冷庫制冷工藝

§7冷庫制冷工藝

§7-1冷藏庫建筑的特點和組成

食品生產—加工—運輸—貯藏—銷售—用戶等一系列環(huán)節(jié)中的冷凍、冷藏工藝和手段組成了食品冷藏鏈。一、冷藏庫建筑的特點

１．特點：①“冷”，一年四季庫內溫度都穩(wěn)定在一個低的溫度下；②冷藏庫“內冷外熱”，庫內外經(jīng)常有嚴重的熱濕交換；③冷庫地坪下的土壤要有足夠的熱量補充。２．冷藏庫建筑設計的特殊問題

⑴．保冷絕熱層設計要求：①絕熱層導熱系數(shù)和吸濕性小，完整連續(xù)；②設置好隔汽防潮層。1整理課件⑵．防止熱濕交換引起的各種破壞作用。

①要隔絕或盡量減少冷藏庫門處庫內外空氣的熱濕交換；凍融循環(huán)—進入冷庫結構體的水分凍結、膨脹，遇開門的熱氣后融化，關門降溫，水再次凍結、膨脹，不斷循環(huán)。防止措施：用防水性好的建材；設風幕、空冷器、常溫穿堂等。②要防止“冷橋”。有導熱系數(shù)大的物體貫穿冷藏庫的圍護結構，這種情況稱之為“冷橋”。防止措施：按標準大樣圖設計、施工。⑶．防止地下土壤凍結引起的破壞作用。防止措施：加熱防凍。⑷．防止存在降溫后難以補救的隱患。防止關鍵：隔汽層和絕熱層設計、施工，必須嚴格遵守設計規(guī)范和施工操作規(guī)程。二、冷藏庫建筑的組成

由冷加工及冷藏部分、冷加工輔助部分、交通運輸部分、管理及生活部分和機房制冰間組成。2整理課件

1.冷加工及冷藏部分冷加工及冷藏部分用房統(tǒng)稱“冷間”。分為：冷卻間—0～4℃，作為凍結間前預冷用，排除食品過多水汽；凍結間（急結間）—－23～－30℃，無生命食品快速凍結；凍結物冷藏間—－12～－25℃，貯存凍結食品（低溫庫）；冷卻物冷藏間—0℃左右，貯存有生命的食品（高溫庫）；貯冰間—－4～－10℃，貯存人造水冰。

2.冷加工輔助用房部分3.交通運輸設施部分4.管理及生活用房部分5.機房、制冰間部分冷藏庫按使用性質可分為：生產性冷庫—建在食品產地，食品加工冷藏后外調其他地區(qū)。一般制冷量較大，凍結能力較大，冷加工車間較多；分配性冷庫—建在大中城市。凍結能力較小，冷藏能力較大。3整理課件肉類生產性冷藏庫平面圖1-凍結間；2-凍結物冷藏間；3-貯冰間；4-制冰間；5-機房；6-常溫脫盤、脫鉤間；7-常溫穿堂；8-電梯；9-貯藏室；10-值班室；11-工人休息室；12-回鉤廊；13-公路站臺；14-鐵路站臺；15-聯(lián)系廊。4整理課件§7-2冷庫圍護結構的隔熱于防潮冷庫圍護結構耗冷量可達總耗冷量的30～35％。隔熱材料受潮其絕熱性能大大下降，甚至失效，危及冷庫使用壽命。

一、圍護結構的熱工計算1.圍護結構傳熱量Q冷庫圍護結構的熱工計算是按穩(wěn)定傳熱來考慮。Q

（w）（7-2-1）通過冷庫圍護結構的熱流量為：(w/m2)(7-2-2)上面兩式中：Q—圍護結構傳熱量（w）；tw—圍護結構外側的計算溫度（℃）;q—圍護結構熱流量（w/m2）；tn—圍護結構內側的計算溫度（℃）;F—圍護結構傳熱面積（m2）；—圍護結構外側的放熱系數(shù)（w/㎡·℃）;5整理課件—圍護結構內側放熱系數(shù)(w/㎡·℃);d1,d2,d3…dm—圍護結構各層材料厚度(m)Rw—圍護結構外側放熱熱阻(㎡·℃/w);—各層材料導熱系數(shù)(w/m·℃)Rn—圍護結構內側放熱熱阻(㎡·℃/w);R1,R2,R3…Rm—各層材料熱阻(㎡·℃/w)R0—圍護結構的總熱阻(㎡·℃/w);K—圍護結構的傳熱系數(shù)(w/㎡·℃)R0＝Rw＋R1＋R2＋R3＋…＋Rm＋RnK=1/R0以上很多數(shù)據(jù)可《冷庫設計規(guī)范》（GB50072-2001）（以下簡稱“規(guī)范”）中查取，如：tw—按“規(guī)范”3.0.6條，采用夏季空氣調節(jié)日平均溫度；tn—按“規(guī)范”附錄A選取，也可查《冷庫制冷設計手冊》（商業(yè)部設計院編）； ，（或Rw，Rn）—按“規(guī)范”4.4.6條中的表4.4.6查??；—按“規(guī)范條文說明”中的表11，表12查取。2.圍護結構各層材料的表面溫度圍護結構任何一層材料的表面溫度可按下式計算：（℃）(7-2-3)式中：—x層材料高溫側的表面溫度，（℃）?！趇層材料的熱阻，（㎡·℃/w）；圍護結構內部的溫度也可以用圖解法來確定。3.圍護結構熱惰性指標D6整理課件材料的體積熱容量表示儲熱能力，它等于材料的比熱和密度的乘積，即：(m2/s)(7-2-4)

式中： —導溫系數(shù)，（m2/s）；—比熱，（j/kg·℃）; —導熱系數(shù)，（w/m·℃）；—密度，（kg/m3）。圍護結構表層溫度波動的劇烈程度以及溫度波在圍護結構內部的衰減程度，與構造材料的蓄熱系數(shù)S有關。當采用24小時為一波動周期時，材料的蓄熱系數(shù)為：S24＝（w/㎡·℃）（7-2-5）式中：S24—24小時波動周期的蓄熱系數(shù)（w/㎡·℃），可查“規(guī)范條文說明”中的表11。圍護結構的熱惰性是指對外界溫度波動作用的抵抗能力。圍護結構的熱惰性是材料的熱阻R與蓄熱系數(shù)S的乘積，用D來表示，它是一個無因次量。單層材料：D=RS（７-2-6）；7整理課件多層材料構成的圍護結構：

D=R1S1+R2S2+R3S3+…=（7-2-7）

式中：i—層次。D≥6—重型結構；6>D≥4—中型結構；D<4—輕型結構。4.冷庫圍護結構最小總熱阻Rmin冷庫圍護結構表面不結露的必要條件：圍護結構高溫側表面溫度必須大于高溫側空氣的露點溫度。

Rmin=（㎡·℃/w）（7-2-8）式中：—圍護結構高溫側的計算溫度(℃)；—圍護結構低溫側的計算溫度(℃)—圍護結構高溫側空氣露點溫度(℃)；由當?shù)叵募究諝庹{節(jié)日平均溫度tw和當?shù)刈顭嵩略缕骄鄬穸炔閕-d圖得出。8整理課件b—熱阻的修正系數(shù)，圍護結構熱惰性指標D≤4時，b=1.2；其他圍護結構，b=1.0；—圍護結構高溫側的表面放熱熱阻（㎡·℃/w）。5.冷庫圍護結構隔熱設計步驟①確定庫內計算溫度tn（或td）和庫外（或高溫側）計算溫度tw

（或tg）,以及（或）；②計算冷庫圍護結構最小總熱阻，按式（7-2-8）；③根據(jù)圍護結構部位，圍護結構兩側設計溫差，以及圍護結構允許的經(jīng)濟熱流量，按“規(guī)范”附錄B的規(guī)定確定圍護結構總熱阻R0,并應是R0>Rmin;④選擇隔熱材料，并根據(jù)建筑提供的圍護結構作法，按下式計算隔熱層厚度d：（m）（7-2-9）

