制冷技术及应用课程设计说明书.docx
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制冷技术及应用课程设计说明书
《制冷技术及应用》
课程设计说明书
专业：
建筑环境与设备工程
姓名：
学号：
指导教师：
日期：
2009年1月6日
天津市冷藏库制冷工艺设计
设计资料：
1.地点：
天津。
天津夏季室外气象参数
室外计算温度℃
室外计算相对湿度
通风
空气调节
空气调节日平均
平均日较差
最热月平均
最热月14时平均
29
33.4
29.2
8.1
78
65
2．围护结构传热系数（W/m2·K）：
外墙为0.23，内墙为0.4，顶棚为0.2，地板为0.32；
3．各冷间库容量和每日进货量（纸箱质量占10％）：
冻结间：
库容量10吨，每日允许最大进货量为10吨/日，冻结时间20小时；
低温冷藏间（大）：
库容量60吨，每日允许最大进货量为6吨/日，冻结时间24小时；
低温冷藏间（小）：
库容量40吨，每日允许最大进货量为4吨/日，冻结时间24小时；高温冷藏间：
库容量10吨，每日允许最大进货量为1.5吨/日，冻结时间48小时；
4．各冷间设计温度和冷加工货物种类：
猪肉和樱桃
5．冷风机功率：
高温冷藏间为3kW，冻结间为5kW；
6．操作人员：
每个冷间各1人。
一．库房耗冷量
维护结构传热引起的冷量Q1
Q1=a*K*F*（tw-tn）
a——维护结构两侧温差修正系数；
K——维护结构传热系数
F——维护结构传热面积；
tw——维护结构外侧计算温度；
tn——维护结构内侧计算温度；
对于维护结构热惰性指标D>4的外墙：
冻结间a=1.05；
tn：
冻结间设计温度=-20℃,高温冷藏间=0℃，低温冷藏间=-17
各冷藏间的维护结构耗热量具体数据如下
1.低温冷藏间的维护结构耗热量
墙体
a
K
长度
宽度
tw
tn
tw-tn
耗冷量
屋顶
1.05
0.2
5.492
6.315
29
-17
46
335.0279
东墙
1.05
0.4
4
5.915
-17
-17
0
0
西墙
1.05
0.23
4
6.315
29
-17
46
280.6133
北墙
1.05
0.23
4
5.492
29
-17
46
244.0425
南墙
1.05
0.23
4
5.492
29
-17
46
244.0425
屋底
1.05
0.32
5.492
6.315
29
-17
46
536.0447
总耗冷量=1639.77097
2.低温冷藏间2的维护结构耗热量
墙体
a
K
长度
宽度
tw
tn
tw-tn
耗冷量
屋顶
1.05
0.2
8.188
6.315
29
-17
46
499.4917
东墙
1.05
0.23
4
6.315
29
-17
46
280.6133
西墙
1.05
0.4
4
5.915
-17
-17
0
0
北墙
1.05
0.23
4
8.188
29
-17
46
363.842
南墙
1.05
0.23
4
8.188
29
-17
46
363.842
屋底
1.05
0.32
8.188
6.315
29
-17
46
799.1868
总耗冷量=2306.97581
3.高温冷藏间的维护结构耗热量
墙体
a
K
长度
宽度
tw
tn
tw-tn
耗冷量
屋顶
1.05
0.2
3.965
2.896
29
0
29
69.92928
东墙
1.05
0.23
4
3.965
29
0
29
111.0755
西墙
1.05
0.23
4
3.965
29
0
29
111.0755
北墙
1.05
0.23
4
2.896
29
0
29
81.12854
南墙
1.05
0.23
4
2.896
29
0
29
81.12854
屋底
1.05
0.32
3.965
2.896
29
0
29
111.8868
总耗冷量=566.22423
