小型制冷系统设计

ZL- 5.4×2.7×2.6 31 31S
ZL- 4.5×3.6×2.6 35 35S
ZL- 6.3×2.7×2.6 37 37S
ZL- 5.4×3.6×2.6 42 42S
ZL- 8.1×2.7×2.6 48 48S
ZL- 6.3×3.6×2.6 50 50S
ZL- 7.2×3.6×2.6 57 57S
表1-2列出浙江某制冷热交换器厂生产的冷风机系列产品的主要技 术参数。其中DL型冷风机适用于库温为0℃左右的冷库，如保存鲜蛋和 蔬菜的冷库。DD型的冷风机适用于库温为—18℃左右的冷库，作为鱼 类、肉类等冷冻食品的冷藏用。DJ型的冷风机适用于库温为—25℃的冷 库作为鲜肉或鲜鱼等的冻结用。
表1-2 DJ、DD、DL系列冷风机的主要技术参数
太阳辐射热引起的过余温差）通过围壁的渗入热量，简称渗入热Q1； ②食品在冷加工过程中放出的热量，简称食品热Q2；③由于通风或开 库门，外界新鲜空气进入库内而带进的热量，简称换气热Q3；④由于 冷库内工作人员操作、各种发热设备工作时产生的热量，简称操作热 Q4。而耗冷量Q（单位为kW）为
Q= Q1+ Q2+ Q3 +Q4 具体详细计算参考教材《制冷技术与应用》P146-P154。
（1-2） 式中 ——冻结间每天的冷加工量，；
——搁架利用系数，冻盘装食品，冻听装食品，冻箱装食品； ——每件（盘、听或箱）食品净重，；
——搁架各层水平面面积之和，；
——每件食品所占面积，；
24——每昼夜小时数，；
——冻结加工时间，。
设计中采用冻盘装食品，，，，，代入数据到公式2-1求得：
冻结库高度，分为6层，每层面积是7，各层高度分别
风
机
型号
名义 制冷 量/W
冷加工时间 ——每次进货的包装物量，kg ——包装材料或运输工具的比热容，，
——包装材料或运输工具进入冷间时的温度， ——包装材料或运输工具在冷间内终止降温时的温度，，一般取冷间
的设计温度。 ——货物冷却初始温度时单位质量的呼吸热量， ——货物冷却终止温度时单位质量的呼吸热量， ——冷间的贮藏量，kg.
因为本冷库只储存鱼肉禽类，所以只考虑食品冷加工时放出的热 量。则食品的耗热量为：
（2-3） 一个冷藏库的每天进货量m=16000kg，冻结库的每天进货量
m=3000kg，根据《制冷技术与应用》P150表9-8可知，货物进入冷藏库的 初始温度的比焓=22.2，终止降温时的比焓=4.6。货物进入冻结库的初始 温度比焓=342.1，终止降温时的比焓=-10.9。货物在冷藏库的冷加工时间 =24，在冻结库的冷加工时间=12，把以上数据代入公式2-3得：
一、冻结库、冷藏库容积确定
冷库容量的大小根据冷藏食品的种类、数量及其容量来确定。冷库 容量包括冷藏量和冷加工量（冷却加工及冻结加工能力）。 1．冷藏库容积的确定
冷库的冷藏量以冷藏间的公称容积为计算标准。公称容积为冷藏间 的净面积乘以冷间净高。具体详细计算见教材《制冷技术与应P145。冷 藏量的计算可用公式计算，则冷藏库的容积为
传热系数可以根据围护结构的材料和具体构造，按下式计算： （2-2）
式中 ——围护结构的传热系数，，地面的传热系数可以查书《制冷 技术与应用》P147的表9-3和表9-4；
——冷库围护结构传热热阻，； ——围护结构外表面的放热系数，； ——围护结构内表面的放热系数，； ——围护结构各层材料的厚度，m ——各层材料的导热系数，； 当围护结构为木丝纤维板时，根据《热工与流体力学结构》P240附 表可知=0.048【】，根据《制冷技术与应用》P147的表9-5可知 =12，=12，把=0.048、=12、=12代入公式2-2求得：
——每日操作时间系数，按每日操作3h计。
——每个操作员产生的热量，人，在冷库冷间设计温度高于或等
于-5时，宜取280人，冷间设计温度低于-5时，宜取410人。
计算操作管理耗冷量时，应该注意一下几点：
（1）冷却间、冷冻间不计算这项耗冷量。
（2）操作人员数可以按冷间的容积每250增加一人。
若每个冷藏间都有一位操作人员，冷冻间没有，=410人，把数据