6.冷庫圍護結構隔熱設計中需要注意的問題⑴隔熱材料的選擇應符合下列要求：①熱導率小，吸水率低；②不散發(fā)有毒或異味等對食品有污染的物質；③難燃或不燃燒，且不易變質；9整理課件④塊狀材料應溫度變形系數(shù)小，易于在施工現(xiàn)場分割加工，且易于與基層粘貼；⑤地面、樓面采用的隔熱材料，其抗壓強度不應小于0.25Mpa。南京美國歐文斯—科靈公司生產的“擠塑聚苯乙烯泡沫保溫板”。⑵冷庫隔熱材料設計采用的熱導率值應按下式計算確定：（w/m·℃）（7-2-10）式中：—正常條件下測定的熱導率（w/m·℃）；—熱導率修正系數(shù)，按“規(guī)范”表4.4.4規(guī)定采用。部分隔熱材料設計采用的熱導率值，也可從《規(guī)范條文說明》中的表11直接查得。⑶相鄰同溫凍結物冷藏間的隔墻可不設隔熱層；上下相鄰兩層均為同溫凍結物冷藏間時，其兩層間的樓板也可不設隔熱層。⑷冷庫底層冷間設計溫度低于0℃時，地面應采取防止凍脹措施。如地面下為巖石層或砂礫層，且地下水位較低時可不作處理。⑸冷庫底層冷間設計溫度t≥0℃時，地面雖可不采取防止凍脹的措施，但應設置隔熱層。此時在空氣冷卻器基座下部及周圍1m范圍的地面總熱阻（R0）應采用3.18㎡·℃/w。⑹土建式冷庫冷間圍護結構熱惰性指標不大于4時，其隔熱層外側宜設通風層。10整理課件⑺庫房屋面及外墻外側宜涂白色或淺色。二、冷庫圍護結構的隔汽防潮⒈隔汽防潮的意義隔汽防潮層設計與施工不良，將產生如下后果：⑴降低隔熱層的隔熱性能；⑵引起隔熱材料的霉爛或破壞；⑶引起建筑材料的銹蝕和腐爛；⑷使冷間內和蒸發(fā)器表面結霜增多，增加蒸發(fā)器融霜次數(shù)，影響庫溫穩(wěn)定和貯藏商品的質量；⑸使冷間溫度上升，增加電耗和制冷成本。⒉隔汽防潮層的計算在穩(wěn)定條件下，通過冷庫圍護結構的水蒸汽滲透量G與冷庫內外的水蒸汽分壓力差成正比，與滲透過程中受到的阻力成反比，即：（g/㎡·h）（7-2-11）式中：G—水蒸汽滲透量(g/㎡·h)；H—圍護結構的總蒸汽滲透阻(㎡·h·Pa/g)；Psw、Psn—圍護結構高、低溫側空氣水蒸汽分壓力(Pa)11整理課件由m層材料組成的圍護結構，其總蒸汽滲透阻Ｈ可按下式確定：

(㎡·h·Pa/g)(7-2-12)

式中：H1,H2,H3…Hm—圍護結構各層材料的蒸汽滲透阻，(㎡·h·Pa/g)；—圍護結構各層材料的厚度，(m)；—圍護結構各層材料的蒸汽滲透系數(shù)，(g/m·h·Pa)。冷庫常用隔汽防潮材料的熱物理系數(shù)見《規(guī)范條文說明》表12，冷庫常用建筑材料的蒸汽滲透系數(shù)可查《規(guī)范條文說明》的表11。冷庫圍護結構隔熱層高溫側各層材料（隔熱層以外）的蒸汽滲透阻之和H0應不小于最低蒸汽滲透阻Hmin，即：H0≥Hmin

(7-2-13)Hmin=1.6（Psw－Psn）(㎡·h·Pa/g)(7-2-14)⒋冷庫圍護結構隔汽防潮設計中需要注意的問題⑴合理布置圍護結構的各層材料。⑵圍護結構兩側設計溫差大于或等于5℃時，應在溫度較高的一側設置隔汽層。⑶隔汽防潮材料選用：12整理課件①用于冷庫的隔汽油氈應采用不低于350號的石油瀝青油氈。在地下及圍護結構隔汽層和鋪設板狀保溫層的屋面隔汽層等重點部位，宜盡量采用玻璃布油氈、瀝青礦棉紙油氈等耐腐蝕卷材。②新型的對基層伸縮或開裂適應性較強的各種彈塑性或高彈性高分子防水卷材、涂料等，選用時必須注意低溫建筑的特性及對材質的特殊要求。用于食品冷藏庫的，還應滿足無毒、無異味、不得污染食品的要求。主要新型防水卷材的品種、特點及用途可參考《冷藏庫建筑工程施工及驗收規(guī)范》(SBJ-2000,J40-2000）的附錄A。⑷合理布置隔汽防潮層①南方地區(qū)的冷庫應在外墻隔熱層的高溫一側布置隔汽防潮層；②圍護結構冷熱面可能發(fā)生變化時，外墻隔熱層的兩側均設隔汽防潮層；③低溫側比較潮濕的地方，外墻和內隔墻隔熱層的兩側均宜設隔汽防潮層；④冷庫地坪隔熱層的上下、四周均應設隔汽防潮層，并且外墻的隔汽層應與地坪隔熱層上下的隔汽層或防潮層搭接；⑤內隔墻隔熱層底部應設防潮層。

13整理課件§7-3庫房耗冷量計算

庫房耗冷量由以下五部分組成：①圍護結構熱流量(w)；②貨物熱流量(w)；③通風換氣熱流量(w)；④電動機運轉熱流(w)；⑤操作熱流量(w)。下面分別介紹。一、冷藏庫制冷工藝基礎資料和各庫房生產能力、庫容量計算⒈冷藏庫制冷工藝基礎資料《冷庫制冷設計手冊》商業(yè)部設計院編著（以下簡稱《手冊》）。⒉冷卻間、凍結間生產能力⑴設有吊軌的冷卻間和凍結間(t)(7-3-1)式中：—設有吊軌的冷卻間、凍結間每日冷加工能力，(t)；—吊軌有效總長度，(m)；吊軌軌距及軌面高度可按《規(guī)范》表6.2.3選用?！踯墕挝婚L度凈載貨質量，(kg/m)；肉類：豬胴體，人工推動200~265kg/m，電動175~250kg/m；牛胴體，人工推動1/2吊掛195~400kg/m，人工推動1/4吊掛30~265kg/m；羊胴體，人工推動170~240kg/m。魚類：用凍魚車盤裝，20kg盤，486kg/m；15kg盤，405kg/m。蝦類：用凍魚車盤裝，2kg盤，216kg/m?！浳锢浼庸r間，(h)，參考教材表7-3-1。14整理課件⑵設有擱架式凍結設備的凍結間

(t)(7-3-2)式中：—擱架式凍結間每日冷加工能力(t)；—每件食品的凈重量(kg)；—擱架式凍結設備設計擺放凍結食品容器的件數(shù)；—貨物冷加工時間(h)。⒊成套設備的冷加工能力如食品凍結隧道等，可根據(jù)制造廠提供的數(shù)據(jù)確定。⒋制冰間生產能力

(t)(7-3-3)式中：—制冰池的每日制冰生產能力，(t)；—冰桶數(shù)量；—冰塊質量(kg)，按國標《人造冰》(GB4600)和《制冰桶》(GB4601)確定；—結冰時間，（h），可按下式確定：

(h)(7-3-4)式中：—系數(shù)，一般可取0.53～0.6，制不透明冰時宜取小值；—冰塊頂端橫斷面短邊的長度，（mm）；—制冰池內鹽水的平均溫度，一般可?。?0℃。15整理課件⒌冷庫設計規(guī)模及計算噸位⑴冷庫設計規(guī)模按照《規(guī)范》，冷庫設計規(guī)模應以冷藏間或冰庫的公稱體積為計算標準。公稱體積應按冷藏間或冰庫的凈面積（不扣除柱、門斗和制冷設備所占的面積）乘以房間的凈高確定，即：

(m3)(7-3-5)式中：—冷藏間或冰庫的公稱體積(m3)；—冷藏間或冰庫的凈高(m)?！洳亻g或冰庫的凈面積(m2)；⑵冷庫計算噸位

(t)(7-3-6)式中：—冷庫計算噸位(t)；—冷藏間或冰庫的公稱體積(m3)；—冷藏間或冰庫的體積利用系數(shù)，可查《規(guī)范》表3.0.3和表3.0.4，按公稱體積或冰庫的凈高查取，但要注意表3.0.3中的注。—食品的計算密度，（kg/m3）。冰激淋：平均＝368kg/m3。16整理課件

