广州某1200吨超低温金枪鱼冷库制冷系统设计.docx
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广州某1200吨超低温金枪鱼冷库制冷系统设计
-344805-1196975广州某1200吨超低温金枪鱼冷库制冷系统设计
（A1200tontuna’sultralowtemperaturerefrigerationsystemdesigninGuangzhou）
学生姓名吕品学号201311427214
所在学院机械与动力工程学院班级制冷1133
所在专业能源与动力工程
申请学位工学学士
指导教师李敏职称教授
副指导教师职称
答辩时间2017年6月日
摘要………………………4
ABSTRACT………………………-5-
毕业设计说明书………………………6
1设计概况及相关要求………………………6
1.1设计内容：
………………………6
1.2设计条件：
………………………6
2冷库容量的确定………………………7
2.1冷藏间容量的确定：
………………………7
2.2冻结间及冻结设备的确定：
………………………8
2.3穿堂：
………………………8
2.4月台：
………………………8
2.5建筑总平面图：
………………………8
3冷库耗冷量的计算………………………9
3.1冷库维护结构的设计………………………9
3.1.1围护结构传热系数的计算公式………………………9
3.2围护结构传热系数的计算………………………9
3.2.1冷间屋顶维护结构及聚氨酯厚度确定（上至下）………………………10
3.2.2外墙维护结构（外至内）………………………14
3.2.3内墙维护结………………………16
3.2.4地坪结构（上至下）………………………21
3.2.5传热系数汇总………………………22
3.3各冷间面积………………………23
3.3.1冷藏间的面积………………………23
3.3.2入库缓温间的面积………………………23
3.4冷库耗冷量的计算………………………24
3.4.1围护结构的耗冷量的计算………………………24
3.4.2食品冷加工耗冷量的计算………………………25
3.4.3通风换气耗冷量的计算………………………27
3.4.4电动机运转产生的耗冷量的计算………………………27
3.4.5经营操作耗冷量的计算………………………27
3.5制冷设备负荷即制冷机械负荷的计算………………………29
3.5.1冷间冷却设备负荷的计算………………………29
3.5.3制冷压缩机负荷的计算………………………29
4冷库制冷系统及制冷设备的选型………………………30
4.1冷库制冷系统………………………30
4.1.1方案设计………………………30
4.1.2系统冷却方式………………………30
4.1.3系统供液方式………………………31
………………………31
4.1.4系统融霜方式………………………31
4.2制冷设备的选型………………………31
4.2.1R23压缩机选型………………………31
4.2.2冷凝蒸发器选型………………………32
4.2.3复叠式高温部分R717系统压缩机选型………………………34
4.2.4双级R717系统压缩机选型………………………35
4.2.5R717系统冷凝器选型计算………………………38
4.2.6R23/R717贮液器选型计算………………………39
4.2.7低压循环桶的选型计算………………………40
4.2.8液泵的选型计算………………………42
4.2.7辅助设备的选择计算………………………43
中间冷却器的选型计算………………………46
4.4库房冷却设备的设计………………………48
4.4.1系统设备汇总………………………50
5机房系统的设计………………………51
5.1机房、设备间及设备布置………………………51
5.2制冷管道的设计………………………53
5.2.1制冷管道的设计原则………………………53
5.2.2制冷管道管径的确定………………………53
5.2.3阀类的设计和布置………………………56
5.3管道的保温设计………………………56
5.3.1保温层厚度的确定………………………56
5.3.2保温结构的组成………………………57
鸣谢………………………59
参考文献………………………60
摘要
本设计是广州某1200吨超低温金枪鱼冷库制冷系统设计。
主要以储存金枪鱼为主要功能。
主要加工内容为：
金枪鱼经月台，粗加工，精加工，隧道急冻，包装，进入入库缓温间，最后冷藏。
本设计中包括精加工间，隧道急冻间，入库缓温间，冻结物冷藏间和机房等建筑的总平面设计，生产能力计算和制冷工艺设计。
隧道机急冻间一间，冻结能力为20t/d；冻结物冷藏间两间，每间冷藏容量为600t，共1200t。
本设计维护结构采用聚氨酯塑料泡沫为保温材料。
本设计按照不同的蒸发温度的分为两个制冷系统，分别为-50℃系统，-35℃系统。
两种系统分别机械负荷为55KW和2.7KW。
本设计中-50℃系统采用一台R717压缩机与一台R23压缩机覆叠系统对冷间进行供冷；-35℃系统则采用两台R717活塞机配打对冷间进行供冷。
各个R717冷凝温度相同，故共用一台蒸发式冷凝器进行冷凝。
此外系统还设有油分离器、空气分离器、冷凝蒸发器、贮液器、集油器、气液分离器等辅助设备。
关键词：
R23；复叠式；超低温
ABSTRACT
Thisdesignisa1200tontuna’sultralowtemperaturerefrigerationsystemdesigninGuangzhou.Themainfunctionofthisrefrigerationsystemissavingtuna.Theworkincludes:
Thetunawillbefromplatformtotheroughingroom、finemachiningroom、tunnelfreezingmachineroom、packingroom、loadingfreezingrepertoryandtotheultralowtemperaturerepertory.Thisdesignincludesthattheroughingroom、finemachiningroom、tunnelfreezingmachineroom、packingroom、loadingfreezingrepertoryandtheultralowtemperaturerepertory‘sgenerallayout,abilityofmanufactureandthetechnologyoffreezing.Onetunnelfreezingmachineroom’sabilityis20t/d;twoultralowtemperaturerepertories,eachultralowtemperaturerepertory’scapacityis600t,allis1200t.
