冷庫制冷工藝設計

冷藏庫制冷工藝設計第一章概述食品冷藏鏈的組成我國食品冷藏鏈概況食品冷藏庫冷藏運輸冷藏柜和冰箱食品冷藏鏈的組成

食品冷藏鏈(ColdChain)是指易腐食品在生產(chǎn)、貯藏、運輸、銷售、直至消費前的各個環(huán)節(jié)中始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，以保證食品質(zhì)量，減少食品損耗的一項系統(tǒng)工程。食品冷藏鏈的分類

1.按食品從加工到消費所經(jīng)過的時間順序分類 冷凍加工、冷凍貯藏、冷藏運輸和冷凍銷售四個方面構成。

2.按冷藏鏈中各環(huán)節(jié)的裝置分類可分為固定的裝置和流動的裝置。食品冷藏鏈的結構

食品冷藏鏈的結構食品原料冷凍加工冷凍貯藏冷凍運輸冷凍貯藏冷凍運貨冷凍貯藏冷凍銷售冷凍貯藏食用我國食品冷藏鏈概況食品的冷凍加工冷凍冷藏運輸銷售環(huán)節(jié)食品冷藏庫概述冷藏庫的組成與布置冷藏庫的隔熱與防潮冷藏庫容量的計算冷藏庫冷負荷的計算冷負荷的估算方法冷藏庫庫房的制冷工藝設計裝配式冷藏庫概述冷藏庫的類型按冷藏庫容量分類按冷藏庫設計溫度分類:

高溫>–2oC; 低溫<–15oC按使用性質(zhì)分類

(1)生產(chǎn)性冷藏庫

(2)分配性冷藏庫

(3)零售性冷藏庫冷藏庫的組成與布置

冷藏庫的組成冷藏庫是一建筑群，主要由主體建筑和輔助建筑兩大部分組成。按照構成建筑物的用途不同，主要分為冷加工間及冷藏間、生產(chǎn)輔助用房、生活輔助用房和生產(chǎn)附屬用房四大部分。冷加工間及冷藏間冷卻間凍結間冷卻物冷藏間凍結物冷藏間冰庫附：冷間的使用溫度和相對濕度冷藏庫的布置冷藏庫庫房的平面布置低溫冷藏間和凍結間凍結物冷藏間和冷卻物冷藏間冷藏庫的垂直布置單層冷藏庫和多層冷藏庫小型冷藏庫一般采用單層建筑，大、中型冷藏庫則采用多層建筑。多層冷藏庫的層數(shù)一般為46層冷藏庫的層高單層冷藏庫的凈高一般為4.85m；多層冷藏庫的冷藏間層高應4.8m。穿堂站臺平面布置示意圖冷藏庫的絕熱和防潮冷庫隔熱防潮的意義

為了減少外界熱量侵入冷藏庫，保證庫內(nèi)溫度均衡，減少冷量損失，冷藏庫外圍的建筑結構必須敷設一定厚度的隔熱材料。隔熱防潮的方法

1.合理布置圍護結構的各層材料。

2.合理布置隔汽層(VaporBarrier)。

3.要保持隔汽層的完整性，處理好接頭。

4.做好相應的防水處理。外內(nèi)冷庫一般維護結構的做法常用的絕熱材料與防潮材料通常對低溫絕熱材料有以下要求：導熱系數(shù)小；吸濕性和含濕量少；比重小，且含有均勻的微小氣泡；不易腐爛變質(zhì)；耐火性、耐凍性好；無臭、無毒；在一定的溫度范圍內(nèi)具有良好的熱穩(wěn)定性；價格低廉，資源豐富。常見低溫隔熱材料的物性冷藏庫容量計算冷藏庫生產(chǎn)能力決定冷間容量的因素冷卻間、凍結間生產(chǎn)能力計算

(1)設有吊軌的冷卻間和凍結間

(2)設有擱架的冷卻間、凍結間冷藏庫的貯藏噸位式中：G’——冷庫貯藏噸位（t）

V——冷藏間、貯冰間的公稱容積（t）

ρ——食品的計算密度（kg/m3）

η——冷藏間、貯冰間的容積利用系數(shù)儲冰間容積利用系數(shù)冷藏間、凍藏間容積利用系數(shù)冷藏庫冷負荷計算根據(jù)熱量進入冷間的不同途徑，可將耗冷量分為四個部分：通過圍護結構散失的冷量；食品冷加工或冷藏的耗冷量；庫房內(nèi)通風、換氣耗冷量；操作耗冷量，包括庫內(nèi)照明用電、電動機、操作設備(叉式堆垛機等)，操作工人等所散發(fā)的熱量以及開門損失。1.圍護結構傳熱量(TheWallGainLoad)通過圍護結構的傳熱量包括兩部分：通過墻壁、樓板、屋頂及地坪的熱量；太陽輻射引起的熱量。因此(1)墻壁、樓板及屋頂?shù)膫鳠崃?2)太陽輻射引起的耗冷量2.貨物熱量(TheProductLoad)

3.庫房內(nèi)通風換氣的熱量

(AirChangeLoad)4.操作熱量

(1)照明熱量(2)電動機運轉熱量電動機安裝在庫房內(nèi)時電動機設置在庫房外面的高溫、低溫穿堂時(3)庫門開啟熱量(4)操作人員熱量4.操作熱量第二章冷庫制冷系統(tǒng)方案設計1.制冷方案設計的意義和內(nèi)容方案設計是根據(jù)設計任務書上的要求提出的初步設想。所以確定制冷方案階段是一個關鍵的環(huán)節(jié)，如果確定的方案欠佳，不僅會給冷庫建設造成不應有的經(jīng)濟損失，還會給冷庫投產(chǎn)后的運行操作等留下難以克服的后患。在確定方案時，要通過分析對比，權衡利弊，選擇出最佳設計方案。制冷方案設計的內(nèi)容主要包括：制冷劑的選擇、壓縮級數(shù)的確定、蒸發(fā)溫度回路的劃分、系統(tǒng)的供液方式和冷卻方式以及蒸發(fā)器的沖霜方式等。2.制冷工藝方案設計的基本原則1）要滿足食品冷加工要求，降低食品的干耗，保證食品的質(zhì)量。2）應盡量采用先進的制冷方法和制冷系統(tǒng)。3）既要考慮冷庫的建設造價，又要考慮冷庫運行管理費用，同時還要考慮技術經(jīng)濟發(fā)展的趨勢。4）要充分利用制冷系統(tǒng)的各種能源，降低能耗，減少制冷成本。制冷工藝設計的一般流程基礎資料和設計依據(jù)基礎資料主要包括：項目的地理位置、使用功能以及當?shù)氐臍夂驐l件、能源價格、用戶發(fā)展規(guī)劃等。設計依據(jù)主要是指：1）甲方提供的設計任務書。充分了解甲方委托設計的要求與任務。2）地質(zhì)勘測部門提供的相關地質(zhì)、水文資料與地質(zhì)報告。3）制冷工藝設計應遵照執(zhí)行的規(guī)范、規(guī)定和標準。2.冷庫庫體的建筑設計3.冷庫冷庫的耗冷量計算4.制冷系統(tǒng)的設計1）制冷系統(tǒng)的選定考慮到制冷系統(tǒng)所能達到的溫度范圍、制冷量的大小、當?shù)啬茉垂獥l件、環(huán)境保護要求、對振動強度的要求、對噪聲高低的要求以及制冷機的適用范圍，方可選出合適的制冷系統(tǒng)。2）選擇壓縮機、冷凝器、膨脹閥、冷卻設備以及各種輔件。5.制冷站站房的布置6.制冷管道的設計與敷設載冷劑管道系統(tǒng)應當遵守的幾項原則：1）必須使制冷系統(tǒng)的所有管道，做到工藝系統(tǒng)流程合理，操作、維修、管理方便，運行安全可靠，確保生產(chǎn)順利進行。2）設備與設備、管道與設備、管道與管道之間，必須保持合理的位置關系。3）必須保證供給蒸發(fā)器適量的制冷劑，并且能夠順利地在制冷系統(tǒng)內(nèi)往復循環(huán)。4）管道的尺寸合理，不允許有過大的壓力降產(chǎn)生，以防止系統(tǒng)的效率和制冷能力不必要的降低。5）根據(jù)制冷系統(tǒng)的不同特點和不同管段，必須設計有一定的坡度和坡向。6）輸送液體的管段，除特殊要求外，不允許設計成倒“U”字形管段，一免形成氣囊，阻礙流體的流通。7）輸送氣體的管段，除特殊要求外，不允許設計成倒“U”字形管段，一免形成液囊，阻礙流體的流通。8）必須防止?jié)櫥头e集在制冷系統(tǒng)的其它無關部位。9）制冷系統(tǒng)開始工作后，如遇有部分停機或全部停機時，必須防止液體進入壓縮機。10）必須按照制冷系統(tǒng)所用的制冷劑的特點，選用管材、閥門和儀表等。制冷系統(tǒng)的管道敷設分為3種方式：架空敷設、地溝敷設和埋地敷設（又稱直埋敷設）冷藏庫庫房的制冷工藝設計一、冷卻間 冷卻間的溫度一般采用0℃，相對濕度為90％二、凍結間 凍結間溫度采用2330℃，空氣流速采用24m/s