二、冷庫耗冷量計算⒈圍護結構熱流量

(w)(7-3-7)式中：—圍護結構的傳熱系數(shù)，（w/㎡·℃）；—圍護結構內側的計算溫度(即tn)。—圍護結構外側的計算溫度(即tw)，按《規(guī)范》取夏季空氣調節(jié)日平均溫度；—圍護結構兩側溫差修正系數(shù)，按圍護結構部位及熱惰性指標D查《規(guī)范》附錄B的表B.0.1-1確定；—圍護結構的傳熱面積(㎡)，按《規(guī)范》6.1.7規(guī)定計算。⒉貨物熱流量

(w)(7-3-8)式中：—貨物熱流量，(w)；—食品熱流量，(w)；—包裝材料和運載工具熱流量，(w)；—貨物冷卻時的呼吸熱流量，(w)，有生命的貨物才有此項；—貨物冷藏時的呼吸熱流量，(w)，有生命的貨物才有此項，但鮮蛋除外；—冷間的每日進貨質量，(kg)，按《規(guī)范》6.1.10規(guī)定取值；—貨物進入冷間初始溫度時的比焓(kj/kg)，可按進貨溫度、貨物品種查《手冊》的有關表格。貨物進入冷間時的溫度應按《規(guī)范》6.1.13規(guī)定確定；17整理課件—貨物在冷間內終止降溫時的比焓，（kj/kg），可查《手冊》。對于冷卻物冷藏間的貨物：

（kj/kg）式中：—貨物比熱容(kj/kg·℃)；—貨物進入冷間時的溫度(℃)；—貨物在冷間內終止降溫時的溫度(℃)；—貨物冷加工時間(h)，冷藏間取24h，冷卻間、凍結間取設計冷加工時間；—貨物包裝材料或運載工具質量系數(shù)，應按《規(guī)范》表6.1.11，以食品類別查??；—包裝材料或運載工具的比熱容(kj/kg·℃)，可查《手冊》中有關表格；—包裝材料或運載工具進入冷間時的溫度(℃)，按《規(guī)范》6.1.12規(guī)定取值；—包裝材料或運載工具在冷間內降溫終止的溫度(℃)，宜為該冷間的設計溫度；—貨物冷卻初始溫度時單位質量的呼吸熱流量(w/kg)，可根據(jù)貨物品種查《手冊》有關表格；—貨物冷卻終止溫度時單位質量的呼吸熱流量(w/kg)，可查《手冊》；—冷卻物冷藏間的冷藏質量(kg)；—1(kj/h)換算成(w)的數(shù)值。⒊通風換氣熱流量

（w）（7-3-9）式中：—冷間換氣熱流量，（w）；18整理課件—庫房操作人員需要的新鮮空氣熱流量，（w）；—冷間外空氣的比焓(kj/kg)，可按當?shù)叵募就L室外計算溫度和夏季通風室外計算相對濕度，查當?shù)叵募敬髿鈮毫ο碌膆-d圖求得。近似可按教材上的表7-3-16直接查取；—冷間內空氣的比焓，（kj/kg），可查教材上的表7-3-16；—每日換氣次數(shù)，可取2～3次；—冷間內凈體積，（m3）；—冷間內空氣密度，（kg/m3），可查《手冊》有關表格；24—1天換算成24h；30—每個操作人員每小時需要的新鮮空氣量，（m3/h）；—操作人員數(shù)量。⒋電動機運轉熱流量

（w）（7-3-10）式中：—電動機額定功率，（kw）；—熱轉化系數(shù)，電動機在冷間內時應取1，電動機在冷間外時應取0.75；

b

—電動機運轉時間系數(shù)，對空氣冷卻器配用的電動機取1，對冷間其他設備配用的電動機可按實際情況取值，如按每晝夜操作8h計，則b=8/24。⒌操作熱流量

（w）（7-3-11）19整理課件式中：—照明熱流量，（w）；—庫門的開門熱流量，（w）；—操作人員熱流量，（w）；—每平方米地板面積照明熱流量，冷卻間、凍結間、冷藏間、冰庫和冷間內穿堂可取2.3w/㎡；操作人員長時間停留的加工間、包裝間等可取4.7w/㎡；—冷間地板面積，（㎡）；—門樘數(shù)；—每日開門換氣次數(shù)，可按《規(guī)范》圖6.1.16，根據(jù)冷間內凈體積查取。對需經(jīng)常開門的冷間，每日開門換氣次數(shù)可按實際情況采用；—冷間內凈體積，（m3），同前；—冷間外空氣的比焓，（kj/kg），同前；—冷間內空氣的比焓，（kj/kg），同前；

M—空氣幕效率修正系數(shù)，可取0.5，如不設空氣幕時，應取1；—冷間內空氣密度，（kg/m3），同前；—每日操作時間系數(shù)，按每日操作3h計；—操作人員數(shù)量，同前；—每個操作人員產生的熱流量，（w），冷間設計溫度高于或等于－5℃時，宜取279w，冷間設計溫度低于－5℃時，宜取395w。三、冷庫耗冷量估算法參考教材表7-3-24、表7-3-25、表7-3-26。20整理課件§7-4制冷系統(tǒng)形式的選擇

在冷庫制冷系統(tǒng)中，習慣上把蒸發(fā)器稱之為庫房冷分配設備，把向蒸發(fā)器的供液方式稱之制冷系統(tǒng)形式。一、直流供液系統(tǒng)⒈系統(tǒng)流程⒉系統(tǒng)特點①制冷劑節(jié)流后直供，呈氣液兩相流，蒸發(fā)器傳熱效率低；分液困難；每一通路的壓力降應控制在制冷劑飽和溫度降低1℃的范圍內。②宜用于負荷比較穩(wěn)定的簡易小冷庫或氟利昂冷庫。③在回氣管路上設置氣液分離器是必要的。氣液分離器內流速≤0.5m/s為宜。④小冷庫用直流供液系統(tǒng)一般以采用壓縮冷凝機組或壓縮冷凝貯液機組為宜。二、重力供液系統(tǒng)⒈系統(tǒng)流程⒉系統(tǒng)特點①在重力供液系統(tǒng)，進入冷間蒸發(fā)盤管的是100%的蒸發(fā)壓力下的飽和液體，因此，提高了蒸發(fā)盤管的傳熱能力，并為多組并聯(lián)盤管的均勻分液消除了一大障礙。21整理課件②發(fā)生壓縮機“液擊”事故的可能性比直流供液系統(tǒng)大大減少。③氣液分離器必須設置在靠近能藏間的上方。多層冷庫必須分層設置氣液分離器，不便于集中管理。④當氣液分離器的液位控制裝置出現(xiàn)故障時，難以隨時根據(jù)系統(tǒng)負荷變化而穩(wěn)定氣液分離器的正常液位。⑤系統(tǒng)的融霜、排液、放油等操作比較麻煩。三、氨泵供液強制循環(huán)系統(tǒng)⒈系統(tǒng)流程

⒉系統(tǒng)特點

①低壓循環(huán)貯液桶有氣液分離作用，但安裝位置不需要高出冷間的冷分配設備。②進入冷分配設備的氨液循環(huán)量是蒸發(fā)量的三到六倍，冷分配設備的傳熱效率高。22整理課件③供液管道和回氣管道與冷分配設備的連接有“下進上出”和“上進下出”兩種。④氨泵系統(tǒng)安全性高，管理方便，造價省，易于實現(xiàn)自動化操作。23整理課件§7-5冷分配設備的選擇

一、冷間冷分配設備負荷（冷卻設備負荷）冷間冷分配設備負荷和冷庫制冷壓縮機的機械負荷是用來選配冷間冷分配設備和冷庫機器設備的。按《規(guī)范》給出的計算式計算冷間冷分配設備負荷

(w)(7-5-1)式中： —分別為圍護結構熱流量(w)；貨物熱流量(w)；通風換氣熱流量(w)；電動機運轉熱流量(w)；操作熱流量(w)。計算方法同前。

P—貨物熱流量系數(shù)，冷卻間、凍結間和貨物不經(jīng)冷卻而進入冷卻物冷藏間的貨物熱流量P=1.3；其他冷間P=1。

注意：各冷間冷分配設備的配置是以各自的冷負荷為依據(jù)，所以應逐間分別計算。二、冷分配設備（冷卻設備）傳熱面積冷分配設備的制冷能力應與冷間計算所得的負荷相匹配，即：

