第3章 冷间设备布置及气流组织

1、第第3章章 冷间设备布置及冷间设备布置及气流组织气流组织教学目的、要求1 1掌握冷加工间（冷却间、冻结间）和冷储藏掌握冷加工间（冷却间、冻结间）和冷储藏间（冻结物冷藏间、冷却物冷藏间和贮冰间）间（冻结物冷藏间、冷却物冷藏间和贮冰间）里的冷却设备布置及气流组织等知识。里的冷却设备布置及气流组织等知识。2 2了解食品速冻装置的种类、原理及发展概况了解食品速冻装置的种类、原理及发展概况。n 冷间是制冷装置把冷量传给食品的场所。冷间是制冷装置把冷量传给食品的场所。n 冷库冷间含：冷库冷间含： 冷却间、冻结间、冷却物冷藏间、冻结物冷却间、冻结间、冷却物冷藏间、冻结物冷藏间、贮冰间等。冷藏间、贮冰间等。n

2、冷间设计的内容：冷间设计的内容： 冷却设备选型、布置及冷间气流组织。冷却设备选型、布置及冷间气流组织。第一节第一节 冷却间冷却间l特点特点 食品热负荷较大，降温迅速，温度不能太低（接近食品热负荷较大，降温迅速，温度不能太低（接近冰点）。冰点）。l分类分类一、肉类冷却间一、肉类冷却间1 1、一般要求、一般要求 进库温度，设计库温，肉类终温，空气流速，空气进库温度，设计库温，肉类终温，空气流速，空气循环次数，冷却时间循环次数，冷却时间2 2、冷间尺寸、冷间尺寸3 3、冷却间设备布置、冷却间设备布置干式翅片管冷风机，落地式或吊顶式干式翅片管冷风机，落地式或吊顶式。气流组织气流组织冷却间冷却间二、果蔬

3、冷却间二、果蔬冷却间要防止果蔬冻伤。要防止果蔬冻伤。设计库温，相对湿度，空气流速，冷却时间。设计库温，相对湿度，空气流速，冷却时间。果蔬也可直接入冷藏库。果蔬也可直接入冷藏库。三、鲜蛋冷却间三、鲜蛋冷却间 冷却间逐步降温。也可直接入冷藏库。冷却间逐步降温。也可直接入冷藏库。 鱼类用碎冰和冷海水冷却，不进入冷却间，家禽直接鱼类用碎冰和冷海水冷却，不进入冷却间，家禽直接冻结。冻结。第二节第二节 冻结间冻结间 对食品进行冻结加工房间。对食品进行冻结加工房间。特点特点1 1、库温低、库温低 -23-232 2、合适风速使空气循环流动、合适风速使空气循环流动3 3、温度场、风速场均匀、温度场、风速场均匀

4、4 4、设备力求简单、设备力求简单分类分类一、白条肉冻结间一、白条肉冻结间 一般不采用顶、墙排管。一般不采用顶、墙排管。1 1、纵向吹风冻结间、纵向吹风冻结间 用于白条肉，冻结量较小用于白条肉，冻结量较小的分配性冷库。的分配性冷库。采用落地冷风机采用落地冷风机优点：气流阻力小、冷风机台数少、省电、简单优点：气流阻力小、冷风机台数少、省电、简单缺点：风速温度不均匀，不宜于冻结盘装食品。缺点：风速温度不均匀，不宜于冻结盘装食品。纵向吹风冻结间 2 2、横向吹风冻结间、横向吹风冻结间 用于冻结量较大的生产性冷库，采用多台落地冷用于冻结量较大的生产性冷库，采用多台落地冷风机。风机。 优点：库温均匀，冻

