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℃，相对湿度为75%。（2）生产能力冷藏容量为300t，冻结能力为1.5t/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℃，冻结间温度为-23℃。2冷库容积计算冷库计算吨位计算公式:（2-1）G_（2-1）—1000式中：G—冷库计算吨位（t）；V—冷间公称容积（m3）；n—容积利用系数;P一食品计算密度（kg/m3）；冻结间的冻结能力1.5t/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/m3,根据表1-8查得n=0.55,根据公式（2-1）得：冻结间：V=1000G=一1000.2一m3=118.58m3。pn 230x0.55x0.8取单层冷库净高为4.8米，则库房面积A=11858m2=24.7m2,故库房公称体4.8积定义为7x4x4.8=134.4m3。根据表查得蔬菜的密度为230kg/m3,根据表查得n=0.55,根据公式得：冻结物冷藏间：V=100竺=1000X300m3=2964.43m3。pn230x0.55x0.8296443 …、、取单层冷库净高为4.8米，则库房面积A=.3m2=617.59m2，故库房.8公称体积定义为38x18x4.8=3283.2m3。3冷库围护结构的传热系数计算3.1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：Ri=8/入R=1/a传热系数K的计算公式为：K= ~T——+―^+―++——a九九a式中：九，一冷间维护结构中各层建筑材料或隔热材料的热导率［W/(m2・℃)］。8,一冷间维护结构中各层建筑材料或隔热材料的厚度(m)。a「an—分别是维护结构外侧和内侧的传热系数［W/(m2・℃)］。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aw取23W/(m2K)，内墙表面an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8/m九W/(m2-K)R=8-九(m2・K)/W1外墙外表面空气热阻0.043220厚水泥沙浆抹面0.020.930.0223360厚预制混凝土砖墙0.360.810.444420厚水泥沙浆抹面0.020.930.0225冷底子油一道0106二毡三油0.0100.250.0407聚苯乙烯泡沫塑料0.300.0466.5228混凝土板0.061.550.0399外墙内表面空气热阻0.034总热阻R07.166

传热系数K 0.140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aw取23W/(m2K)，屋顶内表面an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5.m九W/(m2-K)R=5."九(m2・K)/W1屋顶外表面空气热阻0.043240厚预制混凝土板0.041.550.0263二毡三油0.010.250.04420厚水泥沙浆抹面0.020.930.022560厚钢筋混凝土屋盖0.061.550.0396聚苯乙烯泡沫塑料0.310.0466.7397250厚钢筋混凝土0.251.550.1618内墙内表面空气热阻0.034总热阻7.104传热系数K0.141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29W/(m2K)，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5.m九W/(m2-K)R=5.•入(m2-K)/W160厚细石钢筋混凝土面层0.061.350.044215厚水泥沙浆抹面0.0150.80.0193一毡二油0.0050.250.021420厚水泥沙浆抹面0.020.80.025550厚炉渣预制块0.050.350.1436600厚炉渣层0.60.282.143715厚水泥砂浆保护层0.0150.800.0198二毡三油0.0100.250.042920厚水泥砂浆抹面层0.020.80.0251053厚单层红砖干铺0.0530.70.07611400厚干沙垫层0.40.50.80012150厚3:7灰土垫层0.150.3450.43513100厚碎石灌50号水泥浆0.100.60.167内表面空气热阻1/an0.035总热阻3.994传热系数K0.250