(w)(7-5-2)式中：—冷間冷分配設備負荷(w)；—冷卻設備傳熱面積(㎡)；—冷卻設備的傳熱系數(shù)(w/㎡·℃)；—冷間溫度與冷卻設備蒸發(fā)溫度的計算溫度差，（℃）。由(7-5-2)式可得：24整理課件三、冷卻設備的傳熱系數(shù)⒈光滑頂排管和光滑墻排管按《規(guī)范》計算光滑頂排管和光滑墻排管的傳熱系數(shù)

(w/㎡·℃)(7-5-4)式中：—光滑管在特定條件下的傳熱系數(shù)(w/㎡·℃)，可根據(jù)設計采用的排管型式，按《規(guī)范》附錄C的表C.0.1～C.0.3的規(guī)定采用；—構造換算系數(shù)，和管子間距S和管子外徑dw之比有關，可按《規(guī)范》附錄C的表C.0.4的規(guī)定采用；—管徑換算系數(shù)，按《規(guī)范》附錄C的表C.0.4的規(guī)定采用；—供液方式換算系數(shù)，按《規(guī)范》附錄C的表C.0.4的規(guī)定采用。⒉氨擱架式凍結設備氨擱架式凍結設備的傳熱系數(shù)按《規(guī)范》表6.2.10采用。⒊冷風機（空氣冷卻器）冷風機屬于工廠產品，其傳熱系數(shù)已由有關標準規(guī)定。如無資料可查時，也可參考教材的表7-5-8、表7-5-9來確定光滑管或翅片管冷風機的傳熱系數(shù)。(㎡)(7-5-3)空氣流動狀態(tài)自然對流風速1.5m/s風速2.0m/s傳熱系數(shù)（w/㎡·℃）17.420.923.325整理課件注意：采用氨泵供液時，傳熱系數(shù)應按表中值增大10％。四、冷間溫度與冷卻設備蒸發(fā)溫度的計算溫度差確定冷間溫度與冷卻設備蒸發(fā)溫度的計算溫度差應考慮以下因素的影響：⒈食品在冷加工過程中的干耗；⒉增大

對冷卻設備的傳熱有利，冷卻設備費用得以降低；⒊冷間溫度由食品冷加工工藝要求所決定，是一個定值，所以要增大就得降低蒸發(fā)溫度，引起壓縮機制冷量減少，功耗增加，制冷系數(shù)變小。所以在冷庫中，一般按制冷劑蒸發(fā)溫度不同劃分2～3個蒸發(fā)系統(tǒng)，如-33℃、-28℃、-15℃系統(tǒng)等。在冷庫制冷工藝設計中，冷間溫度與冷卻設備蒸發(fā)溫度的計算溫度差應通過技術經(jīng)濟比較后確定，一般可根據(jù)《規(guī)范》的規(guī)定采用：⒈頂排管、墻排管和擱架式凍結設備的計算溫度差，宜按算術平均溫度差用，并不宜大于10℃；⒉冷風機(空氣冷卻器)的計算溫度差，應按對數(shù)平均溫度差取7～10℃確定。相對濕度要求≥80%的冷卻物冷藏間宜采用4.5～6.5℃的溫度差。五、冷分配設備的選型⒈落地式冷風機KLD—凍結物冷藏間用；KLL—冷卻物冷藏間用；KLJ—凍結間用。三種型式冷風機的規(guī)格和性能可參考教材的表7-5-11。⒉吊頂式冷風機DDKLD—凍結物冷藏間用；DDKLL—冷卻物冷藏間用；DDKLJ—凍結間用。26整理課件⒊冷卻排管設計時，一般根據(jù)排管的特性、冷間的性質及建筑尺寸、冷間所在位置等因素，通過標準圖集或手冊來選用冷卻排管的型式及組數(shù)。在選用時應考慮如下因素：①減少冷間溫度波動。②便于操作。③④液柱靜壓對蒸發(fā)溫度的影響。⑤提高傳熱系數(shù)。⑥均勻供液。六、冷分配設備選型原則⒈所選用的冷卻設備的使用條件和技術條件應符合現(xiàn)行的氨制冷裝置用冷卻設備標準的要求。⒉冷卻間、凍結間和冷卻物冷藏間的冷卻設備應采用空氣冷卻器。⒊凍結物冷藏間的冷卻設備宜選用空氣冷卻器。當食品無良好的包裝時，也可采用頂排管、墻排管。⒋包裝間的冷卻設備，當室溫低于－5℃時，應選用排管；當室溫高于－5℃時，宜采用空氣冷卻器。⒌包裝間、分割肉間等人員較多的冷間，當采用氨直接蒸發(fā)式冷卻設備時，必須確保人身安全。⒍可根據(jù)不同食品的凍結工藝要求，選用合適的凍結設備，例如凍結隧道、27整理課件平板凍結設備、螺旋式凍結設備、流態(tài)式凍結設備等。⒎冷卻設備的布置應有利于提高庫房體積利用系數(shù)，以及便于安裝、檢修、操作和除霜。排管與墻面的凈距離不應小于150mm，與平頂或梁底的凈距離一般不宜大于250mm。落地式空氣冷卻器水盤底應與地面保持一定的架空距離。⒏根據(jù)冷間的用途、尺寸、空氣冷卻器性能、貯存貨物的種類和規(guī)定的溫濕度條件，空氣冷卻系統(tǒng)可采用無風道的或有風道的空氣分配系統(tǒng)。無風道空氣分配系統(tǒng)，在貨垛上部應有0.6~1m的氣流擴展空間。風道空氣分配系統(tǒng)，應設置送風的均勻風道，可利用貨物之間的空間作回風風道。參見教材圖7-6-15。28整理課件§7-6庫房和機房設備布置一、庫房設備布置1.冷卻間①冷卻間的室內參數(shù)冷卻間的溫度一般采用±0℃，肉食品冷卻間可采用－2℃，相對濕度為90％。②冷卻間的建筑規(guī)模及加工工藝冷卻白條肉冷卻間一般寬6m，長12～18m，高4.5～5m，面積72～108㎡。每米吊軌的平均載荷為200～250㎏肉食品。屠宰后的肉胴體溫度能在20小時內從35℃冷卻至4℃。

