第三节第三节 冷凝器的选型计算冷凝器的选型计算一、冷凝器的选型计算一、冷凝器的选型计算1.选型原则：立式冷凝器适于水质较差，水源丰富的选型原则：立式冷凝器适于水质较差，水源丰富的地方。卧式冷凝器适于水温低（地方。卧式冷凝器适于水温低（t=46较高较高），），水质较好的地区。蒸发式冷凝器适用于缺水室外空水质较好的地区。蒸发式冷凝器适用于缺水室外空气相对较低的地方。气相对较低的地方。在冬季要考虑防止卧式冷凝器中的水被冻结，必要在冬季要考虑防止卧式冷凝器中的水被冻结，必要时可采用把卧式冷凝器放于室内安装。时可采用把卧式冷凝器放于室内安装。二、冷凝器的热负荷计算二、冷凝器的热负荷计算1.单级压缩单级压缩 冷凝负荷冷凝负荷: Ql= G ( h2-h3 ) KW (p88页）页）2.双级压缩双级压缩 冷凝负荷冷凝负荷: Ql = Gg ( h4-h5 ) KW (p79页）页）3.当一个制冷机房负担有多个蒸发回路时，应将各回当一个制冷机房负担有多个蒸发回路时，应将各回路的冷凝负荷合并计算。路的冷凝负荷合并计算。 * *总冷凝负荷总冷凝负荷Ql总总=ii=1 Ql i各回路各回路 （见见P89,公式公式3-3-3） 冷凝器的冷凝面积计算：冷凝器的冷凝面积计算： A = 1.1 Ql / qf = 1.1 Ql / Kttm m (m(m2 2) ) qf : 单位冷凝面积的负荷值见表单位冷凝面积的负荷值见表 33-1 ,P89 ttm m：冷却水与冷凝温度之：冷却水与冷凝温度之间间的的对对数温度差。数温度差。 1.1 1.1 ：取作：取作为为安全系数安全系数. .冷却水量冷却水量 qv = 3.6Ql/1000 Ctt= F= Fl l qvm （ m3/h）Ql: 冷凝冷凝负负荷荷（W）;C:水的比水的比热热容，容， 4.1868kJ/Kg;t: 冷却水冷却水进进出水温差出水温差 ;Fl: 冷凝器面冷凝器面积积 m2;qvm: 冷凝器冷凝器单单位面位面积积用水量用水量 m3/m2 h。tl = t 1+t冷却水温升（冷却水温升（t2-t1） + t2 = t2 + t2 （为讨论方便，现（为讨论方便，现 以以t2一般取比冷凝器的冷却一般取比冷凝器的冷却出出水温高水温高35（P P8989推荐推荐4 46 6 ，以，以4 计计） 立式冷凝器立式冷凝器 t2- t1 = 23； 卧式冷凝器卧式冷凝器 t2- t1 = 46例：例：例：例：当冷却水进口均为当冷却水进口均为当冷却水进口均为当冷却水进口均为3030，出口：出口：出口：出口：立式冷立式冷立式冷立式冷凝器凝器凝器凝器3232；卧式冷凝器；卧式冷凝器；卧式冷凝器；卧式冷凝器3434 ，冷凝器的对数，冷凝器的对数，冷凝器的对数，冷凝器的对数温差各是多少？温差各是多少？温差各是多少？温差各是多少？ tt2 均取均取4 解解解解: :立冷：立冷：立冷：立冷： 卧冷：卧冷：卧冷：卧冷：结论：卧冷比立冷温差可大结论：卧冷比立冷温差可大18%。因此能够节省冷凝面积约。因此能够节省冷凝面积约18%；,由于卧冷的由于卧冷的 “tm ”值大，进出水温差又高，使卧式冷凝器的值大，进出水温差又高，使卧式冷凝器的 tl 值要高值要高。讨论与分析讨论与分析：冷凝温度、冷却水温升及冷却面积的关系。冷凝温度、冷却水温升及冷却面积的关系。冷却塔进水即为冷凝器的出水温度。冷却塔进水即为冷凝器的出水温度。t 进水进水= ts2冷却塔出水即为冷凝器的进水温度。冷却塔出水即为冷凝器的进水温度。t 出水出水= ts1冷凝器的温降也就是冷却塔处理水的温降值。冷凝器的温降也就是冷却塔处理水的温降值。 t塔进水塔进水 t塔出水塔出水 = t s2 t s1 =t 参见参见p50 表表14对于立式冷凝器，对于立式冷凝器，冷凝温度冷凝温度冷凝温度冷凝温度 tl = ts2 + (23) = =27+27+tt+2+2+（23 23 ） = =（34353435）济南济南对于卧式冷凝器对于卧式冷凝器 ，冷凝温度冷凝温度冷凝温度冷凝温度 tl = ts2 + (46) = =27+27+tt+4+5=39+4+5=39济南济南对于蒸发式冷凝器，对于蒸发式冷凝器，冷凝温度冷凝温度冷凝温度冷凝温度 tl = t湿球温湿球温 + (510) = = 27+8= 3527+8= 35济南济南对于风冷式冷凝器对于风冷式冷凝器 ，冷凝温度冷凝温度冷凝温度冷凝温度 tl = t干球温干球温 + 15 = = 32+15=4732+15=47济南济南第四节、冷却设备的选型计算第四节、冷却设备的选型计算规范规定：规范规定：各各 种种 蒸发器均称为蒸发器均称为“冷却设备冷却设备”，用于用于制冷装置中直接输出冷量。制冷装置中直接输出冷量。常用的冷却设备有：常用的冷却设备有： 冷却液体的蒸发器冷却液体的蒸发器冷却液体的蒸发器冷却液体的蒸发器：卧式壳：卧式壳管式蒸发器、立管式蒸发器、型管式及螺旋管式蒸管式蒸发器、立管式蒸发器、型管式及螺旋管式蒸发器发器（162）；）；冷却空气的蒸发器冷却空气的蒸发器冷却空气的蒸发器冷却空气的蒸发器：自然对流墙排管、：自然对流墙排管、顶排管蒸发器；和强制对流的冷风机。顶排管蒸发器；和强制对流的冷风机。一、选型原则一、选型原则 根据食品加工要求，以传热效率高节省费用进行确定。根据食品加工要求，以传热效率高节省费用进行确定。 1. 冷却间、冻结间以加快传热，降温为主，采用传热冷却间、冻结间以加快传热，降温为主，采用传热换热效能较高的冷风机作为冷却设备。换热效能较高的冷风机作为冷却设备。(P92，P140145) 2. 冷却物冷藏间为了避免冷却物冷藏间为了避免冷凝水冷凝水的影响，应当采用冷的影响，应当采用冷风机作为冷却设备。风机作为冷却设备。(P137) 3. 冻结物品为盘装、箱装可采用搁架式排管冻结物品为盘装、箱装可采用搁架式排管（P146）或平板式冻结装置（一种带有液压的板或平板式冻结装置（一种带有液压的板式紧密接触式蒸发器）式紧密接触式蒸发器）4. 冻结物冷藏间冷却设备采用墙排管、顶排管，当冻结物冷藏间冷却设备采用墙排管、顶排管，当有包装时也可采用冷风机作为冷却设备。有包装时也可采用冷风机作为冷却设备。5. 包装车间、加工车间包装车间、加工车间 - 5以下，以下，可采用墙排管或可采用墙排管或顶排管；顶排管； - 5以上，应采用冷风机。以上，应采用冷风机。排管制作麻烦，但造价不高，使用费用低，但存在融排管制作麻烦，但造价不高，使用费用低，但存在融霜不方便的缺点。霜不方便的缺点。 二、二、 冷却设备的传热面积计算冷却设备的传热面积计算冷却设备的选用，就是要满足冷却设备的选用，就是要满足冷间设备负荷冷间设备负荷的要求。的要求。主要参数就是冷却面积的确定主要参数就是冷却面积的确定.1. 冷却冷却液体载冷剂液体载冷剂的蒸发器传热面积的蒸发器传热面积 m2 tm=46；冷却设备中制冷剂与载冷剂之间计算对数温度冷却设备中制冷剂与载冷剂之间计算对数温度差。差。 K值值：408408580580 W/mW/m2 2 、 q qf f: : 蒸发器单位面积负荷值蒸发器单位面积负荷值 W/mW/m2 2 2. 顶、墙排管冷却面积的计算顶、墙排管冷却面积的计算 A =Qz/K t Qz : 蒸发器的负荷（蒸发器的负荷（W） t: 冷间空气与蒸发器中的制冷剂之间计算温差，冷间空气与蒸发器中的制冷剂之间计算温差，冷藏间一般取冷藏间一般取 810，冷却间、冻结间取，冷却间、冻结间取10 。 