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a取23W/(m2K)，内墙表面a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5.m九W/(m2-K)R=5九(m2・K)/W1外墙外表面空气热阻0.043220厚水泥沙浆抹面0.020.930.0223360厚预制混凝土砖墙0.360.810.444420厚水泥沙浆抹面0.020.930.0225冷底子油一道0106二毡三油0.0100.250.0407聚苯乙烯泡沫塑料0.300.0464.3488混凝土板0.061.550.0399外墙内表面空气热阻0.083总热阻5.041传热系数K0.198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a取23W/(m2・K)，屋顶内表面a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5.m九W/(m2-K)R=5."九(m2・K)/W1屋顶外表面空气热阻0.043240厚预制混凝土板0.041.550.0263二毡三油0.0100.250.040420厚水泥沙浆抹面0.020.930.022560厚钢筋混凝土屋盖0.061.550.0396聚苯乙烯泡沫塑料0.250.0465.4357250厚钢筋混凝土0.251.550.1618内墙内表面空气热阻0.083总热阻5.849传热系数K0.171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/(m2K)，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结构层次6'm九W/(m2-K)R=6以(m2・K)/W160厚细石钢筋混凝土面层0.061.350.044215厚水泥沙浆抹面0.0150.80.0193一毡二油0.0050.250.021420厚水泥沙浆抹面0.020.80.025550厚炉渣预制块0.050.350.1436400厚炉渣层0.40.281.429715厚水泥砂浆保护层0.0150.800.0198二毡三油0.0100.250.042920厚水泥砂浆抹面层0.020.80.0251053厚单层红砖干铺0.0530.70.07611400厚干沙垫层0.40.50.80012150厚3:7灰土垫层0.150.3450.43513100厚碎石灌50号水泥砂浆0.100.60.167内表面空气热阻1/an0.083总热阻3.328传热系数K0.3003.2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；外墙的高度：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：表3-7冻结间围护结构的传热面积表墙体方向传热面积长/m宽/m面积f/m南墙8.545.4946.88北墙8.545.4946.88东墙5.545.4930.41西墙5.545.4930.41屋顶7.004.0028.00地坪7.004.0028.0

表3-8冻结物冷藏间围护结构的传热面积表墙体方向传热面积长/m宽/m面积F/m2南墙39.345.43213.62北墙39.345.43213.62东墙19.345.43105.02西墙19.345.43105.02屋顶38.0018.00684.00地坪38.0018.00684.004冷负荷计算维护结构传热引起的耗冷量Q1Q=KFa(t-1)式中：K—维护结构传热系数［W/（m2・℃）］式中：K—维护结构两侧温差修正系数；t—维护结构外侧计算温度（℃）；wtn—维护结构内侧计算温度（℃）。表4-1a冻结间Q1的计算表冷间序号墙体方向计算公式:Q=KFa・（t-1）wntwtnQW南墙0.140x46.88x1.05x[30-(-23)]30-23364.101北墙0.140x46.88x1x[30-(-23)]30-23346.763东墙0.140x30.41x1.05x[30-(-23)]30-23236.198冻结间西墙0.140x30.41x1x[30-(-23)]30-23224.950屋顶0.141x28x1.2x[30-(-23)]30-23250.817地坪0.250x28x0.2x[30-(-23)]30-2374.311此间合计1497.140表4-1b冻结物冷藏间Q1的计算表冷间序号墙体方向计算公式:Q=KFa・（t-1）wntwtnQW南墙0.198x213.62x1.05x[30-(-18)]30-182111.029北墙0.198x213.62x1.05x[30-(-18)]30-182111.029冻结物冷藏间东墙0.198x105.02x1.05x[30-(-18)]30-181037.805西墙0.198x105.02x1.05x[30-(-18)]30-181037.805屋顶0.171x684x1.2x[30-(-18)]30-186735.921地坪0.300x684x0.2x[30-(-18)]30-186735.921此间合计15006.666

