小型冷庫一般由凍結間、高溫冷藏間、低溫冷藏間、常溫穿堂、值班室、機房等組成。圖1為冷藏容量30噸的生産性小型冷庫建築平面圖；圖2為冷藏容量為100噸的生活供應性小型冷庫建築平面圖。

（一）凍結間：凍結間也稱急凍間、速凍間,凍結間的室内設計溫度為-23℃～-30℃。

（二）高溫冷藏間：高溫冷藏間的室内設計溫度一般為0～2℃。

（三）低溫冷藏間：低溫冷藏間也稱凍結物冷藏間，室内溫度一般在-12℃以下，貯存肉類時室溫為-18℃～-20℃。

（四）穿堂：穿堂是食品進出庫的通道，并起到溝通各冷間、便于裝卸周轉的作用。目前冷庫設計中較多采用庫外常溫穿堂，将穿堂布置在冷庫主體建築之外。

（五）機房：壓縮機間、設備間、水泵房、配電間、工人值班室組合在一起的部分稱為機房。

冷庫容量的确定：

（一）凍結間凍結量的計算：

小型冷庫的凍結間一般以擱架式排管作為冷分配設備兼貨架，擱架式排管凍結間的每晝夜凍結量按下式計算：

式中：G—凍結間每晝夜凍結能力（t）；

η—擱架利用系數，取值為：盤裝食品η=0.85～0.90；聽裝食品η=0.7～0.85；箱裝食品η=0.7～0.85；

A—擱架各層有效載貨面積之和（不包括彎頭部分）（m2）；

a—每件凍結食品容器所占面積（m2）；

g—每件食品淨重（Kg）；

T—凍結一次周轉的時間（h）；

24—每晝夜小時數（h）；

1000—噸和千克之間的數值變換。

（二）冷庫冷藏間的容量計算

冷庫冷藏間的容量以冷藏間的公稱容積為計算标準，其貯藏噸位G可按下式求得：

式中 G—冷藏間貯藏噸位（t）；

V—冷藏間公稱容積（m3）；

ρ—食品的計算密度（kg/m3），見表-1；

η—冷藏間容積利用系數；見表-2；

1000——噸與千克間的數值變換。

表-1 食品的計算密度表

注：同一座冷藏庫如同時存放豬、牛、羊肉、禽類、水産品等，其密度均按400kg/m3計。當隻存羊腔時，密度按250kg/m3；隻存凍牛、羊肉時，密度按330kg/m3計算。