Thedesignandmaintenancestructureadoptspolyurethaneplasticfoamasinsulationmaterial.
Thedesignisdividedintotworefrigerationsystemsaccordingtodifferentevaporatingtemperatures,namely-50DEGCsystemand-35centigradesystem.Themechanicalloadsofthetwosystemsare55KWand2.7KW,respectively.
Inthisdesign,the-50temperaturesystemusesaR717compressorandaR23compressoroverlaysystemtocoolthecoldroom.The-35temperaturesystemusestwoR717pistonmachinestocoolthecoldroom.ThecondensingtemperatureofeachR717isthesame,soanevaporativecondenserisusedforcondensation.Inaddition,thesystemisequippedwithoilseparator,airseparator,condensationevaporator,liquidstoragedevice,oilcollector,gas-liquidseparatorandotherauxiliaryequipment.
Keywords:
tuna;R717;ultralowtemperature
广州某1200吨超低温金枪鱼冷库制冷系统设计
能源与动力工程，201311427214，吕品
指导教师：
李敏
毕业设计说明书
1设计概况及相关要求
1.1设计内容：
。
。
主要加工环节为：
金枪鱼经月台，粗加工，精加工，隧道急冻至-30℃，包装后，进入入库缓温间，最后冷藏至-45℃。
1.2设计条件：
广州
气象参数（夏季）
地点：
广州北纬：
23°08’东经：
113°17‘
夏季室外计算温度空气调节日平均度30℃相对湿度67%
湿球计算温度28℃大气压力100450Pa
风速2m/s
3）生产指标及室温要求
本设计是广州某1200吨超低温金枪鱼冷库制冷系统的设计。
它的主要参数如下：
进出货月台、低温穿堂：
85%~90%，设计温度为10℃；
冻结物冷藏间：
85%~90%，库温为-45℃；
入库缓温间：
85%~90%，库温为-30℃。
库房分为两个蒸发回路，蒸发温度分别为—50℃、-35℃。
机房为单层独立建筑，建筑尺寸10.5m×17m，面积为178.5m2。
2冷库容量的确定
2.1冷藏间容量的确定：
冷藏库计算吨位可按下式进行，即
根据冷藏库体积利用系数表
表2-1冷藏库体积利用系数表
公称体积m³体积利用系数
500~10000.40
1001~20000.50
2001~100000.55
10001~150000.60
＞150000.62
有1000＜1200＜2000，所以选取冷藏库体积利用系数=0.55
查得金枪鱼的密度=470kg/m3
则由式（2-1）：
1200=V·0.47·0.55，得公称体积V=4642m³。
高度4.8米，得内净面积988㎡，除以系数0.8得建筑面积1235㎡，将冷藏间分为两间，得每间各617.5㎡。
进出货月台采用封闭式月台，温度控制在10℃，标高设为1.2m。
长度取12m，宽度取9米，因冷藏容量988㎡，货物装卸口取3个。
入库缓温间同由式（2-1）根据48t入库缓温要求得50²m建筑面积。
2.2冻结间及冻结设备的确定：
按照冻结能力的要求，拟采用速冻装置，速冻装置选用上虞市心业食品机械制造厂生产的型号为SLD-2000螺旋速冻机，该装置的工作能力为2000kg/h,可满足本设计20t/d的设计要求，产品规格见表2-2
型号L（m）L1（m）L2（m）W（m）H1（m）H（m）
SLD-200012.92.01.25.13.23.9
2.3穿堂：
，室温为10℃，。
5.5m。
2.4月台：
本设计为低温封闭式月台，室温为10℃，同系统提供冷量。
本设计取站台宽度为8m；站台比地面高\*MERGEFORMAT，本设计取为1.0m。
同时站台上设有罩棚，罩棚挑出站台边缘1.2m。
2.5建筑总平面图：
库房设有封闭式月台2，粗加工间1，精加工间1，冻结间1，超低温冷藏间2，入库缓温间1，包装间1等冷间。
超低温冷藏间及入库缓温间高度4.8m。
建筑平面图如下所示：
图2-1
3冷库耗冷量的计算
3.1冷库维护结构的设计
3.1.1围护结构传热系数的计算公式
3.2围护结构传热系数的计算
保温层采用现场喷涂发泡聚氨酯的方法
表3-1
单位面积传入热量（w/㎡）
室内外温差t（℃）8.19.310.511.612.8
800.100.120.130.150.16
700.120.130.150.160.19
