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果品冷库制冷系统设计体会

果品冷库制冷系统设计体会

(宁波市制冷学会   叶辉)

(宁波欣力冷链技术有限公司   李飚)

一、工程概况:
(一)工程名称: 宁波市蔬菜有限公司果品分公司一期10000m3冷库

(二)原勘察单位:宁波市建设工程设计院

(三)原钢结构设计单位: 宁波市建设工程设计院
(四)建设单位:
宁波市蔬菜有限公司果品分公司

(五)一期冷库由二部分组成,分成1#冷却物冷藏库和2#冷却物冷藏库。1#冷却物冷藏库的建筑面积为888.70 m2(房屋东西宽25.65m,南北长34.65m)净高为4.7m1#冷却物冷藏库的公称体积为4177m32#冷却物冷藏库的建筑面积为1338.61 m2(房屋东西宽34.65m,南北长46.40m)净高为4.7m2#冷却物冷藏库的公称体积为6291m3;根据该冷库的特点,在冷库的发货处设计了回笼间,回笼间的建筑面积为53 m2(房屋东西宽10.00m,南北长5.30m)净高为3.5m,回笼间的公称体积为186m3。冷库公称总体积为10654m3

二、冷却物冷藏库制冷负荷的设计计算

(一)计算依据:

1、《冷库设计规范》GB50072--2001

2、《工业金属管道设计规范》GB503162000

(二)计算参数:

1、室外计算温度:32,湿球温度:28.3,室外计算相对湿度:83%

2、蒸发温度:-5 ~ -10

3、冷凝器的最高冷凝温度:40℃

4、高压系统最高工作压力:2.0Mpa(表压),低压系统最高工作压力:1.2Mpa(表压)。

5、管道设计压力:2.5Mpa

6、主要工作介质:R-22

(三)制冷系统的形式:

冷藏库的冷却方式。本冷库只有一种冷却方式,采用直接蒸发冷却方式,即制冷剂在冷却设备内直接吸取设备外的热量而蒸发制冷。制冷系统内的蒸发温度是根据冷藏库的工艺要求而确定。冷却物冷藏库采用-5 ~ -10。蒸发温度一般比冷藏库内温度低5 ~ 8

冷库的制冷系统采用谷轮机组或并联机组制冷系统。

四、制冷系统的供液方式:

冷库制冷系统的供液方式采用直接膨胀循供液方式。

(五)冷却设备负荷

冷库库板采用100厚的聚氨脂双面夹心彩钢板。地坪(自下向上):在原地坪的基础上,做一道3mm厚的SBSSBSSBS之间必须有100mm的搭接;然后再做150mm厚的XPS保温板,氧指数必须≥28%再用2mm厚的石油油毡干铺,油毡之间也必须有100mm的搭接;最后用120mmc25的细石钢筋混凝土面层,Φ8双向配筋中—中150随打随抹光。

11#冷却物冷藏库冷却设备负荷的设计计算

冷库吨位的计算,根据G=V*ρs*η/1000=4177*230*0.65/1000=600

1)围护结构热流量应按下式计算:

Φ1=KwAwα(θw-θn

式中:

Φ1——围护结构热流量(w)

Kw——围护结构的传热系数[w/(㎡.℃)]

因为Rws=0.083+0.10/0.031+0.056=3.36./w,所以Kws=0.3[ w/(㎡.℃)]

因为Rwd=0.083+0.12/1.55+0.15/0.047+0.056=3.41./w,所以Kwd=0.293[w/(㎡.℃)]

因为Rww=0.083+0.10/0.031+0.056=3.36./w,所以Kww=0.3 [w/(㎡.℃)]

Aw——围护结构的传热面积(㎡);

α——围护结构两侧温差修正系数,可按规范附录BB.0.1-1采用;

θw——围护结构外侧的计算温度(℃);取32

θn——围护结构内侧的计算温度(℃);取0

冷库围护结构(四周、地坪及屋顶)热流量(w)按上式计算得出:

Φ1=19708w=19.7kw

2)货物热流量应按下式计算:

Φ2=Φ2a+Φ2b+Φ2c+Φ2d=1/3.6*[mh1-h2/t+mBbCb(θ1-θ2/t]

+m(Φ′+Φ″)/2+mz-m)Φ″

式中:

Φ2——货物热流量(w);

Φ2a——食品热流量(w);

Φ2b——包装材料和运载工具热流量(w);

Φ2c——货物冷却时的呼吸热流量(w);

