冷庫制冷工藝

1、7冷庫的制冷過程7-1冷庫建筑的特點(diǎn)和組成，冷凍和冷藏的過程和手段，在食品生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、銷售和顧客等一系列環(huán)節(jié)構(gòu)成了食品冷藏鏈。一是冷庫建筑的特點(diǎn)：“冷”，倉庫內(nèi)的溫度常年穩(wěn)定在低溫；冷庫是“內(nèi)冷外熱”，庫內(nèi)外經(jīng)常有嚴(yán)重的熱濕交換；冷庫地板下的土壤應(yīng)補(bǔ)充足夠的熱量。冷庫建筑設(shè)計(jì)中的特殊問題：保溫層的設(shè)計(jì)要求：保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)和吸濕性小、完整、連續(xù)；設(shè)置防蒸汽和防潮層。防止因熱濕交換造成的各種破壞性影響。有必要隔離或盡量減少冰箱門內(nèi)外空氣的熱濕交換；在凍融循環(huán)中進(jìn)入蓄冷結(jié)構(gòu)的水凍結(jié)膨脹，遇到開門的熱空氣后融化，關(guān)門后冷卻，水再次凍結(jié)膨脹并繼續(xù)循環(huán)。預(yù)防措施：使用防水建筑材料；設(shè)置空氣幕

2、、空冷器、常溫大廳等。防止“冷橋”。有導(dǎo)熱系數(shù)較大的物體穿過冷庫的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，稱為“冷橋”。預(yù)防措施：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工。防止地下土壤凍結(jié)造成的損害。預(yù)防措施：加熱防止凍結(jié)。防止冷卻后難以補(bǔ)救的隱患。預(yù)防的關(guān)鍵：蒸汽保溫層和保溫層的設(shè)計(jì)和施工必須嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)規(guī)范和施工操作規(guī)程。二、冷庫建筑的組成由冷加工及冷庫部分、冷加工輔助部分、運(yùn)輸部分、管理及生活部分和機(jī)房制冰部分組成。1。冷加工和制冷部分冷加工和制冷部分的房間統(tǒng)稱為“冷室”。分為：冷卻室04，用于冷凍室前的預(yù)冷，去除食物中多余的水蒸氣；冷凍室(快結(jié)室)2330，無生命的食物被快速冷凍；冷凍食品冷藏室1225，儲(chǔ)存冷凍食品(低溫倉庫)

3、；冷卻室約為0，儲(chǔ)存生活食品(高溫倉庫)；用于儲(chǔ)存人造水冰的冰儲(chǔ)存室410。2.冷加工輔助室，3。交通設(shè)施。管理和客廳。機(jī)房和制冰室的冷庫可分為：生產(chǎn)冷庫建在食品生產(chǎn)區(qū)，食品經(jīng)過加工和冷藏后轉(zhuǎn)移到其他區(qū)域。一般來說，制冷量大，冷凍量大，有很多冷加工車間；分布式冷庫建在大中城市。冷凍容量小，制冷量大。一、肉類生產(chǎn)冷庫的平面圖，1-冷凍室；2-冷凍儲(chǔ)藏室；3-儲(chǔ)冰間；4-制冰室；5-計(jì)算機(jī)房；6-常溫下用于起飛和分離的空間；7-在正常溫度下佩戴門廳；8-電梯；9-儲(chǔ)藏室；10-值班室；11-工人休息室；12背鉤畫廊；13-高速公路平臺(tái)；14-鐵路站臺(tái)；15-聯(lián)系畫廊。7-2冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)防潮，冷庫圍

