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1、冷库制冷工艺设计 一、库房冷却设备的设计库房是指对食品进行冷加工和贮藏的房间，主要包括冷却间、冻结间、冷藏间、贮冰间和包装间等组成，库房设计的重点是冷却设备的配置和气流组织问题。库房冷却设备的类型1.冷却管组的类型和结构1.1.按制冷剂划分：氨、氟利昂和盐水冷却管组。1.2.按安装位置划分：墙管、顶管、搁架式排管与冷风机用排管。1.3.按管组的结构形式划分：立管式、横管式、蛇形盘管式、管架式、内部循环式和层流式冷却管组。2.冷风机的类型和结构冷风机在冷库中用也叫空气冷却器。它多是由轴流式风机与冷却排管等组成的一台成套设备。冷风机依靠风机强制冷库房内的空气流经箱体内的冷却排管进行热交换，使空气冷
2、却，从而达到降低库温的目的。冷风机按冷却空气所采用的方式可分为干式冷风机、湿式和干湿混合式三种。其中，制冷剂或载冷剂在排管内流动，通过管壁冷却管外空气的称为干式冷风机；以喷淋的载冷剂液体直接和空气进行热交换的，称为湿式冷风机；混合式冷风机除冷却排管外，还有载冷剂的喷淋装置。二、吊顶冷风机蒸发器结构1、吊顶冷风机蒸发器有低温型（带融霜加热器）和高温型（自然融霜）两种，吊顶风机是用来强制热交换的，一般它是用控制系统控制，保证冷库内降至一定温度吊顶冷风机开始运行，同时它又控制吊顶冷风机在融霜过程中，风机制冷机组停止运行。2、融霜加热器是加热去除吊顶风机蒸发器上结的霜，从而提高热交换的效率，它是由融霜
3、时间控制和温度控制，吊顶风机组件包括风机安装板、螺栓、下水加热丝等。干式冷风机分类：冷库常用的干式冷风机按其安装的位置又可分为吊顶式和落地式两种类型。它们都由空气冷却排管，通风机及除霜装置组成，且冷风机内的冷却排管都是套片式的。大型干式冷风机常为落地式。1）落地式冷风机：落地式冷风机主要由上、中、下三部分组成。冷库用的落地式冷风机有三种：KLD型用于冻结物冷藏间；KLL型用于冷却物冷藏间；KLJ型用于冻结间。2）吊顶式冷风机：吊顶式冷风机装在库房平顶之下，不占用库房面积。根据吊顶式冷风机的送风形式，可分为单面送风和双面送风；根据它的翅片形式，有绕片式和套片式。干式冷风机分类：冷库常用的干式冷风
4、机按其安装的位置又可分为吊顶式和落地式两种类型。它们都由空气冷却排管，通风机及除霜装置组成，且冷风机内的冷却排管都是套片式的。大型干式冷风机常为落地式。1）落地式冷风机：落地式冷风机主要由上、中、下三部分组成。冷库用的落地式冷风机有三种：KLD型用于冻结物冷藏间；KLL型用于冷却物冷藏间；KLJ型用于冻结间。2、吊顶式冷风机：吊顶式冷风机装在库房平顶之下，不占用库房面积。根据吊顶式冷风机的送风形式，可分为单面送风和双面送风；根据它的翅片形式，有绕片式和套片式。3.库房冷却设备的选型和布置设计3.1 冷却间1.冷却间的类别及特点冷却间是食品进行冷却加工或冷藏前预先冷却的库房。常见的冷却食品的方法
5、有冷风冷却、冷水冷却、碎冰冷却、真空冷却等。（1）肉类冷却间肉类冷却一般采用空气作为介质。冷却的速度取决于肉体的厚度和热传导性能，胴体越厚的部位冷却越慢，一般以后腿最厚部位中心温度为准。胴体在入库前，应先把冷却间的温度降到-3-2，进肉后经1424小时的冷却，待肉的温度达到0时，使冷却间的温度保持在01。在空气温度为0左右的自然循环条件下所需的冷却时间为：猪、牛胴体及副产品24小时，羊胴体18小时，家禽12小时。冷却间的湿度一般保持在9095之间。（2）鲜蛋冷却间鲜蛋温度未冷却前为室外温度，要求在进冷藏间前应预先冷却，而且必须是缓慢的，经过24h后鲜蛋温度降至24，为此设计室内温度为0，相对湿
