東北某分配型冷庫(kù)設(shè)計(jì)

許井慧

（上海海事大學(xué) 上海 201306）

摘 要：本文首先介紹了國(guó)內(nèi)肉類(lèi)市場(chǎng)的變化，然后以哈爾濱地區(qū)某中型分配性肉類(lèi)冷庫(kù)為例，概述了冷庫(kù)制冷工藝的設(shè)計(jì)和平面擬定、設(shè)備選型和計(jì)算等。可供類(lèi)似冷庫(kù)的設(shè)計(jì)計(jì)算借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：冷庫(kù)；平面擬定；設(shè)備選型；設(shè)計(jì)

1引言

由于2014年烏克蘭危機(jī)不斷升級(jí)，俄羅斯出臺(tái)反制裁措施，禁止從歐盟、美國(guó)、加拿大、澳大利亞和挪威進(jìn)口食品，包括牛肉、豬肉、水果、蔬菜和乳制品等，俄羅斯已正式允許從中國(guó)進(jìn)口豬肉。

由于哈爾濱臨近俄羅斯，畜牧業(yè)發(fā)達(dá)，交通十分便利，有許多鐵路和公路，在此地建造肉類(lèi)冷庫(kù)可滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)外肉類(lèi)食品日益增長(zhǎng)的需求，具有一定的實(shí)踐意義。

2哈爾濱地區(qū)某分配性肉類(lèi)冷庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

分配性冷庫(kù)主要建在大中城市、人口較多的工礦區(qū)和水陸交通樞紐，專(zhuān)門(mén)儲(chǔ)藏經(jīng)過(guò)冷加工的食品，以供調(diào)節(jié)淡旺季節(jié)、提供外貿(mào)出口和作長(zhǎng)期儲(chǔ)備之用。它的特點(diǎn)是冷藏容量大并考慮多品種食品的儲(chǔ)藏，其凍結(jié)能力較小，僅用于凍結(jié)食品在長(zhǎng)距離運(yùn)輸過(guò)程中軟化部分的再凍及當(dāng)?shù)匦∨可r食品的凍結(jié)。

2.1系統(tǒng)平面擬定

該分配性冷庫(kù)為單層土建庫(kù)，則低溫冷藏庫(kù)和速凍庫(kù)的面積計(jì)算如下：

對(duì)于低溫冷藏庫(kù)的庫(kù)容量按公式（2-1）計(jì)算

式中，G為冷藏庫(kù)計(jì)算噸位，2800t；V1為冷藏間公稱(chēng)容積m3；η為冷藏間容積利用系數(shù)，取η=0.6；ρ為儲(chǔ)存食品的計(jì)算密度，400kg/m3。算得∑Vl =11666.7 m3。單層冷庫(kù)高度應(yīng)大于等于5m，取冷藏庫(kù)的凈高為h=6m[1]。則設(shè)計(jì)面積A=1945m2。

將冷藏庫(kù)分為四間，取每間冷藏間長(zhǎng)和寬分別為30.5m和16m，則實(shí)際總建筑面積（A′）為1952m2，算得實(shí)際庫(kù)容（G′）為2810.8t。

速凍庫(kù)采用吊頂式冷風(fēng)機(jī)加吊軌的設(shè)計(jì)，速凍庫(kù)的長(zhǎng)度應(yīng)按照滿(mǎn)足吊軌長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算。吊軌的長(zhǎng)度按公式（2-2）計(jì)算

式中，G為凍結(jié)間每天的凍結(jié)能力，36噸/日；g為吊軌單位長(zhǎng)度凈載貨量，肉類(lèi)取200kg/m；T為凍結(jié)工序時(shí)間，20h。

算得吊軌總長(zhǎng)為150m。試將速凍庫(kù)分為四間（n=4），則單間吊軌長(zhǎng)為37.5m。每間3根吊軌。則單根吊軌長(zhǎng)為12.5m，由于軌端與墻面的距離不宜小于700mm，所以速凍庫(kù)長(zhǎng)度為12500+750×2=14000 mm。

則實(shí)際凍結(jié)能力：

=36t/日，符合要求。

冷藏間為四間，每間長(zhǎng)30.5m、寬16m、高6m，總建筑面積1952m2。速凍庫(kù)為四間，每間凈長(zhǎng)14m、寬6m、高4.3m[1]，總建筑面積336 m2。

2.2 系統(tǒng)組成

該系統(tǒng)為采用氨泵強(qiáng)制供液的制冷系統(tǒng)。

其蒸發(fā)溫度與庫(kù)溫相差10℃，該制冷系統(tǒng)有2個(gè)蒸發(fā)溫度段：-28℃和-33℃，其中-28℃蒸發(fā)溫度段的制冷設(shè)備負(fù)荷QZ=74kW，制冷機(jī)械負(fù)荷Qj=63kW，-33℃蒸發(fā)溫度段的制冷設(shè)備負(fù)荷QZ=250.2kW，制冷機(jī)械負(fù)荷Qj=205kW。

