冷藏技术教案讲义

第一章 制冷系统方案设计

第一节 制冷系统慨述

一、制冷系统的定义及分类

1．定义

任何使用外部能量不断把温度低的物质的热量档蛤温度较高的物质的系统称制冷系统。

2．分类

按上述定义，制冷系统可分为蒸汽制冷系统，空气制冷系统和热电制冷系统。其中蒸汽制冷系统又可分为：(1)蒸汽压缩式；(2)蒸汽喷射式；(3)蒸汽吸收式。

蒸汽制冷系统是利用液体汽化成蒸汽时要吸收热量的原理来实现制冷的。可以说蒸汽制 冷系统是目前使用得最为广泛的制冷系统*特别是冷库中的制冷装置，绝大部分是采用蒸汽压缩式制冷系统，因此本教材所述及的范围也只限于蒸汽压缩式制冷系统的设计。 二、蒸汽压缩式制冷系统基本构成 1．单级压缩系统的基本构成

⑦蒸发器，②压缩机，②冷凝器，④节流阀

这是单级庄缩系统必不可少的四大部件，如图1—1一I所示。这些设备之间用管道依次连接形成一个封闭系统，制冷剂在系统中经过压缩、冷凝、节流、汽化这样四个过程，完成了一个循环。

2．双级压缩系统的基本构成

①蒸发钳，②低压级压缩机(缸＞，⑧中间冷却器，④高压级压缩机＜缸)、⑤待凝器，⑥节流阀，这是双级压缩系统必不可少的六部件，把它们依次用管道连接起来，就构成了一个最基本的双级压缩系统，如图1—1—2所示。

来自蒸发器的制冷剂先经低压级压缩机(缸)压缩至中间压力，低压级排出的过热气体在冷凝器中被等压冷却至饱和蒸汽，然后再入高压级压缩机被压缩至系统的冷授压力，最后经节流阀进入蒸发器去执行制冷任务。 3．单、双级综合系统的基本构成 冷库中，蒸汽压缩制冷装置并不总是纯粹的单级或纯粹的双级系统，更多的情况是两者并存的综合系统，如图I—I一3所示，由图可见：综合系统实际上是单级系统和双级系统共同并联到一个冷凝器上的综合体。 从理论上来讲，一个系统只要有上述的基本部件就可以工作了。但在实际的制冷装置中，为了提高运行的经济性和保证操作管理的安全可芹．除T这些部件外，还增设f许多其它的辅助设备，这些辅助设备有：油分离器、高压贮液器、汽液分离设施、排液捅、柴油器、空气分离器、加氨站和各种高、低庆调节站。这些设备和基本部件的关系见图1—1—4制冷 流程方框图。

三、蒸汽活塞压缩式制冷装置原理图

制冷系统原理图是表达整个系统全貌的关键图纸，从原理图上可以看出： ①系统的规模相特性；

②设备的容量、数量、规格型号， ②系统是否先进、合理等。

因此查问系统原理图是了解制冷装置的重要手段，在学会设计制冷系统之前，应先学会阅读制冷系统原理图。图1—1—5是个典型食品冷库的制冷系统原理图．

正规的设计图纸，除了有图l一1—5的内容外，一般还应有国标、图例、设备项表、备注等内容。看图时，应首先了解——下图例，冷库制冷装置原理图常见的图例见表1—1—1。

在图例清楚之后，就开始寻找制冷剂的整个循环过程。实际系统中往往有些并联管道或切换阀，所以制冷剂的流向有时并不是单一的*查闻回路时要先找主要循环。看图时，循环的始参往往是从蒸发器的出口处出发。

主循环摘清楚之后，接下来应探究各压缩机互相切换的可能性，把起多种作用的压缩机的吸、排气接管捐清楚。最后才是寻找各种辅助流程，如空气流程、放油流程、紧急泄氨和充注制冷剂流向等。在弄值了这些循环和流程之后，对整个系统就有了初步的印象，再深究下去就是搞清各种阀门及仪表在系统中所起的作用。结合一览表，还可了解备设备的尺寸、容量等。

第二节 制冷系统方案设计

一、提高制冷效率的基本措施 1．润滑油的分离与回收

润滑油对于压缩机来说不仅起着润滑、降低摩擦力的作用，还起着密封、带走潜屑和热量以及作能量调节机构的动力的作用，尤其是对螺杆压缩机的正常运行更显得重要。

但是，压缩机在运行时，当诽气速度达到24—30顺／5时，就会把部分润滑油带出气缸。此外，当排气温度达90℃一140℃时，部分润滑油也会气化为油气(宜径为5—50Pm的油较)，随着制冷剂蒸汽进入排气管(见表1—2—1)，所以，压缩机在运行时总是把润滑油源源不断地排入系统的高压部分。

润滑油进入系统的循环回路将造成下述不良后果： (1)油积存在设备和管道内，使其工作容积减少；

(2)油的粘度大，遇到活物和机械杂质后易混合成为胶状物质。当其积累在截面较小的管道或阀门中时，易造成堵塞，使系统不能正常运行；

(3)油的导热系数远比金屑小，当时在热交换器壁面时，将使传热恶化，引起冷凝温度升高和蒸发压力下降，并使排气温度上升，从而使制冷装置的工作效率降低；

(4)若淘滑油无法及时返回压缩机曲轴箱时，可能导致压缩机失油而发生事故。 因此，在设计时必须采取措施使油从系统的积油设备中分离出来，然后通过手动或自动使之返回压缩机曲袖箱循环使用。

首先，应在压缩机和冷起器之间的排气管上设置油分离器，利用降低流速、改变流向、液态制冷刑洗涤和冷却，或利用重力和离心力的作用，使绝大部分的油在进入冷踞器之前就被分离出来。

为了进一步分离少量混入冷凝器、又随冷剂液体流出的润滑油，还可以在冷凝器的出液管上设置液油分离器，利用离心力的作用使油从液体中分离出来。通过这两道分离后，仍有少量的润滑抽混同在制冷剂液体中而进入其他设备，所以在贮液器、中冷器、低压循环桶、排液桶、汽液分离器以及蒸发器等设备的底部，都会沉积润滑油，因此还应在这些设备的底部设置放油管道。从集泊器中放出的油应经过油处理设备的再生处理，经抽除氨气，过滤油污，蒸发水份后再注入压缩机循环使用。

2．不凝性气体的分离

在制冷装置中，由于金属材料的腐蚀，润滑油的分解，制冷剂不纯及接触污物后的分解，负压运行时由于制冷装置不密闭或手动加油时把空气吸入系统，投产前和维修后对系统的空气抽除不干净等原因，使系统内含有O2：、N：、H2、C1z、水汽和其他碳氢化合物的混合气体。这些混合气体混同制冷剂在制冷装置中循环，由于不能被液化，使冷凝器内增加这部分不凝性气体的分压力造成冷凝压力升高，冷凝器的传热效果下降。而且，混合气体中的水份相对会加剧对金属材料的腐蚀和加速润滑油的氧化。

由于不凝性气体总是和制冷剂气体混合存在，采用直接排放的方法势必同时放掉一部分制冷剂，这样既不安全又造成浪费，所以应设置空气分离器，通过它来冷凝回收不凝性气体中的制冷剂。只有经常处在正压下工作的制冷装置，才可以不设置空气分离器，但仍需设置放空气阀，必要时从冷凝器或贮液器的顶部直接排放掉系统中的不凝性气体。

3．高压制冷剂液体的过冷 4．蒸发器的除霜和排液 二、制冷系统的安全保护措施

1．压缩机的安全保护

〔1)安全保护装置：压缩机的安全保护装置主要有商低压保护、油压和油温保护、诽气温度保护和水套断水保护等．

(2)防止湿冲程的措施：防止湿冲程的措施主要是对蒸发器的回汽进行充分的汽液分离． (3)压缩机的安全启动 2．液泵的安全保护

液泵的安全保护措施包括：低压循环捅正常液依控制及设置加压管，液泵上装没抽气管和压差控制器，泵出口设置自动旁通阀和止回阀。

3．设贮液器

受液器不仅有调节和平衡制冷刑的供需作用，还有对制冷装置的正常运行起安全保护的功能。

4．压力容器的安全装置

除了油分离器和集油器外，其余的压力容器一般均需要设置安全阀。 5．制冷装置的紧急泄液 6．设备液面的控制和显示 三、制冷系统供液方式的确定

根据供液的动力不同，供液方式有多种，如：直流供液方式、重力供液方式、液泵供液方式、

气泵供液方式等等。其共同特点是：必须使供到蒸发器的制冷剂是经过节流后的低温低压液

体，并要求制冷剂液体中所台的闪气越少越好，这些供液方式各有其优缺点。 （一)几种供液方式原理及特点 1．直流供液 (1)工作原理

直流供液就是将高压制冷别液体经节流阀节流后直接供到冷间蒸发器。它是以冷凝压力和蒸发压力之差为动力。

(2)缺点

直流供液系统简单，不需较多设备，但存在许多缺点。

①节流过程中产生的闪发气体将随液体进入蒸发器而影响传热效果。

②要将节流后的两相流体按设计要求均匀分配至多组并联的蒸发器中去很困难*若蒸发器供液量较少则不能充分发挥其传热效能，且压缩机吸入气体过热度增大；芳药发器供液员过多，又会因氨液不能全部蒸发而可能引起压缩机液击事故。 ③当节流阀开度一定时，节流阀的制冷量主要取决于阀前后的压差而冷凝压力随冷却介 质温度变化而变化，美发压力也随库温而波动，也就是说，阀前后压力差不是一个恒定值。因此，必须经常调节其开启度来维持一定的制冷量。所以，这种供液方式只适合负荷较稳定的小型制冷装置。

2．重力供液系统 (1)工作原理

重力供液系统也是在蒸发器的回汽管上增设一汽液分离器，但它同时起着汽液分离和向蒸发器供液的作用。从机房来的高压液体经节流后进入汽液分离器，低压制冷剂液体借助静液柱的作用流入蒸发器吸热蒸发，蒸发形成的蒸汽同夹带的液滴回到汽液分离器，分离出来的汽体连同节流时产生的闪汽一起从吸入管返回压缩机。这样，分离器和蒸发器之间便产生了不同程度的再循环，氨重力供液系统的原理见图l一2—6。向蒸发器的供液是以汽液分离器内的液体与蒸发器之间的静压差为动力。

(2)特点

由于供液和回汽都经过汽液分离器，因此，供液管内的制冷剂是液相，易实现配液均匀，回汽经分离后被压缩机吸入，亦可保证压缩机安全运行。但由于向蒸发器供液的动力是静液柱差AH，故必须保证气液分离器的安装高度，因此一般单层冷库需加建阁楼，增加了一次投资。