表-2小型冷庫容積利用系數

注：蔬菜冷庫的容積利用系數應按表-2數值乘以0.8的修正系數。

冷藏庫耗冷量計算：

冷藏庫耗冷量計算包括圍護結構耗冷量φ1、貨物耗冷量φ2、通風換氣耗冷量φ3、連續運行的電動設備耗冷量φ4和操作管理耗冷量φ5五個部分。

一、圍護結構耗冷量的計算：

圍護結構耗冷量按穩定傳熱公式計算：

φ1=KA（tW–tn）a

式中：K—圍護結構的傳熱系數[W/（m2•℃）]；

A—圍護結構傳熱面積（m2）；

tW—圍護結構外側計算溫度（℃）；

tn—圍護結構内側計算溫度（℃）；

a—圍護結構兩側溫差修正系數。

（一）圍護結構傳熱面積A的尺寸丈量

1．地面、屋面的面積：内牆的中到中或外牆的外表面到内牆中。

2．牆高度

1）中間層：由該層樓闆面至上層樓闆面。

2）最高層：由該層樓闆面至屋蓋外表面或閣樓絕熱層的上表面。

3）首層：

①土壤上無絕熱層的地坪：由該層地坪表面至上層樓闆面；

②土壤上有絕熱層的地坪：由絕熱層下表面至上層樓闆面；

③有架空通風的地坪：由架空闆的下表面至上層樓闆面；

④埋設通風管的地坪：由通風管頂表面至上層樓闆面。

3．外牆長度

1）有拐角的外牆：由端部外表面至内隔牆中線。

2）沒有拐角的外牆：由内隔牆的中到中。

4．内牆長度

1）兩端連接外牆的：兩外牆内表面的距離。

2）一端連接外牆的：由外牆内表面至内隔牆中。

3）兩端内牆：由兩内牆中到中。

（二）圍護結構傳熱系數K的确定

在計算耗冷量時，圍護結構已經确定，故傳熱系數可根據圍護結構的材料和具體構造按下式進行計算：

式中：αw、αn—圍護結構外、内表面的放熱系數[W/（m2•℃）]，見表3；

δ1、δ2—圍護結構各構造層厚度（m）；

λ1、λ2—圍護結構各構造層的導熱系數[W/（m•℃）]，查有關設計手冊。地面的傳熱系數可查表-4和表-5。

表-3 冷藏庫圍護結構外表面和内表面放熱系數

表-4 直接鋪設在土壤上的地面傳熱系數K

表-5 鋪設在架空層上的地面傳熱系數K

（三）圍護結構内外側計算溫度的确定

1、圍護結構外側計算溫度

圍護結構外側的計算溫度應按下列規定取：

1）計算外牆、屋面、頂棚時，tW應采用夏季空氣調節室外計算日平均溫度。

2）計算内牆和樓面時，tW應取其鄰室的室溫。當鄰室為冷卻間或冷凍間時，應取該類冷間空庫保溫溫度。空庫保溫溫度，冷卻間應按10℃計算，冷凍間應按-10℃計算。

3）冷間地面隔熱層下設有通風加熱裝置時，其外側溫度按1～2℃計算；如地面下部無通風等加熱裝置或地面隔熱層下為通風架空層時，其外側的計算溫度應采用夏季空氣調節日平均溫度。

2、圍護結構内側計算溫度

圍護結構内側計算溫度即庫房室内設計溫度，見表-6。

（四）圍護結構兩側溫差修正系數a值

圍護結構兩側溫差修正系數a值見表-7。

表-6 庫房設計溫度和相對濕度

表-7圍護結構兩側溫差修正系數a值

注：1．D為圍護結構熱惰性指标，材料層熱絕緣系數M （傳熱阻R）與蓄熱系數S的乘積，即D=M[m2/（℃•w）]•S（m/m2•℃）；重型結構的外圍護結構總熱惰性指标D>6（不常用）；中型結構的外圍護結構總熱惰性指标 D≥4（不常用）；輕型結構的外圍護結構總熱惰性指标D≤4（常用）。

2．負溫穿堂可參照凍結物冷藏間選用a值；

3．表内未列的其它庫溫等于或高于0℃的庫房可參照各項中冷卻間的a值選用。

二、貨物耗冷量的計算：

一般食品進庫時的溫度都高于庫房溫度，食品溫度與庫房溫度之差會導緻食品向庫内放熱。生鮮食品當其為活體時，還要進行呼吸，吸進氧氣與體内糖類進行氧化分解，這種生理作用也是放熱反應；帶包裝的食品，由于進出庫溫差的存在，包裝材料還會有顯熱放出等等。這些放出的熱量就構成了一項貨物耗冷量φ2。貨物耗冷量按下式計算：

式中：φ2a—食品熱量（W）；

φ2b—包裝材料和運載工具熱量（W）；

φ2C—食品冷卻時的呼吸熱量（W）；

φ2d—食品冷藏時的呼吸熱量（W）；

換算成W的數值；

G—庫房的每日進貨量（Kg）;

