【百科】冷库设计的主要步骤和内容
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1冷库的分类
(1)按结构形式分为
土建冷库、装配式冷库、夹套式冷库、覆土冷库、气调冷库。
(2)按使用库温要求分类
冷却库、冻结库、冷藏库。
(3)按使用性质分类
生产性冷库、分配性冷库、零售、生活服务性冷藏库、中转性冷库。
(4)按规模大小分类
公称容积大于20000称为大型冷库;公称容积200005000称为中型冷库;公称容积小于5000称为小型冷库。
(5)按冷加工功能分类
按照冷库的功能可以分为预冷冷藏库、冻结冷藏库、速冻库和贮冰库等。
(6)按贮藏的商品分类
按贮藏的商品分为畜肉类冷库、水产品冷库、禽蛋冷库、果蔬冷库、冷饮品冷库、茶叶冷库和花卉冷库等。
2冷库库址的选择
当冷库项目进行可行性分析时,应进行库址选择和方案比较工作。库址选择得合理与否,关系到工程的建设速度、基建投资和投产后的管理及经济效益。因此,选择库址要根据冷库的性质、规模、建设投资、发展规划等条件,结合拟选地点的具体情况,审慎从事,择优确定。为了正确的选择库址,一般应考虑一下的基本条件:
(1)经济依据
首先要考虑到当地在原料、材料、能源、用水和其他资源的供应方面,以及在生产协作(机修)、货运、销售市场等方面是否具备建库的有利条件。冷库应根据其使用性质,在产地、货源集中地区或主要消费区选址,力求负荷商品的合理流向。在总体布局上,不应布置在城镇中心区及其饮用水源的上游,应尽量选在城镇附近。
(2)交通运输
必须考虑选址附近具有便利的水陆交通运输条件,以利货源调入和调出。对于大中型冷库要求附近尤船舶码头或有铁路通过,而且接轨方便可在附近企业接轨,力求缩短铁路专用线的长度。选址时应向有关部门了解修建专用线的可能性,并取得可以接轨的证明。中小型冷库主要以公路运输为主,故选址应尽量靠近公路,以缩短库外新建道路的长度。应尽量避免修建桥涵和隧道。
(3)区域环境
冷库库址周围应有良好的卫生环境,故选址时应考虑当地城市建设的怨气发展规划,了解库址周围环境的卫生情况及今后污染的可能趋势。库址应远离产生有害气体、烟雾、放射物质、粉尘、臭气或对地下水有严重污染的厂矿企业,尽量选择在工业区的上风地带,并宜位于污水处理场排出口的上游。库址还不应设在受污染河流的下游和传染病院附近。
(4)地理条件
选址时应对库址的地形、地质、洪水位、地下水位等情况进行认真调查或必要的勘测分析。选址应本着节约用地、少占农田、不占良田不拆或少拆民房的原则,尽可能利用荒地、坡地,不应片面强调库址的平坦。冷库不应建在回填层、流沙层、崩塌与滑坡地带,应避开断层和溶洞。多层冷库的库基地耐力不小于每平方米0.15MPa,单层冷库的库基地耐力应不小于每平方米80kPa。地下水位必须在冻结线以下。
(5)水源条件
冷库是用水较多的企业,水源是确定库址的重要条件之一。故库址附近必须保证有充裕的水源。水源一般取用江河水或深井水,如库址的水源充沛,冷却水可采用一次用水,但大多数情况还是采用循环用水。小型冷库在无天然水源时刻采用自来水循环使用。
(6)电源条件
冷库供电属于第二类负荷,需要有一个可靠的、电压较稳定的电源。应力求缩短新建高压输电线路至电源接头点的距离。如果附近没有电源,一般应另选库址,不考虑自设发电设备供电。因此,选址时应对当地电源及线路供电量作详细了解,冰应与当地电业部门联系,取得供电证明。
(7)其他条件
要了解附近有无热电厂和其他热源可以利用,附近有无居民点,公用生活设施、中小学,工人上下班交通是否方便等
3 冷库库房容量的确定
3.1 冷藏库生产能力
3.1.1决定冷间容量的因素
(1)冷却间或冻结间(生产性库房)的容量决定于:
①每月最大的进货量,并应考虑到进货的不均匀情况。
②货物堆放形式。
③货物冷冻所需时间及货物装卸所需时间。
(2)冷藏库或冻藏库(贮藏性库房)的容量决定于:
冷却间或冻结间的生产能力;货物堆放形式;贮藏时间。
