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中低温冷库设计实例解析

发布日期:2015-03-19 来源:浩爽 作者:浩爽

冷库由冷藏间和制冷机房两部分组成,冷躲吨位为150吨,冷躲食品为猪肉、鱼类、鸡肉。设计冷躲间内温度为 -18℃, 相对湿度为85%。广州市气象参数:夏季空调室外计算干球温度 :to= 30.1℃;室外计算相对湿度为:83%;Ho=88.51kj/kg ;东经113°19’,北纬23°08’;室外风速1.8 m/ s ;大气压力1004.5 mbar。

 
二、 冷库容积计算

    冷库贮躲 吨位计算公式如下 :

   
    式中G一冷库贮躲吨位( 吨) ;
    V一 冷躲间或贮冰间的公称容积( m3 ) ;
    η一冷躲间或储冰间的变积利用系数 ; 
    γ一食品的计算重度 ,即容重( k g /m3 ) ;
    1000 一 吨换算成公斤的致值( k g / 吨) ; 
    已知冷库贮躲吨位,由此式可反求公称容积 。 
     

    由已知条件知 , G=150吨 ,对于肉类的均匀容重γ取4 5 0 k g/m, 对于此吨位的冷库,取0.5。把以上数据代进计算 ,知V= 666 m3。房间净高取3米 ,则净面积为 F = V/h = 222m 3。取冷库总面积为250 m 3。

三、冷却设备负荷计算

    冷间冷却设备负荷应按下式计算 : 

    Q q= Q 1+ PQ 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 
    Q q 一 冷间冷却设备负荷; 
    Q 1一 围护结构传热量; 
    Q 2 一 货物热量; 
    Q 3 一透风换气热量; 
    Q 4 一电动机运转热量; 
    Q 5一操纵热量; 
    P 一 负荷系数。 

    冷却间和冻结间的负荷系数P应取 1.3,其它冷间取1 。对于冷躲间取p = 1 。
    (1) 围护结构传热量应按下式计算 : 
    Q1 = k .F.a (tw- t n )
    式中k 一 围护结构的传热系数( W/m2℃) ; 
    F 一 围护结构的传热面积( m2 ) ; 
    a 一 围护结构两侧温差修正系数,可根 据《冷库设计规范》查表采用 ; 
    tw一 围护结构外侧的计算温度 ( ℃) ; 
    t n一 围护结构 内侧的计算温度( ℃)。 
    其 中 tw= 30.1 ℃, tn =-1 8℃ 。传热面积为 四周墙的面积与屋顶面积以及地板面积之和 。 F = 710 m2 。混凝土浇注墙k= O.4 W/m2℃。 A=1.15。 
    代进计算 Q1 =15709. 5w =1 5.7 k w 

    (2) 货物热量应按下式计算

    Q 2 = Q 2a + Q2b + Q2c+ Q2d 
    式中Q2a 一食品热量; 
    Q 2b 一包装材料 和运载工具热量; 
    Q2c 一 货物冷却时的呼吸热量; 
    Q2d 一货物冷躲时 的呼吸热量。 

    对于上式,仅鲜水果、鲜蔬菜冷躲间需计算Q2c 、Q2d , 此冷库冷躲肉类,只需计算食品热量及包装材料和运载工具热量。

   
    G一冷间的每 日进货量 ; 
    H1 一货物进进冷间初始温度时的含热量 ; 
    H2 一货物在冷间内终止降温时的含热量 ; 
    τ 一货物冷却时间(小时) ; 
    B 一 货物包装材料或运载工具重量系数,对于搁架式取 0.3; 
    t1 一包装材料或运载工具进进冷间时的温度-8℃; 
    t2 一包装材料或运载工具在冷间间终止降温时的温度,一般为该冷间的设计温度( ℃) ;本设计为-18℃。 

    对于有从外库调进货物的冷库,其冻结物冷躲间每间逐日进货量应按该间冷躲吨位的5 %计算 ,即 G= 150吨x5%=7500 kg;从冻结间运来时肉类的温度-8℃为货物进进冷间时的初始温度,查焓湿图 H1=76.3 kJ/kg;冷躲间温度-18℃为货物在冷间内终止降温时的温度,查焓湿图 H2 = 43.6 k J/ k g ;货物冷却时间对冷躲问取2 4小时,对冷却间冻结间取设计冷加工时间,本次设计取2 4小时。 将以上数据代人计算得Q = 11156 k J/h = 3.10 kw 