設(shè)置集中式制冷機(jī)房，選用螺桿式帶經(jīng)濟(jì)器補(bǔ)氣的氨制冷壓縮機(jī)進(jìn)行制冷。整個(gè)系統(tǒng)的流程如圖2所示。

2.3制冷設(shè)備的選型計(jì)算

2.3.1氨壓縮機(jī)的選型計(jì)算

因?yàn)槔鋷?kù)的設(shè)計(jì)工況和壓縮機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工況不同，可應(yīng)用壓縮機(jī)的理論輸氣量進(jìn)行選型，首先根據(jù)吸、排氣壓力比確定輸氣系數(shù)λ，再確定壓縮機(jī)理論輸氣量Vdp，最終選取壓縮機(jī)。

輸氣系數(shù)：

λ=0.95-0.0235×（Pl/ Pz）[2] （2-3）式中，Pl 為冷凝溫度對(duì)應(yīng)的冷凝壓力，kPa；Pz為蒸發(fā)溫度對(duì)應(yīng)的蒸發(fā)壓力，kPa。

壓縮機(jī)的理論輸氣量：

Vdp=Qj/（h1-h7）·（ν2/λ）[2] （2-4）

其中ν2為壓縮機(jī)吸入氣體的比體積，m3/kg。

算得速凍庫(kù)壓縮機(jī)理論輸氣量為1070m3/h，低溫冷藏庫(kù)壓縮機(jī)理論輸氣量為256m3/h。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，速凍庫(kù)選取JZLG20型帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿機(jī)，其理論輸氣量為1154 m3/h；冷藏間選取JZLG12.5型帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿機(jī)，其理論輸氣量為276 m3/h。

2.3.2冷凝器的選型計(jì)算

根據(jù)冷凝總負(fù)荷選取冷凝器，由于速凍庫(kù)、低溫冷藏庫(kù)共用一個(gè)冷凝器，所以總的冷卻量為速凍庫(kù)和低溫冷藏庫(kù)冷卻量之和。

根據(jù)冷凝負(fù)荷QL選取冷凝器，利用公式（2-5）來(lái)計(jì)算冷凝負(fù)荷：

QL= G（h3-h5）=Vdp·λ/ν2·（h3-h5）[2] （2-5）

其中G為壓縮機(jī)制冷劑循環(huán)量，kg/h。可算得冷凝總負(fù)荷為335.05kW。

選一臺(tái)ZNX-350型蒸發(fā)式冷凝器，其冷凝負(fù)荷為350kW。

2.3.3蒸發(fā)設(shè)備的選型計(jì)算

可將蒸發(fā)設(shè)備的面積適當(dāng)加大，以提高蒸發(fā)溫度，減少庫(kù)溫與蒸發(fā)溫度差值以提高壓縮機(jī)的效率，減少機(jī)器運(yùn)行時(shí)間，達(dá)到節(jié)能減排效果。

速凍庫(kù)中的冷風(fēng)機(jī)按照冷卻面積選取，冷風(fēng)機(jī)的冷卻面積按公式（2-6）計(jì)算：

A=Qq/（KΔtm）[2] （2-6）

式中， Qq為制冷設(shè)備負(fù)荷，W；Δtm 為庫(kù)房空氣溫度與蒸發(fā)溫度之差，Δtm=10℃；K為傳熱系數(shù)，值為11.63 W/（m2·℃） [2]。

算得速凍庫(kù)的總冷卻面積為2151.33m2，單間速凍庫(kù)的冷卻面積為537.83m2。故每間速凍庫(kù)各選用D045-90AW/28L型吊頂式冷風(fēng)機(jī)6臺(tái)，每臺(tái)冷卻表面積為90m2，風(fēng)量為13000 m2/h。

冷藏間總傳熱面積為1116.14m2，選用U型頂排管，排管管徑Φ38×2.2，每米長(zhǎng)管面積（S）為0.1193m2，所需鋼管總長(zhǎng)L=A/S= 9355.73m。單冷藏間內(nèi)設(shè)4組雙層頂排管，每組21根，每根14m，管間距取200mm，則鋼管總長(zhǎng)9408 m。

3結(jié)論

由于哈爾濱在冬季時(shí)室外環(huán)境溫度較低，最低可達(dá)到-30℃以下，甚至低于冷庫(kù)設(shè)計(jì)溫度，并且該地冬季時(shí)間較長(zhǎng)，可在冷庫(kù)中增設(shè)通風(fēng)系統(tǒng)，利用室外新風(fēng)所蘊(yùn)含的自然冷量給冷庫(kù)降溫，以縮短制冷設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，降低系統(tǒng)能耗。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 50072-2010 冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]李敏，《冷庫(kù)制冷工藝設(shè)計(jì)》[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2009，3-180.