(一)冻结间:冻结间也称急冻间、速冻间,冻结间的室内设计温度为-23℃~-30℃。
(二)高温冷藏间:高温冷藏间的室内设计温度一样平常为0~2℃。
(三)低温冷藏间:低温冷藏间也称冻结物冷藏间,室内温度一样平常在-12℃以下,贮存肉类时室温为-18℃~-20℃。
(四)穿堂:穿堂是食品进出库的通道,并起到沟通各冷间、便于装卸周转的浸染。目前冷库设计中较多采取库外常温穿堂,将穿堂支配在冷库主体建筑之外。
(五)机房:压缩机间、设备间、水泵房、配电间、工人值班室组合在一起的部分称为机房。
冷库容量的确定:
(一)冻结间冻结量的打算:
小型冷库的冻结间一样平常以搁架式排管作为冷分配设备兼货架,搁架式排管冻结间的逐日夜冻结量按下式打算:
式中:G—冻结间逐日夜冻结能力(t);
η—搁架利用系数,取值为:盘装食品η=0.85~0.90;听装食品η=0.7~0.85;箱装食品η=0.7~0.85;
A—搁架各层有效载货面积之和(不包括弯头部分)(m2);
a—每件冻结食品容器所占面积(m2);
g—每件食品净重(kg);
T—冻结一次周转的韶光(h);
24—逐日夜小时数(h);
1000—吨和千克之间的数值变换。
(二)冷库冷藏间的容量打算
冷库冷藏间的容量以冷藏间的公称容积为打算标准,其贮藏吨位G可按下式求得:
式中 G—冷藏间贮藏吨位(t);
V—冷藏间公称容积(m3);
ρ—食品的打算密度(kg/m3),见表-1;
η—冷藏间容积利用系数;见表-2;
1000——吨与千克间的数值变换。
表-1 食品的打算密度表
注:同一座冷藏库犹如时存放猪、牛、羊肉、禽类、水产品等,其密度均按400kg/m3计。当只存羊腔时,密度按250kg/m3;只存冻牛、羊肉时,密度按330kg/m3打算。
表-2小型冷库容积利用系数
注:蔬菜冷库的容积利用系数应按表-2数值乘以0.8的改动系数。
冷藏库耗冷量打算:
冷藏库耗冷量打算包括围护构造耗冷量φ1、货色耗冷量φ2、透风换气耗冷量φ3、连续运行的电动设备耗冷量φ4和操作管理耗冷量φ5五个部分。
一、围护构造耗冷量的打算:
围护构造耗冷量按稳定传热公式打算:
φ1=KA(tW–tn)a
式中:K—围护构造的传热系数[W/(m2•℃)];
A—围护构造传热面积(m2);
tW—围护构造外侧打算温度(℃);
tn—围护构造内侧打算温度(℃);
a—围护构造两侧温差改动系数。
(一)围护构造传热面积A的尺寸丈量
1.地面、屋面的面积:内墙的中到中或外墙的外表面到内墙中。
2.墙高度
1)中间层:由该层楼板面至上层楼板面。
2)最高层:由该层楼板面至屋盖外表面或阁楼绝热层的上表面。
3)首层:
①土壤上无绝热层的地坪:由该层地坪表面至上层楼板面;
②土壤上有绝热层的地坪:由绝热层下表面至上层楼板面;
③有架空透风的地坪:由架空板的下表面至上层楼板面;
④埋设透风管的地坪:由透风管顶表面至上层楼板面。
3.外墙长度
1)有拐角的外墙:由端部外表面至内隔墙中线。
2)没有拐角的外墙:由内隔墙的中到中。
4.内墙长度
1)两端连接外墙的:两外墙表里面的间隔。
2)一端连接外墙的:由外墙表里面至内隔墙中。
3)两端内墙:由两内墙中到中。
(二)围护构造传热系数K的确定
在打算耗冷量时,围护构造已经确定,故传热系数可根据围护构造的材料和详细布局按下式进行打算:
式中:αw、αn—围护构造外、表里面的放热系数[W/(m2•℃)],见表3;
δ1、δ2—围护构造各布局层厚度(m);
λ1、λ2—围护构造各布局层的导热系数[W/(m•℃)],查有关设计手册。地面的传热系数可查表-4和表-5。
表-3 冷藏库围护构造外表面和表里面放热系数
表-4 直接铺设在土壤上的地面传热系数K
表-5 铺设在架空层上的地面传热系数K
(三)围护构造内外侧打算温度的确定
1、围护构造外侧打算温度
围护构造外侧的打算温度应按下列规定取:
1)打算外墙、屋面、顶棚时,tW应采取夏季空气调节室外打算日均匀温度。
2)打算内墙和楼面时,tW应取其邻室的室温。当邻室为冷却间或冷冻间时,应取该类冷间空库保温温度。空库保温温度,冷却间应按10℃打算,冷冻间应按-10℃打算。