600.140.150.170.200.21
500.160.190.210.230.26
400.210.230.270.290.31
300.270.310.350.390.43
200.410.470.530.580.65
3.2.1冷间屋顶维护结构及聚氨酯厚度确定（上至下）
计算公式：
超低温冷藏间屋顶硬质聚氨酯泡沫塑料层厚度确定
表3-2冻藏间屋顶维护结构1
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
123.30.043
20.11.550.065
30.020.930.022
40.0020.110.018
50.031
60.020.930.022
70.11.550.065
880.125
总计0.36
冻结物冷藏间的温度为-45℃，室外温度为30℃，温差为75℃，温差修正为1
q=11.6
得
=6.67-0.36=6.31
已知聚氨酯保温板的热导率=0.031
聚氨酯保温板的厚度=0.031×6.31=195mm
因此根据常用规格冷藏间屋顶需要喷200mm厚的聚氨酯泡沫；
冻结物冷藏间屋顶传热系数校核
表3-3冻藏间屋顶维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
1230.043
20.11.550.065
30.020.930.022
40.0020.110.018
50.20.0316.45
60.020.930.022
70.11.550.065
880.125
总计6.81
冷藏间屋顶传热系数K0.15
故设计合理。
（2）精加工间硬质聚氨酯泡沫塑料层厚度的确定
表3-4入库缓温间屋顶维护结构5
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
123.30.043
20.11.550.065
30.020.930.022
40.0020.110.018
50.031
60.020.930.022
70.11.550.065
880.125
总计0.36
入库缓温间间的温度为-30℃，室外温度为30℃，温差为60℃
q=11.6
得
=5.26-0.36=4.9
已知聚氨酯保温板的热导率=0.031
故聚氨酯保温板的厚度=0.031×4.9=152mm
因此根据常用规格冷藏间屋顶需要喷160mm厚的聚氨酯泡沫；
入库缓温间屋顶传热系数校核
表3-5入库缓温间屋顶维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
123.30.043
20.11.550.065
30.020.930.022
40.0020.110.018
50.160.0315.16
60.020.930.022
70.11.550.065
880.125
总计5.52
冷藏间屋顶传热系数K0.18
故设计合理。
表3-6各冷间屋顶围护结构聚氨酯泡沫塑料层厚度汇总表
房间名称发泡厚度
超低温冷藏间200
入库缓温间160
3.2.2外墙维护结构（外至内）
表3-7冷藏间外墙维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
123.30.043
20.020.930.022
30.240.870.30
40.020.930.022
50.0020.110.018
60.020.930.022
70.190.0316.13
80.020.930.022
980.125
总热阻R6.704
传热系数K0.15
超低温冷藏间的温度为-45℃，室外温度为30℃，温差为60℃
q=11.6
根据：
得
故设计合理。
表3-8入库缓温间外墙维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
123.30.043
20.020.930.022
30.240.870.30
40.020.930.022
50.0020.110.018
60.020.930.022
70.160.0315.16
80.020.930.022
980.125
总热阻R5.46
传热系数K0.17
入库缓温间的温度为-30℃，室外温度为30℃，温差60℃
q=11.6
根据：
得
故设计合理。
3.2.3内墙维护结
表3-9冻结物冷藏间-冻结物冷藏间内墙维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
180.125
20.020.930.022
30.240.870.30
40.020.930.022
50.0080.1160.0800.031780.0730.125
2.58
0.125
总计冷藏间—冷藏间内墙传热系数3.2470.31
表3-10入库缓温间-隧道机急冻间内墙维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
1230.043
20.020.930.022