3．液泵供液系统 (1)工作原理

液泵供液是借助液泵的机械作用来克服管道阻力及静压力向蒸发器输送制冷剂液体。 其工作原理如图1—2—7所示。在该系统中以低压循环桶代替了重力供液的汽液分离器，高压液体经节流后进入低压循环桶，在桶内分离掉闪发汽体后经液泵送入蒸发器吸热蒸发，汽化生成的蒸汽和没有汽化的液体一起经回汽管返回到低压捅再次被分离，汽体连同节流生成的闪汽进入吸入管回到压缩机，而液体汇同新补充来的液体供液泵再循环。

(2)特点

液泵供液方式问重力供液方式比较，具有如下持点：

①由于制冷剂的供液员大，在徘管内循环速度高，使蒸发器内表面得以充分的润 湿，并能冲刷排管内的泊膜，提高了蒸发器的传热系数；

②由于液泵的供液量为数倍的蒸发量，可充分利用冷却面积，同时回汽管为两相流体管，压缩机的吸气过热度较小，从而提高了整个制冷循环的制冷系数；

③融霜装置和除霜操作比较简单，装置可集中布在机房内，便于监视、操作、维修，也便于实现自动化；

④由于设置液泵，设备费和维修费要相应增加，但同重力供液相比，不需另建阁

楼或占用库房使用面积以及另设排液桶等，基建投资仍有所下降，但日常运行电耗要增加。

(二)方案选择

小型氨制冷装置，可采用直接节流供液以简化系统。 盐水制冰多采用重力供液。大中型冷库最多采用的还是氨泵供液。 四、冷间冷却方式的确定

根据产生冷效应途径的不同，冷间的冷却方式可分为直接冷却和间接冷却两种方式。 1．直接冷却方式直接利用制冷刑在冷间内的蒸发器中蒸发吸收热量而达到降温的目的。

2．间接冷却方式即先用制冷剂冷却载冷剂，再由载冷剂在冷间的冷却设备内产生冷效应。

五、制冷系统供冷方式的确定

1．集中供冷式

把制冷装置的主要机器和设备，在现场安装于特定的机房内。用供液、回气管道和各库房的冷却设备连接起来，这种方式称集中供冷方式。目前我国冷库一般均采用这种供冷方式。

2．分散供冷式

把制冷机器和设备在制造厂组装成为一套紧凑高效的具有全自动性能的制冷机组。 六、制冷系统蒸发温度回路的方案确定

1．蒸发温度的确定

库房的功能决定了库房的温度。温差值的大小取决于冷却设备的一次投资与压缩机常年运转费用的技术经济比较，另外与贮藏的食品对相对湿度的要求也有关。冻结问和低温冷藏间，这个 温差值一般为10℃。

2．蒸发温度回路的概念

一个制冷系统中，常常存在着几种不同的蒸发温度。如果把制冷剂在循环时所经历的路径叫做“回路”，那么某种蒸发温度的制冷剂所对应的“回路”就称做这种蒸发温度的回路，如一15℃回路、一28℃回路、一33℃回路等。 3、蒸发温度回路的划分方案

蒸发温度回路的合并可简化系统、节省投资和管理费用，但同时会增加压缩机的运转电耗。因此在设计制冷装置时，如何进行综合经济比较，定出合理的蒸发温度回路数是制冷装置设计的重要课题之一。

在考虑制冷系统蒸发温度回路的划分时，应当遵循的主要原则是首先保证食品冷加工相冷贮藏的质量．在此前提下兼顾系统的经济合理性。以下介绍冷库设计中常用的一些蒸发温度回路的划分方案。

七、制冷系统自控程度的确定

1、手动式

机器、设备及工艺沉程的控制全部采用手动控制。 2．半自动式

(1)制冷系统的安全保护

(2)局部回路自控(液泵、冻结间、冷藏间回路)： 3．全自动式

在半自动的基础上，加：

(1)压缩机自动开停机和能量调节 (2)辅助设备自控

(3)采用电脑进行最佳工况调节 (4)冷加工工艺流程自控 (5)库房管理自控

第三节 制冷机器、设备的配置方案

一、压缩机部分

范围：从压缩机入口处至油分离器入口处。

压缩机部分主要由压缩机、吸排气管道和中冷器(双级压缩机)等组成。 1．单级压缩

单级压缩机的吸排气的配置方式十分简单．如图1—3—1所示。 2．双级压缩

双级压缩循环制冷系统，是把两台压线机(或一台压线机的高、低压缸)串联运行，制冷剂在其中依次经过两次压缩后获得较高的压缩比。 双级压缩制冷系统，可采用单级压绍饥配组式，也可选用单机双级压缩机。 二、高压部分的配置方案

范围：从油分离器入口处至节流阀进口处。 (一)冷凝器的配置

目前常用的冷凝器型式主要有：水冷式、空气冷却式、蒸发式和淋水式等四种 (二)贮液器的配置

根据制冷剂通过贮液器的形式不同，贮液器有“通过式”和“波动式”两种配置方案 (三)油分离器的配置

油分离器上一般设有进气、出气和放袖管的管接口。有的油分离器上还没有供液管管接口或自动回油装置。因此，其管道的连接方式与其构造有关。

(1)离心式油分离器 (2)填料式油分离器 (3)洗涤式油分离器

(四)总调节站的配置方案

总调节缩的作用，是向低压制冷设备，如低压循环捅、氨液分离器等分配制冷剂液体，并可以根据负荷的变化，调节和榨制供液量。总调节站的配置形式基本有两大类型：

1．直流供液式的总调节站

这种调节站上设有节流阀，如图1—3—11所示，其配液流程是：从贮液器，排液桶或加氨站来的高压液体经调节站上的节流阀节流后，分别向各库房及制冰间等蒸发器供液，这种调节站型式比较简单，但由于经节流后的制冷剂为两相流体，在管道内流动的阻力很大，所以，只适用于机房与库房相距很近的、采用单级压缩循环的小型制冷装置。

2．重力供液和氨泵供液的总调节站

这种调节站上没有设置节流阀件，如图所示，一般采用双级压缩的重力供液系统或液

泵供液系统，都可以采用这种形式。根据制冷剂液体温度的不同，调节站可分为两部分，从加氨站和贮掖器来的为常温部分，从中间冷却器盘管及排液桶来的为中温部分，中间通过一过桥阀勾通。

近年来，对于小型冷库的液泵供液系统，趋向于不设总调节站，贮液器的液体通过中间冷却器盘管过冷后直接供入低压循环桶及其它设备。 三、低压例部分的配置方案

范围：从节流阀出口处至第一级压缩机入口处。 (一)蒸发器部分管道配置方案 1．制冷剂流向的确定

(1)上进下出制冷剂从蒸发器上部进、下部出

这种供液方式的优点是蒸发器内存掖较少，因此静液柱的影响较小，停机后蒸发器内不存液，易实现自动化控制；且蒸发器内不易积油。 缺点是蒸发管内制冷剂流速较小，管内壁湿润性差，传热效果较差；而且置要比蒸发器低。

(2)下进上出：制冷剂从蒸发器的下部进，上部出。

其特点与上进下出相反：蒸发管内壁湿润性较好，传热效果好，但蒸发器内静液校影响较大，且器内易积油。由于下进上出方式易实现蒸发器配液均匀，且传热效果好，而被广泛采用。

2．管道配置

下面以“下进上出”流向来说明蒸发器的管道配置方案* (1)同类蒸发器

同类蒸发器指堵管与墙管，顶管与顶管或冷风机与冷风机等。 ①串联； ②并联

(2)不同类蒸发器

蒸发器形式多种多样，它们之间配液方式也是五花八门的，这里主要指当冷库里要把墙管和顶管连在一起时，如何配液较为合理。

①串联：

先进顶管，后进墙管 ②并联：

合并后的供液、回汽总管要靠近顶管

蒸发器的连接方法多种多样，但实质只有一个，就是使各通路的阻力损失尽量接近相等，使各通路内的制冷剂流量接近一致。

(二)低压调节站的设置方案

1．单阀单流向供液、回汽调节站如图1—3—18所示 2．双阀双流向供液、回汽调节站 3、液单、汽双调节站的搭配形式

4、利用回汽管排液的调节站(图1—3—21) (三)与供液方式相应的低压部分配置方案 1．直流供液

直流供液应注意以下几点：

①一只节流阀只宜向一组蒸发器供液。

国由于制冷剂流经蒸发诽管的压力降与该通路蒸发管的当量总长成正比，为了使蒸发管内的压力降处在允许的范围内，每通路蒸发管的当量长度不应超过表1—3—1规定的数

值。

②氨系统蒸发管内制冷剂流向一舱采用下进上出方式。

④为了避免蒸发器回汽中央带的液滴引起压缩机的湿冲程，可在蒸发器回汽管上增设回汽捅和排液捅，如图1—3—22所示。被分离下来的液体席位差作用流入排液桶，当桶内液他达一定高度后，对桶内液体进行加压后再供到蒸发器中去循环使用。若结合设置一些自控元件，则可自动地根据排液桶液位的高低而间断地代替高压液体管向蒸发器供液。

2．重力供液 ①蒸发器的配置

A．制冷剂流向及蒸发管组连接方式

B．蒸发盘管的允许当量总长氨重力供液系统蒸发诽管的每通路允许当量总长亦有一定限制。

②氨液分离器的设置要点

A．保证正常供液所需的静液往。 B．汽液分离器的数量

主要取决于蒸发温度回路的多少、蒸发器的种类、库房的间数及层数等因素。 C．汽液分离器与蒸发器之间供液、回汽管径的确定。

D、为了减少静液校对蒸发温度的影响，还可采取均压供液方式。 ③低压调节站

氨重力供液系统的低压调节站．对于多层冷库一般是履属于分散式(分层)布置，调节站的形式主要有三种：

1．不带热氨融霜；

2．热氨融霜、加压排液；

3．热氨融霜、重力排液。原则上，每冷间都应有单独的回汽管、阀。 3、液泵供液

①低压循环捅和液泵的配置

低压循环捅和液泵的配置方案是液泵供液系统的关键所在。图1—3—24是一常见的液泵回路。

A．低压循环桶的数量确定

B．低压循环桶的容积及直径计算 C．防液泵气蚀的措施 四、独立部件部分

系统的独立部件部分是指系统处于正常运行时不参与运作的部分，这一部分的设备有安全管网、紧急泄氨器、空气分离器和集油器等。

1．安全管网的配置 2．紧急泄氨器的配置 3．空气分离器的管道配置 4．集油器的配置

第四节 冷库制冷装置部分自控方案

1．必须确保制冷装置运行的安全可异性。

2．为保证食品在冷藏期间的质量，在局部自控相半自控系统中应优先考虑库房温度控制，以保持库房温度的稳定性。

3．自动控制系统应着重考虑对机器设备台数多点统复杂，操作比较频繁相操作条f4：较差的装置，以提高工作效率，改善劳动条件。

4．在保证工艺合理要求的前提下，应尽显简化制冷装置相系统，以减少自控元件，节约资金。

最普遍应用的局部回路自控为氨泵回路自控；中冷器、氨狡分离器以及低压循环桶等容积设备的液位自控；库房回路自控。关于冷库制冷装置的自动化控制的制冷工艺回路设计以及电气线路设计，在《制冷装置自动化》课程中有详尽的介绍。

