畢業設計

題目:冷庫設計

1.冷庫地址:廣州

2.冷庫容量:貯藏量:3噸

3.庫溫:

1)

凍結物冷凍間:-15

2)

冷媒:R12

4.設計內容

1)

冷庫總體設計,繪制冷庫平面圖;

2)

維護結構設計;

3)

冷負荷計算;

4)

設備選型計算;

5)

制冷系統設計,繪制制冷系統原理圖;

6)

自動控制系統設計,繪制電器控制圖;

7)

機房工藝設計,繪制機房平面圖,立體圖,施工大樣圖;

前言

隨著現代人生活水平的不斷提高,人們對食物的要求不再停留在吃得飽的基礎上了,吃得好才是人們所追求.人們對食物的種類、質量和新鮮程度的要求日益提高,使得食物的冷藏和保鮮工作顯得越來越重要.冷庫作為一種行之有效的冷藏工具,應用就越來越廣泛了.冷庫,是以人工制冷方法建立起來的低溫特種倉庫,其功能是對易腐食品進行加工和貯存.按照其使用性質分類可分為生產性冷庫、分配性冷庫、中轉性冷庫、混合性冷庫和生活服務性冷庫；按其容量可分為小型冷庫和大中型冷庫。本設計是屬于一個小型冷庫，主要是機關、學校、工廠、商店等部門用于臨時儲存食物的。它的特點是：庫存量少，儲存期短，品種多，堆貨效率低，冷間溫度一般為-15。

該冷庫為土建式冷庫,活塞式壓縮機氟利昂制冷系統，故本設計采用的制冷工質是R12，并采用直接膨脹的供液方式。因為這種方式的系統比較簡單，可減少設備和管道的投資，并且易于實現現代化；同時本系統冷間內采用排管作冷卻系統，而除霜系統則采電熱除霜整個系統實現了控制。

第一部分

主庫設計

冷庫一般分為機房和庫房兩部分，參考有關樣板圖，我所設計的冷庫是一個冷凍間:用來貯存豬肉.整個冷庫設計使用一臺壓縮機組，采用排管式冷卻方式。除機房和庫房外，冷庫還設有常溫穿堂、月臺等作為貨物進出庫房的運輸通道。

主庫平面布置如下圖：

冷庫庫容量的計算：（貨物堆疊方式參看平面圖）

參考書《中小型冷庫技術》P143

公式(6—1)

G=

==19

式中:G——冷庫貯藏噸位(t)

G=6t

——冷凍間的公稱容積

()

——冷凍間的容積系數

查表6—1

得=0.40

r——食品的計算密度(Kg/)

查表6—3

得r=400Kg/

設冷庫高H=3.0m,堆貨高度為1.75m，則底面積A==9.5,令長L=4m,則寬W=3m。

害通道設1m，則長為5m,寬為4m。

第二部分

維護結構設計計算

一、絕熱材料的選擇：

冷庫建筑用的隔熱材料種類很多，現在社會上應用最多的材料主要為軟木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚胺酯泡沫塑料等?，F在對以上的幾種材料作分析，然后選擇本設計的隔熱材料。

1.軟木：軟木很早就用于冷庫隔熱，是世界公認的優良材料。它的優點是抗壓強度高，無毒，容量小，導熱系數小，富彈性，難燃，不易腐爛等。其缺點是可被蟲蛀，價格較貴。

2.聚苯乙烯泡沫塑料：冷庫應采用自熄型可發性聚苯乙烯泡沫塑料，它離開火焰在一秒種內可自行熄滅。這種泡沫塑料的特點是質輕、隔熱性能好，耐低溫性能好，能耐酸堿，有一定的彈性，制品可以切割。但最近幾年使用經驗表明，聚苯乙烯泡沫塑料在冷庫使用較容易吸水，影響隔熱效果、使用時應做好防潮和防水處理。聚苯乙烯泡沫塑料：它是由