K: 墙顶排管传热系数（墙顶排管传热系数（W/m2）, K=K C1 C2 C3 K :见见(p90) C1: 构造换算系数构造换算系数 S，是管子之间的间距与管外径之比变化，是管子之间的间距与管外径之比变化时的修正。时的修正。 C2: 管径不是管径不是 D=38mm时的修正。时的修正。 C3: 供液方式的修正。供液方式的修正。（3-4-3）3.冷风机的选型冷风机的选型. .冷风机冷却面积冷风机冷却面积 A = Qz /Kttm m K K: :冷冷风风机的机的传热传热系数（系数（W/mW/m2 2） 见见 P92P92P92P92 表表表表：3-4-3-4-3-4-3-4-4 4 4 4。 t: 冷间空气与制冷剂蒸发温度差（冷间空气与制冷剂蒸发温度差（），见公式），见公式（3-4-3） 冷风机的计算温度差应按冷风机的计算温度差应按对数平均温度差对数平均温度差确定确定。见公。见公式式（3-4-4） 冻结间、冻结物冷藏间冻结间、冻结物冷藏间tm = 10 冷却物冷藏间冷却物冷藏间 tm = 8 10 （冷间中的湿度要求高取（冷间中的湿度要求高取小值）小值） 冷却间冷却间 取取 tm = 10 （P94） .冷风机的风量冷风机的风量V (m3/h)的计算：的计算： V = Qz Qz:蒸发器的负荷（蒸发器的负荷（W）有：有： t C空气比热空气比热 V/3600 = Qz V = Qz = Qz 3600 / / ( t C空气比热空气比热 ) 由（推荐：由（推荐： 冻结间冻结间=0.91.1；冷却间、冷藏间；冷却间、冷藏间=0.5 0.6 ）= 3600/ ( C空气比热空气比热 t ) =3.6/1.21 t =0.91.1 得出得出 ：冻结间进出冷风机空气的温降：冻结间进出冷风机空气的温降t =3.32.7 ； (注：风量配的大注：风量配的大)冷却间、冷藏间冻结间进出冷风机空气的温降冷却间、冷藏间冻结间进出冷风机空气的温降t =56 (注：风量配的小注：风量配的小). .通风机全风压通风机全风压通风机全风压通风机全风压 P= (PPc c+ + PPm m )/1.2 ( Pa）：冷冷间间温度下空气的密度温度下空气的密度(Kg/m3)Pc: 循循环风环风通通过过冷冷风风机翅片机翅片时时的阻力的阻力损损失（失（Pa）Pm: 循循环风环风通通过风过风口、口、风风道、管件道、管件时时的阻力的阻力损损失失（Pa）. 通通风风机功率的机功率的计计算算 轴轴流式通流式通风风机机 N = V P K/1000 3600 (KW） K 表示表示电电机的安全机的安全储备储备系数。系数。离心式离心式风风机的功率机的功率计计算，算，制冷工制冷工 程方面用的程方面用的较较少，不多介少，不多介绍绍。4. 搁搁架式排管架式排管（冻结间冻结间使用）使用）的的K值值:（与与冻结间冻结间内的气流内的气流组织组织有关）自然有关）自然对对流：流：K=17 . 5W/m2 K 冻冻品品间间的的风风速速1.5m/s : K=21 W/m2 K 冻冻品品间间的的风风速速2.0m/s : K=23.3 W/m2 K 第五节第五节 节流阀的选型计算节流阀的选型计算通过节流阀通道截面积通过节流阀通道截面积A（ m2） 的流量的流量G （Kg/s） CD: 流量系数，无因次，流量系数，无因次，CD=0.02005(l)1/2 + 0.63 v2 氨氨CD=0.35 （3-5-2）l: 节流前的液体密度节流前的液体密度Kg/m3。V2：节流阀出口（两相区）比容：节流阀出口（两相区）比容 m3/Kg。A: 通道截面积通道截面积 Amax= D2/4 P: 表示节流阀前后压力差（表示节流阀前后压力差（Pa） GGmaxmaxqq0 0 QQ0n0n （对应对应对应对应回路制冷回路制冷回路制冷回路制冷负负负负荷）荷）荷）荷） 为为为为了了了了阀阀阀阀的的的的调节调节调节调节需要，需要，需要，需要，应应应应使使使使 阀阀阀阀的通道截面的通道截面的通道截面的通道截面积积积积 在在在在 GGmaxmax q q0 0 = （1.52.01.52.0） Q0n0n为宜，为宜，为宜，为宜， 进而确定出节流阀进而确定出节流阀进而确定出节流阀进而确定出节流阀 的通道的通道的通道的通道直径。直径。直径。直径。思考题思考题-81.工程上对于冷却设备的计算温度差都是如何确定的？工程上对于冷却设备的计算温度差都是如何确定的？2.小型冷库采用了小型冷库采用了“冻藏冻藏”合一的合一的 -33蒸发回路，为什么冷蒸发回路，为什么冷藏间计算温度差仍采用藏间计算温度差仍采用 10 计取？计取？3.3.节流阀的容量应在设计容量的多少为宜？节流阀的容量应在设计容量的多少为宜？4.4.回气桶与氨液分离器作用有哪些是相同的？回气桶与氨液分离器作用有哪些是相同的？5.5.计算循环桶容积时，为什么要考虑回气管的容积，不用考虑计算循环桶容积时，为什么要考虑回气管的容积，不用考虑供液管的容积？回气管容积应是如何计算，进取一路，还是以供液管的容积？回气管容积应是如何计算，进取一路，还是以蒸发系统中所有的回气总管都进行计算？蒸发系统中所有的回气总管都进行计算？6.6.有一制冷装置中采用双级压缩，高压级排气量有一制冷装置中采用双级压缩，高压级排气量V Vpgpg=245m=245m3 3/h/h；采用单级压缩回路的排气量采用单级压缩回路的排气量V Vpgpg=490m3/h=490m3/h，输气系数分别是，输气系数分别是g g= = 0.78; 0.78; = 0.68 = 0.68，求：油氨分离器的直径，求：油氨分离器的直径= =？7 7. .选择制冷辅助设备是按计算的负荷选用，还是按照确定的制选择制冷辅助设备是按计算的负荷选用，还是按照确定的制冷主机进行匹配？冷主机进行匹配？8.8.如何确定冷凝温度？如何确定冷凝温度？三、中间冷却器的选择计算三、中间冷却器的选择计算 中间冷却器的是二级压缩的吸入来源地，所以必中间冷却器的是二级压缩的吸入来源地，所以必须对中冷器的桶体截面积进行计算，防止二级吸入流须对中冷器的桶体截面积进行计算，防止二级吸入流速过大，使二级吸气中带走液体。另外，中冷器还承速过大，使二级吸气中带走液体。另外，中冷器还承担高压液体的过冷的功能，担高压液体的过冷的功能，需要验算中冷器蛇形盘管需要验算中冷器蛇形盘管冷却面积配置大小。冷却面积配置大小。中冷器蛇形盘管冷却面积中冷器蛇形盘管冷却面积:A= Gd (h5-h6)/Kttm m tg: 表示盘管出液温度比中冷温度高出表示盘管出液温度比中冷温度高出5计算。计算。（t t6= =t tg）K: K: 蛇形盘管传热系数约等于蛇形盘管传热系数约等于(465-581)W/m(465-581)W/m2 2 K K中冷器桶体直径计算中冷器桶体直径计算有中冷器的汽液分离截面积：有中冷器的汽液分离截面积： F=D2/4 D=(4Vgg/)1/2 =1.128 (Gg v3/)1/2 = 1.596 (P98, 3-6-1)(式中：式中：Vgp：m3/h ， Gg :Kg/h ，=0.5m/s ）第三节、第三节、 辅助设备的选型计算辅助设备的选型计算 一、分离捕捉设备的选型计算一、分离捕捉设备的选型计算一、分离捕捉设备的选型计算一、分离捕捉设备的选型计算 油氨分离器的选型计算油氨分离器的选型计算 油分离效果取决于桶体内被吸出的流速（油分离效果取决于桶体内被吸出的流速（）不能过大，填不能过大，填料式油分料式油分=0.3 =0.3 0.5m/s;其他类型的油分离器其他类型的油分离器 0.8 0.8 m/sm/s。 