 

    (3)透风换气热量应按下式计算 : 

    Q 3 = Q3a + Q3b 

    Q3a 一冷间换气热量; 
    Q3b 一操纵职员需要的新鲜空气热量; 
    对于Q3b,只有操纵职员长期停留的冷间如加工间 、包装间等,应计算操纵职员需要新鲜空气的热量其余冷间可不计,故本设计忽略。简化后Q3,为以下算式。
   

    式中Hw室外空气的含热量,查焓湿图 Hw= 88.5 k J /k g; 
    Hn 一室内空气的含热量 ,查焓湿图 Hn = 35 k J/k g; 
    N 一 逐日换气次数,一般可采用2—3次,本设计取2 次 ; 
    v 一冷躲间内净容积,666m3; 
    γn一冷躲间内空气重度 ,1.2kg/m3 ; 
    24 一逐日小时数 。 
    将以上数据代人计算得 Q 3 = 8529.8kJ/h = 2.4kw 

    (4) 电动机运行热量应按下式计算 :
 
    Q 4 = N.ξ.p 

    式中N一 电动机额定功率 ( 千瓦 ) 本设计为小型冷库,取1 2 k w: 
    ξ一热转化系数,电动机在冷问外 ,取 0.75 ; 
    p 一 电动机运转时间系数,不停运转,取1 。 
    代人数据计算得 Q 4 = 9 kw。
 
    (5) 操纵热量应按下式计算 :
 
    Q5 = Q5a + Q5b + Q 5c 

    式中 Q5a 一照明热量 ; 
    Q5b  一 开门热量 ; 
    Q5c  一操纵职员热量 ; 
    对于本设计,操纵很少 ,主要是照明热量Q5 = qd.F 
    qd 一每平方米地板面积照明热量 ,冷躲问取1.8千卡/平方米 · 小时 ; 
    F 一冷问地板面积共 250平方米 ; 
    代人计算 Q5 = 450千卡/小时= 0.5 k w 

    所以冷却设备负荷 Q q = Q1 +PO 2 + Q3 + Q 4 + Q 5 = 30.7 kw 
 
四、 冷间机械负荷计算 
 
    Q j =( n1Q1+ n2Q2 + n3Q3 + n4Q4 + n5Q 5 ) R 

    式中:Qj 一机械负荷kw; 
    n1 一 围护结构传热量的季节修正系数 ,无明显淡旺季区别 ,取1 ; 
    n2一 货物热量的机械负荷折减系数,冻结物冷躲问容积不太大,取0.6: 
    n3 一 同期换气系数, 取0.8 ; 
    n4 一冷间用的电动机同期运转系数,冷躲问分5小间 ,
 
    根据《冷库设计规范》,n 4 取 0.4 ; 
    N5 一冷间同期操纵系数 ,冷躲间分5小间, 根据《冷库设计规范》, n5 取 0.4; 
    R 一制冷装置和管道等冷损耗补偿系数 ,本设计为间接冷却系统取1.12。代人计算
    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、制冷设备的选型计算

    根据制冷量 23.3 kw,选用比泽尔冷凝机组 ,其性能参 数见下表 : 

   
 
六、制冷管道及保温措施

    制冷装置的管材采用A20炭素钢无缝钢管, 凡管道和设备导致冷量损失的部位 、将产生凝聚水滴的部位和形成冷桥的部位 ,均给予保温 ,用隔热性能良好又经济实用的隔热材料。 
 
七、库址选择及库区布置

    此冷库主要是冷躲肉类 ,为防止异味扩散 ,冷库应布置在广州夏季主风向的下风侧 ; 但为确保冷躲食品干净卫生 ,冷库布置在厂内牲口 、 家禽 、 鱼类等原料区和锅炉房 、 煤场 、污水处理站的上风侧。广州夏季多吹东熏风,相对某一建筑物, 东南方 向为上风侧 , 西北方向为下风侧。库址选择在交通运输方便的地方, 并保证四周有良好的卫生条件, 避开产生有害气体 、烟雾 、粉尘等物质的产业企业及传染病医院、火葬场等。库房屋面及外墙粉刷成白色减少吸热 ,库房屋面隔热层上宜设透风层保证肉类透风换气 。 

 