第二章 制冷负荷计算

计算制冷负荷的目的，是为正确地选择制冷机器、设备和管道提供可等的依据，它是设计冷库制冷装置的最初工作之一。

计算制冷负荷，首先应根据必要的基础资料和设计参数，求出在最不利条件下，各库房在单位时间内所必须取走的热量，即库房耗冷量。然后再根据不同的因素对库房的各类耗冷量进行适当的修正，从而确定出冷库的制冷负荷，即冷却设备负荷和压缩机负荷。

第一节 计算的基础资料和一般规定

一、基础资料

1．建库地区的气象资料；包括气温、相对湿度、水文、风向、潮位等等。

2．注明座向、尺寸和围护结构构造的库房平面图和剖面图，以便确定库房承受太阳辐射的方向，围护结构的面积相传热系数的大小等。

3．各冷目的进货旦。 4．备冷间设计温度和相对湿度要求，这主要是由食品冷加工工艺条件贮藏期限以及技术经济分析所决定的，可参见表2—1—16. 二、设计参数的确定

(一)室外计算温度的确定

确定室外计算温度的原则是：既要考虑冷库员不利的工作条件，又要忽略室外热作用中的短期不稳定因素，以保证库房的隔热层在合理的经济的厚度下能达到工况稳定。因此，要确定室外计算温度，就必须以当地较长一段时间(近10一20年)的气象资料为依据，从中确定出有代表性的某个室外温度值，g此值来计算库房热量与实际热量相仿，具体方法按《冷库设计规范》规定。

1．计算围护结构传热量时，应取历年(近l0一20年)平均每年不保五天的日平均温度(称夏季空气调节室外计算日平均温度)为室外计算温度；

2．计算通风换气耗冷量时，应以每年最热月下午2点的月平均温度的历年平均值(即夏季通风室外计算温度)为室外计算温度； （二)邻室计算温度的确定

若对两个库房之间或库房与其它建筑韧之间进行传热计算时，则应以邻室计算温度代替室外计算温度。若邻间是冷藏问时，则按其设计库温来计算；若邻间为冷却间或冻结问时，则应取该冷问空库保温的温度，即：冷却间按l0℃，冻结间按一l0℃计算；苦该冷间地坪下设有通风加热装置时，其外测温度按1℃一2℃计算。对于两用间的计算温度可这样确定，进行本房间热量计算时，室内温度取低库温值‘作为其它库房的邻室时，则取高库温值。

(三)室外计算相对湿度的确定

在校核库房外围结构高温侧是否会结盟以及根据两侧空气水蒸汽分压力计算隔汽层时需用的室外相对湿度，选用“最热月月平均相对湿度”，可查附录一。

在计算“通风换气”和“开门”热量时，相对湿度取“夏季通风室外计算相对湿度”，可查附录.

(四)货物进出库时温度的确定 1．货物进库时的温度

(1)未经冷却的鲜肉温度按35℃计算，已经冷却的鲜肉温度按十4℃计算； (2)从外库调入的冻结货物温度按一8℃一一10℃计算； (3)冷藏车、船运来的冰鲜鱼虾温度取十15℃，经整理后进入冷加工间的温度则按鱼(虾)的用水温度；

(4)鲜蛋、果蔬的进货温度，应按当地食品进库旺月的月平均温度，或按室外计算温度乘以季节修正系数购(q值见表2—4—2).

2．货物的出库温度应根据冷库规模、产品品种以及产品冷加工工艺要求等来确定，无具体要求时，下列数据可供参考：

(1)肉类从冷却问出库时温度可按十4℃计；

(2)肉类、鱼品从陈结问(或再冻间)出库时的温度可按 (3)冷却物冷藏间出库温度可按土o℃计； (4)冻结物冷藏问出库温度可按一18℃计。 (五)货物冷加工时间的确定

影响贸物冷加工时间的因素有：采用冷却设备的类型、冷冻介质温度、空气流速以及食品种类和包装器材等。计算加工周期时，应包括进出库时间(一般为2—4小时)。在实际设计中，对食品冷加工时间一般都不经过繁琐的计算，而是根据冷冻加工食品的种类、冷冻加工的方式和工艺要求来确定，具体数据可参考表2—1—2。 三、冷库的设计规模

冷库的设计规模应以冷藏间或储冰间的公称容积为计算标准。

冷库贮藏吨位可按下式计算 G??Vi??i??i1000

第二节 冷间内各项冷负荷的确定

库房耗冷量，即在单位时间里必须从库房内取走的热量，根据产生的热源不同，库房耗冷量可分为五类。

Q1——围护结构传入热； Q2——货物放热量； Q3——通风换气耗冷量； Q4——电机运转热当量； Q5——操作管理耗冷量； 一、围护结构传人热Q1

1、K——围护结构的传热系数

2、tw——围护结构外侧计算温度℃，当计算外墙、层面和顶棚时，技j4规定取值，计算内墙、楼面和地坪时，按构规定取值；

tn——库内设计温度，℃； 3、F——围护结构的传热面积 二、货物放热量Q2

一般，食品进库时的温度比库内的温度要高。对于活性食品，在冷加工贮藏过程中还要不断进行需氧呼吸等(为放热反应)，这就形成食品向周围空气不断地传递热量，这种在单位时间内食品向库内空气放出的热量就叫货物放热量。

食品在冻结过程中放热，是分三个阶段：显热——潜热——显热进行的。因各种食品在

不同的温度下都具有不向的含热量值。所以，在工程设计时，一般均以食品冷加工或贮藏前后的焓差、温度差或果蔬的呼吸热平均值作为计算基础。

货物热量的计算，包括下列四项内容： Q2a——食品放热量；

Q2b——食品包装材料和承载工具的热量 Q2c——食品冷加工过程的呼吸热； Q2d——食品冷藏过程中的呼吸热；

三、通风换气冷负荷Q3

新鲜果蔬等活性食品，在冷藏过程中要不断地进行呼吸作用。使库内O 2的含量逐渐减少，CO2含量逐渐增多，这样能抑制果蔬的呼吸作用，延缓果蔬的成熟过程。但是，若空气中含O 2量太低，含CO2太高，则会引起果蔬发生生理病害而死亡。所以，果蔬冷藏问需要定期进行通风换气，以供果蔬呼吸，排除产生各种有害气体和贮藏异昧等，对于有人操作的低温车间，为满足工人呼吸所需，也要补充新鲜空气，以提供必要的生产条件。这种从外界补充温度较高的新鲜空气进入库内所放出的热量叫通风换气耗冷量，它有两项计算内容：

(—)货物换气冷负荷

(二)低温车间操作人员呼吸换气冷负荷

四、电机运行热当量Q4

从能量守恒的观点来看，输入电动机的电能都会以各种形式(如电机本身运转和带动其它设备运行以及搅动库内空气)而最终全部转化为热量，在计算这部分热迢时应考虑以下几个因素：

1．电动设备的运转形式．基本有两种情况，即间歇式运转和连续运转，间歇式运转的电动设备主要有：电动机带动的风机，运输链带及搬运设备(堆垛机，电瓶车)等；连续运转的电动设备主要指陈结间或冷却间内的冷风机，其特点是在冷加工的全过程中电机是连续运转的。

2．电动机的安装位置，一般有两种情况： ①电动设备装在库内而电机装在库外； ②电动设备和电机都装在库内。 电机运行热量可按下式计算

在计算电机运行热量Q4时，冷风机中所用的电机功率是木知的，因为该电机功率是在制冷装置的总耗冷量确定之后才能进行设备选型计算得出来，而Q4又是总耗冷量的一部分。因此，必须先假设一个电动机功率，来求总耗冷量，然后再对该功率数值进行校验，若所得的结果与假定相差较大，则应再进行假设和计算。假设电机功率时可以来用估算法求出该冷间的蒸发器负荷Qj(见本章第五节)，然后根据产品目录或其它资料查得冷风机型号，也可按

下面经验数据确定，对肉类冻结间(一天一冻)，按每吨肉配0．6—1．0 kw电机功率，对水产冻结间(一天两冻)按每吨色配1．5—2kw电机功率来估算，冷却物冷藏间可按每吨货物配0．1kw电机功率估算。 五、操作管理冷负荷Q5

这部分热量主要包括：库房内照明热量，出入库房时开启冷藏门冷负荷以及操作人员散发热量等三部分，即：

第三节 冷却设备负荷和机械负荷的计算

冷却设备负荷相机器负荷并不等于库房耗冷量Qj(即库房各类热量)的总和，因为还要考虑到库房各类热量的特性，比如围护结构传人热Q1与通风换气耗冷量Q3随季节和昼夜大气温度而变化，食品冷加工放热虽则随加二过程而变化，操作管理耗冷虽则受管理的合理程度影响等等。

一、库房冷却设备负荷Qq

式中：P——冷却或冻结加工负荷系数。

对冷却间和冻结间：P＝1．3；其它冷间：P＝1． 二、机械负荷Qj

机械负荷是压缩机选型的依据，它不仅要能满足库生产高峰负荷的要求，还要考虑到经济性和合理性

式中：R——制冷装置的管道和设备等冷量损耗补偿系数，

对直接冷却系统取R＝1．07；间接 冷却系统取R＝1．12；

在计算机器负荷Qj时，应按不同的蒸发温度回路分别统计汇总(参见表2—4—4)，以便 根据不同的蒸发温度负荷来选配压缩机和其它设备。

第五节 小型冷库制冷负荷估算图表

负荷估算法是冷库建设规划阶段或扩初阶段常用的工程计算手段，特别是制冷工程技术 人员在接受咨询或洽谈业务的情况下，快捷的估算法就显得特别有用，以下摘录了商业部设计院编制的有关估算图表，仅供参考。

第三章 制冷机器设备的选型计算

主要介绍如何根据计算的制冷负荷来选配合适的机器和设备，其中对于《制冷原理与 设备》中已讲过计算原理(如热交换器的传热系数计算)和机器设备的结构特点等，不再 资述，而着重介绍常采用的实用计算法。

第一节 活塞式压缩机的选型计算

压缩机是制冷装置中最主要的设备之一·，其设备在全部设备费中占据的比重较大，且运转费用又是冷库经营管理费用中最主要的一项。所以，正确合理地选择压缩机的型导和台数，对整个制冷装置的设备费用、运行费用以及保证冷库的正常生产有重大的影响。 一、原则