h1、h2—食品進入庫房初始溫度和終止降溫時的焓值（KJ/kg），見表-8；

T—貨物冷卻時間（h）；對于冷藏間取24h，對于冷卻間、凍結間取設計冷加工時間；

B—貨物包裝材料或運載工具重量系數，見表-9；

Cb—包裝材料或運載工具的比熱容[KJ/（k•℃）]，見表-10；

t1、t2—包裝材料或運載工具進入庫房時和終止降溫時的溫度（℃）；

ｑ1、ｑ2—食品冷卻初始溫度時和終止溫度時的呼吸熱量（W/kg），見 表-12；

Gn—冷卻物冷藏間的冷藏量（Kg）。

使用以上公式時應注意以下幾點：

1、當冷庫僅有鮮水果和鮮蔬菜的冷藏間時，隻需計算φ2C和φ2d。

2、如凍結過程中需加水時，應把水的熱量加入公式值内。

3、庫房每日的進貨量G應按下列規定取值：

1）冷卻間或冷凍間應按設計冷加工能力計算；

2）存放果蔬的冷卻物冷藏間應按不大于該間冷藏噸位的8%計算；存放鮮蛋的冷卻物冷藏間，應按不大于該間冷藏噸位的5%計算；

3）有從外地調入貨物的冷藏庫，其凍結物冷藏間每間每日進貨量應按該間冷藏噸位的5%計算；

4）無外地調入貨物的冷藏庫，其凍結物冷藏間每間每日進貨量一般宜按該庫每日凍結量計算；如該進貨量大于按該冷藏間噸位5%計算的進貨量時，則應按冷間冷藏噸位的5%計算。

4、貨物進入冷間時的溫度，應按下列規定來計算

1）未經冷卻的鮮肉溫度應按35℃計算，已冷卻的鮮肉溫度按4℃計算。

2）從外地調入的凍肉溫度按-8～-10℃計算。

3）無外地調入貨物的冷庫，進入凍結物冷藏間的貨物溫度按該冷庫凍結間終止降溫時的貨物溫度計算。

4）鮮蛋、水果、蔬菜的進貨溫度按當地貨物進入冷間生産旺月的月平均溫度計算。

5、包裝材料或運載工具進出庫房的溫度按下列規定取值：

1）包裝材料或運載工具進入庫房溫度的取值應按夏季空調日平均溫度乘以生産旺月的溫度修正系數（見表-11）。

2）包裝材料或運載工具在冷間内終止降溫時的溫度，一般為該冷間的設計溫度。

表-8 食品焓值表（KJ/KG）

表-9貨物包裝材料和運載工具重量系數表

表-10包裝材料或運載工具的比熱容量

表-11包裝材料或運載工具進入冷間的溫度修正系數

表-12一些主要水果與蔬菜的呼吸熱

三、通風換氣耗冷量的計算

室外空氣進入冷間将被冷卻，同時空氣的含濕量也将産生變化，導緻一部分水蒸氣凝結也将消耗一定的冷量，這二項就構成了冷間的通風換氣耗冷量φ3。

通風換氣耗冷量φ3按下列公式計算：

式中：φ3a—冷卻物冷藏間換氣耗冷量（W）；

φ3b—操作人員需要的新鮮空氣耗冷量（W）；

hw—室外空氣的焓（KJ/Kg）；

hn—室内空氣的焓（KJ/Kg）;

n—每日換氣次數，一般可采用2-3次；

V—冷藏間内淨容積（m3）；

ρn—冷藏間内空氣密度（Kg/m3）；

24—每日小時數；

30—每個操作人員每小時需要的新鮮空氣量（m3/h）；

nr—操作人員數；

換算或W的數值。

采用上式計算耗冷量時，應注意以下幾點：

1）通風換氣耗冷量隻适用于貯存着有呼吸作用食品的冷藏間。

2）有操作人員長期停留的加工間、包裝間等冷間，需計算操作人員需要新鮮空氣的冷負荷φ3b，其餘冷間可不計。

3）室外空氣的焓應按夏季通風室外計算溫度及夏季室外計算相對濕度取值。室内空氣的焓應按冷間設計溫度和相對濕度取值。

四、電動機運轉耗冷量的計算

電動機運轉熱量是由冷庫内工作的冷風機、運輸鍊、搬運設備（電瓶車等）所帶電動機所産生。其熱量聚集在冷間裡，靠制冷裝置帶走，這給制冷系統又增加了一部分耗冷量φ4，其計算如下：φ4=1000∑Pξb

式中： P—電動機額定功率（KW）；

ξ—熱轉化系數，電動機在庫房内時應取1，電動機在庫房外時應取0.75；

b—電動機運轉時間系數；對于冷風機配用電動機取1，對冷間内其它設備配用的電動，一般可按每晝夜操作8h計，則b=8/24=0.33。

1000—1KW換算成W的數值。

五、操作管理耗冷量的計算

冷庫由于操作的需要，要有庫房内的照明，庫門由于食品和操作人員的進出庫要經常開啟，以及操作人員在庫内操作，這些都使冷庫耗冷量增加。操作管理冷庫耗冷量φ5按下式計算：φ5=φ5a φ5b φ5c