根據(jù)凍結方式的不同，凍結間可以分為以下幾種不同的形式。

1.空氣自然對流凍結間

2.強制空氣循環(huán)凍結間

(1)縱向吹風凍結間

(2)橫向吹風凍結間

(3)吊頂式冷風機凍結間

3.擱架式凍結間第三章制冷技術基本原理制冷的基本方法

1使制冷工質(zhì)降溫的方法：絕熱節(jié)流；絕熱膨脹；半導體的熱電效應；渦流管；絕熱去磁；He3稀釋等

2“吸熱”的方式：以“潛熱”或“顯熱”方式制冷的基本循環(huán)-----蒸汽壓縮式蒸汽壓縮式制冷循環(huán)

condenserevaporatorExpansionvalvecompressorP－V圖逆卡諾循環(huán)lnP-h圖3-2制冷工質(zhì)的命名法一、飽和碳氫化合物及其衍生物

R(a-1)(b+1)d二、非飽和碳氫化合物及其衍生物

用4位數(shù)字，最左邊的數(shù)字是1，其余同飽和碳氫化合物。三、環(huán)狀化合物

RCXXXRC(a-1)(b+1)d四、無機化合物

R7XX

右邊兩位是該化合物的分子量五、共沸混合物

R5XX

如R500表示R12/R152a(73.8wt%,26.2wt%)六、非共沸混合物

R4XX

如R400為R12/R114七、其他有機混合物

R6XX

如丁烷為R60制冷工質(zhì)的命名法一、氨的熱力學性質(zhì)

沸點：33.4oC

凝固點：77.7oC

臨界溫度和壓力：133oC,11417kPa

特點：單位體積制冷量大，熱導率大，粘度小，流動阻力小。二、氨的化學性質(zhì)：能以任意比例與水相溶解在潤滑油中的溶解度很小氨舉例三、毒性、易爆性具有強烈的刺激性氣味達到一定濃度時，將損傷人的眼睛、呼吸器官在空氣中氨的含量達到11-14%時，即可燃

表4-5飽和狀態(tài)下氨的主要熱物理性質(zhì)制冷工質(zhì)的發(fā)展與CFCS的替代一、制冷工質(zhì)的發(fā)展乙醚（1850）二氧化碳（1886）氨（1870）二氧化硫（1874）1930，CCl2F2(Freon12,F12)氟、氯、氫類制冷工質(zhì)的分類：

1）CFCS：Chlorofluorocarbons2）HCFCS:HydroChlorofluorocarbons3）HFCS:Hydrofluorocarbons二、評價物質(zhì)對環(huán)境影響的二個重要指標：1臭氧層消耗的潛能值(ODPOzoneDepletionPotential)2全球變暖的潛能值(GWPGlobalWarmingPotential)載冷劑的性質(zhì)常用載冷劑：水、鹽水、溶液和有機物溶液一、鹽水的性質(zhì)二、有機載冷劑的物理性質(zhì)第四章食品的凍結普朗克公式（PlankEquation）：假設：1）凍前溫度均勻，且等于其初始凍結溫度

2）凍結過程中初始凍結溫度不變；

3）導熱系數(shù)凍結前后不變；

4）只計算水的相變潛熱量，忽略凍結前后放出的顯熱量；

5）冷卻介質(zhì)與食品表面的對流傳熱系數(shù)不變

經(jīng)過t后，每側凍結層厚度為x，在dt內(nèi)推進dx，則

dQ先通過x厚的凍結層，再在表面以對流換熱

方式傳給冷卻介質(zhì)：食品的凍結時間解得：dxx

對直徑為D的長圓柱和球狀食品：食品的凍結時間通式食品的凍結時間P、R為形狀系數(shù)大平板：P=1/2,R=1/8；長圓柱：P=1/4,R=1/16；球：P=1/6,R=1/24對方形或長方形食品，設a>b>c,定義L=c,1=b/c,2=a/c,根據(jù)1,2值，由圖或表查P,R若帶有包裝材料，則：食品的凍結時間4-3食品凍結空氣凍結法

在凍結過程中，冷空氣以自然對流或強制對流的方式與食品換熱。由于空氣的導熱性差，與食品間的換熱系數(shù)小，故所需的凍結時間較長。但是，空氣資源豐富，無任何毒副作用，其熱力性質(zhì)早已為人們熟知，所以，用空氣作介質(zhì)進行凍結仍是目前應用最廣泛的一種凍結方法?？諝鈨鼋Y法送風式空氣凍結法半送風式空氣凍結法靜止空氣凍結法靜止空氣凍結－擱架排管特點：結構簡單，功耗小勞動強度大，環(huán)境差融霜處理時間長，且麻煩半送風式凍結裝置冷藏庫送風式凍結裝置送風式凍結裝置往復振動斜槽式吊藍式連續(xù)凍結推盤式連續(xù)凍結傳送帶式凍結隧道流態(tài)化螺旋式隧道式兩段帶式一段帶式

隧道式凍結裝置共同的特點是：冷空氣在隧道中循環(huán)，食品通過隧道時被凍結。根據(jù)食品通過隧道的方式，可分為傳送帶式、吊籃式、推盤式凍結隧道等幾種。傳送帶式凍結隧道

(ConveyorFreezingTunnel)吊籃式連續(xù)凍結隧道

(continuoushangerFreezingTunnel)推盤式連續(xù)凍結隧道

(continuouspushing-trayFreezingTunnel)隧道式凍結裝置特點:投資費用較低，通用性強；自動化程度較高吊籃式連續(xù)凍結隧道的特點是：機械化程度高，減輕了勞動強度，提高了生產(chǎn)效率；凍結速度快、凍品各部位降溫均勻，色澤好，質(zhì)量高。這種裝置的主要缺點是結構不緊湊、占地面積較大，風機耗能高，經(jīng)濟指標差。吊籃式連續(xù)凍結隧道目前主要用于凍結家禽等食品。 這種裝置的主要由隔熱隧道室、冷風機、液壓傳動機構、貨盤推進和提升設備構成。 推盤式連續(xù)凍結隧道主要用于凍結果蔬、蝦、肉類副食品和小包裝食品等。 這種裝置的特點是：連續(xù)生產(chǎn)，凍結速度較快；構造簡單、造價低；設備緊湊，隧道空間利用較充分。為了克服傳送帶式隧道凍結裝置占地面積大的缺點，可將傳送帶做成多層，由此出現(xiàn)了螺旋式凍結裝置。 這種裝置由轉筒、蒸發(fā)器、風機、傳送帶及一些附屬設備等組成。 螺旋式凍結裝置也有多種型式，近幾年來，人們對傳送帶的結構、吹風方式等進行了許多改進，1994年，美國約克公司改進吹風方式，并取得專利，如圖所示。

螺旋式凍結裝置1－平帶張緊裝置2－出料口3－轉筒4－翅片蒸發(fā)器5－分隔氣流通道的頂板6－風扇7－控制板8－液壓裝置9－進料口10－干燥傳送帶的風扇11－傳送帶清洗系統(tǒng)圖螺旋式凍結裝置流態(tài)化凍結裝置

1.流態(tài)化基本原理

及流化床的工作參數(shù)

2.流態(tài)化凍結裝置的結構形式床層阻力是指氣體流過床層的壓力降p。當氣體通過布風板向上吹時，隨著氣流速度的增大，床層將發(fā)生如圖9-10所示的變化，相應的氣流速度與p的關系如圖9-11所示。(1)固定床階段：A(2)流態(tài)化階段：B-D(3)輸送階段：E臨界流化速度和操作速度根據(jù)AG費根的研究，果蔬食品流化床的臨界速度Vk與食品顆粒的質(zhì)量呈拋物線關系，即 而正常的操作速度為： 式中gp

為凍品單體的質(zhì)量，單位為g/個。 不同食品顆粒的單體質(zhì)量不同，由操作速度的計算式知，它們應在不同的風速下進行凍結。因此，要求風機應帶有變速裝置，以適應不同產(chǎn)品的要求；其次，在凍結過程的不同階段，應采用不同的風速。用流態(tài)化凍結裝置凍結食品時，由于高速冷氣流的包圍，強化了食品冷卻、凍結的過程，有效傳熱面積較正常凍結狀態(tài)大3.512倍，換熱強度比其他凍結裝置的提高了3040倍，從而大大縮短了凍結時間。這種凍結方法已被食品冷加工行業(yè)廣泛采用。流態(tài)化凍結裝置的型式雖然多種多樣，但在設計和操作時，應主要考慮以下幾個方面：凍品與布風板、凍品與凍品之間不粘連結塊；氣流分布均勻，保證料層充分流化；風道阻力小，能耗低。另外，對風機的選擇、冷風溫度的確定、蒸發(fā)器的設計等也應以節(jié)能高效，操作方便為前提。間接接觸凍結法 間接凍結法指的是把食品放在由制冷劑(或載冷劑)冷卻的板、盤、帶或其他冷壁上，與冷壁直接接觸，但與制冷劑(或載冷劑)間接接觸。對于固態(tài)食品，可將食品加工為具有平坦表面的形狀，使冷壁與食品的一個或二個平面接觸；對于液態(tài)食品，則用泵送方法使食品通過冷壁熱交換器，凍成半融狀態(tài)。