F=(=( D2 /4 ) = = V Vp p V Vp p：压缩机：压缩机 排入高排入高压压系系统统的的输输气量气量 m3/h （m ） ;=0.30.5m/s 对于单级压缩与双级压缩共用一个油氨分离器时：对于单级压缩与双级压缩共用一个油氨分离器时：F=( D2 /4 ) = V = V1(单级单级) + g V2(双级双级) 也有采用：也有采用： p p: : 压缩机排气时的比容压缩机排气时的比容压缩机排气时的比容压缩机排气时的比容 x x: :压缩机吸气时的比容压缩机吸气时的比容压缩机吸气时的比容压缩机吸气时的比容 = 0.1 0.2m/s= 0.1 0.2m/s （m ） ;=0.30.5m/s（m ) 3-6-8式式 氨液分离器的计算氨液分离器的计算1.机房氨液分离器机房氨液分离器（注：每一个蒸发回路只需要设置一（注：每一个蒸发回路只需要设置一台机房氨液分离器，与层数、蒸发器形式、距离没有关系台机房氨液分离器，与层数、蒸发器形式、距离没有关系）桶体直径桶体直径 D: Vp: 该系统制冷机的理论吸气量该系统制冷机的理论吸气量 m3/h 。 ：压缩机的输气系数：压缩机的输气系数=0.5m/s 2.库库房氨液分离器房氨液分离器（按回路、楼按回路、楼层层、供液半径等情况、供液半径等情况设设置）置） 桶体直径：桶体直径：=0.5m/s 空气分离器空气分离器: 每个制冷系统可设置一台空每个制冷系统可设置一台空气分离器。气分离器。 集油器：为了制冷系统的安全、经济的正集油器：为了制冷系统的安全、经济的正常运行，应采用集油器集中进行放油，对于常运行，应采用集油器集中进行放油，对于制冷系统较大（制冷系统较大（ 200KW），可对制冷系），可对制冷系统的放油统的放油,分成为高压、低压系统分别设置分成为高压、低压系统分别设置集油器进行放油，（即选用两个集油器进行放油，（即选用两个D=325mm的集油器分别进行对高压、低压系统放油）的集油器分别进行对高压、低压系统放油） 对于制冷系统较小，可以只采用一个集油对于制冷系统较小，可以只采用一个集油器进行系统的放油。器进行系统的放油。二、贮存设备的选择计算二、贮存设备的选择计算高压贮液桶高压贮液桶 （P99P99） 高压贮液桶用于系统负荷变化进行调剂，同时还要高压贮液桶用于系统负荷变化进行调剂，同时还要起到液封作用。高压起到液封作用。高压贮液桶的容积应与制冷机的循环量有关，还与制冷系统贮液桶的容积应与制冷机的循环量有关，还与制冷系统的大小有关系。的大小有关系。高压贮液桶的容积高压贮液桶的容积：V：贮氨器的容积：贮氨器的容积(m3 ) G: 制冷机的总循环量制冷机的总循环量(Kg): 氨液在冷凝温度下的比容氨液在冷凝温度下的比容(l/Kg) : 贮氨器的充满度，贮氨器的充满度， =0.7 ：表示贮氨器的容积系数，以公称容积：表示贮氨器的容积系数，以公称容积( (V V) )的大小进行取值。的大小进行取值。V2000mV2000m3 3, , =1.2; =1.2; V=2000 V=200010000m10000m3 3, , =1.0=1.0； V=1000120000m3, =0.8； V=200010000m3, = 0.5 排液桶的选型与计算排液桶的选型与计算排液桶用于热氨融霜时蒸发器的排液，也可以作为排液桶用于热氨融霜时蒸发器的排液，也可以作为机房氨液分机房氨液分离器离器（回气桶）下面所设的低压贮液桶使用。（回气桶）下面所设的低压贮液桶使用。其容积计算其容积计算： V= Vp/ =0.7 Vp: 最大一冷最大一冷间间内蒸内蒸发发器的器的总总容容积积（m3） ：蒸蒸发发器的器的贮贮氨量百分比，氨量百分比，见见表表36-2 低低压压循循环贮环贮液桶的液桶的选选型型计计算算 见见P100P100页页 注意注意: : 当一个系当一个系统统很大，很大，计计算得出的桶体直径算得出的桶体直径“D D”较较大，大，实际实际上安装上安装设备设备、选选购设备购设备都有困都有困难难，一般采用两个或两个以上的循，一般采用两个或两个以上的循环环桶并桶并联联使用，使用，应应按照按照 确定出确定出实际实际的桶径的桶径D D1 1、D D2 2 . 氨泵的选型计算氨泵的选型计算1. 氨泵的流量计算氨泵的流量计算 Vb= nVz = n Gz= n Qz 1/q0 (m3/s) n : 供液回路的循供液回路的循环环倍数，冷藏倍数，冷藏间负间负荷荷稳稳定，定，n = 34；冻结间负冻结间负荷波荷波动动大，大，n = 56。 2.氨氨泵泵的的扬扬程程计计算算 泵泵的的扬扬程包括氨液流体克服最不利程包括氨液流体克服最不利环环路路产产生的摩阻生的摩阻PPm m、局部阻力、局部阻力PP、泵泵中心至最高蒸中心至最高蒸发发器之器之间间液柱高液柱高度。度。 为为了能使了能使调节调节站，站，对对各路蒸各路蒸发发器器进进行行调调整供液量，需整供液量，需要要预预留留100KP100KPa a的的压头压头。 扬扬程程 H H = = PP/(g /(g ) ) = 1/(g = 1/(g ) ) PPm m + + PP+ + PPh h + + 100KP100KPa a : :氨液的密度氨液的密度(Kg/m(Kg/m3) g = 9.8m/s) g = 9.8m/s2思考题思考题-91.当集油器高低压系统分别设置时，高压系统放油当集油器高低压系统分别设置时，高压系统放油都有哪些制冷设备，低压系统放油又有哪些设备？都有哪些制冷设备，低压系统放油又有哪些设备？2.如何确定氨泵供液系统的扬程和流量？如何确定氨泵供液系统的扬程和流量？3.排液桶可以兼作低压贮液桶吗？（排液桶可以兼作低压贮液桶吗？（p102）4.计算排液桶的容积仅仅考虑最大冷间的蒸发器的计算排液桶的容积仅仅考虑最大冷间的蒸发器的贮氨量就可以了吗？还应该注意哪些情况？贮氨量就可以了吗？还应该注意哪些情况？第四章第四章 制冷系统的管道设计制冷系统的管道设计第一节制冷管道的阻力计算第一节制冷管道的阻力计算单相流体的阻力计算单相流体的阻力计算 摩擦阻力计算摩擦阻力计算PPm mf:f: 管道的摩擦阻力系数。按照表管道的摩擦阻力系数。按照表41制冷系制冷系统的工质流动控制在紊流光滑区至紊流过渡统的工质流动控制在紊流光滑区至紊流过渡区之间，其摩阻系数见表区之间，其摩阻系数见表42 。但但与雷诺数与雷诺数R Re e有关，制冷管道内流体流速均处于有关，制冷管道内流体流速均处于紊流光滑区（紊流光滑区（40004000 R Re e 11dn/e 11dn/e）与紊流过渡区（）与紊流过渡区（ 1 11dn/e1dn/e R Re e 445 445dn/edn/e）之间，（）之间，（粘性底层厚粘性底层厚接近接近或稍大于管壁的粗糙高或稍大于管壁的粗糙高 e）沿程摩擦阻力计算沿程摩擦阻力计算PPm m= = f f L 2 2/(/(2 2dn) ) 局部阻力计算局部阻力计算P Pm= 2/2 ， 把局部阻力系数把局部阻力系数折算到折算到当量长度当量长度 Le Pm= 2/2 = Le f 2/(2 dn) (p105,4-1-13) =Le f /dn Le = (/ f ) dn = n dn (n =/ f )当量长度当量长度Le，是把局部阻力系数，是把局部阻力系数 所产生的管道所产生的管道压力降，转变成为某一管道上流体的长度摩擦压力降。压力降，转变成为某一管道上流体的长度摩擦压力降。以管道的管径的倍数以管道的管径的倍数 （n dn）表示。）表示。 如一个角阀全开，就可以认为其局部阻力相当与如一个角阀全开，就可以认为其局部阻力相当与自身管径的自身管径的170倍（倍（170 dn = Le）的等长度（）的等长度（ Le ）管道，具有相同的沿程摩阻损失。