制冷工藝設(shè)計(jì)3.29/28/202313.3庫(kù)房熱流量的計(jì)算第3章庫(kù)房冷負(fù)荷的計(jì)算23.3冷間熱流量的計(jì)算冷間熱流量有下列五項(xiàng)內(nèi)容：QS=Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5(W)

一、Q1——圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入熱量（W）；二、Q2——貨物熱量（W）；P——貨物冷加工系數(shù)；三、Q3——通風(fēng)換氣熱量（W）；四、Q4——電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱量（W）；五、Q5——操作熱量（W）。

Q1和Q3與庫(kù)外空氣的溫、濕度有關(guān)，隨季節(jié)、晝夜變化。Q2則與貨物進(jìn)入量、季節(jié)、品種、加工方法有關(guān)。Q4和Q5與操作管理有關(guān)。33.3.1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入熱量

Q1=K*F*α（tw-tn）(W)(3-5)式中，Q1——圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入熱量（w）；K——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)(W/m2*℃）；計(jì)算公式F——圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱面積（m2）；計(jì)算規(guī)定α——圍護(hù)結(jié)構(gòu)兩側(cè)溫差修正系數(shù)；表3-11tw——圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)計(jì)算溫度（℃）；空調(diào)日平均tn——圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)的計(jì)算溫度（℃）；設(shè)計(jì)規(guī)定4（一）傳熱系數(shù)K的確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱系數(shù)K值應(yīng)按下式計(jì)算（3-6）式中，αw，αn——圍護(hù)結(jié)構(gòu)外、內(nèi)表面的放熱系數(shù)（W/m2*℃）,表3-10；δ1，δ2—圍護(hù)結(jié)構(gòu)各構(gòu)造層的厚度（m）；λ1，λ2—圍護(hù)結(jié)構(gòu)各構(gòu)造層的熱導(dǎo)率（W/m2*℃），附錄F5例補(bǔ)1：某高溫庫(kù)外墻構(gòu)造由外向內(nèi)依次為：1.20厚水泥砂漿抹面；2.37磚墻；3.20厚水泥砂漿抹面；4.100厚聚氨酯噴涂；5.25厚水泥砂漿抹面。求傳熱系數(shù)K.磚砌體導(dǎo)熱率:λ1=0.81[w/(m*K)]查附錄p257no4水泥砂漿導(dǎo)熱率：λ2=0.93[w/(m*K)]no7。聚氨酯導(dǎo)熱率：λ3=0.031[w/(m*K)]no20。注意：導(dǎo)熱率采用的是設(shè)計(jì)值6αw——23（表3—10）p47αn——18磚墻厚度：δ1=0.37導(dǎo)熱系數(shù)：λ1=0.81抹面厚度：δ2=0.065導(dǎo)熱系數(shù)：λ2=0.93聚氨酯厚度：δ3=0.10導(dǎo)熱系數(shù)：λ3=0.0317表3-10冷間圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面和內(nèi)表面放熱系數(shù)、和熱絕緣系數(shù)MW、Mn《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》確定不同隔熱材料單位表面積熱流量的控制指標(biāo)為8.1～12.8W/m2之間。冷間外墻、屋面、隔墻當(dāng)采用價(jià)格高的隔熱材料時(shí)，一般可采用單位面積熱流量較大的總熱阻；當(dāng)采用價(jià)格低的隔熱材料時(shí)，可采用單位面積熱流量較小的總熱阻。見(jiàn)表3-12～3-16。8補(bǔ)：熱惰性指標(biāo)——表征圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)周期性溫度波在其內(nèi)部衰減快慢程度的一個(gè)無(wú)量綱指標(biāo)，單層結(jié)構(gòu)D=R·S；多層結(jié)構(gòu)D=∑R·S。式中R為結(jié)構(gòu)層的熱阻，S為相應(yīng)材料層的蓄熱系數(shù)，D值愈大，周期性溫度波在其內(nèi)部的衰減愈快，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱穩(wěn)定性愈好。D≤4為輕型結(jié)構(gòu)，D＞4為重型結(jié)構(gòu)9補(bǔ)：如上例高溫庫(kù)外墻，求熱惰性指標(biāo)。D=∑R·S磚墻S=9.65，R=0.37/0.81=0.4568，D=4.40砂漿S=10.35，R=0.065/0.93=0.070，D=0.72聚氨酯S=0.28，R=0.10/0.031=3.2258，D=0.93D=4.40+0.72+0.93=6.06——為重型結(jié)構(gòu)10表3-12冷間外墻、無(wú)閣樓的屋面、有閣樓的頂棚的總熱阻R0（m2·℃/W）例補(bǔ)3：濟(jì)南地區(qū)高溫庫(kù)，計(jì)算外墻保溫厚度，外墻構(gòu)造其它同例補(bǔ)1。濟(jì)南地區(qū)夏季空調(diào)計(jì)算日平均溫度為31℃。解：聚氨酯屬于比較貴的材料，查表3-12，溫差為31℃，取總熱阻為3.44——面積熱流量大約按多少取的？11聚氨酯厚度取0.1m。（取整數(shù)，留點(diǎn)余量）12表3-13冷間隔墻總熱阻R0（m2·℃/W）表3-15直接鋪設(shè)在土壤上的地面總熱阻R0表3-16鋪設(shè)在架空層上的冷間地面總熱阻R013（二）傳熱面積F的確定1．屋面和地坪的面積（1）兩側(cè)外墻：自外墻外側(cè)至外墻外側(cè)的長(zhǎng)度；（2）一外一內(nèi)：自外墻外側(cè)至內(nèi)墻中心線的長(zhǎng)度；(3)兩內(nèi)墻：自內(nèi)墻中心線至內(nèi)墻中心線的長(zhǎng)度。圖3-2建筑長(zhǎng)、寬度計(jì)算圖14圖3-2建筑長(zhǎng)、寬度計(jì)算圖152．樓板面積（1）兩外墻：自外墻內(nèi)表面至外墻內(nèi)表面的長(zhǎng)度；（2）一內(nèi)一外：外墻內(nèi)表面至內(nèi)墻中心線的長(zhǎng)度；（3）兩內(nèi)墻：內(nèi)墻中心線至內(nèi)墻中心線的長(zhǎng)度。。圖3-2建筑長(zhǎng)、寬度計(jì)算圖163.墻面積（1）墻的長(zhǎng)度1）外墻長(zhǎng)度同地坪面積計(jì)算方法；2）內(nèi)墻長(zhǎng)度同樓板面積計(jì)算方法

