冷库制冷工艺设计解析课件.ppt

1、冷藏库制冷工艺设计 第一章 概述食品冷藏链的组成食品冷藏链的组成我国食品冷藏链概况我国食品冷藏链概况食品冷藏库食品冷藏库冷藏运输冷藏运输冷藏柜和冰箱冷藏柜和冰箱食品冷藏链的组成食品冷藏链食品冷藏链(Cold Chain)(Cold Chain)是指易腐食品在是指易腐食品在生产、贮藏、运输、销售、直至消费前的生产、贮藏、运输、销售、直至消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证食品质量，减少食品损耗的一项系以保证食品质量，减少食品损耗的一项系统工程。统工程。食品冷藏链的分类食品冷藏链的分类1.1.按食品从加工到消费所经过的时间顺序按食品从加工到消费所经

2、过的时间顺序分类分类冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输和冷冻冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输和冷冻销售四个方面构成。销售四个方面构成。2.2.按冷藏链中各环节的装置分类按冷藏链中各环节的装置分类 可分为固定的装置和流动的装置。可分为固定的装置和流动的装置。食品冷藏链的结构食品冷藏链的结构 食品冷藏链的结构食品冷藏链的结构食食品品原原料料冷冷冻冻加加工工冷冷冻冻贮贮藏藏冷冷冻冻运运输输冷冷冻冻贮贮藏藏冷冷冻冻运运货货冷冷冻冻贮贮藏藏冷冷冻冻销销售售冷冷冻冻贮贮藏藏食食用用我国食品冷藏链概况T食品的冷冻加工食品的冷冻加工T冷冻冷藏运输冷冻冷藏运输T销售环节销售环节食品冷藏库o 概述概述o 冷藏库的组成与布置

3、冷藏库的组成与布置o 冷藏库的隔热与防潮冷藏库的隔热与防潮o 冷藏库容量的计算冷藏库容量的计算o 冷藏库冷负荷的计算冷藏库冷负荷的计算o 冷负荷的估算方法冷负荷的估算方法o 冷藏库库房的制冷工艺设计冷藏库库房的制冷工艺设计o 装配式冷藏库装配式冷藏库概 述冷藏库的类型冷藏库的类型m按冷藏库容量分类按冷藏库容量分类m按冷藏库设计温度分类按冷藏库设计温度分类: : 高温高温 2 2C;C; 低温低温 1 5 0 0 0 0 .4 0 0 .5 0 0 .5 5 0 .6 0 0 .6 2 储储冰冰间间净净高高/m 容容积积利利用用系系数数 4.2 4.21 5.00 5.01 6.00 6.00

4、0.40 0.50 0.60 0.65 储冰间容积利用系数储冰间容积利用系数 冷藏间、冻藏间容积利用系数冷藏间、冻藏间容积利用系数 冷藏库冷负荷计算 根据热量进入冷间的不同途径，可将耗冷量分为四个部分：通过围护结构散失的冷量；食品冷加工或冷藏的耗冷量；库房内通风、换气耗冷量；操作耗冷量，包括库内照明用电、电动机、操作设备(叉式堆垛机等)，操作工人等所散发的热量以及开门损失。1.围护结构传热量(The Wall Gain Load) 通过围护结构的传热量包括两部分：通过墙壁、楼板、屋顶及地坪的热量；太阳辐射引起的热量。因此(1)墙壁、楼板及屋顶的传热量(2)太阳辐射引起的耗冷量QQQqy1nTT

5、KAQnwq)(QkFTyy 2.货物热量(The Product Load) QG hhnzg TTCnzG qqn21212122()()()3.库房内通风换气的热量(Air Change Load)QVahhm V nhhawnrawn3 ()/()4.操作热量(1)照明热量照明热量(2)电动机运转热量电动机运转热量 电动机安装在库房内时电动机安装在库房内时 电动机设置在库房外面的高温、低温电动机设置在库房外面的高温、低温穿堂时穿堂时QQQQQabcd44444QqFaa4QNb4QNb4(3)(3)库门开启热量库门开启热量(4)(4)操作人员热量操作人员热量QqFcm4Qqndr44.