平板式凍結裝置的特點對厚度小于50mm的食品來說，凍結快、干耗小，凍品質(zhì)量高；在相同的凍結溫度下，它的蒸發(fā)溫度可比吹風式凍結裝置提高58℃，而且不用配置風機，電耗比吹風式減少3050％；可在常溫下工作，改善了勞動條件；占地少，節(jié)約了土建費用，建設周期也短。平板式凍結裝置的缺點：厚度超過90mm以上的食品不能使用；未實現(xiàn)自動化裝卸的裝置仍需較大的勞動強度。使用平板凍結裝置時，應注意使食品或貨盤都必須與平板接觸良好，并控制好二者之間的接觸壓力。壓力越大，平板與食品的接觸越好，傳熱系數(shù)越大。平板與食品之間若接觸不良，會產(chǎn)生很大的接觸熱阻，凍結速度大為降低。平板凍結裝置應注意的問題直接接觸凍結法對凍結劑的要求直接接觸凍結法由于要求食品與凍結劑直接接觸，所以對凍結劑有一定的限制，特別是與未包裝的食品接觸時尤其如此。這些限制包括要求無毒、純凈、無異味和異樣氣體、無外來色澤或漂白劑、不易燃、不易爆等。另外，凍結劑與食品接觸后，不應改變食品原有的成分和性質(zhì)。二、載冷劑接觸凍結

載冷劑經(jīng)制冷系統(tǒng)降溫后與食品接觸，使食品降溫凍結。常用的載冷劑有鹽水、糖溶液和丙三醇等。低溫液體凍結裝置液氮凍結裝置(LiquidNitrogenFreezer)

液氮凍結裝置大致有浸漬式、噴淋式和冷氣循環(huán)式三種。液氮噴淋凍結裝置

(LiquidNitrogenSprayingFreezer)液氮浸漬凍結裝置

(LiquidNitrogenImmersionFreezer)第五章庫房冷卻設備的設計庫房是指對食品進行冷加工和貯藏的房間，主要包括冷卻間、凍結間、冷藏間、貯冰間和包裝間等組成，庫房設計的重點是冷卻設備的配置和氣流組織問題。5.1庫房冷卻設備的類型5.1.1冷卻管組的類型和結構1.按制冷劑劃分：氨、氟利昂和鹽水冷卻管組2.按安裝位置劃分：墻管、頂管、擱架式排管與冷風機用排管。3.按管組的結構形式劃分：立管式、橫管式、蛇形盤管式、管架式、內(nèi)部循環(huán)式和層流式冷卻管組5.1.2冷風機的類型和結構冷風機在冷庫中用也叫空氣冷卻器它多是由軸流式風機與冷卻排管等組成的一臺成套設備。冷風機依靠風機強制冷庫房內(nèi)的空氣流經(jīng)箱體內(nèi)的冷卻排管進行熱交換，使空氣冷卻，從而達到降低庫溫的目的。冷風機按冷卻空氣所采用的方式可分為干式冷風機、濕式和干濕混合式三種。其中，制冷劑或載冷劑在排管內(nèi)流動，通過管壁冷卻管外空氣的稱為干式冷風機；以噴淋的載冷劑液體直接和空氣進行熱交換的，稱為濕式冷風機；混合式冷風機除冷卻排管外，還有載冷劑的噴淋裝置。

一、吊頂冷風機蒸發(fā)器結構1、吊頂冷風機蒸發(fā)器有低溫型（帶融霜加熱器）和高溫型（自然融霜）兩種，吊頂風機是用來強制熱交換的，一般它是用控制系統(tǒng)控制，保證冷庫內(nèi)降至一定溫度吊頂冷風機開始運行，同時它又控制吊頂冷風機在融霜過程中，風機制冷機組停止運行。2、融霜加熱器是加熱去除吊頂風機蒸發(fā)器上結的霜，從而提高熱交換的效率，它是由融霜時間控制和溫度控制，吊頂風機組件包括風機安裝板、螺栓、下水加熱絲等。干式冷風機分類：

冷庫常用的干式冷風機按其安裝的位置又可分為吊頂式和落地式兩種類型。它們都由空氣冷卻排管，通風機及除霜裝置組成，且冷風機內(nèi)的冷卻排管都是套片式的。大型干式冷風機常為落地式。

1、落地式冷風機：落地式冷風機主要由上、中、下三部分組成。

冷庫用的落地式冷風機有三種：KLD型——用于凍結物冷藏間；KLL型—用于冷卻物冷藏間；KLJ型—用于凍結間。

2、吊頂式冷風機：吊頂式冷風機裝在庫房平頂之下，不占用庫房面積。根據(jù)吊頂式冷風機的送風形式，可分為單面送風和雙面送風；根據(jù)它的翅片形式，有繞片式和套片式。干式冷風機分類：

冷庫常用的干式冷風機按其安裝的位置又可分為吊頂式和落地式兩種類型。它們都由空氣冷卻排管，通風機及除霜裝置組成，且冷風機內(nèi)的冷卻排管都是套片式的。大型干式冷風機常為落地式。

1、落地式冷風機：落地式冷風機主要由上、中、下三部分組成。

冷庫用的落地式冷風機有三種：KLD型——用于凍結物冷藏間；KLL型—用于冷卻物冷藏間；KLJ型—用于凍結間。

2、吊頂式冷風機：吊頂式冷風機裝在庫房平頂之下，不占用庫房面積。根據(jù)吊頂式冷風機的送風形式，可分為單面送風和雙面送風；根據(jù)它的翅片形式，有繞片式和套片式。的5.2庫房冷卻設備的選型和布置設計5.2.1冷卻間1.冷卻間的類別及特點冷卻間是食品進行冷卻加工或冷藏前預先冷卻的庫房。常見的冷卻食品的方法有冷風冷卻、冷水冷卻、碎冰冷卻、真空冷卻等（1）肉類冷卻間肉類冷卻一般采用空氣作為介質(zhì)。冷卻的速度取決于肉體的厚度和熱傳導性能，胴體越厚的部位冷卻越慢，一般以后腿最厚部位中心溫度為準。胴體在入庫前，應先把冷卻間的溫度降到-3—-2℃，進肉后經(jīng)14～24小時的冷卻，待肉的溫度達到0℃時，使冷卻間的溫度保持在0～1℃。在空氣溫度為0℃左右的自然循環(huán)條件下所需的冷卻時間為：豬、牛胴體及副產(chǎn)品24小時，羊胴體18小時，家禽12小時。冷卻間的濕度一般保持在90％～95％之間。

（2）鮮蛋冷卻間鮮蛋溫度未冷卻前為室外溫度，要求在進冷藏間前應預先冷卻，而且必須是緩慢的，經(jīng)過24h后鮮蛋溫度降至2~4℃，為此設計室內(nèi)溫度為±0℃，相對濕度為88%~90%，空氣流速為1~2m/s，應控制制冷溫度不能降低至蛋內(nèi)容物的凍點以下，防止鮮蛋凍結。（3）果蔬與鮮蛋冷卻（冷藏）間鮮蛋要求的貯藏溫度為0~2℃，相對濕度在80%~85%；蘋果要求的貯藏溫度為0℃，相對濕度在85%~90%；香蕉要求的貯藏溫度為10~12℃，相對濕度在85%。設計這類庫房時應注意以下幾點：1）冷卻設備應具有靈活調(diào)節(jié)庫內(nèi)溫度、濕度的能力；2）保證庫內(nèi)不同位置上的貨堆各部分的風速、溫度和濕度的均勻。一般最大溫差于0.5℃，濕度差≤4%；3）可以調(diào)節(jié)空氣成分，做到既能滿足最低限度的呼吸要求，又能延長貯存期限，至少要有補充新鮮空氣的設施。2.冷卻間冷卻設備的選型和布置設計冷卻間噴風口的設計要求：冷風機的噴風口以圓形為宜，圓形噴嘴的出口流速一般采用20～25m/s。噴口直徑一般為200～300mm。噴嘴的長度與噴口直徑之比取決于庫房的長度，當庫房的長<12m時，取3：2；庫房的長度為12～15m時，取4：3；庫房的長度為15～20m時，取1：15.2.2凍結間冷卻設備的選型和布置設計1.空氣自然循環(huán)凍結間這種凍結間溫度為-18℃，凍結時間在48h以上，除在一些小型冷庫內(nèi)偶爾見到外，目前很少采用2.擱架式排管凍結間擱架式排管凍結間的優(yōu)點是設備結構簡單，易于操作，又不必經(jīng)常維修；缺點是管架的液柱作用較大，不能連續(xù)生產(chǎn)，進出貨搬動勞動強度大，無吹風的擱架式排管凍結間內(nèi)食品與空氣間的換熱效果差。3.強制空氣循環(huán)凍結間5.2.3冷卻物冷藏間

第六章制冷管道設計一、制冷系統(tǒng)管道組成1.制冷劑管道：氨或氟利昂

2.潤滑油管道：制冷劑及潤滑油3.冷卻水管道：水

4.載冷劑管道：水或鹽水

二、制冷劑管道設計氨制冷系統(tǒng)管道氟利昂制冷系統(tǒng)管道由于制冷劑性質(zhì)不同分為兩大類不同之處管材選擇設計圖表安裝布置三、制冷劑管道管材選擇氨管道氟利昂管道1.管材：無縫鋼管2.管道連接：管與管焊接，管與管件法蘭連接3.密封材料：普通橡膠1.管材：Dg<25mm時選用紫銅管