5、结速度快优点：库温均匀，冻结速度快 缺点：耗材、投资大、冻结间存在死区、冷风机台缺点：耗材、投资大、冻结间存在死区、冷风机台数多，耗电大。数多，耗电大。横向吹风冻结间 横向吹风冻结间 横向吹风冻结间 横向吹风冻结间 二、盘装、箱装食品冻结间二、盘装、箱装食品冻结间（一）轨道吊笼式（一）轨道吊笼式 1 1、吊顶式冷风机冻结间、吊顶式冷风机冻结间 用于冻结水产品、家禽等块状食品和白条肉。用于冻结水产品、家禽等块状食品和白条肉。 采用吊顶式冷风机，注意处理融霜水排放问题。采用吊顶式冷风机，注意处理融霜水排放问题。优点：库温均匀，占地少。优点：库温均匀，占地少。缺点：冷风机台数多，维修不方便、水冲霜时

6、溅水。缺点：冷风机台数多，维修不方便、水冲霜时溅水。 不能采用纵向吹风形式不能采用纵向吹风形式2 2、上吹风式冻结间和下吹风式冻结间、上吹风式冻结间和下吹风式冻结间 用于轨道吊笼和鱼盘装置。用于轨道吊笼和鱼盘装置。横向吹风式冻结间横向吹风式冻结间横向吹风式冻结间（二）搁架排管冻结间（二）搁架排管冻结间1 1、以搁架排管为冷却设备和货架。、以搁架排管为冷却设备和货架。 适用于小于适用于小于5t/d 5t/d 的冷库。冻结分割肉、猪副产品、家禽、的冷库。冻结分割肉、猪副产品、家禽、水产品等。水产品等。2 2、搁架的设计、搁架的设计 采用采用D38D38、D57D57无缝钢管或无缝钢管或40 x3m

7、m40 x3mm矩形无缝钢管，上铺薄钢板。矩形无缝钢管，上铺薄钢板。 采用分层或一条龙供液方式。采用分层或一条龙供液方式。 4 4、气流组织、气流组织 无吹风型无吹风型3 3、排管的布置、排管的布置4 4、气流组织、气流组织1 1）混流式）混流式 风机位于过道上方、由上向下吹，风速小、冷风不均风机位于过道上方、由上向下吹，风速小、冷风不均匀。匀。2 2）顺流式）顺流式 风机位于搁架两端，分成上下两路顺流吹风道。风机位于搁架两端，分成上下两路顺流吹风道。3 3）直角式）直角式 风机位于中央走道上方，如图。冷风分布均匀、冻结风机位于中央走道上方，如图。冷风分布均匀、冻结速度快、适用于冻结能力较大的

8、场合速度快、适用于冻结能力较大的场合。1 1）顺流式）顺流式风机位于搁架两端，分成上下两路顺流吹风道风机位于搁架两端，分成上下两路顺流吹风道2 2）直角式）直角式 风机位于中央走道上方，冷风分布均匀、冻结速度快、风机位于中央走道上方，冷风分布均匀、冻结速度快、适用于冻结能力较大的场合。适用于冻结能力较大的场合。3 3）混流式）混流式 风机位于过道上方、由上向下吹，风速小、冷风不均匀风机位于过道上方、由上向下吹，风速小、冷风不均匀。5 5、除霜方式、除霜方式 人工扫霜，定期热氨融霜。人工扫霜，定期热氨融霜。6 6、特点、特点 优点：冻结可靠、结构简单、省电、不受食品形状尺寸优点：冻结可靠、结构简

9、单、省电、不受食品形状尺寸限制。限制。 缺点：管架液柱影响大、不能连续生产、搬运劳动强度缺点：管架液柱影响大、不能连续生产、搬运劳动强度大。大。三、冻结装置三、冻结装置 用于冻结产品的设备。用于冻结产品的设备。1 1、特点、特点 冻区风速大、风压高、蒸发温度低。冻区风速大、风压高、蒸发温度低。2 2、冻结装置种类、冻结装置种类 1 1）强吹风隧道网带式）强吹风隧道网带式 用于轻小体型食品用于轻小体型食品n 食品的速冻是指在低于食品的速冻是指在低于-30-30的环境中，用几分钟几的环境中，用几分钟几十分钟时间将食品速冻到其中心温度达到十分钟时间将食品速冻到其中心温度达到-18-18。 全流态化单