6、操作热量第二章 冷库制冷系统方案设计1. 制冷方案设计的意义和内容制冷方案设计的意义和内容 方案设计是根据设计任务书上的要求提出的初步设想。所以确定制冷方案阶段是一个关键的环节，如果确定的方案欠佳，不仅会给冷库建设造成不应有的经济损失，还会给冷库投产后的运行操作等留下难以克服的后患。在确定方案时，要通过分析对比，权衡利弊，选择出最佳设计方案。 制冷方案设计的内容主要包括：制冷剂的制冷剂的选择、压缩级数的确定、蒸发温度回路的选择、压缩级数的确定、蒸发温度回路的划分、系统的供液方式和冷却方式以及蒸划分、系统的供液方式和冷却方式以及蒸发器的冲霜方式等。发器的冲霜方式等。2.制冷工艺方案设计的基本原则

7、1）要满足食品冷加工要求，降低食品的干耗，保证食品的质量。2）应尽量采用先进的制冷方法和制冷系统。3）既要考虑冷库的建设造价，又要考虑冷库运行管理费用，同时还要考虑技术经济发展的趋势。4）要充分利用制冷系统的各种能源，降低能耗，减少制冷成本。制冷工艺设计的一般流程1.基础资料和设计依据基础资料和设计依据 基础资料主要包括：项目的地理位置、使用功能以及当地的气候条件、能源价格、用户发展规划等。设计依据主要是指：1）甲方提供的设计任务书。充分了解甲方委托设计的要求与任务。2）地质勘测部门提供的相关地质、水文资料与地质报告。3）制冷工艺设计应遵照执行的规范、规定和标准。2.冷库库体的建筑设计冷库库体

8、的建筑设计3.冷库冷库的耗冷量计算冷库冷库的耗冷量计算4.制冷系统的设计制冷系统的设计1）制冷系统的选定 考虑到制冷系统所能达到的温度范围、制冷量的大小、当地能源供应条件、环境保护要求、对振动强度的要求、对噪声高低的要求以及制冷机的适用范围，方可选出合适的制冷系统。2）选择压缩机、冷凝器、膨胀阀、冷却设备以及各种辅件。5.制冷站站房的布置制冷站站房的布置6.制冷管道的设计与敷设制冷管道的设计与敷设载冷剂管道系统应当遵守的几项原则：1）必须使制冷系统的所有管道，做到工艺系统流程合理，操作、维修、管理方便，运行安全可靠，确保生产顺利进行。2）设备与设备、管道与设备、管道与管道之间，必须保持合理的位

9、置关系。3）必须保证供给蒸发器适量的制冷剂，并且能够顺利地在制冷系统内往复循环。4）管道的尺寸合理，不允许有过大的压力降产生，以防止系统的效率和制冷能力不必要的降低。5）根据制冷系统的不同特点和不同管段，必须设计有一定的坡度和坡向。6）输送液体的管段，除特殊要求外，不允许设计成倒“U”字形管段，一免形成气囊，阻碍流体的流通。7）输送气体的管段，除特殊要求外，不允许设计成倒“U”字形管段，一免形成液囊，阻碍流体的流通。8）必须防止润滑油积集在制冷系统的其它无关部位。9）制冷系统开始工作后，如遇有部分停机或全部停机时，必须防止液体进入压缩机。10）必须按照制冷系统所用的制冷剂的特点，选用管材、阀门

10、和仪表等。制冷系统的管道敷设分为3种方式：架空敷设、架空敷设、地沟敷设和埋地敷设（又称直埋敷设）地沟敷设和埋地敷设（又称直埋敷设）冷藏库库房的制冷工艺设计一、冷却间 冷却间的温度一般采用0，相对湿度为90二、冻结间 冻结间温度采用2330，空气流速采用24m/s根据冻结方式的不同，冻结间可以分为以下几种不同的形式。1. 空气自然对流冻结间2. 强制空气循环冻结间(1)纵向吹风冻结间(2)横向吹风冻结间(3)吊顶式冷风机冻结间 3. 搁架式冻结间第三章第三章 制冷技术基本原理制冷技术基本原理q制冷的基本方法制冷的基本方法 1 使制冷工质降温的方法：使制冷工质降温的方法： 绝热节流；绝热膨胀；半导