管道，具有相同的沿程摩阻损失。 （P106）系统管道总阻力损失系统管道总阻力损失PP = = PPm+ + PP = f = f (L+Le) 2 2/(/(2 2dn) )两相流体的阻力计算两相流体的阻力计算 既有液体，又有气体存在共同流动的状态既有液体，又有气体存在共同流动的状态叫做：叫做：“两相流体两相流体”。氨泵供液系统的回气。氨泵供液系统的回气管中均处于两相流体的流动状态之中。管中均处于两相流体的流动状态之中。 两相流体产生的管道阻力损失，要比纯两相流体产生的管道阻力损失，要比纯气态或纯液态的单相流体产生的管道阻力损气态或纯液态的单相流体产生的管道阻力损失大和状态复杂。失大和状态复杂。两相流体管中两相流体管中，流体流态分，流体流态分为两种：为两种： 1. 流动过程中与外界没有热交换，气液的比例不变。流动过程中与外界没有热交换，气液的比例不变。如节流阀后至蒸发器前的管段，就可认为是气液比例不如节流阀后至蒸发器前的管段，就可认为是气液比例不变的两相流管段。阻力计算按变的两相流管段。阻力计算按液体阻力计算为基础液体阻力计算为基础，根，根据气态的含量（干度据气态的含量（干度x），乘以修正系数进行计算），乘以修正系数进行计算。 （P106, 4-1-15） P = 2（1-）1.75 P液体液体， ：参数与参数与X有关有关。 X = (1 / )1.8 （”/ ）（ / ）0.2 0.5 ”、 ：饱和汽、液的密度，：饱和汽、液的密度，Kg/m3 ; 、 ：饱和液、汽的动力粘度，饱和液、汽的动力粘度，Kg/ms 由由 ：P液体液体 = f (L+Le) 2/ (2dn) （4-1-17） 2. 2. 两相流体在流动的过程中，不断与外界两相流体在流动的过程中，不断与外界进行进行热交换，进行进行热交换，流体汽液比例沿程变化流体汽液比例沿程变化。 如在蒸发器中，在流量不变、管径不变条件如在蒸发器中，在流量不变、管径不变条件下，两相流体的比容会不断变大，比容的增加而下，两相流体的比容会不断变大，比容的增加而引起流速加速。引起流速加速。这部分加大的管内阻力损失这部分加大的管内阻力损失叫做叫做加速压力降加速压力降PPa a. .。 PP = = PPm m + + PP+ +PPa a 加速压力降加速压力降Pa : Pa = Gw2 (） （4-1-19） Gw2：单位截面积上的重量流速：单位截面积上的重量流速(Kg/sm2) :管道进出口比容变化管道进出口比容变化 m3/Kg， =（x2 - x1）（”-） ”、：气态比容、液态比容：气态比容、液态比容 (m3/Kg) 两相流中与外界不断有热交换，管道系统的阻力损失两相流中与外界不断有热交换，管道系统的阻力损失（总阻力）（总阻力）P ： P = Pm + P+Pa = 2（1-x）1.75 P液体液体+ Gw2（x2 - x1）（”-） (P107,4-1-21) 制冷系统管径的确定制冷系统管径的确定1.已计算出管道中流量已计算出管道中流量 G (Kg/s),根据流量的大小，限定出一个流根据流量的大小，限定出一个流速速w, 由公式由公式 : dn2 w/4 = G/ ：流体密度：流体密度（Kg/m3）管道内径管道内径P：允许压降，吸气管允许压降为蒸发温度允许压降，吸气管允许压降为蒸发温度1;排气管排气管允许压降相当于用电量增加允许压降相当于用电量增加1%，相当饱和温度升高，相当饱和温度升高0.5，见，见表表44, P108 页。页。不同的长度，通过相同不同的长度，通过相同G的工质量，对应的管道直径（的工质量，对应的管道直径（dn）应当有所变动。应当有所变动。也就是说，也就是说，w值应有所正确的估计。值应有所正确的估计。Qz G w L dn PP第二节第二节 制冷管道的设计计算制冷管道的设计计算制冷管道的选择计算制冷管道的选择计算主要管道管径选定，采用限定管段的流动阻力损失主要管道管径选定，采用限定管段的流动阻力损失来确定对应管径的大小，依据把各管段流动阻力产来确定对应管径的大小，依据把各管段流动阻力产生的额外能耗限制在系统能耗的生的额外能耗限制在系统能耗的1%4%的范围内。的范围内。对应的阻力所产生的饱和温度差正好在对应的阻力所产生的饱和温度差正好在0.5 1的范围内。的范围内。P108表表4-2-1；4-2-3把限定把限定P转化为在一定长度转化为在一定长度下的限定下的限定的的流速流速；P109图图4-2-1；4-2-15 则把把限定的则把把限定的P，在定长，在定长度管段下通过不同的冷量（流量）转换为管经（流度管段下通过不同的冷量（流量）转换为管经（流速控制）速控制）第三节第三节 管道的伸缩和补偿管道的伸缩和补偿一、管道的伸缩与补偿一、管道的伸缩与补偿 管道受到工作温度安装时的温度不同，产生热管道受到工作温度安装时的温度不同，产生热胀冷缩变化量胀冷缩变化量 L = L ( t安装安装 t工作工作 ) :钢材的膨胀系数钢材的膨胀系数 = 1210-6 m/m(1/) 管道被固定不能产生自由的伸缩时，管道会产管道被固定不能产生自由的伸缩时，管道会产生热应力生热应力 = E = E L / L = E ( t2 - t1 ) 水水=0.5W/m2 ，（4倍）倍）又能使冷却放热加快又能使冷却放热加快。第二段，第二段，室温室温0 2 ，经过，经过10h的自然循环的自然循环冷却（关闭强冷风循环，也可采用小型风机冷却（关闭强冷风循环，也可采用小型风机运行），使肉的内外温度趋于均衡，至肉体运行），使肉的内外温度趋于均衡，至肉体中心温度降至中心温度降至36 。全部冷却时间可在。全部冷却时间可在14h完成。比一段式冷却可节省时间完成。比一段式冷却可节省时间56h,同时也同时也降低了干耗损失（降低了干耗损失（1%以内）。以内）。 两段式冷却比一段式冷却所需要的两段式冷却比一段式冷却所需要的单位制冷单位制冷量量要大许多，蒸发器、风机的配置也要求高，一次要大许多，蒸发器、风机的配置也要求高，一次投入和运行费用都要大，但干耗少，冷却间的处理投入和运行费用都要大，但干耗少，冷却间的处理能力能够加快了。能力能够加快了。 两段式冷却冷量两段式冷却冷量不平衡系数达到不平衡系数达到2，配置较大，配置较大蒸发面积和风量，也可采用分两间的进行两段式的蒸发面积和风量，也可采用分两间的进行两段式的冷却，以提高冷间的利用率。冷却，以提高冷间的利用率。牛羊肉由于冷收缩，仅能采用慢冷却。牛羊肉由于冷收缩，仅能采用慢冷却。 1.2 果蔬冷却间果蔬冷却间果蔬采摘后仍为活体，具有生命活性，进行新陈代谢果蔬采摘后仍为活体，具有生命活性，进行新陈代谢活动，自身可抵御微生物的侵害，冷却降温主要是为活动，自身可抵御微生物的侵害，冷却降温主要是为了降低果蔬生物活性，减少自身消耗，最大限度保持了降低果蔬生物活性，减少自身消耗，最大限度保持住收获后的新鲜程度。每一个品种，都有某一个极限住收获后的新鲜程度。每一个品种，都有某一个极限冷却温度，低于这个温度果蔬的生理机能遇到障碍，冷却温度，低于这个温度果蔬的生理机能遇到障碍，失去平衡，称之为冷害失去平衡，称之为冷害。梨出现黑心病；西瓜出现凹。梨出现黑心病；西瓜出现凹斑，风味异常；香蕉表皮发黑，催熟不良。斑，风味异常；香蕉表皮发黑，催熟不良。在产地把收获后的果蔬进行冷却，去掉田间热，然后在产地把收获后的果蔬进行冷却，去掉田间热，然后转入冷库贮存。转入冷库贮存。冷却间设计温度冷却间设计温度05，空气流速，空气流速0.51.0m/s，冷却时，冷却时间间24h.