10、体速冻装置全流态化单体速冻装置1-1-隔热箱体隔热箱体 2-2-操作检修廊操作检修廊 3-3-流化床流化床 4-4-脉动旋转风门脉动旋转风门 5-5-融霜淋水管融霜淋水管 6-6-蒸发器蒸发器 7-7-离心风机离心风机 8-8-冻结隧道冻结隧道 9-9-振动布料振动布料2 2）强吹风螺旋网带式（比重较大的单体食品）强吹风螺旋网带式（比重较大的单体食品）2-103.swf1-有机玻璃围帘有机玻璃围帘 2-保温壳体保温壳体 3-轴流风机轴流风机 4-空气冷却器空气冷却器5-驱动电动机及减速器驱动电动机及减速器 6-转鼓转鼓 7-输送带输送带3 3）强吹风链传动隧道网带式）强吹风链传动隧道网带式冻结

11、装置冻结装置风冷风冷+搁架管速冻冷库搁架管速冻冷库速冻遂道速冻遂道第三节第三节 冷却物冷藏间冷却物冷藏间 用于新鲜水果、蔬菜、蛋等鲜活食品的冷藏用于新鲜水果、蔬菜、蛋等鲜活食品的冷藏（一）设计参数和设计要点（一）设计参数和设计要点 1 1、设计参数的确定、设计参数的确定 2 2、设计要点、设计要点 1 1）空气分布均匀、空气循环通畅）空气分布均匀、空气循环通畅 2 2）设通风换气设施）设通风换气设施 3 3）采用冷风机）采用冷风机 4 4）冷风机分组控制）冷风机分组控制（二）（二） 冷却物设备布置冷却物设备布置 设专用冷风机，不宜多个冷间合用，冷却设备为冷设专用冷风机，不宜多个冷间合用，冷却设

12、备为冷风机和送风道。风机和送风道。 冷风机靠近库门布置，送风机布置在库房中央走到冷风机靠近库门布置，送风机布置在库房中央走到上方。上方。（三）送风管和气流组织布置（三）送风管和气流组织布置采用均匀送风管采用均匀送风管均匀送风管道计算均匀送风管道计算 送风管道从风管侧壁上的若干风口（或短管），以送风管道从风管侧壁上的若干风口（或短管），以相同的出口速度，均匀地把等量的空气送入室内，这种相同的出口速度，均匀地把等量的空气送入室内，这种送风管道称为送风管道称为均匀送风管道均匀送风管道。 均匀送风管道的构造有两种形式均匀送风管道的构造有两种形式: : 1 1、均匀送风管道的断面变化（即断面逐渐缩小）、

13、均匀送风管道的断面变化（即断面逐渐缩小） 而侧而侧风口（或短管）的面积相等；风口（或短管）的面积相等； 2 2、送风管道的断面不变化而侧风口（或短管）的面积都、送风管道的断面不变化而侧风口（或短管）的面积都不相等。不相等。 计算基本原理计算基本原理: : 保持各侧孔的静压相等。根据管道阻力计算和能量方程保持各侧孔的静压相等。根据管道阻力计算和能量方程即可求得各侧孔静压相等的关系式。即可求得各侧孔静压相等的关系式。 计算的目的计算的目的: : 确定侧孔的面积确定侧孔的面积, , 风管断面尺寸以及均匀送风管段的阻风管断面尺寸以及均匀送风管段的阻力。力。 当侧孔的数量，侧孔的间距以及每个侧孔的送风量