4.冷冻间的维护结构耗热量
墙体
a
K
长度
宽度
tw
tn
tw-tn
耗冷量
屋顶
1.05
0.2
5.592
3.965
29
-20
49
228.1528
东墙
1.05
0.23
4
3.965
29
-20
49
187.6793
西墙
1.05
0.23
4
3.965
29
-20
49
187.6793
北墙
1.05
0.23
4
5.592
29
-20
49
264.6917
南墙
1.05
0.23
4
5.592
29
-20
49
264.6917
屋底
1.05
0.32
5.592
3.965
29
-20
49
365.0444
总耗冷量=1497.93926
Q1=1639.771+2306.976+1497.939+566.2242=6011w
二．货物耗冷量Q2
Q2=Qa+Qb+Q+Qd
其中
Qa——樱桃冷却加工耗冷量；
Qb——猪肉冻结加工耗冷量；
Qc——猪肉在冷藏间内耗冷量；
Qd——包装材料和运转工具热量；
1.樱桃冷却加工Qa
Q=
+
G——冷却间每日的进货量，kg/day
h1——货物进入冷间初始温度的焓值；樱桃在9月为旺季，当地平均温度30度，樱桃的焓值h1=342.9kj/kg；
h2——货物在冷间内终止温度时的焓值；h2=236.0kj/kg
t——货物冷却时间，h；
q1——货物冷却初始温度时的呼吸热，kJ/（kg.s）,q1=0.218W/kg
q2——货物冷却终止时的呼吸热，KJ/Kg.sq2=0.20w/kg；
对于樱桃Q2=
+
=1.106kw
2.猪肉冻结加工Qb
Qb=
其中
G——冷却间每日的进货量，10*1000kg/day
h1——货物进入冷间初始温度的焓值；h1=317.8kj/kg;
h2——货物在冷间内终止温度时的焓值；h2=0kj/kg;
t——货物冷却时间，20h；
Q2=
=44.14KW
3.猪肉在冷藏间内耗冷量Qc
Qc=
+
+（Gn-G）q2
其中
G——冷藏间每日的进货量，kg/day
h1——货物进入冷间初始温度的焓值；h1=0
h2——货物在冷间内终止温度时的焓值；h2=7.1kj/kg
t——货物冷却时间，24h；
q1——货物冷却初始温度时的呼吸热，kJ/（kg.s）
q2——货物冷却终止时的呼吸热，KJ/Kg.s；
Q2=
=-0.82KW
4.包装材料和运转工具热量Qd
Qd=G*B*
其中
G——冷间的每日进货量；
B——货物包装材料或运转工具重量系数，对应猪肉取0.1，樱桃取0.25；
t1——包装材料进入冷间时的温度，樱桃的t1为室外通风温度29℃，猪肉的t1为35℃；
t2——包装材料在冷间内终止温度，对高温冷藏间为0℃，低温冷冻间为-20℃，低温冷藏间为-17℃；
c——包装材料或运装工具的比热容，取0.46kj/kg；
所以对应高温冷藏间有：
Qd=G*B*
=1500*0.25*
=0.03kw
对于低温冷冻间
Qd=G*B*
=10*1000*0.1*
=0.35kw
Qd=0.03kw+0.35kw=0.38kw
Q2=Qa+Qb+Qc+Qd
=1.106+44.14-0.82kw+0.38=44.806kw
三．通风换气耗冷量
Q3=
+
hw,hn——室内,室外空气的焓值，kj/kg;夏季通风温度为30℃，相对湿度为，66%，对应空气焓值为75kj/kg；低温冷藏间温度为-17℃，相对湿度90%，对应空气焓值为-17kj/kg；高温冷藏间温度为0℃，相对湿度为90%，对应空气焓值为0kj/kg；冷冻间温度-20℃，相对湿度90%，对应空气焓值-20kj/kg；
n——每日换气次数，取2.5；
V——冷藏间的净容积；
V=5.192*5.915*4+5.915*4*7.888+3.565*2.496*4+5.192*4*3.565=404.2m3
V1=5.192*5.915*4+5.915*4*7.888=326.508m3为低温冷藏间间体积
