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（上海海事大学 上海 201306）
摘 要：本文首先介绍了国内肉类市场的变化，然后以哈尔滨地区某中型分配性肉类冷库为例，概述了冷库制冷工艺的设计和平面拟定、设备选型和计算等。可供类似冷库的设计计算借鉴和参考。
关键词：冷库；平面拟定；设备选型；设计
1引言
由于2014年乌克兰危机不断升级，俄罗斯出台反制裁措施，禁止从欧盟、美国、加拿大、澳大利亚和挪威进口食品，包括牛肉、猪肉、水果、蔬菜和乳制品等，俄罗斯已正式允许从中国进口猪肉。
由于哈尔滨临近俄罗斯，畜牧业发达，交通十分便利，有许多铁路和公路，在此地建造肉类冷库可满足国内外肉类食品日益增长的需求，具有一定的实践意义。
2哈尔滨地区某分配性肉类冷库系统的设计
分配性冷库主要建在大中城市、人口较多的工矿区和水陆交通枢纽，专门储藏经过冷加工的食品，以供调节淡旺季节、提供外贸出口和作长期储备之用。它的特点是冷藏容量大并考虑多品种食品的储藏，其冻结能力较小，仅用于冻结食品在长距离运输过程中软化部分的再冻及当地小批量生鲜食品的冻结。
2.1系统平面拟定
该分配性冷库为单层土建库，则低温冷藏库和速冻库的面积计算如下：
对于低温冷藏库的库容量按公式（2-1）计算
式中，G为冷藏库计算吨位，2800t；V1为冷藏间公称容积m3；η为冷藏间容积利用系数，取η=0.6；ρ为储存食品的计算密度，400kg/m3。算得∑Vl =11666.7 m3。单层冷库高度应大于等于5m，取冷藏库的净高为h=6m[1]。则设计面积A=1945m2。
将冷藏库分为四间，取每间冷藏间长和宽分别为30.5m和16m，则实际总建筑面积（A′）为1952m2，算得实际库容（G′）为2810.8t。
速冻库采用吊顶式冷风机加吊轨的设计，速冻库的长度应按照满足吊轨长度进行计算。吊轨的长度按公式（2-2）计算
式中，G为冻结间每天的冻结能力，36吨/日；g为吊轨单位长度净载货量，肉类取200kg/m；T为冻结工序时间，20h。
算得吊轨总长为150m。试将速冻库分为四间（n=4），则单间吊轨长为37.5m。每间3根吊轨。则单根吊轨长为12.5m，由于轨端与墙面的距离不宜小于700mm，所以速冻库长度为12500+750×2=14000 mm。
则实际冻结能力：
=36t/日，符合要求。
冷藏间为四间，每间长30.5m、宽16m、高6m，总建筑面积1952m2。速冻库为四间，每间净长14m、宽6m、高4.3m[1]，总建筑面积336 m2。
2.2 系统组成
该系统为采用氨泵强制供液的制冷系统。
其蒸发温度与库温相差10℃，该制冷系统有2个蒸发温度段：-28℃和-33℃，其中-28℃蒸发温度段的制冷设备负荷QZ=74kW，制冷机械负荷Qj=63kW，-33℃蒸发温度段的制冷设备负荷QZ=250.2kW，制冷机械负荷Qj=205kW。
设置集中式制冷机房，选用螺杆式带经济器补气的氨制冷压缩机进行制冷。整个系统的流程如图2所示。
2.3制冷设备的选型计算
2.3.1氨压缩机的选型计算
因为冷库的设计工况和压缩机的标准工况不同，可应用压缩机的理论输气量进行选型，首先根据吸、排气压力比确定输气系数λ，再确定压缩机理论输气量Vdp，最终选取压缩机。
输气系数：
λ=0.95-0.0235×（Pl/ Pz）[2] （2-3）式中，Pl 为冷凝温度对应的冷凝压力，kPa；Pz为蒸发温度对应的蒸发压力，kPa。
压缩机的理论输气量：
Vdp=Qj/（h1-h7）·（ν2/λ）[2] （2-4）
其中ν2为压缩机吸入气体的比体积，m3/kg。
算得速冻库压缩机理论输气量为1070m3/h，低温冷藏库压缩机理论输气量为256m3/h。
根据以上数据，速冻库选取JZLG20型带经济器的螺杆机，其理论输气量为1154 m3/h；冷藏间选取JZLG12.5型带经济器的螺杆机，其理论输气量为276 m3/h。