圖3-2建筑長(zhǎng)、寬度計(jì)算圖17（2）墻的高度1）外墻（a）底層或地下室：自地坪的隔熱層底面至上層樓面的高度；（b）中間層：自該層樓面至上層樓面；（c）頂層：自該層樓面至無(wú)閣樓屋面隔熱層上表面或有閣樓隔熱層上表面。18②內(nèi)墻：(a)底層、地下室或中間層：均按該層樓面、地面至上層樓面的高度，見(jiàn)圖2-2中的h8和h9；(b)頂層：由該層樓面至頂部隔熱層下表面的高度，見(jiàn)圖2-3中的h10,和h11，計(jì)算冷間樓板、地板面積時(shí)，不扣除門(mén)斗所占的面積。19二、貨物熱量

貨物熱量計(jì)算公式為：

Q2=Q2a＋Q2b+Q2c＋Q2d式中，Q2―貨物熱量（W)；Q2a―食品熱量（W)；

Q2b―包裝材料和運(yùn)載工具熱量（W)；

20【例3-3】圖3-4為濟(jì)南市某單層冷庫(kù)一間凍結(jié)物冷藏間的平面圖，建筑高度4.2m。臨室為同溫度冷間。冷間外墻結(jié)構(gòu)由內(nèi)到外依次為：20厚水泥砂漿抹面，370厚磚墻，120厚聚氨酯噴涂保溫層，20厚水泥砂漿抹面。試計(jì)算這個(gè)冷間通過(guò)外墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱流量。21【解】1.計(jì)算傳熱系數(shù)K值：根據(jù)已知條件，查表3-11得:αw=23(W/m2·k)，αn=8(W/m2·k)，查附錄，水泥砂漿λ=0.930W(m·k），磚砌體λ=0.810W(m·k）、聚氨酯λ=0.031W(m·k）將各值代入公式(3-5)：22232.計(jì)算面積F值因該冷間相鄰的房間均為凍結(jié)物冷藏間，理論上相互間沒(méi)有熱量傳遞，所以在確定傳熱面積時(shí)只需計(jì)算外墻面積。

根據(jù)圖3-4所示及外墻長(zhǎng)度的確定方法，該冷間外墻的總長(zhǎng)度為：

24

l=[（10+0.185×2+0.02）×2]+[15+(0.185+0.02)×2]=36.19m

外墻的高度根據(jù)規(guī)定和題設(shè)條件有：

h=4.2-0.24+0.12+0.02×2+0.2=4.32(m)