一、 设计概况

    冷库位于广州市 ,冷库由冷躲间和制冷机房两部分组成,冷躲吨位为150吨,冷躲食品为猪肉、鱼类、鸡肉。设计冷躲间内温度为 -18℃, 相对湿度为85%。广州市气象参数:夏季空调室外计算干球温度 :to= 30.1℃;室外计算相对湿度为:83%;Ho=88.51kj/kg ;东经113°19’,北纬23°08’;室外风速1.8 m/ s ;大气压力1004.5 mbar。
 
二、 冷库容积计算

    冷库贮躲 吨位计算公式如下 :

   
    式中G一冷库贮躲吨位( 吨) ;
    V一 冷躲间或贮冰间的公称容积( m3 ) ;
    η一冷躲间或储冰间的变积利用系数 ; 
    γ一食品的计算重度 ,即容重( k g /m3 ) ;
    1000 一 吨换算成公斤的致值( k g / 吨) ; 
    已知冷库贮躲吨位,由此式可反求公称容积 。 
     

    由已知条件知 , G=150吨 ,对于肉类的均匀容重γ取4 5 0 k g/m, 对于此吨位的冷库,取0.5。把以上数据代进计算 ,知V= 666 m3。房间净高取3米 ,则净面积为 F = V/h = 222m 3。取冷库总面积为250 m 3。

三、冷却设备负荷计算

    冷间冷却设备负荷应按下式计算 : 

    Q q= Q 1+ PQ 2 + Q 3 + Q 4 + Q 5 
    Q q 一 冷间冷却设备负荷; 
    Q 1一 围护结构传热量; 
    Q 2 一 货物热量; 
    Q 3 一透风换气热量; 
    Q 4 一电动机运转热量; 
    Q 5一操纵热量; 
    P 一 负荷系数。 

    冷却间和冻结间的负荷系数P应取 1.3,其它冷间取1 。对于冷躲间取p = 1 。
    (1) 围护结构传热量应按下式计算 : 
    Q1 = k .F.a (tw- t n )
    式中k 一 围护结构的传热系数( W/m2℃) ; 
    F 一 围护结构的传热面积( m2 ) ; 
    a 一 围护结构两侧温差修正系数,可根 据《冷库设计规范》查表采用 ; 
    tw一 围护结构外侧的计算温度 ( ℃) ; 
    t n一 围护结构 内侧的计算温度( ℃)。 
    其 中 tw= 30.1 ℃, tn =-1 8℃ 。传热面积为 四周墙的面积与屋顶面积以及地板面积之和 。 F = 710 m2 。混凝土浇注墙k= O.4 W/m2℃。 A=1.15。 
    代进计算 Q1 =15709. 5w =1 5.7 k w 

    (2) 货物热量应按下式计算

    Q 2 = Q 2a + Q2b + Q2c+ Q2d 
    式中Q2a 一食品热量; 
    Q 2b 一包装材料 和运载工具热量; 
    Q2c 一 货物冷却时的呼吸热量; 
    Q2d 一货物冷躲时 的呼吸热量。 

    对于上式,仅鲜水果、鲜蔬菜冷躲间需计算Q2c 、Q2d , 此冷库冷躲肉类,只需计算食品热量及包装材料和运载工具热量。

   
    G一冷间的每 日进货量 ; 
    H1 一货物进进冷间初始温度时的含热量 ; 
    H2 一货物在冷间内终止降温时的含热量 ; 
    τ 一货物冷却时间(小时) ; 
    B 一 货物包装材料或运载工具重量系数,对于搁架式取 0.3; 
    t1 一包装材料或运载工具进进冷间时的温度-8℃; 
    t2 一包装材料或运载工具在冷间间终止降温时的温度,一般为该冷间的设计温度( ℃) ;本设计为-18℃。 

    对于有从外库调进货物的冷库,其冻结物冷躲间每间逐日进货量应按该间冷躲吨位的5 %计算 ,即 G= 150吨x5%=7500 kg;从冻结间运来时肉类的温度-8℃为货物进进冷间时的初始温度,查焓湿图 H1=76.3 kJ/kg;冷躲间温度-18℃为货物在冷间内终止降温时的温度,查焓湿图 H2 = 43.6 k J/ k g ;货物冷却时间对冷躲问取2 4小时,对冷却间冻结间取设计冷加工时间,本次设计取2 4小时。 将以上数据代人计算得Q = 11156 k J/h = 3.10 kw 

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