一.小型冷庫作用：
冷凍冷藏裝置是保證易腐蝕變質的食品在低溫環境下進行加工和貯運的設備和運輸工具，其任務是為食品的生產、貯藏、運輸提供必要的溫度和濕度等環境條件。設計裝置選用分配性冷庫，因為一般在大中城市、水陸交通樞紐和人口較多的工礦區，作為市場供應需要、出口計劃的完成和長期儲備中轉運輸之用。其特點是凍結量小，冷藏量大，而且要考慮多種食品的儲藏，由于冷藏量大，進出貨比較集中，零進整出，因此要求庫內運輸通暢，吞吐迅速，其具有冷藏能力大，吞吐量大，長期儲藏等優點。
二.設計目標：
建成一個噸位為400t，低溫為-25℃，高溫為30℃(即庫內為-25℃，庫外為30℃)的室內裝配式小型冷庫，地址在北緯30°的杭州。
三.計算說明書
1.冷庫結構
設計噸位 ，食品密度 ，由公式
，(其中 為容積利用系數，其取值見下表)
容積/
容積利用系數 500~1000 0.40
1001~2000 0.50
2001~10000 0.55
100001~15000 0.60
>15000 0.62
根據試算，取 ，
，圓整為2080 ，
所以冷庫的尺寸設計為長×寬×高=26×16×5，分為容積相同的兩個小間，其設計平面圖如下：
坐北朝南放置冷庫。
2. 庫址選擇及庫區布置
此冷庫主要是冷藏肉類 ，為防止異味擴散 ，冷庫應布置在杭州夏季
主風向的下風側 ; 但為確保冷藏食品干凈衛生 ，冷庫布置在廠內牲畜 、 家禽 、 魚類等原料區和鍋爐房 、 煤場 、污水處理站的上風側。杭州夏季多吹東南風，相對某一建筑物， 東南方向為上風側 ，西北方向為下風側。庫址選擇在交通運輸方便的地方， 并保證周圍有良好的衛生條件， 避開產生有害氣體 、煙霧 、粉塵等物質的工業企業及傳染病醫院等。庫房屋面及外墻粉刷成白色減少吸熱 ，庫房屋面隔熱層上宜設通風層保證肉類通風換氣 。
3. 確定裝配式冷庫庫板厚度
庫體的庫板采用彩鋼PU 夾芯預制板，其性能參數可按工程使用的實
際情況選定如下：
(1).隔熱材料導熱系數：
(2).鋼板厚度選取0.6mm，其導熱系數：
(3).庫房圍護結構內表面和外表面換熱系數:
對于內表面換熱系數:
對于內表面換熱系數:
(4).圍護結構隔熱層的校核計算可以按夾芯板的傳熱系數K考慮，按照JB/T9061-1999，從下表可知，該冷庫屬于低溫J系列
各系列的傳熱系數取值列于下表：
由上表可知其傳熱系數 ，設計的隔熱層厚度 為：
，選用
150mm厚的硬質聚氨酯泡沫塑料彩鋼夾芯板庫板或裸板加防潮隔氣層加鋼筋混凝土結構(庫底部分)，此時庫板選型設計的傳熱系數為：
(5).放置冷庫庫房的地坪處用普通水泥地籠或磚砌地籠水泥砂漿抹平或槽鋼地籠找平即可，地籠的方向與庫板的方向垂直，但要平整并墊實，避免庫體地面受力不均或大面積懸空而使庫房產生塑性變形。
(6).冷庫庫房一間設置一個外開鉸鏈門，一間設置一個移動門，鉸鏈門為右開門。
(7).庫內除設置制冷機械設備外，應考慮照明設施，防撞護板和防滑通風地板及泄水地漏等。
(8).庫體整體放置在地籠上，庫體地板外表面為通風層。
4. 庫房負荷及系統冷量的計算：
根據熱量進入冷間的不同途徑，可將冷負荷分為5個部分：圍護結構傳熱量 ;貨物熱量 ;庫房內通風換氣熱量 ;電機運行熱量 ;操作熱量 ，包括庫內照明用電、操作設備(叉式堆垛機)，操作工人等所散發的熱量以及開門損失。
(1) 圍護結構傳熱量