Dg≥25mm時選用無縫鋼管2.管道連接：焊接、法蘭連接、螺蚊連接3.密封材料：特殊橡膠（如丁腈橡膠）四、制冷劑管道參數(shù)計算1.管徑計算：（1）公式法：（2）圖表法：（3）規(guī)格化管道：2.管道阻力計算：氨管制冷劑流速推薦值氟管制冷劑流速推薦值氨制冷管道線算圖氟利昂制冷管道線算圖管件當量長度五、制冷劑管道布置原則

簡單整齊、流向通暢、壓力損失小、操作和檢修方便。供液管布置保證各蒸發(fā)器充分供液。吸氣管布置防止壓縮機液擊。水平管道注意坡度、坡向的設計。氟利昂系統(tǒng)應保證回油良好。管道上儀表應安裝在便于觀察的地方。氨管布置注意事項（1）坡向和坡度：系統(tǒng)水平管道布置應保證一定的坡向和坡度（2）管架：采用管架固定管道保證其撓度要求（3）伸縮彎：低壓管道直線段超過100m

高壓管道直線段超過50m（4）液囊和氣囊：液體管避免“氣囊”，氣體管避免“液囊”（5）冷橋：管道穿過建筑物或使用支架時防止冷橋發(fā)生（6）密封：管道連接保證嚴密性采用伸縮彎補償變形氟利昂管布置注意事項（1）坡向和坡度：水平管坡向基本同制冷劑流動的方向（2）防止壓縮機液擊處理：壓縮機吸、排氣管設倒U形上升立管（3）回油問題：a.吸氣管坡向壓縮機

b.設置油彎

c.最低帶油速度

d.蒸發(fā)器冷卻排管采用上進下出（4）不同高度蒸發(fā)器連接布置：防止閃發(fā)蒸氣聚集一個蒸發(fā)器中六、管道的保溫低溫制冷劑管道1、需保溫的管道：熱氨融霜管道與低溫設備連接的放油管+排液管保溫材料包在管道設備外側2、要求：保溫層外需設防潮層（注意密封）預防冷橋：管道穿墻+樓板時，保溫防潮層不能中斷

管道支架處應墊浸泡瀝青的木塊3、材料：4、保溫層厚度：

需保溫的設備：氨液分離器，低壓循環(huán)桶，排液桶

保溫材料：玻璃棉、軟木、硅酸鋁、聚苯乙烯、聚氨酯等

防潮材料：瀝青油氈、塑料薄膜、鋁箔等

第七章制冷機房的設計7.1機房設計的一般要求7.2壓縮機的布置7.3輔助設備的布置機房庫房7.1機房設計的一般要求7.1.1機房建筑的要求1.土建方面的要求（1）在冷庫的總平面布置中，應將機房布置在制冷負荷中心附近，靠近冷負荷最大的冷間，但不宜緊靠庫區(qū)的主要交通干道，不宜放置在西邊。（2）機房在庫內(nèi)宜布置在夏季主導風向的下風向，但在生產(chǎn)區(qū)內(nèi)一般應布置在鍋爐房、煤場等散發(fā)塵埃場所的上風向。（3）機房還應設在冷卻塔的上風向，并留出一定的距離。機房四鄰也不宜靠近人員密集的場所。（4）另外除非特殊需要，一般不宜將機房布置在地下建筑內(nèi)（人防和軍用冷庫不在此限）（5）從建筑形式來說，機房以單層建筑居多。2.暖通方面的要求（1）機房內(nèi)要求有采暖和通風設施；（2）在采暖地區(qū)的機房在冬季應該采暖，其室內(nèi)采暖計算溫度為15℃（至少不低于12℃）；

(3)為了防止機器設備凍壞，冬季停止運行時，室內(nèi)溫度不低于5℃；（4）采暖方式采用散熱器；（5）為避免漏氨時遇火爆炸，機房內(nèi)嚴禁用電爐、火爐等明火。3.機房的供電和照明的要求（1）冷庫應按二級負荷供電，在負荷較小或地區(qū)供電條件困難時可采用一級回路專用線供電。對公稱體積在2500m3以下的冷庫，可按3級負荷供電；（2）配電間應靠近機房；（3）氨壓縮機房宜安裝氨氣濃度自動檢測裝置；（4）在機組控制臺上設置事故緊急停機按鈕；（5）機房照明必須充足。7.1.2機房布置的要求機房通常分成機器間和設備間兩部分。機房內(nèi)的制冷設備的布置必須符合制冷原理，流向應通暢，管道連接應當短而直，以確保生產(chǎn)操作安全和安裝檢修的方便，并且還要注意管道設備布置的美觀。機房布置還應盡可能地緊湊，充分利用空間，以節(jié)約建筑面積。7.2壓縮機的布置7.2.1制冷壓縮機的布置及相關要求（1）單列式（2）雙列式（3）對列式7.2.2機器間有關設備的布置要點1.總調(diào)節(jié)站的布置總調(diào)節(jié)站在機器間內(nèi)的位置，應能使各操作地點都能看到它上面的信號裝置?？傉{(diào)節(jié)站是主要通道，并應留有足夠的操作空間。靠墻布置的總調(diào)節(jié)站的橫主管中心線與墻面的間距不應小于0.8m，以便安裝和檢修?？傉{(diào)節(jié)站閥門布置要合理，支管間距180~220mm。為便于操作，經(jīng)常操作的閥門中心離地標高以1.2~1.5m為宜。2.中間冷卻器的布置中間冷卻器應布置在與之連接的高壓級和低壓級制冷壓縮機的近處，以縮短連接管路。冷卻器的工作溫度較低，應外包隔熱層。中間冷卻器必須裝設液面控制器，液面高度以淹沒整個蛇形管為準。3.油分離器的布置凡不帶自動回油裝置、無水套的油分離器，且壓縮機總制冷量大于83.72kj/h的宜設在室外，否則可隨壓縮機安裝；系統(tǒng)中若采用臥式冷凝器或組合式冷凝器則不受此限。氨油分離器盡可能離壓縮機遠一些。專供庫房冷卻設備融霜用的油分離器宜設在機器間或設備間內(nèi)，并應采用石棉、玻璃纖維、礦棉氈等耐高溫材料做隔熱層，切不可使用軟木或泡沫塑料。4.冷凝器的布置立式冷凝器安裝在室外，位于離機房出入口較近的地方；臥式冷凝器通常布置在設備間，布置時應當考慮在它的一端留有清洗和更換管子的空間。淋式冷凝器多布置在室外較寬廣的地方或機房的屋頂上，它的方位應使其排管垂直于該地區(qū)夏季主導風向。在風大的地區(qū)，冷凝器四周應做百葉擋水板。蒸發(fā)式冷凝器多布置在機房的屋頂上，周圍通風良好。7.3輔助設備的布置7.3.1設備間布置的一般要求1）須經(jīng)常操作的通道不小于0.8m;2)不經(jīng)常操作的或不通行的通道不小于0.3m;3)各容器與墻、柱的邊緣距離不小于0.2m，設備隔熱層的外壁與墻面、柱邊的距離不小于0.4m.

設備間主要通道的寬度不小于1.5m。在設備間布置容器時，應考慮窗戶的開啟方便和自然采光的條件。7.3.2設備間的布置形式設備間一般分單層式和分層式布置。單層式是全部設備都直接安裝在地面的基礎上，僅有較小的設備架在大設備之上。分層式往往是為了充分利用廠房高度或是為了操作上的需要或方便而采用，如立式循環(huán)桶與氨泵系統(tǒng)、臥式冷凝器與儲氨器等7.3.3設備間有關設備的布置要點1.貯液器的布置貯液器一般布置在設備間，若設在室外，應有遮陽設施。貯液器應靠近冷凝器，其安裝高度應與冷凝器配合，以保證液體自流進入，同時考慮不使油包碰地以及不影響放油操作。2.排液桶的布置排液桶一般布置在設備間靠近庫房的一側。如果設備間分為兩層，排液桶設在底層。3.氨液分離器的布置氨液分離器布置在設備間內(nèi)，其高度應使分離下來的氨液能自流到下方的低壓貯液器或排液桶。4.低壓循環(huán)桶和氨泵的布置低壓循環(huán)桶是氨泵供液系統(tǒng)專用設備，應按不同蒸發(fā)溫度分別設置，多設在設備間。排液桶排液桶氨泵一般布置在低壓循環(huán)桶的下面近處，基礎稍高于地坪。5.集油器的布置集油器可設在室內(nèi)，也可設在室外，靠近油多、放油頻繁的設備。6.空氣分離器的布置空氣分離器應靠近冷凝器和貯液器布置。臥式空氣分離器通常設在設備間的墻上，安裝高度距地坪1.2m左右，進液端稍高。立式冷凝器必須包隔熱層，它可支撐在貯液器或排液桶上，以節(jié)省占地面積。第八章冷庫制冷設備的選型計算冷卻設備的選型計算1.冷卻設備的選用原則1）所選用冷卻設備的使用條件和計算條件應符合現(xiàn)行的制冷裝置用冷卻設備標準的要求2）冷卻間、凍結間和冷卻物冷藏間的冷卻設備應采用冷卻風機3）凍結物冷藏間的冷卻設備可采用頂排管、墻排管和冷風機，一般當食品有良好的包裝時，宜選用冷風機；無良好的包裝時，可采用頂排管、墻排管。冷卻風機排管排管4）根據(jù)不同食品的凍結工藝要求選用合適的凍結設備，如凍結隧道、平板凍結器、螺旋凍結裝置、流態(tài)化凍結裝置及擱架式排管凍結裝置等。5）包裝間的冷卻設備對室溫高于-5度宜選用冷風機，室溫低于-5度宜選用排管。6）冰庫采用光滑頂排管。2.冷卻設備冷卻面積的計算冷卻面積的計算式中K---冷卻設備的傳熱系數(shù)