3.1.2冷却间、冻结间生产能力计算
(1)设有吊轨的冷却间和冻结间:m=Lgln=Lgl24/T
式中m为冷却间、冻结间每昼夜生产量,kg;L为吊轨有效载货长度,m;gl为吊轨单位长度净载货量kg/m;n为昼夜内冷加工周转次数,一般取1,1.5,2,T为周转一次所需的时间,h;g,按下列规定取值:肉类:人工推动,200-230kg/m机械转动,170-210kg/m;鱼类:15kg盘装,400kg/m;20kg盘装,540kkg/m虾类:270kg/m。
(2)设有搁架的冷却间、冻结间:m=Fgn=Fg24/T
式中F为搁架有效载货面积㎡,g为搁架每平方米载货量,以盘子规格600mmx400mmx120mm装货15-20kg计算,搁架载货量为60-80kg/㎡。
3.2冷藏库的贮藏吨位
冷库中冷却物或冻结物贮藏总量称为冷库容量。
(1) 冷库容积计算方法
冷库公称容积是冷却物冷藏间公称容积、冻结物冷藏间公称容积及贮冰间公称容积之和。各冷间公称容积按式(8.3)计算:V=FH
式中V为冷藏间、贮冰间公称容积,m³,F为冷藏间、贮冰间净面积(不扣除柱、门斗、制冷设备所占面积),㎡出为冷藏间、贮冰间净高,m。
冷间约有效容积是冷间公称容积与容积利用系数的乘积,按以下计算:Vy=Vφ
式中Vy为冷间有效容积,m³;φ为容积利用系数。
(2) 冷藏库吨位的计算
冷藏库内所有冷藏间、冻品间的容量总和(有的也包括储冰间的容量),称为冷藏库贮藏吨位数。
随着贮藏食品的计算密度和所采用的包装物的不同,同等容积冷藏库贮藏吨位也不一样。冷藏库贮藏吨位可用下面的简便公式计算:Mj=∑(Vρφ)/1000 式中V为冷间公称容积m³,mj为冷库计算吨位,t;ρ为贮藏食品的密度,kg/m³;φ为容积利用系数。
储存分割肉或水产品的冷库,其贮藏吨位按式计算:ms=-∑(ang)/1000
式中,ms为冷库实际吨位,t;a为每层货架托盘数;n为货架层数;g为每一托盘中食品净重,kg。
4 冷库保温材料的选择与敷设
冷库保温材料的选用必须因地制宜,在隔热工程中将导热系数λ0.2 W/(m·K)的材料称为隔热材料。对冷库隔热材料,一般应满足以下几个方面的要求:
(1)导热系数要小
(2)密度小
(3)吸水率低且耐水性好
(4)机械强度高,应有一定的抗压、抗拉强度
(5)耐火性好,材料本省应是不燃或者难燃的
(6)耐低温性能好,在使用的低温范围内结构不破坏、不降低机械强度
(7)无毒无异味,以免污染库内货品,特别是食品
(8)经久耐用不易腐烂
(9)能抵抗或避免虫蛀、鼠咬
(10)施工方便,易于切割、粘贴
(11)价格低廉、来源广,可降低工程造价,缩短工期
(12)环境可接受,即应对环境无破坏作用或破坏作用轻微。
冷库隔热材料分几种类型,一种是加工成固定形状及规格的板块,有固定的长度、宽度和厚度,可根据库体安装的需要选择相应规格的库板,高、中温冷库一般选用10厘米厚的库板,低温冷库及冻结冷库般选用12厘米或15厘米厚的库板;另一种冷库可以用聚氨脂喷涂发泡,把材料直接喷到待建冷库的砖或混凝土仓库中,定形后既防潮又隔热。隔热材料有聚氨脂、聚苯脂等。聚氨脂不吸水,隔热性较好,但成本较高;聚苯脂吸水性强,隔热性较差,但成本较低。现代冷库的结构正向装配式冷库发展,制成包括防潮层和隔热层的冷库构件,做到现场组装,其优点是施工方便、快速,且可移动,但造价比较高。
5冷库冷却系统的选择
冷库所选用的制冷压缩机和辅助设备的使用条件应符合产品制造商要求的技术条件。
5.1制冷压缩机的选择应符合下列要求:
(1)应根据各蒸发温度机械负荷的计算值分别选定,不另设备用机。
(2)选配制冷压缩机时,各制冷压缩机的制冷量宜大小搭配。
(3)制冷压缩机的系列不宜超过两种。如仅有两台制冷压缩机时,应选用同一系列。
(4)应根据实际使用工况,对制冷压缩机所需的驱动功率进行核算,并通过其制造厂选配适宜的驱动电机。
