型号与数量的选择 (1)

3压缩机的选型计算 (3)

4冷凝器的选择计算 (4)

5蒸发器的选型 (5)

6膨胀阀的选择 (6)

6.1节流机构介绍 (6)

6.2节流机构的选型原则 (6)

6.3热力膨胀阀的选型计算 (6)

致谢 (7)

1设计任务说明

1.1设计对象

冷库设计

烟台市某冷库设计

1.2设计条件

已设计的冷库地点为烟台；制冷负荷总计：（100+10×N）kW，N是每位同学学号最未二位数；冷藏间温度为0℃，制冷剂：R22，当地湿球温度25.9℃。

2制冷压缩机型号与数量的选择

2.1确定机房总制冷量。

2.1.1总制冷量计算

由《制冷费装置设计》可知制冷量应与制冷装置的机械负荷相等或接近；故可知制冷量=制冷负荷：

由公式可知：

（100+10×N）kW 制冷量为830kW

2.2确定制冷系统设计工况

2.2.1制冷系统的设计工况

（1）蒸发温度的确定：

to=tn-(8~10)

tn—房间温度（冷间温度，库温），℃；t0蒸发温度

因此取t0=-10℃

（2）冷凝温度的确定：

蒸发式冷凝器：

tk=ts+(5~10)

ts夏季室外平均每年不保证50h的湿球温度；tk蒸发温度

因此tk=35

压缩机吸气温度：

对于氟利昂制冷系统，一定的吸气过热度可以提高循环的经济型，采用热力膨胀阀时，蒸发出口气体的过热度为3~8℃。单级压缩和双级压缩的高压吸气温度不应超过15℃，因此此处压缩机的吸气温度取-5℃。

过冷温度：

对于氟利昂制冷系统，一定的吸气过热度可以提高循环的经济型，采用热力膨胀阀时，蒸发出口气体的过热度为3~8℃。单级压缩和双级压缩的高压吸气温度不应超过

15℃，因此此处压缩机的吸气温度取-5℃。

°

C

°C

3压缩机的选型计算

为使压缩机安全可靠和经济运行，当氟利昂制冷系统中冷凝压力与蒸发压力比值>10时，应采用双击压缩，经计算压力比＜10，故采用单级压缩。

按照压缩机的理论输气量选型，单级压缩制冷循环压焓图如图3-1所示.在选配压缩机时，压缩机制冷量应和计算所得的机械负荷Qj 相匹配。因此利用制冷应量和需冷的平衡关系，即可求出所需压缩机的理论输气量

0V V j

40V 1j t V )(q Q h h v Q q ηη=

-=

式中，Qj 为该蒸发温度系统的机械负荷（kw ）；v1为吸如气体的比体积（m3/h ）；h0为蒸发器出口的干饱和蒸汽的比焓（kj/m3）；h4为节流阀前后的制冷工质液体的比焓（kj/kg ）；

ηv 为压缩机的容积效率；qov 为单位容积制冷量（kj/m3）。

根据p~h 图可得h o =400kj/kg ；h 4=250kj/kg ；v 0=0.16kg/m3；h 2=440kj/kg ； h 1=405kj/kg ，

查有关资料输气系数为ηv =0.75，总效率ηe =0.78 qvt=（830*0.16）/(0.75*150)=1.18m3/s=4248m3/h

查生产厂家样本知，型号为 HLB32ⅢD 的螺杆式制冷机每台的理论输气量为5000m3/h ， 3台总输气量为 15000m3/h （ 4.17 m 3/s ） ，满足要求。 制冷剂的循环量为G t =ηv q Vt /v O =0.75*4.17/0.16=19.54kg/s 每台螺杆压缩机的轴功率为

Pe=ηv Vt/ηvv1*h2—h1/ηe ＝0.75*19.54*(440-405)/3*0.16*0.78=1369.9 kw 制冷压缩机配用的电动机功率为 P=（1.1~1.15）pe/ηd=1506~1575kw

查生产厂家样本知，型号为HLB32ⅢD 的螺杆机每台配置电动机功率为 1600kw ，满

足其最不利情况需求。

4冷凝器的选择计算

4.1确定冷凝器的类型

制冷装置中的冷凝器，根据冷却介质可以分和冷却方式的不同，可以分为空气冷却、水冷式和蒸发式三种类型。

根据烟台地区的地形特点和气候特点，选用空气冷却式冷凝器，以空气为介质，具有节约电能、安装维及修方便的特点。适用范围可以扩大到350kw以上的商用制冷装置。

4.2计算名义制冷量

Q=E1E2E3E4E5E6Q0

式中，Q为名义制冷量（kw）；Q0为设计工况制冷量（kw）；E1为取决于蒸发温度和t0和冷凝温度tk的修正系数，见表3—11；E2为压缩机型号修正系数，半封闭式压缩机取E2=1；E3为冷凝温度tk与空气入口温度t1之差△t的修正系数见表3—12；E4为制冷剂的修正系数，对于R22取1;E5为空气温度修正系数，见表3—14；E6为海拔高度修正系数，见表3-15。

