小型冷库设计专项方案.doc

小型装配式冷库设计方案

姓 名：
学 号：
所在学院：
所在班级：
指导老师：
设计时间：

一、工程概况
在柳州水果农贸市场仓库里建造一个小型装配式冷库，为高温冷藏库，用来保鲜苹果(早熟)，库温为0～4℃，相对湿度是85%，经24h把温度从32℃降到0℃。该冷库库存量为10t，天天进货量为0.5t。仓库层顶为通风阁楼，并无隔热层。库体材料采取100mm厚聚苯乙烯泡沫板；底部采取100mm厚高密度聚苯乙烯泡沫板，上覆高标号钢筋混凝土。
二、计算库体尺寸
冷藏库容积按公式计算
G=
式中：——冷藏食品密度，单位为kg/m3；
——容积利用系数，土建冷库取0.4，装配式冷库取0.6；
G——冷藏库储藏量，单位为kg；
V——冷藏库容积，单位为kg/m3；
冷藏食品为蔬菜，冷藏量为10吨，查表1-1得230kg/m3＝0.23t/m3，则
V=G/（）=10/0.23×0.6=72m3
所以可得库体尺寸为6.0m×5.0m×2.6m。
表1-1 食品平均密度表
名称
平均密度（kg/·m-3）
名称
平均密度（kg/·m-3）
冻猪肉
375
冻羊肉
300
冻牛肉
400
冻鱼
450
箱装新鲜水果
230
罐头食品
600
听装冰蛋
550
箱装冻家禽
350
三、设计参数
库内计算温度tn（即库温）是由食品冷加工工艺条件、食品种类、储藏期限等确定。对于苹果，其库温为0～4℃；相对湿度为85%。
库外计算温度tw应考虑当地最恶劣气候条件时温度，但也要考虑选择制冷设备经济性，在计算时，应以国家相关冷库规范中查取数据作为库外计算温度。该冷库所在地是柳州，库外温度取31℃。
四、热流量计算
1.围护结构热流量Q1
Q1=KAa（tw–tn）
式中：K——围护结构传热系数W/ (℃·m2)；
A——围护结构传热面积（m2），由库房尺寸得是117.2 m2；
a—— 围护结构两侧温差修正系数，按围护结构类别和所处位置而定，见书本《制冷工艺设计》P13表1-7，可得a=1.20
tw –tn——环境温度和库温温差（℃）
K=1/R0
其中 R0=1/aw+δ/λ+1/an　
式中：aw、an——外、内表面表面传热系数[W/( m2·℃)]，冷库围护结构表面传热系数见书本《制冷工艺设计》P14表1-8，可得aw=12 W/( m2·℃)an=18 W/( m2·℃)；
λ——材料热导率[W/(m·℃)]见书本《制冷工艺设计》附表10得聚苯乙λ=0.047 W/(m·℃)；
δ——平壁结构层厚度（m）为0.1 m。
R0=1/12+0.1/0.047+1/18=2.2664 m2·℃
K=1/2.2664=0.44 W/( m2·℃)
所以Q1=0.44×117.2×1.20×（31-4）=1670.8W
2、货物热流量Q2
Q2= m(h1-h2)/3.6t+m(Q′+ Q′′)/2+(m2-m) Q′′
式中：m——天天进货量为500 kg；　
m2——冷却物冷藏间冷藏质量10000kg；
Q′——货物冷却初始温度时单位质量呼吸热，见书本《制冷工艺设计》P17表1-11为0.193W/kg；
Q′′—— 货物冷却终止温度时单位质量呼吸热，见书本《制冷工艺设计》P17表1-11为0.019W/kg；
h1——货物在库房内初始降温时比焓，见书本《制冷工艺设计》附表12为403.9kJ/kg；
h2——货物在库房内终止降温时比焓，见书本《制冷工艺设计》附表12为271.9kJ/kg；
t——对冷藏间取24h。
所以Q2=500×（403.9-271.9）/3.4×24 +500×(0.193+0.019)/2+(10000-500)×0.019=997.4W
3、通风换气热流量Q3
Q3=V×n×∆h×1/24×1/3.6
式中：V——库容量m3；
∆h——环境和库内空气焓差kJ/ m3见表1-2；
n——24h换气次数能够采取2~3次。
表1-2环境和库内空气焓差kJ/ m3
库 温/°C
-20°C以下
-20~--2°C
-2~10°C
焓差∆h/（kJ/kg）
185
155
135
所以 Q3=72×3×135×1/24×1/3.6=337.5W
五、设备负荷计算
1.冷却设备负荷QS计算
Qs= Q1+PQ2+Q3
式中：Q1——围护结构热流量1670.8W；
P——货物热流量系数，对于货物不经冷却直接进入冷藏间冷却物冷藏间，P=1.3；
Q2——货物热流量997.4W；
Q3——通风换气热流量337.5W。
所以Qs=1670.8+1.3×997.4+337.5=3304.92W
2.机械负荷QJ计算
因为只有一个库，所以机械负荷能够用下面公式计算：
QJ=1.2Qs
式中：1.2 ——安全系数；
Qs——设备负荷。
所以QJ=3304.92×1.2=3965.904 W
六、设备选型
1、冷却设备选型
本方案冷却设备采取是冷风机，因为是高温冷藏库所以选择DL吊顶冷风机。DL系列吊顶式冷风机产品特点：其蒸发器采取了薄壁钢管和冲孔二次翻边一次成形高效铝翅片经机械胀管而成，含有高传热效率，选择风机防潮湿、风量大、噪声低、运转平稳可靠；壳体采取了优质钢板和喷塑工艺、耐腐蚀、外形平整、美观、大方。依据冷却设备负荷QS，所以选择DL-4.3/20（外形图图1所表示），DL吊顶冷风机技术参数见表1-3。该冷风机进液管径为12mm，回气管径为19mm,排水管径为25mm。
表1-3 DL吊顶冷风机参数
型号
名义换热量
(Kw)
△t=7℃
冷却
面积
m2
管
容积
dm3
风机
融霜电热器
外型尺寸mm
风量
m3/h
直径
Фmm
射程
m
电机
功率
w
功率
KW
电压
V
DL-4.3/20
4.28
20
3.9
3400
330
10
2×90
2.4
220
1620*330*425