Φ2d——货物冷藏时的呼吸热流量(w);

m——冷间的每日进货质量(kg);

h1——货物进入冷间初始温度时的比焓(kj/kg),h1=392.32kj/kg

h2——货物在冷间内终止降温时的比焓(kj/kg),h2=271.74kj/kg

t——货物冷加工时间(h),对冷藏间取24 h

Bb——货物包装材料或运载工具质量系数;取Bb=0.25

Cb——包装材料或运载工具的比热容[kj/kg.℃)],取Cb=1.47kj/kg.℃);

θ1——包装材料或运载工具进入冷间时的温度(℃),取θ1=32

θ2——包装材料或运载工具在冷间内终止降温时的温度,宜为该冷间的设计温度(℃);取θ2=0

Φ′——货物冷却初始温度时单位质量的呼吸热流量(w/kg),取最大的苹果呼吸热流量为设计依据Φ′=0.188 w/kg

Φ″——货物冷却终止温度时单位质量的呼吸热流量(w/kg),取最大的苹果呼吸热流量为设计依据Φ′=0.008 w/kg

mz——冷却物冷藏间的冷藏质量kgmz=600000kg

1/3.6——1kj/h换成1/3.6w的数值。

冷间的每日进货质量m应按下列规定取值。存放果蔬的冷却物冷藏间,不应大于该间计算吨位的8%计算;即m=600*8%=48=48000kg

货物包装材料或运载工具质量系数Bb按规定取值。Bb=0.25

包装材料或运载工具进入冷间时的温度应按规定取值。系数取最大为1

 货物进入冷间时的温度应按下列规定计算:即水果的进货温度,按当地食品进入冷间生产旺月的月平均温度,取32

货物热流量(w)按上式计算得出:

Φ2=82642w=82.6kw

3)通风换气热流量应按下式计算:

Φ3=Φ3a+Φ3b=1/3.6*[hw-hnnVnρn/24+30nrρnhw-hn]

式中:

Φ3——通风换气热流量(w);

Φ3a——冷间换气热流量(w);

Φ3b——操作人员需要的新鲜空气热流量(w),无此项;

hw——冷间外空气的比焓(kj/kg),hw=101.33 kj/kg

hn——冷间内空气的比焓(kj/kg),hn=9.21 kj/kg

Vn——冷间内净体积(m3);Vn=32.4*22*4.7=3350 m3

n——每日换气次数可采用2 ~ 3次,取2次;

ρn——冷间内空气密度(kg/ m3),取1.2 kg/ m3

24——1d换成24h的数值。

通风换气热流量(w)按上式计算得出:

Φ3=8572w=8.6kw

4)电动机运转热流量应按下式计算:

Φ4=1000ΣΡdξb

式中:

Φ4——电动机运转热流量(w);

Ρd——电动机额定功率(kw);

ξ——热转化系数,电动机在冷间内时应取1

b——电动机运转时间系数,对空气冷却器配用的电动机取1

1000——1kw换成1000w的数值关系。

电动机运转热流量(w)按上式计算得出:

Φ4=18400w=18.4kw

5)操作热流量应按下式计算:

Φ5=Φ5a+Φ5b+Φ5c=ΦdAd+1/3.6* n knkVnhw-hn)Μρn/24+3/24nrΦr

式中:

Φ5——操作热流量(w);

Φ5a——照明热流量(w);

Φ5b——每扇门的开门热流量(w);

Φ5c——操作人员热流量(w);

Φd——每平方米地板面积照明热流量,冷却间、冻结间、冷藏间、冰库和冷间的内穿堂可取2.3w/㎡;

Ad——冷间地面面积(㎡);

n k′——冷库门堂数;取2

nk——每日开门换气次数,对需经常开门的冷间,每日开门换气次数可按实际情况采用,取2次;

Vn——冷间内净体积(m3),Vn=4177 m3

hw——冷间外空气的比焓(kj/kg);hw=101.33 kj/kg

hn——冷间内空气的比焓(kj/kg),hn=9.21 kj/kg

Μ——空气幕效率修正系数,可取0.5

ρn——冷间内空气密度(kg/ m3);取ρn=1.2 kg/ m3

3/24——每日操作时间系数,按每日操作3h计;

nr——操作人员数量;取10

Φr——每个操作人员产生的热流量(w),冷间设计温度高于或等于-5时,宜取279w

Φ5= 10531w=10.5kw

61#冷却物冷藏库冷却设备负荷应按下式计算:

Φs=Φ1+РΦ2+Φ3+Φ4+Φ5

式中:

Φs——冷间冷却设备负荷(w)

Φ1——围护结构热流量(w)

Φ2——货物热流量(w)

Φ3——通风换气热流量(w)

Φ4——电动机运转热流量(w)

Φ5——操作热流量(w)

Р——货物热流量系数。冷却间、货物不经冷却而进入冷却物冷藏间的货物热流量系数Р应取1.3

Φs=Φ1+РΦ2+Φ3+Φ4+Φ5=19.7+1.3*82.6+8.6+18.4+10.5

=164.6kw

(7)1#冷却物冷藏库冷却设备的选择应下式计算:

As=Φs/ksΔθs

式中:

As——冷却设备的传热面积(㎡);

Φs——冷间冷却设备负荷(w);

ks——冷却设备的传热系数[w/m.℃)],取ks=29w/m.℃);

Δθs——冷间温度与冷却设备蒸发温度的计算温度差。空气冷却器的计算温度差,应按对数平均温度差确定。可取7~10,冷却物冷藏间也可采用更小的温度差,取7

As=Φs/ksΔθs=164600/29/7=811

应选用DL-55/260型空气冷却器4台(每台的名义制冷量为54.6kw,冷却面积为260㎡,风机功率为1.15kw*4台,风量为350000m3/h)。

(二)2#冷却物冷藏库冷却设备负荷的设计计算

冷库吨位的计算,根据G=V*ρs*η/1000=6291*230*0.65/1000=1000吨。同理可以得出2#冷却物冷藏库冷却设备的负荷。

1)围护结构热流量(w):

Φ1= 30.9kw

(2)货物热流量(w):

Φ2=140617w=140.6kw

(3)通风换气热流量(w)

Φ3=15328w=15.3kw

(4)电动机运转热流量(w)

Φ4==27600w=27.6kw

(5)操作热流量(w)

Φ5= 17760w=17.8kw

(6)2#冷却物冷藏库冷却设备负荷(w)

Φs=274.4 kw

(7)2#冷却物冷藏库冷却设备的选择应下式计算:

As=Φs/ksΔθs=274400/29/7=1352

应选用DL-55/260型空气冷却器6台(每台的名义制冷量为54.6kw,冷却面积为260㎡,风机功率为1.15kw*4台,风量为350000m3/h)。

(六)机械负荷应分别根据不同蒸发温度按下式计算:

Φj=n1ΣΦ1+n2ΣΦ2+n3ΣΦ3+n4ΣΦ4+n5ΣΦ5R

式中:

Φj——机械负荷(w)

n1——围护结构热流量的季节修正系数,宜取1

n2——货物热流量折减系数,冷却物冷藏间宜取0.3~0.6,取0.6

n3——同期换气系数,宜取0.5~1.0,取1.0

n4——冷间用的电动机同期运转系数,取1.0

n5——冷间同期操作系数,取1.0

R——制冷装置和管道等冷损失补偿系数,直接冷却系统宜取1.07

11#却物冷藏库机械负荷

Φj=n1ΣΦ1+n2ΣΦ2+n3ΣΦ3+n4ΣΦ4+n5ΣΦ5R

   =1.0*19.7+0.6*82.6+1.0*8.6++1.0*18.4+1.0*10.5*1.07

=114.2kw

应选用谷轮40HP制冷机组2台(在冷凝温度为40,蒸发温度为-10时,单台制冷机组的制冷量为63kw)

22#却物冷藏库机械负荷

Φj=n1ΣΦ1+n2ΣΦ2+n3ΣΦ3+n4ΣΦ4+n5ΣΦ5R

   =1.0*30.9+0.6*140.6+1.0*15.3+1.0*27.6+1.0*17.8*1.07

=188.3kw

应选用谷轮40HP制冷机组3台(在冷凝温度为40,蒸发温度为-10时,单台制冷机组的制冷量为63kw)

该冷库自200985签订施工合同,至20099232#冷却物冷藏库的制冷系统工程、电气工程、给排水工程和加湿系统工程已经安装调试完毕,具备试生产条件,20099242#冷却物冷藏库的温度降0~3并实现自动控制20091041#冷却物冷藏库的制冷系统工程、电气工程、给排水工程和加湿系统工程已经安装调试完毕,具备试生产条件。1051#冷却物冷藏库的温度降0~3并实现自动控制。经过了一年多的运行,制冷系统制冷速度快,运行稳定。

宁波市制冷学会  供稿)

[2011/5/13] [关闭]
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