5.2冷库制冷系统中采用中间冷却器、气液分离器、油分离器、冷凝器、贮液器、低压贮液器、低压循环贮液器等,应通过校核计算进行选定,并应与制冷系统中设置的制冷压缩机的制冷量相匹配。对采用氨制冷系统的大、中型冷库,高压贮氨器的选用应不少于两台。
5.3洗涤式油分离器的进液口应低于冷凝器的出液总管250mm~300mm。
5.4冷凝器的选用应符合下列规定:
(1)采用水冷式冷凝器时,其冷凝温度不应超过39℃;采用蒸发式冷凝器时,其冷凝温度不应超过36℃。
(2)冷凝器冷却水进出口的温度差,对立式壳管式冷凝器宜取1.5℃~3℃;对卧式壳管式冷凝器宜取4℃~6℃。
(3)冷凝器的传热系数和热流密度应按产品生产厂家提供的数据采用。
(4)对使用氢氟烃及其混合物为制冷剂的中、小型冷库,宜选用风冷冷凝器。
5.6 冷库制冷系统中排液桶的体积应按冷库冷间中蒸发器排液量最大的一间确定。排液桶的充满度宜取70%。
5.7输送制冷剂泵应根据其输送的制冷剂体积流量和扬程来确定,其制冷剂的循环倍数:对负荷较稳定、蒸发器组数较少、不易积油的蒸发器,下进上出供液方式的可采用3倍~4倍;对负荷有波动、蒸发器组数较多、容易积油的蒸发器,下进上出供液方式的可采用5倍~6倍,上进下出供液方式的采用7倍~8倍。同时制冷剂泵进液口处压力应有不小于05m制冷剂液柱的裕度。
5.8 对采用重力供液方式的回气管路系统,当存在下列情况之一时,应在制冷机房内增设气液分离器:
(1)服务于两层及两层以上的库房。
(2)设有两个或两个以上的制冰池。
(3)库房的气液分离器与制冷压缩机房的水平距离大于50m。
一般情况下,小型冷库选用全封闭压缩机为主。因全封闭压缩机功率小,价格相对便宜;中型冷库一般选用半封闭压缩机为主;大型冷库选用半封闭压缩机,在选用时,也可考虑选用氨制冷压缩机,因为氨制冷压缩机功率大,并可一机多用,但冷库安装及管理比较烦琐。在蒸发器的选用时,高温冷库以选用冷风机为蒸发器,其特点是降温速度快,但易造成冷藏品的水分损耗;中、低温冷库选用无缝钢管制作的蒸发排管为主,其特点是恒温效果好,并能适时蓄冷。
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冷库膨胀阀的调试经验与方法
小型冷库,包括活动式冷库,容量一般为100吨以下。冷库蒸发器采用排管式或冷风机或组合式,由压缩机组(水冷或风冷),节流膨胀阀等组成完整的制冷系统。压缩机多数采用半封闭式,较小系统采用全封闭式的。制冷剂以R22与R404a为常见。
冷库的制冷系统,一般最常见的操作故障为:制冷温度下降缓慢、系统堵塞引起运行工况不正常或无法运行等。 冷库制冷温度下降缓慢,多为操作调整不当所致,其中膨胀阀的调节是最为关键的。
膨胀阀的开启度小,制冷剂通过的流量就少,压力也低;膨胀阀的开启度大,制冷剂通过的流量就多,压力也高。根据制冷剂的热力性质,压力越低,相对应的温度就越低;压力越高,相对应的温度也就越高。
按照这一定律,如果膨胀阀出口压力过低,相应的蒸发压力和温度也过低。但由于进入蒸发器流量的减少,压力的降低,造成蒸发速度减慢,单位容积(时间)制冷量下降,制冷效率降低。
相反,如果膨胀阀出口压力过高,相应的蒸发压力和温度也过高。进入蒸发器的流量和压力都加大,由于液体蒸发过剩,过潮气体(甚至液体)被压缩机吸入,引起压缩机的湿冲程(液击),使压缩机不能正常工作,造成一系列工况恶劣,甚至损坏压缩机。
膨胀阀的开启度,应根据当时的库温进行调节,即在库温相对应的压力下调整。
例子:库温为-10度,查R22制冷剂的《热力性质表》,对应蒸发压力为2.55bar。冷库的蒸发温度应比库温低5-10度左右,即为-15~~-20度,相应的蒸发压力为1.96bar~~1.45bar。
压缩机的吸气压力由于存在吸气管的压力损失和过热度(取决于管路的长短和隔热效果),一般较蒸发压力稍高。此时膨胀阀的调节压力应基本与蒸发压力相似(蒸发压力稍高)。
调节膨胀阀必须仔细耐心地进行,调节压力必须经过蒸发器与库温产生热交换沸腾(蒸发)后再通过管路进入压缩机吸气腔反映到压力表上的,需要一个时间过程。