③冷卻間設備布置及氣流組織冷風機通常布置在縱向一端，四側離墻面或柱邊的間距不應小于400mm。冷風機的設置高度應盡量利用冷間的凈高，噴口上緣稍低于樓板底或梁底，以便冷空氣形成貼附射流。冷卻間的空氣循環(huán)次數(shù)約為50～60次/h，肉片間平均風速應為0.5～1.0m/s。冷卻間的冷風機可按1kcal/h耗冷量配0.6～0.7m3/h風量。冷風機的噴口以圓形為宜。噴口的出風流速一般為20～25m/s。噴口直徑一般為200～300mm。噴口長度與噴口直徑之比取決于冷間的長度，當冷間長度≤12m時，取3∶2；當冷間長度為12～15m時，取4∶3；長度為15～20m時，取1∶1。噴口漸縮角度不大于30°。噴射射程以不超過20m為宜。噴口阻力系數(shù)為0.93～0.97。29整理課件⒉凍結間屠宰后的肉胴體，其溫度均為30～35℃，經(jīng)過凍結間20小時的凍結加工，肉胴體中心溫度需達到-15℃。根據(jù)凍結間的工藝要求，其冷分配設備的選用和布置應遵循以下原則：①冷分配設備在凍結間內所占的面積要小，在確保檢修安裝方便的前提下應盡量靠墻；②冷分配設備應能保證凍結間所要求的-23～-30℃溫度和空氣流速在2~4m/s左右，且配風合理，冷間內氣流均勻；③正確的選擇冷卻系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，盡可能減少制冷劑的流動阻力，以降低耗電量；④由于剛進貨時，凍結間內熱負荷會突然增加，因此，在進行設備選用計算時，可按總熱流量乘以1.3的系數(shù)；⑤要求融霜速度快，排除融霜水應避免堵塞下水道和結冰。常用的凍結間型式：⑴擱架式凍結間①擱架式凍結間的冷卻設備適用于每晝夜凍結量小于5噸的冷庫。家禽、水產品以及豬副產品，一般是裝在金屬盤內直接放在擱架式排管上凍結。擱架式排管是用外徑為Φ38或Φ57的無縫鋼管制作而成，也可以用40×3mm的矩形無縫鋼管制作。30整理課件凍盤規(guī)格為600×400×120mm，以每盤裝貨20kg計，每平方米排管面積可凍結食品60～80kg。②擱架式凍結間的氣流組織及庫溫擱架式凍結間增設通風機吹風，其風量可按每凍結1噸食品配風10000m3/h計算。應設導流裝置，保證盤間平均風速為1～3m/s，并盡可能防止出現(xiàn)死角，短路。擱架式凍結間的溫度為-18～-23℃，凍結時間一般為16～48小時。③擱架式凍結間的優(yōu)缺點優(yōu)點：設備容易制作，結構和操作比較簡單，不必經(jīng)常維修。掃霜比較容易；用電省；貨物裝載量大。缺點：液柱作用較大，不能連續(xù)進行生產，進出貨搬運勞動強度很大。氣流組織不好，凍結速度很慢，凍品的質量也差。⑵強制空氣循環(huán)凍結間①橫向吹風凍結間a.凍結間設備布置在凍結間的長度方向的一側布置多臺落地式冷風機。凍結間的寬度一般為6m，長度不限。一般布置5條吊軌。大多用于凍結量較大的生產性冷藏庫。b.凍結間氣流組織及庫溫冷風機吹出的冷風沿凍結間上部吹至對墻而下，再由下部均勻地經(jīng)過各排肉片回到冷風機，肉片間的平均風速應為1.5～2.0m/s。凍結間的溫度為-23～-30℃，凍結白條肉的時間約20小時左右。31整理課件c.優(yōu)缺點優(yōu)點：空氣流通距離短，庫溫均勻，凍結速度較快。缺點：冷風機臺數(shù)較多，耗電量較大。②吊頂式冷風機凍結間a.凍結設備布置吊頂式冷風機吊在凍結間平頂下，凍結間的寬度一般為3m或6m，長度不受限制，可以構成隧道式的凍結裝置。b.氣流組織及庫溫冷空氣通過導向風管向下吹出，然后均勻地橫向吹過下部吊軌上的肉片或貨架、吊籠上的盤裝食品，肉片間的平均風速仍應為1.2~2m/s，盤裝食品間的平均風速也應在1～3m/s。冷空氣吸熱吸濕后沿吸風側的墻面向上返回冷風機。這種氣流組織的特點是風壓小，氣流分布均勻。凍結間的溫度仍為-23～-30℃，凍結時間一般為10～20小時。c.優(yōu)缺點優(yōu)點：冷風機不占建筑面積，庫溫均勻。缺點：使用冷風機的臺數(shù)較多，維修不便，且要特別注意融霜水外溢。⒊冷藏間⑴冷卻物冷藏間①冷藏間溫、濕度要求溫、濕度要求應根據(jù)所貯存的大宗食品要求來確定，如冷庫建設單位未提出明確的要求，一般可按0℃，相對濕度=90%設計。32整理課件②設備布置冷卻物冷藏間一般可利用冷庫的地下室，或布置在其首層。冷藏間內各區(qū)域的溫度差應小于0.5℃，濕度差小于4%。冷卻物冷藏間一般用冷風機做冷分配設備，同時配置均勻送風管。冷風機宜布置在冷間近門的一側。當冷間寬度>12m時，送風道設置在冷間的主要通道上方，當房間寬度<12m時，可設在冷間一側的上方。均勻送風道布置在主要通道上方的好處是：a.風道兩側送風射流的射程基本相等，噴嘴設計可因之簡化；b.即使風道表面凝結滴水，也不致滴到貨物上；c.不需專設回風道，③氣流組織均勻送風道的截面是矩形的，該風道長度方向高度不變，只改變寬度尺寸，風道首部和尾部的寬度比為2：1；首段風速可采用6～8m/s，末端風速采用1～2m/s。風道上兩側的空氣分布器采用圓錐形噴嘴，均勻地布置，噴嘴中心間距為1m左右，但應避開冷間的柱帽。噴嘴角度有兩種：一種是噴嘴軸心線與樓板成17°或19°仰角；另一種是噴嘴水平安裝，氣流方向與主梁平行。冷空氣射流貼著樓板，沿冷間貨堆上部空間吹至墻面，然后流過貨堆，從主要通道回至冷風機回風口?；亓鲄^(qū)的流速大約在0.3～0.5m/s。33整理課件噴嘴處的空氣阻力可按下式計算：

(pa)（7-6-1）式中：—噴嘴阻力，(pa)—經(jīng)過噴嘴處的空氣流速，（m/s）?！獓娮斐鲲L口溫度下的空氣密度，(kg/m3)?！獔A形噴嘴有效系數(shù)，一般為0.93～0.95。

④堆貨要求⑤通風換氣要求通風換氣應符合下列要求：a.冷卻物冷藏間宜按所貯貨物的品種設置通風換氣裝置，換氣次數(shù)每日不宜少于2次；b.面積大于150m2或雖小于150m2但不經(jīng)常開門，以及地下室、半地下室的冷卻物冷藏間，宜采用機械通風換氣裝置。進入冷間的新鮮空氣應先經(jīng)冷卻，北方寒冷地區(qū)，還需對新鮮空氣進行加熱處理；c.新鮮空氣的進風口，應設置便于操作的保溫啟閉裝置；d.冷間內廢氣應直接排至庫外，出風口應設置便于操作的保溫啟閉裝置；e.新鮮空氣入口和廢氣排出口不宜在同側開設。若在同側開設時，排出口應在新鮮空氣入口的下側，兩者垂直距離不宜小于2m，水平距離不宜小于4m。f.冷間內的通風換氣管道、通風管道穿越維護結構處及其外側1.5～2m長的管34整理課件段，常溫穿堂內排氣管均需保溫；g.排氣管道應坡向庫外，進氣管道冷間內的管段應坡向冷風機；風管最低點應有放水措施。⑵凍結物冷藏間①凍結物冷藏間溫、濕度要求溫度為-18℃，相對濕度最好維持在95%以上，冷間溫度允許波動為+1℃；②采用冷卻排管的凍結物冷藏間冷間內是借助冷空氣的密度變化而實現(xiàn)自然對流換熱。冷卻盤管具體布置要求是：a.頂排管上層管中心線離平頂?shù)拈g距為：光滑管不小于250mm，翅片管不小于300mm；單層冷庫及位于多層冷庫頂層，可將頂排管單層鋪開布置；多層冷庫的其他各層宜將頂排管布置在冷間通道的上方。b.墻排管應設置在外墻一側，安裝位置宜高些，最好在冷間2/3高度以上，以強化冷空氣的自然對流；墻排管中心線與墻壁的間距為：光滑管不小于150mm，翅片管不小于200mm。c.多組頂排管的供液和回汽管的連接，應采取“先進后出”即同程的布置方式。對于多組下進上出的墻排管，應在各組墻排管下方設供液集管。d.當庫房面積<200m2時，頂排管和墻排管的供液管、回汽管可以合用；庫房面積為200~450m2時，頂排管和墻排管的供液管應分別設置，回汽管可以合用；庫房面積>500m2時，頂排管和墻排管的供液管、回汽管均需分別設置。35整理課件e.冷卻排管的安裝固定，依靠預埋在平頂及墻面的預埋件加以聯(lián)結。③采用冷風機的凍結物冷藏間優(yōu)點：節(jié)省鋼材，安裝方便，庫溫比較均勻，操作管理易于實現(xiàn)自控。缺點：雖然降溫速度快，但停機以后，冷間溫度回升速度也比較快。⒋冰庫⑴冰庫的溫度貯放鹽水制冰時，庫溫為-4℃，貯放快速制冰時，庫溫為-10℃。⑵冰庫的設備布置①冰庫建筑凈高在6m以下的可不設墻排管，但頂排管必須分散滿鋪，頂排管上層的管中心線距平頂或梁底的間距不小于250mm。②冰庫的建筑靜高在6m或高于6m時，應設墻排管和頂排管。墻排管的安裝高度宜在堆冰高度以上。③頂排管或墻排管不得采用翅片管。④冰庫內應盡量設置提冰和堆垛設備。⒌機器間的布置冷庫的機房一般分為機器間和設備間兩大部分，也有分為機器間、設備間和水泵房三部分的。⑴機器間布置要求a.機器間內壓縮機、設備的布置必須符合制冷原理，系統(tǒng)流暢，管道連接要短而直，在保證安全操作和安裝檢修方便的同時，適當注意美觀。另外也要盡可能布置緊湊。36整理課件b.布置大中型制冷壓縮機時，應考慮設置檢修用起吊設備，c.制冷壓縮機的進排氣閥門的手輪應面向便于觀察和操作的主要通道，它的安裝高度宜在1.2-1.5m之間。d.制冷壓縮機的所有壓力表、溫度計及其他儀表，均應設于能清楚觀察到的地方，一般應面向主要操作通道。e.總調節(jié)站可以布置在機器間，也可以布置在設備間。f.中間冷卻器一般靠墻布置，并盡量靠近壓縮機。g.主要操作通道的寬度應為1.5-2.5m，壓縮機突出部分到其他設備或調節(jié)站之間的距離不小于1.5m。兩臺壓縮機突出部位之間的距離不應小于1m，并能有抽出曲軸的可能。非主要通道的寬度不小于0.8m。h.制冷裝置的自控柜、自控儀表、操縱臺等可設在機器間一側相鄰的值班控制室內。值班控制室還應有觀察機器間動態(tài)的不能開啟的大幅玻璃窗。i.機器間內噪聲不應超過85dB（A），j.北方寒地區(qū)的冷庫，機器間和設備間的采暖溫度宜采取16℃，采用氨為工質時，嚴禁明火采暖。37整理課件k.采用氨為制冷劑時，機器間和設備間應設事故排風裝置，換氣次數(shù)不應小于8次/h。一般是在外墻上方安裝防爆型軸流風機。l.機器間的外門應向外開，內門應向內開。m.機器間不得設置水泵和油處理設備。n.需要留有適當?shù)呐R時檢修面積。o.機器間內應有給排水設施和洗手盆。⑵布置形式①單列式②雙列式③對列式⑶有關設備布置要求①總調節(jié)站總調節(jié)站在機器間的位置，應能使各操作地點都能看到它上面的信號裝置；總調節(jié)站前是主要通道，應留有足夠的操作地方；閥門中心離地標高以1.2-1.5m為宜。②中間冷卻器中間冷卻器應外包絕熱層，可在其底腳下墊上經(jīng)過防腐處理的50mm厚木塊；基礎露出地面的高度不宜小于300mm。中間冷卻器必須裝設液面顯示和控制器，

