冷库耗冷量计算.docx
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冷库耗冷量计算
冷库耗冷量计算
1冷库的原始条件
该冷库是一个单层300t生产性冷库，主要冻结并储存蔬菜。
采用砖墙、钢筋混凝土梁、柱和板建成。
隔热层外墙和屋顶采用聚苯乙烯泡沫塑料，冻结间内墙贴软木，地坪采用炉渣。
该冷库主要包括冻结间、冻结物冷藏间两大部分，其主要加工环节为：
鲜蔬菜进入冻结间冻结，蔬菜温度降至要求温度后进入冻结物冷藏间冷藏。
其设计条件如下：
（1）气象和水文资料
石家庄夏季室外计算温度为+30“C,相对湿度为75%。
（2）生产能力
冷藏容量为300t,冻结能力为h,每天两班，每班8h。
（3）制冷系统
采用氨直接蒸发制冷系统，冻结物冷藏间温度为-18“C,冻结间温度为-23£。
2冷库容积计算
冷库计算吨位计算公式：
G皿
1000
（2-1）
式中：
G—冷库计算吨位（t）；
V—冷间公称容积（m3）；
〃一容积利用系数；
p一食品计算密度（kg/m!
）；
冻结间的冻结能力h,冻好一批需要8h,每天冻结2批，由此可知冻结间一次要容纳12t,根据表1-6查得蔬菜的密度为230kg/m:
,根据表1-8查得〃二，根据公式（2-1）得:
冻结间：
匸竺^宀际賦
pi]230x0.55x0.8
11QCQ
取单层冷库净髙为4・8米，则库房面积A二斗磐m・24.7n?
故库房公称体
4.8
积定义为7x4x4.8=134.4m\
根据表查得蔬菜的密度为230kg/m3,根据表查得〃二，根据公式得:
....,<乂宀w1000G1000x3003“八“3
冻结物冷藏间：
V二二in=2964.43m0
p】l230x0.55x0.8
取单层冷库净高为4.8米，则库房面积A-2964'4-nr=617.59m2,故库房4.8
公称体积定义为38x18x4.8=0
I
3冷库围护结构的传热系数计算
冷库维护结构的组成
主要计算外墙、内墙，阁楼层和地坪的传热系数，热阻计算公式为：
R=5J\R=l/a
传热系数K的计算公式为：
K=1
1q亠1
——+—+—+・・・+——
式中：
人一冷间维护结构中各层建筑材料或隔热材料的热导率[附（11?
・CC）]o
冷间维护结构中各层建筑材料或隔热材料的厚度（m）o
匕.，勺一分别是维护结构外侧和内侧的传热系数[W/（m?
・°C）]O
对于冻结间的外墙，根据资料得知对于墙面的对流换热系数a,外墙表面
取23W/（m2・K）,内墙表面色取29W/（m2・K）,则冻结间围护结构及其传热系
数的计算见下表：
表3-1冻结间外墙围护结构及其传热系数计算表
结构层次
J/m
2
W/（m2・K）
R=6］入（m2・K）/W
1
外墻外表面空气热阻
•
2
20厚水泥沙浆抹面
3
360厚预制混凝土砖墙
4
20厚水泥沙浆抹面
5
冷底子油一道
0
1
0
6
二毡三油
<
7
聚苯乙烯泡沬塑料
8混礙土板
9外墻内表面空气热阻
总热阻R（）
传热系数K
对于冻结间的屋顶，根据表得知对于屋顶面的对流换热系数a,屋顶外表面
久取23W/（m2-K）,屋顶内表面弘取29W/（m2-K）,则冻结间屋顶结构及其传
热系数的计算见下表：
表3-2冻结间屋顶结构及其传热系数计算表
结构层次
1屋顶外表面空气热阻
240厚预制混凝土板
3二毡三油
420厚水泥沙浆抹面
c60厚钢筋混凝土屋盖
5
5聚苯乙烯泡沫塑料
250厚钢筋混凝土
