低溫庫(kù)設(shè)計(jì)導(dǎo)論

冷庫(kù)工藝設(shè)計(jì)情景二機(jī)器設(shè)備選型山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院7.2冷卻排管設(shè)計(jì)山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院劉樂(lè)二○一一年四月頂排管設(shè)計(jì)1.負(fù)荷計(jì)算，1200t共設(shè)計(jì)14組頂排管每組負(fù)荷：1200*45/14=3587w2.排管面積：3587/6.98/10=55m23.計(jì)算38管長(zhǎng)度：55/0.119=464m4.排管根數(shù)：464/16=29根根數(shù)應(yīng)為4的倍數(shù)：實(shí)際取32根5.排管寬度（32/2-1）*120+200=20006.角鋼根數(shù)：【（16-0.5*2）/3+1】*2=121200t冷庫(kù)共設(shè)14組U型頂排管，每組頂排管共32根管子，頂排管長(zhǎng)16m，寬2m，設(shè)12根角鋼。設(shè)計(jì)項(xiàng)目：1200t低溫冷庫(kù)，貯存貯存分割肉，建

設(shè)地點(diǎn)：濟(jì)南，建筑尺寸如下圖，建筑層高**m。知識(shí)準(zhǔn)備凍結(jié)物凍藏間是長(zhǎng)期貯存凍結(jié)食品的冷間，冷間溫度根據(jù)貯存的食品工藝要求而定，一般控制在-

15℃～-20℃之間，相對(duì)濕度控制在90％以上，為減少食品干耗，冷卻設(shè)備采用頂排管或墻排管。只有采取控制食品干耗措施之后，才可采用冷風(fēng)

機(jī)，風(fēng)速不超過(guò)0.3m/s。庫(kù)房冷卻排管一般由設(shè)計(jì)單位提供圖紙，由施工單位現(xiàn)場(chǎng)加工或在工廠預(yù)制加工。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)本著有利于提高制冷效果，保證庫(kù)內(nèi)溫度均勻，保持食品質(zhì)量，降低食品干耗，方便加工與安裝的原則，確定庫(kù)房排管的規(guī)格及結(jié)構(gòu)型式。第二節(jié)

頂排管設(shè)計(jì)第二節(jié)

頂排管設(shè)計(jì)7.2.1冷卻排管的規(guī)格冷卻排管有兩種規(guī)格：一種是光滑管，一般采用φ38x2.5的無(wú)縫鋼管制做，用L50*5角鋼加固，管卡采用φ8圓鋼制成U型或L型卡鉤，加固角鋼的間距為3000mm，兩端角鋼外側(cè)的排管長(zhǎng)度一般不超過(guò)500mm；另一種是翅片管，翅片管規(guī)格較多的采用φ38*2.5無(wú)縫鋼管，上面繞或套以46x1低碳鋼帶，片距為

35.7mm,常用翅片冷卻排管的規(guī)格見(jiàn)表7-1。近年來(lái)用光滑排管較為普遍。7.2.2冷卻排管的結(jié)構(gòu)形式1.光滑U形直式頂排管圖7-1是由無(wú)縫鋼管制作的雙層光滑U形頂排管結(jié)構(gòu)圖。管距為120mm，供液集管規(guī)格為φ57*3.5，回汽集管規(guī)格為φ76

x

3.5，回汽管為φ57*3.5，供液管為φ38*2.5,當(dāng)管子根數(shù)達(dá)到40根時(shí)，采用φ38*2.5兩根供液管同時(shí)供液。其規(guī)格見(jiàn)表7-1。2.光滑U型斜式頂排管圖7-2特點(diǎn)：換熱好，掃霜難。**.四層光滑U形頂排管負(fù)荷大時(shí)采用四層光滑頂排管。3.光滑蛇形頂排管（1）單層光滑蛇形頂排管

圖7-3是由φ38*2.5無(wú)縫鋼管制成的氨單排光滑蛇形頂排管結(jié)構(gòu)圖，排管長(zhǎng)度為4000～19000mm；排管根數(shù)為8～18根，間距S為150mm；其規(guī)格見(jiàn)表7-3。（2）雙層光滑蛇形頂排管

圖7-4是由φ38*2.5無(wú)縫鋼管制成的氨光滑蛇形頂排管結(jié)構(gòu)圖，排管長(zhǎng)度從4000～19000mm，其規(guī)格見(jiàn)表7-4。4.光滑蛇形墻排管（1）單排光滑蛇形排管

圖7-5是由φ38*2.5無(wú)縫鋼管制成的氨單排光滑蛇形墻排管結(jié)構(gòu)圖，排管長(zhǎng)度為2000～3200mm，排管根數(shù)為8～20根，間距Ｓ為140～160mm。（2）雙頭光滑蛇形墻排管圖7-6由φ38*2.5無(wú)縫鋼管制做的雙頭光滑蛇形墻排管結(jié)構(gòu)圖，管距S為80～110mm，排管長(zhǎng)度為

