室內(nèi)型裝配式冷庫(kù)的設(shè)計(jì)

室內(nèi)型裝配式冷庫(kù)的設(shè)計(jì)室內(nèi)型裝配式冷庫(kù)的設(shè)計(jì)武永剛李洪信(遼寧石油化工大學(xué))摘要敘述了裝配式冷庫(kù)的特點(diǎn)、及其制冷負(fù)荷的計(jì)算，探討了設(shè)計(jì)中的保溫隔熱板板的厚度、蒸發(fā)器及制冷機(jī)組的合理配置等問(wèn)題。關(guān)鍵詞裝配式冷庫(kù)、制冷負(fù)荷、保溫層厚度、合理配置。裝配式冷庫(kù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種拼裝快速簡(jiǎn)易的冷藏設(shè)備，屬于分配性和生活服務(wù)性冷庫(kù)，該冷庫(kù)外殼體是用金屬?gòu)?fù)合結(jié)構(gòu)制造而成，絕熱面板采用涂塑板和鍍鋅板，。中間為硬質(zhì)聚酯泡塑料整體低壓發(fā)泡壓制而成。它與傳統(tǒng)的土建冷庫(kù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)：1.作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的夾層隔熱板，質(zhì)量輕，絕熱性能好(隔熱層聚氨酯時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)入為0.022(W/m·℃;),具有良好的保溫隔熱和防潮防水性能，.不易霉?fàn)€，阻燃性能好。2.外鋼型結(jié)構(gòu)，抗壓強(qiáng)度高，抗震性能好，庫(kù)內(nèi)無(wú)梁柱，庫(kù)容相應(yīng)增加，貨物搬運(yùn)方3.拼組靈活，裝配方便，施工工期短，按裝周期僅是土建冷庫(kù)的1/10,還可根據(jù)用戶需求并配置制冷機(jī)組和制控元件，增設(shè)、移設(shè)工作簡(jiǎn)單。4.隔熱板批量生產(chǎn)，質(zhì)量可靠，尺寸精度高，互換性好。5..裝配式冷庫(kù)屬輕型結(jié)構(gòu)，熱惰性較差目前市場(chǎng)上的裝配式冷庫(kù)一般為室內(nèi)型和室外型兩種，其選用條件如下：1.冷庫(kù)外的環(huán)境溫度及濕度：溫度為+32℃;相對(duì)濕度為80%,風(fēng)速低于0.25m/s。2.冷庫(kù)內(nèi)設(shè)定溫度：高溫庫(kù)L級(jí)+5℃~-5℃,中溫庫(kù)D級(jí)-10℃~-18℃,低溫庫(kù)J級(jí)-23℃~-28℃,超低溫庫(kù),-30℃3.進(jìn)庫(kù)食品溫度：按《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定的條文決定4.冷庫(kù)的堆貨有效容積為公稱容積的60%左右，貯存果蔬時(shí)再乘以0.8的修正系數(shù)。5.每天進(jìn)貨量為冷庫(kù)有效容積的10～15%。國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定有非常明確的熱負(fù)荷計(jì)算方法。但規(guī)定中也明確地規(guī)定該范圍適用于公稱容積為500m3以上的冷庫(kù)，這相當(dāng)于100噸左右的及其以上的冷庫(kù)。同時(shí)還規(guī)定制冷部分適用于以氨為工質(zhì)的制冷裝置。況且，規(guī)范中決定室外外計(jì)算溫度時(shí)是以熱惰性教大的維護(hù)結(jié)構(gòu)為基點(diǎn)而決定的。對(duì)于裝配式冷庫(kù)來(lái)說(shuō)，外圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱惰性較小，屬于輕型結(jié)構(gòu)，室內(nèi)型裝配式冷庫(kù)的制冷系統(tǒng)以氟利昂為工質(zhì)的較多，冷藏噸位較小，其熱負(fù)荷計(jì)算方法應(yīng)做以下考慮。3.冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量：Q1=K·A·a(tw-tn)5.裝貨人員耗冷量：Q3=Qr·nr·h/24(W)(5)6.室內(nèi)照明耗冷量：Q4=(Q1+Q2+Q3)×0.15(高溫庫(kù))(W)(6)Q4=(Q1+Q2+Q3)×0.25(低溫庫(kù))(W)(7)8.冷藏物散熱量Q6=Gq·0.27(W)(9)V--冷庫(kù)公稱容積(m3)ps--食品或貨物的計(jì)算重度(kg/m3)n--冷庫(kù)內(nèi)的容積利用系數(shù)K--圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱系數(shù)A--冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積(m2)a--溫差修正系數(shù)，室內(nèi)型a=1tw--冷庫(kù)外計(jì)算溫度(℃)tn--冷庫(kù)內(nèi)溫度(℃)△h--冷庫(kù)內(nèi)外空氣焓差(kJ/kg)pn--冷庫(kù)內(nèi)空氣密度度(kg/m3)n--24小時(shí)內(nèi)冷庫(kù)門的開(kāi)啟次數(shù)Qr--每個(gè)冷庫(kù)內(nèi)操作人員單位時(shí)間內(nèi)的耗冷量(Wl/h)(tn≥-5℃時(shí)取279W;tn<-5℃時(shí)取395W)nr--冷庫(kù)內(nèi)操作人員數(shù)t1--食品進(jìn)庫(kù)時(shí)的溫度(℃)C--食品或貨物的比熱(kJ/kg·℃)q--食品或貨物的呼吸熱、發(fā)酵熱等(kJ/kg·℃)λ--圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的導(dǎo)熱系數(shù)(W/m·℃)δ--圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料(預(yù)制板)的厚度(m)B--制冷機(jī)的工作系數(shù)為50～80%。