8内墙内表面空气热阻
总热阻
传热系数K
对于冻结间的地坪，根据表得知对于地坪面的对流换热系数a为29
W/（n）2・K）,则冻结间地坪的结构及其传热系数的计算见下表：
表3-3冻结间地坪结构及其传热系数计算表
结构层次
J/m
2
W/（m2•K）
R=6]入（m2・K）/W
1
60厚细石钢筋混凝土面层
2
15厚水泥沙浆抹面
（
3
一毡二油
4
20厚水泥沙浆抹面
]
5
50厚炉渣预制块
6
600厚炉渣层
7
15厚水泥砂浆保护层
8
二毡三油
9
20厚水泥砂浆抹面层
10
53厚单层红砖干铺
11
400厚干沙垫层
12
150厚3:
7灰土垫层
13
100厚碎石灌50号水泥浆
内表面空气热阻总热阻
传热系数K
对于冻结物冷藏间的外墙，查资料得知对于墙面的对流换热系数a,外墙表面/取23W/（m2・K）,内墙表面匕取12W/（m2・K）,则冻结物冷藏间外墙的结构及其传热系数的计算见下表：
表3-4冻结物冷藏间外墙的结构及其传热系数计算表
结构层次
J/m
A
W/（m2•K）
$
R=6入（m2•K）/W
1
外壇外表面空气热阻
2
20厚水泥沙浆抹面
•
3
360厚预制混凝土砖壇
4
20厚水泥沙浆抹面
5
冷底子油一道
0
1
0
6
二毡三油
7
S
聚苯乙烯泡沫塑料
8
混凝土板
9
外埴内表面空气热阻
总热阻
传热系数K
对于冻结物冷藏间的屋顶，根据查资料得知对于屋顶面的对流换热系数a,
屋顶外表面％取23W/（m2-K）,屋顶内表面匕取12W/（m2-K）,则冻结物冷藏间屋顶结构及其传热系数的计算见下表：
表3-5冻结物冷藏间屋顶的结构及其传热系数计算表
结构层次
J/m
2
W/（m2•K）
R=6入（m2・K）/W
1
屋顶外表面空气热阻
2
40厚预制混凝土板
3
二毡三油
4
20厚水泥沙浆抹面
5
60厚钢筋混;疑土屋盖
¥
6聚苯乙烯泡沫塑料
6250厚钢筋混凝土'
7内墙內表面空气热阻
总热阻
¥
传热系数K
对于冻结物冷藏间的地坪，根据查资料得知对于地坪面的对流换热系数a为
12W/（m2・K）,则冻结物冷藏间地坪的结构及其传热系数的计算见下表：
表3-6冻结物储藏间地坪结构及其传热系数计算表
R=6/A
结构层次
J/m
W/（m2•K）
（m2・K）/W
1
60厚细石钢筋混凝土面层
2
15厚水泥沙浆抹面
（
3
一毡二油
4
20厚水泥沙浆抹面
5
50厚炉渣预制块
6
400厚炉渣层
7
15厚水泥砂浆保护层
8
二毡三油
9
20厚水泥砂浆抹面层
10
53厚单层红砖干铺
11
400厚干沙垫层
12
150厚3：
7灰土垫层
13
100厚碎石濯50号水泥砂浆
内表面空气热阻
1仏
总热阻
传热系数K
维护结构传热面积F的确定
维护结构传热面积的计算应符合下列规定：
屋面、地面和外墙的长度应该自外墙外表面至外墙外表面或外墙外表面至内墙中或内墙中至内墙中计算；
楼板和内墙长、宽度应自外墙内表面至外墙内表面或外墙内表面至内墙中或内墙中至内墙中计算；
外墙的髙度：
地下室或底层，应自地坪的隔热层下表面至上层楼面计算；内墙的高度：
地下室或底层和中间层，应自该层地面、楼面至上层楼面计算；顶层应自该层楼面至顶部隔热层下表面计算。
冷库围护结构的传热面积如下表：
S
表3-7冻结间围护结构的传热面积表
吐祛士宀传热面积
墙体万冋长/m宽/m面积F/分
南墙
1
北墻
东墻
西墙
屋顶
地坪
表3-8冻结物冷藏间围护结构的传热面积表
>
墙体方向