食品冷加工耗冷量Q2的计算根据货物放热量计算公式如下:=Q2a=Q2a+Q2广G(h—h)-~T2GB(t—t)c

+ 1 2-bT式中：Q2a—货物热量（W）；Q2b一包装材料和运载工具的热量（W）；G—冷间的每日进货量（kg）；h1一货物进入冷间初始温度时的比焓（kJ/kg）；h2—货物在冷间内终止降温时的比焓（kJ/kg）；T一货物冷却时间（h），对冷藏间取24h，对冷却间、冻结间取设计冷加工时间；B一货物包装材料或运载工具重量系数；Cb一货物包装材料或运载工具的比热容［kJ/（kg・℃）］；t一货物包装材料或运载工具进入冷间时的温度（℃）；112一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（℃）。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。该库有一间冻结间，冻结能力为1.5t/h，冻结一批需要8h，每天冻结2批，则冷藏间进货量为24〃日。冻结间：食品在冻结间的温度按+30℃计算，经过8h以后的温度为-15℃。食品的冻结加工量为240日，即G=24000kg/d。食品在冻结前后的焓值查表得:h1=384.8kJ/kg,h2=17.2kJ/kg,T=16h,Cb查表得2.51,B查表得0.35，则Q2=G(h-hQ2=G(h-h)GB(t-1)c 1——2-+ 1——T TQ2=24000x(384.8—17.2) 24000x0.35x(30-(—23)]x2.51八 -kW+ kW=172.567kW16x360016x3600冷藏间：进货量为240日，食品入库前的温度为-15℃,经冷藏一段时间后达到-18℃,G=24000kg用,食品前后的焓值查表可得：h1=17.2kJ/kg,h2=6.7kJ/kg,T=24h,Cb查资料表得2.51,B查资料表得0.35，则

G(hG(h—h)GB(t-1)C

1——2—+12——1T T24000x(17.2—6.7) 24000x0.35xL15—G18)]x2.51,v kW+ kW=5.473kW24x360024x3600通风换气的耗冷量Q3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Q3可以忽略不计。电动机运转耗冷量Q4的计算电动机运转热量应按下式计算：Q4=EPS式中：Q4—电动机运转热量（kW）；P—电动机额定功率（kW）；自一热转化系数，电动机在冷间时应取1，电动机在冷间外应取0.75；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2.2kW，则电动机运转耗冷量为：Q4=（2.2x1x1）kW=2.2kW操作耗冷量Q5的计算操作热量Q5可按下式计算：Vn（h-h）m-r3Q—Q+Q+Q—qF+ w n n-+—nq5匕5a匕5b匕5c0 24x3600 24Jr式中：Q<—照明热量（W）；5aQ5人—开门热（W），当冷间的冷藏门超过两樟时，应按两樘门的开门热计算；Q一操作人员热量（W）；5cqd—每平方米地板面积照明热量，冷藏间可取1.8〜2.3W/m2,操作人员长时间停留的加工时间、包装间等可取5.8W/m2；F—冷间地板面积（m?）；n—每日开门换气系数；V—冷间内公称容积（m?）；hw,hn—冷间内、外空气的含热量（kJ/kg）；m—空气幕效率修正系数，可取0.5,如不设空气幕时，则取1;24—每日小时数（h）；r—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；’一操作人员数，可按冷间内公称容积250m3增加一人，故取13人；qr—每个操作人员产生的热量（W/h），冷间设计温度高于或等于-5℃时，取279W/h；冷间设计温度低于-5℃时，取419W/h，则Q5=qjF=（2.0x684）W=1368WQ—Vn（h「hn）m.[—3283.2xL2xIm.435—（一16.08）]义0.5xL384W—30779gW5b24x3600 24x3600 ^Q5=0.125nq=0.125x13x419W=680.875WQ5=QjQb+Q=1368W+3077.99W+680.875W=512.865W5耗冷量的汇总5.1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：Qq=Q1+pQ2+Q3+Q4+Q5式中：Qq—冷间冷却设备负荷（W）；Q—维护结构传热量（W）；1Q2—货物热量（W）；Q—通风换气热量（W）；3Q4—电动机运转热量（W）；Q5一操作热量（W）；p—负荷系数，冷却间和冻结间得到负荷系数应取1.3,其它冷间取1。表5-1库房冷却设备的总负荷冷间类别Q/kWQ2/kWQJkWQ4/kWQ5/kWQJ