4000～16000mm，管子根數(shù)6～20根，其規(guī)格見(jiàn)

表7-2所示5.立管式墻排管圖7-7為立式排管結(jié)構(gòu)圖，冷卻管為φ38*2.5，供液與回汽集管為φ76*3.5，供液管用φ38*2.5，無(wú)縫鋼管接在下部集管上回汽管用φ57*3.5無(wú)縫鋼管接在上部集管上。冷卻管數(shù)量不超過(guò)40根，其規(guī)格見(jiàn)表7-3。7.2.3冷卻排管的設(shè)計(jì)計(jì)算1.根據(jù)冷間的使用性質(zhì)和食品冷加工工藝要求及冷間位置，確定冷間排管的結(jié)構(gòu)形式。2.根據(jù)排管的結(jié)構(gòu)形式和傳熱溫差（見(jiàn)表5-3）p104等條件，計(jì)算出傳熱系數(shù)值。?K＝K’*C1*C2*C3（W/m2*℃）

(5-1)p98式中，K－設(shè)計(jì)條件下的傳熱系數(shù)（W/m2*℃）K’——標(biāo)準(zhǔn)條件下的傳熱系數(shù)（W/m２*℃）。氨單排光滑蛇形墻排管的傳熱系數(shù)見(jiàn)表5-3氨單排光滑蛇形頂排管的傳熱系數(shù)見(jiàn)表5-4氨光滑U形頂排管和氨雙層光滑蛇形頂排管的傳熱系數(shù)K′見(jiàn)表5-5；表5-3、5-4、5-5數(shù)值均為外徑38mm，管間距與管外徑之比為4，冷間相對(duì)濕度為90%，霜層厚度為6mm時(shí)的傳熱系數(shù)。

C1—構(gòu)造換算系數(shù)為管子間距與管子外徑之比，可從奉5-中選用。C2—管徑換算系數(shù)，可在表7-12中選用。C3—供液方式換算系數(shù)，可在表7-12中選用。3.根據(jù)冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷計(jì)算出冷卻排管的冷卻面積F。F=Qq/KΔt

(m2)式中，Qq—冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷（W）；K—排管的傳熱系數(shù)（W/m2*℃）；Δt—冷卻排管計(jì)算溫度差（℃），可以從表7-13中選用。4.根據(jù)排管冷卻面積和所采用的無(wú)縫鋼管邦格換算出管子總長(zhǎng)度L。L=F/f

(m)

(4-3)式中，f—每米長(zhǎng)管子的外表面積（m2）。

5．當(dāng)計(jì)算出排管總長(zhǎng)度之后，便可根據(jù)冷卻排管的數(shù)量，安裝位置確定排管的結(jié)構(gòu)尺寸。

首先確定單根排管的長(zhǎng)度l，將管子均分，計(jì)算出排管的總根數(shù)n=L/1，然后確定排管管距、集管規(guī)格、加固方法等。若冷間既設(shè)頂排管又設(shè)墻排管時(shí)，其設(shè)計(jì)可按下面步驟進(jìn)行：

(1)首先根據(jù)所要布置的頂排管（或墻排管）的位置，初步確定其結(jié)構(gòu)形式、尺寸、管子規(guī)格，計(jì)算出管子總長(zhǎng)度L頂，再換算成冷卻面積F頂。F頂=L頂*f（m2）(2)根據(jù)：Q頂=A頂*K*Δt．（W）計(jì)算出頂排管能承擔(dān)的冷卻設(shè)備負(fù)荷。（3）從冷間總負(fù)荷Qq中減去頂排管所能擔(dān)的負(fù)荷即為墻排管負(fù)荷?Q墻=Qq-Q頂(W)（4）根據(jù)墻排管負(fù)荷Q墻設(shè)計(jì)墻排管。［例題1]某凍結(jié)物凍藏間冷負(fù)荷Qq=10000W,庫(kù)

溫為-18℃,采用無(wú)縫鋼管加工成雙層光滑蛇形頂排管，管距S=150mm，液泵供液，試計(jì)算：冷卻排管冷卻面積和需要無(wú)縫鋼管的數(shù)量（t）。??［解］1．確定計(jì)算數(shù)值確定傳熱溫差，根據(jù)表7-13可得傳熱溫差Δtm=10℃。據(jù)tn=-18℃,Δtm=10℃,從表(4-11)中查得K"=6,98(W/m2·℃）。?（3）據(jù)已知條件從表(4-12）中查出：C1≈1,因?yàn)镾/D=150/38≈4，C2=1，C3=1.1(氨泵供液）（4）計(jì)算傳熱系數(shù)????K=K"·C1·C2·C3=6.89x1x1x1.1=7.678（W/m2·℃） 2．計(jì)算頂排管冷卻面積FF=Qq/(KΔtm)=10000/(7.678*10)=130.2(m2)計(jì)算管子總長(zhǎng)度LL=A/f=130.2/0.119=1094(m)計(jì)算管子重量

