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冷庫知識

中低溫冷庫設計實例解析

發布日期:2015-03-19 來源:浩爽 作者:浩爽

冷庫由冷藏間和制冷機房兩部分組成,冷躲噸位為150噸,冷躲食品為豬肉、魚類、雞肉。設計冷躲間內溫度為 -18℃, 相對濕度為85%。廣州市氣象參數:夏季空調室外計算干球溫度 :to= 30.1℃;室外計算相對濕度為:83%;Ho=88.51kj/kg ;東經113°19’,北緯23°08’;室外風速1.8 m/ s ;大氣壓力1004.5 mbar。

 
二、 冷庫容積計算

    冷庫貯躲 噸位計算公式如下 :

   
    式中G一冷庫貯躲噸位( 噸) ;
    V一 冷躲間或貯冰間的公稱容積( m3 ) ;
    η一冷躲間或儲冰間的變積利用系數 ; 
    γ一食品的計算重度 ,即容重( k g /m3 ) ;
    1000 一 噸換算成公斤的致值( k g / 噸) ; 
    已知冷庫貯躲噸位,由此式可反求公稱容積 。 
     

    由已知條件知 , G=150噸 ,對于肉類的均勻容重γ取4 5 0 k g/m, 對于此噸位的冷庫,取0.5。把以上數據代進計算 ,知V= 666 m3。房間凈高取3米 ,則凈面積為 F = V/h = 222m 3。取冷庫總面積為250 m 3。

三、冷卻設備負荷計算

    冷間冷卻設備負荷應按下式計算 : 

    Q q= Q 1+ PQ 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 
    Q q 一 冷間冷卻設備負荷; 
    Q 1一 圍護結構傳熱量; 
    Q 2 一 貨物熱量; 
    Q 3 一透風換氣熱量; 
    Q 4 一電動機運轉熱量; 
    Q 5一操縱熱量; 
    P 一 負荷系數。 

    冷卻間和凍結間的負荷系數P應取 1.3,其它冷間取1 。對于冷躲間取p = 1 。
    (1) 圍護結構傳熱量應按下式計算 : 
    Q1 = k .F.a (tw- t n )
    式中k 一 圍護結構的傳熱系數( W/m2℃) ; 
    F 一 圍護結構的傳熱面積( m2 ) ; 
    a 一 圍護結構兩側溫差修正系數,可根 據《冷庫設計規范》查表采用 ; 
    tw一 圍護結構外側的計算溫度 ( ℃) ; 
    t n一 圍護結構 內側的計算溫度( ℃)。 
    其 中 tw= 30.1 ℃, tn =-1 8℃ 。傳熱面積為 四周墻的面積與屋頂面積以及地板面積之和 。 F = 710 m2 。混凝土澆注墻k= O.4 W/m2℃。 A=1.15。 
    代進計算 Q1 =15709. 5w =1 5.7 k w 

    (2) 貨物熱量應按下式計算

    Q 2 = Q 2a + Q2b + Q2c+ Q2d 
    式中Q2a 一食品熱量; 
    Q 2b 一包裝材料 和運載工具熱量; 
    Q2c 一 貨物冷卻時的呼吸熱量; 
    Q2d 一貨物冷躲時 的呼吸熱量。 

    對于上式,僅鮮水果、鮮蔬菜冷躲間需計算Q2c 、Q2d , 此冷庫冷躲肉類,只需計算食品熱量及包裝材料和運載工具熱量。

   
    G一冷間的每 日進貨量 ; 
    H1 一貨物進進冷間初始溫度時的含熱量 ; 
    H2 一貨物在冷間內終止降溫時的含熱量 ; 
    τ 一貨物冷卻時間(小時) ; 
    B 一 貨物包裝材料或運載工具重量系數,對于擱架式取 0.3; 
    t1 一包裝材料或運載工具進進冷間時的溫度-8℃; 
    t2 一包裝材料或運載工具在冷間間終止降溫時的溫度,一般為該冷間的設計溫度( ℃) ;本設計為-18℃。 

    對于有從外庫調進貨物的冷庫,其凍結物冷躲間每間逐日進貨量應按該間冷躲噸位的5 %計算 ,即 G= 150噸x5%=7500 kg;從凍結間運來時肉類的溫度-8℃為貨物進進冷間時的初始溫度,查焓濕圖 H1=76.3 kJ/kg;冷躲間溫度-18℃為貨物在冷間內終止降溫時的溫度,查焓濕圖 H2 = 43.6 k J/ k g ;貨物冷卻時間對冷躲問取2 4小時,對冷卻間凍結間取設計冷加工時間,本次設計取2 4小時。 將以上數據代人計算得Q = 11156 k J/h = 3.10 kw 