(一)型号

1．尽可能选用大型压缩机，因为大型压缩机的输气系数和效率比小型的要高；

2．同一机房内选配压缩机的型号不宜超过两个系列，以便零部件的互换，当仅有两台机器时．则尽量选用同—系列。

3．采用双级用缩循环时，应优先选用单机双级压缩机，因为它与配组式双级机相比单位功率制冷量高，初次投资费用省，机器占地面积少等优点。

(二)台数

1．为了简化系统和便于操作，压缩帆配备台效应尽量少，但机器总台数不宜少于2台，以便适应负荷变化调节容量和检修之用。

2．压缩机总制冷足以满足生产要求为准，不考虑备用机。 3．新系列压缩机的能量调节装置，只宜用作运行中适应负荷波动的调节，而不宜作季节性负荷变化的调节。“大马拉小车”是不经济的，所以在确定台数时应注意这一点。

(三)选用压缩机的工作条件不得超过制造厂规定的使用条件，新近制定的国产活塞式制冷压缩机的极限工作条件见表3—1—1和表3—1—20。 二、几个主要计算参数的确定

(一)蒸发温度的确定

蒸发温度确定的原则第一章已讲过，主要是在保证食品冷加工质量的前提下，不要划分过细，以简化系统。当把蒸发器直接布置在库房时蒸发温度一般比库温低8℃一10℃；在间接冷却系统中，蒸发温度要求比液体载冷剂低5℃。

(二)冷凝温度的确定

冷凝器进水温度取决于建库地区水文地质条件及气象条件。采用一次用水的取决于水源的温度。

(三)吸入温度的确定

由寸吸入管受周围空气温度的影响，压缩机吸入气体的温度都高于制冷剂的蒸发温度(称回汽过热度)。表3一I一3列出了氨压缩机的允许吸气温度。

(四)过冷温度的确定

当采用过冷器时，过冷温度比过冷器的进水温度高3℃；采用中间冷却器时．过冷温度比中间温度高5℃一7℃。 三、名义工况及名义制冷量

压缩机名牌上标注的制冷量是在规定的各种名义工况下测得的冷量，叫名义制冷量。由于实际工况常常有别于名义上况，所以不能直接地把名义上况作为设计工况下的制冷量来进行选型。但名义制冷t6毕竞是衡量压缩机工作能力的一种重要指标，它们常常会出现在制造广家提供的产品样本、使用说明书等资料中及机船的标脾上，为了避免在概念上可能出

现的混淆，在进行各种压缩机的选型计算之前，我们有必要了解一下国标最新规定的各种名义工况及相应的名义制冷量。我国80年代以前的标准对各种型式的制冷压缩机规定了两种名义工况，即标准工况和空调工况(见表3—1—4)。目前，一些书刊、杂志和厂家的广告材料中己采用了新的标准规定来说明压缩机的产冷圾。新的标准对各种型式的制冷压缩机规定了三种名义工况，即：高温工况、中温工况和低温工况，见表3一l—5至表3—1—8。 四、选型计算

压缩机的选型计算步骤是：先根据已定的工况相机器负荷QJ求出所需要的压缩机排气量vP，再根据vP选用压缩机，然后根据选用压缩机校核其实际制冷量Q和实际电机功率N。

(一)单级压缩机的造型计算 1．选型

(1)单位制冷量

(2)冷剂重量流量 (3)压缩机输气量

(4)查压缩机产品目录，按压缩机选型原则选择适当的型号和台数，使得压缩机总输气 量大于等于计算的vP。 2．校核

(1)实际制冷量

〔2)电动机功率

通常，选配电机时，应按计算的电机轴功率增大10％一15％的格度 配用电动机功率N＝(1.0一1.15)Ng (二)双级压缩机的选型计算

双级压缩机的选型计算步骤与单级机差不多，但多了中间温度的确定。本教材为厂满足实际设计中的选型计算需要分别介绍单帆双级压缩机和配组式双级压缩机的选型计算。

1．单机双级压缩机的选型

由于设计制冷装置为双级压缩的前提是：压力比＞8，符合这个标准必须在蒸发温度 低于-25t，冷凝温度高于30℃。

而我国生产的系列单机双级压缩帆的温度范围是，蒸发温度在一25℃一一50℃，冷凝温度在50℃一40℃。在实际当中，虽然设计条件不会完全与机器标准工况相同。但是，在目前条件下，设计采用双级压缩条件，不会超出机器工况范围，因此单机双级压缩机的选型计算可以省赂烦琐的中间温度计算，而直接根据QJ等条件芯照选机的原则，从产品品样中直接查得合适的型号和台数。

目前国内氨单机双级制冷压缩机的性能可参见表3—1—11，大部分厂家在产品样本中给出厂各压缩机在各种工况下的产冷量和铀功率的曲线图(即压缩机的性能曲线固)。对配有性能曲线图的机器，选型时，只要在图上找到该机器在设计工况约产冷量，按计算的QJ与之比较，即可方便地确定出所需压缩机的台数，图3—1—2是一种压缩机性能曲线的示意图。上部三条线分别为冷凝温度30℃、35℃和40℃时的产冷量，其刻度在左边纵坐标。下部三

线为压缩机在各种工况下的轴功率，其到度在右边纵坐标。

2．配组式双级压缩机的选型计算 (1)确定中间温度略及压缩机选型 (2)校核制冷量 (3)校核电机功率

[例2]

第三节 冷凝器的选型计算

一、造型的一般原则

冷凝器曲选型取决于建厂地区的水温、水质、水量、气象条件、热负荷大小以及机房的布 置等因素。其选型原则如下：

1．水源丰富，但水质较差或水温较高的地区，宜选用立式冷凝器； 2．水温较低，水质较好的地区，可采用卧式冷凝器和分组式冷凝器；

3．水源不足，水质较差，而空气相对湿度较低的地区，应采用淋水式冷凝器； 4．对于相对湿度较低，又缺水的地区，宜采用蒸发式冷凝器。

5．采用循环水时，不受上述原则的限制。 二、造型计算

(一)冷凝器热负荷计算

冷凝器的热负荷就是使高温高压的制冷剂气体在冷凝器中液化所必须取走的热量。 1．单级压缩循环

2．双级压缩循环

在冷库设计中，一个系统常常是既有单级压缩循环回路，又有双级压缩循环回路。在低压部分不同的回路分开，在高压部分合并，这时计算冷凝器负荷就要考虑两个回路的冷凝器总负荷。

如一个系统分一15℃回路和一33℃回路，总的冷凝负荷为：

(二)冷凝面积的计算

式中△tm——对数平均温差．℃．可按下式计算。

第四节 冷却设备的选型计算

1985年6月1日起开始施行的《冷库设计规范》中，把制冷装置中的排管类型蒸发器统称为“冷却设备”。

冷却设备的选型应根据食品冷加工或冷藏的要求确定，原则上应有利于冷间的温度场均匀；使设备费用、安装费用低；便于安装维修‘使传热系数尽可能高，当然，前提是保证冷加工对象的质量，还要符合下列要求：

1．冷却问、冻结间和冷却物冷藏间的冷却设备应采用冷风机；

2．冻结盘装，箱装或听装食品时，可采用搁架式排管或平板冻结设备；

3．冻结物冷藏间冷却设备宜选用墙排管、顶排管，e食品有良好包装时，也可采用冷风机；

4．包装间的冷却设备当室温低于一5℃时应选用排管13室温高于一5℃时宜采用冷风机。

二、冷却面积计算 冷却设备的传热面积应按下式计算

计算时注意，Qq是按冷间汇总的，冷却设备的选型是以每个冷间为单位进行的。 （—)传热系数K值的计算

1、光滑顶排管和光滑墙排管的传热系数

K’——光滑管在特定条件下的传热系数

cl——排管的构造换算系数，从表3—4—1取值， cz——管径换算系数，从表3—4—1中取值；

c3——供液方式换算系数，从表3—4—1中取值。 2．氨搁架式排管的传热系数

氨搁架式排管的传热系数应按表3—4—2规定采用 3、冷风机的传热系数

冷风机的传热系数，与冷风机的结构，空气在内部的流向及流速大小以及蒸发温度等因素有关。一般应按制造厂提供的产品性能表(或曲线)选用，在缺少资料或进行非标设计时，也可按表3—4—3和表3—4—4取值。

4．冷却载冷剂蒸发器的传热系数

常用的冷却载冷刑荧发器的传热系数以及单仿面积热负荷，可按表3—4—5中取用 (二)计算温差△t的确定

冷却设备的计算温差应根据减少食品干耗、提高制冷机效率、节省能源、降低投资的要求，通过技术经济比较确定。一般可按下列规定采用：

1、墙排管、顶排管和搁架式排管的计算温度差宜按算术平均温度差采用，并不宜大于10℃。

2．冷风饥的计算温度差应按对致平均温度差确定，冷却间、冻结问和陈结物冷藏间宜每10℃，冷却物冷藏间宜取8℃一10℃。

由于受迫运动的空气流经冷风机盘管时，其温度是随空气的流动逐渐降低，同时由于盘管中的流动阻力和液柱静压的作用，制冷剂的压力和对应的饱和温度在盘管中也是沿着它的历程不断地变化(在盘管设计时，因流动阻力引起的压力降，一般采用对应于盘管进出口

处制鸿剂的饱和温度降低1℃来考虑)，即在冷风机中各处空气和制冷剂之间的温差是不相同。所以，对于冷风机的传热计算，空气和制冷剂之间的计算温差应采用对数乎均温差。

直接蒸发式冷风机根据空气和制冷剂的流动方向，空气和制冷剂的温度变化主要有顺流、逆流和恒压蒸发时助流动三种类型。

上列各种流动和温度变化工况下的对数平均温差此计算公式为

在冷库设计时，各种蒸发器的计算温度差可从表3—4—6选用，在某些持定条件下也可酌情增减。

3．当冻结物冷藏间与冻结间的冷却设备为同一蒸发温度回路时，冻结物冷藏间冷却设备的计算温度差不应大于10℃。 三、冷却设备每通路的压力降

冷却设备每通路的压力降应控制在对应的饱和温度降低1℃的范围内。冷却设备的蒸发管内制冷剂在流动过程中受到沿程流动的联接阻力、局部阻力和流态变化所引起的附加阻力等等，使其压力降至低于设计蒸发压力的数值，因此引起饱和温度降低，为了维持L在一定的范围内不致偏离设计值太远，在设计蒸发管通路长度时，应进行阻力计算，使制冷剂通过每——通路的压力降控制在使饱和温度降低l℃的范围内。

第五节 节流阀的选型计算 节流阀在制冷系统的作用是：对高压液体制冷刑进行节流，达到降压和调节流量的目的。

若选用的节流阀容量(即制冷虽)太小．则不能满足设备的制冷负荷要求；若节流阎容量太大，则会使调节困难。因此，节流阅的选择是否合理，也是衡量制冷系统优劣的重要指标之”—。