G=Lg=1094*1.94=2122（kg）=2.122（t)7.2.4冷卻排管每一通路允許的總長(zhǎng)度的確定P148

凡從分調(diào)節(jié)站獨(dú)立控制的冷卻排管回路稱(chēng)為一個(gè)通路，每一個(gè)通路可由一組或幾組冷卻排管組成。多組冷卻排管組成一個(gè)通路時(shí)，可采用串聯(lián)形式，也可采用并聯(lián)形式。并聯(lián)時(shí)每一通路排管總長(zhǎng)度（包括彎頭、閥件的當(dāng)量長(zhǎng)度）按其中最長(zhǎng)一組的長(zhǎng)度考慮，串聯(lián)時(shí)為各組排管長(zhǎng)度（包括彎頭、閥件的當(dāng)量長(zhǎng)度）之和。為保證每一通路冷卻排管的冷卻效果，必須限制每一通路排管的總長(zhǎng)度。每一通路冷卻排管允許的總長(zhǎng)度，是隨冷卻排管的管徑，制冷劑種類(lèi)及供液方式的不同而變化的。

對(duì)直接膨脹供液系統(tǒng)，可根據(jù)管徑、制冷劑直接從表7-5查出管路總長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。對(duì)液泵強(qiáng)制供液系統(tǒng)，在從表7-5中查得的數(shù)值上增加20％；對(duì)重力供液系統(tǒng)、不能直接從表中查出每一通路排管允許的總長(zhǎng)度范圍，而是根據(jù)所采用的冷卻排管的管徑，從表7-6中查出相應(yīng)的流量G后，再根據(jù)蒸發(fā)溫度計(jì)算出制冷劑進(jìn)出冷卻排管的焓差Δh求得每一通路冷卻排管所承擔(dān)的最大負(fù)荷，即Q=G*Δh，最

后即可確定出每一通路排管允許的總長(zhǎng)度。U型頂排管大樣圖U型頂排管節(jié)點(diǎn)大樣圖第一節(jié)

頂排管設(shè)計(jì)第一節(jié)結(jié)束Thank

you冷風(fēng)機(jī)的分類(lèi)與適用場(chǎng)合落地上吹：大型冷藏間吊頂式：中小型冷藏間或氟系統(tǒng)冷間落地側(cè)吹：凍結(jié)間第二節(jié)

冷風(fēng)機(jī)選型與布置凍結(jié)物凍藏間是庫(kù)溫在-15℃～-20℃之間，相對(duì)濕度控制在90％以上，為減少食品干耗，早期的冷庫(kù)冷卻設(shè)備均采用頂排管或墻排管。近年來(lái)，隨著食品包裝技術(shù)的進(jìn)步，許多凍結(jié)物冷藏間的蒸發(fā)設(shè)備也用冷風(fēng)機(jī)，采用冷風(fēng)機(jī)時(shí)，風(fēng)道出風(fēng)口風(fēng)速不超過(guò)0.3m/s。貯藏凍結(jié)物冷藏間的負(fù)荷較小，因而冷風(fēng)機(jī)配比也比較小。凍結(jié)物冷藏間冷風(fēng)機(jī)的選型與布置與冷卻物冷藏第二節(jié)

冷風(fēng)機(jī)選型與布置1、送風(fēng)道的分類(lèi)及特點(diǎn)1）百葉送風(fēng)道，低風(fēng)速，大風(fēng)量。條縫型送風(fēng)道，低風(fēng)速，大風(fēng)量。炮口型送風(fēng)道，設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)單，射程長(zhǎng)。（低溫庫(kù)大多采用此種風(fēng)口）第三節(jié)風(fēng)道設(shè)計(jì)2、送風(fēng)道布置與設(shè)計(jì)要求1）主風(fēng)道設(shè)計(jì)選首段風(fēng)速10～12m/s，高度450～550（根據(jù)風(fēng)量及風(fēng)道變徑要求，一般首段寬度為高度的2～3倍）2）末段尺寸：寬度不小于高度（側(cè)出風(fēng)風(fēng)道，若高度超過(guò)寬度，出風(fēng)阻力大）。采用漸縮型設(shè)計(jì)。3）圓形風(fēng)口的直徑，按噴嘴出風(fēng)口風(fēng)速8～10m/s計(jì)。（比冷卻物冷藏間風(fēng)速低）4）圓形風(fēng)口，4個(gè)/節(jié)。第三節(jié)風(fēng)道設(shè)計(jì)第四節(jié)管道設(shè)計(jì)任務(wù)：計(jì)算、選定管道直徑，連接冷風(fēng)機(jī)與其它設(shè)備。意義：決定制冷系統(tǒng)性能、運(yùn)轉(zhuǎn)是否穩(wěn)定及安全。一、對(duì)管道的要求（與高溫庫(kù)同）氨系統(tǒng)管道