14、确定当侧孔的数量，侧孔的间距以及每个侧孔的送风量确定之后，按上述原理即可计算出均匀送风管道的尺寸。之后，按上述原理即可计算出均匀送风管道的尺寸。 均匀送风管道的计算方法均匀送风管道的计算方法( (参考参考空气调节空气调节- -清华大学出版）清华大学出版） （1 1）确定侧孔个数、侧孔间距及每个侧孔的送风量。）确定侧孔个数、侧孔间距及每个侧孔的送风量。 （2 2）计算侧孔面积）计算侧孔面积f f0 0 m m2 2 L L0 0均匀送风管侧孔的出流流量，均匀送风管侧孔的出流流量，m m3 3/h/h； v v0 0侧孔的平均出流速度，侧孔的平均出流速度，m/sm/s； f f0 0侧孔面积，侧孔

15、面积，m m2 2。 侧孔静压流速侧孔静压流速 孔口的流量系数孔口的流量系数, ,取值为取值为0.60.6。（3 3）计算送风管道直径（或断面尺寸）计算送风管道直径（或断面尺寸） 首先按首先按v vj j/v/vd d1.731.73的原则设定的原则设定v vd d（管内速度），然后（管内速度），然后计算对应段的管段截面积或直径计算对应段的管段截面积或直径 mmmm L Li i对应段的管段的流量，对应段的管段的流量，m m3 3/h/h；v vdidi对应段的管段的流速，对应段的管段的流速，m/sm/s；（4 4）计算管道的阻力）计算管道的阻力 侧孔应有的静压侧孔应有的静压4/3600Did

16、iivLdiivL3600Fi风道形式风道形式-均匀送风管均匀送风管, ,喷嘴间距按喷嘴间距按1 1米米喷口风速喷口风速 v v0 0 表表6-3-16-3-1喷口流量喷口流量 L L0 0 =L/n m=L/n m3 3/h/h喷口面积喷口面积喷口静压流速喷口静压流速由由v vj j/v/vd d1.731.73确定确定v vd1d1（管内速度）（管内速度）由上式确定由上式确定 v vd i+1d i+10jvv m2m/sippp1i di d风道尺寸风道尺寸-4/3600DidiivLm2diivL3600Fim2第三节第三节 冷却物冷藏间冷却物冷藏间（四）通风换气设备（四）通风换气设备

17、1 1、设计要求、设计要求2 2、进气设备、进气设备（1 1）利用冷风机的通风机）利用冷风机的通风机（2 2）设专用新风系统）设专用新风系统3 3、排气设施、排气设施 送新风后开库门或排气小门开门放气。送新风后开库门或排气小门开门放气。4 4、加湿设施、加湿设施 水或蒸汽加湿系统，或超声波加湿器水或蒸汽加湿系统，或超声波加湿器n水果蔬菜冷库水果蔬菜冷库 产品说明: 主要用于蔬菜水果、新鲜农产品。提供最适合蔬菜水果呼吸的温湿度，始终保持蔬菜水果等农产品或其他类需要保鲜的物品的新鲜度。第四节第四节 冻结物冷藏间冻结物冷藏间用于长期贮藏冻结食品的库房用于长期贮藏冻结食品的库房设计要求：室温、相对湿度

18、、温度波动等设计要求：室温、相对湿度、温度波动等型式：空气自然对流、风冷式和夹套式型式：空气自然对流、风冷式和夹套式一、空气自然对流循环式一、空气自然对流循环式 采用排管为冷却设备采用排管为冷却设备优点：制作简便、冻品干耗少、耗电少优点：制作简便、冻品干耗少、耗电少缺点：金属耗量大、制作时间长、库温不易均匀。缺点：金属耗量大、制作时间长、库温不易均匀。1 1、排管形式、排管形式 直接膨胀式和重力供液式用集管式排管，液泵供液用直接膨胀式和重力供液式用集管式排管，液泵供液用盘管式排管，翅片管不便人工扫霜，板式排管隔热好。盘管式排管，翅片管不便人工扫霜，板式排管隔热好。-20/-23C。 低温食品冷