3)冷间地面隔热层下设有透风加热装置时,其外侧温度按1~2℃打算;如地面下部无透风等加热装置或地面隔热层下为透风架空层时,其外侧的打算温度应采取夏季空气调节日均匀温度。
2、围护构造内侧打算温度
围护构造内侧打算温度即库房室内设计温度,见表-6。
(四)围护构造两侧温差改动系数a值
围护构造两侧温差改动系数a值见表-7。
表-6 库房设计温度和相对湿度
表-7围护构造两侧温差改动系数a值
注:1.D为围护构造热惰性指标,材料层热绝缘系数M (传热阻R)与蓄热系数S的乘积,即D=M[m2/(℃•w)]•S(m/m2•℃);重型构造的外围护构造总热惰性指标D>6(不常用);中型构造的外围护构造总热惰性指标 D≥4(不常用);轻型构造的外围护构造总热惰性指标D≤4(常用)。
2.负温穿堂可参照冻结物冷藏间选用a值;
3.表内未列的其它库温即是或高于0℃的库房可参照各项中冷却间的a值选用。
二、货色耗冷量的打算:
一样平常食品进库时的温度都高于库房温度,食品温度与库房温度之差会导致食品向库内放热。生鲜食品当其为活体时,还要进行呼吸,吸进氧气与体内糖类进行氧化分解,这种生理浸染也是放热反应;带包装的食品,由于进出库温差的存在,包装材料还会有显热放出等等。这些放出的热量就构成了一项货色耗冷量φ2。货色耗冷量按下式打算:
式中:φ2a—食品热量(W);
φ2b—包装材料和运载工具热量(W);
φ2C—食品冷却时的呼吸热量(W);
φ2d—食品冷藏时的呼吸热量(W);
换算成W的数值;
G—库房的逐日进货量(Kg);
h1、h2—食品进入库房初始温度和终止降温时的焓值(KJ/kg),见表-8;
T—货色冷却韶光(h);对付冷藏间取24h,对付冷却间、冻结间取设计冷加工韶光;
B—货色包装材料或运载工具重量系数,见表-9;
Cb—包装材料或运载工具的比热容[KJ/(k•℃)],见表-10;
t1、t2—包装材料或运载工具进入库房时和终止降温时的温度(℃);
q1、q2—食品冷却初始温度时和终止温度时的呼吸热量(W/kg),见 表-12;
Gn—冷却物冷藏间的冷藏量(Kg)。
利用以上公式时应把稳以下几点:
1、当冷库仅有鲜水果和鲜蔬菜的冷藏间时,只需打算φ2C和φ2d。
2、如冻结过程中需加水时,应把水的热量加入公式值内。
3、库房逐日的进货量G应按下列规定取值:
1)冷却间或冷冻间应按设计冷加工能力打算;
2)存放果蔬的冷却物冷藏间应按不大于该间冷藏吨位的8%打算;存放鲜蛋的冷却物冷藏间,应按不大于该间冷藏吨位的5%打算;
3)有从外地调入货色的冷藏库,其冻结物冷藏间每间逐日进货量应按该间冷藏吨位的5%打算;
4)无外地调入货色的冷藏库,其冻结物冷藏间每间逐日进货量一样平常宜按该库逐日冻结量打算;如该进货量大于按该冷藏间吨位5%打算的进货量时,则应按冷间冷藏吨位的5%打算。
4、货色进入冷间时的温度,应按下列规定来打算
1)未经冷却的鲜肉温度应按35℃打算,已冷却的鲜肉温度按4℃打算。
2)从外地调入的冻肉温度按-8~-10℃打算。
3)无外地调入货色的冷库,进入冻结物冷藏间的货色温度按该冷库冻结间终止降温时的货色温度打算。
4)鲜蛋、水果、蔬菜的进货温度按当地货色进入冷间生产旺月的月均匀温度打算。
5、包装材料或运载工具进出库房的温度按下列规定取值:
1)包装材料或运载工具进入库房温度的取值应按夏季空调日均匀温度乘以生产旺月的温度改动系数(见表-11)。
2)包装材料或运载工具在冷间内终止降温时的温度,一样平常为该冷间的设计温度。
表-8 食品焓值表(KJ/KG)
表-9货色包装材料和运载工具重量系数表
表-10包装材料或运载工具的比热容量
表-11包装材料或运载工具进入冷间的温度改动系数
表-12一些紧张水果与蔬菜的呼吸热
三、透风换气耗冷量的打算
室外空气进入冷间将被冷却,同时空气的含湿量也将产生变革,导致一部分水蒸气凝集也将花费一定的冷量,这二项就构成了冷间的透风换气耗冷量φ3。
透风换气耗冷量φ3按下列公式打算:
式中:φ3a—冷却物冷藏间换气耗冷量(W);
φ3b—操作职员须要的新鲜空气耗冷量(W);