V2=3.565*2.496*4=36m3为高温冷藏间体积；
V3=5.192*4*3.565=74m3为冷冻间体积
ρ——冷藏间内空气密度，kg/m3；低温冷藏间内密度为1.37kg/m3;高温冷藏间密度为1.29kg/m3;冷冻间空气密度为1.39kg/m3;
nr——操作人员数4人
Q31=
+
=
+
=1.04+2.1
=3.14kw
Q32=
+
=0.1+0.805
=0.905kw
Q33=
+
=
+
=0.21+1.1
=1.31kw
Q3=Q31+Q32+Q33=3.14kj/kg+0.905kj/kg+1.31kj/kg=5.355kw
四．电动机运行耗冷量
Q4=
其中
——热转化系数，电机在冷间内取1，电机在冷间外（外置）取0.75；
——电动机运转系数，取1；
N——电动机的额定功率，冷风机功率：
高温冷藏间为3kW，冻结间为5kW；
Q4=
=3*1*1+5*1*1+5*1*1+5*1*1*1=18kw
五．操作耗冷量（注意：
对冷却间和冷冻间不计算该热量）
Q5=Q5a+Q5b+Q5c
Q5a——照明耗冷量；
Q5b————开门耗冷量；
Q5c——操作人员耗冷量；
Q5a=qdF
其中
qd——每平方米地被面积的照明热，取3W/m2
F——冷间地被面积；F=82m2
Q5a=3*82=0.24kw
Q5b=
其中
V——冷间内净容积，m3
V1=5.192*5.915*4+5.915*4*7.888=326.508m3为低温冷藏间间体积
V2=3.565*2.496*4=36m3为高温冷藏间体积；
hw,hn——室内,室外空气的焓值，kj/kg;夏季通风温度为30℃，相对湿度为，66%，对应空气焓值为75kj/kg；低温冷藏间温度为-17℃，相对湿度90%，对应空气焓值为-17kj/kg；高温冷藏间温度为0℃，相对湿度为90%，对应空气焓值为0kj/kg；冷冻间温度-20℃，相对湿度90%，对应空气焓值-20kj/kg；
N——每日开门换气次数，对低温冷藏间取3.5，高温冷藏间取6；
M——空气幕修正系数，取M=0.5；
Q5b1=
=1.66kw；
Q5b2=
=0.25kw；
Q5b=Q5b1+Q5b2=1.66kj/kg+0.25kj/kg=1.91kw；
Q5c=
nrqr
nr——操作人员数；
qr——每个操作人员产生热量；当冷间温度tn>-5℃，取0.28kj/s；当冷间温度tn<-5℃时，取0.4kj/s；所以高温冷藏间取0.28kj/s，低温冷藏间取0.4kj/s；
Q5c=
nrqr
=
（1*0.28+2*0.4）=0.135kw；
Q5=Q5a+Q5b+Q5c=0.24kw+1.91kw+0.135kw=2.285kw
六．库房冷却设备负荷Q6
Q6=Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5
式中，P为负荷系数，对冷却间和冷冻间，P=1.3,对其他冷间P=1.0；
Q6=6.011+44.8*1.3+5.355+18+2.285=89.89kw
七．机械负荷
Qj=（
+
+
+
+n
）R
式中n1——维护结构耗冷的季节修正系数，查表得对冷冻间n1=0.83低温储藏间n1=0.81,高温冷藏间n1=0.7；该处取平均值0.80
n2——冷间同期操作系数。
n2=0.75；
n3——同期换气系数，取0.75；
n4——冷间用的电动机同期运转系数；
R——制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，R=1.1；
Qj=1.1*（0.8*6.011++44.8+5.355*0.75+18+0.75*2.285）
=80.67kw
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