 

    (3)透風換氣熱量應按下式計算 : 

    Q 3 = Q3a + Q3b 

    Q3a 一冷間換氣熱量; 
    Q3b 一操縱職員需要的新鮮空氣熱量; 
    對于Q3b,只有操縱職員長期停留的冷間如加工間 、包裝間等,應計算操縱職員需要新鮮空氣的熱量其余冷間可不計,故本設計忽略。簡化后Q3,為以下算式。
   

    式中Hw室外空氣的含熱量,查焓濕圖 Hw= 88.5 k J /k g; 
    Hn 一室內空氣的含熱量 ,查焓濕圖 Hn = 35 k J/k g; 
    N 一 逐日換氣次數,一般可采用2—3次,本設計取2 次 ; 
    v 一冷躲間內凈容積,666m3; 
    γn一冷躲間內空氣重度 ,1.2kg/m3 ; 
    24 一逐日小時數 。 
    將以上數據代人計算得 Q 3 = 8529.8kJ/h = 2.4kw 

    (4) 電動機運行熱量應按下式計算 :
 
    Q 4 = N.ξ.p 

    式中N一 電動機額定功率 ( 千瓦 ) 本設計為小型冷庫,取1 2 k w: 
    ξ一熱轉化系數,電動機在冷問外 ,取 0.75 ; 
    p 一 電動機運轉時間系數,不停運轉,取1 。 
    代人數據計算得 Q 4 = 9 kw。
 
    (5) 操縱熱量應按下式計算 :
 
    Q5 = Q5a + Q5b + Q 5c 

    式中 Q5a 一照明熱量 ; 
    Q5b  一 開門熱量 ; 
    Q5c  一操縱職員熱量 ; 
    對于本設計,操縱很少 ,主要是照明熱量Q5 = qd.F 
    qd 一每平方米地板面積照明熱量 ,冷躲問取1.8千卡/平方米 · 小時 ; 
    F 一冷問地板面積共 250平方米 ; 
    代人計算 Q5 = 450千卡/小時= 0.5 k w 

    所以冷卻設備負荷 Q q = Q1 +PO 2 + Q3 + Q 4 + Q 5 = 30.7 kw 
 
四、 冷間機械負荷計算 
 
    Q j =( n1Q1+ n2Q2 + n3Q3 + n4Q4 + n5Q 5 ) R 

    式中:Qj 一機械負荷kw; 
    n1 一 圍護結構傳熱量的季節修正系數 ,無明顯淡旺季區別 ,取1 ; 
    n2一 貨物熱量的機械負荷折減系數,凍結物冷躲問容積不太大,取0.6: 
    n3 一 同期換氣系數, 取0.8 ; 
    n4 一冷間用的電動機同期運轉系數,冷躲問分5小間 ,
 
    根據《冷庫設計規范》,n 4 取 0.4 ; 
    N5 一冷間同期操縱系數 ,冷躲間分5小間, 根據《冷庫設計規范》, n5 取 0.4; 
    R 一制冷裝置和管道等冷損耗補償系數 ,本設計為間接冷卻系統取1.12。代人計算
    Qj = 1 5.7 x l + 0.6 x 3.1 + 0.8 x 2.4 + 0.4 x .9 + 0 .4 x 0.5 = 23.3 kw


五、制冷設備的選型計算

    根據制冷量 23.3 kw,選用比澤爾冷凝機組 ,其性能參 數見下表 : 

   
 
六、制冷管道及保溫措施

    制冷裝置的管材采用A20炭素鋼無縫鋼管, 凡管道和設備導致冷量損失的部位 、將產生凝聚水滴的部位和形成冷橋的部位 ,均給予保溫 ,用隔熱性能良好又經濟實用的隔熱材料。 
 
七、庫址選擇及庫區布置

    此冷庫主要是冷躲肉類 ,為防止異味擴散 ,冷庫應布置在廣州夏季主風向的下風側 ; 但為確保冷躲食品干凈衛生 ,冷庫布置在廠內牲口 、 家禽 、 魚類等原料區和鍋爐房 、 煤場 、污水處理站的上風側。廣州夏季多吹東熏風,相對某一建筑物, 東南方 向為上風側 , 西北方向為下風側。庫址選擇在交通運輸方便的地方, 并保證四周有良好的衛生條件, 避開產生有害氣體 、煙霧 、粉塵等物質的產業企業及傳染病醫院、火葬場等。庫房屋面及外墻粉刷成白色減少吸熱 ,庫房屋面隔熱層上宜設透風層保證肉類透風換氣 。 

 