---庫房空氣溫度與蒸汽溫度之差

Q---冷卻設備負荷冷卻設備蒸發(fā)溫度確定蒸發(fā)溫度是根據(jù)工藝要求及節(jié)能等方面綜合考慮而確定的，其取決于被冷卻介質(zhì)或被冷卻環(huán)境所要求的溫度。在氨直接冷卻系統(tǒng)中，蒸發(fā)溫度一般比冷間溫度低1O度左右;在氨間接冷卻系統(tǒng)中，蒸發(fā)溫度比載冷劑溫度低5度。目前，一些要求較高或有特殊要求的冷庫，例如高溫庫或氣調(diào)庫，為保證食品質(zhì)量，減小干耗，趨向于減小溫差，但這要以相應增大蒸發(fā)面積為代價。冷庫蒸發(fā)器的設計溫差可根據(jù)庫房要求的相對濕度。冷凝器的選型計算冷凝器的選型原則

冷凝器的選型取決于建廠地區(qū)的水溫、水質(zhì)、水量及氣候條件，與機房的布置要求也有一定的關系，一般根據(jù)下列原則來選擇:1)立式冷凝器適用于水源豐富、但水質(zhì)較差或水溫較高的地區(qū)，一般布置在機房外面。

2)臥式冷凝器和分組式冷凝器適用于水溫較低、水質(zhì)較好的地區(qū)，一般布置在機房設備間，廣泛地應用于中小型氨和氟利昂系統(tǒng)中。

3)淋澆式冷凝器適用于空氣相對濕度較低、水源不足或水質(zhì)條件較差的地區(qū)，一般布置在室外通風良好的地方。

4)蒸發(fā)式冷凝器適用于空氣相對濕度較低或缺水的地區(qū)，一般布置在室外通風良好的地方。

5)空氣冷卻式冷凝器適用于水源比較緊張的地區(qū)和中小型氟利昂制冷系統(tǒng)。

6)各種水冷式冷凝器都可采用冷卻水循環(huán)冷卻供水方式，當水源溫度較高或冷凝器為一次用水時，不采用過冷卻器。

7)采用水冷式或蒸發(fā)式冷凝器，其冷凝溫度應按現(xiàn)行國家標準GB50019一2003《采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設計規(guī)范》中規(guī)定的冷凝溫度取值，但均不應超過40C。

8)從設備費和維修費用看，蒸發(fā)式冷凝器最高。對大、中型制冷裝置，蒸發(fā)式冷凝器同立式或臥式冷凝器與冷卻塔的組合形式相比，建設初投資不相上下，但運行時蒸發(fā)式冷凝器節(jié)水節(jié)能。美國冷庫制冷裝置中主要使用蒸發(fā)式冷凝器。但對高溫高濕地區(qū)來說，蒸發(fā)式冷凝器的使用效果不太理想。

1.

立式殼管式冷凝器2.

臥式殼管式冷凝器冷凝溫度的確定冷凝溫度主要取決于冷凝器的形式、冷卻方式和冷卻介質(zhì)的溫度，以及制冷壓縮機允許的排氣溫度和壓力。按規(guī)范規(guī)定，R22和R717為制冷劑時，一般冷凝溫度不超過40C。，設計冷凝溫度不宜超過39。C;Rl2為制冷劑時，冷凝溫度允許高達50C，但一般應控制在45。C以下。當冷凝器形式及冷卻介質(zhì)確定后，冷凝溫度汁主要取決于冷卻介質(zhì)的溫度。對水冷式冷凝器，冷凝溫度主要取決于冷卻水的溫度和水量;對空氣冷卻式冷凝器，其冷凝溫度取決于空氣的溫度、相對濕度和空氣在冷凝面上的流動情況。

(1)立式、臥式及淋澆式冷凝器冷凝溫度的確定這三種冷庫冷凝器的冷卻介質(zhì)均為水在供水充足的前提下，其冷凝溫度常以下式確定，即

tL=t1+t2/2+△t式中tL——冷凝溫度(C)t1t2——冷凝器冷卻水進、出口溫度(C。)，立式冷凝器的t2=t1+[1.5—3]；臥式冷凝器的t2=t1+[4—6]，淋澆式冷凝器的t2=t1+[2—3](2)蒸發(fā)式冷凝器冷凝溫度的確定在蒸發(fā)式冷凝器中，蒸發(fā)管潤濕表面的水分蒸發(fā)而引起的換熱約占全部換熱量的百分之80左右，因此水分蒸發(fā)的快慢直接與冷凝溫度有關。在一定風速下，水分蒸發(fā)速度取決于室外空氣的相對濕度，因此，以濕球溫度為基準，考慮適當溫差而確定。熱濕地區(qū)不宜采用蒸發(fā)式冷凝器。

(3)空氣冷卻式冷凝器冷凝溫度玩的確定冷庫空冷式(或稱風冷式)冷凝器是以空氣為冷卻介質(zhì)的冷凝器。制冷劑在冷卻管內(nèi)流動，而空氣則在管外掠過，吸收管內(nèi)制冷劑熱量把它做發(fā)于周圍大氣中。為了加強空氣側的傳熱性能，通常都在管外加肋片(也稱散熱片):增加空氣側的傳熱面積。同時，采用通風機來加速空氣流動，增加空氣側的傳熱效果?？帐嚼淠鞯淖畲筇攸c是不需要冷卻水，因此特別適用于供水困難的地區(qū)。近年來中小型氟昂制冷系統(tǒng)采用空冷式冷凝器比較多。冷庫空冷式冷凝器冷凝溫度一般比夏季通風室外計算溫度高8~12°C。壓縮機的選項計算制冷壓縮機選型的一般原則l)壓縮機的制冷量應能滿足冷庫生產(chǎn)旺季高峰負荷的要求，所選機器制冷量應大于等于Qj一般不設備用機器。在選擇壓縮機時，按一年中最熱季節(jié)的冷卻水溫度確定冷凝溫度由冷乓磺凝溫度和蒸發(fā)溫度確定壓縮機的運行工況。但是，冷庫生產(chǎn)的高峰負荷并不一定恰好就在氣哨溫最高的季節(jié)，秋、冬、春三季冷卻水溫比較低(深井水除外)，冷凝溫度也隨之降低，壓乓縮機的制冷量有所提高。因此，選擇壓縮機時應適當考慮到這方面的因素。

2)單機容量和臺數(shù)的確定。一般情況下，Qj較大的冷庫應選用大型壓縮機，以免機器臺數(shù)過多否則相反。壓縮機用機總臺數(shù)不宜少于2臺。對于生活服務性小冷庫，也可選用l臺。

3)為不同蒸發(fā)系統(tǒng)配備的壓縮機，應適當考慮機組之間有互相備用的可能性，盡可能采用相同系列的壓縮機，便于控制、管理及零配件互換。一個機器間所選壓縮機的系列不宜超過兩種，如僅有兩臺機器時應選用同一系列。

4)系列壓縮機帶有能量調(diào)節(jié)裝置，可以對單機制冷量作較大幅度的調(diào)節(jié)，但只適用于運行中負荷波動的調(diào)節(jié)，不宜用作季節(jié)性負荷變化的調(diào)節(jié)。季節(jié)性負荷變化的負荷調(diào)節(jié)宜配置與制冷能力相適應的機器，其制冷量宜大小搭配，才能取得較好的節(jié)能效果。5）氨制冷系統(tǒng)壓力比pL/pz等于8時用雙級壓縮;氟利昂制冷系統(tǒng)壓力比九/pz等于10時采用雙級壓縮。

6)制冷壓縮機的工作條件不得超過制造廠家規(guī)定的壓縮機使用條件。國產(chǎn)系列壓縮機。選用壓縮機時應按其制造廠家規(guī)定的技術條件采用技術標準。也可按國家標準《活塞式單級制冷壓縮機》壓縮機的選型計算選型計算是根據(jù)制冷壓縮機總負荷Qj為各蒸發(fā)系統(tǒng)選配制冷壓縮機的具體計算方法單級活塞式壓縮機的選型計算如果設計工況與機器的標準工況基本相符時，可以不經(jīng)換算，根據(jù)設計要求的機械負荷Q直接從產(chǎn)品樣本中選型和確定臺數(shù)。但是，二者工況完全相符的情況是不多見的若設十工況與機器的標準工況不同時，就需進行換算選型。換算選型的方法有兩種其中種是以壓縮機的理論輸氣量選型，另一種是以壓縮機的標準工況制冷量選型。以壓縮機的理論輸氣量選型對于單級壓縮制冷系統(tǒng)，其簡單制冷裝置流程。首先，作出制冷循環(huán)的壓熔圖，根據(jù)設計工況查出所需的各狀態(tài)參數(shù)。然后，求出設計工況條件下機器的單位容積制冷量qv以及輸氣系數(shù)值也可根據(jù)工況條件查得。在壓縮機實際工作過程中，氣缸壁的溫度總是高于吸人氣體的溫度，這樣在吸氣期間，冷的氣體與熱的氣缸壁之間進行熱交換，使吸人氣體的溫度升高，即氣體的比體積也增高了因此，每小時吸人的氣體質(zhì)量就會減少，所以引人溫度系數(shù)從來表示。其計算方法大多是采用經(jīng)驗公式，對中小型空氣壓縮機而言泄漏系數(shù)元表示活塞環(huán)、閥門等處不緊密造成的泄漏，一般取0·95一0·98