11、体的热电效应；绝热节流；绝热膨胀；半导体的热电效应； 涡流管；涡流管； 绝热去磁绝热去磁 ；He3稀释等稀释等 2 “吸热吸热”的方式：的方式：以以“潜热潜热”或或“显热显热”方式方式q制冷的基本循环制冷的基本循环-蒸汽压缩式蒸汽压缩式蒸汽压缩式制冷循环蒸汽压缩式制冷循环 condenserevaporatorExpansionvalvecompressorPV图图 逆卡诺循环lnP-h图3-2 制冷工质的命名法制冷工质的命名法一、饱和碳氢化合物及其衍生物一、饱和碳氢化合物及其衍生物 R(a-1)(b+1)d二、非饱和碳氢化合物及其衍生物二、非饱和碳氢化合物及其衍生物 用4位数字，最左边的数字

12、是1，其余同饱和碳氢化合物。三、环状化合物三、环状化合物 RCXXX RC(a-1)(b+1)d四、无机化合物四、无机化合物 R7XX 右边两位是该化合物的分子量五、共沸混合物五、共沸混合物 R5XX 如R500表示R12/R152a(73.8wt%, 26.2wt%)六、非共沸混合物六、非共沸混合物 R4XX 如R400为R12/R114七、其他有机混合物七、其他有机混合物 R6XX 如丁烷为R60制冷工质的命名法制冷工质的命名法一、氨的热力学性质一、氨的热力学性质 沸点：33.4C 凝固点：77.7C 临界温度和压力： 133C , 11417kPa 特点：单位体积制冷量大，热导率大，粘度

13、小， 流动阻力小。二、氨的化学性质：二、氨的化学性质： 能以任意比例与水相溶解 在润滑油中的溶解度很小氨氨举例举例三、毒性、易爆性三、毒性、易爆性 具有强烈的刺激性气味 达到一定浓度时，将损伤人的眼睛、呼吸器官 在空气中氨的含量达到11-14%时，即可燃温 度/ 压 力M Pa液 体 密 度 kg/m3蒸 汽 比 容 m3/kg 焓 KJ /kg 熵 KJ /(kg k) 比 KJ热 容/(kg K) 粘 (Pa度 s) 导 热 m W /系 数(m K)液 体蒸 汽液 体蒸 汽液 体蒸 汽液 体蒸 汽液 体蒸 汽 77.66a 0.00604733.915.732 147.36 1342.8

14、5 0.49307.1329 1.988505.86.86 12.83 70.000.01089725.39.0520 111.74 1357.04 0.31436.9179 2.008460.47.06 13.65 60.000.02185713.94.7166 67.671375.00 0.10256.6669 2.047391.87.33 14.68 50.000.04081702.02.6300 24.171392.170.09686.444 2.102333.17.61 15.72 40.000.07168689.91.553619.601408.410.28856.24554.39

15、62.175287.07.90601.416.79 33.33b 0.10133681.61.124149.081418.670.41296.12404.4302.235261.98.10587.817.480.000.42941638.60.28929200.001461.811.00005.61964.6172.660175.89.09520.221.8470.003.3133526.20.03785545.411483.942.10674.84165.4414.71685.711.50371.036.8685.004.6099494.50.02605628.971467.382.3377

16、4.67855.9555.79473.712.26335.642.31100.006.2553456.90.01783720.441436.532.57834.49736.9597.73962.713.31296.850.11132.2211.333235.00.004261105.471105.473.50063.5006 表表4- -5 饱和状态下氨的主要饱和状态下氨的主要热物理性质热物理性质制冷工质的发展与制冷工质的发展与CFCS的替代的替代一、制冷工质的发展一、制冷工质的发展乙醚（1850） 二氧化碳（1886） 氨（1870）二氧化硫（1874） 1930，CCl2F2(Freon1

17、2,F12)氟、氯、氢类制冷工质的分类： 1）CFCS： Chlorofluorocarbons 2）HCFCS: HydroChlorofluorocarbons 3）HFCS: Hydrofluorocarbons二、评价物质对环境影响的二个重要指标二、评价物质对环境影响的二个重要指标：1 臭氧层消耗的潜能值(ODP Ozone Depletion Potential)2 全球变暖的潜能值 (GWP Global Warming Potential) 载冷剂的性质载冷剂的性质常用载冷剂：水、盐水、溶液和有机物溶液常用载冷剂：水、盐水、溶液和有机物溶液一、盐水的性质一、盐水的性质二、有机载冷