③油分離器融霜熱氨用的油分離器應采用能耐130℃的絕熱材料覆蓋。38整理課件⒍設備間⑴一般布置要求①設備間內的主要通道的寬度不應小于1.5m。②設備間內的非主要通道的寬度不應小于0.8m。③不經(jīng)常操作或不通行的通道不應小于0.3m。④各容器壁與墻柱的邊緣距離不小于0.2m，設備隔熱層的外壁與墻面、柱邊的距離應不小于0.4m.⑤在設備間內布置容器時，均應考慮窗戶的開啟方便和自然采光的條件。⑵設備間布置形式：一般分單層和分層布置。⑶有關設備布置要點①油分離器。宜布置在室外，且盡可能離壓縮機遠一些，分油效果較好；洗滌式油分離器應盡量靠近冷凝器。②冷凝器a.立式冷凝器。立式冷凝器安裝在室外，位于離機房出入口較近的地方。b.淋水式冷凝器。淋水式冷凝器多布置在室外較寬廣，通風良好的地方或機房的屋頂上，它的方位應使其冷凝管垂直于該地區(qū)夏季的主導風向。c.蒸發(fā)式冷凝器。多布置在機房屋頂上，周圍通風良好；它的位置至少要高于貯氨器1.2－1.5m。d.臥式冷凝器。一般布置在設備間內，并且要考慮在它的一端留有清洗和更換管子的距離。39整理課件③貯液（氨）器。一般布置在設備間內，若布置在室外，應有遮陽設施。兩個或兩個以上貯液器時，應在其底部設液體均壓管相連，并在均壓管上設截止閥，同時在其頂部也需設氣體均壓管相連。④排液桶。設于機房靠近庫房的側墻，保溫并接上進液管、抽氣管、加壓管。⑤低壓循環(huán)貯液桶和氨泵按不同蒸發(fā)溫度分別設置，為了保證氨泵的正常工作，要求氨泵吸入口應保持一定的液柱靜壓，即所謂“凈正吸入壓頭”。（縮寫：NPSH）Hγ-(lR+Z)=1.3NPSH(kg/m2)(7-6-2)式中：H—低壓循環(huán)貯液桶設計液面至氨泵中心的高度差，m；γ—蒸發(fā)壓力下飽和氨液容重，kg/m3；l—吸入管段的長度，m；R—每米管長的摩擦壓力降，kg/m2/m；Z—局部阻力損失總和，kg/m2；1.3—安全系數(shù)；

《手冊》推薦：齒輪氨泵：H=1~1.5m；離心氨泵：t0=-15℃，H=1.5~2.0m；t0=-28℃，H=2.0~2.5m；t0=-33℃，H=2.5~3.0m以上數(shù)據(jù)是建立在氨泵吸入管段內氨液的流速為0.4~0.5m/s，以及盡量減少閥門、彎頭等的局部阻力損失的基礎上的。40整理課件氨泵一般都是緊靠低壓循環(huán)貯液桶布置在設備間內，位置在低壓循環(huán)貯液桶下方。低壓循環(huán)貯液桶宜設計固定的檢修操作平臺，平臺高度應在地面2m以上。⑥集油器和空氣分離器集油器設于系統(tǒng)最低處，集油管坡向集油器。集油器基座四周應設排水明溝?？諝夥蛛x器設于機房內墻，距地1.2m高處。41整理課件§7—7制冷管道設計

一、對管子、閥件及連接件的一般要求㈠管子氨制冷系統(tǒng)的管子應采用無縫鋼管，管道的壁厚可參考書上的表7-7-1，在氟里昂冷庫中，小管道可采用紫鋼管，大管道采用無縫鋼管。㈡閥類氨系統(tǒng)應采用氨專用閥門和配件；氟系統(tǒng)的閥門為銅質閥門，并帶有閥帽。㈢連接件⒈氨系統(tǒng)管道一律采用焊接。⒉彎頭一律采用煨彎。⒊連接法蘭用A3鎮(zhèn)靜鋼制作，應帶凸凹口。⒋小口徑閥門用絲扣連接時，連接管車削螺紋后的剩余壁厚應≥2.5~3.0mm，應采用純甘油與黃粉（氧化鋁）調合的填料。⒌兩根管子做T形連接時，應作順流向的彎頭。若兩根管子的管徑相同，應在結合部加一段較大的管子；⒍支管與集管相連，支管管頭應開弧形叉口與集管平接。㈣嚴密性試驗⒈氣密性試驗，高壓側：1.8MPa(表壓)；中、低壓側：1.2MPa(表壓)；應采用干燥空氣或氮氣進行。42整理課件⒉抽真空試驗：當系統(tǒng)內剩余壓力小于5.333kPa(40mmHg)時，保持24h，系統(tǒng)內壓力無變化為合格。⒊充氨試驗。試驗壓力為0.2MPa(表壓)，系統(tǒng)無泄露。二、管道布置要點⒈管道布置應力求經(jīng)濟合理，適當照顧美觀。⒉管道平面交叉，或過建筑物的梁、板時應平直，不能繞過。⒊各種管道的撓度不應大于1/400。⒋低壓管道直線段超過100m，高壓管道直線段超過50m時，應采用補償裝置。⒌管道穿過建筑物的沉降縫、伸縮縫、墻及樓板時，應采取相應的措施。⒍冷間內部的管道應吊在梁板上，吊點應在土建施工時預埋。⒎連接氨壓縮機的管道不應與建筑物結構剛性連接。⒏各種管道在支架、吊架上的排列，應供液管在下，回氣管在上，熱氨管道在最上或外側。⒐排液桶、集油器和不凝性氣體分離器等的降壓管應接在氣液分離裝置的回氣入口以前。⒑融霜用熱氨管應連接在除油裝置以后。⒒氨壓縮機的吸氣管、排氣管應從上面與總管連接。⒓連接氨壓縮機和設備的管道應有足夠補償變形的彎頭。⒔各種管道的安裝坡度及坡向可按書上的表7-7-2采用。各種管道吊點最大間距按表7-7-3采用。43整理課件三、管徑選擇允許壓力降和允許流速宜按書上的表7-7-4和表7-7-5采用。氨液或氨氣在管道中流動所產生的單位長度摩擦壓力降Rm可從書中的圖7-7-4和7-7-5查得。書上的表7-7-6列出了各種閥門及管子連接件的當量長度Le/dn比值n。