长/m
传热面积宽/m
面积F/m2
南墻
北墙
（
东墻
西墻
屋顶
地坪
4冷负荷计算
维护结构传热引起的耗冷量Q
Q}=KFa（tw-tn）
式中：
K—维护结构传热系数［W/（m'・9）］；a—维护结构两侧温差修正系数；山一维护结构外侧计算温度（°C）；
/“一维护结构內侧计算温度（工）。
表4-la冻结间Q的计算表
冷间序号
墙体方向
计算公式：
Q=KFag7）
btn
e/w
南墙
XXX[30-（-23）]
30
-23
北墙
XXIX[30-（-23）]
30
-23
东墙
XXX[30-（-23）]
30
-23
冻结间
西墙
XXIX[30-（-23）]
30
-23
屋顶
X28XX[30-（-23）]
30
-23
地坪
X28XX[30-（-23）]
此间合计
30
-23
表4-lb冻结物冷藏间Q的计算表
序号
墙体方向
计算公式：
Q=KFag_t）
tvtn
e/w
南墙
XXX[30-（-18）]
30
j
-18
北墙
XXX[30-（-18）]
30
-18
冻结物冷藏间
东墙
XXX[30-（-18）]
30
-18
西墙
XXX[30-（-18）]
30
-18
屋顶
X684XX[30-（-18）]
30
-18
此间合计
食品冷加工耗冷量a的计算
根据货物放热量计算公式如下：
Q=a.+q沪半岀+凹严
式中：
Qla—货物热量（W）；
0幼一包装材料和运载工具的热量（W）;
G—冷间的每日进货量（kg）；
也一货物进入冷间初始温度时的比焙（kJ/kg）；
力2—货物在冷间内终止降温时的比焙（kJ/kg）；
T—货物冷却时间（h）,对冷藏间取24h,对冷却间、冻结间取设计冷加工时间；
B—货物包装材料或运载工具重量系数；
C&—货物包装材料或运载工具的比热容［kJ/（kg・工）］；
“一货物包装材料或运载工具进入冷间时的温度（°C）；
°—货物包装材料在冷间内终止降温时的温度，一般为该冷间的设计温度
（0C）o
由于冷藏间属于生产性冷库，进入冷藏间储存时的耗冷量，要按每昼夜冻结能力计算。
该库有一间冻结问，冻结能力为h,冻结一批需要8h,每天冻结2批，则冷藏间进货量为24t/0o
冻结间：
食品在冻结间的温度按+309计算，经过8h以后的温度为-151。
食品的冻结加工量为24t/日，即G=24000kg/do食品在冻结前后的焙值查表得：
h1=kg,h2=kg,T=16h,G查表得，B查表得，则
=G（h\-hJ*GW/，则，
TT
八24000x（384.8-17.2）,24000x0.35xf30-（-23）lx2.51,
Qr=kVv+kW=172.30/
-16x360016x3600
冷藏间：
进货量为24t/日，食品入库前的温度为-15£,经冷藏一段时间后达到-18°C,G=24000kg/日,食品前后的焙值查表可得:
h^kg,h2=kg,T=24h,Cb查资料表得,B查资料表得，则
Q=G（"1—力2）+GB（g_
（2）Cb贝g
24000x（17.2-6.7）kw+24000x0.35x[-15十⑻]x2.51kw=5.473kw
-24x360024x3600
通风换气的耗冷量Q的计算
通风换气热量只适用于贮存有呼吸的食品的冷藏间，因为本库生产货物为蔬菜，冷间又无操作工人长期停留操作，所以Q可以忽略不计。
电动机运转耗冷量0的计算
电动机运转热量应按下式计算：
a=
式中：
Qa—电动机运转热量（kW）；
P—电动机额定功率（kW）；