18、剂的物理性质二、有机载冷剂的物理性质第四章第四章 食品的冻结食品的冻结普朗克公式普朗克公式（Plank Equation）：）：假设：假设：1）冻前温度均匀，且等于其初始冻结温）冻前温度均匀，且等于其初始冻结温度度 2）冻结过程中初始冻结温度不变；）冻结过程中初始冻结温度不变； 3）导热系数冻结前后不变；）导热系数冻结前后不变； 4）只计算水的相变潜热量，忽略冻结前）只计算水的相变潜热量，忽略冻结前后放出的显热量；后放出的显热量； 5）冷却介质与食品表面的对流传热系数）冷却介质与食品表面的对流传热系数不变不变 经过经过t后，每侧冻结层厚度后，每侧冻结层厚度为为x，在，在dt内推进内推进dx，则

19、，则 dQ先通过先通过x厚的冻结层，厚的冻结层，再在表面以对流换热再在表面以对流换热 方式传给冷却介质：方式传给冷却介质：食品的冻结时间食品的冻结时间AdxhdQdtAxA1TTdQi解得：解得：dxx4TT2ht2i 对直径为对直径为D的长圆柱和球状食品：的长圆柱和球状食品：食品的冻结时间食品的冻结时间4DDTT4ht2i4DDTT6ht2i2iRLPLTTht通式通式食品的冻结时间食品的冻结时间P、R为形状系数为形状系数v大平板：大平板：P=1/2,R=1/8；v长圆柱：长圆柱：P=1/4,R=1/16；v球：球：P=1/6,R=1/24对方形或长方形食品，设对方形或长方形食品，设abc,

20、 定义定义L=c, 1=b/c, 2=a/c, 根据根据 1, 2值，由图或表查值，由图或表查P,R 若带有包装材料，则：若带有包装材料，则：食品的冻结时间食品的冻结时间pp2i1PLRLTTht空 气 冻 结 法间 接 接 触 冻 结 法 直 接 接 触 冻 结 法冻 结 方 法4-3 食品冻结食品冻结空气冻结法空气冻结法 在冻结过程中，冷空气以自然对流或强制对在冻结过程中，冷空气以自然对流或强制对流的方式与食品换热。由于空气的导热性差，流的方式与食品换热。由于空气的导热性差，与食品间的换热系数小，故所需的冻结时间与食品间的换热系数小，故所需的冻结时间较长。但是，空气资源丰富，无任何毒副作较

21、长。但是，空气资源丰富，无任何毒副作用，其热力性质早已为人们熟知，所以，用用，其热力性质早已为人们熟知，所以，用空气作介质进行冻结仍是目前应用最广泛的空气作介质进行冻结仍是目前应用最广泛的一种冻结方法。一种冻结方法。空气冻结法空气冻结法送风式空气送风式空气冻结法冻结法半送风式空半送风式空气冻结法气冻结法静止空气冻静止空气冻结法结法静止空气冻结搁架排管静止空气冻结搁架排管特点：特点：结构简单，结构简单，功耗小功耗小劳动强度大，劳动强度大，环境差环境差融霜处理时融霜处理时间长，且麻间长，且麻烦烦半送风式冻结装置半送风式冻结装置冷藏库送风式冻结装置冷藏库送风式冻结装置送风式送风式冻结装置冻结装置往复

22、振往复振动动斜槽式斜槽式吊蓝式吊蓝式连续冻连续冻结结推盘推盘式连式连续冻续冻结结传送传送带式带式冻结冻结隧道隧道流态化流态化螺旋式螺旋式隧道式隧道式两段带两段带式式一段带一段带式式 隧道式冻结装置共同的特点是：冷空气在隧道隧道式冻结装置共同的特点是：冷空气在隧道中循环，食品通过隧道时被冻结。根据食品通中循环，食品通过隧道时被冻结。根据食品通过隧道的方式，可分为传送带式、吊篮式、推过隧道的方式，可分为传送带式、吊篮式、推盘式冻结隧道等几种。盘式冻结隧道等几种。传送带式冻结隧道传送带式冻结隧道(Conveyor Freezing Tunnel) 吊篮式连续冻结隧道吊篮式连续冻结隧道 (contin