一、流量计算

对于具有5℃过冷度左右的制冷剂液体。通过各节流阀阀门通道的流量，可用下式计算

按威尔推荐的公式：

节流阀在工作期间，是通过调节其通道截面积A来调节制冷剂流量的，当通道截面调到最大时，通过节流阀的制冷剂流量达到最大，此时：

二、选型

为厂方便设计人员的选型，大部份制造厂家在产品说明书或产品样本中提供了节流闻的工作特性。有的厂家给出7各种型号节流阀的容量随压差的变化特性，如表3—5—15有的给出了各种型号节流阎的最大流量或者是节流阀所适用的流量调节范围，如表3—5—2。有的甚至提供了更详细的技术数据，如表3—5—3至表3—5—6。

在设计选型时，如果手中拥有比较齐全的阀门技术数据或特性图表，便可方便地根据

阀门所处制冷回路的制冷量Q—来选择合适的节流阎。如果缺乏必要的技术数据，即要首先由QL算出回路的制冷剂流量G—，令G—＝1．5—2．oG—，再由式(3—5—3)计算出所需的阀门通径Dn，选择与之相应的节流阀型号。

第六节 辅助设备的选型计算

一．中间冷却器的选型计算

中间冷却器在氨双级压缩制冷循环系统中，起着降低低压级排出的过热制冷剂蒸汽和冷却高压液体制冷剂的作用。所以，中间冷却器的选型计算包括桶体直径计算和盘管冷却面积计算两部分。

(一)桶径的选型计算

桶径计算的目的是使中间冷却器桶体内制冷剂气体的流速保持在o．5m／s，从而使低压级排出的过热气体冷却为饱和气体，所挟带的润滑油得到分离，其计算公式为：

(二)盘管面积的计算

计算盘管面积的目的是为了确保高压制冷剂在节流冈前具有一定的过冷度，冷却面积刘算公式为：

二、油分离器的选型计算

油分离器的选型计算，是确定油分离器的直径，以保证器内气体制冷剂的流速符合要求．达到分油效果，计算公式为：

一般冷库的制冷系统都是既有单级压缩循环回路，又有双级压缩循环回路，在高压部分都合在一起，共用油分离器、冷凝器、贮氨器等设备。若系统分为一15℃回路(单级压缩)和一33℃回路(双级压缩)，则油分的计算公式为：

三、贮液器的选型计算

贮液器的容积，是根据系统制冷剂总循环量进行计算的，其公式为：

对于抵制冷系统，贮液器的选型原则和方法同上，即制冷装置越小，贮液器应相对选大些，以保证检修时，制冷剂能全部收回到贮液器内，对小型氟制冷机组，一般卧式冷凝器常兼作贮 液器用。

四、汽液分离器的造型计算

液体分离器主要用于氨制冷系统，其作用主要是分离和收存回汽中夹带的液滴和由于蒸发器负荷骡增而泛滥出来的液体，并使节流后产生闪气直接回到压缩机以提高蒸发器的传热效果，在重力供液系统中还起着保持液位和分配液体的作用。

汽液分离器应按蒸发温度回路分别根据供液循环量进行选型计算，其桶身直径的计算公式为：

五、低压循环桶的造型计算

低压循环桶的选型计算，也应按不同蒸发温度回路分别进行，其选型计算包括捅径计算和容积计算。

1．低压循环桶径计算公式为：

2．低压循环桶容积的计算

低压循环桶容积的大小，与蒸发器的制冷剂进出方式有关 (1)上进下出供液系统：

(2)下进上出式供液系统

在低压循环桶选型时，可能会出现选择一种规格桶径，但其容积却满足不了需要，这州径可加大一档，再校核容积，若桶径超过产品规格时，可选用几个低压循环捅并联使用。 六、氨泵的造型计算

氨泵的选型计算包括流量和扬程两部分 1．氨泵的流量

2．氨泵扬程的计算

为了保证氨泵的正常供液量，氨泵的排出压力(扬程)应能克服供液管道上的全部压力损失(包括管道的摩擦阻力和阀门，弯头等同部阻力)以及氨泵中心到蒸发器里液面的液校，即管道总压降为：

为了保证氨泵能稳定输液，以及便于调节各蒸发器的流量，有的设计单位建议在蒸发器进液管截止阀前应保留100 kPa的压头(Py)。

根据以上计算，即可得出氨泵的扬程

七、排液桶的选型计算

排液捅的容积，应能容纳注氨员最多的一间库房蒸发器的注氨量，其计算公式为

八、低压贮液器的选型

低压贮液器是用于收集机房汽液分离器分离出来的液体，并经加压后再重新供入系统。系统设计和调整得合理，二次分离出来的液体制冷刨不会太多，因此，选用低压贮液器不需要计算，根据系统大小在o．25—1m2范围内选择就可以了。

低压贮液器的数量，每一蒸发温度回路可设一台或几个蒸发温度回路合用一台．排液桶可以兼作低压贮液器。 九、空器分离器的造型

空气分离器可根据冷库的规模按使用要求进行选型。一般．压缩机标准工况总制冷量在门60 kw以下，采用冷却面积为0.45m2的空气分离器一台，总制冷虽在1160 kw及其以上时，采用冷却面积为1．82m2的空气分离器一台。 十、干燥器和过滤器的选型

干燥器一般用于氟制冷系统，因为氛利因不镕于水，所以，若系统内有水，会产生“冰塞”审事故，常使用的干燥刑为硅胶．其粒度为2—3mm。

过滤器是用来清除制冷刑中的机械杂质，氨制冷系统用的过诚器一般是由2—3层，网孔为0．4mm的钢丝网组成；氟制冷系统的过滤器则由网孔为0．1一0．2mm的钢丝网组成。

干燥器和过滤器作成一体时，称作干燥过滤器。

干燥器和过滤器的结构都很简单，其选型时可根据系统管道口径进行选用。

第四章 制冷管道设计计算

第一节 阻力计算

一、单相流体的阻力计算

单相流体在管内的流动阻力有两种型式，即由于流体与管壁之间的摩擦而产生的摩擦阻力和流体通过弯头、阀门等附件因流速和流向的变化而产生的局部阻力，其计算方法如下；

(一)摩擦阻力计算

式中的摩擦阻力系数／可表示成流体雷诺数和管子相对粗糙度的函数，即f=F(Re,e/d)。具体的函数关系式视雷诺数的大小而定。雷诺数的计算式为

根据尼古拉兹实验曲线图，流体的流动情况按尺的大小可分为5个流区： ①层流区；

②层流到紊流的过渡区； ③紊流光滑管区； ④紊流粗糙管过渡区； ⑤阻力平方区。

制冷剂在管道中的流动情况一般在③区和④区这两种流区。 (二)局部阻力计算

所谓当量长度就是把局部阻力造成的压力降折算成流体在某一长度管道上流动的摩擦压力降。

一般当量长度常以管径的倍数(称当量直径)来表示，即：Le＝ndn。 则密封系统单相流体的总阻力为：

二、两相流体的阻力计算

管路中气体和液体共存流动的流体叫两相流体，在制冷系统中，节流阎后液管中的流体、蒸发器中的流体、液泵供液系统中间气管(蒸发器到低压循环桶的管段)中的流体，均为两相流体，这种流体的流动阻力既太于单纯液体，也大于单纯气体。

在两相流体管内，流体的流态又分为两种；

1、流动过程中与外男役有热交换，汽、液相的比例不变。如直流供液系统中节流阀后至蒸发器前的管段以及液泵供液的回气管。这种流态，制冷剂在管内的流动阻力损失为沿程摩擦阻力损失和局部阻力损失之和。

2、流动过程中与外界不断有热交换，流体的汽、液比例沿程发生变化，如蒸发管内。在蒸发管内液体制冷剂由于吸热；下断汽化，干度不断增大，而由于泵的流量不变，因此蒸发管内制冷剂流速增大。这种由于比容增大引起流速增大而使得管内阻力损失增大的部分，我们称之为加速压力降。

第二节 制冷管道设计计算

一、管径的选择计算

(一)主要管道管径

在制冷系统的设计中，如何科学地确定各主要连接管道的管径也是一件很重要的工作。管径的确定是否合理，将直接影响到系统的设计质量*一股地说，管径的选择主要考虑以下两个问题：(1)制冷剂流经管道的阻力损失引起的额外电耗不宜太大；(2)制冷管道型号不宜太大以免造价太高。对此两者的综合考虑便产生了最佳经济管径这一概念。即在制冷系统的有效生命期限内，使管材的成本与其内工质流咀对应的额外电耗费用之和为最小的管径就是最佳经济管径。由于管材价格和用电价格随地区、年代的不同而异，所以，即便是同样的产冷量，同样几何尺寸的制冷系统，若其建造的时间、地点不同，最佳经济管径就可能不一样。严格地说，最佳经济管径是动态的，涉及到的因素如电度价、管材价、系统寿命等部比较难以准确确定。

在工程设计中，为了简化计算，一般是采用限定管段的流动阻力损失来确定对应管径的大小。其依据是把各管段流动阻力产生的额外能耗限制在系统能耗的1％一466的范围内。对应阻力所产生的饱和湿度差正好在0.5℃一1℃的范围内。表4—2—1至表4—2—3便是在这一前提下得出的限定值。其中表4—2一l和表4—2—2是在管长给定的情况下，把限定压降转化成限定流速。这三个表可供我们作为管径选型计算的依据。

1．利用上述表格来确定管径的步骤为： ①根据限定流速[W]，由公式

②由式4—1一14算出这一管径所对应的△P。并把结果与表4—2—3中的[△P]进行比 ②沿着使△P 与[△P] 差值减少的方向修正。

④重复步骤2和步骤3，直至误差在工程计算允许的范围内。 2．建立计算机程序绘制计算图表。

在制冷剂种类、流动工况已知的情况下，压力降只是内径、管长和流量的函数，即

而在工况给定的情况下，流量G与产冷量Qo有单一对应关系。所以

把表4—2—3中各种管段的限定压降△P引入此式，便可导出者间的关系。由计算机程序算出的各种关系值便可组成各种条件下制冷管径的计算图。

图4—2—1至因4—2一15就是采用这种方法绘制的，在管径选型时，可直接利用这些计算图确定管径。

(二)其它辅助管道的管径

对于其它辅助管道的管径，一般是根据经验来确定，以下数值是冷库氨制冷系统常见的设计时可参考择用。

二、管材的选用

(一)材料

制冷系统包括制冷别管系、冷媒管系和冷却水管系等，分别采用以下材料；

1．氨管一律采用A10或A20炭素钢无缝钢管。不得用铜管或其它有色金属管，内壁不得镀锌。

2．氟利昂管用无缝钢管或紫铜管；管内壁不得镀锌，一般公称管径在25mm以下考宜用紫铜管。

3．盐水管(CaCl2或Nacl溶液)多用焊接钢管(水、煤气管3，也可用无续钢管。

4．冷凝器的冷却水(海水或江水)管一般用镀锌钢管，也可用铝黄铜管和铜镶合金管。 5．制冷系统的润滑油管按制冷剂管选材。 (二)壁厚

管于的壁厚取决于工作压力，管径和管子树料的应力，管道的最小壁厚可按下式计算：

由于制冷装置内的工作压力并不很高，从有关制冷设计手册中查出的管道的壁厚均满足，需要，所以不必再进行计算。

(三)管子的规格表示法

管子的规格表示法有用公称日径表示和用“外径×壁厚”表示等方法，如表4—2—6所示。

第三节 管道的伸缩和补偿

一、管道的伸缩

制冷系统的管道由于工作温度与安装时的温度不同，必然会产生热胀冷绍，其伸缩变化的数值与材质、温度变化的大小以及管道长短有关，可按下式计算：

如果管道可以自由伸缩．管道就不会产生热应力，若将管道两端固定．管道不能随温度变化而自由伸缩，管道将产生热应力，热应力的大小可由下列公式求得：

在管道设计中，管道的热应力不允许超过管材的许用拉伸 或压缩应力，即：

当σ＞[σ]时，则应考虑热补偿问题，热补偿的温度极限变化，可由式(4—3—2)移项得出：

二、热补偿方法

1．自然补偿法

自然补偿是利用管道某一段弹性变形来吸收另一段热变形的补偿方法，常见的有L型自然补偿和z型自然补偿两种，如图4—3—1所示。

2．采用伸缩弯

当低压管道直线段超过100 m，高压管道直线段超过50 m时，热变形不能用自然补偿法，而应设置伸缩弯(即补偿器)。这种补偿器的伸缩能力较大。可以适应较大的温度变化范围，但流动阻力也较大。伸缩弯头的半径有两种形式。如图4—3—2(a)和(b)所示，图(a)形式的弯曲半径，可按△L／4值从表4—3—1查得。 第四节 管道的隔热