2.3.2冷凝器的选型计算
根据冷凝总负荷选取冷凝器，由于速冻库、低温冷藏库共用一个冷凝器，所以总的冷却量为速冻库和低温冷藏库冷却量之和。
根据冷凝负荷QL选取冷凝器，利用公式（2-5）来计算冷凝负荷：
QL= G（h3-h5）=Vdp·λ/ν2·（h3-h5）[2] （2-5）
其中G為压缩机制冷剂循环量，kg/h。可算得冷凝总负荷为335.05kW。
选一台ZNX-350型蒸发式冷凝器，其冷凝负荷为350kW。
2.3.3蒸发设备的选型计算
可将蒸发设备的面积适当加大，以提高蒸发温度，減少库温与蒸发温度差值以提高压缩机的效率，减少机器运行时间，达到节能减排效果。
速冻库中的冷风机按照冷却面积选取，冷风机的冷却面积按公式（2-6）计算：
A=Qq/（KΔtm）[2] （2-6）
式中， Qq为制冷设备负荷，W；Δtm 为库房空气温度与蒸发温度之差，Δtm=10℃；K为传热系数，值为11.63 W/（m2·℃） [2]。
算得速冻库的总冷却面积为2151.33m2，单间速冻库的冷却面积为537.83m2。故每间速冻库各选用D045-90AW/28L型吊顶式冷风机6台，每台冷却表面积为90m2，风量为13000 m2/h。
冷藏间总传热面积为1116.14m2，选用U型顶排管，排管管径Φ38×2.2，每米长管面积（S）为0.1193m2，所需钢管总长L=A/S= 9355.73m。单冷藏间内设4组双层顶排管，每组21根，每根14m，管间距取200mm，则钢管总长9408 m。
3结论
由于哈尔滨在冬季时室外环境温度较低，最低可达到-30℃以下，甚至低于冷库设计温度，并且该地冬季时间较长，可在冷库中增设通风系统，利用室外新风所蕴含的自然冷量给冷库降温，以缩短制冷设备运行时间，降低系统能耗。
参考文献：
[1]GB 50072-2010 冷库设计规范[S].
[2]李敏，《冷库制冷工艺设计》[M]，机械工业出版社，2009，3-180.
摘 要：本文首先介绍了国内肉类市场的变化，然后以哈尔滨地区某中型分配性肉类冷库为例，概述了冷库制冷工艺的设计和平面拟定、设备选型和计算等。可供类似冷库的设计计算借鉴和参考。
关键词：冷库；平面拟定；设备选型；设计
1引言
由于2014年乌克兰危机不断升级，俄罗斯出台反制裁措施，禁止从欧盟、美国、加拿大、澳大利亚和挪威进口食品，包括牛肉、猪肉、水果、蔬菜和乳制品等，俄罗斯已正式允许从中国进口猪肉。
由于哈尔滨临近俄罗斯，畜牧业发达，交通十分便利，有许多铁路和公路，在此地建造肉类冷库可满足国内外肉类食品日益增长的需求，具有一定的实践意义。
2哈尔滨地区某分配性肉类冷库系统的设计
分配性冷库主要建在大中城市、人口较多的工矿区和水陆交通枢纽，专门储藏经过冷加工的食品，以供调节淡旺季节、提供外贸出口和作长期储备之用。它的特点是冷藏容量大并考虑多品种食品的储藏，其冻结能力较小，仅用于冻结食品在长距离运输过程中软化部分的再冻及当地小批量生鲜食品的冻结。
2.1系统平面拟定
该分配性冷库为单层土建库，则低温冷藏库和速冻库的面积计算如下：
对于低温冷藏库的库容量按公式（2-1）计算
式中，G为冷藏库计算吨位，2800t；V1为冷藏间公称容积m3；η为冷藏间容积利用系数，取η=0.6；ρ为储存食品的计算密度，400kg/m3。算得∑Vl =11666.7 m3。单层冷库高度应大于等于5m，取冷藏库的净高为h=6m[1]。则设计面积A=1945m2。
将冷藏库分为四间，取每间冷藏间长和宽分别为30.5m和16m，则实际总建筑面积（A′）为1952m2，算得实际库容（G′）为2810.8t。
速冻库采用吊顶式冷风机加吊轨的设计，速冻库的长度应按照满足吊轨长度进行计算。吊轨的长度按公式（2-2）计算
式中，G为冻结间每天的冻结能力，36吨/日；g为吊轨单位长度净载货量，肉类取200kg/m；T为冻结工序时间，20h。