一、 設計概況

    冷庫位于廣州市 ,冷庫由冷躲間和制冷機房兩部分組成,冷躲噸位為150噸,冷躲食品為豬肉、魚類、雞肉。設計冷躲間內溫度為 -18℃, 相對濕度為85%。廣州市氣象參數:夏季空調室外計算干球溫度 :to= 30.1℃;室外計算相對濕度為:83%;Ho=88.51kj/kg ;東經113°19’,北緯23°08’;室外風速1.8 m/ s ;大氣壓力1004.5 mbar。
 
二、 冷庫容積計算

    冷庫貯躲 噸位計算公式如下 :

   
    式中G一冷庫貯躲噸位( 噸) ;
    V一 冷躲間或貯冰間的公稱容積( m3 ) ;
    η一冷躲間或儲冰間的變積利用系數 ; 
    γ一食品的計算重度 ,即容重( k g /m3 ) ;
    1000 一 噸換算成公斤的致值( k g / 噸) ; 
    已知冷庫貯躲噸位,由此式可反求公稱容積 。 
     

    由已知條件知 , G=150噸 ,對于肉類的均勻容重γ取4 5 0 k g/m, 對于此噸位的冷庫,取0.5。把以上數據代進計算 ,知V= 666 m3。房間凈高取3米 ,則凈面積為 F = V/h = 222m 3。取冷庫總面積為250 m 3。

三、冷卻設備負荷計算

    冷間冷卻設備負荷應按下式計算 : 

    Q q= Q 1+ PQ 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 
    Q q 一 冷間冷卻設備負荷; 
    Q 1一 圍護結構傳熱量; 
    Q 2 一 貨物熱量; 
    Q 3 一透風換氣熱量; 
    Q 4 一電動機運轉熱量; 
    Q 5一操縱熱量; 
    P 一 負荷系數。 

    冷卻間和凍結間的負荷系數P應取 1.3,其它冷間取1 。對于冷躲間取p = 1 。
    (1) 圍護結構傳熱量應按下式計算 : 
    Q1 = k .F.a (tw- t n )
    式中k 一 圍護結構的傳熱系數( W/m2℃) ; 
    F 一 圍護結構的傳熱面積( m2 ) ; 
    a 一 圍護結構兩側溫差修正系數,可根 據《冷庫設計規范》查表采用 ; 
    tw一 圍護結構外側的計算溫度 ( ℃) ; 
    t n一 圍護結構 內側的計算溫度( ℃)。 
    其 中 tw= 30.1 ℃, tn =-1 8℃ 。傳熱面積為 四周墻的面積與屋頂面積以及地板面積之和 。 F = 710 m2 。混凝土澆注墻k= O.4 W/m2℃。 A=1.15。 
    代進計算 Q1 =15709. 5w =1 5.7 k w 

    (2) 貨物熱量應按下式計算

    Q 2 = Q 2a + Q2b + Q2c+ Q2d 
    式中Q2a 一食品熱量; 
    Q 2b 一包裝材料 和運載工具熱量; 
    Q2c 一 貨物冷卻時的呼吸熱量; 
    Q2d 一貨物冷躲時 的呼吸熱量。 

    對于上式,僅鮮水果、鮮蔬菜冷躲間需計算Q2c 、Q2d , 此冷庫冷躲肉類,只需計算食品熱量及包裝材料和運載工具熱量。

   
    G一冷間的每 日進貨量 ; 
    H1 一貨物進進冷間初始溫度時的含熱量 ; 
    H2 一貨物在冷間內終止降溫時的含熱量 ; 
    τ 一貨物冷卻時間(小時) ; 
    B 一 貨物包裝材料或運載工具重量系數,對于擱架式取 0.3; 
    t1 一包裝材料或運載工具進進冷間時的溫度-8℃; 
    t2 一包裝材料或運載工具在冷間間終止降溫時的溫度,一般為該冷間的設計溫度( ℃) ;本設計為-18℃。 

    對于有從外庫調進貨物的冷庫,其凍結物冷躲間每間逐日進貨量應按該間冷躲噸位的5 %計算 ,即 G= 150噸x5%=7500 kg;從凍結間運來時肉類的溫度-8℃為貨物進進冷間時的初始溫度,查焓濕圖 H1=76.3 kJ/kg;冷躲間溫度-18℃為貨物在冷間內終止降溫時的溫度,查焓濕圖 H2 = 43.6 k J/ k g ;貨物冷卻時間對冷躲問取2 4小時,對冷卻間凍結間取設計冷加工時間,本次設計取2 4小時。 將以上數據代人計算得Q = 11156 k J/h = 3.10 kw 

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