23、uous hanger Freezing Tunnel) 推盘式连续冻结隧道推盘式连续冻结隧道 (continuous pushing-tray Freezing Tunnel)隧道式冻结装置隧道式冻结装置特点特点: :投资费用较低，通用性强；自动化程投资费用较低，通用性强；自动化程度较高度较高n吊篮式连续冻结隧道的特点是：机械吊篮式连续冻结隧道的特点是：机械化程度高，减轻了劳动强度，提高了化程度高，减轻了劳动强度，提高了生产效率；冻结速度快、冻品各部位生产效率；冻结速度快、冻品各部位降温均匀，色泽好，质量高。降温均匀，色泽好，质量高。n这种装置的主要缺点是结构不紧凑、这种装置的主要缺点是结构

24、不紧凑、占地面积较大，风机耗能高，经济指占地面积较大，风机耗能高，经济指标差。标差。n吊篮式连续冻结隧道目前主要用于冻吊篮式连续冻结隧道目前主要用于冻结家禽等食品。结家禽等食品。 这种装置的主要由隔热隧道室、冷这种装置的主要由隔热隧道室、冷风机、液压传动机构、货盘推进和提升风机、液压传动机构、货盘推进和提升设备构成。设备构成。 推盘式连续冻结隧道推盘式连续冻结隧道主要用于冻结果主要用于冻结果蔬、虾、肉类副食品和小包装食品等。蔬、虾、肉类副食品和小包装食品等。 这种装置的特点是：连续生产，冻结这种装置的特点是：连续生产，冻结速度较快；构造简单、造价低；设备紧速度较快；构造简单、造价低；设备紧凑，

25、隧道空间利用较充分。凑，隧道空间利用较充分。 为了克服传送带式隧道冻结装置占地面积为了克服传送带式隧道冻结装置占地面积大的缺点，可将传送带做成多层，由此出大的缺点，可将传送带做成多层，由此出现了螺旋式冻结装置。现了螺旋式冻结装置。这种装置由转筒、蒸发器、风机、传这种装置由转筒、蒸发器、风机、传送带及一些附属设备等组成。送带及一些附属设备等组成。螺旋式冻结装置也有多种型式，近几螺旋式冻结装置也有多种型式，近几年来，人们对传送带的结构、吹风方式等年来，人们对传送带的结构、吹风方式等进行了许多改进，进行了许多改进，1994年，美国约克公司年，美国约克公司改进吹风方式，并取得专利，如图所示。改进吹风方

26、式，并取得专利，如图所示。螺旋式冻结装置螺旋式冻结装置1 1平带张紧装置平带张紧装置 2 2出料口出料口 3 3转筒转筒 4 4翅片蒸发器翅片蒸发器 5 5分隔气流通道的顶板分隔气流通道的顶板6 6风扇风扇7 7控制板控制板 8 8液压装置液压装置 9 9进料口进料口1010干燥传送带的风扇干燥传送带的风扇 1111传送带清洗系传送带清洗系统统 图图 螺旋式冻结装置螺旋式冻结装置流态化冻结装置流态化冻结装置1. 流态化基本原理流态化基本原理 及流化床的工作参数及流化床的工作参数2. 流态化冻结装置的结构形式流态化冻结装置的结构形式 床层阻力是床层阻力是指气体流过床层的指气体流过床层的压力降压力

27、降 p p。当气体。当气体通过布风板向上吹通过布风板向上吹时，随着气流速度时，随着气流速度的增大，床层将发的增大，床层将发生如图生如图9-109-10所示的所示的变化，相应的气流变化，相应的气流速度与速度与 p p的关系如的关系如图图9-119-11所示。所示。(1) 固定床阶段：固定床阶段：A(2) 流态化阶段：流态化阶段：B-D(3) 输送阶段：输送阶段： E临界流化速度和操作速度临界流化速度和操作速度n根据根据A A G G 费根的研究，果蔬食品流化床的临界速度费根的研究，果蔬食品流化床的临界速度V Vk k与食品颗粒的质量呈抛物线关系，即与食品颗粒的质量呈抛物线关系，即而正常的操作速度