算得吊轨总长为150m。试将速冻库分为四间（n=4），则单间吊轨长为37.5m。每间3根吊轨。则单根吊轨长为12.5m，由于轨端与墙面的距离不宜小于700mm，所以速冻库长度为12500+750×2=14000 mm。
则实际冻结能力：
=36t/日，符合要求。
冷藏间为四间，每间长30.5m、宽16m、高6m，总建筑面积1952m2。速冻库为四间，每间净长14m、宽6m、高4.3m[1]，总建筑面积336 m2。
2.2 系统组成
该系统为采用氨泵强制供液的制冷系统。
其蒸发温度与库温相差10℃，该制冷系统有2个蒸发温度段：-28℃和-33℃，其中-28℃蒸发温度段的制冷设备负荷QZ=74kW，制冷机械负荷Qj=63kW，-33℃蒸发温度段的制冷设备负荷QZ=250.2kW，制冷机械负荷Qj=205kW。
设置集中式制冷机房，选用螺杆式带经济器补气的氨制冷压缩机进行制冷。整个系统的流程如图2所示。
2.3制冷设备的选型计算
2.3.1氨压缩机的选型计算
因为冷库的设计工况和压缩机的标准工况不同，可应用压缩机的理论输气量进行选型，首先根据吸、排气压力比确定输气系数λ，再确定压缩机理论输气量Vdp，最终选取压缩机。
输气系数：
λ=0.95-0.0235×（Pl/ Pz）[2] （2-3）式中，Pl 为冷凝温度对应的冷凝压力，kPa；Pz为蒸发温度对应的蒸发压力，kPa。
压缩机的理论输气量：
Vdp=Qj/（h1-h7）·（ν2/λ）[2] （2-4）
其中ν2为压缩机吸入气体的比体积，m3/kg。
算得速冻库压缩机理论输气量为1070m3/h，低温冷藏库压缩机理论输气量为256m3/h。
根据以上数据，速冻库选取JZLG20型带经济器的螺杆机，其理论输气量为1154 m3/h；冷藏间选取JZLG12.5型带经济器的螺杆机，其理论输气量为276 m3/h。
2.3.2冷凝器的选型计算
根据冷凝总负荷选取冷凝器，由于速冻库、低温冷藏库共用一个冷凝器，所以总的冷却量为速冻库和低温冷藏库冷却量之和。
根据冷凝负荷QL选取冷凝器，利用公式（2-5）来计算冷凝负荷：
QL= G（h3-h5）=Vdp·λ/ν2·（h3-h5）[2] （2-5）
其中G為压缩机制冷剂循环量，kg/h。可算得冷凝总负荷为335.05kW。
选一台ZNX-350型蒸发式冷凝器，其冷凝负荷为350kW。
2.3.3蒸发设备的选型计算
可将蒸发设备的面积适当加大，以提高蒸发温度，減少库温与蒸发温度差值以提高压缩机的效率，减少机器运行时间，达到节能减排效果。
速冻库中的冷风机按照冷却面积选取，冷风机的冷却面积按公式（2-6）计算：
A=Qq/（KΔtm）[2] （2-6）
式中， Qq为制冷设备负荷，W；Δtm 为库房空气温度与蒸发温度之差，Δtm=10℃；K为传热系数，值为11.63 W/（m2·℃） [2]。
算得速冻库的总冷却面积为2151.33m2，单间速冻库的冷却面积为537.83m2。故每间速冻库各选用D045-90AW/28L型吊顶式冷风机6台，每台冷却表面积为90m2，风量为13000 m2/h。
冷藏间总传热面积为1116.14m2，选用U型顶排管，排管管径Φ38×2.2，每米长管面积（S）为0.1193m2，所需钢管总长L=A/S= 9355.73m。单冷藏间内设4组双层顶排管，每组21根，每根14m，管间距取200mm，则钢管总长9408 m。
3结论
由于哈尔滨在冬季时室外环境温度较低，最低可达到-30℃以下，甚至低于冷库设计温度，并且该地冬季时间较长，可在冷库中增设通风系统，利用室外新风所蕴含的自然冷量给冷库降温，以缩短制冷设备运行时间，降低系统能耗。
参考文献：
[1]GB 50072-2010 冷库设计规范[S].
[2]李敏，《冷库制冷工艺设计》[M]，机械工业出版社，2009，3-180.