聚氯乙烯泡沫塑料加入發泡劑、穩定劑、和熔劑，經加熱塑化發泡而制成，可作成開孔、閉孔及軟質、硬質多種。硬質聚氯乙烯泡沫塑料具有較好的抗壓的強度（>0.18MPa）和腐蝕性，不吸水、不燃燒、隔熱性能良好（≯0.043W／mK）

3.聚胺酯泡沫塑料：常用作隔熱材料的是硬質聚胺酯泡沫塑料，可在現場發泡直接噴涂或灌注成型使用。它的優點是容量和導熱系數小、強度高、吸水率低、有自熄性、能用于較低的溫度（－100）它能在常溫下發泡，設備簡單、施工效率高，它本身就可以與金屬、非金屬材料粘結（粘結強度0.1－0.3MPa），而不需要其他粘結材料，而且所形成的隔熱層沒有接縫，是一種很有發展前途的隔熱材料。它的缺點是現場噴涂時溢出有毒的異氰酸酯蒸汽（最大允許濃度是0.02ppm），必須有完善的通風設施，以保護施工人員的安全。

根據以上資料及本設計的請況，本次設計選用軟木為地坪的隔熱材料，其他墻體的隔熱材料為聚胺酯泡沫塑料。

二.外墻設計

１.外墻的構造設計

參考《冷庫設計》采用上圖的外墻構造。詳細材料列于下表：

編號

材料

厚度mm

傳熱系數

W/(m?K)

熱阻R

m2?K/W

1：2水泥沙漿

0.928

0.022

磚墻

240

0.81

0.296

1：3水泥漿抹面

0.928

0.022

二氈三油防水層

0.22

0.041

聚胺酯泡沫塑料

0.031

0.25

鍍鋅鐵板

忽略不計

4.隔熱層材料的厚度計算

可查《制冷工程與設備》P316有

(1)的確定

當室內溫度在+10～—30范圍內,可用經驗公式:

=(0.6—0.00714Δt)4.2

[W/()]

=(0.6—0.0071455)4.2=0.87066()

為外圍多層結構的總傳熱系數,Δt為庫內外的當量溫差.根據廣州市氣象局測算廣州夏天室外最高溫度為

=40,已知庫內=

所以Δt=55。

（2）的確定

外圍多層結構總熱阻為：

=

（/w）

=

1.1486

（3）的確定

為非隔熱層的所有各層熱阻之和：

=

（/w）

=

0.086+（0.022+0.296+0.022+0.041）+0.043

0.51

式中：—外墻壁放熱系數，取11.6

W/(m?)

—內墻面放熱系數，取23.2

W/(m?)

—各層構造體厚度（m），=1，2，3，…；

—各層構造體材料的導熱系數

[W/()]；=1，2，3，…。

（4）隔熱層的熱阻確定：

=—

=1.1486—0.51=0.6386

（5）隔熱層厚度確定：

=

（m）

=0.031×0.63860.0198

=

20mm

3．傳熱系數K的計算

K

=

=

1/

R0

=

0.65

式中：aW—室內空氣對外墻壁的放熱系數

(W/(m·K)

an—內墻壁對室內的放熱系數

(W/(m·K)

R—各層材料的熱阻

m·K/W

—圍護結構總熱阻

m·K/W

第三部分

冷凍庫的熱負荷

冷凍庫的熱負荷主要由下述五個方面：（1）圍護結構熱負荷；（2）貨物熱負荷；

（3）通風換氣熱負荷

；（4）操作管理熱負荷

；（5）電動機運轉熱負荷。

1、圍護結構熱負荷

（1）

綜合溫度

=+（）

式中：—室外空氣計算溫度（）

—太陽輻射的當量溫升（）

可查《制冷工程與設備》P320表9—4

=

=

40+3.5=

43.5

=

40+1.8=

41.8

=

40+1.9=

41.9

=

40+7.6=

47.6

(2)通過墻體、樓板及屋蓋的傳熱量

=

（w）

式中：——圍護結構的傳熱系數

[W/()]