28、为：而正常的操作速度为：式中式中 gp 为冻品单体的质量，单位为为冻品单体的质量，单位为g/个。个。 不同食品颗粒的单体质量不同，由操作速度的不同食品颗粒的单体质量不同，由操作速度的计算式知，它们应在不同的风速下进行冻结。因此，计算式知，它们应在不同的风速下进行冻结。因此，要求风机应带有变速装置，以适应不同产品的要求；要求风机应带有变速装置，以适应不同产品的要求；其次，在冻结过程的不同阶段，应采用不同的风速。其次，在冻结过程的不同阶段，应采用不同的风速。Vgkp125195.logVgkp225195.logn用流态化冻结装置冻结食品时，由于高速冷气流用流态化冻结装置冻结食品时，由于高速冷气流

29、的包围，强化了食品冷却、冻结的过程，有效传的包围，强化了食品冷却、冻结的过程，有效传热面积较正常冻结状态大热面积较正常冻结状态大3.53.5 1212倍，换热强度比倍，换热强度比其他冻结装置的提高了其他冻结装置的提高了3030 4040倍，从而大大缩短倍，从而大大缩短了冻结时间。这种冻结方法已被食品冷加工行业了冻结时间。这种冻结方法已被食品冷加工行业广泛采用。广泛采用。n流态化冻结装置的型式虽然多种多样，但在设计流态化冻结装置的型式虽然多种多样，但在设计和操作时，应主要考虑以下几个方面：冻品与布和操作时，应主要考虑以下几个方面：冻品与布风板、冻品与冻品之间不粘连结块；气流分布均风板、冻品与冻品

30、之间不粘连结块；气流分布均匀，保证料层充分流化；风道阻力小，能耗低。匀，保证料层充分流化；风道阻力小，能耗低。另外，对风机的选择、冷风温度的确定、蒸发器另外，对风机的选择、冷风温度的确定、蒸发器的设计等也应以节能高效，操作方便为前提。的设计等也应以节能高效，操作方便为前提。流流态态化化冻冻结结装装置置斜斜槽槽式式一一段段带带式式两两段段带带式式带带式式往往复复振振动动直直线线振振动动振振动动流流态态化化流流态态化化冻冻结结装装置置间间接接接接触触冻冻结结法法间间歇歇卧卧式式连连续续卧卧式式卧卧式式立立式式平平板板式式回回转转式式钢钢带带式式间间接接接接触触冻冻结结法法间接接触冻结法间接接触冻结

31、法间接冻结法指的是把食品放在由制冷间接冻结法指的是把食品放在由制冷剂剂( (或载冷剂或载冷剂) )冷却的板、盘、带或其他冷冷却的板、盘、带或其他冷壁上，与冷壁直接接触，但与制冷剂壁上，与冷壁直接接触，但与制冷剂( (或载或载冷剂冷剂) )间接接触。对于固态食品，可将食品间接接触。对于固态食品，可将食品加工为具有平坦表面的形状，使冷壁与食加工为具有平坦表面的形状，使冷壁与食品的一个或二个平面接触；对于液态食品，品的一个或二个平面接触；对于液态食品，则用泵送方法使食品通过冷壁热交换器，则用泵送方法使食品通过冷壁热交换器，冻成半融状态。冻成半融状态。 平板式冻结装置的特点平板式冻结装置的特点o对厚度

32、小于对厚度小于50mm的食品来说，冻结快、干的食品来说，冻结快、干耗小，冻品质量高；耗小，冻品质量高；o在相同的冻结温度下，它的蒸发温度可比在相同的冻结温度下，它的蒸发温度可比吹风式冻结装置提高吹风式冻结装置提高5 8，而且不用配置，而且不用配置风机，电耗比吹风式减少风机，电耗比吹风式减少30 50；o可在常温下工作，改善了劳动条件；可在常温下工作，改善了劳动条件；o占地少，节约了土建费用，建设周期也短占地少，节约了土建费用，建设周期也短。o平板式冻结装置的缺点：厚度超过平板式冻结装置的缺点：厚度超过90mm以以上的食品不能使用；未实现自动化装卸的上的食品不能使用；未实现自动化装卸的装置仍需较