hw—室外空气的焓(KJ/Kg);
hn—室内空气的焓(KJ/Kg);
n—逐日换气次数,一样平常可采取2-3次;
V—冷藏间内净容积(m3);
ρn—冷藏间内空气密度(Kg/m3);
24—逐日小时数;
30—每个操作职员每小时须要的新鲜空宇量(m3/h);
nr—操作职员数;
换算或W的数值。
采取上式打算耗冷量时,应把稳以下几点:
1)透风换气耗冷量只适用于贮存着有呼吸浸染食品的冷藏间。
2)有操作职员长期勾留的加工间、包装间等冷间,需打算操作职员须要新鲜空气的冷负荷φ3b,别的冷间可不计。
3)室外空气的焓应按夏季透风室外打算温度及夏季室外打算相对湿度取值。室内空气的焓应按冷间设计温度和相对湿度取值。
四、电动机运转耗冷量的打算
电动机运转热量是由冷库内事情的冷风机、运输链、搬运设备(电瓶车等)所带电动机所产生。其热量聚拢在冷间里,靠制冷装置带走,这给制冷系统又增加了一部分耗冷量φ4,其打算如下:φ4=1000∑Pξb
式中: P—电动机额定功率(KW);
ξ—热转化系数,电动机在库房内时应取1,电动机在库房外时应取0.75;
b—电动机运转韶光系数;对付冷风机配用电动机取1,对冷间内其它设备配用的电动,一样平常可按逐日夜操作8h计,则b=8/24=0.33。
1000—1KW换算成W的数值。
五、操作管理耗冷量的打算
冷库由于操作的须要,要有库房内的照明,库门由于食品和操作职员的进出库要常常开启,以及操作职员在库内操作,这些都使冷库耗冷量增加。操作管理冷库耗冷量φ5按下式打算:φ5=φ5a+φ5b+φ5c
式中:φ5a—照明耗冷量(W);
φ5b—开门耗冷量(W);
φ5c—操作职员耗冷量(W);
φd—每m2地板面积照明热量;冷藏间、冷却间、冻结间可取2.3W/m2,操作职员永劫光勾留的加工间、包装间等可取4.7W/m2;
A—库房地板面积(m2);
nk—门樘数;
n—逐日开门换气次数,见下页图-3;
hn、hw—库房内外空气的焓(KJ/Kg);
V—库房内净体积(m2);
m—空气幕效率改动系数,可取0.5;如不设空气幕则取1;
24—逐日小时数;
ρn—库房空气密度(Kg/m3);
逐日操作韶光系数,按逐日操作3小时。
nr—操作职员数量;
φr—每个操作职员产生的热量,W/人;库房设计温度高于或即是-5℃时,取279W/人,库房设计温度低于-5℃时取395W/人。
采取上式打算耗冷量时,应把稳以下几点:
1、冷却间、冷冻间不打算φ5这项耗冷量。
2、操作职员数可按冷间的容积每250m3增加一人。
小型冷藏库制冷工艺设计:
库房制冷工艺设计是冷藏库工艺设计的主要组成部分,它是在确定了冷间冷却设备负荷之后,着重研究冷却排管设计、冷风机的选型打算等内容。
一、负荷打算:
负荷的打算包括冷间冷却设备负荷打算和机器负荷打算。
(一)冷间冷却设备负荷打算
打算冷间冷却设备负荷时,要考虑到热源产生热量的不屈衡性,个中φ2的颠簸产生不屈衡性影响最大(在食品冻结过程中,冻结过程开始时及最大冻结天生时其放热量最大,超过冻结过程中均匀放热量),以是要对φ2进行改动。冷间冷却设备负荷打算为:
φS=φ1+Pφ2+φ3+φ4+φ5
式中:φS—冷间冷却设备负荷(W);
φ1—围护构造耗冷量(W);
φ2—货色耗冷量(W);
φ3—透风换气耗冷量(W);
φ4—电动机运转耗冷量(W);
φ5—操作耗冷量(W);
P—货色负荷系数,冷却间、冻结间和货色不经冷却而进入冷 却物冷藏间的货色负荷系数取值为1.3,其它冷间取1。
各冷间冷却设备负荷根据冷间浸染不同而打算有所不同,如冻结间就没有操作热量,冻结物冻藏间没有透风换气热量,各冷间冷却设备负荷的组成,见表-13。在冷间冷却设备负荷打算时,冷却设备都是按冷间单独设置,以是冷却设备负荷打算也要按冷间分开打算。
表-13 各冷间冷却设备负荷φS组成表
二)冷间机器负荷打算
冷间机器负荷是全体冷库选用制冷机所具有的制冷能力,它须要适宜冷库整年生产的哀求,又要充分考虑到冷库常年经营用度的经济性。在一样平常情形下冷间机器负荷打算时,应根据实际情形对各种打算耗冷量进行改动。冷间机器负荷的打算公式为:
φj=(n1∑φ1+n2∑φ2+n3∑φ3+n4∑φ4+n5∑φ5)R
式中:φj—冷间机器负荷(W);
n1—围护构造耗冷量的时令改动系数,一样平常应根据生产旺季的涌现月份,查表-14,当整年生产无明显的淡旺季差异时,应取1;
n2—货色耗冷量的机器负荷折减系数;冷加工间和其它冷间应取1;
冷却物冷藏间按下列数值取值:公称容积为10000m3以下时取0.6;
公称容积10001~30000m3时取0.45; 公称容积为30001m3以上时取0.3;
冻结物冷藏间按下列数值取值:公称容积为7000m3以下时取0.5; 公称容积为7001~20000m3时取0.65; 公称容积为20001m3以上时取0.8;
n3—同期换气系数,一样平常取0.5—1.0,根据同时最大换宇量和全库逐日总换宇量的比率选择,比率大时取大值;
n4—冷间用电动机的同期运转系数。冷却间、冻结间、冷却物冷藏间中的冷风机,取值为1,其它冷间按表-15取值;
n5—冷间同期操作系数,按表-15取值;
R—制冷装置和管道等冷损耗补偿系数,一样平常直接冷却系统取值1.07,间接冷却系统取值1.12。
表-14时令改动系数
表-15 冷间用电动机同时运转系数n4和冷间同期操作系数n5
注:表-15中所述冷间总间数应是同一蒸发温度且用场相同的冷间间数。
二、库房冷分配设备的选型打算
(一)排管的设计打算
排管的设计打算是确定排管的构造型式,打算排管的冷却面积(蒸发器传热面积)和长度。
1、排管冷却面积打算
排管的冷却面积按下式打算:
式中 :φS—排管的设计冷负荷(W);
K—排管的传热系数[W/(m2•℃)],查表-16;
Δt—冷藏间温度与蒸发温度之差,宜按算术均匀温差打算,并不宜大于10℃。
表-16 排管传热系数表
表-17 室内tn改动系数C1
表-18温差Δt改动系数C2
2、排管用钢管总长度及排管构造尺寸的确定
根据排管冷却面积F和所采取的无缝钢管规格,可打算出排管所用管子的总长度L:
式中:F—排管的冷却面积(m2);
f—每米长无缝钢管的外表面积(m2)。
根据排管用管子的长度来确定排管的长度、根数及高度等构造尺寸。
(二)冷风机的选型打算
1、根据库温选择冷风机类型;
2、根据库房相对湿度Φ查图-4确定时数均匀温差Δt;
3、根据工况及Δt,查表-19确定冷量改动系数CF;
4、以打算确定冷库所需负荷φS乘以改动系数CF的数作为选定冷风机的冷量,确定冷风机的详细型号。
表-19冷量改动系数CF表:
下面以一例题解释冷风机的详细选择方法:
[例1]已知设计冷负荷φS=15.28KW,库房相对湿度Ф=78%,库房温度-15℃(蒸发温度-25℃),工质为R22,试选择冷风机。
[解]选择步骤和方法如下:
(1)因库温为-15℃,查有关设计手册,选择DD型冷风机,双重翅片节距为8/4mm。
(2)由相对湿度Ф,据Ф与Δt的关系曲线确定Δt=6℃。
(3)由冷量改动系数表查得CF=1.8。
(4)冷风机的选型冷量为:1.8×15.28=27.5KW。
(5)由参数表查得所选冷风机型号为DD100,名义制冷量为30.23KW,富余系数为10%。
小型冷库氟利昂制冷系统的图式:
小型冷库一样平常采取氟利昂制冷剂的整体型冷机,冷机的冷凝器有水冷式和风冷式两种,常用的制冷剂有R12、R22和R502,当小型冷库哀求蒸发温度-30℃时,仍可采取单级压缩制冷。
为了提高制冷效率,应采取回热循环,即让制冷剂在膨胀前过冷,但小冷库常日不设回热热交流器,而是将膨胀阀前的供液管和回气管系缚在一起,进行耦合保温,达到液体过冷、回气过热的效果。
小型冷库范例制冷系统的图式见图-5~-8。
小冷库工程实例:
图-9 公称容积为150m3 (20t冷风机式)的小型冷库制冷工艺事理图
图-10 公称容积为150m3 (20t冷风机式)的小型冷库制冷工艺剖面图
图-11公称容积为150m3 (20t排管式)小型冷库制冷工艺事理图
图-12公称容积为150m3(20t排管式)小型冷库制冷工艺剖面图
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