19、藏库低温食品冷藏库双层顶排双层顶排(蒸发器蒸发器)冷库冷库食品储存恒温冷库食品储存恒温冷库风冷风冷+搁架管速冻冷库搁架管速冻冷库 冷库盘管式墙排管蒸发器 绕片式蛇行管绕片式蛇行管2 2、排管布置、排管布置1 1）开门处顶排管、冷库顶层排管铺开布置，其它排）开门处顶排管、冷库顶层排管铺开布置，其它排管布置于走道上方。管布置于走道上方。2 2）墙排管布置外墙侧，较高。）墙排管布置外墙侧，较高。3 3）尺寸要求）尺寸要求3 3、排管连接、排管连接1 1）多组顶（或墙）排管并联时，采用同程式）多组顶（或墙）排管并联时，采用同程式2 2）多组墙排管连接时，液泵供液可串联或采用同程）多组墙排管连接时，液泵

20、供液可串联或采用同程 式，式，重力供液只能采用同程式。重力供液只能采用同程式。3 3）同一冷间设有顶排管和墙排管时，应分别供液，库）同一冷间设有顶排管和墙排管时，应分别供液，库房较小时，分别供液、合用回气管，小型冷库可合房较小时，分别供液、合用回气管，小型冷库可合用。用。4 4、安装固定、安装固定二、风冷式二、风冷式 冷风机为冷却设备冷风机为冷却设备. . 优点：省材和省投资、安装方便、不用人工扫霜优点：省材和省投资、安装方便、不用人工扫霜, , 易于实现自动化易于实现自动化 气流组织：空气流速均匀。冷风机出口可配置气流组织：空气流速均匀。冷风机出口可配置均均匀送风道匀送风道或使用带或使用带送

21、风管送风管的冷风机的冷风机. . 适用适用贮藏包装冻品贮藏包装冻品。 无包装冻品不宜采用冷风机，若要用应将蒸发温度无包装冻品不宜采用冷风机，若要用应将蒸发温度与进出空气平均温度的温差控制在与进出空气平均温度的温差控制在6 688内，冷风机进内，冷风机进出风温差控制在出风温差控制在2 244内。内。 还可采用镀冰衣、盖冰帘等措施减少干耗。还可采用镀冰衣、盖冰帘等措施减少干耗。三、夹套式三、夹套式1 1、特点、特点 库外传入热量被夹层内冷空气吸收，库内可维持恒库外传入热量被夹层内冷空气吸收，库内可维持恒定的低温高湿条件。定的低温高湿条件。2 2、形式、形式（1 1）全夹套式）全夹套式- -六个面都

22、设有夹套，库内无冷却设备；六个面都设有夹套，库内无冷却设备；（2 2）半夹套式）半夹套式- -外墙、屋顶设夹套，地板不设有夹套，外墙、屋顶设夹套，地板不设有夹套， 库内无冷却设备；库内无冷却设备；（3 3）局部附加夹套式）局部附加夹套式- -外墙、屋顶设夹套，内墙设附加外墙、屋顶设夹套，内墙设附加 夹套和冷风机。夹套和冷风机。3 3、夹套的构造、夹套的构造 气密性和隔热性气密性和隔热性 材料为木板、金属塑料、混凝土、胶合板等。材料为木板、金属塑料、混凝土、胶合板等。 夹套厚度：夹套厚度： 空气强制对流空气强制对流- -墙夹套墙夹套50mm,50mm,其它其它200mm200mm； 空气自然对流

23、空气自然对流-600mm-600mm；4 4、冷却设备及布置、冷却设备及布置(1)(1)当夹套内的冷风采用自然对流时，冷却设备可当夹套内的冷风采用自然对流时，冷却设备可采用翅采用翅片管排管或光滑管排管片管排管或光滑管排管，对于墙夹套，排管布置在夹，对于墙夹套，排管布置在夹套的顶部，顶层的排管布置在阁楼层内。须设置氨融套的顶部，顶层的排管布置在阁楼层内。须设置氨融霜系统，夹套内应有排霜（水）设施。霜系统，夹套内应有排霜（水）设施。(2)(2)对于空气强制循环的夹套库，采用对于空气强制循环的夹套库，采用冷风机冷风机。冷风机可。冷风机可以布置在库内，也可以布置在库外。对于多层夹套库，以布置在库内，也