式中：φ5a—照明耗冷量（W）；

φ5b—開門耗冷量（W）；

φ5c—操作人員耗冷量（W）；

φd—每m2地闆面積照明熱量；冷藏間、冷卻間、凍結間可取2.3W/m2，操作人員長時間停留的加工間、包裝間等可取4.7W/m2；

A—庫房地闆面積（m2）；

nk—門樘數；

n—每日開門換氣次數,見下頁圖-3；

hn、hw—庫房内外空氣的焓（KJ/Kg）；

V—庫房内淨體積（m2）；

m—空氣幕效率修正系數，可取0.5；如不設空氣幕則取1；

24—每日小時數；

ρn—庫房空氣密度（Kg/m3）；

每日操作時間系數，按每日操作3小時。

nr—操作人員數量；

φr—每個操作人員産生的熱量，W/人；庫房設計溫度高于或等于-5℃時，取279W/人，庫房設計溫度低于-5℃時取395W/人。

采用上式計算耗冷量時，應注意以下幾點：

1、冷卻間、冷凍間不計算φ5這項耗冷量。

2、操作人員數可按冷間的容積每250m3增加一人。

小型冷藏庫制冷工藝設計：

庫房制冷工藝設計是冷藏庫工藝設計的重要組成部分，它是在确定了冷間冷卻設備負荷之後，着重研究冷卻排管設計、冷風機的選型計算等内容。

一、負荷計算：

負荷的計算包括冷間冷卻設備負荷計算和機械負荷計算。

（一）冷間冷卻設備負荷計算

計算冷間冷卻設備負荷時，要考慮到熱源産生熱量的不均衡性，其中φ2的波動産生不均衡性影響最大（在食品凍結過程中，凍結過程開始時及最大凍結生成時其放熱量最大，超過凍結過程中平均放熱量），所以要對φ2進行修正。冷間冷卻設備負荷計算為：

φS=φ1 Pφ2 φ3 φ4 φ5

式中：φS—冷間冷卻設備負荷（W）；

φ1—圍護結構耗冷量（W）；

φ2—貨物耗冷量（W）；

φ3—通風換氣耗冷量（W）；

φ4—電動機運轉耗冷量（W）；

φ5—操作耗冷量（W）；

P—貨物負荷系數，冷卻間、凍結間和貨物不經冷卻而進入冷 卻物冷藏間的貨物負荷系數取值為1.3，其它冷間取1。

各冷間冷卻設備負荷根據冷間作用不同而計算有所不同，如凍結間就沒有操作熱量，凍結物凍藏間沒有通風換氣熱量，各冷間冷卻設備負荷的組成，見表-13。在冷間冷卻設備負荷計算時，冷卻設備都是按冷間單獨設置，所以冷卻設備負荷計算也要按冷間分開計算。

表-13 各冷間冷卻設備負荷φS組成表

二）冷間機械負荷計算

冷間機械負荷是整個冷庫選用制冷機所具有的制冷能力，它需要适合冷庫全年生産的要求，又要充分考慮到冷庫常年經營費用的經濟性。在一般情況下冷間機械負荷計算時，應根據實際情況對各種計算耗冷量進行修正。冷間機械負荷的計算公式為：