低温管道隔热的目的主要是为了减少冷量损耗和回气过热，其次是为了防止管壁表面授水结霜，对于热氨融霜管和经过低温库房的上下水管也须敷设隔热层，前者为了避免热氨气温度下降而影响融霜效果，后者是为了使水管不致结冰堵塞。

低温管道隔热层的计算原则是：应使求得的隔热层厚度能保证隔热层外表面的温度不低于当地露点温度，以防止：管道外表凝结滴水或结霜。

由传热学可知，隔热管道的传热公式为：

为保证隔热层外表面不结霸，必须使t外高于当地日平均湿度下的露点温度2℃左右，代入上式即可求出包隔热层后的外径D，从而得出隔热层厚度。

第五章 机房设计

机房是控制整个制冷系统运行的场所。所以，人们常称之为冷库的心脏，机房设计，不仅要保证冷库的生产要求，而且要使机房布置合理紧凑，厂区管网简短，节省投资，并给投产后的运行、管理和维修创造有利条件。 机房设计，就是根据机房系统原理图所确定的制冷方案，把设计计算书所选用的制冷机 器、设备及管道等进行合理的空间布置，确定出机房的位置、胡向、建筑面积以及具体的尺寸，并按一定的比例画成施工图，作为机房施工安装的根据。

第一节 机房的建筑要求

一、机房在冷库总平面上的布置

机房宜独立建筑，并布置在冷库中心的附近，但不宜紧靠库区的主要交通干道。在冷库总平面图上宜布置在夏季主导风向的下风向．但在生产区内又应在锅炉房、煤场等易散发尘埃和有气味场所的上风向。 为了确保安全，机房不应靠近人员密集的房间或场所(如宿舍b幼儿园、食堂等)，以及有精密贵重设备的房间，以免发生事故时造成重大损失。 二、机房的组成

大中型冷库的机房一般分为机器问和设备间。根据全厂的具体情况确定在机房内建有变 压室、配电室、自控室、油处理间以及小工具间。同时还应考虑设置工人值班室或休息室等，对于小型冷库，可将压缩机和其它设备布置在同一个房间内。 三、机房的建筑形式

机房的建筑形式、结构、住网、跨度、高度、门窗等，最好与土建有关设计人员共同商定，目前国内以单层建筑为多。机房的高度除了应考虑压缩机安装时起吊的因素外，还应考虑通风和采光的要求。一般大、中型冷库机房(跨度三13航)的净高可取6．5—7贝，中小型冷库的净高可取5—5．5m。对于利用旧厂房改建或设置小型机组的也不应低于4m。南方地区的大、中型冷库机房应适当加高，屋顶最好设置通风气楼，并要注意朗向和周围开阔，务使获得良好的自然通风和天然采光条件。

为了保证操作人员的安全和方便，机房内主要通道不宜过长，最好不超过12勋。主通道长超过12m的机器问应设置两个以上互不相邻直通室外的门。设备问设一个门。出入口门扇大小可视安装、检修机器设备的需要决定，但门洞净宽至少不小于1．5m。机房侧窗宜分高低两诽，以便在高低窗之间的墙面上敷设辅助管道。窗孔的采光面积不宜小于地板面积的1／7，但要注意在炎热季节不要有强烈的阳光经常直射入内。机房所有的门、窗应朝外开启，以便发生危急情况时易推门以脱离出事地点。但要注意门宙不允许直接开向生产性车间。

四、机房的地面、墙裙和机座的要求

机房地面通常做成水泥压光地面，为了防止油的污染，便于清洗，机座(包括机座周围0.5m宽的地段)可做水磨石面层，墙裙用水泥砂浆粉刷。 五、考虑扩建余地

机房设计应考虑到生产的发展和冷库规模扩大的可能，在布置时根据远景规划的要求在 机房的一端留出发展余地。

第二节 机器设备和管道的布置原则

在布置制冷机器设备时，除了考虑机房的建筑形式和必要的操作空间外，主要还要考虑机房内主要管道的布置要求。因此．在进行机房设计时，对机器、设备及主要管道应同时考

虑，才能完成确定机器设备定位尺寸的《设备布置平面图》。 一、机器和设备的布置原则

1．机器和设备的布置必须符合制冷原理，使制冷剂循环流向顾畅，管段连接要短捷。 2．机器、设备之间应留有适当间欧，以便施工、安装、操作与检修洞时应布置得合理紧凑，充分利用机房空间，以缩小机房的标高和建筑面积。

3．所有的仪表及需要经常操作的阀门，应尽量面向主要操作通道，其安装高度要方便操作。

4．为了易于监听各机器运行时传动部件是否正常，机器问内不得设置水泵、搅拌器以及高频串通风机等产生噪音的设备，新建冷库机器间的噪声不应超过85分贝，改建冷库不得大于90分贝。当超过标准时．应采取降低噪音措施(如改进甥杆压缩机的消音器或隔音罩，将通风机安装在消音底坐上)，必要时可在机房的顶上设置消音板，既达到消音的效果，又美化了室内环境。 5．机器间内主要通道的宽度以及设备突出部位到配电盘或总调节站之间的距离以1．5m 一2．0 m为宜，非主要通道的宽度不小于o．8m，压缩机离墙不宜小于o．5m。并要考虑设置冲刷地面的排水设施和水盆，在适当位置留出放置办公桌和座椅之地，供工人值班记录用。

6．设备间内的主要通道宽度不应小于1．5m，设备之间的间距不应小于下列数值：

(I)需经常操作的不小于0．8m；

(2)不经常操作的或不通行的不小于0．2m，在靠墒布置时，应考虑窗户的开启和自然采光的条件。

7．对大型设备，都应考虑设置安装检修用的起吊设备。 二、制冷管道的布置原则

1．必须符合工艺流程，尽量设计成短而平直；避免形成气囊、液囊，以减少阻力损失，并注意要整齐美观。

2．在受限空间布置弯管时，应考虑其允许弯曲半径，管子外径在D57M以下者，其弯曲半径不得小于其公称宣径的3．5倍，大于D57mm的管于，其弯曲半径不应小于规定的最小值。两个弯曲处的间距也有一定的要求，见表5—2—1。一般情况下，管道的弯曲半径按管外径的四倍进行弯曲。管道离埔或管与管之间的净间距不宜小于90 mm(包有隔热层的以隔热层外壁为准)。压缩机的吸排汽管的净间距要适当加大，一般不小于250 mm。

3．管道通过人行道时，离地净高不应小于3m，通过行车道时，离地净高不应小于4．5米，管道敷设在管沟内，管底与沟底净距不小于0．2m。

4．垂直平面上的管道布置的原则是：热管道在冷管道之上，气体管在液体管之上，大径管在小径管之上。水平面上的管道系堵布置顺序为：大径管在小径管之内，文管少的管在支管多的管之内，

5．辅助管道在便于检修相不影响采光，门窃开启的条件下，宜集中布置，洛墙敷设。 6．排气管穿墙过楼时，应留有20一30M的间隙，以防震坏建筑物；低温管道穿墙过楼板时，其隔热层必须连续。高压管道直线段超过100 m时，应设置伸缩弯，以免因热胀冷绍的应力破坏设备及建筑物。

7．所有的管道必须设置支架和吊架固定牢靠，不得有震动现象。对低温管道则应根据管道隔热层厚度设置经过防腐处理的垫木．以免产生“冷桥”。

第三节 机器、设备和管道的布置

一、压缩机部分的布置

（—)压缩机的布置

1．压缩机的乎面布置

根据机器间的形状和压缩机的尺寸、台数，其平面布置形式大致有 (1)单列式

压缩机布置在机器问的中间．成一直线排列，其它设备席埔布置．如图5—3—1所示。这种布置方式适用于小型冷库助机房，其优点是走向整齐，操作管理方便。

(2)对列式

其布置形式与单列式相仿，但压绍机是按左型和有型成对地排列。在成对的两台压缩机有较宽的操作走道，见图5—3—2

(3)双列式

压缩机在机房内徘成双列，可以对面布置．也可以同向布置。机房中间为主要操作通道。吸气管可第中布置在通道上空．其它设备仍氖墙布置，这种布置形式适用于大中型冷库。如图5—3—3所示。

2．压缩机的吸、排气管道的布置 (1)吸气管道 (2)排气管道

(二)中间冷却器的布置： 中间冷却器应布置在与之配连的压缩机的近处，以缩短管道道接。在不影响窗户开启和采光的前提下，应靠墙布置。中间冷却器的工作温度较低，应包隔邦层。为避免冷桥，需在其底脚下垫以经过防腐蚀处理的50mm厚木块，其基础面出地面的高度不宜小于300 mm。 二、高压氨设备的布置

(一)冷凝器的布置 1．立式冷凝器 2．蒸发式冷凝器 3．淋水式冷凝器 4．卧式冷凝器

(二)油分离器的布置

油分离器要根据其使用场合和结构形式进行合理布置 (三)贮液器的布置

贮液器应设于设备间内靠近冷凝器一例。若设在室外，应没有良好的遮阳设施。

油分离器、冷凝器、贮液器，应尽量顺着压缩机徘气沉程，且使布置紧凑，以便节约督材，且使操作管理方便。但不要布置在大门口以及建筑物的主要视面，以免影响美观。

(四)集油器的布置

高压集油器一段布置在室外家近放油较多的设备(如油分离器)附近。低压棠油器也可以相置在设备间内，但其基础四周应设诽水明沟．手动放油的集油器，其放油管应接到室外放油，以免放油时退出的氨气污染室内空气。 （五)空气分离器的布置

