畢業(yè)設(shè)計

題目:冷庫設(shè)計

1.冷庫地址:廣州

2.冷庫容量:貯藏量:3噸

3.庫溫:

1)

凍結(jié)物冷凍間:-15

2)

冷媒:R12

4.設(shè)計內(nèi)容

1)

冷庫總體設(shè)計,繪制冷庫平面圖;

2)

維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計;

3)

冷負(fù)荷計算;

4)

設(shè)備選型計算;

5)

制冷系統(tǒng)設(shè)計,繪制制冷系統(tǒng)原理圖;

6)

自動控制系統(tǒng)設(shè)計,繪制電器控制圖;

7)

機(jī)房工藝設(shè)計,繪制機(jī)房平面圖,立體圖,施工大樣圖;

前言

隨著現(xiàn)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(chǔ)上了,吃得好才是人們所追求.人們對食物的種類、質(zhì)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(yīng)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(jìn)行加工和貯存.按照其使用性質(zhì)分類可分為生產(chǎn)性冷庫、分配性冷庫、中轉(zhuǎn)性冷庫、混合性冷庫和生活服務(wù)性冷庫；按其容量可分為小型冷庫和大中型冷庫。本設(shè)計是屬于一個小型冷庫，主要是機(jī)關(guān)、學(xué)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(jī)氟利昂制冷系統(tǒng)，故本設(shè)計采用的制冷工質(zhì)是R12，并采用直接膨脹的供液方式。因為這種方式的系統(tǒng)比較簡單，可減少設(shè)備和管道的投資，并且易于實現(xiàn)現(xiàn)代化；同時本系統(tǒng)冷間內(nèi)采用排管作冷卻系統(tǒng)，而除霜系統(tǒng)則采電熱除霜整個系統(tǒng)實現(xiàn)了控制。

第一部分

主庫設(shè)計

冷庫一般分為機(jī)房和庫房兩部分，參考有關(guān)樣板圖，我所設(shè)計的冷庫是一個冷凍間:用來貯存豬肉.整個冷庫設(shè)計使用一臺壓縮機(jī)組，采用排管式冷卻方式。除機(jī)房和庫房外，冷庫還設(shè)有常溫穿堂、月臺等作為貨物進(jìn)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(shù)》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(shù)

查表6—1

得=0.40

r——食品的計算密度(Kg/)

查表6—3

得r=400Kg/

設(shè)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(shè)1m，則長為5m,寬為4m。

第二部分

維護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)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(xiàn)在社會上應(yīng)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。現(xiàn)在對以上的幾種材料作分析，然后選擇本設(shè)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(rèn)的優(yōu)良材料。它的優(yōu)點是抗壓強(qiáng)度高，無毒，容量小，導(dǎo)熱系數(shù)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(yīng)采用自熄型可發(fā)性聚苯乙烯泡沫塑料，它離開火焰在一秒種內(nèi)可自行熄滅。這種泡沫塑料的特點是質(zhì)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(jīng)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(yīng)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(fā)泡劑、穩(wěn)定劑、和熔劑，經(jīng)加熱塑化發(fā)泡而制成，可作成開孔、閉孔及軟質(zhì)、硬質(zhì)多種。硬質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料具有較好的抗壓的強(qiáng)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(zhì)聚胺酯泡沫塑料，可在現(xiàn)場發(fā)泡直接噴涂或灌注成型使用。它的優(yōu)點是容量和導(dǎo)熱系數(shù)小、強(qiáng)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(fā)泡，設(shè)備簡單、施工效率高，它本身就可以與金屬、非金屬材料粘結(jié)（粘結(jié)強(qiáng)度0.1－0.3MPa），而不需要其他粘結(jié)材料，而且所形成的隔熱層沒有接縫，是一種很有發(fā)展前途的隔熱材料。它的缺點是現(xiàn)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(fēng)設(shè)施，以保護(hù)施工人員的安全。

根據(jù)以上資料及本設(shè)計的請況，本次設(shè)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(shè)計

１.外墻的構(gòu)造設(shè)計

參考《冷庫設(shè)計》采用上圖的外墻構(gòu)造。詳細(xì)材料列于下表：

編號

材料

厚度mm

傳熱系數(shù)

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(shè)備》P316有

(1)的確定

當(dāng)室內(nèi)溫度在+10～—30范圍內(nèi),可用經(jīng)驗公式:

=(0.6—0.00714Δt)4.2

[W/()]

=(0.6—0.0071455)4.2=0.87066()

為外圍多層結(jié)構(gòu)的總傳熱系數(shù),Δt為庫內(nèi)外的當(dāng)量溫差.根據(jù)廣州市氣象局測算廣州夏天室外最高溫度為

=40,已知庫內(nèi)=

所以Δt=55。

（2）的確定

外圍多層結(jié)構(gòu)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(shù)，取11.6

W/(m?)