4、護(hù)結(jié)構(gòu)的冷耗可達(dá)到總冷耗的3035。保溫材料的保溫性能大大降低，甚至失效，危及冷庫的使用壽命。1.圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱工計(jì)算1。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量問：冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱工計(jì)算是基于穩(wěn)定傳熱的。Q (w) (7-2-1)通過冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流量為：(w/m2) (7-2-2)在上述兩個(gè)公式中：Q (w)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量；tw圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的計(jì)算溫度()；q圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流(w/m2)；tn圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)的計(jì)算溫度()；f .圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積(m2)；外殼外的放熱系數(shù)(w/);外殼內(nèi)部的放熱系數(shù)(w/);D1、d2、d3dm各層圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料厚度(m) Rw圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外部散熱阻力(w/w)；導(dǎo)熱系數(shù)2.圍護(hù)結(jié)構(gòu)中各層材

5、料的表面溫度圍護(hù)結(jié)構(gòu)中任意一層材料的表面溫度可根據(jù)以下公式計(jì)算：()(7-2-3)，其中：X層材料高溫側(cè)的表面溫度，()。I層材料的熱阻，(/w)；信封內(nèi)的溫度也可以用圖解法測定。3.材料的熱慣性指數(shù)d、和體積熱容代表蓄熱能力，它等于材料的比熱和密度的乘積，即：(m2/s) (7-2-4):導(dǎo)熱系數(shù)，(m2/s)；比熱(j/kg)；導(dǎo)熱系數(shù)(w/m)；密度(千克/立方米)。圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面溫度波動(dòng)的強(qiáng)度和圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度波的衰減與結(jié)構(gòu)材料的蓄熱系數(shù)s有關(guān)。當(dāng)24小時(shí)作為波動(dòng)周期時(shí)，材料的蓄熱系數(shù)為：24小時(shí)波動(dòng)周期的S24 (w/) (7-2-5): s24 (w/),見規(guī)范說明表11。外殼的熱慣性

6、指的是對(duì)外部溫度波動(dòng)的抵抗力。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱慣性是熱阻R和蓄熱系數(shù)S的乘積，用D表示，是一個(gè)無量綱量。單層材料：d=RS(-2-6)；由多層材料組成的包絡(luò)結(jié)構(gòu)：D=R1S1 R2S2 R3S3=(7-2-7)其中：I級(jí)。D6重型結(jié)構(gòu)；6D4中等結(jié)構(gòu)；D4輕質(zhì)結(jié)構(gòu)。4.冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小總熱阻Rmin冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)表面無冷凝的必要條件：圍護(hù)結(jié)構(gòu)高溫側(cè)的表面溫度必須大于高溫側(cè)空氣的露點(diǎn)溫度。Rmin=(/w) (7-2-8):圍護(hù)結(jié)構(gòu)高溫側(cè)的計(jì)算溫度()；圍護(hù)結(jié)構(gòu)低溫側(cè)的計(jì)算溫度()圍護(hù)結(jié)構(gòu)高溫側(cè)的空氣露點(diǎn)溫度()；它是由當(dāng)?shù)叵募究照{(diào)日平均溫度tw和當(dāng)?shù)刈顭嵩路萜骄鄬?duì)濕度的i-d圖得到的。b熱阻修正

7、系數(shù)，當(dāng)包線的熱慣性指數(shù)D4，b=1.2其他包絡(luò)結(jié)構(gòu)，b=1.0外殼高溫側(cè)表面的散熱阻力(w/w)。5.冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫設(shè)計(jì)步驟決定了庫內(nèi)計(jì)算溫度tn(或td)和庫外計(jì)算溫度tw(或tg)(或高溫側(cè))和(或)；根據(jù)公式(7-2-8)計(jì)算冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最小總熱阻；根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的位置、圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的設(shè)計(jì)溫差和圍護(hù)結(jié)構(gòu)允許的經(jīng)濟(jì)熱流，根據(jù)規(guī)范附錄B的規(guī)定，確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的總熱阻R0，應(yīng)為R0 Rmin選擇保溫材料，根據(jù)建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)方法計(jì)算保溫層厚度：(m) (7-2-9) 6。冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。保溫材料的選擇應(yīng)滿足以下要求：導(dǎo)熱系數(shù)小，吸水率低；不散發(fā)有毒或異味及其他污染食品的物質(zhì)

