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低温冷库的设计方案

中低温冷库设计方案         高低温试验箱
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 : t o =30.1℃;室外计算相对湿度为:83%;Ho = 88.51k j/k g ;东经113°19’,北纬23°08 ’;室外风速1.8m/ s;大气压力1004. 5 mbar。
 
二、 冷库容积计算
 
冷库贮藏 吨位计算公式如下 :

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 0kg/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 = 222m3。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+Q3+ 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 。
( 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=-18℃。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 = 710m2。混凝土浇注墙k=O.4W/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%=7500kg;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=76.3kJ/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 kJ/kg;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=11156kJ/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= 88.5kJ/kg; 
Hn 一室内空气的含热量 ,查焓湿图 Hn =35kJ/kg; 
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. 2 k g/m3 ; 
2 4 一每日小时数 。 
将以上数据代人计算得 Q 3 = 8529.8 k J/h = 2.4 k w 
( 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) 操作热量应按下式计算 : 
Q 5 = Q5a +Q5b+Q5c 
式中 Q5a 一照明热量 ; 
Q 5b  一 开门热量 ; 
Q 5c  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  
q d 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+Q4 + 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Q j 一机械负荷k w; 
n 1 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,冻结物冷藏问容积不太大,取0.6: 
n 3 一 同期换气系数, 取0.8 ; 
n 4 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
Q j = 1 5.7 x l + 0.6 x 3.1 + 0.8 x 2.4 + 0.4 x .9 + 0 .4x0.5=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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