（2-4） 式中 ——电动机额定功率，W；
——热转化系数，电动机在库房内应取1，电动机在库房外时应取0。 75；
——电动机运转时间，h，对于冷风机配用电动机的运转时间取1h， 对冷间内其他设备配用的电动机可按实用情况取值，一般可按 每昼夜操作8h计。
这里假设一个冷藏库的冷风机选择的是一台台DD-26.2/140型号的 冷风机，功率P=550kw，运转时间=1h。假设冻结库的冷风机选择的是一 台DJ-8.9/55型号的冷风机，功率P=550kw，运转时间=1h。。把数据代 入公式2-4得：
一个冷藏库的货物耗冷量为： 两个冷藏库的货物耗冷量为：
冻结库的货物耗冷量为： 总的货物耗冷量为：
（3） 通风换气耗冷量 冷库的主要货物是鱼肉禽类，这里不考虑通风换气的耗冷量，所 以
=0 （4） 操作热
1、 电动机运转耗冷量计算机 电动机运转热量是由冷库内工作的冷风机、运输链、搬运设备所 带电动机所产生。这里只考虑冷风机的电动机耗冷量，冷风机装在库 内。其计算公式如下：
综上所述，把K=0.44，=1.05，冷藏库的传热面积A=106.92，冻结 间的传热面积A=52.44代入公式2-1求得:
一个冷藏库的维护结构耗冷量为： 两个的冷藏库的围护结构耗冷量为：
2 冻结库的维护结构耗冷量为： 总的围护结构耗冷量为：
（2） 食品的耗冷量 货物的耗冷量主要包括三部分：食品冷加工时放出的热量；包装材 料和运输工具放出的热量；鲜活食品在冷却或冷藏时因“呼吸”放出的 热量。可以用以下公式计算： 式中 ——冷间每日进货量，kg; ——货物进入冷间初始温度时的比焓， ——货物在终止降温时的比焓， ——货物冷加工时间，h,对冷藏间取24h，对冷却间、冻结间取设计
表1-1 部分组合式冷库标准规格
库库
日
库体外型尺 内 板
制库
冷藏 进
型寸
容 厚 库门尺寸 冷 温 电源 量 鲜
号 ××Байду номын сангаас
积 度 /m×m 剂 /℃ 参数 /t 货
/m2 /mm
量 /t
ZL- 3.6×2.7×2.6 20 20S
5.0 0.5
ZL- 4.5×2.7×2.6 26 26S
ZL- 3.6×3.6×2.6 28 28S
——取13
冷藏库的地面面积A=93.6=32.4，冻结库的地面面积
A=2.73.6=9.72，取13，把数据代入公式2-6得：
一个冷藏库的开门耗冷量为：
两个冷藏库的开门耗冷量为：
冻结库的开门耗冷量为：
总的开门耗冷量为：
4、 操作人员的耗冷量
操作人员的耗冷量可按如下计算：
（2-7）
式中 ——操作人员数量；
=0.44
本设计中冷库的六个面都按照相同的K值计算围护结构的耗热量。 2、 围护结构的传热面积A
因为冷库是并排设置的，所以它们之间有一面墙是不存在传热情 况，所以一个冷藏库的传热面积是：
A= 冻结库的传热面积是：
A= 3、 围护结构外侧和内侧计算温度 外侧温度=34，内侧温度，冷藏库=-18，冻结库=-25 4、 围护结构两侧温差修正系数 修正系数可根据《制冷技术与应用》P149的表9-7可知=1.05
为，，，，，。冻结库的容积可用公式计算：
（1-3）
将数据代入公式1-3得： 所以冻结库的容积为18.2为了预留空隙便于出行，容积取20。可采
用规格为3.6×2.7×2.6的冻结库。 小型冷库的型式有组合式（装配式又称活动式）冷库和固定式冷库
两种。用得最多的小型冷库是组合式冷库。它的围壁、库顶、门和地坪 预先在制造工厂加工好，根据设计要求订购。在制冷设备和系统选择好 后，可以在现场很快安装好，因此组合式冷库建造速度快是它最主要的 优点。另外，根据需要可任意选择库内容积的大小。组合式冷库大都是 单层形式，其承重结构由薄壁型钢骨架组成，库内跨度可达20~30m， 中间一般没有柱子，高度一般为2.5m，也有6~7m的。各种构件均按制 造厂统一的标准在工厂成套预制，现场只要用螺栓连接。地坪下用通风 管道，不冻液加热管等方式进行防冻，如果库温不是很低（0℃以上） 的话，地坪也可直接敷在地面上。制冷装置采用成套压缩冷凝机组，冷 却设备多采用强制对流的空气冷却器（冷风机）。在现场只要接上水 电，冷库即可投入运行。部分组合式冷库规格见下表1-1。