=1.3

A——圍護結構的計算面積

（）

——室外空氣的綜合溫度

（）

——庫內空氣的溫度（）

n——對庫內外溫差（）的修正系數，可查表9—5

n=1

=

==3794.5W

土壤上有隔熱層地坪

可查《制冷工程與設備》P325

表9—10

得

=

2、貨物熱負荷

=

式中：

G—庫內貨物的總量（/晝夜）

①分配性冷庫凍結物冷凍間按冷凍間庫容量的3%～5%計算，遠距離運輸大批量入庫時可按庫容量的5%～10%計算。

②生產性冷酷凍結物冷凍間以沒晝夜接量按比例攤入各冷凍間。

③冷卻物冷凍間按冷凍間庫容量5%計算。

g—貨物包裝材料總量（）每個箱重2公斤，共250個紙箱。

C—包裝材料比熱容()

Z—貨物冷加工周期（h）可查《制冷工程與設備》P329表9—12

Z=200h

—冷凍間總容量

—貨物加工前后的比焓

（），可查

《制冷工程與設備》P327表9—11

—包裝材料進出冷庫溫度

℃

—水果等食品進出庫時相應呼吸熱量平均值，可查

3、通風換氣熱負荷

冷凍間不存在通風換氣問題。故=0。

4、操作管理熱負荷

（1）操作工人熱負荷

=

（W）

==800.19（W）

式中：

n

—

該庫內同期操作人數

n=2

qr

—

人體每小時平均散熱量[KJ/（h·人）]，可查閱《制冷工程與設備》P332

表9—15得

（2）照明熱負荷

=

n··A

（W）

=

0.35×3×20=21（W）

式中：

A—冷間建筑面積

A=5×4=20㎡

n—照明燈同期使用系數，可查《制冷工程與設備》P333表9—16

n=0.35

—

照明標準（W/㎡），可查《制冷工程與設備》P333表9—16

qn=3

（3）開門熱負荷（門洞有空氣幕）

=

1495.86×1×0.9=1345.5

(W)

式中：

—

庫門每天開啟1h的熱負荷（W）

查表

9—17

可估算qm=1495.86

n

—

庫門使用系數，即每天允許庫門開啟時間，查表9—18

n=1

—

使用條件系數，具備幾個條件時，總值為各值乘積，查表9—19

=

0.9

（4）間歇運轉電動設備熱負荷

全部為人工搬運，所以=0

通過以上各項分析計算，操作管理的熱負荷為：

=

=

800.19+21+1345.5+0=2166.69（W）

5、電動機運轉熱負荷

無電動設備，故Q5=06、冷間冷分配的設備負荷和機器負荷

式中P為冷加工負荷系數，冷凍時P取1.3

=4331＋1.3×1344.91＋2166.69＋0=8246.07（W）

=（0.8×4331+1344.91+0＋0.75×2166.69＋0）×1.2

=

6434.72×1.2

=

7721.6（W）

式中：m—圍護熱的修正系數

m

=

0.8

n—同期操作系數

n

=

0.75

R—管道冷損系數

R

=

1.2

查書《制冷工程與設備》P378

冷凍間冷卻設備的設計

冷卻面積：頂排管的傳熱系數

按K=15W，冷庫每圈管長=4×2+5+4=17m

圈數=

=

19圈

管距=

=

114mm

第四部分

機械設備的選型

一.壓縮機的選型計算

壓縮機是制冷系統中最主要的設備之一，其設備費用在全部設備費用當中所占據的比例較大，而且運行費用也是冷庫經營管理運行費用中最主要的一項。因此，能否合理地選用壓縮機的型號及數量，對整個制冷系統的設備費用、運行費用以及保證冷凍食物的質量有重大的影響。