對中速立式制冷壓縮機帕之720rmin)，余隙容積百分比C=4%一6%

對氨制冷壓縮機，m=l·33;對R12制冷壓縮機，m=l·13;對照2制冷壓縮機

(2)以壓縮機的標準工況制冷量選型壓縮機的制冷量隨著工況的變化而不同，在標準工況下的制冷量為標準制冷量Qb耗冷量計算所求得的壓縮機總負荷Qb，是設計工況下所需要的制冷量，不是Qj因此，不用Qb直接選取壓縮機，而應把Qj折算成標準工況下的制冷量Qb由于同一臺壓縮的理論輸氣量gv。是一定的，因此可得出設計制冷量和標準制冷量。(3)根據(jù)壓縮機的性能曲線選型壓縮機制造廠對其制造的各種壓縮機都要在實驗臺上對某種制冷劑和一定的工作條件，測出不同工況下的制冷量和軸功率，并據(jù)此作出壓縮機的能曲線。選型時，只要找到設計工況下不同型號的壓縮機的制冷量，與計算出的機械負荷q比較，再結合選機原則，即可方便地確定壓縮機的型號、臺數(shù)。（4）壓縮機配電動機功率N的選配壓縮機的軸功率是隨工況而改變的，故所需電"動機功率大小決定于使用工況。此外，制冷壓縮在起動過程中要通過最大功率工況，因此，在確定電動機功率時還應考慮到這個因素。為了使所配電動機不僅能在使用工況下具有較高的效率，又能使壓縮機通過最大功率工況，選配壓縮機電動機時，應綜合考慮壓縮機的大1小、厭縮機有無卸載裝置、使用工況及運行要求等情況，合理地確定壓縮軸功率。我國生產(chǎn)的壓縮機配用電動機功率，在舊標準中單級壓縮機是按“標準工況”和n最大l功率工況“來選配的。這種匹配適應性較差，易造成電動機負荷偏低而浪費電能的現(xiàn)象。在;新標準中，單級壓縮機的電動機功率主要是按高溫、中溫、低溫三種工況來匹配的，這W，可以盡量選用與實際工況相接近的壓縮機，大大減少了電動機功率與實際需要不相匹配的，情·況，從而提高了電動機的運行效率。實際計算后，求得壓縮機的功率后，就可以這樣來校核電動機軸功率。1)電動機直接傳動的軸功率即等于壓縮機的軸功率，但選用電動機時應增加儲番功率ln%一15片。2)帶傳動的電動機功率應再增加帶摩擦損失ZX一3%。3)制冷壓縮機起動轉矩，有旁通輕載起動者，等于正常轉矩的1·4一1·6倍。沒有旁通電載起動揩，則為1·8一兄紡倍，但制冷莊縮機實際所需轉矩很難計算，配用電動機時應按制冷厭縮機制造廠試驗結果決定。在進行校核計算時，應按壓縮機在實際工作時可能出現(xiàn)的最大功率對應的工況進行校核汁算。對于經(jīng)?；ㄝ^低蒸發(fā)溫度下工作的厭縮機，又芍卸載等措施時，可按正常工作時的工況校核汁算。

冷庫節(jié)流機構的選型計算熱力膨脹閥的選型

熱力膨脹閥是氟利昂制冷系統(tǒng)中最常用的節(jié)流裝置，它根據(jù)感溫包在回氣管道上感受到的過熱度來調(diào)節(jié)閥的開啟度，調(diào)節(jié)供液量，在一定范圍內(nèi)起到自動供液的作用。熱力膨脹閥適用于沒有自由液面的蒸發(fā)器，它有內(nèi)平衡式和外平衡式兩種形式，平衡式閥的結構及安裝較復雜，一般情況下使用內(nèi)平衡式。但是，以Rl2為制冷劑，流過蒸發(fā)器引起的壓力降相當于飽和溫度降超過2t時，或以R22為制冷劑，流過蒸發(fā)器引起的壓力降相當于飽和溫度降超過lt時，采用外平衡式熱力膨脹閥。熱力膨脹閥的型號較多，規(guī)格、型號不同的熱力膨脹閥制冷量也不一樣，選配時主要根據(jù)制冷量的大小、制冷劑的種類、節(jié)流前后的壓力差、蒸發(fā)器管內(nèi)制冷劑的流動阻力，設計中根據(jù)實際制冷量來選型。要注意的是，表中制冷量是額定能量，即往閥全開啟狀態(tài)下且閥前液體沒有閃發(fā)氣體條件下的制冷量。而在實際系統(tǒng)中，有時在熱力膨脹閥前的液體管道中因阻力損失等出現(xiàn)閃發(fā)氣體，致使通過熱力膨脹閥的制冷劑流量小于應有流量，導致閥的能量降低。因此，可將設備負荷增加2O%一30%來選容量，也可根據(jù)閥前阻力損失的大小，對其額定能量修正后再選型。熱力膨脹閥手動節(jié)流閥的選型手動節(jié)流閥是用閥的開啟度來調(diào)節(jié)進入蒸發(fā)器的制冷劑流量、壓力和溫度。選型時，一方面根據(jù)閥前后壓力差、閥門等處制冷回路的制冷量

(稍大于對應閥后的實際制冷量)，確定閥門的通徑，選擇與之相對應的節(jié)流閥型號。另一方面，還可以大體上按制冷劑流量來選擇節(jié)流閥的規(guī)格，一般可直接按設備上管接口的規(guī)格選用手動節(jié)流閥。手動節(jié)流閥第九章制冰與冰的設計冰可分為天然冰和機制冰。機制冰是利用機械制冷所制造的冰塊。機制冰有鹽水制冰和快速制冰兩種制造方法。機制冰按設備和冰的大小、形狀可分為桶冰（鹽水制冰）和碎冰（如管冰、片冰、雪冰、鱗冰等）兩類9.1

凍結過程分析與制冰冷負荷的計算冰的分類一般地說，自然界的水在0℃時，就會結成冰的稱之為天然冰通常以人工制冷方法制成的冰，稱為人造冰或機制冰分類方式冰的名稱冰的制取特點或型式按用途分工農(nóng)業(yè)用冰用普通自來水或純凈海水凍結成的冰食用冰用經(jīng)過消毒的食用水制成的冰按冰的形狀分塊冰凍成的冰外形呈塊（桶）狀管冰制成的冰外形呈管段形狀，管段呈圓柱形中間透空片冰制成的冰外形呈薄片狀，厚度約為3mm小于5mm的冰為片冰板冰厚度約為5~10mm的平板形或圓弧形冰冰晶冰在冷鹽水中結晶形成的冰顆粒冰有圓形、方形、異形、雪花和鱗形等各種花色形狀的冰冰霜（泥冰）霜和細小冰的混合物表9-1冰的分類

按冰的顏色分白冰水結成冰時，冰體中含有空氣，使冰體不透明呈乳白色，如桶式塊冰透明冰在白冰的生產(chǎn)過程中，增加“吹氣”和“抽芯水”工藝所制得的冰彩色冰在食用生產(chǎn)過程中，增加食用色素所制得的冰按冰中有無添加劑分無味冰以符合衛(wèi)生條件的水，不加任何處理而制得的冰咸味冰含有一定鹽分的冰調(diào)味冰在食用冰中含有適量調(diào)味品的冰，一般用于冷飲防腐冰在水中加入消毒劑、防腐劑制成的冰，一般用于冰鮮魚貨續(xù)上表分類方式冰的名稱冰的制取特點或型式按獲取方式分天然冰江、河、海水中的天然冰人造冰各種人工制冷方式獲得的冰按制冷原理分直接蒸發(fā)制冷各類快速制冰方式間接蒸發(fā)制冷桶式鹽水制冰裝置按制冰速度分快速制冰片冰機、管冰機等慢速制冰桶式鹽水制冰裝置按使用對象分工農(nóng)業(yè)制冰工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程用冰，如建筑施工、冶煉等用冰商業(yè)制冰餐飲業(yè)和冷飲品商店使用家庭制冰家庭小型制冰機按出冰方式分連續(xù)制冰片冰機、結晶冰機等間歇制冰板冰機、管冰機等表9-2制冰方式的分類冰的物理性質(zhì)冰是一種透明的六方晶系的晶體結構純凈的水在正常的大氣壓下，到0℃就會結冰如水中含有雜質(zhì)，壓力增加，水的結冰點都會下降冰的融點即為水的冰點隨著大氣壓升高，冰的融點也升高冰的融解熱為331.6～335.7kJ/kg，通常取335kJ/kg冰的比重與其溫度、冰形成時的環(huán)境壓力、冰中有否空氣泡和水的純度有關水結成冰后，密度減少，體積增大一般在實用上，冰的溫度從0℃到-20℃時，其平均比熱容取2.1kJ/kg·K，而水的比熱容為4.2kJ/kg·K，僅為水的一半冰的熱導率與其溫度有關，隨著溫度的降低而增加