现今，国内仍多采用果蔬常温进入冷库，直接进行降现今，国内仍多采用果蔬常温进入冷库，直接进行降现今，国内仍多采用果蔬常温进入冷库，直接进行降现今，国内仍多采用果蔬常温进入冷库，直接进行降温方法贮藏，采取逐步降温方法，使果蔬从常温逐渐温方法贮藏，采取逐步降温方法，使果蔬从常温逐渐温方法贮藏，采取逐步降温方法，使果蔬从常温逐渐温方法贮藏，采取逐步降温方法，使果蔬从常温逐渐冷却到贮存温度，每冷间最大进货量按冷却到贮存温度，每冷间最大进货量按冷却到贮存温度，每冷间最大进货量按冷却到贮存温度，每冷间最大进货量按5%5%计（计（计（计（规范规范规范规范规定不大于规定不大于规定不大于规定不大于8 %8 %，装满库容要，装满库容要，装满库容要，装满库容要15 2015 20天）。天）。天）。天）。2、肉类冷却间的设计、肉类冷却间的设计采用落地式冷风机无风道短管，大口径喷口射流上送风，强采用落地式冷风机无风道短管，大口径喷口射流上送风，强制空气循环。见图制空气循环。见图61-1、61-2。第二节第二节 冻结间设计冻结间设计 冻结间按食品冷藏工艺理论，冻结时间越短，冻结终温越低，冻结间按食品冷藏工艺理论，冻结时间越短，冻结终温越低，冻结后的品质就越好，但冻结速度越快，蒸发温度就越低，单位冻结后的品质就越好，但冻结速度越快，蒸发温度就越低，单位时间的负荷就越大，成本就越高。现今的经济发展水平，冻结盘时间的负荷就越大，成本就越高。现今的经济发展水平，冻结盘装食品一般设计装食品一般设计10h左右；冻吊挂白条肉约左右；冻吊挂白条肉约20h左右。左右。而不吹风自而不吹风自然循环冻结间要然循环冻结间要4872h. 冻结间设计的难点，不是要求低的温度达不到，也冻结间设计的难点，不是要求低的温度达不到，也不是强制循环的风量不够多，关键在于充分利用冻结间不是强制循环的风量不够多，关键在于充分利用冻结间的有效容积的前提下，的有效容积的前提下，尽可能形成冷间内的温度场和速尽可能形成冷间内的温度场和速尽可能形成冷间内的温度场和速尽可能形成冷间内的温度场和速度场的均匀，使冻结间内不同的位置（上、下、左、右）度场的均匀，使冻结间内不同的位置（上、下、左、右）度场的均匀，使冻结间内不同的位置（上、下、左、右）度场的均匀，使冻结间内不同的位置（上、下、左、右），使冻结品都在同一时间内完成冻结过程。，使冻结品都在同一时间内完成冻结过程。，使冻结品都在同一时间内完成冻结过程。，使冻结品都在同一时间内完成冻结过程。只有这只有这样，样，才能达到缩短冻结时间，节省能耗，提高冻品的质量和数量才能达到缩短冻结时间，节省能耗，提高冻品的质量和数量。 冻结间设计应适应不同的生产产品。肉类加工冻结间设计应适应不同的生产产品。肉类加工以冻白条猪、牛、羊为主，以轨道吊挂冻结方式为以冻白条猪、牛、羊为主，以轨道吊挂冻结方式为主，辅以少量分割肉的冻结。主，辅以少量分割肉的冻结。 鸡、鸭禽、鱼、料理食品以盘装进行冻结，采鸡、鸭禽、鱼、料理食品以盘装进行冻结，采用轨道吊笼式或搁架式冻结方式。用轨道吊笼式或搁架式冻结方式。 对于蔬菜类，如刀豆、芸豆等，草莓、单体虾对于蔬菜类，如刀豆、芸豆等，草莓、单体虾均采用冻结专用设备进行冻结。冻结量大，冻结速均采用冻结专用设备进行冻结。冻结量大，冻结速度快，质量更好，但投资较高。度快，质量更好，但投资较高。国内冻结生产普遍采用一次冻结工艺国内冻结生产普遍采用一次冻结工艺。（即。（即不经过预冷却阶段，直接进行冻结。）不经过预冷却阶段，直接进行冻结。）冻结形式多采用冻结形式多采用间接冻结方式间接冻结方式：（：（冻结食品冻结食品与制冷剂或载冷剂不直接接触）与制冷剂或载冷剂不直接接触） 半接触式（搁架）冻结；半接触式（搁架）冻结； 非接触式冻结（强制循环吹风）；非接触式冻结（强制循环吹风）； 接触式冻结（平板式冻结器）。接触式冻结（平板式冻结器）。 直接冻结工艺直接冻结工艺是利用低温盐水、乙二醇、丙是利用低温盐水、乙二醇、丙三醇不冻液或液氮、干冰（三醇不冻液或液氮、干冰（co2）作介质直）作介质直接对食品进行冻结加工。接对食品进行冻结加工。见下图见下图流流流流态态态态床床床床冻冻冻冻结结结结装装装装置置置置食品放在传送带上，一食品放在传送带上，一直到出口都受到冷却空直到出口都受到冷却空气吹冻。适于油炸、烹气吹冻。适于油炸、烹调食品的冻结。调食品的冻结。第三节第三节 冷却物冷藏间冷却物冷藏间冷却物冷藏间是贮存水果、蔬菜、鲜蛋的冷却物冷藏间是贮存水果、蔬菜、鲜蛋的冷藏间。冷藏间。设计的要点保证库温的波动要小，迅速能设计的要点保证库温的波动要小，迅速能把货物间的呼吸热拿走。为了满足要求，把货物间的呼吸热拿走。为了满足要求，冷却物冷藏间要采用干式落地式翅片冷风冷却物冷藏间要采用干式落地式翅片冷风机并配均匀送风道进行设计。可以较好保机并配均匀送风道进行设计。可以较好保证货间有均匀的气流分布。证货间有均匀的气流分布。一、均匀送风道的设计一、均匀送风道的设计 （P154P154图图6-3-16-3-1风管风管1 1） 均匀送风道的设计必须做到通过每节的送风道侧均匀送风道的设计必须做到通过每节的送风道侧面喷嘴的风量、风向相同送风方向垂于送风道的轴线。面喷嘴的风量、风向相同送风方向垂于送风道的轴线。 送风道设计要求送风道的多截面静压应是相等状送风道设计要求送风道的多截面静压应是相等状态，这样才能使送风道形成均匀送风的状态。态，这样才能使送风道形成均匀送风的状态。 均匀送风道应设计成为静压大，动压小的模式，均匀送风道应设计成为静压大，动压小的模式，以达到以达到均匀送风均匀送风要求。一般把均匀送风道首段风速控要求。一般把均匀送风道首段风速控制在制在812m/s;末段风速约末段风速约12m/s。 圆锥式送风口见图圆锥式送风口见图63-2，每个送风口的风量采用，每个送风口的风量采用400m3/h(风口风速风口风速1219m/s ,取风速取风速=15m/s,风口直风口直径径ds=0.1m。)，经过送风风口的阻力损失经过送风风口的阻力损失P ： Pc = 2 / （ 2 ） （6-3-1） 为风口的有效系数，一般取为风口的有效系数，一般取 =0.95二、送风口的形式二、送风口的形式:圆锥式风口：圆形射流，一般采用轴对称射流形式。圆锥式风口：圆形射流，一般采用轴对称射流形式。条缝型风口：平面式射流。条缝型风口：平面式射流。 喷口射流水平射程的计算：喷口射流水平射程的计算： y= ( (0 0. .266266 w w/ /w wm m- 0.145)- 0.145) d ds/A A （6-3-2） y : 喷口至射流终端距离（喷口至射流终端距离（m） :喷口出凤流速（喷口出凤流速（m/s ）m m : 喷口射流回风流速喷口射流回风流速（0.25m/s左右）左右） ds: 喷口直径（喷口直径（m） A ：喷口紊流系数，圆柱型为喷口紊流系数，圆柱型为0.076 y=9.7m ； (W=9.7m/s,WW=9.7m/s,Wm m =0.5m/s) ； ds=85mm ; 每风口流每风口流量量400m3/h y=16m ; ; (W=9.7m/s,WW=9.7m/s,Wm m =0.3m/s) ; ds=85mm ; 每风口流每风口流量量400m3/h条缝型送风口出风速度低，一般条缝型送风口出风速度低，一般8m/s8m/s以下，常用（以下，常用（2 2 6m/s6m/s），风管内的静），风管内的静压小，风机的压头要求可以小。但送压小，风机的压头要求可以小。但送风的方向难以垂直送风道的轴线。出风的方向难以垂直送风道的轴线。出风口、设在均匀送风道的两侧，形成风口、设在均匀送风道的两侧，形成两条高度不变的条缝。