§一热转化系数，电动机在冷间时应取1,电动机在冷间外应取；
P—电动机运转时间系数，对冷风机配用的电动机取1。
冻结间：
冻结间电动机的运行产生耗冷量，冷风机使用的电动机1台，功率
为，则电动机运转耗冷量为：
^=XlXl）kW=
操作耗冷量幺的计算
操作热量a可按下式计算：
I
a=a+如+a討尸++2讥
5“5h5c/d24x360024"
式中：
。
为―照明热量（*）；
0%—开门热（W）,当冷间的冷藏门超过两橙时，应按两橙门的开门热计
算；
<25t.—操作人员热量（w）；
%—每平方米地板面积照明热量，冷藏间可取〜nA操作人员长时间停留
的加工时间、包装间等可取W/m2；
F—冷间地板面积（Df）；
“一每日开门换气系数；
y—冷间内公称容积（Hf）；
hw>hn—冷间内、外空气的含热量（kJ/kg）；
川一空气幕效率修正系数，可取，如不设空气幕时，则取1;
24—每日小时数（h）；
从一冷间空气密度（kg/m3）；
3/24—每日操作时间系数，按每日操作3h计；
心一操作人员数，可按冷间内公称容积250m3增加一人，故取13人；
乞一每个操作人员产生的热量（W/h）,冷间设计温度高于或等于-59时,
取279W/h；冷间设计温度低于-5£时，取419W/h,则
Qsa=-F=（2.0x684）W=1368W
厶=叫-代”九=3283.2x1.2x[81.435二（—16.08）]x0.5x1.384w=斷®沁
（2sc=0.125*么=0.125X13X419W=680.875W
05=Qa+Ob+0=1368W+3077.99W+680.875W=512.865W
5耗冷量的汇总
冷间冷却设备负荷计算
查资料得，冷间冷却设备负荷应按下式计算：
式中：
Qq—冷间冷却设备负荷（W）；
©—维护结构传热量（W）；
02—货物热量（W）;
<23—通风换气热量（W）；
—电动机运转热量（W）；
2—操作热量（W）；
“一负荷系数，冷却间和冻结间得到负荷系数应取，其它冷间取1。
表5-1库房冷却设备的总负荷
冷间类别Q/kWe2/kWQ/kwa/kW2/kW0/kW
冻结间--
冻结物冷藏间--
机械负荷0计算
由资料[1],机械负荷应分别根据不同的蒸发温度按下式计算：
Qj=（“Ea+码乞Q+阿工仏用
式中：
0•—机械负荷（W）；
m—维护结构传热量的季节修正系数，查表取1;
"2—货物热量的机械负荷折减系数，冷加工间和其它冷间取1，冻结物冷藏间为7000m3以下时取；
心一同期换气系数，一般取〜（同时最大换气量与全库每日总换气量的比值大时取大值）；
心一冷间用的电动机同期运转系数，对冷却间和冻结间中的冷风机取1,其余查表，取1;
心一冷间同期操作系数，查表取；
R—制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，一般直接冷却系统取，间接冷却系统取，本系统采用直接冷却系统，R取。
由公式计算结果如下：
表5-2机械负荷汇总
令间类别吨询心°询RQj
（kW）（kW）（kW）（kW）（kW）（kW）
冻结间
冻结物冷藏间
机械负荷为。
机械负荷为。
冻结间日进货量为24t,经上表查得：
冷却设备负荷为，冻结物冷藏间日进货量为24t,经查得：
冷却设备负荷为经估算：
库房的冷却设备负荷为+=
库房的机械负荷为+二
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