傳熱面積F＝l×h=36.19×4.32=156.34(m2)東西外墻，一面內(nèi)墻一面外墻。由內(nèi)墻的中心線到外墻的外表面。兩墻的中心線為10m，+外墻的半墻與外墻皮?！?去掉北外墻，兩面外墻。由外墻的外表面到外墻的外表面。兩墻的中心線為15m，+【外墻的半墻與外墻皮】×2-0.24——樓板厚度，樓板下為聚氨酯，頂層計(jì)算到隔熱層以上。地面計(jì)算到隔熱層以下，地面做法p84，-253.2.2貨物熱流量

貨物熱量計(jì)算公式為：

Q2=Q2a＋Q2b+Q2c＋Q2d式中，Q2——貨物熱量（W)；Q2a——食品熱量（W)；

Q2b——包裝材料和運(yùn)載工具熱量（W)；Q2c——貨物冷卻時(shí)的呼吸熱流量（W）；如由30℃到0℃Q2d——貨物冷藏時(shí)的呼吸熱流量（W）；

26

m——冷間的每日進(jìn)貨質(zhì)量（kg)；Gn——冷卻物冷藏間的冷藏量，kg；T——貨物冷卻時(shí)間，h；對(duì)冷藏間取24h，對(duì)冷卻間、凍結(jié)間取設(shè)計(jì)冷加工時(shí)間；

G′——冷間的每日進(jìn)貨量（kg)；B——貨物包裝材料或運(yùn)載工具的重量系數(shù)，見(jiàn)表3-17；cb——包裝材料或運(yùn)載工具的比熱容，KJ/kg·℃，見(jiàn)表3-18t1——包裝材料或運(yùn)載工具進(jìn)入冷間時(shí)的溫（℃）；

t2——包裝材料或運(yùn)載工具在冷間內(nèi)終止降溫時(shí)的溫度，一般為該冷間的設(shè)計(jì)溫度（℃）；

27

h1——貨物進(jìn)入冷間初始溫度時(shí)的焓熱量（KJ/kg)；

h2——貨物在冷間內(nèi)終止降溫時(shí)的焓熱量（KJ/kg)；q1——貨物冷卻初始溫度時(shí)的呼吸熱量（W/kg）；

q2——貨物冷卻終止溫度時(shí)的呼吸熱量（W/kg)；

28

計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：

1.僅鮮活性食品的冷藏間才需計(jì)算Q2c、Q2d。

2.凍結(jié)過(guò)程中需加水時(shí)，還需要增加一次加水熱量。3.冷間每日進(jìn)貨量,應(yīng)按下列規(guī)定取值：

(l）冷卻間或凍結(jié)間應(yīng)按設(shè)計(jì)冷加工能力計(jì)算；

(2）存放果、蔬的冷按不大于該間冷藏噸位的10％計(jì)算；

(3）存放鮮蛋的冷間，應(yīng)不大于該間冷藏噸位的5%;

(4）有從外地調(diào)入貨物的冷庫(kù)，其凍結(jié)物冷藏間每間每日進(jìn)貨量應(yīng)按該間冷藏噸位的5％計(jì)算；

29(5）無(wú)外地調(diào)入貨物的冷庫(kù)，其凍結(jié)物冷藏間每間每日進(jìn)貨量一般宜按該庫(kù)每日凍結(jié)量計(jì)算，如該進(jìn)貨的量大于按該間冷藏噸位5％計(jì)算的進(jìn)貨量時(shí)，則應(yīng)按該間冷藏噸位的5％計(jì)算；

(6）凍結(jié)量大的水產(chǎn)冷庫(kù)，其凍結(jié)物冷藏間的每日進(jìn)貨量可按具體情況確定。（7）有特殊要求的冷間，按設(shè)計(jì)要求的進(jìn)貨量確定。