冷凝温度t k/℃

蒸发温度t0/℃

-15 -10 -5 0 5 10

25 1.29 1.25 1.21 1.17 1.14 1.12

30 1.32 1.28 1.24 1.20 1.17 1.15

35 1.37 1.32 1.27 1.24 1.21 1.18

表3-12 △t的修正值E3

△t/℃9 10 11 12 13 14 15 E3 1.67 1.5 1.36 1.25 1.15 1.07 1.00

表3-13空气温度修正系数E 5

15 20 25 30 35 40 45

空气温度

t1/℃

E50.97 .98 1.00 1.01 1.03 1.05 1.06

表3-14 海拔高度修正系数E6

0 600 800 1000 1200 1400 1600

海拔高

度/M

E6 1 1.04 1.06 1.07 1.09 1.10 1.12

根据给定的条件，查表可得E1=1.37,E2=1,E3=1,E4=1,E5=0.98,E6=1.04 代入式可得Q=1.37×1×1×1×0.98×1.04×830=1114.358

查相关资料，选择ARS-66A型空气冷却器3台，该冷却器名义工况为280kw，传热热面积260m3，满足要求。

5蒸发器的选型

5.1蒸发器选型的一般原则

1）所选用冷却设备的使用条件，应符合设备制造厂商提出的设备技术条件的要求。2）冷却间、冷却动物冷藏冷藏间的设备应采用空气冷却器。

3）包装间的冷却设备宜采用空气冷却器。

4）冻结物冷藏间的冷却设备，宜采用空气冷却器。当食品无良好包装时，可采用排管、墙排管。

5）对食品的冻结加工，应根据不同食品冻结工艺的要求，选用相应的冻结装置。

5.2蒸发器的选型

冷却空气的蒸发器

Q s=k s△t s A S

式中Q S----冷间冷却设备的负荷，即排管的热负荷W；

K s-----排管组的传热系数，W/(㎡.℃);

A s-----冷却排管的传热面积，㎡；

△t s ----冷间库温与冷却设备蒸发温度的计算温度差，℃。

K s=k，C1C2C3

k,--光滑管在特定的条件下的传热系数W/(㎡.℃);取9.42

C1构造换算系数，和管子间距s与管外径dw之比有关，一般取1.1

C2管径换算系数，取1.0

C3供液方式换算系数，取1.0

经过计算：

K s取值10.36 W/(㎡.℃)

△t s取值10℃

Q s取值760000w

最终的散热器面积7335.9㎡

6膨胀阀的选择

6.1节流机构介绍

在制冷系统中，供给蒸发器液体制冷量的多少直接影响蒸发器能否有效工作。制冷剂供给量不足会引起蒸发量的减少；而蒸发器液体过满同样会使制冷量减少，可能导致强烈的带油使压缩机产生液积危险。节流机构的作用是为蒸发器提供适量的制冷剂液体，同时又维持系统的高、低压侧的压力差，保证蒸发器的适宜的蒸发压力。

6.2节流机构的选型原则

1）手动膨胀常用作旁通或辅助节流机构

2）恒压膨胀阀和毛细管适用于工况较稳定的制冷系统

3）热力膨胀阀和热电膨胀阀多用于管内蒸发的氟利昂蒸发器及中间冷却器因此，选用热力膨胀阀为该冷库的节流机构

6.3热力膨胀阀的选型计算

制冷剂R22，制冷量760kw冷凝温度35℃，冷凝压力p k=1.5Mpa；蒸发温度-5℃，蒸发压力p o=0.45Mpa，阀前制冷液体温度30℃，液体过冷度35-30=5℃；液管管径d=20mm；管长30mm蒸发器分六路并联，安装在比储液器高10mm。确定阀前后压力降△p，液体经过管路、弯管头、干燥过滤器、视液镜，电磁阀等部件的压力降为△p s 假设为0.05Mp；液体分配器的压力降△pd假设为0.04Mpa。

经过计算：p o=p k-△p-△p s-△p d

因此膨胀阀两端的压力降:

△p=p k-p o-△p s-△p d=1.5-0.45-0.05-0.04Mpa=0.96Mpa=960Kpa

膨胀阀型号的确定在液体过冷度△t1=5℃时，修正系数1.08.因此修正的蒸发器负

荷为760/1.08=703KW。

由于膨胀阀的制冷量必须等于或稍大于修正的蒸发器负荷703kw，故型号为TDAAX9的膨胀阀在此是一个合适的选择。

致谢

通过这三个月来的忙碌和学习，本次毕业设计已接近尾声，作为一个大专生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，在这里衷心感谢指导老师的督促指导，以及一起学习的同学们的支持，让我按时完成了这次毕业设计。

在毕业论文设计过程中，我遇到了许许多多的困难。在此我要感谢我的指导老师王明涛老师给我悉心的帮助和对我耐心而细致的指导，我的毕业论文较为复杂烦琐，但是王明涛老师仍然细心地纠正图中的错误。除了敬佩王明涛老师的专业水平以外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作，我才得以解决毕业设计中遇到的种种问题。同时感谢我院、系领导对我们的教导和关注;感谢大学三年传授我们专业知识的所有老师。如果没有他们的帮助，此次毕业设计的完成将变得困难。他们在我设计中给了我许多宝贵的意见和建议。同时也要感谢自己遇到困难的时候没有一蹶不振，取而代之的是找到了最好的方法来解决问题。最后，感谢生我养我的父母。谢谢他们给了我无私的爱，为我求学所付出的巨大牺牲和努力。