Le=n.dn（m）（7-7-1）式中：Le—當量長度（m）；n—當量長度比值Le/dn；dn—管子內徑（m）；水力計算步驟：⒈在建筑平剖面圖上布置設備及其管路。⒉按書上的表7-7-5所推薦的允許流速和管段制冷劑流量，初選管徑；⒊按不同類別管路確定最不利環(huán)路，并計算出直管段的長度L。⒋確定最不利環(huán)路上的局部阻力類型和個數(shù)，并按表7-7-6的當量長度比值和管內徑計算出局部阻力當量長度Le。⒌計算出最不利環(huán)路總當量長度∑L=L+Le。⒍按圖7-7-4或圖7-7-5查取每米當量管長摩擦壓力降Rm。⒎計算最不利環(huán)路總阻力R=∑L.Rm。⒏按管路類別查表7-7-4得該管路的允許壓力降R’。⒐比較R和R’。若R≤R’則初選管徑合適；若R＞R’，按上面步驟重新選擇管徑。需要說明一點：如果最不利環(huán)路由多段不同流量的管段組成，則需分別求出各管段的阻力，管路的總阻力是各管段阻力之和。44整理課件在工程設計中，也可采用書上的圖7-7-6，7-7-7和7-7-8來選用管徑。四、閥類設計布置要點⒈截止閥⑴作用：⑵布置要點：①壓縮機的吸氣、排氣管上均應另加截止閥。②輔助設備的每一個接管口一般都應裝截止閥。③重力供液系統(tǒng)和氨泵供液下進上出系統(tǒng)中，只要配管恰當，沒有必要在每組蒸發(fā)器的進液管上裝調節(jié)流量的截止閥。④閥門安裝應使流體自閥芯下部進入。手輪或手柄宜水平向上。⑤系統(tǒng)管路上的截止閥，可裝可不裝的以不裝為好。⒉膨脹閥⑴作用⑵布置要點①用于高壓液氨節(jié)流在重力供液系統(tǒng)中，將膨脹閥裝在氨液分離器的進液管上；在氨泵系統(tǒng)中，是將膨脹閥裝在低壓循環(huán)貯液桶的進液管上。②用于熱氨節(jié)流膨脹閥可裝在熱氨總調節(jié)站的進氣總管上。45整理課件安全閥安全閥的開啟壓力一般比氣密性試驗壓力大0.5bar。五、閥類的選擇⒈閥類型號⒉截止閥選用⑴截止閥的公稱通徑DN按配管內徑選用。⑵截止閥的公稱壓力可選用Pg=2.5MPa。⑶結構形式一般按安裝位置確定，⑷閥桿上有外螺紋的氨直通閥只能用于高壓側⒊手動膨脹閥選用：一般是根據(jù)供液管的公稱通徑選用，也可參考某些設備生產廠家提供的參考數(shù)據(jù)。⒋浮球膨脹閥選用浮球膨脹閥應根據(jù)設備制冷能力選用。⒌安全閥選用⑴自動開啟壓力調定值：高壓側－1.85MPa；低壓側－1.25MPa。⑵公稱通徑選用：公稱通徑按容器內存氨量選用。⒍氨用壓力表選用⑴壓力表布置點⑵壓力表規(guī)格及安裝六、管道和設備的保冷、保溫⒈在制冷系統(tǒng)中，凡是管道和設備導致冷損失的部位、將產生凝結水滴的部位和形成冷橋的部位均應進行保冷。46整理課件⒉管道和設備保冷的設計、選材、結構及安全等應按現(xiàn)行國家標準《設備及管道保冷技術通則》（GB11790）及《設備及管道保冷設計導則》GB/T15586執(zhí)行。⒊穿過墻體或樓板等處的保冷管道應采取相應的措施，不使保冷結構中斷。⒋保冷材料可選用難燃燒型PVC/NBR橡塑發(fā)泡保溫材料、聚氨脂泡沫塑料、阻燃型聚乙烯保冷材料、聚乙苯乙烯泡沫塑料、離心玻璃棉等。能滲透空氣的保冷材料外面應作防潮層，防潮層可以是鋁箔或玻璃絲布外刷油漆。⒌融霜用熱氨管應保溫，保溫材料為50~75mm厚，并應耐80~120℃溫度。⒍管道和設備的保冷厚度可按下式計算：

(7-7-2)

式中：

ta—空氣干球溫度，以最熱月室外空氣平均溫度計算℃；

tf—管道或設備內制冷劑溫度，℃；

ts—保溫層的表面溫度，比最熱月室外空氣的平均露點溫度高2℃左右，℃；

αa—外表面放熱系數(shù)，一般取5.8w/m2.℃；

λ—保冷材料的導熱系數(shù)，w/m.℃

δ—保溫層厚度，m；

d0—管道或設備外徑，m工程設計中，也可用查圖、查表法來確定保冷材料厚度。⒎保冷和保溫應在制冷系統(tǒng)試壓、抽真空合格后方可施工。

47整理課件§7-8冷分配設備融霜(沖霜)

除霜分為人工掃霜、熱氨融霜、水融霜、熱氨－水融霜等四種。一、熱氨融霜⒈熱氨融霜原理及操作⒉熱氨氣融霜的熱氨量不能大于壓縮機排氣量的1/3。融霜熱氨壓力不小于0.6MPa,不大于0.9MPa。一般設計中都為融霜熱氨單獨設一個油分離器。二、水融霜⒈水融霜原理⒉融霜用水融霜用水的溫度以25℃左右為合適，融霜用水的溫度也不應低于10℃，融霜配水裝置前的自由水頭不應小于5mH2O。⒊融霜給水系統(tǒng)冷風機沖霜水量按產品樣本規(guī)定。沖霜淋水延續(xù)時間按每次15~20min計算。⒋排水管排水管管徑一般不小于DN100，排水坡度不小于5%。另外還要注意以下幾點：48整理課件⑴排水管出口應設水封井。⑵當排水管通過冷藏間時，應包絕熱層和防潮層。⑶排水管的進水口宜加網(wǎng)罩。⑷排水管與冷風機承水盤的接口必須保證嚴密不漏。⑸吊頂式冷風機的承水盤比較淺，容易產生排水不暢而漫水。三、熱氨—水融霜將上述兩種融霜方法結合使用，先用熱氨使冰霜融離換熱器，再用水將冰渣沖掉，停水后，熱氨還能烘干換熱器表面的殘留水份，避免余水在換熱器表面結冰，影響傳熱。49整理課件§7-9制冷系統(tǒng)的自控裝置