24、可以布置在库外。对于多层夹套库，冷风机可以集中设置，也可以分层设置。冷风机可以集中设置，也可以分层设置。5 5、气流组织、气流组织 夹套内设置隔栅，夹套内设置隔栅， 形成导风道。使冷风在夹套形成导风道。使冷风在夹套内有组织地流动，内有组织地流动， 对于全夹套式冷库，墙夹套的隔栅对于全夹套式冷库，墙夹套的隔栅是垂直布置，冷风通过冷风机从顶板夹套吹出，通过是垂直布置，冷风通过冷风机从顶板夹套吹出，通过墙夹套进入地板夹套，然后流进地沟，最后回到冷风墙夹套进入地板夹套，然后流进地沟，最后回到冷风机。对于半夹套式冷库，隔栅可作成水平式。机。对于半夹套式冷库，隔栅可作成水平式。 若需要夹套内的冷风来补充库

25、内降温，或库房还若需要夹套内的冷风来补充库内降温，或库房还需要兼作冻结间使用时，可将夹套旁通，使冷空气部需要兼作冻结间使用时，可将夹套旁通，使冷空气部分或全部吹入库房内。分或全部吹入库房内。 6 6、优点、优点(1)(1)库内温度均匀，相对湿度高，库内空气流速低，贮存库内温度均匀，相对湿度高，库内空气流速低，贮存食品干耗小。适用于食品干耗小。适用于-18-18低温条件下长期贮藏非包装低温条件下长期贮藏非包装冻结食品，也适用于冻结食品，也适用于00条件下贮藏肉类、果蔬、禽蛋条件下贮藏肉类、果蔬、禽蛋等。等。(2)(2)库内不设任何冷却设备或只设少量冷却设备，可充分库内不设任何冷却设备或只设少量冷

26、却设备，可充分利用库房面积。利用库房面积。 (3)(3)冷却设备可设在夹套内或库外，便于维修和融霜排水。冷却设备可设在夹套内或库外，便于维修和融霜排水。除霜过程对库内无影响。除霜过程对库内无影响。 气调保鲜库源于西方，八十年代传入中国，气调保鲜库源于西方，八十年代传入中国，是当今世界上最先进的果品蔬菜保鲜设施。通过降是当今世界上最先进的果品蔬菜保鲜设施。通过降低的库内的低的库内的O O2 2、乙烯，提高、乙烯，提高COCO2 2等气体成分的含量等气体成分的含量, , 辅之以低温等措施，使库内的果品蔬菜处于辅之以低温等措施，使库内的果品蔬菜处于“恒气恒气恒温恒温”状态，无论从贮藏保鲜期上，还是从

27、保鲜质状态，无论从贮藏保鲜期上，还是从保鲜质量上都能达到更理想的效果量上都能达到更理想的效果. . 第五节第五节 气调冷库气调冷库 气调库和气调设备气调库和气调设备n气调库是在高温冷库的基础上发展起来的，即有气调库是在高温冷库的基础上发展起来的，即有“冷冷藏藏”功能又有功能又有“气调功能气调功能”气调库具有的特点气调库具有的特点：气密性气密性安全性安全性单层建筑单层建筑快进快出快进快出二、气调方法二、气调方法1 1、按调节方法分、按调节方法分1 1）自然降氧）自然降氧 利用果蔬呼吸作用耗氧利用果蔬呼吸作用耗氧2 2）机械降氧）机械降氧 充氮降氧、减压气调充氮降氧、减压气调三、气调设备三、气调设备 1 1、催化燃烧降氧机、催化燃烧降氧机 2 2、碳分子筛制氮机、碳分子筛制氮机 3 3、中空纤维制氮机、中空纤维制氮机 4 4、二氧化碳脱除机、二氧化碳脱除机 防止防止COCO2 2中毒中毒 5 5、乙烯脱除机、乙烯脱除机第六节