通過圍護結構的傳熱量包括兩部分：通過墻壁、樓板、屋頂及地坪的熱量 ;太陽輻射產生的熱量 。
其中圍護結構面積(即冷庫表面積)
圍護結構的傳熱系數
圍護結構外側計算溫度
圍護結構內側計算溫度
所以
其中墻壁或屋頂的表面傳熱系數
F為太陽輻射的圍護結構面積， 為受太陽輻射影響的晝夜平均當量
溫差，將北緯30°下不同方位的的F和 列表如下(墻面材料選為混凝土砌磚，屋頂材料選為深色油氈類，瀝青)：
方位 F
東 4.4 80 56.7
南 2.5 130 52.4
西 4.4 80 56.7
北 2.0 130 41.9
屋頂 10.5 416 703.7
所以
(2) 貨物熱量
貨物進入冷庫之前的溫度按-10℃計算，進出貨的溫差 ;
貨物及其包裝材料的平均比熱容 ;
冷庫每日進貨量m按該冷藏間噸位的30%計算：
(3) 庫房內通風換氣熱量
對于室內裝配式冷庫，食品均為短期貯藏，通風換氣熱量可以忽略，故不做計算
(4) 電機運行熱量
按照經驗值取
(5) 操作熱量
操作熱量由操作熱量 ，庫門開啟熱量 ，操作人員產生熱量 三部分組成。
操作熱量 ：照明燈按2 計，則
庫門開啟熱量 ：庫房單位面積因庫門開啟熱量 取值見下表：
冷間名稱 庫房面積
<50 50~100 >100
冷卻間 14.0~28.0 7.0~14.0 5.8~9.3
凍結間 18.6 9.3 7.0
冷藏間 9.3~11.6 4.7~5.8 3.5
凍藏間 7.0 3.5 2.3
根據設計要求取 ，則
操作人員產生熱量 ：
操作人員產生熱量按430W/人計，人數為6名，則
則操作熱量
冷負荷
熱量 12004 39600 4000 4968
冷庫負荷的計算分為冷卻設備負荷和機械負荷。冷庫選配冷卻風機，冷卻排管等冷卻設備根據冷卻設備負荷選配。根據機械負荷選配制冷壓縮機和制冷系統，機械負荷一般小于冷卻負荷。
設備負荷 ， 為貨物熱流量系數，對于冷卻間，冷凍間和貨物不經冷卻而直接進入冷藏間的冷卻物冷藏間 ，對于其他冷間(包括凍結物冷藏間，冰庫和部分冷卻物冷藏間) 。
因而取 ，則
機械負荷 ，宜取圍護結構傳熱負荷的季節修正系數 ，取貨物熱量的機械負荷折減系數 ，冷間電動機運轉同期運轉系數 和冷間同期操作系數 取為 ，R為制冷裝置和管道等冷損耗補償系數，直接冷卻取1.07，則
制冷系統工作時間系數可取50%~75%，同時兩間冷間獨立提供相同的制冷設備，則制冷系統所需配置的制冷量：
5. 制冷劑選取
(1) 選用的R134a制冷劑簡介：
R134a作為R12的替代制冷劑，它的許多特性與R12很相像
R134a的毒性非常低，在空氣中不可燃，安全類別為A1，是很安全的制冷劑。
R134a的化學穩定性很好，然而由于它的溶水性比R22高，所以對制冷系統不利，即使有少量水分存在，在潤滑油等的作用下，將會產生酸、二氧化碳或一氧化碳，將對金屬產生腐蝕作用，或產生“鍍銅”作用，所以R134a對系統的干燥和清潔要求更高。R134a對鋼、鐵、銅、鋁等金屬未發現有相互化學反應的現象，僅對鋅有輕微的作用。
(2) R134a循環計算：
圖中各狀態點參數計算列表如下：
狀態點 參數 單位 R134a
1 kPa 106.49
℃ -25
0.1818
383.4
2 ℃ 35
kPa 770.2
420
4 ℃ 30
kPa 770.2
241.72
循環性能指標計算如下：
項目 計算公式 單位 R134a
