冷库毕业设计机房库房制冷设备的选择计算.pdf

4.库房制冷设备的选择计算4.1 冷风机冷却面积的校核 按照冷库设计规范P38页6.2.8条的规定，冷却设备传热面积应该按照下 式进行计算：sssskA =式中：As一一，冷却设备传热面积，m2；s一一冷间冷却设备负荷，W；ks一一冷却设备的传热系数，W/m2.oC；对于冷风机，根据冷藏库设计，表8416P259页，对于下进上出的氨泵强 制供液，ks查表求得。如果冷风机为上进下出，表中的系数乘以0.9。根据制冷技术问答（上海水产学院，厦门水产学院编）P349页,分析了“上 进下出”以及“下进上出”的比较：在氨泵供液的制冷系统中，来自泵的低压氨液从蒸发器的上部进入，吸收热 量蒸发后，从蒸发器下部回气，就叫做氨液的“上进下出”流向。如果从蒸发器的 下部进入，吸收热量蒸发后，从蒸发器顶部回气，就叫做氨液的“下进上出”流向。a.“下进上出”流向中的氨液，在管道中自始至终时受迫运动，对于低压循 环桶的安装位置没有特殊要求。只要满足氨泵对进氨液端液柱的要求就可以，“上进下出”流向的氨液，在进入蒸发器以后时靠液体的重力自然下流。所以，低压循环桶的安装高度，必须低于冷库的最底一组蒸发器，才可使蒸发器中的液体 自流到低压循环桶。然后，经过氨泵对蒸发器进行在循环。这样，就对机房设备提 出了要求，基建费用势必增加。b.“下进上出”流向，当库房的温度达到设定值，停止供液以后，蒸发器里 的液体不可以自行流出残留的氨液要继续蒸发吸热，使得库温继续下降，这样给 准确的控制库温带来一定的困难，特别是使库房的温度招待会复杂化。“上进下出”流向，在停止供液以后，蒸发器里的残留液体可以自行流到低 压循环桶，不存在残留液体继续吸热的问题。因此，可以比较准确的控制库温，便 于实现自动化控制，并且自动化设备也可以简化。c.“下进上出”流向在进行热氨冲霜时，必须先行排液，操作费时，麻烦；“上进下出”流向省略排液过程，一旦停止供液，即可以立刻开始融霜操作，省时 省力。但是，必须设置较“下进上出”流向更大容积的低压贮液桶，以容纳氨泵停 止运转后从蒸发器回流的全部制冷剂液体。d.“上进下出”流向比“下进上出”流向更容易把蒸发器内的润滑油冲刷出来，减轻润滑油对蒸发管内表面的污染程度，降低了管壁传热阻。e.“下进上出”流向的氨液，始终时压力输送，就是在并联支路较多的情况 下，也容易作到均匀配液。“上进下出”流向则不然，特别是并联支路总断面面积 大大超过供液管道的面积时，不太容易作到均匀配液，有时要在各支路上装上控制 阀门进行调整。f.在蒸发管排数多，纵向高度大的情况，“下进上出”流向会使蒸发管组下部 排管承受较大的静液压力，这样就造成蒸发压力的升高；而“上进下出”流向的蒸 发排管，其各处所承受的压力大致相等。因此，蒸发压力上下一致。g“上进下出”流向的制冷剂充液量比“下进上出”流向要少的多。“上进下 出”流向的制冷剂充液量为蒸发排管容积的2530%。“下进上出”充液量为蒸发 排管容积的60%左右。通过以上比较可以看出，“上进下出”流向较“下进上出”流向具有较多的优 点。但是由于均匀配液的困难，以及对低压循环桶安装位置的特殊要求等因素，防 碍了对它的推广使用。因此，在目前我国的冷库系统中，基本都是采用“下进上出”流向。根据冷藏库设计P259页表8416推荐的通过冷风机中气流速度，V=35m/s，必须校核通过冷却设备的风速。正面视图 侧面视图 迎风面积：A1B1一般为翅片管，12X排 计算空气通道面积A1B1nA投影 通过冷风机风速：V=L/3600S,m/s。s 一一冷间温度与冷却设备蒸发面积的计算温度差，0C。按照冷库设 计规范6.2.11 条第二款的规定，空气冷却器的计算温度差，应该取对数平均温度 差，可以取7100C。冷却物冷藏间也可以采用更大的温度差。注意：冷风机面积富裕率10。参考热浸锌冷风机样本，B1=0.906m A1=1.747m A投影0.0285 m2/mS=(A1B1一nA投影)L=24000m3/h()smV/7.6285.0747.112747.1906.03600/2400=风速不在到米范围之内，故重新选择冷风机。101室及102 室:选择LFL 一300型冷风机。