6、度为88%90%，空气流速为12m/s，应控制制冷温度不能降低至蛋内容物的冻点以下，防止鲜蛋冻结。（3）果蔬与鲜蛋冷却（冷藏）间鲜蛋要求的贮藏温度为02，相对湿度在80%85%；苹果要求的贮藏温度为0，相对湿度在85%90%；香蕉要求的贮藏温度为1012，相对湿度在85%。设计这类库房时应注意以下几点：1）冷却设备应具有灵活调节库内温度、湿度的能力；2）保证库内不同位置上的货堆各部分的风速、温度和湿度的均匀。一般最大温差于0.5，湿度差4 %；3）可以调节空气成分，做到既能满足最低限度的呼吸要求，又能延长贮存期限，至少要有补充新鲜空气的设施。3.2.冷却间冷却设备的选型和布置设计冷却间喷风口的
7、设计要求：冷风机的喷风口以圆形为宜，圆形喷嘴的出口流速一般采用2025m/s。喷口直径一般为200300mm。喷嘴的长度与喷口直径之比取决于库房的长度，当库房的长3.2.2 冻结间冷却设备的选型和布置设计1.空气自然循环冻结间这种冻结间温度为-18，冻结时间在48h以上，除在一些小型冷库内偶尔见到外，目前很少采用2.搁架式排管冻结间搁架式排管冻结间的优点是设备结构简单，易于操作，又不必经常维修；缺点是管架的液柱作用较大，不能连续生产，进出货搬动劳动强度大，无吹风的搁架式排管冻结间内食品与空气间的换热效果差。3.强制空气循环冻结间三、制冷管道设计制冷系统管道组成1.制冷剂管道：氨或氟利昂2.润滑
8、油管道：制冷剂及润滑油3.冷却水管道：水4.载冷剂管道：水或盐水制冷剂管道管材选择制冷剂管道参数计算制冷剂管道布置原则简单整齐、流向通畅、压力损失小、操作和检修方便。供液管布置保证各蒸发器充分供液。吸气管布置防止压缩机液击。水平管道注意坡度、坡向的设计。氟利昂系统应保证回油良好。管道上仪表应安装在便于观察的地方。氨管布置注意事项（1）坡向和坡度：系统水平管道布置应保证一定的坡向和坡度（2）管架：采用管架固定管道保证其挠度要求（3）伸缩弯：低压管道直线段超过100m高压管道直线段超过50m均采用伸缩弯补偿变形。（4）液囊和气囊：液体管避免“气囊”，气体管避免“液囊”（5）冷桥：管道穿过建筑物或使
9、用支架时防止冷桥发生（6）密封：管道连接保证严密性。氟利昂管布置注意事项（1）坡向和坡度：水平管坡向基本同制冷剂流动的方向（2）防止压缩机液击处理：压缩机吸、排气管设倒U形上升立管（3）回油问题：a.吸气管坡向压缩机b.设置油弯c.最低带油速度d.蒸发器冷却排管采用上进下出（4）不同高度蒸发器连接布置：防止闪发蒸气聚集一个蒸发器中。5.管道的保温四、制冷机房的设计1 机房设计的一般要求2 压缩机的布置3 辅助设备的布置机房设计的一般要求1.1 机房建筑的要求1.土建方面的要求（1）在冷库的总平面布置中，应将机房布置在制冷负荷中心附近，靠近冷负荷最大的冷间，但不宜紧靠库区的主要交通干道，不宜放置
10、在西边。（2）机房在库内宜布置在夏季主导风向的下风向，但在生产区内一般应布置在锅炉房、煤场等散发尘埃场所的上风向。（3）机房还应设在冷却塔的上风向，并留出一定的距离。机房四邻也不宜靠近人员密集的场所。（4）另外除非特殊需要，一般不宜将机房布置在地下建筑内（人防和军用冷库不在此限）（5）从建筑形式来说，机房以单层建筑居多。2.暖通方面的要求（1）机房内要求有采暖和通风设施；（2）在采暖地区的机房在冬季应该采暖，其室内采暖计算温度为15（至少不低于12 ）；(3)为了防止机器设备冻坏，冬季停止运行时，室内温度不低于5 ；（4）采暖方式采用散热器；（5）为避免漏氨时遇火爆炸，机房内严禁用电炉、火炉等
