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1000吨以上冷库设计选型计算

2018/03/28

   千吨以上冷库设计需要注意哪些问题,对库房制冷设备制冷压缩机及冷风机计算等如何进行确定?上海佳锋制冷整理千吨冷库以上设计流程供用户参考,实际设计过程中工程商还需结合工程实际工况进行综合设计考量。
 
一、计算参数                                                                       
 
高温库库温0℃,蒸发温度-5℃,低温库库温-18℃,蒸发温度-25℃,环境温度30℃,冷凝温度35℃。高温库1340平方米,低温库440平方米
 
二、热负荷计算
 
(一)维护结构热负荷Q1。
 
Q1=KAa(tw-tn)    w
 
式中K:维护结构传热系数  W/(m2.℃)
 
A:维护结构传热面积   m2
 
a:维护结构两侧温差修正系数。本案a取0.2。
 
tw:维护结构外侧计算温度  ℃
 
tn:围护结构内侧计算温度   ℃
 
K=1/R
 
R:传热结构热阻(m2.℃.)/W。R=1/aw+δ/λ+1/an
 
aw、an:外、内表面放热系数,W/(m2.℃.)查资料获得。
 
      δ:保温材料厚度,M。
 
R=1/12+0.1/0.031+1/12=3.3924
 
K=1/3.3924=0.2947
 
传热面积A计算:根据土建图纸计算得出:
 
高温库外墙、顶、地坪总传热面积为3197.1 m2
 
低温库外墙、顶、地坪传热面积为1092.2 m2
 
内墙传热面积为81.2 m2
 
1、高温库维护结构传热量Q1g=0.2947× 3197.2× 0.2× (30-0) =5653   W
 
2、低温库维护结构传热量Q1d
 
外墙:Q1a=0.2947× 1092.2× 0.2× (30+18)=3089.96  W
 
内墙:Q1b=0.2947× 81.2× 0.2× (0+18)=86.14   W
 
合计:Q1d=Q1a+Q1b=3091.6+86.14=3176.1   W
 
1000吨冷库设计
 
(二)、货物热负荷Q2
 
1、高温库货物热负荷
 
Q2g=Q2a+Q2b+Q2c+Q2d
 
   =1/3.6× [m(h1-h2)/t+mBb× Cb(t1-t2)/t]+m(ф1+ф2)/2+(mz-m)ф2=1/3.6[30 000(385.1-247.2)/24+30000×0.25×1.47(30-0)/24]
 
+30(149+19)/2+(600-30)× 19=65060   W
 
式中:m为每日进货量,单位:Kg,按库容量的5%计,高温库为30000Kg。
 
      低温库为17500Kg.高温库进货温度为30℃。低温库进货温度为0℃。
 
h1、h2为水果进库冷却前后的比焓,Kj/Kg。
 
t:为冷加工时间,冷藏间取24小时。
 
Bb为包装或运载工具质量系数,查表取0.25,
 
Cb为包装材料或运载工具比热容,Kg、(Kg.℃)
 
T1、T2为包装材料或运载工具进库前后温度。℃。
 
ф1、ф2为货物冷却开始和终了时的呼吸热,W/t。查表得ф1为149W/t,ф2为19W/t。
 
2、低温库货物热负荷
 
Q2d= Q2a+Q2b
 
   =1/3.6× [m(h1-h2)/t+mBb× Cb(t1-t2)/t]
 
 =1/3.6×[17500(211-4.6)/24+17500×0.1×1.47(0+18)/24]
 
   =42341.5 W       
 
(三)、通风换气热负荷Q3
 
   高温库按每周换气一次计。低温库不换风。
 
Q3g=Q3a+Q3b=1/3.6[(hw-hn)nVnρ/24+30nrρ(hw-hn)]
 
=1/ 3.6×(84.992-7.494) ×2×4354×1.293/24
 
+30×10×1.293×(84.992-7.494)
 
=18449.76   W
 
式中:Q3a为冷间换气热负荷,W.
 