出风不设导风两条高度不变的条缝。出风不设导风板，出口风速视射程定。板，出口风速视射程定。 三、均匀送三、均匀送风风道的道的设计计设计计算算1.1.均匀送风道设计原理均匀送风道设计原理1.1 1.1 风道上侧孔出流风道上侧孔出流: :当空气通过侧面送风孔时，空气受到当空气通过侧面送风孔时，空气受到 风道内垂直风道壁面的静压风道内垂直风道壁面的静压 P Pj j 作用，促使作用，促使 空气通过侧孔流出空气通过侧孔流出. .产生一个垂直于风道壁产生一个垂直于风道壁 面的静压流速是（面的静压流速是（V Vj j）= (2= (2P Pj j/ /) )1/21/2; ; 在动压在动压 P Pd d 作用下，风道内的平行于风道的气流速度作用下，风道内的平行于风道的气流速度 Vd, Pd = Vd2/2, （Vd）= (2Pd /)1/2。 空气通过侧孔的实际速度空气通过侧孔的实际速度 V = (Vd 2+Vj 2)1/2 =(Pj+Pd) 2/ 1/2 空气实际流速空气实际流速V与风道轴线的夹角与风道轴线的夹角称称为出流角，为出流角， tg = Vj/Vd =(Pj/Pd)1/2 , 实际流速实际流速V大小与侧孔截面的全压有大小与侧孔截面的全压有关，而侧孔的中气流出流方向则与静压对动压之比有关。关，而侧孔的中气流出流方向则与静压对动压之比有关。dVj显然静压越大，显然静压越大，Vj 越大、动压越小，风道内的流速越大、动压越小，风道内的流速越小，则流出角越小，则流出角 越大，气流越接近于风道壁面相越大，气流越接近于风道壁面相垂直，越好。垂直，越好。2. 侧孔送风时风道内的静压变化侧孔送风时风道内的静压变化1 2 3 n-1 n设一等截面的送风风道，壁面上开设设一等截面的送风风道，壁面上开设 n个侧孔，可以按流体力个侧孔，可以按流体力学理论，列出学理论，列出1-1及及n-n气体能量方程式气体能量方程式:Pj.1+Vd.12 /2 = Pj.n+ Vd.n2 /2 + (Pm L+P)Pj.n= Pj.1+ (Vd.12 Vd.n2) /2 (Pm L+P )Pj.n = Pj.1+ (Vd.12 Vd.n2) /2 (Pm L+P ) (Vd.12 Vd.n2) /2 是风道的首段与末端得动压差，是风道的首段与末端得动压差，由于流速的降低而产生的静压复得。使得静压是沿送由于流速的降低而产生的静压复得。使得静压是沿送风方向逐渐增增加风方向逐渐增增加-静压复得法均匀送风道设计。静压复得法均匀送风道设计。就是，当就是，当 ： /2 (Vd.12 Vd.n2) = (Pm L+P ) 时，时，就能实现均匀送风的条件。此时就能实现均匀送风的条件。此时 P Pj.1 j.1 = P= Pj.n j.n 送风道静送风道静压保持不变。压保持不变。第七章第七章 制冰间与冰库的设计制冰间与冰库的设计 制冰间是指采取盐水作为载冷剂，使用冰桶加水后沉制冰间是指采取盐水作为载冷剂，使用冰桶加水后沉入盐水槽内，进行大的块冰制取，这种方式又称为间入盐水槽内，进行大的块冰制取，这种方式又称为间接制冰（快速制冰均是采用直接制冰）。采用盐水制接制冰（快速制冰均是采用直接制冰）。采用盐水制取的冰便于运输，不易融化，缺点是制冰的周期长，取的冰便于运输，不易融化，缺点是制冰的周期长，冰桶内加满水放入冰池，直到全部冻结，需冰桶内加满水放入冰池，直到全部冻结，需20h左右。左右。盐水制冰蒸发器在盐水池一侧，流动的盐水自冰桶吸盐水制冰蒸发器在盐水池一侧，流动的盐水自冰桶吸出热量后，进入到蒸发器进行热交换，完成载冷剂的出热量后，进入到蒸发器进行热交换，完成载冷剂的作用。冰桶内的水冻结后，由制冰池内的行车吊出，作用。冰桶内的水冻结后，由制冰池内的行车吊出，放到融冰槽内进行冰桶与冰的脱模工序，然后吊车将放到融冰槽内进行冰桶与冰的脱模工序，然后吊车将冰桶放入倒冰架中把冰倒向滑冰台，倒出的冰由滑冰冰桶放入倒冰架中把冰倒向滑冰台，倒出的冰由滑冰道滑进冰库贮藏。道滑进冰库贮藏。制冰池周围采用制冰池周围采用150200mm厚的软木保温，软木保温厚的软木保温，软木保温层外面用两毡三油进行隔汽处理。冰池上面有木质的层外面用两毡三油进行隔汽处理。冰池上面有木质的冰池盖，制冰间处于常温状态。制冰池应放在架空通冰池盖，制冰间处于常温状态。制冰池应放在架空通风良好隔热地板上。风良好隔热地板上。盐水制冰的冰块重量有：盐水制冰的冰块重量有：50Kg/块（块（420165800高）高） 100 Kg/块（块（586278810高）；高）；（4602581000高）高） 125 Kg/块（块（5482681080高）高）制冰间制冰的主要设备：制冰池、蒸发器、搅拌推进器、制冰间制冰的主要设备：制冰池、蒸发器、搅拌推进器、冰桶、冰桶架、起重机、倒冰架、融冰槽、注水设备、冰桶、冰桶架、起重机、倒冰架、融冰槽、注水设备、滑冰台。滑冰台。制冰间的净高度：制冰间的净高度：H = 冰池高冰池高 + 制冰池制冰池取冰的最小高度取冰的最小高度 + 制冰间内的制冰间内的吊车所需要的高度吊车所需要的高度制冰间的平面设计：制冰池设备冷冻机制造厂有专门制冰间的平面设计：制冰池设备冷冻机制造厂有专门的制造，使用者可根据自己的需要选型，按照制造的制造，使用者可根据自己的需要选型，按照制造厂对设备的要求进行平面的厂对设备的要求进行平面的储冰间（冰库）设计储冰间（冰库）设计冰库应紧邻制冰间，便于进冰储藏，冰库还应靠近月台，冰库应紧邻制冰间，便于进冰储藏，冰库还应靠近月台，便于出冰。许多冰库和冷藏间和在一幢建筑物内，也有便于出冰。许多冰库和冷藏间和在一幢建筑物内，也有把冰库与制冰组成单独的一体。把冰库与制冰组成单独的一体。冰库的设计，应先确定出冰库的平面面积，冰库的设计，应先确定出冰库的平面面积，S = V / h= G / () h:堆装高度堆装高度m，人工堆装，人工堆装2.4m左右，机械堆左右，机械堆装装4.5m左右；左右； ：是按照冰库净高而定的容积利用系数。：是按照冰库净高而定的容积利用系数。冰库内的墙面（包括柱子），为了防止冰块撞击需要加冰库内的墙面（包括柱子），为了防止冰块撞击需要加防护设施，要用竹片钉在墙面上的防护设施，要用竹片钉在墙面上的7550mm方木上形成方木上形成竹护壁面。墙面护壁的高度，以堆冰高为准。竹护壁面。墙面护壁的高度，以堆冰高为准。气调冷藏库气调冷藏库(Controlled Atmosphere Storage)气调贮藏库是在气调贮藏库是在一般冷藏库一般冷藏库基础上进一步发展起来的，基础上进一步发展起来的，一方面与果蔬冷库由许多相似之处，如库温低于环境温一方面与果蔬冷库由许多相似之处，如库温低于环境温度，约在度，约在0左右，适于贮存有生命活性的果蔬、种子、左右，适于贮存有生命活性的果蔬、种子、粮食等物品。粮食等物品。果蔬气调保鲜目前是国际上使用最普遍、效果最好、最果蔬气调保鲜目前是国际上使用最普遍、效果最好、最为先进的贮藏保鲜技术之一。但有一点最重要：控制库为先进的贮藏保鲜技术之一。但有一点最重要：控制库温使其在某一定的范围内是必不可少的条件。温使其在某一定的范围内是必不可少的条件。目前气调库在国外已有了目前气调库在国外已有了70余年的发展史，在发达国家余年的发展史，在发达国家基本普及。如美国气调贮藏的果品高达基本普及。如美国气调贮藏的果品高达75%以上，新建以上，新建的果蔬冷库均是气调库。随着全球经济计的一体化，气的果蔬冷库均是气调库。随着全球经济计的一体化，气调库必然会代替更多的普通的果蔬冷库。调库必然会代替更多的普通的果蔬冷库。