8、；難熔或不可燃，不易變質(zhì)；砌塊材料應(yīng)具有較小的溫度變形系數(shù)，易于在施工現(xiàn)場分割加工，并易于與基層粘貼；地面和地板所用保溫材料的抗壓強(qiáng)度不得低于0.25兆帕(美國歐文斯考林公司在南京生產(chǎn)的“擠塑聚苯乙烯泡沫保溫板”)。冷庫保溫材料設(shè)計(jì)中所用的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)按以下公式計(jì)算和確定：(w/m) (7-2-10):正常情況下測得的導(dǎo)熱系數(shù)(w/m)；應(yīng)采用本規(guī)范表4.4.4中規(guī)定的導(dǎo)熱系數(shù)修正系數(shù)。一些隔熱材料設(shè)計(jì)中采用的導(dǎo)熱系數(shù)值也可直接從規(guī)范說明的表11中找到。同一溫度下有冷凍物的相鄰冷藏室的隔墻不得設(shè)置隔熱層；當(dāng)上下相鄰樓層為冷藏間，冷凍物品溫度相同時(shí)，兩個(gè)樓層之間的樓層可不設(shè)保溫層。當(dāng)設(shè)計(jì)錘煉倉庫的

9、屋頂和外墻應(yīng)采用白色或淺色。二、冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)蒸汽保溫和防潮的意義。蒸汽隔熱防潮層設(shè)計(jì)和施工不良會(huì)產(chǎn)生以下后果：降低隔熱層的隔熱性能；造成保溫材料霉變或損壞；導(dǎo)致建筑材料腐蝕和腐爛；冷藏室和蒸發(fā)器表面結(jié)霜增加，蒸發(fā)器除霜次數(shù)增加，影響儲(chǔ)存溫度的穩(wěn)定性和儲(chǔ)存物品的質(zhì)量；使冷房溫度上升，增加耗電量和制冷成本。蒸汽隔熱防潮層的計(jì)算在穩(wěn)定條件下，通過冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水蒸氣滲透量G與冷庫內(nèi)外水蒸氣分壓之差成正比，與滲透過程中的阻力成反比，即：(g/h) (7-2-11): g水蒸氣滲透量(G/h)；h .外殼的總蒸汽滲透阻力(百帕/克)；Psw和Psn包殼高低溫側(cè)的空氣和水蒸氣分壓(Pa)，以及由m層材料組

10、成的包殼的總蒸汽滲透阻力可根據(jù)以下公式確定：(HPa/g)(7-2-12):h1、H2和h3hm包殼材料的蒸汽滲透阻力，(HPa/g)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料厚度(米)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)各層材料的蒸汽滲透系數(shù)(g/mhPa)。冷庫常用的蒸汽保溫防潮材料的熱物理系數(shù)見表12，冷庫常用的建筑材料的蒸汽滲透系數(shù)見表11。冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)保溫層高溫側(cè)各層材料(保溫層除外)的抗蒸汽滲透能力之和H0不應(yīng)小于最小抗蒸汽滲透能力Hmin，即H0Hmin(7-2-13)Hmin=1.6(PSWPSN)(HPA/g)(7-2-14)冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的蒸汽保溫和防潮設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)的設(shè)計(jì)溫差大于或等于5時(shí)，蒸汽屏障應(yīng)設(shè)