空气分离器一般布置在家近高贮捅和冷凝器的地方。 (六)加氨站的布置

由于冷库在投产前必须向系统加氨，投产后也应根据具体情况定期向系统内添加制冷剂，所以需设置加氨站。 三、低压设备的布置

(一)低压贮液捅和排液桶的布置 1．低压贮液桶

低压贮液捅应布置在机房气液分离器的下面，其进液口必须低于气液分离器的出液口

*以保证液体系自重流入桶内。

2．排液桶

宜布置在设备间串近库房墙的一例，安装高度上要求尽可能低，以便使需排液的设备能顺畅地向桶内拌液，排液桶上的进液口不得靠近抽气口。在重力供液系统中，若徘液桶兼作低压贮液桶用时，其布置要求与低压贮液捅同。 〔二)低压循环捅和液泵的布置

低压循环桶应布置在设备问内，其布置方位应同时考虑库房间气管和压缩机吸气管走向，尽量使管道少弯而短捷。其安装高度应满足不同的液泵防止气蚀所要求的高度(见第一章第三节)。低压循环桶的液位指示最好采用远距离液位指示器，集中布置在机器间内，以便随时监视管理。

根据支撑形式的不同，低压循环捅有两种安装方法：

1．安装在操作台上，通常立式低压循环桶和卧式低压循环柄均可采用这种安装法。 2．直接用支架安装在地坪基础上 (三)气液分离器的布置

1．机房气液分离器，一般布置在设备间内，其安装高度，应以能保证器内的液体能借助液位差自行流入诽液桶或低压贮液桶内为宜。

在平面上，要求其隔热层外表面与墙、住的边缘的距离不应小于200 mm。 2．库房气液分离器

(1)对于多层冷库，气液分离器一般是分层设置，并均没有分调节站，其布置方法一般是将本层库房的气液分离器设置在上一层，而最高一层库房的气液分离器设置在阁楼上，分调节站属于“分散式”布置，具体详见本节第四点“调节站的布置”。

(2)对于大中型单层冷库，气液分离器可布置在汽车站台或火车站台侧的川堂阁楼上，而分调节站可设置在川堂阁楼上，也可以设置在川堂或走廊内，但这样会出现“液囊”或“气聂”。

(3)小型单层冷库的气液分离器可分置在机房的阁楼上，分调节站一般均设置在机房内。 (4)对于只有一个冻结间或少量冻结间的冷库．其气液分离器一般均布置在本层或本冻结间的贴顶棚处。 四、调节站的布置

(一)总调节站

总调节站是向系统分配制冷剂液体的枢纽。因此，应该布置在机器间内便于管道连接，便于观察仪表和便于根据负荷的变化进行调整的位置。总调节站也可布置在设备间，以使机器问更整洁，总调节站正面是主要操作通道，其后侧与堵的间距不应小于o．8m，以便安装和检修。

各阀门应保持一定的间距，阀门中心离地以1．2m一1．5m为宜。 (二)低压调节站的布置

低压调节站的布置有分散式和集中式两种布置方法，在实际生产中都有采用。 1．分散式布置 2．集中式布置

第六章 库房设计

库房是制冷装置把“冷量”传给食品的场所。按食品冷加工生产工艺流程的需要，冷库中的库房按其用途可分为：冷却间、冻结间、冷却物冷藏间、冻结物冷藏间、贮冰间(冰库)和冷包装间。

这些冷间的设计是整个冷库设计的重要组成部份，它们的质量好坏关系到产品的冷加工质量和产品干耗。从而直接关系到冷库经营的经济效益。所以，库房设计得合理与否，也是整个制冷装置设计质量好坏的重要标志之一。

设计内容主要是冷却设备选型、布置及冷间内的气流组织。以下按不同冷间分别叙述。

第一节 冷却间

冷却间是将常温食品迅速降温。使其温度接近冰点但不冻结的库房。 一、肉类冷却间

室内的设计温度为0℃一一2℃。一般采用库内相对湿度为90％，空气流速为1—2m／s，冷却后的重量损失约为1%一1．5％。

目前，有的国家对肉类采用低温快速冷却法，冷却过程在同一冷却间分两阶段进行。但前后两阶段所用的风速和风温不同。第一阶段风温为一10℃一一N‘c，冷却时间为2—34、时，在这样的低温下tR闹表面形成一层“冰壳”，大大减少了冷却过程中的干耗。同时，由于冰的导热系数接近于水导热系数的四倍，从而加快了冷却过程。第二阶段风温为o℃一一2℃，经过10一16小时的冷却，使肉的中心温度从第一阶段的18℃一25‘C降至3℃一6℃，整个冷却过程可以快至12小时完成。

肉类冷却问的尺寸一般长12—18m，宽6m，高4．5—5m。室内一般装设吊轨。

冷却间内一般采用干式翅片管冷风机。布置在库房一端，也可布置在室外穿堂或邻间内。气流组织采用纵向吹风式，可采用吊项式冷风机或落地式冷风机。一般采用大口径的短风管送风。 二、果蔬冷却间

一般大宗食品的设计室温为0℃一5℃．相对湿度为85％一90％，空气流逮为o．5m／s，经24小时后使盛果蔬的容器中心温度达到5℃左右即完成冷却过程。在冷却过程中一般采用交叉堆垛法，以保证冷空气流通，加速果蔬的冷却过程。对某些袋装的果蔬加粟于、毛豆等带要拆包后倒在席子上摊开冷却。待冷却后再包装。 三、鲜蛋冷却间

将鲜蛋在进冷藏间之前预先冷却降温，可以减小冷藏间内的温度波动。冷却时速度必须缓慢，根据冷陈工艺要求．最好是使冷却问温度比鲜蛋温度低2℃一3℃．然后每隔1—2小时将冷却间温度降低1℃．在24－28小时内将室温降至1℃一2℃，室内设计温度应为土o℃，相对湿度为75％一80％，空气流速为o．5m／5。鲜蛋蛋白的冻结点接近干一o．5℃，应注意控制冷却温度，不可使蛋体温度降至其冻结点以下。

第二节 冻 结 间

冻结间是食品进行陈结加工的库房。

国内冻结问的设计室温一般采用一23℃，目前国外趋向采用一50℃一一40 c或更低的温度。

一、白条肉冻结间

白条肉冻结间一般采用吊轨吊钩推送和吊挂白条肉服体，冷却设备多采用冷风机。 图6—2—1为空气自然循环冻结间。

图6—2—2所示为采用落地式冷风机纵向吹风的冻结间内的气流组织示意图。 二、盘装、箱装食品的冻结间

盘装、箱装食品包括分割肉、剔骨牛、羊肉、家免和水产品等等。这些食品的成型尺寸比较整齐，国外多采用隧道吊笼式及搁架式冻结装置来对这些食品进行冻结。

(—)轨道吊笼式冻结间

当冻结间采用吊笼轨道式时，其气流组织要求与白条肉冻结间完全不同。白条肉冻结间中经过肉闹体的气流方向要求垂直向下或向上，以便冷气与肉服体有最大程度的接触。而盘装台品水平搁在吊笼上，要使气流沿盘的上、下表面作水平流动。而且，由于吊笼中L、下层盘之间间隙小．气流的阻力大，出此一般不采用纵向吹风，而是采用横向吹风。 这种陈结间设计的关键问题之一是如何实现均匀配风。 (二)搁架式冻结间 1．搁架式排管的设计

首先应根据一次入货虽和盛装容器等条件，计算出所需货物搁架的有效总面积，然后再确定每层搁架的长度、宽度、层高及层数。搁架排管的制冷量小于冻结间的冷却设备负荷，余下部分可设计为顶排管，顶排管可集中安装在搁架排管上部。

2．搁架式排管的布置

搁架式排管在冻结间的布置有三种方案(见图6—2—12)。 3．搁架式冻结间的气流组织

采用空气自然循环冻结间，排管与食品之间的热交换较差，冻结速度也较慢。若在冻结内装设鼓风机，加速空气循环，则冻结时间可缩短一半，冻结的食品质量也可提高。

吹风式搁架排管冻结间，根据鼓风机安装的位置不同，其气流组织基本有三种形式：顺口吹风式、直角吹风式和混流吹风式。

(1)顺流吹风式 (2)直角吹风式 (3)混流吹风式。

三、强吹风“单体速冻”冻结装置(IQF)

强吹风“单体速冻”冻结装置主要用于冻结小型体食品，如冻结各种豆类、水果片、虾仁、单体虾、各种鱼片、蟹块、各种分割肉相水饺、包子等小包装方便食品。

(一)强吹风隧道网带式速冻装置 (二)强吹风螺旋网带式速冻装装置 (三)强吹风链传动隧道式速冻装置

第三节 冷却物冷藏间

(—)设计参数和设计要点

1．设计参数的确定

由于冷却物冷藏问贮存的品种繁多，要求的温、湿条件也各不相同，所以冷却物冶藏间的设计参数，应根据不同食品所要求的贮藏条件来确定(可参见附录三)，以便保证食品的质量。

2．设计要点

(1)由于贮藏的生机食品在冷藏期间仍继续进行呼吸作用，同时放出热量，所以，要求库内的空气循环要通畅、均匀，否则，可能使局部的冷藏条件恶化，引起食品变质；

(2)需设置通风换气设备，以便定期向库内输进新鲜空气，排除食品生化过程产生的各种有害气体。

(3)必须采用冷风机作为冷却设备。因若采用排管作冷却设备，当制冷系统停止运行时，

排管表面霜层则会融化而滴水，平时进货时也会因带入大量的水汽在诽管冷表面凝结而滴水。至于某些生活服务性的小冷库，由于条件的限制，或当冷风机的冷却面积不够时，可以采用墙排管或增设高墙管，但应在墙管下设置收集和排放滴水的水槽或水沟；

(4)应考虑到生产旺季时，经常需要将挑选后的鲜货不经冷却间而直接进库(进货员按不 超过库容量的5％计)，为此，可将冷风机的排管分成2—3组，分组控制，视库内热负荷的大小调节运行，风量最好也能作相应的调节。这样，就可以借助温度继电器和湿度控制器来控制供液、回气管上的自动阀门及风机马达，达到自动调节库内温度、湿度的目的。 (二)冷却设备的布置

冷却物冷藏间的设备包括冷风机和送风道 (三)送风管及气流组织设计

冷却物冷藏间，一般均采用均匀风道，送风道由水平送风主管和喷咀组成。 (四)通风换气设施

1．通风换气设计要求

(1)冷却物冷藏间宜按所贮存货物的品种，没通风换气装置，每天换气次数不宜少于2次。

(3)冷间内废气应直接排车床外，出风n应设置便于操作的保温启闭装置i

(4)新鲜空气进口与废气出口不宜设在同一侧。苦处在同一侧时，排出口应在进气口下部，两者垂直距离不得小于2m，水平距离不宜小于4m；

(5)冷间内的通风换气管道，通风管穿越围护结构处及其外侧1．5m一2．o m长的管段和川堂内徘气管均要保温。排气管应坡向库外，进气管道应坡向冷风帆，风管道最低处应有放水设施。