我国气调保鲜技术应用，起步于上世纪我国气调保鲜技术应用，起步于上世纪60年代，年代，1978年年建成第一座试验性模拟气调库。建成第一座试验性模拟气调库。80年代开始有气调库建年代开始有气调库建设，现在向自动控制气体的成分和温度的方向发展设，现在向自动控制气体的成分和温度的方向发展 。一、气调库的设计一、气调库的设计气调库的容积大小气调库的容积大小 欧美等国气套库的单间库容积欧美等国气套库的单间库容积 50200吨，仅用于蔬吨，仅用于蔬菜的气调库单间约菜的气调库单间约 200500吨。以我国国情，吨。以我国国情，30100吨吨/间；一个建库单元，不少于间；一个建库单元，不少于2间，不多于间，不多于10间为宜。间为宜。 气调库必须要有良好的气密性。气调库必须要有良好的气密性。 良好的良好的气密性气密性是气调库区别于普通冷库的一个最重要的是气调库区别于普通冷库的一个最重要的特点，普通冷库对于气密性无高的要求（不可出现裂缝，特点，普通冷库对于气密性无高的要求（不可出现裂缝，跑冷），但对于气调库来说气密是至关重要的，在气调跑冷），但对于气调库来说气密是至关重要的，在气调库内形成要求的气体成分，并在贮存气内较长时间的维库内形成要求的气体成分，并在贮存气内较长时间的维持设定的指标，减少库内外不同气体的渗透，气调库必持设定的指标，减少库内外不同气体的渗透，气调库必须密封良好。一天内允许换气次数为须密封良好。一天内允许换气次数为1/50以内。以内。 气调库门不仅能保温，而且具有良好密封装置和观察窗。气调库门不仅能保温，而且具有良好密封装置和观察窗。库体也不能出现泄漏。库体也不能出现泄漏。气调库一般建造成单层，气调库一般建造成单层，以避免多层地板的裂缝气体密封性受损。以避免多层地板的裂缝气体密封性受损。砖混结构普通冷库改建气调库可用钢板、铝板、砖混结构普通冷库改建气调库可用钢板、铝板、铝箔沥青纤维板、玻璃钢铝箔沥青纤维板、玻璃钢 、塑料薄、膜塑料板、塑料薄、膜塑料板作为密封材料，地坪除设有防潮隔气层外，还作为密封材料，地坪除设有防潮隔气层外，还要专设一层气密层（改性橡胶沥青），或用要专设一层气密层（改性橡胶沥青），或用0.1mm聚乙烯聚乙烯PVC塑料薄膜，搭结塑料薄膜，搭结100mm。气密门、观察窗要严密，一般专业制造，门可气密门、观察窗要严密，一般专业制造，门可以有两道，一道保温一道气密。水电管路穿墙以有两道，一道保温一道气密。水电管路穿墙孔洞要有特殊的密封做法。孔洞要有特殊的密封做法。汽调库的安全性汽调库的安全性由于气调库是一种密封式冷库，库内温度变化由于气调库是一种密封式冷库，库内温度变化1，库，库内气压也要变化，对于库体产生约内气压也要变化，对于库体产生约40Pa压力，温差越大，压力，温差越大，产生的压差就越大。通常要在气调库上装设平衡袋和安产生的压差就越大。通常要在气调库上装设平衡袋和安全阀，使库内的压力限制在设计允许的安全范围内。全阀，使库内的压力限制在设计允许的安全范围内。气压平衡袋采用柔软不透气不易老化材料气压平衡袋采用柔软不透气不易老化材料 制造。每一制造。每一间都要设有一个气压平衡袋和安全阀。平衡袋容积应是间都要设有一个气压平衡袋和安全阀。平衡袋容积应是冷间容积的冷间容积的051.0%。一般情况下，平衡袋只起调节作。一般情况下，平衡袋只起调节作用，只有当调节作用不足时，调节阀发生作用，有些国用，只有当调节作用不足时，调节阀发生作用，有些国家采取使气调库的平衡袋一直处于正压状态，气压不足家采取使气调库的平衡袋一直处于正压状态，气压不足就补充氮气，以减少大气渗透到库内来。就补充氮气，以减少大气渗透到库内来。气调库安全阀有两种，分为干式和水封式，国外推荐安气调库安全阀有两种，分为干式和水封式，国外推荐安全压力值是全压力值是190Pa。四种不同的气调四种不同的气调库体库体1、钢结构夹心版组合库、钢结构夹心版组合库（又称为（又称为“洋库洋库”），板密封），板密封 采用密封胶，造价高。采用密封胶，造价高。2、砖混结构外壳，加气密层后，再喷涂聚氨值保温层、砖混结构外壳，加气密层后，再喷涂聚氨值保温层。造价比造价比“洋库洋库”低低30%。库内不美观，无保护内层，宜。库内不美观，无保护内层，宜受损伤，维护消毒不方便，气密技术复杂。受损伤，维护消毒不方便，气密技术复杂。3、砖混结构内贴绝缘单面夹心隔热板。、砖混结构内贴绝缘单面夹心隔热板。贴库板方式有贴库板方式有两种，一种装嵌组和式，将单面库板按预埋的装配螺栓，两种，一种装嵌组和式，将单面库板按预埋的装配螺栓，一张张装嵌上去，在用密封胶抹接缝，另一种是先将单一张张装嵌上去，在用密封胶抹接缝，另一种是先将单面库板组合成片，再在库板与墙体之间浇上聚氨酯现场面库板组合成片，再在库板与墙体之间浇上聚氨酯现场发泡使之牢固结合，造价比发泡使之牢固结合，造价比“洋库洋库”低低20%。4、半埋式。、半埋式。如地窖。利用自然条件低温贮藏，短期、如地窖。利用自然条件低温贮藏，短期、少量、质差、品种少，技术落后。造价最低廉。少量、质差、品种少，技术落后。造价最低廉。气调控制要素及措施气调控制要素及措施气调控制三要素气调控制三要素温度温度t、空气成分和相对湿度、空气成分和相对湿度。改变库内的氧气成分气调措施有两大类：改变库内的氧气成分气调措施有两大类： 、自然降氧气调。当装有果蔬的冷藏库被密封之后，、自然降氧气调。当装有果蔬的冷藏库被密封之后，由于自身的呼吸作用，库内气体成分便发生了变化。氧由于自身的呼吸作用，库内气体成分便发生了变化。氧气含量逐渐减少，二氧化碳逐渐增多。这种依靠自身呼气含量逐渐减少，二氧化碳逐渐增多。这种依靠自身呼吸来达到库内氧气含量减少方法降氧较慢。对有些品种吸来达到库内氧气含量减少方法降氧较慢。对有些品种的果蔬贮存质量有影响。的果蔬贮存质量有影响。 、充气式气调。使用钢瓶或采用有机物燃烧供应一定、充气式气调。使用钢瓶或采用有机物燃烧供应一定成分（氮）的气体。现在开发出有吸附式、膜分离制氮成分（氮）的气体。现在开发出有吸附式、膜分离制氮气的方法。气的方法。气调库的种类气调库的种类 普通气调式冷藏库普通气调式冷藏库就是依靠果蔬自身呼吸降氧法，当库内过量就是依靠果蔬自身呼吸降氧法，当库内过量CO2用用生石灰或生石灰或NaOH水溶液洗涤库内空气，降低水溶液洗涤库内空气，降低CO2的含的含量，量，适于整进整出货品适于整进整出货品。对于气密性高的库补氧可以。对于气密性高的库补氧可以用风机把库外空气送入。用风机把库外空气送入。 机械机械冲洗式气调冷藏库冲洗式气调冷藏库库外空气经过冲洗式降氧机燃烧降低空气中氧气后送库外空气经过冲洗式降氧机燃烧降低空气中氧气后送入库内（主要气体成分入库内（主要气体成分N2+H2O+CO2），把库内空气），把库内空气冲洗置换出来，使库内氧量降低，冲洗效果越来越低，冲洗置换出来，使库内氧量降低，冲洗效果越来越低，运行成本高，现已不采用，由于不断补充低氧的气体，运行成本高，现已不采用，由于不断补充低氧的气体，对于气密性要求不是太高，但当对于气密性要求不是太高，但当CO2过高要进行去除。过高要进行去除。 机械循环气调冷藏库机械循环气调冷藏库是在机械冲洗式气调库基础上发展而来的。他是将库内的空气，是在机械冲洗式气调库基础上发展而来的。他是将库内的空气，通过循环降氧机以催化燃烧方式降氧。保留了库内原有通过循环降氧机以催化燃烧方式降氧。保留了库内原有N2气，气，CO2含量增高，待含量增高，待O2降到一定程度后，多与的降到一定程度后，多与的CO2有有脱除机除脱除机除去。降氧快、气体成分稳定，运行费较低，这种方式还可燃烧去。降氧快、气体成分稳定，运行费较低，这种方式还可燃烧去掉库内的乙烯。