。30

4.包裝材料或運(yùn)載工具進(jìn)入冷間時(shí)的溫度應(yīng)按下列規(guī)定取值：

（1）在本冷間進(jìn)行包裝的貨物，其包裝材料或運(yùn)載工具溫度的取值應(yīng)按夏季空氣調(diào)節(jié)日平均溫度乘以生產(chǎn)旺月的溫度修正系數(shù)。(2）自外地調(diào)入已包裝的貨物，其包裝材料溫度應(yīng)為該貨進(jìn)入冷間時(shí)的溫度，其運(yùn)載工具溫度的取值也是按夏季空氣調(diào)節(jié)日平均溫度乘以生產(chǎn)旺月的溫度修正系數(shù)。315.貨物進(jìn)入冷間時(shí)的溫度，應(yīng)按下列規(guī)定計(jì)算：1）未冷卻的鮮肉按35℃計(jì)算，已冷卻的鮮肉按4℃計(jì)算；2）從外地調(diào)入的凍品按-10℃～-15℃計(jì)算；3）凍結(jié)間進(jìn)入冷藏間的貨物凍結(jié)間終止降溫時(shí)的溫度計(jì)算；4）冰鮮魚(yú)蝦整理后的溫度按15℃計(jì)算；5）鮮魚(yú)蝦整理后進(jìn)入冷加工間的溫度按整理魚(yú)蝦用水的水溫計(jì)算；6）鮮蛋、水果、蔬菜的進(jìn)貨溫度，按當(dāng)?shù)厥称愤M(jìn)入冷間生產(chǎn)旺月的月平均溫度計(jì)算。6.貨物的出庫(kù)溫度，應(yīng)根據(jù)冷間的形式，產(chǎn)品冷加工工藝要求來(lái)確定。3233制冷工藝設(shè)計(jì)3.3劉樂(lè)山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院9/28/2023343.2.3通風(fēng)換氣熱量

用于貯藏水果、蔬菜、鮮蛋等食品的冷藏間，需更換新鮮空氣，通風(fēng)換氣的熱量計(jì)算公式：Q3=Q3a＋Q3b

式中，Q3——通風(fēng)換氣熱量（W)；

Q3a——換氣熱量（W)；Q3b——操作人員新鮮空氣熱量（W)35計(jì)算時(shí)應(yīng)注意：

1.通風(fēng)換氣熱量只適于有呼吸的食品。2.Q3b只計(jì)有操作人員長(zhǎng)期停留的冷間。3.室外空氣含熱量，按夏季通風(fēng)室外計(jì)算溫度及夏季通風(fēng)室外計(jì)算相對(duì)濕度取值。計(jì)算室內(nèi)空氣的含熱量時(shí)，應(yīng)按冷間設(shè)計(jì)溫度和相對(duì)濕度取值。4.操作人員數(shù)，可按冷間內(nèi)公稱容積每250m3增加1人?！纠?-5】363.2.4電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱量庫(kù)房設(shè)備電動(dòng)機(jī)的能量將變成熱量：Q4=1000∑P*ξ*ρ(3-8)式中，Q4——電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱量（W）；P——電動(dòng)機(jī)額定功率（kW）；ξ——熱轉(zhuǎn)化系數(shù)，電動(dòng)機(jī)在冷間內(nèi)時(shí)取1，在冷間外取0.75;ρ——電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間系數(shù)。冷風(fēng)機(jī)電機(jī)取1，其他設(shè)備電機(jī)按實(shí)用情況取值，一般可按每晝夜操作8小時(shí)計(jì).Ρ=8/24=0.33。。373.2.5操作熱量

庫(kù)房操作熱量是由照明熱量，開(kāi)門(mén)熱量，操作人員熱量，換氣熱量組成。計(jì)算式為：Q5=Q5a+Q5b+Q5c(W)(3-9)

式中，Q5—操作熱量（W)；Q5a—照明熱量（W）；Q5b—開(kāi)門(mén)熱量（W）；Q5c—操作人員熱量（W）；【例3-6】38負(fù)荷計(jì)算是在庫(kù)房的五項(xiàng)熱量計(jì)算基礎(chǔ)上進(jìn)行的。對(duì)于某一個(gè)冷間來(lái)說(shuō)，這五部分熱量的最大值通常不是同時(shí)出現(xiàn)的，需根據(jù)具體情況，對(duì)各項(xiàng)熱量進(jìn)行匯總，合理的計(jì)算出冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷和系統(tǒng)機(jī)械負(fù)荷，為選擇制冷壓縮機(jī)、輔助設(shè)備和冷卻設(shè)備提供可靠依據(jù)。3940制冷工藝設(shè)計(jì)3.4劉樂(lè)山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院9/28/2023413.4設(shè)備負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷計(jì)算3.4.1冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷計(jì)算

Qq=Q1+PQ2+Q3+Q4+Q5(3-10)式中，Qq―冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷（W)；