1.自動控制的組成和原理所有自動控制裝置都由傳感器（或變送器）、調節(jié)器（或控制器）、執(zhí)行機構組成。其流程如下：2.電腦自動控制的組成和原理電腦在自動控制裝置中的作用相當于上述的“比較→調節(jié)器”的作用。電腦能顯示、貯存數(shù)據(jù)，但自控裝置要增設“數(shù)／模轉換器”。其自動控制流程如下：50整理課件數(shù)／模轉換器，又稱變送器，或A/D、D/A變送器。其作用是：把模擬量轉變?yōu)殡娔X認識的數(shù)字信號，并傳輸給電腦：把電腦發(fā)出的控制指令（數(shù)字信號）轉變?yōu)槟M量，并傳輸給執(zhí)行機構。工業(yè)控制要求可靠，同時還要求在中央和現(xiàn)場都能控制，因此工業(yè)控制系統(tǒng)一般如下：51整理課件工業(yè)自控系統(tǒng)框圖52整理課件3.自控元件的功能冷庫用的自控元件可分為六類：自動融霜控制。TDS-04、TDS-05型融霜時間程序控制器時間控制類按冷庫負荷變化，對壓縮機的產冷量進行定點延時分級調節(jié)。TDF-01、TDF-02型分級步進調節(jié)器。能量調節(jié)類控制容器中制冷劑的液位。UQK-40、UQK-41~43型浮球液位控制器等。液位控制類現(xiàn)場控制庫溫。壓力式溫度控制器（WTQK、WTZK型）、TDW-12型溫度調節(jié)器等。溫度控制類壓力保護，壓力調節(jié)，壓力變送。YWK型壓力控制器、CWK型壓差控制器、YSG-01電感壓力變送器等。壓力控制類通過控制管道中制冷劑的通斷，控制壓力，調節(jié)流量。電磁閥、恒壓閥、主閥、組合式主閥、水電磁閥、止回閥、自動旁通閥、氨熱力膨脹閥等。流通控制類主要功能控制元件名稱及型號類別53整理課件電磁閥54整理課件繼動電磁閥液用常閉型電磁主閥55整理課件氣用常開型電磁主閥56整理課件恒壓閥57整理課件主閥58整理課件閥門符號等效線路:反恒II導閥+常閉主閥其中：正恒壓閥(I型)正恒壓閥(II型)反恒壓閥(I型)反恒壓閥(II型)電磁閥常閉主閥常開主閥導閥接管方向導閥外接管59整理課件4.應用方案4.1設計規(guī)范的規(guī)定(GB50072-2001)設計規(guī)范的強制規(guī)定是必須遵守的，因為這關系到生命和財產的安全問題，具有法律的效力和責任。這里只簡略介紹冷庫自控設計規(guī)范的強制規(guī)定，其它的規(guī)定請同學們自己去查看。?6.4.1條：氨壓縮機的安全保護裝置應由氨壓縮機制造廠成套配置，且應符合下列規(guī)定：共有7條，從略。?6.4.3條：氨泵應設下安全保護裝置：共4條，規(guī)定氨泵應設斷液自動停泵裝置；排液管上應設止逆閥、壓力表；排液總管上應設旁通泄壓閥。?6.4.4條：所有設備、容器、加氨站集管及有管道與冷卻設備相連的(液體的、氣體的、融霜的)氨分配站集管上和不凝氣體分離器的回氣管上均應設壓力表或真空壓力表。?6.4.5條：氨壓力表和真空壓力表應采用氨專用的，其精度要求高壓側不應低于1.5級，低壓側不應低于2.5級，并宜帶飽和溫度刻度，其量程在1.5倍工作壓力到3倍工作壓力之間。距地2m時，其表徑不宜小于100mm，距地2-3m時，其表徑不宜小于160mm。60整理課件壓力表的安裝高度距觀察地面不應超過3m。?6.4.6條：低壓循環(huán)貯液器、氨液分離器和中間冷卻器應設超高液位報警裝置及正常液位自控裝置。低壓貯液器應設超高液位報警裝置。?6.4.7條：各種壓力容器(設備)應按產品標準要求設安全閥。?7.2.4條：每臺氨壓縮機應在機組控制臺裝設緊急停車按鈕。?7.2.5條：氨壓縮機房的事故排風機應采用防爆型電機，當發(fā)生意外事故而被切斷供電電源時，應能保證事故排風機的可靠供電。事故排風機的過載保護宜作用于信號報警系統(tǒng)而不直接停止排風機。事故排風機的控制按鈕應在氨壓縮機房門外側的墻內暗裝。?7.3.10條：穿過庫房隔熱層的電氣線路，宜集中敷設，且必須采取可靠的防火及防止產生冷橋的措施。?7.3.12條：庫房閣樓層內不得裝置電氣設備及敷設電氣線路。4.2冷庫自控應用冷庫自動控制可以分為庫房回路、氨泵回路及機房回路三部分。無論哪一部分的自控都必須遵守《冷庫設計規(guī)范》的規(guī)定。61整理課件4.2.1庫房回路

1.凍結物冷藏間庫溫自控回路

庫溫控制方法：用溫控器控制供液閥

熱氨融霜控制：手動融霜62整理課件2.凍結間庫溫及融霜程序自控

庫溫控制方法：用時間和溫度控制器控制供液閥和風機

熱氨融霜控制：用融霜程控器控制熱氨閥、排液閥和水閥63整理課件3.冷卻物冷藏間庫溫及融霜自控庫溫控制方法：用時間及溫控器控制供液閥和風機濕度控制方法：控制回氣壓力，穩(wěn)定蒸發(fā)溫度熱氨融霜控制：用融霜程控器控制熱氨閥、排液閥和水閥64整理課件4.2.2氨泵回路

氨泵應設下安全保護裝置：氨泵應設斷液自動停泵裝置；排液管上應設止逆閥、壓力表；排液總管上應設旁通泄壓閥。65整理課件§8室內人工冰場制冷工藝

§8-1室內人工冰場的使用要求及設計條件

一、概述人工冰場出現(xiàn)于1878年。上世紀60年代末北京建成我國第一座人工冰場。隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和2008年北京奧運會到來，人工冰場將得大的發(fā)展。二、人工冰場的使用要求及設計條件⒈冰場尺寸比賽用人工冰場的尺寸和面積由體育競賽標準確定。娛樂性冰場的尺寸可任意確定。⒉冰面溫度表8-1-1是不同冰上運動項目冰面溫度的推薦值。

冰球場速滑場溜石冰場娛樂性冰場冰場尺寸30X6070X1824.24X41.82任意冰場面32任意運動項目冰球花樣滑冰大眾滑冰速滑溜石冰面溫度(℃)-3~-5-3-2-2~-3-266整理課件⒊冰面風速冰面風速直接影響冰場負荷大小。表8-1-2給出了不同冰上運動項目冰面風速的推薦值，可供參考。⒋冰層厚度比賽、訓練性冰場，冰面厚度一般取30~40mm。娛樂性冰場冰面厚度一般取50mm。間接供冷的人工冰場，冰層最好不超過40mm。⒌娛樂性的冰場的滑冰人數(shù)一般按每個滑冰者占1.5~2.8m冰面來估計人數(shù)。進行花樣滑冰時，每個滑冰者將需要直徑為4.9m的場地。⒍室內冰場館內溫度一般夏季室內溫度取24~28℃，相對濕度不宜過高。冬季一般取16℃。⒎載冷劑供回水溫差載冷劑供、回水溫度可取為-10℃和-9℃，在負荷增加時，可取為-13℃和-11℃。載冷劑供回水溫差控制在1~2℃為宜。運動項目冰球速度滑冰花樣滑冰娛樂性風速(m/s)1.01.50.71.067整理課件§8-2室內人工冰場負荷計算

人工冰場負荷分為初凍負荷和維持負荷。一般是根據(jù)經(jīng)驗和實測數(shù)據(jù)為基礎確定。負荷計算方法有經(jīng)驗數(shù)據(jù)法、圖表法、分項計算法等。一、工冰場負荷概算指標⒈ASHRAE指標?？蓞⒖紩系谋?-2-1。⒉室外冰場負荷指標。列在書上的表8-2-2中。⒊國內外已建冰場指標。列于書上的表8-2-5中。重慶建飛真冰滑冰場的冰場面積376m2，維持負荷207.3KW，單位面積維持負荷551.3W/m2。初凍負荷約為340KW，單位面積初凍負荷約為900W/m2。二、圖表法三、分項計算⒈對流放熱負荷qc

qc=αc(ta-ti)(w/m2)(8-2-1)式中：ta

—空氣溫度，℃，室外冰場，安全點可取冰場使用期間最高月的平均干球溫度；ti

—冰面溫度，℃

αc—冰面與空氣間的對流換熱系數(shù)，它與風速有關，可按書上的表8-2-4的推薦值查取，或按下式計算：

αc=2.583v0.871(W/m.℃)(8-2-2)式中：v—風速，（m/s）68整理課件⒉對流傳質負荷qm

qm=?(da-di)X10-3r(w/m)(8-2-3)式中：

ad—冰場內空氣含濕量，g/kgdi—冰溫下飽和空氣含濕量，g/kg;

r—水蒸汽的凝結和凝固潛熱，J/kg;當冰溫為-4℃時，r=2836×103J/kg

?—傳質系數(shù)，kg/(m.s),傳質系數(shù)與對流換熱系數(shù)αc有以下關系：

（8-2-4）式中：

cp—空氣定壓比熱