蒸发面积：300.5 制冷量：42840 Kcal/h 轴流风机型号：LFF一7；每台风量：13000 m3/h总风量：26000 m3/h；全压：450 Pa；台数：2 台；配套电机：YLZ 一型；每台功率：3.0 KW总功率：6.0 KW 冲霜水量：10 t/h；重量：1.8 主要尺寸：A12920 A3200 B1250 B1925 H2180 H1140338 57 378 710。201室及301 室:选择LFL 一500型冷风机。蒸发面积：501 制冷量：71400 Kcal/h 轴流风机型号：LFF一7；每台风量：13000 m3/h总风量：39000 m3/h；全压：450 Pa；台数：3 台；配套电机：YLZ 一型；每台功率：3.0 KW总功率：9.0 KW 冲霜水量：18 t/h；重量：1.8 主要尺寸：A13760B1956H235057 76 378 710。该产品的特点：变片组合阻力小，冲霜次数少，专业大学专研究，冷却效率高，风机专用防爆好，大量节省能耗。通过冷风机的风速校核：对于LFL 一300型冷风机：净A1B1nA投影=2.92x0.956-12x0.0286x2.92=1.79 m 2 V=L/3600净=26000/3600 x1.789=4 m/s 速度在到米的范围内，冷风机选择合适。对于LFL 一300型冷风机：净A1B1nA投影=3.76x0.956-12x0.0286x3.76=2.3 m 2 V=L/3600净=39000/3600 x2.3=4.71 m/s 速度在到米的范围内，冷风机选择合适。冷风机面积的校核：sssskA =Ks查冷藏库设计260表8一4一16得到，Ks13.5 千卡/m 2.h.o Cs 根据冷库设计规范，取 o C.6.26085.132.4360084.32101101=sssskA m 2 富裕率：（300.5-260.6）/300.51315 所选择风机合适。42.27285.132.43600325.34102102=sssskA m 2富裕率：（300.5-272.42）/300.59.315 所选择风机合适。46875.132.4360053.50201201=sssskA m 2 富裕率：（501-468）/5011315 所选择风机合适。45085.132.4360066.56301301=sssskA m 2 富裕率：（501-450）/5011015 所选择风机合适。4.2 冷风机风量的校核 按照黑龙江商学院编写的制冷工艺设计P141 指出，对于冷却物冷藏间，Kcal/h的冷量，应该配备0.70.9 m3/h 的风量。只有尽量接近时，库房动力温度场，速 度场才会均匀。取Kcal/h 的冷量应该配备的冷风指标为 Q0=0.8m3/h,对于101 室：26000225182.4/8.0360084.322.4/36000101101 =QQs风量满足要求。对于 102 室：26000235732.4/8.03600325.342.4/36000102102 =QQs风量满足要求。对于 201 室：39000346492.4/8.0360053.502.4/36000201201 =QQs风量满足要求。对于 301 室：39000388522.4/8.0360066.562.4/36000301301 =QQs4.3 冷风机的压力校核 对于高温库的冷风机，按照冷库设计规范P39 页 6.2.13 条及 6.2.15 条的 规定，应该采用均匀送风道。在选择空气布置形式时，应该着重注意以下几点：1）送风系统应该采用均匀送风系统，空气分布器以采用圆锥型喷口较为简单实用。2.送风管道应该布置在库房中央走道的正上方，其好处是：（1）使风管二侧送风射程基本相当，可以简化喷嘴设计；（）新鲜水果进库带进来的水气，遇到风管被冷却可能凝结下滴，中央走道上不会存放货物，即使有水也不会滴到货物上。（）可以利用中央走道作为回风道。3.送风喷嘴应该均匀分布，但是应该避开柱子。4.冷风机应该布置在靠近库门的一侧，便于操作管理与维修，又可节省制冷系统供 液与回气管道，融霜水的给排水管和自动化控制系统及风机动力系统的管线。安装喷嘴的水平送风主管，可以视为喷口的集管，把集管看成为一个各断面上 静压分布基本相当的静压箱。根据这样的要求来选择送风主管的截面积，即：使喷嘴出风口的流速大于空气在总风管流速，使所有出风口的截面积之和小于总风 管进口的截面积，1.总风管进口截面上的空气流速不高于/s，总风管末端截面上的空气流速不 高于 2/s，用逐段降低流速法，降低动压，以弥补总风管的沿程摩擦阻力的 损失而消耗的静压，使整个风管静压分布基本相等。