Q1―圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量（W)；

Q2―貨物熱量（W)；

Q3―通風(fēng)換氣熱量（W)；Q4―電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)熱量（W)；

Q5―操作熱量（W);

P―負(fù)荷系數(shù)。。冷卻間、凍結(jié)間取1.3，其它冷間取1.0.42

P―負(fù)荷系數(shù)。冷卻間和凍結(jié)間的負(fù)荷系數(shù)P應(yīng)取1.3，其它冷間取1。對(duì)冷卻物冷藏間，當(dāng)入庫(kù)貨物未經(jīng)冷卻時(shí)，初始階段有冷卻負(fù)荷，因進(jìn)貨量?jī)H為貯藏噸位的10%，故P仍取1。433.4.2系統(tǒng)機(jī)械負(fù)荷計(jì)算

機(jī)械負(fù)荷即壓縮機(jī)負(fù)荷。冷間冷卻設(shè)備負(fù)荷是按最不利的生產(chǎn)條件計(jì)算的，而實(shí)際生產(chǎn)中，各種最不利的因素往往不是同時(shí)出現(xiàn)的。因此，計(jì)算系統(tǒng)機(jī)械負(fù)荷，應(yīng)對(duì)各種熱量加以修正，既要滿足冷庫(kù)全年生產(chǎn)的要求，又要充分考慮冷庫(kù)常年經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，為選擇制冷壓縮機(jī)和輔助設(shè)備提供可靠的理論依據(jù)。

44Qj=(n1∑Q1+n2∑Q2+n3∑Q3+n4∑Q4+n5∑Q5)R(3-11)

式中，Qj——機(jī)械負(fù)荷（W);

n1——圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量的季節(jié)修正系數(shù)；

n2——貨物熱量的機(jī)械負(fù)荷折減系數(shù)；

n3——同期換氣系數(shù)；

n4——冷間用的電動(dòng)機(jī)同期運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)；

n5——冷間同期操作系數(shù)；

45R―制冷裝置和管道等冷損耗補(bǔ)償系數(shù)，一般直接冷卻系統(tǒng)取1.07，間接冷卻系統(tǒng)取1.12。

公式（3-11）中各種修正系數(shù)取值：

1.圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量的季節(jié)修正系數(shù)n1，根據(jù)生產(chǎn)旺季出現(xiàn)的月份，按表3-20規(guī)定采用。當(dāng)全年生產(chǎn)無(wú)明顯淡季區(qū)別時(shí)，應(yīng)取1。462.貨物熱量的機(jī)械負(fù)荷折減系數(shù)n2應(yīng)根據(jù)冷間的性質(zhì)確定：冷加工間和其它冷間應(yīng)取1。冷卻物冷藏間宜按下列數(shù)值取值：公稱容積為10000m3以下時(shí)取0.6，公稱容積為10001～30000m3時(shí)取0.45，公稱容積為30001m3以上時(shí)取0.3。凍結(jié)物冷藏間宜按下列數(shù)值取值：公稱容積為7000m3以下時(shí)取0.5，公稱容積為7001～20000m3時(shí)取0.65，公稱容積為20001m3以上時(shí)取0.8。

47

3.同期換氣系數(shù)n3，一般取0.5～1.0,根據(jù)同時(shí)最大換氣量與全庫(kù)每日總換氣量的比數(shù)，大時(shí)取大值。4,冷間用的電動(dòng)機(jī)同期運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)n4，冷卻間、凍結(jié)間中的冷風(fēng)機(jī)，取值為1，其它冷間按表3-24取值。5.冷間同期操作系數(shù)n5，按表3-24取值。

483.5機(jī)械負(fù)荷與設(shè)備負(fù)荷的估算3.5.1肉類冷卻冷凍加工冷負(fù)荷估算單位負(fù)荷指標(biāo)表3-25。例：估算日凍結(jié)能力10噸（35℃/-15℃，-33℃,20h）的凍結(jié)間所需機(jī)械、設(shè)備負(fù)荷。（1）先根據(jù)表8-1查出肉類冷加工每噸耗冷量，庫(kù)房冷卻設(shè)備負(fù)荷：7600W/t；機(jī)械負(fù)荷5800W/t49若凍結(jié)時(shí)間改為8h，則需要的機(jī)械負(fù)荷約為：5800*20/8=14500w/t。若經(jīng)過(guò)預(yù)冷，則需計(jì)算實(shí)際冷量。這種情況下，一般蒸發(fā)設(shè)備