9.2

鹽水制冰鹽水制冰缺點：雖然存在占地面積大，耗用金屬材料多，輔助設備多，維修費用高等優(yōu)點：制冰方法簡單，制冰量穩(wěn)定，冰塊不易脆裂，整體性較好在用冰量大的漁業(yè)生產(chǎn)、化工染料生產(chǎn)等場合中得到廣泛地運用。裝置見圖9-1，鹽水制冰制冷、供水原理如圖9-2圖9-1鹽水間接冷卻制冰裝置1—制冰池2—冰桶3—冰桶架4—蒸發(fā)器5—攪拌器6—吊冰行車7—融冰槽8—倒冰架9—加冰器圖9-2鹽水制冰制冷、供水原理圖氯化鈉與氯化鈣鹽水制冰設備所采用的鹽水，一般為氯化鈉或氯化鈣溶液氯化鈉與氯化鈣的密度,見表9—7

鹽水的密度與波美度換算

鹽水的溫度

適用場合表9-7氯化鈉與氯化鈣的密度課本P290鹽水的密度與波美度換算式中：——20℃時鹽水的密度，g/cm3；

——鹽水的波美度。鹽的濃度取決于要求的鹽水工作溫度，其凝固點一般應比制冷劑的蒸發(fā)溫度低6～8℃氯化鈉（NaCl）僅運用于-16℃以上的蒸發(fā)溫度氯化鈣（CaCl2）則可在-50℃以上的蒸發(fā)溫度時采用（鹽水的濃度與溫度的關系見第二章）氯化鈉溶液多用于冰池、食品凍結裝置，如魚類或肉類副產(chǎn)品的凍結裝置氯化鈣溶液的共晶溫度比氯化鈉溶液低的多，但不能與食品接觸。鹽水中防腐措施鹽水對冰池中的金屬材料的腐蝕一般很強烈，加防腐劑防腐是一種實用、簡單的方法。加防腐劑防腐的原理：冰池中加防腐劑是增加鹽水濃度和pH值，使之控制鹽水對金屬腐蝕峰值，減少對金屬的腐蝕；加了防腐劑的另一個作用是與金屬直接發(fā)生反應，使金屬表層生成一層保護膜，減少鹽水對金屬的腐蝕。鹽水對金屬有不同程度的腐蝕性，為減少鹽水對金屬腐蝕，鹽水的pH值宜控制在7～9之間，略帶堿性為好；波美度為18～24度

偏酸：鹽水吸收空氣中的CO2后，變?yōu)樗嵝?/p>

偏堿(pH＞9)：往往是氨滲進鹽水吸收空氣中的水分，鹽水濃度會降低，這會使鹽水的凝固點升高、蓄冷量減少，還會加劇鹽水對金屬的腐蝕作用重鉻酸鈉（Na2Cr2O7）添加法目前鹽水常用的防腐劑是重鉻酸鈉和氫氧化鈉的混合物，質(zhì)量比為100:27

氯化鈣鹽水在15℃時應保持密度為1.19×103kg/m3，即波美度23度。每立方米應加1.6kg重鉻酸鈉，如鹽水仍呈中性，則需按重鉻酸質(zhì)量的27％加添氫氧化鈉；

氯化鈉鹽水在15℃時應保持密度為1.17×103kg/m3左右，即波美度21度。每立方米應加3.2kg重鉻酸鈉和5.4kg氫氧化鈉；鹽水應保持弱堿性，以pH=8.5為最佳，酚酞試劑呈玫瑰色為宜。制冰池鹽水檢查及調(diào)整辦法規(guī)定食鹽水的濃度標準最高不高于波美度21.1度；最低不低于波美度19度鹽水溫度標準：鹽水溫度不能低于-14.2℃鹽水酸堿度標準：鹽水應經(jīng)常維持在弱堿性即pH值為7.5～8.5之間鹽水加防腐劑“紅礬納”（重鉻酸鈉）檢查及調(diào)整時間：鹽水的濃度，酸堿度，每月至少檢查調(diào)整一次檢查調(diào)整方法：

密度用比重計測定，加鹽注意清潔，加入冰池中，必須過濾，以免雜物、泥砂混入鹽水

酸堿度用酸堿試紙測定，如酸堿度（pH值）低于7.5時（7以下為酸性）應加“燒堿”（氫氧化鈉）加“紅礬鈉”每年一次，一般在冰池大修后鹽水制冰熱負荷計算

1.凍冰耗冷量冰桶內(nèi)的水降至0℃放出顯熱，然后結成0℃的冰，又放出潛熱，0℃的冰降至終溫還有顯熱放出，所以凍冰耗冷量（KW)為：2.冰桶耗冷量(KW)3.鹽水攪拌器運轉耗冷量(KW)4.制冰池傳熱耗冷量（KW)5.融冰耗冷量（KW）匯總可得四制冰設備的選擇計算1.制冰池的制冰生產(chǎn)能力式中G---制冰池每天的制冰生產(chǎn)能力（t)g---每桶冰的質(zhì)量（kg)

nb---冰桶的數(shù)量

tj---結冰的時間（h)24---一天換成小時的時間數(shù)值

2.結冰時間式中C---系數(shù)，與制冰池的設計、鹽水流速、冰塊頂部與鹽水水面高度差有關，取0.53～0.6lb---冰塊頂端橫斷面短邊的長度（mm)

ty---制冰池內(nèi)鹽水的表面溫度

3.冰桶的數(shù)量式中nb---冰桶的數(shù)量

G---制冰池每天的制冰生產(chǎn)能力（t)t---水在冰桶中凍結的時間（h)t’---提冰、脫冰、加水、入池等操作所需時間（一般取0.1~0.15h）

g---每一桶冰的質(zhì)量（kg)4.鹽水攪拌器的流量式中q---鹽水攪拌器流量

wy---鹽水流速，一般蒸發(fā)器管間不小于0.7m/s，冰桶之間可取0.5m/sA---蒸發(fā)器部分或冰桶之間鹽水流經(jīng)的凈斷面積9.3

快速制冰桶式快速制冰機國產(chǎn)AJB-15/24桶式快速制冰機產(chǎn)冰能力15t/d，其產(chǎn)冰速度約每110分鐘循環(huán)出冰一次，24小時內(nèi)出冰13次，共15噸冰塊的尺寸：上部斷面172×268mm，下部斷面198×288mm，長1180mm，內(nèi)有11孔，重50千克/塊生產(chǎn)條件：氨蒸發(fā)溫度-15～-16℃；給水溫度+25℃；予冷后水溫+6～+10℃；制冷量8.7～10.5kW；冰塊溫度-11℃制冰原理

原料水加進合上底蓋的冰桶之后，制冷劑由氨泵送入冰桶夾層和冰桶中心指狀套管蒸發(fā)器，蒸發(fā)制冷；冰即沿桶壁和指狀蒸發(fā)器逐漸形成，最后全部結成一體；然后以熱制冷劑脫冰。見圖9-3圖9-3

AJB-15/24桶式快速制冰機原理圖優(yōu)缺點：優(yōu)點：結冰速度快（每個生產(chǎn)周期約2.5小時），冰溫較低（約-10～-11℃），耗鋼材少、占地面積省缺點：但冰塊內(nèi)許多細小氣泡，冰塊比重較小，質(zhì)地較脆，容易融化，在貯存、堆放、搬運時的損耗和使用效果，都不如鹽水間接冷卻制造的冰塊桶式快速制冰與鹽水制冰的比較（見表9-14）比較項目日產(chǎn)15噸桶式快速制冰機設備日產(chǎn)15噸鹽水制冰設備設備質(zhì)量約9噸約15噸占地面積23米270米2土建費用較便宜投資較大起重設備不需要3噸單梁式行車（吊冰機）腐蝕性無嚴重耗鹽量無大凍結周期不大于1.8小時16～24小時起動時間不大于2.5小時1.5天冰塊產(chǎn)量調(diào)節(jié)20～100%調(diào)節(jié)困難冰塊質(zhì)量較脆、易碎、易斷、易融化冰塊溫度-1.5℃、堅固、融化較慢操作操作頻繁操作簡單設備維修托冰車、翻板等項經(jīng)常維修由于腐蝕，冰池/冰桶經(jīng)常維修表9-14