2.风管应该采用矩形截面，沿长度方向的高度不变，宜采用统一尺寸，只改变宽 度尺寸，这样不论加工，制作和安装都比较方便。3.一台以上轴流风机的连接风管与总管的汇合处，每台轴流风机的出风接管上要 安装起止逆作用的活动叶片，防治一台风机损坏时形成气流的短路循环。任何 一台风机都应该有独立的继电保护，能够随时监督其运行状况是否正常。4.计算送风系统阻力损失时，空气冷却器的阻力损失按照无霜时的阻力损失加一 倍进行计算，以保证空气冷却器结霜后阻力加大的需要。同时，在管理上应该 及时冲霜。5.出口应该采用圆锥型喷口，对于库房为无梁楼盖结构时，喷嘴轴心与水平面呈 17 o C 的仰角。6.喷口各部位的尺寸，喷嘴射程及阻力损失可以参考冷藏库制冷工艺安装通用 图P76 的标注。根据以上原则，取首6 m/s V 末1.8 m/s 则首/3600首26000/360061.2 m 2 对于 101，102 室选择炮型风口，管径为 3000400 mm,见底层平面布置图，风口 总数为 30 个，采用双侧送风系统。首/3600首26000/360001.266 m/s 校核结果冷风机合适。采用双侧送风系统，末2/226000/301733.3 m 3/h 末末/V 末36001733.3/36001.80.267 m 2 B 末末/0.267/0.40.667 圆整成为标准型号：400630 mm 底层平面布置图如下：底层风管、风口布置平面图 3000 X 400 630 X 400 3000 X 400 X 630 400 对于301，201室风口总数为38个，也选择炮型风口。首/3600首39000/360061.8 m 2 选择4500400的方型风管。首/3600首39000/360001.866 m/s 校核结果冷风机合适。采用双侧送风系统，末2/239000/382052 m 3/h 末末/V 末36002050/36001.80.31674 m 2 B 末末/0.31674/0.40.79 圆整成为标准型号：400800 mm。二三层风口，风道布置图如下：二三层风管、风口布置平面图 X 4500 400 400 800 X2）.设计静压箱 对于 101，102 室，接管详图及静压箱的设计如下图：冷风机 冷风机 静压箱 冷风机 软接头 静压箱 软接头 对于 201，301 室设计的静压箱如下图所示：软接头 冷风机 冷风机 冷风机 静压箱 软接头 软接头 冷风机 静压箱 12003）.风口 风口选择炮口型。关于炮口型的规格参见冷库工艺制作安装通用图（上 海民用建筑设计院编）P76页。对于101，102库房，选择4 号A150B300风口。喷口风量：8883/；射 程：9到15 米；流速：14/；过喷嘴的空气阻力：13.72。对于201，301库房，选择5 号A175B350风口。喷口风量：10353/；射 程：10.5到17.5米；流速：13/；过喷嘴的空气阻力：10.12。）冷风系统的宗阻力 系统的简化图如下：静压箱 冷风机 风管A：通过翅片管的阻力P 根据冷藏库设计手册P316页图12，查得无霜的情况，增加1.5倍来计 算。（取排管），对于LFL300型冷风机，V=4/，查得P100.82。P1=1.5x8x0.8=9.62。对于LFL500型冷风机，V=4.71/，查得P101.02。P1=1.5x8x1=122。B.冷风机到静压箱的阻力P2当有方型的风管时候，折合成为流量当量直径。D2/（+）。沿程阻力：LkRpmm=式中：摩擦阻力温度系数修正；参照冷藏库设计P262页。“设计表面式空气冷却器时，空气进出口温度的差值 一般采用到度。当库内空气要求维持的湿度较高，空气的进出口温度差一个采 用到度。”据此，取温度差为度。由通风工程得到：07.132732027327320273825.0825.0=+=+=tkt。局部阻力 管道的局部阻力系数可以查工业通风附录7得到。其局部阻力加上沿程阻力，就可以得到冷风机到静压箱的阻力损失。参考前面的计算简图，经过计算得知：对于 LFL300 型冷风机，P25.62mmh2o.对于LFL500型冷风机，P26.63mmh2o.C.均匀送风管道的阻力P3参照冷库工艺制作安装通用图（上海民用建筑设计院编）P74页，第二钟计 算方法，送风口的全压，即为其阻力。