—內(nèi)墻面放熱系數(shù)，取23.2

W/(m?)

—各層構(gòu)造體厚度（m），=1，2，3，…；

—各層構(gòu)造體材料的導(dǎo)熱系數(shù)

[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(shù)K的計算

K

=

=

1/

R0

=

0.65

式中：aW—室內(nèi)空氣對外墻壁的放熱系數(shù)

(W/(m·K)

an—內(nèi)墻壁對室內(nèi)的放熱系數(shù)

(W/(m·K)

R—各層材料的熱阻

m·K/W

—圍護(hù)結(jié)構(gòu)總熱阻

m·K/W

第三部分

冷凍庫的熱負(fù)荷

冷凍庫的熱負(fù)荷主要由下述五個方面：（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷；（2）貨物熱負(fù)荷；

（3）通風(fēng)換氣熱負(fù)荷

；（4）操作管理熱負(fù)荷

；（5）電動機(jī)運轉(zhuǎn)熱負(fù)荷。

1、圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷

（1）

綜合溫度

=+（）

式中：—室外空氣計算溫度（）

—太陽輻射的當(dāng)量溫升（）

可查《制冷工程與設(shè)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(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)

[W/()]

=1.3

A——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計算面積

（）

——室外空氣的綜合溫度

（）

——庫內(nèi)空氣的溫度（）

n——對庫內(nèi)外溫差（）的修正系數(shù)，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(shè)備》P325

表9—10

得

=

2、貨物熱負(fù)荷

=

式中：

G—庫內(nèi)貨物的總量（/晝夜）

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

②生產(chǎn)性冷酷凍結(jié)物冷凍間以沒晝夜接量按比例攤?cè)敫骼鋬鲩g。

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(shè)備》P329表9—12

Z=200h

—冷凍間總?cè)萘?/p>

—貨物加工前后的比焓

（），可查

《制冷工程與設(shè)備》P327表9—11

—包裝材料進(jìn)出冷庫溫度

℃

—水果等食品進(jìn)出庫時相應(yīng)呼吸熱量平均值，可查

3、通風(fēng)換氣熱負(fù)荷

冷凍間不存在通風(fēng)換氣問題。故=0。

4、操作管理熱負(fù)荷

（1）操作工人熱負(fù)荷

=

（W）

==800.19（W）

式中：

n

—

該庫內(nèi)同期操作人數(shù)

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(shè)備》P332

表9—15得

（2）照明熱負(fù)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(shù)，可查《制冷工程與設(shè)備》P333表9—16

n=0.35

—

照明標(biāo)準(zhǔn)（W/㎡），可查《制冷工程與設(shè)備》P333表9—16

qn=3

（3）開門熱負(fù)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(fù)荷（W）

查表

9—17

可估算qm=1495.86

n

—

庫門使用系數(shù)，即每天允許庫門開啟時間，查表9—18

n=1

—

使用條件系數(shù)，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(zhuǎn)電動設(shè)備熱負(fù)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(fù)荷為：

=

=

800.19+21+1345.5+0=2166.69（W）

5、電動機(jī)運轉(zhuǎn)熱負(fù)荷

無電動設(shè)備，故Q5=06、冷間冷分配的設(shè)備負(fù)荷和機(jī)器負(fù)荷

式中P為冷加工負(fù)荷系數(shù)，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(hù)熱的修正系數(shù)

m

=

0.8

n—同期操作系數(shù)

n

=

0.75

R—管道冷損系數(shù)

R

=

1.2

查書《制冷工程與設(shè)備》P378

冷凍間冷卻設(shè)備的設(shè)計

冷卻面積：頂排管的傳熱系數(shù)

按K=15W，冷庫每圈管長=4×2+5+4=17m

圈數(shù)=

=

19圈

管距=

=

114mm

第四部分

機(jī)械設(shè)備的選型

一.壓縮機(jī)的選型計算

壓縮機(jī)是制冷系統(tǒng)中最主要的設(shè)備之一，其設(shè)備費用在全部設(shè)備費用當(dāng)中所占據(jù)的比例較大，而且運行費用也是冷庫經(jīng)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(jī)的型號及數(shù)量，對整個制冷系統(tǒng)的設(shè)備費用、運行費用以及保證冷凍食物的質(zhì)量有重大的影響。