2．进气设施

向库内送入新鲜空气

专用的送风系统。一般可以利用冷风机的通风机作为吸进新鲜空气的设备，或者设置专用的送风系统。

(1)利用冷风机的通风机作为吸入新鲜空气的设备，其新风管与冷风机的连接方法有两种。

A．将新风管接在冷风机蒸发器的进风端，新风经过冷却和去湿后再送入库内，如图6—3—4所示。这样可以避免库内温度发生过大的波动和产生“雾气”。

B．将新风管接在冷风机蒸发器以后的袖流风机的吸入段上，如图6—3—5所示。 (2)设置专用的新鲜空气进风设备，新风管接在冷风机蒸发器的进风端，此法可保证在不规定的换气操作时间内供给足够的新鲜空气。

3．排气设施

一般可以在向库内送入新鲜空气的同时，稍开库门，即可排放污浊空气。但对于地下室冷藏间，装设排风机相排气管。

第四节 冻结物冷藏间

冻结物冷藏间是用来较长期地贮藏冻结食品的库房。

我国目前冷库冻结物冷藏间的设计室温—一般为－18℃一一－20℃。 一、空气自然对流循环式冻结物冷藏间

这种冻结物冷藏问是采用排管作为冷却设备。其优点是：制作简便，若采用工厂预制的定型产品，也可以缩短施上周期，且冻品在藏贮期间的干耗较小。但排管的耗金属量大，在单层高位库内安装有困难，且库温不均匀。 二、风冷式冻结物冷藏间

风冷式冻结物冷藏间是采用冷风机作为冷却设备。其优点是： (1)可节省钢材相投资，比采用排管可节省60％以上； (2)安装方便。可加速施工进度； (3)不用人工扫霜，简化了操作管理；

(4)易于实现自动化。这种冻结物冷藏问贮藏包装的冻品是非常合适的。

冷藏间内的气流组织，要求库内各处空气流速要均匀，货间风速不大于0．5m／s。 三、夹套式冷库

夹套式冷库与一般冷库主要不同点在于外围护结构里面增加了一个夹套结构，央套内装设冷却设备，使库外的传入热量被夹层内的冷空气吸收

而不传入库内，贮藏的食品不受库外温度变化的影响，并且库内可维持恒定的低温高湿条件，从而大大地减少了食品在贮藏期间的干耗。

1．夹套库的形式

夹套库有单层的和多层的，根据采用的冷却设备可分为：空气强制循环式和空气自然循环式；根据夹套的结构型式来分：有全夹套式、半夹套式和局部附加夹套式三种.

2．夹套的构造 3．冷却设备及布置

第五节 贮冰间(冰库)

一般把专用于贮冰的冷库称为冰库，而把附设在食品冷库内的贮冰用房称为贮冰间 —、贮冰间制冷工艺的要求

根据冰的种类和冰的原料水不同，贮冰间的库温要求也不同。制冰工艺设计将在第七章介绍，一般盐水间接冷却所制的淡水冰块，设计室温为一4℃，直接劳发制取淡水冰块，设计室温取一8℃，贮存淡水片冰的库温取一l 2℃以下，贮存海水片冰的库温应在一20℃左右。

二、贮冰间酌建筑要求

1．建筑高度 2．地坪的标高 3．地面排水

4．贮冰间墙壁的防护 5．冰块的进出库与堆装

第七章 制 冰

人工制取冰的方法又分盐水制冰和快速制冰两种。

第一节盐水制冰

盐水制冰是采用全敞开式间接冷却方式来制取冰块。 一、对盐水的要求

盐水作为中间冷却介质，其浓度、温度及与制冷剂的温差等均要满足一定的要求 1．盐水的平均温度ty

盐水的平均温度直接影响结冰的速度和冰的质量，低则结冰速度快，但制出的冰易碎，且需要制冷系统的蒸发温度相应降低，因此降低了压缩机的制冷量，是不经济的；若太高，结冰速度又太慢，一般定盐水的平均温度为－10℃，这样，盐水与冰桶的水在结冰过程中的温差为10℃。

2．盐水平均温度与蒸发温度的温差Δt 一般取5℃。

3．盐水的浓度及凝固温度

制冰用的盐水通常是氯化钠和氯化钙溶液．盐水的浓度确定既要满足工艺要求．又要尽量减少对金属的腐蚀。

二、制冰间的设备与工艺流程 制冰间的主要设备有制冰池、冰桶、芜发器、氨液分离器，融冰池、倒冰架、加水器．吊冰行车等，参见图7一1一2。

高压氨液节流进入氨液分离器进行汽液分离后，低压低温的氰液便进入制冰池盐水槽蒸发器里蒸发吸热，将管外的盐水冲却。盐水在盐水搅拌器的作用下，强行通过盐水蒸发器，到放置冰桶的制冰他里将桶内的水制冷。温度升高的盐水又经过回水道去蒸发器再被冷却，如此周而复始，不断循环住复，直到冰桶里的水逐渐冻成冰块，一般．盐水制冰的时间在24小时至26小时之间。

三、盐水制冰的有关计算 1．制冰时间

2．制冰的l生产能力及冰桶只数可由下式确定

3．制冰池内冷却设备的传热面积

4．盐水搅拌器选型

四．盐水制冰的设备布置设计 1．冰桶和冰桶架 2．盐水蒸发器 3．搅拌器 4．制冰池

5．氡液分离器 6．融冰池 7．倒冰架 8．滑冰台 9．吊车 10．加水器

五．制冰间的建筑要求 1．制冰间长度

2．制冰间的宽度

3．制冰间的高度

六、提高盐水制冰效率的措施

1．降低盐水温度，加大换热塭差，可以提高结冰速度； 2．制空心冰可缩短时间； 3．原料水预冷

4．吊车部份集中操作；

5．采用液压推进机构，定点敉池，定点出冰。

第二节 快速制冰 快速制冰是利用制冷利直接在管道内或设备内蒸发使管道或设备外的水冻结成冰．与盐 水制冰相比，具有冻结快、设备轻、耗钢材少、占地面积小．无腐蚀等优点，而且已配套生产．故投产快。但是制出的冰较脆，冰块表面积大而容易融比。 快速制冰设务主要有以下几种类狲 1．桶式快速制冰机

2．沉箱管组式快速航冰帆

3．管冰机

第三节 冰的输送

一．块冰的输送 二．碎冰的输送 三．冰块轧碎

第八章 设计文件及图纸的要求

第一节 设汁文件的编制

— 扩初设计(两段设计)阶段 1．设计计算书； 2．设计说明书。 二 施工图设计阶段 1．设计计算书； 2．设计说明书； 3．施工图纸。

4．制冷装置五装说明书

安装说明书是指对本工程的机器、没备、管道．阀门等安装的特殊要求的文件．它与施工图具有同等的效力。对于比较简单的工程或设计安装单位对制冷工艺比较熟悉的．一般可不写安装说明书，而以附注的形式列在施工图纸上，

5．设备材料规格表

列出没备材料的名称、规格、型号、数量、重量以及生产厂家等。 三、没汁文件的排列顺序； 1、目录 2、说明书

3．设备及主要材料表 4．施工图纸

第二节 施工图纸的绘制要求

一、制冷工艺图纸绘制的一般规定 二、主要图纸的绘制要求 1．制垮系统原理图 2．设备市置平面图 3、管道安装图 4．制冷系统透视图

第三节 制冷工艺专业与其它专业的配合

一．向土建专业提供的主要条件 二．向给、排水工种提供的主要条件 三．向供．配电专业提供的条件主要

第九章 制冷装置的安装与调整

第一节 制冷机器设备的安装

一．制冷压缩机的安装 二．冷凝器的安装 三、蒸发器的安装 四、氨泵的安装

第二节 制冷管道的安装

一．弯管的制作

二．管道除污的工作 三．管道的连接

第三节 制冷设备及管道的隔热

制冷装置中的低温管道和设备郡必须隔热，以免造成过多的冷量损耗和回汽过热；另外，低温管道在未隔热的情况下，与周围空气接触后，其管壁表面就要凝水，温度愈低，凝水愈多。低于0℃时会结冰。

一．隔热材料的选择

管道和设备的隔热，过去多采用软木．现在聚苯乙烯和聚氯乙烯泡沫塑料巳在很多地方代替了软木，它的优忧贞是导热系数低，质量轻，吸湿性也较小。

二．隔热结构的施工 (一)、防锈层 （二）、隔热层 (三)、防潮层 （四）、保护层 （五）、防腐蚀及识别层

第四节 制冷装置试运转

一．制冷装置的吹污、检漏和抽空 （一）吹污 （二）、检漏

检漏方虐一般有三种：压力检漏．真空检漏和校灯检漏。 （三）真空试验

在压力检漏工作结束后要进行真空试验，真空试验目的：是检查系统在真空条件下的密封性以及抽除系统内残余的气体和水份．为系统充加制冷剂准备条件。

二．添加制冷剂

制冷装置经过认真试验合格后，便可利用装置内的真空状态添加制冷剂。 (一)制冷剂的充入 （二）充剂后的硷漏 1．试纸检漏法 2．卤素喷灯检漏法 三、添加润滑油

四．制冷装置的试运转

由于制冷装置的类型较多，自动比、半自动比相手动操作等设计组成不同．因此应按制造厂说明书或施工设计文件中的试运转要求进行

（一）启动前的准备工作 (二)制冷装置的启动相运行 （三）制冷装置的停车

第五节 制冷装置的调整及冷库投产

一．制冷装置的主要参数

制冷装置的主要参数包括蒸发温度和蒸发压力，冷凝温度和冷凝压力，压缩机吸入温度扣排气温度。中间冷却温度以及膨胀阀前液体制冲剂的温度等，它是制冷装置进行操作与调整的重要依据。而这些参数中，最基本的是蒸发温度扣蒸发压力，冷凝温度和冷凝压力。

二．制冷装置的调整 （一）制冷压缩机的调整 （二）制冷装置的调整 三．冷库的降温和试生产 （一）冷库的降温 (二)冷库的试生产

冷库降温情况良好，库温达到设计要求，机器设备运行正常，冷库便进行试生产： 试生产是从基建完成到正式投产的过渡和准备，冷库试生产时，不仅要求制冷装置良好，还应保证有充分的电量和水量，有一定的货物堆放整理场地．以及各种生产设备。

除生产设施的准备外．还应有一定数量的技术工人，并建立好适应生产的组织机构。在试生产过程中应建立和完善必要的操作规程和有关制度，以保证投产后的正常生产。

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