φj=（n1∑φ1 n2∑φ2 n3∑φ3 n4∑φ4 n5∑φ5）R

式中：φj—冷間機械負荷（W）；

n1—圍護結構耗冷量的季節修正系數，一般應根據生産旺季的出現月份，查表-14，當全年生産無明顯的淡旺季區别時，應取1；

n2—貨物耗冷量的機器負荷折減系數；冷加工間和其它冷間應取1；

冷卻物冷藏間按下列數值取值：公稱容積為10000m3以下時取0.6；

公稱容積10001～30000m3時取0.45； 公稱容積為30001m3以上時取0.3；

凍結物冷藏間按下列數值取值：公稱容積為7000m3以下時取0.5； 公稱容積為7001～20000m3時取0.65； 公稱容積為20001m3以上時取0.8；

n3—同期換氣系數，一般取0.5—1.0，根據同時最大換氣量和全庫每日總換氣量的比率選擇，比率大時取大值；

n4—冷間用電動機的同期運轉系數。冷卻間、凍結間、冷卻物冷藏間中的冷風機，取值為1，其它冷間按表-15取值；

n5—冷間同期操作系數，按表-15取值；

R—制冷裝置和管道等冷損耗補償系數，一般直接冷卻系統取值1.07，間接冷卻系統取值1.12。

表-14季節修正系數

表-15 冷間用電動機同時運轉系數n4和冷間同期操作系數n5

注：表-15中所述冷間總間數應是同一蒸發溫度且用途相同的冷間間數。

二、庫房冷分配設備的選型計算

（一）排管的設計計算

排管的設計計算是确定排管的結構型式，計算排管的冷卻面積（蒸發器傳熱面積）和長度。

1、排管冷卻面積計算

排管的冷卻面積按下式計算：

式中 ：φS—排管的設計冷負荷（W）；

K—排管的傳熱系數[W/（m2•℃）]，查表-16；

Δt—冷藏間溫度與蒸發溫度之差，宜按算術平均溫差計算，并不宜大于10℃。

表-16 排管傳熱系數表

表-17 室内tn修正系數C1

表-18溫差Δt修正系數C2

2、排管用鋼管總長度及排管結構尺寸的确定

根據排管冷卻面積F和所采用的無縫鋼管規格，可計算出排管所用管子的總長度L：

式中：F—排管的冷卻面積（m2）；

f—每米長無縫鋼管的外表面積（m2）。

根據排管用管子的長度來确定排管的長度、根數及高度等結構尺寸。

（二）冷風機的選型計算

1、根據庫溫選擇冷風機類型；

2、根據庫房相對濕度Φ查圖-4确定時數平均溫差Δt；

3、根據工況及Δt，查表-19确定冷量修正系數CF；

4、以計算确定冷庫所需負荷φS乘以修正系數CF的數作為選定冷風機的冷量，确定冷風機的具體型号。

表-19冷量修正系數CF表：

下面以一例題說明冷風機的具體選擇方法：

[例1]已知設計冷負荷φS=15.28KW，庫房相對濕度Ф=78%，庫房溫度-15℃（蒸發溫度-25℃），工質為R22，試選擇冷風機。

[解]選擇步驟和方法如下：

（1）因庫溫為-15℃，查有關設計手冊，選擇DD型冷風機，雙重翅片節距為8/4mm。

（2）由相對濕度Ф，據Ф與Δt的關系曲線确定Δt=6℃。

（3）由冷量修正系數表查得CF=1.8。

（4）冷風機的選型冷量為：1.8×15.28=27.5KW。

（5）由參數表查得所選冷風機型号為DD100，名義制冷量為30.23KW，富裕系數為10%。

小型冷庫氟利昂制冷系統的圖式：

小型冷庫一般采用氟利昂制冷劑的整體型冷機，冷機的冷凝器有水冷式和風冷式兩種，常用的制冷劑有R12、R22和R502，當小型冷庫要求蒸發溫度-30℃時，仍可采用單級壓縮制冷。

為了提高制冷效率，應采用回熱循環，即讓制冷劑在膨脹前過冷，但小冷庫通常不設回熱熱交換器，而是将膨脹閥前的供液管和回氣管捆紮在一起，進行耦合保溫，達到液體過冷、回氣過熱的效果。

小型冷庫典型制冷系統的圖式見圖-5～-8。

小冷庫工程實例：

圖-9 公稱容積為150m3 (20t冷風機式)的小型冷庫制冷工藝原理圖

圖-10 公稱容積為150m3 (20t冷風機式)的小型冷庫制冷工藝剖面圖

圖-11公稱容積為150m3 (20t排管式)小型冷庫制冷工藝原理圖

圖-12公稱容積為150m3(20t排管式)小型冷庫制冷工藝剖面圖

本文來自互聯網學習課件。暖通南社整理編輯。

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