15噸桶式快速制冰機和15噸鹽水制冰的技術經(jīng)濟比較

管冰機和殼冰機管冰機制冰原理：冰在直立殼管式蒸發(fā)器管子（直徑為50毫米）內(nèi)形成水沿管子的內(nèi)表面以薄層狀流動，并逐漸凍結成冰管優(yōu)點：管冰機結構緊湊、占地面積小、生產(chǎn)成本低、制冷效率高、節(jié)能效果好、安裝周期短、操作方便殼冰機殼冰機也是一種間歇式制冰裝置，工作原理類似于管冰機，只是沒有切冰機制的冰為弧形的殼狀冰殼冰機的主體是一個雙層的不銹鋼立式蒸發(fā)管，制冰器由多個雙層圓錐管組成片冰機片冰的優(yōu)點：過冷度大干燥松散冰鮮冷卻速度快片冰的缺點：密度小裝載體積大在大氣和隔熱性能差的艙室中融化速度快臥式片冰機Ps：現(xiàn)在片冰機的園桶采用不銹鋼來制造，循環(huán)的冷鹽水改用制冷劑直接冷卻，使園桶外的原料水結冰臥式片冰機立式片冰機立式片冰機LBF立式片冰機1．氣液分離器2．制冰筒3．壓縮機組4．電控箱5．冰庫板冰機板冰：是在設有制冷劑循環(huán)通路的冷卻平板表面淋水凍結而成厚15mm左右的平板狀冰層，板上冰層以熱制冷劑或電加熱的鹽水融冰，并靠重力使冰下落時，被軋成碎冰（進口的板冰機自帶碎冰裝置），形成不規(guī)則（大約40×40mm）碎冰塊，故稱為板冰。板冰機是一種快速制冰裝置，其優(yōu)點相近于片冰機板冰機多為陸用，也可為船用板冰機的結構型式有平板兩面淋水和傾斜平板單面淋水兩種板冰機一般體積較大板冰呈透明狀態(tài)，冰堅硬密實，厚度大于片冰，過冷度更大冰晶冰制冰機與其他制冰機的區(qū)別：其制冰器為一個臥式殼管式蒸發(fā)器，海水在蒸發(fā)器凍結形成細小的冰晶，一定直徑的冰晶被濾出后，可用水泵輸送。優(yōu)點：不需淡水，十分便于漁船應用總結：大規(guī)模的陸上制冰生產(chǎn)，以鹽水間接冷卻制冰法為主管冰、微粒冰等制冰法為中等規(guī)模為宜在船上運用則以片冰、板冰為主上述這些快速制冰裝置，除了機電一體化外的制冰機外，往往還配套貯冰系統(tǒng)，如圖9-10為快速制冰系統(tǒng)應用示意圖9.4冰的貯存及其冰庫的設計與布置冰庫是用于貯存冰的冷間，又稱貯冰間9.4.1冰庫容量的確定冰庫容量根據(jù)冰的生產(chǎn)和使用情況確定，短期貯存一般可取3～7天制冰量，長期貯存一般可取15～30天制冰量.板冰、片冰、管冰是直接蒸發(fā)冷卻制冰，可隨時制冰隨時使用，不宜長期貯存。9.4.2冰庫容量的計算冰庫容量的計算方法與第三章中的冷藏庫容量計算是一致的。9.4.3冰庫的設計要求（1）庫溫冰庫的溫度與冰的種類和原料水有關。貯存鹽水制冰所制的淡水冰塊，庫溫為-4～-6℃；貯存快速制冰的淡水冰塊，庫溫為-8℃；貯存淡水片冰，庫溫為-12℃以下；貯存海水片冰，庫溫為-20℃左右。（2）冷卻設備冰庫一般采用光滑頂排管作冷卻設備，不宜采用墻排管，以免冰垛倒塌以及裝卸時冰塊的碰撞而危及墻排管。需增設墻排管時，應將其布置在冰垛以上的高度，也不宜采用不便于除霜的翅片管。（3）建筑要求冰庫的墻壁要設護壁。常用35mm×10mm的竹片釘在75mm×50mm的木龍骨架上形成柵狀護板，高度以堆冰高度為準。（4）堆冰高度人工堆裝，以不超過2.0～2.4m為宜；地面機械提升，不超過4.4m；吊車提升，不超過6.0m；碎冰，不宜超過3.0m。（5）冰庫的地面標高冰庫與制冰間同層相鄰布置時，進冰洞應與制冰間的滑冰臺直接相通，冰庫地面標高應低于滑冰臺，進出冰共用一個洞口時，冰庫地面標高與進冰洞口最低點取平。采用機械設備進出冰時，標高不受限制。（6）冰庫的建筑凈高參考庫內(nèi)堆冰高度確定。冰堆上表面距頂排管應有1.2m的空間，以便操作。層高較高的冰庫，可上下設置庫門，當庫內(nèi)冰塊堆至一定高度時，從上面門出入。9.4.4制冰間、冰庫平面布置制冰間應靠近機器設備間，以便于操作調(diào)節(jié)及縮短制冷管線。減少能量損失，還要考慮到貯冰、出冰操作方便。制冰間應具有良好的通風與采光，以利于操作和排除室內(nèi)過大的濕氣。在一個制冰間內(nèi)，如果設置幾個制冰池時，應盡量沿水池的縱向排列，這樣可以使兩個冰池共用一套行車、脫冰、加冰等輔助設備。但當一個水池的長度已經(jīng)很長時，這樣布置就不合理了，應采用橫向并排排列的形式。設計時應根據(jù)具體情況來定。冰庫接近制冰間，附設有碎冰機臺及滑冰道等結構建筑物，冰庫一般與冷藏庫合在一棟建筑物內(nèi)，也有與制冰間及碎冰機平臺組成一個建筑單位的。冰庫一般設在站臺旁，便于出冰。9.5制冰及貯冰負荷的估算有時先利用經(jīng)驗數(shù)據(jù)來估算制冰及貯冰負荷，最后用計算公式進行核算。估算鹽水制冰時，1t冰的制冷機負荷配為6.4～7.0kw，有時加大配至8.2kw；估算快速制冰時，1t冰的制冷機負荷配有冰時，1t冰的制冷機負荷配有8.2～9.3kw.

制冰池中的蒸發(fā)面積，1t冰配3m3；冰庫的蒸發(fā)面積，一般用冰庫凈面積來選配，1m3的冰庫建筑面積配有0.6～0.7m2的蒸發(fā)面積。耗電量與氣溫有關，一般夏季制取1t冰耗電量為75kw.h,冬季為50kw.h9.6人工滑冰場設計簡介9.6.1冰場對其它專業(yè)的要求1.對建筑專業(yè)的要求屋頂和墻體具有良好的保溫隔熱措施，其表面不產(chǎn)生結露現(xiàn)象。本設計屋頂采用球形網(wǎng)架結構，屋頂采用100mm聚苯乙烯雙面彩色夾心板，墻體采用350mm厚加氣混凝土塊?；炷林鶅?nèi)噴20mm厚聚氨脂保溫。為了減少冰場向地下土壤傳遞冷量，防止土壤凍結，要解決好地板的防凍問題。冰面上部空間6m高度以內(nèi)不設任何設施，否則會因冰面冷輻射結露凝水。冰場四周圍欄頂部標高，距冰面尺寸為1220mm，凍冰地面無坡度。2.對空調(diào)專業(yè)的要求冰場內(nèi)空氣溫度小于22℃，相對濕度小于60%。冰場內(nèi)任何出風口不可直射冰面，空調(diào)出風口風速應小于2m/S，否則冰面易融化。為了防止屋頂結露，可采用低溫干燥的空氣對冰場進行空氣調(diào)節(jié)，或者將室外空氣加熱到30℃，送入冰場上空，在屋頂內(nèi)上部形成一個熱空氣層。為了節(jié)省投資本設計采用了第二種方法，在屋頂下設一臺吊頂式新風機組，配置均勻送風道，噴風口送風。在過渡季節(jié)，由供熱站提供60~50℃熱水，送至新風機組。在夏季直接將室外大于32℃的室外熱空氣通過新風機組，從送風口水平射出，在屋頂內(nèi)上部形成一個熱空氣層，從而避免屋頂結露。3.對給排水專業(yè)的要求冰場場地范圍內(nèi)禁設給排水管道，給水管道可設在與冰場相近的常溫房間內(nèi)，使用時用軟管接至冰場。在冰場一側的兩端頭設融冰排水地漏，融冰低溫水排至冷卻水池，清掃的冰屑也送往水池，使冷卻水溫度降低，以利節(jié)能。冷卻水采用循環(huán)供水方式，冷卻塔選用低噪聲玻璃鋼冷卻塔。4.對電氣自控專業(yè)的要求制冷壓縮機設高低壓安全保護、油壓保護、冷卻水斷水保護，制冷系統(tǒng)設氨泵自控回路，冰面溫度遠程監(jiān)測。9.6.2制冷系統(tǒng)的設計滑冰場冷負荷確定式中QR---滑冰場所需制冷量（kw)C---制冷系統(tǒng)冷量損失系數(shù)C=1.15QF---水冷卻與結冰所需制冷量（kw)Qc---混凝土冷卻所需制冷量（kw)QSR---載冷劑冷卻所需制冷量（kw)QHL---冰場和泵的熱負荷（kw)9.6.2制冷系統(tǒng)的安裝1.場地冷卻排管的安裝管材采用普通無縫鋼管，安裝前應對管道逐根清污、除繡。排管制成后分組進行單體試壓、排污。然后再整體試壓、排污、抽真空、氨試漏。為了保證冰面的平整度，對冷卻排管的安裝精度要求±2mm。2.機房制冷系統(tǒng)的安裝設備布置緊湊，管道流程合理、美觀。系統(tǒng)管道保證坡度，系統(tǒng)試壓、排污、試真空、氨試漏按有關規(guī)范要求進行。管道、設備保溫材料采用聚氨脂，外裹玻璃布。第