四、冷庫(kù)內(nèi)蒸發(fā)器面積的計(jì)算：蒸發(fā)面積：Fz=Qo/(K·△t)(m2)(13)式中：K--蒸發(fā)器的△t--冷庫(kù)的內(nèi)外溫差(℃)五、保溫隔熱板厚度的計(jì)算式：聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料導(dǎo)熱系數(shù)λ=0.022(W/m·℃)a=7.7~22W/m2·℃tn--冷庫(kù)內(nèi)溫度(℃)ts--圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面溫度(不低于當(dāng)?shù)卮髿鈼l件下的露點(diǎn)溫度)tw--周圍環(huán)境溫度六、裝配式冷庫(kù)設(shè)中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：1合理確定保溫預(yù)制板厚度：而在冷庫(kù)負(fù)荷中圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱引起的熱負(fù)荷則占總負(fù)荷的30-35%,合理選擇保溫預(yù)制板厚度不僅能達(dá)到制冷工藝設(shè)計(jì)指標(biāo)的，還可使外界通過(guò)其圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲入冷庫(kù)內(nèi)的熱負(fù)荷就小，以為100毫米的聚氨酯保溫預(yù)制板為例，把保溫層厚度相應(yīng)增加25%,則外圍護(hù)傳入熱量將減少17-18%,這可使能源消耗和制冷機(jī)的工作系數(shù)降低；但是，目前市場(chǎng)上的裝配式聚氨酯保溫冷庫(kù)庫(kù)板在320~370元/m2,造價(jià)較高。實(shí)踐中，由于庫(kù)板的厚度規(guī)格有限，對(duì)于冷庫(kù)內(nèi)設(shè)定溫度較低的庫(kù)體常出現(xiàn)為降低庫(kù)板造價(jià)而厚度不夠的情況，這樣將導(dǎo)致，庫(kù)體絕熱性能將大幅度下降，引起制冷負(fù)荷和能源消耗的增加、制冷機(jī)工作系數(shù)增高，加劇了制冷機(jī)本身的機(jī)械磨耗及單位重量的冷藏費(fèi)用開(kāi)支增加等諸多問(wèn)題，由此可見(jiàn)，庫(kù)板厚度的確定，應(yīng)充分考慮到冷庫(kù)的內(nèi)外溫差對(duì)保溫層厚度的要求，根據(jù)不同的庫(kù)溫要求配置不同厚度的保溫預(yù)制板，以滿足制冷工藝要求。2合理配置蒸發(fā)器蒸發(fā)面積：對(duì)冷庫(kù)內(nèi)蒸發(fā)器的配置，應(yīng)根據(jù)其設(shè)計(jì)溫度要求進(jìn)行各項(xiàng)熱負(fù)荷的計(jì)算，然后根據(jù)制冷工藝要求，應(yīng)按最佳傳熱溫差來(lái)選擇配置蒸發(fā)器的面積。如果不按設(shè)計(jì)要求合理配置蒸發(fā)器而盲目減少蒸發(fā)器的配置面積將會(huì)使蒸發(fā)器單位面積上的制冷系數(shù)較大幅度地下降及制冷負(fù)荷增加、能效比明顯降低，導(dǎo)致冷庫(kù)內(nèi)溫度下降緩慢，制冷機(jī)的工作系數(shù)直趨上升，運(yùn)行費(fèi)用增加等諸種不利因素。3合理配置制冷機(jī)組：對(duì)于裝配式冷庫(kù)上配置的制冷機(jī)組，應(yīng)該庫(kù)設(shè)計(jì)計(jì)算的總制冷負(fù)荷及其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫層厚度等方面來(lái)進(jìn)行合理配置，機(jī)組配置應(yīng)考慮工作時(shí)間系數(shù)的影響，不能以增配制冷機(jī)組臺(tái)數(shù)的辦法來(lái)達(dá)到庫(kù)內(nèi)快速降溫的要求，否則，將使得蒸發(fā)器的蒸發(fā)量與壓縮機(jī)的吸氣量不相適應(yīng)將導(dǎo)致蒸發(fā)壓力Po和蒸發(fā)溫度to急劇下降，傳熱溫差△t增大，使冷庫(kù)內(nèi)降溫反而困難，壓縮機(jī)的性能指標(biāo)降低，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)變壞。對(duì)于小型裝配式冷庫(kù)，目前在我國(guó)建庫(kù)中所占的比例還不大，但這種形式的冷庫(kù)具有施工快，投產(chǎn)快，衛(wèi)生清潔度高，維護(hù)工作量少等優(yōu)點(diǎn)，是食品加工業(yè)、企事業(yè)單位、餐飲業(yè)、賓館、超市、醫(yī)院、衛(wèi)生防疫、醫(yī)藥生物工程、部隊(duì)及農(nóng)牧漁區(qū)用于冷凍冷藏及食品保鮮最理想的制冷設(shè)備，今后將有較大的發(fā)展但由于其造價(jià)較高，停