立式冷凝器2~4℃;卧式和组合式冷凝器4~8℃;激淋式冷凝器2~3℃。
(2)蒸发温度t0:
当空气为冷却介质时,蒸发温度取低于空气温度7~10℃,常采用10℃。当盐水或水为冷却介质时,蒸发温度取低于介质温度5℃。
(3)过冷温度:
在过冷器的制冷系统中,需定出过冷温度。在逆流式过冷器中,氨液出口温度(即过冷温度)比进水温度高2~3℃。
(4)氨压缩机允许的吸气温度:
(5)氨压缩机的排气温度tp
tp=2-4(tk-t0)
式中:tk——冷凝温度,℃;
t0——蒸发温度,℃。
2.氨压缩机的选择及计算
选择氨压缩机要符合的一般原则为:选择压缩机时应按不同蒸发温度下的机械冷负荷分别予以满足。与此同时,当冷凝压力与蒸发压力之比Pk P0<8时,采用单机压缩机;当Pk P0>8时,则采用双级压缩机。
单级氨压缩机的工作条件如下:
①最大活塞压力差<1-37MPa;
②最大压缩比:<8;
③最高冷凝温度:≤40℃;
④最高排气温度:≤145℃;
⑤蒸发温度:5~-30℃。
食品工厂的制冷温度都≥-30℃,压缩机压缩比都<8,所以都采用单级氨压缩机。
(1)单级氨压缩机的选择计算:
工作工况制冷量Qc计算:根据氨压缩机产品手册,只能查知压缩机标准工况下制冷量Q0,然后再根据制冷剂的实际蒸发温度、冷凝温度或再冷却温度,换算为工作工况下的制冷量Qc:
Qc=KQ0(kJ/h)
式中:K——换算系数,根据蒸发温度、冷凝或再冷却温度查有关表格。
(2)压缩机台数计算:
m=Qj Qc(台)
式中:Qj——全厂总冷负荷,kJ/h;
Qc——氨压缩机工作工况下的制冷量,kJ/h。
压缩机台数的确定,在一般情况下不宜少于两台,也不宜过多。特殊情况外,一般不考虑备用机组。
3.主要辅助设备的选择
(1)冷凝器的选择:冷凝器的形式很多,最常用的是立式壳管式冷凝器、卧式壳管式冷凝器、大气式冷凝器蒸发式冷凝器。冷凝器的选择取决于水质、水温、水源、气候条件以及布置上的要求等。
立式冷凝器的优点是占地面积小,可安装在室外,冷却效率高,清洗方便,用于水温较高、水质差、水源丰富的地区。
卧式冷凝器的优点是传热系数高,结构简单,冷却水用量少,占空间高度小,可安装于室内,管理操作方便。缺点是清洗水管较困难,造价较高。
冷凝器冷凝面积的确定:
F=Q1 q1
式中:F——冷凝器面积,m2;
Q1——冷凝器热负荷,kJ/h;
q1——冷凝器单位热负荷,kJ/(m2·h)。
立式冷凝器q1=3500~40000,卧式冷凝器q1=3500~4500。
冷凝器为定型产品,根据冷凝器冷凝器冷凝面积计算结果,可从产品手册中选择符合要求的冷凝器。
(2)蒸发器的选择:
蒸发器是一种热交换器,在制冷过程中起着传递热量的作用,把被冷却介质的热量传递给制冷剂。根据被冷却介质的种类,蒸发器可分为液体冷却和空气冷却两大类。
(3)其他辅助设备:
①储液器:储液器在制冷系统中,位于冷凝器与蒸发器之间,为高压储液器。它的作用是储存和供应制冷系统内的液体制冷剂,使系统各设备内有均衡的氨液量,以保证压缩机的正常运转。储液器容积确定的原则是应能储藏工质每小时循环量的1/3~1/2。具体规格型号可以从有关产品手册中查找。
②油分离器:用以分离从压缩机排除的气体所带的油分,以防止冷凝器及蒸发器内油分过多而影响传热效果。油分离器一般可按接管直径的大小来选择,如排气管管径为89×4,则可接选YF-80的油分离器。
③空气分离器、紧急泄氨器、氨液分离器、低压储液器、集油桶、排液桶、盐水泵、盐水池等附属设备,均可从有关产品手册中选择。
4.冷冻站的位置选择
冷冻站位置选择时应考虑下列因素。
(1)冷冻站宜布置在全厂厂区夏季主导风向下风向,动力区域内。一般应布置在锅炉房和散发尘埃站房的上风向。
(2)力求靠近冷负荷中心,并尽可能缩短冷冻管路和冷却水管网。
(3)氨冷冻站不应设在食堂、托儿所等建筑物附近或人员集中的场所。其防火要求应按规定的《建筑设计防火规范》执行。
(4)机器间夏季温度较高,其朝向尽量选择通风较好,夏季不受阳光照射的方向。
(5)考虑发展的可能性。
六、冷库设计
1.平面设计的基本原则
(1)冷库的平面体型最好接近正方形,以坚守外部维护结构。
(2)高温库房与低温库房应分区布置(包括上下左右),把库温相同的布置在一起,以较少绝缘层厚度和保持库房温湿度相对稳定。
(3)采用常温穿堂,可防止滴水,但不宜设施内穿堂。
(4)高温库因货物进出较频繁,宜布置在底层。
2.库房的层高和楼面负荷
单层冷库的净高不宜小于5m。为了节约用地,1500t以上的冷库应采用多层建筑,多层冷库的层高,高温库不小于4m,低温库不小于4-8m。
3.冷库绝热设计
绝热材料应选用容量小、导热系数小、吸湿小、不易燃烧、不生虫、不腐烂、没有异味和毒性材料。
地坪绝缘:由于承受荷载,低温库多采用软木,高温库可采用炉渣。
外墙绝缘:多采用砻糠或聚苯乙烯泡沫塑料。
冷库门绝缘:采用聚苯乙烯泡沫塑料。
绝缘层的厚度按下式计算:
式中:δ——主要隔热材料厚度,m;
λ——主要隔热材料导热系数,W/(m·K);
K——维护结构总的传热系数,W/(m2·K);
a、a2——结构表面的对流给热系数,W/(m2·K)。
如前所述,冷库维护结构单位面积耗冷量一般取11-7~13-9W/m2。由此确定K值,将K值代入上式,即可求得应有的隔热材料厚度。
4.冷库的隔汽设计
隔汽设计是冷库设计的重要内容,由于库外空气中的水蒸气分压与库内的水蒸气分压有较大的压力差,水蒸气就由库外向库内渗透。为阻止水蒸气的渗透,要设良好的隔汽层。如隔汽层不良或有裂痕,蒸汽就会渗入绝缘材料中,使绝缘层受潮结冰以至破坏,这样,不仅会使库温无法保持,严重的会造成整个冷库的破坏。隔汽层必须敷设在绝缘层的高温侧,否则会收到相反的效果。
在低温侧要选用渗透阻力小的材料,以及时排除或多或少存在绝缘材料中的水分。
屋顶隔汽层采用三毡四油,外墙和地坪采用二毡三油,相同库温的内隔墙可不设隔汽层。
复习思考题
1.什么是公用工程?公用工程包括主要包括哪些内容?
2.公用工程设计的方法有哪些?
3.食品工厂对水质有何要求?
4.如何确定食品工厂的全厂用水量及排水量?
5.食品工厂供电、变配电系统有哪些部分组成?
6.食品工厂的锅炉容量如何确定?锅炉房应布置在厂区的什么位置?
7.食品工厂的制冷量如何计算?
8.如何对食品工厂的通风和采暖进行设计?