33、大的劳动强度。装置仍需较大的劳动强度。使用平板冻结装置时，应注意使食品或使用平板冻结装置时，应注意使食品或货盘都必须与平板接触良好，并控制好货盘都必须与平板接触良好，并控制好二者之间的接触压力。压力越大，平板二者之间的接触压力。压力越大，平板与食品的接触越好，传热系数越大。平与食品的接触越好，传热系数越大。平板与食品之间若接触不良，会产生很大板与食品之间若接触不良，会产生很大的接触热阻，冻结速度大为降低。的接触热阻，冻结速度大为降低。平板冻结装置应注意的问题平板冻结装置应注意的问题载 冷 剂 接 触 冻 结液 氮液 态 二 氧 化 碳R12低 温 液 体直 接 接 触 冻 结 法直接接触冻结法

34、直接接触冻结法对冻结剂的要求对冻结剂的要求 直接接触冻结法由于要求食品与冻结剂直接接触冻结法由于要求食品与冻结剂直接接触，所以对冻结剂有一定的限制，特直接接触，所以对冻结剂有一定的限制，特别是与未包装的食品接触时尤其如此。这些别是与未包装的食品接触时尤其如此。这些限制包括要求无毒、纯净、无异味和异样气限制包括要求无毒、纯净、无异味和异样气体、无外来色泽或漂白剂、不易燃、不易爆体、无外来色泽或漂白剂、不易燃、不易爆等。另外，冻结剂与食品接触后，不应改变等。另外，冻结剂与食品接触后，不应改变食品原有的成分和性质。食品原有的成分和性质。二、载冷剂接触冻结二、载冷剂接触冻结载冷剂经制冷系统降温后与载冷

35、剂经制冷系统降温后与食品接触，使食品降温冻结。常食品接触，使食品降温冻结。常用的载冷剂有盐水、糖溶液和丙用的载冷剂有盐水、糖溶液和丙三醇等。三醇等。低温液体冻结装置低温液体冻结装置v液氮冻结装置液氮冻结装置(Liquid Nitrogen Freezer)液氮冻结装置大致有浸渍式、喷淋式和液氮冻结装置大致有浸渍式、喷淋式和冷气循环式三种。冷气循环式三种。液氮喷淋冻结装置液氮喷淋冻结装置(Liquid Nitrogen Spraying Freezer) 液氮浸渍冻结装置液氮浸渍冻结装置(Liquid Nitrogen Immersion Freezer)第五章 库房冷却设备的设计 库房是指对食

36、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。5.1 库房冷却设备的类型5.1.1 冷却管组的类型和结构1.按制冷剂划分：氨、氟利昂和盐水冷却管组2.按安装位置划分：墙管、顶管、搁架式排管与冷风机用排管。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5.1.2 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，使空气冷却，从而达到降低库温的目的。冷风机按冷却空

37、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。 一、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，它是由融霜时间控制和温度控制，吊顶风机组件包括风机

38、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机按其安装的位置又可分为吊

39、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。 的5.2 库房冷却设备的选型和布置设计5.2.1 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有冷

40、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

41、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。2. 冷却间冷却设备的选型和布置设计 冷却间喷风口

42、的设计要求：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200 300mm。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12m时，取3：2；库房的长度为12 15m时，取4：3；库房的长度为15 20m时，取1：15.2.2 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

43、的换热效果差。3.强制空气循环冻结间5.2.3 冷却物冷藏间 第六章 制冷管道设计一、一、制冷系统管道制冷系统管道 组成组成1. 1. 制冷剂管道：氨或氟利昂制冷剂管道：氨或氟利昂 2. 2. 润滑油管道：制冷剂及润滑油润滑油管道：制冷剂及润滑油3. 3. 冷却水管道：水冷却水管道：水 4. 4. 载冷剂管道：水或盐水载冷剂管道：水或盐水 二、制冷剂管道设计二、制冷剂管道设计氨氨 制制 冷冷 系系 统统 管管 道道氟利昂制冷系统管道氟利昂制冷系统管道由于制冷剂性质不同分为两大由于制冷剂性质不同分为两大类类不同之处不同之处管材选择管材选择设计图表设计图表安装布置安装布置三、制冷剂管道管材选择三、