11、明火。3.机房的供电和照明的要求（1）冷库应按二级负荷供电，在负荷较小或地区供电条件困难时可采用一级回路专用线供电。对公称体积在2500m3以下的冷库，可按3级负荷供电；（2）配电间应靠近机房；（3）氨压缩机房宜安装氨气浓度自动检测装置；（4）在机组控制台上设置事故紧急停机按钮；（5）机房照明必须充足。1.2 机房布置的要求机房通常分成机器间和设备间两部分。机房内的制冷设备的布置必须符合制冷原理，流向应通畅，管道连接应当短而直，以确保生产操作安全和安装检修的方便，并且还要注意管道设备布置的美观。机房布置还应尽可能地紧凑，充分利用空间，以节约建筑面积。2 压缩机的布置2.1 制冷压缩机的布置及相
12、关要求（1）单列式（2）双列式（3）对列式2.2 机器间有关设备的布置要点1.总调节站的布置总调节站在机器间内的位置，应能使各操作地点都能看到它上面的信号装置。总调节站是主要通道，并应留有足够的操作空间。靠墙布置的总调节站的横主管中心线与墙面的间距不应小于0.8m，以便安装和检修。总调节站阀门布置要合理，支管间距180220mm。为便于操作，经常操作的阀门中心离地标高以1.21.5m为宜。2.中间冷却器的布置中间冷却器应布置在与之连接的高压级和低压级制冷压缩机的近处，以缩短连接管路。冷却器的工作温度较低，应外包隔热层。中间冷却器必须装设液面控制器，液面高度以淹没整个蛇形管为准。3.油分离器的布
13、置凡不带自动回油装置、无水套的油分离器，且压缩机总制冷量大于83.72kj/h的宜设在室外，否则可随压缩机安装；系统中若采用卧式冷凝器或组合式冷凝器则不受此限。氨油分离器尽可能离压缩机远一些。专供库房冷却设备融霜用的油分离器宜设在机器间或设备间内，并应采用石棉、玻璃纤维、矿棉毡等耐高温材料做隔热层，切不可使用软木或泡沫塑料。4.冷凝器的布置立式冷凝器安装在室外，位于离机房出入口较近的地方；卧式冷凝器通常布置在设备间，布置时应当考虑在它的一端留有清洗和更换管子的空间。淋式冷凝器多布置在室外较宽广的地方或机房的屋顶上，它的方位应使其排管垂直于该地区夏季主导风向。在风大的地区，冷凝器四周应做百叶挡水
14、板。蒸发式冷凝器多布置在机房的屋顶上，周围通风良好。3.2 设备间的布置形式设备间一般分单层式和分层式布置。单层式是全部设备都直接安装在地面的基础上，仅有较小的设备架在大设备之上。分层式往往是为了充分利用厂房高度或是为了操作上的需要或方便而采用，如立式循环桶与氨泵系统、卧式冷凝器与储氨器等。3.3 设备间有关设备的布置要点1.贮液器的布置贮液器一般布置在设备间，若设在室外，应有遮阳设施。贮液器应靠近冷凝器，其安装高度应与冷凝器配合，以保证液体自流进入，同时考虑不使油包碰地以及不影响放油操作。2.排液桶的布置排液桶一般布置在设备间靠近库房的一侧。如果设备间分为两层，排液桶设在底层。3.氨液分离器
15、的布置氨液分离器布置在设备间内，其高度应使分离下来的氨液能自流到下方的低压贮液器或排液桶。4. 低压循环桶和氨泵的布置低压循环桶是氨泵供液系统专用设备，应按不同蒸发温度分别设置，多设在设备间。氨泵一般布置在低压循环桶的下面近处，基础稍高于地坪。5.集油器的布置集油器可设在室内，也可设在室外，靠近油多、放油频繁的设备。6. 空气分离器的布置空气分离器应靠近冷凝器和贮液器布置。卧式空气分离器通常设在设备间的墙上，安装高度距地坪1.2m左右，进液端稍高。立式冷凝器必须包隔热层，它可支撑在贮液器或排液桶上，以节省占地面积。五、冷库制冷设备的选型计算冷却设备的选型计算1.冷却设备的选用原则1）所选用冷却设备的使用条件和计算条件应符合现行的制冷装置用冷却设备标准的要求2）冷却间、冻结间和冷却物冷藏间的冷却设备应采用冷却风机3）冻结物冷藏间的冷却设备可采用顶排管、墙排管和冷风机，一般当食品有良好的包装时，宜选用冷风机；无良好的包装时，可采用顶排管、墙排管。4）根据不同食品的冻结工艺要求选用合适的冻结设备，如冻结隧道、平板冻结器、螺旋冻结装置、流