对于LFL300型冷风机 首段空气流速：首6m/s出口平均风速：014m/s0/式中：孔口流量系数，查冷库工艺制作安装通用图（上海民用建筑设计院 编）P75页，0.7；送风口名义出口速度，即静压流速。0/14/0.720m/s。首段静压：04.268.92/294.1202222mmhgrupjj首段动压：038.92/294.162222mmhgrupjj=P3+28.4mmh20.对于LFL500型冷风机，经过一样的计算得到P325.24mmh20.E总阻力P对于LFL300型冷风机，062.434.2862.56.9231mmhpPii=+=对于LFL500型冷风机，087.4324.2563.612231mmhpPii=+=）冷风机压力的校核 标准状况下所需要的压力:P=1.2/P式中：工作状态下空气的密度，K/3；则P3001.243.629.8/1.3395PP5001.243.879.8/1.3400P 冷风机的压头：=P风压附加安全系数。查工业通风137 页，得到1.1；最大4001.1440 P450P 二种冷风机所配的风机均合理。4.4 新风系统的配置 按照冷库设计规范P40页6.2.18条的规定，冷却物冷藏间的通风换气应 该满足以下要求：)冷却物冷藏间应该按照货物的品种设置通风换气换气次数不少于次/日。）面积对于 1502的冷却物冷藏间，应该采用机械通风换气装置。进入冷间的 新鲜空气应该预先冷却（或加热处理）。）新鲜空气的进风口，应该设置便于操作的保温启闭装置。）冷间内的废气应该直接排向室外，出风口应该设置便于操作的保温启闭装置。）新鲜空气入口和废气出口不应该在同一侧开，如果在同侧开时，排气口应该在 新鲜空气的下侧。二者垂直距离不小于 2，水平距离不小于4。通风方式：每日换气次，在黎明时进行，由轴流风机引进室外新风，同时适当开 启冷库门，排出废气。通风简图如下：保温风口 轴流风机 保温蝶 阀 静压箱 冷风机 对于201，301室，选择30K411/3.5型的轴流通风机可以满足要求，具体尺寸见 耗冷量计算里的选择。对于101，102室，选择30K411/2.5 型的轴流通风机，直径250毫米，当量面积，0.049m2。主轴转速：2790p.r.m。流量：2140 立方米/小时。所需功率：0.2KW.每房间一台。合计2 台。4.4 空气幕的选择 按照冷藏库设计P359页表1112的空气幕规格表，选择SSY200型的 空气幕。喷口长度：200Cm。空气幕总长度：2656Cm。门洞净宽：1800Cm。电动 机：0.37x2KW。380V,2800r.p.m。总重量：39.84公斤。5机房制冷设备的选择51冷间的机械负荷 按照冷库设计规范P28 页 6.1.3 条，()+=5544332211 nnnnnRj式中：j机械负荷，（W）；n1围护结构热流量季节修正系数，易取1.0；n2货物热流量折减系数，n2=0.30.5n3同期换气次数，易取 0.51.0；n4冷间用的电动机同时运转系数，n4=1.0；n5冷间同时操作系数，n5=0.5注：n4，n5，的选择见冷库设计规范P29 页表6.1.5。R制冷装置和管道等冷损补偿系数，直接冷却系统取1.07。代入数据，得到：()KWj3.119238.95.052.41637.118.07.695.02.2107.1=+=5.2 制冷压缩机的校核 按照冷库设计规范P41 页 6.3.2 条，对于单级压缩机，用 Vh 法来校核。hmVrj/1636302.436003.1192.436003=需Vh=V0X2=126.2X2=252.4163m3/h故该压缩机选择满足要求。5.3 辅助设备的选择 按照冷库设计规范6.3.3 条，制冷装置中的油分离器，冷凝器，贮液 桶等辅助设备的选择，均应该与设置的氨压缩机制冷量相适应。由于压缩机的选择 没有改变，因此一般设备的选择亦不改变。考虑到管路安装上的简单，油分离器可以仅选择一台。当只有一台压缩机 工作时，油气速度减慢，更有利于分油，因此，将方案设计中的二台有分离器改变 为一台油分离器。根据冷库设计规范P43 页 6.3.9 条的规定，油分离器的直径 应该按照下式计算：mvdyyy41.04.074.022.1260188.0188.036004=选择YF100 型的油分离器。容器类别：SM2；容积：0.201立方米。壳体直径：D500。重量：215 公斤。按照冷库设计规范9.0.2 条，制冷机房换气用的轴流风机也要校核，经 过校核，可以满足要求。