每调动膨胀阀一次,一般需10~15分钟的时间后才能将膨胀阀的调节压力稳定在吸气压力表上,调节不能操之过急。压缩机的吸气压力是膨胀阀调节压力的主要依据参数。 膨胀阀技术性能的好坏,直接影响其能否正常调节运行的标志。
通常容易出现过滤网的堵塞、感温剂的泄漏等故障。造成调节反应不灵敏,调节失控或无法调节等。当膨胀阀的进口处出现结霜(或阀盖也结霜),进液管的温度比常温低,甚至结露。
压缩机的吸气压力低于库温下的相对应压力,机器运转温度和排气温度高,制冷温度下降缓慢或不下降,足以说明膨胀阀的滤网堵塞,存在脏堵或冰堵现象。
冷库系统除霜的目的、方式与选择
一、概述:
由于冷库内蒸发器表面结霜,妨碍制冷蒸发器(管道)冷量传导与散发,最终影响制冷效果。当蒸发器表面的霜层(冰层)厚度达到一定程度时,制冷效率甚至下降到30%以下,导致电能较大浪费,且缩短制冷系统的使用寿命。因此有必要在适当的周期内进行冷库除霜操作。
二、除霜目的:
1、提高系统制冷效率;
2、保障库内冻品质量;
3、节约电能;
4、延长冷库系统使用寿命。
三、除霜方式:
冷库除霜的方式:热气除霜(热氟除霜、热氨除霜)、喷水除霜、电气除霜、机械(人工)除霜等。
热气除霜---适用大、中、小型冷库排管除霜
直接把热的高温气态冷凝剂不经截流进入蒸发器,蒸发器温度回升,促使结霜层与冷排结合部溶化或继而剥落。热气融霜经济可靠,维护管理方便,而且其投资和施工难度也不大。
喷水除霜---多应用于大、中型冷风机除霜
定期用常温水喷淋冷却蒸发器,来融化霜层。喷水除霜虽然除霜效果很好,但它比较适合于空冷器,对于蒸发盘管来说,难以操作。也可以用冰点温度较高的溶液如5%---8%浓盐水喷洒蒸发器,阻止结霜形成。
电热除霜---电热管多用于中、小型冷风机
电热丝多用于中、小型冷库铝排管电加热除霜,对于冷风机然简单易行,使用便利;但对于铝排管冷库的情况,铝翅片安装电热丝的施工难度并不小,而且以后的故障率也比较高,维护管理难度较大,经济性也差,安全系数相对较底。
机械人工除霜---小型冷库排管除霜适用
冷库排管人工除霜比较经济,最原始的除霜方法。较大的冷库用人工除霜不现实,仰头操作难度大,体能消耗过快,在库内滞留时间过长有害身体健康,除霜不易彻底,有可能造成蒸发器变形,甚至可能砸坏蒸发器导而致冷媒泄漏事故发生。
四、氟系统除霜方式选择:
根据冷库的蒸发器不同而选择相对合适的除霜方式。少数微小型冷库采用停库开门,利用空气热量来自然化霜。部分高温库冷风机选择停掉制冷机,单独打开冷风机风扇,利用风扇流通空气来化霜,不启用电热管以达到节能的目的。
1、冷风机的除霜方式:
a、有电热管化霜和水冲霜可以选择,用水比较方便的地区可以偏向选择水冲霜冷风机,缺水地区则偏向选择电热管化霜的冷风机。
b、电热管化霜大多用在小型冷风机除霜;水冲霜冷风机一般配置于大型空调、制冷系统。
2、钢排的除霜方式:有热氟除霜和人工除霜可以选择。
3、铝排管的除霜方式:有热氟除霜和电热化霜可以选择。
五、冷库化霜时间:
现在多数冷库化霜是根据化霜温度探头或者化霜时间来控制。应据堆放货物的数量及货物的质量来调整化霜次数、时间、以及化霜停止温度。
在化霜时间结束,再到滴水时间,再风机启动。注意,化霜时间不要设得太长,尽量做到一个合理的化霜。(化霜周期一般根据送电时间或压缩机开机时间两种。) 暖通在线
六、霜过多原因分析:
影响结霜的原因有很多,如:蒸发器结构、大气环境(温度、湿度)以及空气流速等。对霜形成和空气冷却器性能的影响大小依次为:
1、入口空气与冷库冷风机之间的温差;
2、吸入空气的湿度;
3、翅片间距;
4、进口空气流速。
在库温温度高于8℃时,正常的冷库系统几乎不结霜;环境温度-5~3℃、空气相对湿度较大时,空气冷却器容易结霜;环境温度在降低时,由于空气中含湿量减少,结霜速度反而下降。
来源:暖通空调在线百科
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