11、置在溫度較高的一側(cè)。蒸汽保溫和防潮材料的選擇：冷庫使用的汽油保溫油氈應(yīng)不少于350號(hào)石油瀝青油氈。玻璃布油氈、瀝青礦棉紙油氈等耐腐蝕卷材應(yīng)盡可能用于地下及圍護(hù)結(jié)構(gòu)蒸汽保溫層和屋面蒸汽保溫層等關(guān)鍵部位，采用板式保溫層。新型彈塑性或高彈性高分子防水材料和涂層對(duì)基底膨脹或開裂的適應(yīng)性強(qiáng)，必須注意低溫建筑的特點(diǎn)和對(duì)材料的特殊要求。對(duì)于食品冷藏，還應(yīng)符合無毒、無異味、不污染食品的要求。主要新型防水材料的品種、特性和用途可參照冷庫建筑施工及驗(yàn)收規(guī)范(SBJ-2000，J40- 2000)附錄一。合理布置蒸汽保溫防潮層南方冷庫應(yīng)在外墻保溫層的高溫側(cè)布置蒸汽保溫防潮層；當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的冷熱面發(fā)生變化時(shí)，外墻保溫層

12、的兩側(cè)設(shè)有蒸汽保溫層和防潮層；低溫側(cè)潮濕的地方，應(yīng)在外墻和內(nèi)隔墻的保溫層兩側(cè)設(shè)置蒸汽和防潮屏障；冷庫地面保溫層的上下應(yīng)設(shè)置蒸汽保溫層和防潮層，外墻蒸汽保溫層應(yīng)與地面保溫層上下的蒸汽保溫層或防潮層重疊；內(nèi)隔墻保溫層底部應(yīng)設(shè)置防潮層。7-3倉庫冷耗計(jì)算，倉庫冷耗由以下五部分組成：圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱流(W)；貨物熱流(w)；通風(fēng)熱流量(w)。電機(jī)運(yùn)行的熱流(w)。工作熱流(w)。下面分別介紹。一、冰箱制冷過程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算帶擱架冷凍設(shè)備的冷凍室(t) (7-3-2):擱架冷凍室的日冷工作能力(t)；每種食物的凈重(公斤)；為貨架冷凍設(shè)備設(shè)計(jì)的冷凍食品容器的數(shù)量；貨物的冷加工時(shí)間(h)。食品冷凍隧道等成套設(shè)備

13、的冷態(tài)工作能力可根據(jù)制造商提供的數(shù)據(jù)確定。制冰室生產(chǎn)能力(t) (7-3-3)，其中：制冰池日制冰生產(chǎn)能力(t)；冰桶數(shù)量；冰塊的質(zhì)量(千克)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)人造冰(GB4600)和冰桶(GB4601)確定；結(jié)冰時(shí)間(h)，可根據(jù)以下公式確定：(h) (7-3-4):系數(shù)，一般為0.530.6，在制作不透明冰時(shí)，取一個(gè)小值；冰塊頂部橫截面短邊的長度(毫米)；制冰池中鹽水的平均溫度一般為10。冷庫設(shè)計(jì)規(guī)模和計(jì)算噸位冷庫設(shè)計(jì)規(guī)模根據(jù)規(guī)范，冷庫設(shè)計(jì)規(guī)模應(yīng)以冷庫或冰蓄冷的公稱容積為計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)稱體積應(yīng)通過將冷藏室或儲(chǔ)冰盒的凈面積(不包括柱子、門和制冷設(shè)備所占的面積)乘以房間的凈高度來確定，即：(m3) (7-3-5):冷藏室或儲(chǔ)冰盒的標(biāo)稱體積(m3)；冷藏室或儲(chǔ)冰盒的凈高度(米)。冷庫或儲(chǔ)冰庫的凈面積(m2)；冷庫計(jì)算噸位(t) (7-3-6):冷庫計(jì)算噸位(t)；冷藏室或儲(chǔ)冰盒的標(biāo)稱體積(m3)；冷藏室或儲(chǔ)冰盒的容積利用系數(shù)見規(guī)范表3.0.3和表3.0.4，可根據(jù)儲(chǔ)冰盒的標(biāo)稱容積或凈高計(jì)算，但應(yīng)注意表3.0.3中的注釋。食物的計(jì)算密度(千克/立方米)。冰淇淋：平均368公斤/立方米。其次，冷庫耗冷量計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱流(w) (7-3-7)，其中：圍護(hù)結(jié)構(gòu)