30.240.870.30
40.020.930.022
5隔汽层0.0080.110.073
60.020.930.022
70.130.0314.19
80.020.930.022
980.125
总计4.82
入库缓温间内墙传热系数0.21
表3-11入库缓温间-低温穿堂间内墙维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
1290.034
20.020.930.022
30.240.870.30
40.020.930.022
5隔汽层0.0080.110.073
60.020.930.022
70.090.0312.9
80.020.930.022
980.125
总计3.52
入库缓温间内墙传热系数0.28
表3-12冻结物冷藏间-低温穿堂内墙维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
1290.034
20.020.930.022
30.240.870.30
40.020.930.022
5隔汽层0.0080.110.073
60.020.930.022
70.130.0314.19
80.020.930.022
980.125
总计4.81
冻藏间内墙传热系数0.21
表3-13冻结物冷藏间-粗加工间内墙维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
1230.043
20.020.930.022
30.240.870.30
40.020.930.022
5隔汽层0.0080.110.073
60.020.930.022
70.180.0315.81
80.020.930.022
980.125
总计6.44
冻藏间内墙传热系数0.16
表3-14冻结物冷藏间-低温封闭式出货月台内墙维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
1290.034
20.020.930.022
30.240.870.30
40.020.930.022
5隔汽层0.0080.110.073
60.020.930.022
70.090.0314.19
80.020.930.022
980.125
总计4.81
冻藏间内墙传热系数0.21
3.2.4地坪结构（上至下）
表3-15冻结物冷藏间地坪维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
1冷间内表面空气对流80.125
2钢筋混凝土面层0.121.550.08
3水泥砂浆找平层0.040.930.043
4聚氨酯氰凝防潮隔汽层0.0120.110.011
5硬质聚氨酯泡沫塑料0.090.0312.90
6聚氨酯氰凝防潮隔汽层0.0120.110.011
7水泥砂浆找平层0.020.930.022
8混凝土层0.081.550.052
9干砂垫层（内埋通风管）0.40.580.69
10混凝土基层0.11.550.065
113：
7灰土垫层0.11.180.085
12素土夯实
总计4.669
冷藏间地坪传热系数0.21
表3-16入库缓温间地坪维护结构
序号材料厚度δ/m传热系数λ/热阻R
1冷间内表面空气对流80.125
2钢筋混凝土面层0.121.550.08
3水泥砂浆找平层0.040.930.043
4聚氨酯氰凝防潮隔汽层0.0120.110.011
5硬质聚氨酯泡沫塑料0.050.0311.61
6聚氨酯氰凝防潮隔汽层0.0120.110.011
7水泥砂浆找平层0.020.930.022
8混凝土层0.081.550.052
9干砂垫层（内埋通风管）0.40.580.69
10混凝土基层0.11.550.065
113：
7灰土垫层0.11.180.085
12素土夯实
总计2.89
入库缓温间地坪传热系数0.34
3.2.5传热系数汇总
表3-17传热系数汇总表（单位）
冷间屋顶外墙内墙地坪
冻结物冷藏间0.150.150.310.21
入库缓温间0.180.20/0.34
低温穿堂0.530.56//
封闭式月台0.530.56//
精加工间0.520.55//
入库缓温间-低温穿堂内墙0.28
入库缓温间-包装间0.28
冻结物冷藏间-低温穿堂（出货月台）0.21
冻结物冷藏间-粗加工间0.16
冻结物冷藏间-低温封闭式月台0.21
精加工间-粗加工间（隧道机急冻间）0.64
封闭式进货月台-粗加工间0.64
3.3各冷间面积
3.3.1冷藏间的面积
超低温冷藏间1、超低温冷藏间2连在一起，室温相同，且常年保持-45℃的库温，故算面积和围护结构耗冷量的时候可以当作一个整体计算。
表3-18
墙体方向长m高/宽m面积m2
超低温冷藏间北外墙48.24.8238.56
南内墙48.24.8238.56
东外墙24.854.8119.
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