44、制冷剂管道管材选择氨管道氨管道氟利昂管道氟利昂管道1. 管材：无缝钢管管材：无缝钢管2. 管道连接：管与管焊接，管与管件法兰连接管道连接：管与管焊接，管与管件法兰连接3. 密封材料：普通橡胶密封材料：普通橡胶1. 管材：管材：Dg25mm 时选用紫铜管时选用紫铜管 Dg25mm时选用无缝钢管时选用无缝钢管2. 管道连接：焊接、法兰连接、螺蚊连接管道连接：焊接、法兰连接、螺蚊连接 3. 密封材料：特殊橡胶（如丁腈橡胶）密封材料：特殊橡胶（如丁腈橡胶）四、制冷剂管道参数计算四、制冷剂管道参数计算1. 管径计算：管径计算： （1）公式法：公式法： （2）图表法：图表法： （3）规格化规格化管道：管道

45、：2.管道阻力计算：管道阻力计算： 22 dnLLZPPdmRnMD4氨管制冷剂流速推荐值氨管制冷剂流速推荐值氟管制冷剂流速推荐值氟管制冷剂流速推荐值氨制冷管道线算图氨制冷管道线算图氟利昂制冷管道线算图氟利昂制冷管道线算图管件当量长度管件当量长度五、制冷剂管道五、制冷剂管道布置原则布置原则 1.简单整齐、流向通畅、简单整齐、流向通畅、压力损失小、压力损失小、操作和检修方便。操作和检修方便。2.供液管布置保证各蒸发器充分供液。供液管布置保证各蒸发器充分供液。3.吸气管布置防止压缩机液击。吸气管布置防止压缩机液击。4.水平管道注意坡度、坡向的设计。水平管道注意坡度、坡向的设计。5.氟利昂系统应保证

46、回油良好。氟利昂系统应保证回油良好。6.管道上仪表应安装在便于观察的地方。管道上仪表应安装在便于观察的地方。氨管布置注意事项氨管布置注意事项（1）坡向和坡度坡向和坡度：系统水平管道布置应保证一定的坡向和坡度：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）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）伸缩弯：低压管道直线段超过100m 高压管道直线段超过高压管道直线段超过50m（4）液囊和气囊：液体管避免）液囊和气囊：液体管避免“气囊气囊”，气体管避免，气体管避免 “ “液囊液囊”（5）冷桥：管道穿过建筑物或使用支架时防止冷桥发生）冷桥

47、：管道穿过建筑物或使用支架时防止冷桥发生（6）密封：管道连接保证严密性）密封：管道连接保证严密性采用伸缩弯补偿变形采用伸缩弯补偿变形氟利昂管布置注意事项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）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）防止压缩机液击处理：压缩机吸、排气管设倒倒U U形上升立管形上升立管（3）回油问题：）回油问题：a.a.吸气管坡向压缩机吸气管坡向压缩机 b.b.设置设置油弯油弯 c.c.最低带油速度最低带油速度 d.d.蒸发器冷却排管采用上进下出蒸发器冷却排管采用上进下出（4）不同高度蒸发器连接不同

48、高度蒸发器连接布置：防止闪发蒸气聚集一个蒸发器中布置：防止闪发蒸气聚集一个蒸发器中六、六、管道的保温管道的保温 低温制冷剂管道低温制冷剂管道1 1、需保温的管道：热氨融霜管道、需保温的管道：热氨融霜管道 与与低温设备低温设备连接的放油管连接的放油管+ +排液管排液管 保温材料包在管道设备外侧保温材料包在管道设备外侧 2 2、要求：保温层外需设防潮层（注意密封）、要求：保温层外需设防潮层（注意密封） 预防冷桥：预防冷桥：管道穿墙管道穿墙+ +楼板时，保温防潮层不能中断楼板时，保温防潮层不能中断 管道支架处应垫浸泡沥青的木块管道支架处应垫浸泡沥青的木块3 3、材料：、材料：4 4、保温层厚度：、保

49、温层厚度： 需保温的设备：氨液分离需保温的设备：氨液分离器，低压循环桶，排液桶器，低压循环桶，排液桶 保温材料：玻璃棉、软木、硅酸铝、聚苯乙烯、聚氨酯等保温材料：玻璃棉、软木、硅酸铝、聚苯乙烯、聚氨酯等 防潮材料：沥青油毡、塑料薄膜、铝箔等防潮材料：沥青油毡、塑料薄膜、铝箔等 211ln1) 1(22DDDttttw露空剂空第七章 制冷机房的设计7.1 机房设计的一般要求7.2 压缩机的布置7.3 辅助设备的布置机房库房7.1 机房设计的一般要求7.1.1 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

50、通干道，不宜放置在西边。（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