图1
2、制冷机组选型
本方案制冷机组选使用方法国丹佛斯美优乐全封闭风冷压缩冷凝机组，丹佛斯美优乐原装高配置压缩冷凝机组符合现在和未来相关性能、噪声、紧凑制造质量和和生态标准一致要求。为多种用途而特殊设计整机，含有宽广运转工况，为了确保产品含有长寿命，全部零件全部有高品质且系精密加工。有点有：整机特殊设计使压机内电机100%由吸气冷却（外形图图2所表示）。依据机械负荷选择机组型号是GM(Z)-28机组，机组技术参数见表1-4。
表1-4美优乐全封闭风冷压缩冷凝机组技术参数
机组型号
压缩机型号
机组功率KW
制冷量W
接管规格
外型尺寸(mm)
回气管
液管
A
B
C
GM(Z)-28
MT(Z)28
2.2
4700
ф12
ф10
680
610
570

图2
3、热力膨胀阀选型
本方案采取是能适用不一样温度环境通用感温充注，泄流孔自动清洗，过热度可调，紧凑结构及强密封性设计，激光焊接不锈钢感温元件，确保最好调整能力，膜片寿命更长，耐压强度高丹佛斯膨胀阀。该膨胀阀含有特点：蒸发温度范围大,可交换流口组件,可提供MOP（最大操作压力）限制功效保护压缩机电机，预防因为过高蒸发压力造成其损坏。其丹佛斯膨胀阀型号参数代码见表1-5，外形图图3所表示。依据冷风机进出管径选择阀型号为TEX 2外平衡式膨胀阀。
表1-5 丹佛斯膨胀阀型号参数代码
制冷剂
阀型号
压力平
衡1）
毛细管
接口尺寸
产品代码
进口×出口
N系列
-40至+10℃
N系列
-40-5℃
NL系列
-40至-15℃
m
in.×in
mm×mm
不带mop
带mop
带mop
带mop
R22
TEX 2
外平
衡式
1.5
3/8*1/2
10*12
068Z3209
068Z3211
068Z3225
068Z3227

图3
4、电磁阀选型
本方案选择卡士托电磁阀，因为该电磁阀配全新固定系统100%确保，配有O型密封圈螺帽系统确保防水，同时简化线圈一体化边接。线圈经过精心设计，符合CE161-1标准，在极限条件下仍不停工作。该类电磁阀技术参数见表1-6，所以本设计方案可选择型号是1070/4电磁阀，其外形图图4所表示。
表1-6 卡士托电磁阀技术参数
型号
接口尺寸
孔径(㎜)
最高压力 差
安全工作压 力
名义制冷量(液体功率)
R12
R22
R502
R134a
1070/4
1070/5
1/2″Flare
5/8″Flare
12.5
12.5
21
21
40
40
31.50
37.20
39.60
47.00
26.20
31.00
37.10
44.00

图4
5、电控箱
本设计方案电控箱选择精创高温保鲜库电控箱，该电控箱功效有：用户参数设置和管理者菜单设置，一般用户只需设置温度参数；压缩机综合保护功效；传感器故障时压缩机按百分比开停机；自动及手动控制功效；传感器故障及超温报警功效；压缩机延时可调。该电控箱外形图图5所表示。

图5

附表
(1)设备材料明细表
(2)制冷系统原理图
(3)电气控制原理图
(4)冷库平面部署图
(1)设备材料明细表
序号
设备名称
规格型号
数量
1
冷风机
DL-5.5/25
1台
2
美优乐全封闭风冷压缩冷凝机组
GM(Z)-28
1台
3
外平衡式热力膨胀阀
STO-002
1个
4
电磁阀
1064/3
1个
5
精创高温保鲜库电控箱
1189.TV
1个
6
铜管
DN19
5m
7
铜管
DN12
5m
8
排水管
DN25
3m
9
保温材料
橡塑空调管
0.06m3
10
库板
100mm厚聚苯乙烯泡沫板
83m2
11
库门
100mm手动开启门
1扇
12
库灯
LT--112
1个

(2)制冷系统原理图

(3)电气控制原理图
(4)冷库平面部署图