單位制冷量 141.68
單位容積制冷量 779.32
單位理論功 36.6
單位冷凝量熱 173.28
制冷系數 3087
卡諾循環制冷系數 4.512
熱力完善度 0.858
6. 壓縮機選型計算
壓縮機理論排氣量 ，其中 ，制冷劑單位容積制冷量：
，
壓縮機輸氣系數 ，則
根據《制冷技術與裝置設計》表5.1選取溶劑型回轉式旋轉葉片式壓
縮機，其容量范圍在0.6~5.5k W，符合設計負荷
7. 冷凝器的選型計算
因杭州水量充足，水溫較低，水質較好，所以選用臥式水冷卻冷凝器。
(1) 冷凝器的負荷
采用單級壓縮系統，冷凝器的負荷 ，其中 為單機壓縮機制冷量，對2間冷藏間采用獨立的壓縮機制冷，所以 ，單機壓縮冷凝負荷系數 由蒸發溫度 和冷凝溫度 由下圖中按R12查得： ，所以
(2) 冷凝器面積計算
冷凝器面積
其中 為冷凝器負荷(W)， 為冷凝器的傳熱系數(W/㎡?℃)， 為對數平均溫度(℃)
式中
取K=1000W/(㎡?℃)， 20℃，
所以對數平均溫差
冷凝面積
(3)冷卻水用量
其中 ,c為水的比熱容(
為冷卻水進出溫差(℃)
(4) 肋管特性參數的計算
傳熱管采用紫銅肋管， ， ，
，肋片外徑 ，肋片厚度 ，
，平均肋片厚度 ，肋片節距 。
肋管水平部分面積：
肋管垂直部分面積：
肋管總外表面積：
肋化系數：
肋片當量高度：
基管平均表面積：
則 ; ; 。
(6) 概算所需傳熱面積 ：
假設熱流密度 ，則 。
(7) 初步規劃冷凝器結構：
取管內水流速度v等于2m/s，則沒流程肋管數m為
取 ，這樣，管束總長(即流程數n與肋管有效長度的乘積)等于：
流程數n取2，則冷凝器傳熱管有效長度為2.055m;傳熱管總根數 根。
設計綜述如下：低翅片管總數為28根，每根傳熱管的有效長度為2100mm，管板厚度取30mm，考慮傳熱與管板之間的脹管加工時兩端各伸出3mm，傳熱管實際下料長度為2166mm。殼體長度為2100mm。冷卻水流動的流程數為2，傳熱管總根數為28根。
8.蒸發器選型計算
蒸發器分為冷卻空氣型和冷卻液體型。本設計冷庫的冷藏間應選用冷風機(空氣冷卻器)。
(1) 傳熱面積：
冷卻空氣型蒸發器的傳熱面積
A.蒸發器的傳熱溫差 ：
為載冷劑離開蒸發器的溫度，
取 ， ，則
B.蒸發器傳熱系數K：
按氨單層光滑蛇形頂排管的設計選擇，在冷間溫度為-25℃，計算溫度差為6.17℃的情況下， ，取管間距與外徑之比為4，外徑為38mm，則 ， ， ，則
C.蒸發器熱負荷 ：
則根據 選取沈陽大華制冷設備有限公司的冷卻物冷藏用DL系列吊頂式冷風機的型號DL-185型冷風機6臺，其額定傳熱面積為每臺185 ，兩間共12臺。
9. 熱力膨脹閥的選擇
在冷風機為蒸發器的制冷系統中，為了提高整個系統的效率，一般選用外平衡型式的熱力膨脹閥，且熱力膨脹閥容量的選擇可按同工況下計算所需的冷量大25%左右確定，由此得到每個獨立的制冷系統其熱力膨脹閥的容量為：
選取EMERSON(ALCO)公司TRAE系列的TRAE-30N熱力膨脹閥2個，其額定制冷量為29.1k W
10. 融霜選擇
因屬于中小型系統，所以選取以電融霜或熱力直接排入冷風機融霜，同時應對庫內溫度予以控制。
11. 電氣控制
氟系統制冷劑的控制可用溫控自動控制開停。
12. 安全設施
庫內的防撞設施和反鎖報警系統應按照相關標準予以統一設計施工
京ICP備10200025號