      Q3b为操作人员需要的新风热负荷。W
 
      Hw、hn为室外、室内空气的比焓,Kj/Kg
 
      N为每日换气次数,取2次。
 
      Vn为冷间净容积,M3            
 
      Nr为冷间操作人员数,取10人。
 
      Ρ为冷间空间空气密度。Kg/ M3。
 
 
 
 
(四)、库内电机运转负荷Q4
 
本冷库蒸发器采用吊顶风机降温,预计高温库风机电机总功率为30KW,低温库风机电机总功率为8KW。
 
Q4g=30000     W
 
Q4d=8000      W
 
(五)、操作冷负荷Q5          
 
高温库:
 
Q5g=Q5a+Q5b+Q5c=QdAd+1/3.6×n×nk×V(hw-hn)Mρ/24
 
+3/24×NrQr
 
=1335×2.3+1/3.6×3×2×4345×(84.992-7.494) ×0.5×1.293/24
 
+3/24×10×279
 
=18536.97    W
 
低温库:
 
Q5d= Q5a+Q5b+Q5c=QdAd+1/3.6×n×nk×V(hw-hn)Mρ/24
 
+3/24×NrQr
 
=440×2.3+1/3.6×1×1×1540×(84.992+18.287) ×0.5×1.359/24
 
  +3/24×3×395
 
 =2410.97    W
 
式中:Q5a为照 热负荷  W.   Q5b为开门引起的热负荷 W.
 
      Q5c为操作人员热负荷   W.
 
     Qd为每平米地坪照明热流量  W.
 
Ad为地坪面积,m2。
 
     N为门樘数,
 
     Nk为每日开门换气次数。
 
     V为冷间净容积           M3。
 
     Hw、hn为空气在室外和室内比焓。Kj/Kg
 
     M为空气幕修正系数,本案取0.5.
 
        ρ为冷间空气密度,Kg/ M3
 
     Nr为操作人员数量,
 
     Qr为每个操作人员的热流量。高温库取279W。低温库取395W
 
冷库设备选型
 
三、冷却设备负荷和机械负荷计算
 
1、冷却设备负荷Qs=Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5
 
式中P为货物热流量系数,对货物不经冷却直接进库的冷藏间取1.3。冻结物冷藏间取1。
 
2、机械负荷计算
 
Qj=(n1Q1+n2Q2+n3Q3+n4Q4+n5Q5)R
 
式中:n1......n5为修正系数。R 为制冷装置和管道冷耗补偿系数,间接冷却系统取1.12.
 
冷却设备负荷汇总:                                                                                             
 
高温库冷却设备负荷:Qs=Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5
 
        =5653+1.3×65060+18449.76+30000+18536.97=137699.73   W.
 
低温库冷却设备负荷:Qs=Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5
 
           =3176.1+42341.5+8000+2410.97=55928.57   W
 
机械负荷汇总:
 
高温库机械负荷:Qj=(n1Q1+n2Q2+n3Q3+n4Q4+n5Q5)R
 
                    =(5635+65060+18449.76+30000+18536.97)1.12
 
                    =154203  W
 
低温库机械负荷:Qj=(n1Q1+n2Q2+n3Q3+n4Q4+n5Q5)R
 
                  =(3176.1+42341.5+8000+2410.97)1.12
 
                  =62640    W 
 
四、机组与冷却设备选型计算
 
1、冷风机选型计算
 
高温库风机传热面积:
 
A=Qs/K△ t=137699/(23×5)=1197    m2
 
选用佳锋DL100冷风机12台。
 
低温库风机传热面积:
 
A=Qs/K△ t=55928.57/(12.8×7)=624.2      m2
 
选用佳锋DD120冷风机6台。
 
2、制冷压缩机选型
 
A:高温库压缩机选型
 
按每天降温18小时计算,机械负荷为154.2×24/18=205.6   KW
 
查压缩机选型手册,选用开利06EM175(25HP)中温机组3台。
 
总制冷量:69.46*3=208.38   KW,  总功率消耗17.44*3=52.32  KW。
 
选用比泽尔4N-25.2(25HP)4台,总制冷量52.8*4=211  KW,
 
总功率12.19*4=48.76   KW。
 
假设压缩机耗功全部转换为冷凝热,则冷却塔散量为260KW,设冷却塔进出水温差为5度,水的比热为1.163W/( Kg.℃),每吨水散热量为1.163*5=5.8KW,水流量为260/5.8=45吨。
 
 B:低温库压缩机选型:
 
按每天降温18小时计算,机械负荷为62.6×24/18=83.5   kw
 
查压缩机选型手册,     选用开利06ER175(25 HP)低温机组3台,
 
总制冷量为28.37*3=85.11  KW。功率消耗14.25*3=42.7   KW.
 
选用比泽尔4N-25.2(25HP)4台,总制冷量21.6*4=86.4  KW
 
          总功率8.6*4=34.4   KW .
 
假设压缩机耗功全部转换为冷凝热,则冷却塔散量为121KW,设冷却塔进出水温差为5度,水的比热为1.163W/( Kg.℃),每吨水散热量为1.163*5=5.8KW,水流量为121/5.8=21吨。
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