12.5 1.2
14 1.1
16 1.7
18 1.6
20 1.6
固定式小型冷库为砖木或混凝土结构，建成固定的建筑物型式。围壁结构内部用软木或泡 沫塑料保温，冷却设备多用自然对流的空气冷却器（冷排管），它沿墙四面布置。制冷装置安 装在冷藏间外面的机房内。
二、库房耗冷量计算 冷库耗冷量Q由四部分组成，它们分别①由于库房内外温差（包括
（1） 维护结构的耗冷量Q 维护结构耗冷量主要包括三部分：通过墙壁、楼板及屋顶等，因空气 对流而渗入的热量形成的耗冷量，但这三部分的耗冷量可以化简用一个 公式来计算：
（2-1）
式中 ——围护结构的传热系数， ； ——围护结构的计算面积，；
、——冷藏库室外、室内的计算温度，； ——围护结构两侧温差修正系数； 1、 传热系数K
一个冷藏库的冷风机耗冷量为：
两个冷藏库的冷风机的耗冷量为：
冻结库的冷风机耗冷量为： 总的冷风机耗冷量为：
2、 照明耗冷量 照明耗冷量的计算如下：
（2-5）
式中 A——冷间地面面积，；
——每平方米地板面照明热量，，按照冷库规定，对每平方米冷间
地板面积的照明规定为：冷却间、冻结间、冰库和冷间内穿
堂可取2.3；操作人员长时间停留的加工间、包装间等可取
（1-1） 式中 ——冷库贮藏吨位，
——冷藏间的工称容积， ——冷藏间的容积利用系数， ——食品的密度， 注：本设计中，如果采用组合式冷库，则冷藏库容积利用系数，对 ＜100m3的组合冷库取0.6，对＞100m3的组合冷库取0.4。 经过反复计算，设计中采用组合式冷库，，，根据《制冷技术与应 用》P145，查表9-2得，代入数据到公式1-1求得： 便于进出预留空隙，所以。所以组合式冷藏库可以采用两个规格为 9.0×3.6×2.6的冷藏库，每个容积为72，总共144。 2．冻结库容积的确定 冷加工量与库房的大小、食品放置方式及周转次数有关。本设计 中，考虑到单位的冷库进食品种类较多，冻结库采用搁架式冷却排管， 采用冻盘装食品，且每件食品净重按20kg，每件食品所占面积按0.5m2 计算，当冻结库内采用搁架式冷却排管时，其冷加工量按下式计算：， 则
代入公式2-7得：
一个冷藏库的操作人员耗冷量为：
两个冷藏库的操作人员耗冷量为：
总的操作人员耗冷量为：
所以，操作热
=0.276+0.172+0.97+0.102=1.52kw
综上所述，一个冷藏库的耗冷量为：
冻结库的耗冷量为：
所有的耗冷量为：
（三）冷却设备和制冷压缩机选择
1. 冷却设备负荷的确定
对每个冷库,将它的Q1~Q4各项热量加起来求和,乘上一个安全系数
P，就可得到某库的冷却设备负荷Qs。
对冷却与冻结库 Qs=P( Q1+ 1.3Q2+ Q3 +Q4)
对冷藏库
Qs=P( Q1+ Q2+ Q3 +Q4)
式中 P——安全系数，P=1.1~1.5。
一个冷藏库的冷却设备负荷为：
冻结库的冷却设备负荷：
对小型冷库，不论是固定式的，还是组合式的，冷却设备应都选用 冷风机。因它与自然对流冷排管相比，具有结构紧凑，重量轻，降温速 度快，库内温度均匀，不占用冷库实用面积等优点。另外，由于它是强 制送风的，所以能使冷库内贮藏的食品迅速降温，大大提高了贮藏食品 的保鲜度。
ZL- 8.1×3.6×2.6 65 65S
ZL- 9.0×3.6×2.6 72 72S
ZL- 9.9×3.6×2.6 80 80S
6.5 0.5
7.0 0.8
8.0 0.8
9.0 0.7
9.0 0.7 3P 100 0.8×1.8 R22 -18 380V 10.5 0.7 50Hz
12.0 1.2
5.8。
冷藏库的地面面积A=93.6=32.4，冻结库的地面面积A=2.73.6=9.72，均取2.3，把
代入公式2-5得：
一个冷藏库的照明耗冷量为：
两个冷藏库的照明耗冷量为：
2
冻结库的照明耗冷量为：
总的照明耗冷量为：
3、 开门的耗冷量
开门的耗冷量可按如下计算：
（2-6）
式中 A——冷间的地面面积，