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中低温冷库设计实例解析

一、 设计概况

冷库位于广州市,冷库由冷藏间和制冷机房两部分组成,冷藏吨位为150吨,冷藏食品为猪肉、鱼类、鸡肉。设计冷藏间内温度为 -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

式中G一冷库贮藏吨位( 吨) ;

V一冷藏间或贮冰间的公称容积( m3 ) ;

η一冷藏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) ;

已知冷库贮藏吨位,由此式可反求公称容积 。

由已知条件知 , G=150吨 ,对于肉类的平均容重γ取4 5 0 k g/m, 对于此吨位的冷库,取0.5。把以上数据代入计算 ,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

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 一通风换气热量;

Q 4 一电动机运转热量;

Q 5一操作热量;

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 。对于冷藏间取p = 1 。

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。

代入计算 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 一货物冷藏时的呼吸热量。

对于上式,仅鲜水果、鲜蔬菜冷藏间需计算Q2c 、Q2d , 此冷库冷藏肉类,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 一货物进入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入冷间时的温度-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℃。

对于有从外库调入货物的冷库,其冻结物冷藏间每间每日进货量应按该间冷藏吨位的5 %计算 ,即 G= 150吨x5%=7500 kg;从冻结间运来时肉类的温度-8℃为货物进入冷间时的初始温度,查焓湿图 H1=76.3 kJ/kg;冷藏间温度-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 ;货物冷却时间对冷藏问取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)通风换气热量应按下式计算:

Q 3 = Q3a Q3b

Q3a 一冷间换气热量;

Q3b 一操作人员需要的新鲜空气热量;

对于Q3b,只有操作人员长期停留的冷间如加工间、包装间等,应计算操作人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 一每日换气次数,一般可采用2—3次,本设计取2 次 ;

v 一冷藏间内净容积,666m3;

γn一冷藏间内空气重度,1.2kg/m3 ;

24 一每日小时数。

将以上数据代人计算得 Q 3 = 8529.8kJ/h = 2.4kw

Q 4 = N.ξ.p

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。

Q5 = Q5a Q5b Q 5c

式中 Q5a 一照明热量 ;

Q5b  一 开门热量 ;

Q5c  一操作人员热量 ;

对于本设计,操作很少,主要是照明热量Q5 = qd.F

qd 一每平方米地板面积照明热量 ,冷藏问取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

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 ;

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,冷藏问分5小间 ,

根据《冷库设计规范》,n 4 取 0.4 ;

N5 一冷间同期操作系数,冷藏间分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

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 、将产生凝结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

此冷库主要是冷藏肉类 ,为防止异味扩散 ,冷库应布置在广州夏季主风向的下风侧 ; 但为确保冷藏食品干净卫生 ,冷库布置在厂内牲畜 、家禽 、 鱼类等原料区和锅炉房 、 煤场 、污水处理站的上风侧。广州夏季多吹东南风,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, 并保证周围有良好的卫生条件, 避开产生有害气体 、烟雾、粉尘等物质的工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通风层保证肉类通风换气。

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