在小型冷庫的制冷系統(tǒng)設(shè)計中，比較常用的壓縮機(jī)有活塞式壓縮機(jī)和螺桿式壓縮機(jī)，根據(jù)各自的特點，活塞式壓縮機(jī)一般用于冷量比較?。ㄒ话阍?00kw以下），而螺桿式壓縮機(jī)則一般用在冷量比較大（一般在350kw以上）。本設(shè)計的冷庫，機(jī)械負(fù)荷約55kw，故采用單級活塞式壓縮機(jī)。

壓縮機(jī)：

[企業(yè)信息]：東威制冷壓縮機(jī)有限公司

[型????號]：Q24.1F18.4-2.0Z

[名義制冷量]：6.3W

[其他參數(shù)]：電源(Power):1PH

220V

50Hz；額定電流RLA(A)：11.3；堵轉(zhuǎn)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(fā)溫度范圍：-25-0℃；最高冷凝溫度：55℃；電動機(jī)繞組溫度：130℃；最高環(huán)境溫度：43℃；

[備注]：中溫系列

冷凝器：

[企業(yè)信息]：常熟市銀城冷氣機(jī)有限公司

[型????號]：TE60F

[名義制冷量]：6

KW

[其他參數(shù)]：制熱量W：4000

風(fēng)量m3/h：2000

電源：380V

50Hz

壓縮機(jī)：形式

蝸旋式全封閉，名義功率Hp

3.92

冷凝器風(fēng)機(jī)：形式

軸流式，功率kw

0.75

蒸發(fā)器風(fēng)機(jī)：形式

離心式，機(jī)外余壓Pa

100，功率kw

0.3

空氣過濾器：不銹鋼網(wǎng)及綿特綸網(wǎng)保護(hù)裝置：高壓、低壓、各電機(jī)過電流、錯相、斷相、系統(tǒng)易熔塞制冷劑：R134a

重量kg:室內(nèi)機(jī)

200，室外機(jī)

120

外形尺寸mm：室內(nèi)機(jī)（長1200寬510高1250），室外機(jī)（長1000寬800高850）室內(nèi)外機(jī)連接管mm：液管

12，數(shù)量（根）1，氣管

16*1.5，數(shù)量（根）1

[備注]：分體式

拼裝式熱力膨脹閥

[企業(yè)信息]：遠(yuǎn)東冷凍集團(tuán)

[型????號]：TCLE1-1/2M

[名義制冷量]：5.0

KW

[種????類]：R12

[其他參數(shù)]：標(biāo)準(zhǔn)接頭直角式釬焊/ODF:C501-5

3/8*5/8

總

結(jié)

回想起02年的入學(xué)那天，我只不過是一名初中剛畢業(yè)的學(xué)生。時光的流逝，不經(jīng)不覺的已到了技校的最后階段，想到了就快要離開學(xué)校，心里不免有一番感慨。所以對這次的畢業(yè)設(shè)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(rèn)真和用心的去完成這次的畢業(yè)設(shè)計。在這次設(shè)計中，讓我在學(xué)校5年內(nèi)學(xué)到的所有專業(yè)知識得到了綜合的應(yīng)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(shè)計中，需要綜合運用本專業(yè)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(yè)那樣馬虎了事，需要用很多的標(biāo)準(zhǔn)，很多的規(guī)范。這無疑要我更加深入地了解本專業(yè)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(kuò)大了我的知識面，學(xué)到了很多新的知識。

本次設(shè)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(shè)計中遇到的很多的問題在課堂上沒講過，這些問題大多數(shù)通過自己獨立思考、翻查有關(guān)資料和書籍、和同學(xué)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(shè)計中，收集資料和整理分析過程也大大培養(yǎng)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(shè)計我學(xué)會了CAD畫圖的基本用法，office辦公軟件更是有質(zhì)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(yè)設(shè)計讓我有很大的收獲，令我掌握設(shè)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(jīng)驗。在這里我要感謝在設(shè)計過程中幫助過我的老師和同學(xué)，特別是老師，他在如此忙的情況下悉心指導(dǎo)我，讓我順利的完成了本次的畢業(yè)設(shè)計。

參

考

文

獻(xiàn)

上海交通大學(xué)出版社，《制冷工程與設(shè)備》