在小型冷庫的制冷系統設計中，比較常用的壓縮機有活塞式壓縮機和螺桿式壓縮機，根據各自的特點，活塞式壓縮機一般用于冷量比較小（一般在400kw以下），而螺桿式壓縮機則一般用在冷量比較大（一般在350kw以上）。本設計的冷庫，機械負荷約55kw，故采用單級活塞式壓縮機。

壓縮機：

[企業信息]：東威制冷壓縮機有限公司

[型????號]：Q24.1F18.4-2.0Z

[名義制冷量]：6.3W

[其他參數]：電源(Power):1PH

220V

50Hz；額定電流RLA(A)：11.3；堵轉電流LRA(A)：66；排量(cm3/rev)：49.8；冷凍油牌號：SR-32A；注入量(cm3)：1200；重量(kg)：29；制冷劑：R12；蒸發溫度范圍：-25-0℃；最高冷凝溫度：55℃；電動機繞組溫度：130℃；最高環境溫度：43℃；

[備注]：中溫系列

冷凝器：

[企業信息]：常熟市銀城冷氣機有限公司

[型????號]：TE60F

[名義制冷量]：6

KW

[其他參數]：制熱量W：4000

風量m3/h：2000

電源：380V

50Hz

壓縮機：形式

蝸旋式全封閉，名義功率Hp

3.92

冷凝器風機：形式

軸流式，功率kw

0.75

蒸發器風機：形式

離心式，機外余壓Pa

100，功率kw

0.3

空氣過濾器：不銹鋼網及綿特綸網保護裝置：高壓、低壓、各電機過電流、錯相、斷相、系統易熔塞制冷劑：R134a

重量kg:室內機

200，室外機

120

外形尺寸mm：室內機（長1200寬510高1250），室外機（長1000寬800高850）室內外機連接管mm：液管

12，數量（根）1，氣管

16*1.5，數量（根）1

[備注]：分體式

拼裝式熱力膨脹閥

[企業信息]：遠東冷凍集團

[型????號]：TCLE1-1/2M

[名義制冷量]：5.0

KW

[種????類]：R12

[其他參數]：標準接頭直角式釬焊/ODF:C501-5

3/8*5/8

總

結

回想起02年的入學那天，我只不過是一名初中剛畢業的學生。時光的流逝，不經不覺的已到了技校的最后階段，想到了就快要離開學校，心里不免有一番感慨。所以對這次的畢業設計很重視，因為覺得在技校5年做的最后一件最重要的事情，所以我很認真和用心的去完成這次的畢業設計。在這次設計中，讓我在學校5年內學到的所有專業知識得到了綜合的應用，使我理論知或者是實踐能力都得到很大的提高。

這次的設計中，需要綜合運用本專業的幾乎全部知識而且還要深入更加的具體，不像以前做作業那樣馬虎了事，需要用很多的標準，很多的規范。這無疑要我更加深入地了解本專業的知識，而且還有其他方面的知識，如冷庫建筑方面的知識，這些都對我擴大了我的知識面，學到了很多新的知識。

本次設計中給了我很多的體會，就是做的都是自己的東西，所有的東西都是要自己從零開始，資料從最基本開始做起。要考慮很多問題，所以在這次的設計中遇到的很多的問題在課堂上沒講過，這些問題大多數通過自己獨立思考、翻查有關資料和書籍、和同學討論或問老師一齊解決，使我解決問題的能力得到了提高。

在本次的設計中，收集資料和整理分析過程也大大培養了我的獨立思考能力和工作能力，還有運用軟件的能力，通過這次的設計我學會了CAD畫圖的基本用法，office辦公軟件更是有質的飛越，還有檢索找資料方面的能力也提高。

總之，這次的畢業設計讓我有很大的收獲，令我掌握設計冷庫的步驟過程，思考能力和工作能力有了大大的提高，這是一次很寶貴的經驗。在這里我要感謝在設計過程中幫助過我的老師和同學，特別是老師，他在如此忙的情況下悉心指導我，讓我順利的完成了本次的畢業設計。

參

考

文

獻

上海交通大學出版社，《制冷工程與設備》