去掉库内的乙烯。果蔬典型的气调贮藏条件果蔬典型的气调贮藏条件 水水果果名名O2%CO2%温度温度金冠苹果金冠苹果2.04.04.08.05香蕉香蕉25251216草莓草莓510152005大白菜大白菜3527洋葱洋葱350甜瓜甜瓜35102027李子李子120505葡萄葡萄3105101015气调库的主要气调设备气调库的主要气调设备气调设备通俗讲，主要包括制氮设备、气调设备通俗讲，主要包括制氮设备、CO2 脱除设备、脱除设备、乙烯脱除设备、加湿设备。其中制氮设备利用率最高，乙烯脱除设备、加湿设备。其中制氮设备利用率最高，制氮机。为国在其调库上采用的制氮机主要有两大类制氮机。为国在其调库上采用的制氮机主要有两大类型：吸附分离式的碳分子筛制氮机和膜分离式的中空型：吸附分离式的碳分子筛制氮机和膜分离式的中空纤维膜纤维膜.二氧化碳脱除机。有活性炭吸附式脱除装置。可再生二氧化碳脱除机。有活性炭吸附式脱除装置。可再生使用。使用。乙烯脱除机。目前被广泛使用来脱除乙烯的方法有两乙烯脱除机。目前被广泛使用来脱除乙烯的方法有两种：即高锰酸钾氧化法和高温催化分解法。种：即高锰酸钾氧化法和高温催化分解法。高锰酸钾高锰酸钾氧化法使用浓度氧化法使用浓度58%侵蚀多孔材料（如膨胀珍珠岩、膨胀蛭侵蚀多孔材料（如膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、分子筛、碎砖块、泡沫混凝土等）然后间次载体放入库石、分子筛、碎砖块、泡沫混凝土等）然后间次载体放入库内，方法简单，脱除效率低。一般用于小型或简易贮存。内，方法简单，脱除效率低。一般用于小型或简易贮存。一个一个100吨果蔬气调库需要吨果蔬气调库需要350m3 体积，货物占有的空体体积，货物占有的空体积约需积约需 65% ，228m3 。要有。要有326m3 氮气才能把氧从氮气才能把氧从21%降降到到5% ，442m3 氮气才能把氧从氮气才能把氧从21%降到降到3% ，库内压力，库内压力不能大于不能大于190Pa .燃气型降氧制氮机耗用丙烷、乙烷气体，易燃易爆，燃后燃气型降氧制氮机耗用丙烷、乙烷气体，易燃易爆，燃后温度高，易于泄露，有异味，燃烧后的二氧化碳含量超标，温度高，易于泄露，有异味，燃烧后的二氧化碳含量超标，使得果皮增厚、失去鲜味、费用高。使得果皮增厚、失去鲜味、费用高。多采用碳分子筛吸附式制氮机，利用变压吸附式原理来获多采用碳分子筛吸附式制氮机，利用变压吸附式原理来获取氮气的设备。碳分子筛对于空气中的氧和氮的分离作用，取氮气的设备。碳分子筛对于空气中的氧和氮的分离作用，直径小的氧气分子在分子筛表面扩散速度较快，较多的进直径小的氧气分子在分子筛表面扩散速度较快，较多的进入到碳分子筛内；分子较大的氮气分子扩散速率较慢，进入到碳分子筛内；分子较大的氮气分子扩散速率较慢，进入碳分子筛孔较少，使氮气在气相得到富集。两组碳分子入碳分子筛孔较少，使氮气在气相得到富集。两组碳分子筛交替进行加压吸附、减压筛交替进行加压吸附、减压解吸附，用真空泵把分子筛内的吸解吸附，用真空泵把分子筛内的吸附气体吸出。再次进行吸附作业附气体吸出。再次进行吸附作业.。中空纤维吸附分离膜式制氮机中空纤维吸附分离膜式制氮机工作原理工作原理：利用中空纤维内的（发丝）空隙，材料：利用中空纤维内的（发丝）空隙，材料有乙基纤维素、三醋酸纤维、聚砜有乙基纤维素、三醋酸纤维、聚砜 磺酰基并通磺酰基并通常借常借助硫助硫与两个碳原子连结与两个碳原子连结(如与两个烃基或一个简如与两个烃基或一个简单的二价基单的二价基)为特征的一类有机化合物为特征的一类有机化合物,一般是结晶一般是结晶状稳定化合物状稳定化合物,可由有机硫化物的氧化或其他方法制可由有机硫化物的氧化或其他方法制得得 。把渗透系数大得称为。把渗透系数大得称为“快气快气”；把渗透系数小；把渗透系数小得称为得称为“慢气慢气”优点：不用再生，不发生相变，无优点：不用再生，不发生相变，无运转部件。缺点：必须用无油空压机，遇油使中空运转部件。缺点：必须用无油空压机，遇油使中空膜失效并不能再次恢复。造价较高。膜失效并不能再次恢复。造价较高。关于气调库的气密性的分析关于气调库的气密性的分析当库内外气压差发生变化，气密层的薄弱环当库内外气压差发生变化，气密层的薄弱环节不可能达到绝对气密，也没有绝对的气密。节不可能达到绝对气密，也没有绝对的气密。当果蔬贮存于当果蔬贮存于 库内，由于呼吸还要消耗部库内，由于呼吸还要消耗部分氧气，如果绝对气密，就必须及时通过新分氧气，如果绝对气密，就必须及时通过新鲜空气来维持贮藏所需要的氧气浓度，以免鲜空气来维持贮藏所需要的氧气浓度，以免造成果蔬缺氧呼吸，只要果蔬耗氧量大于或造成果蔬缺氧呼吸，只要果蔬耗氧量大于或等于维护结构流入氧量可认为气密性程度符等于维护结构流入氧量可认为气密性程度符合要求。合要求。 气密性的正压测试法气密性的正压测试法 国外常用的气密性试验标准和结果表示方法：从计时国外常用的气密性试验标准和结果表示方法：从计时开始，试验压力下降到起始压力的一半时所需要的时间，开始，试验压力下降到起始压力的一半时所需要的时间，各国的标准不一，最高的是试验压力为各国的标准不一，最高的是试验压力为 294Pa，半降压，半降压时间等于或超过时间等于或超过30min为合格，否则为不合格。为合格，否则为不合格。 采用压力减少法测气密性：将门关闭，用鼓风机向库内鼓风采用压力减少法测气密性：将门关闭，用鼓风机向库内鼓风（通常压力取（通常压力取2535mmH2O）然后停止送风，观察压力变化的情）然后停止送风，观察压力变化的情况。况。 由于各国气调库设计水平、施工质量、使用方式由于各国气调库设计水平、施工质量、使用方式等的不同等的不同,国际上还没有气调库气密性的统一标准国际上还没有气调库气密性的统一标准,常用的气密性指标有常用的气密性指标有半压降时间半压降时间和和气密系数气密系数两种。两种。半压降时间半压降时间半压降时间半压降时间 ：是指库内压力下降到限度压力一半是指库内压力下降到限度压力一半时所用的时间时所用的时间,也有人用一定时间也有人用一定时间(如半小时如半小时)后库后库内剩余压力作为指标。各国常用标准见表内剩余压力作为指标。各国常用标准见表1 围护结构的气密性还可以用围护结构的气密性还可以用 气密系数气密系数- 来表示来表示 值值（由美国学者提出）可由下式来确定可由下式来确定: H=Ae-t 式中：式中： H t 时间后库内的压力，Pa A 当t=0 时，库内的压力值； t 时间，min。 将上式换为对数形式： 实际测得的实际测得的A、H、t代入上式代入上式,即可求出气密系数即可求出气密系数 ,这个值越小这个值越小,表明气密性能越好。与我国现在半压降时间表明气密性能越好。与我国现在半压降时间行业标准相对应行业标准相对应,我们以气密系数我们以气密系数 0.07为合格。目前为合格。目前推荐以推荐以 0.05为气密性合格标准。按照这个标准为气密性合格标准。按照这个标准,将将 =0.05代入上式代入上式,可以求出半压降时间可以求出半压降时间 t = 14分钟分钟（e-t = e-0.0514 = 0.497）。即。即:要使气密系数要使气密系数 0.05,不论限度压力不论限度压力是多少是多少,其半压降时间至少应为其半压降时间至少应为14分钟。分钟。用用 气密系数可以反映出气密性的情况。气密系数可以反映出气密性的情况。H: 为为 t 分钟后的空气压力分钟后的空气压力 mmH2OA: 为为 t = 0分钟的库内空气压力分钟的库内空气压力mmH2O t,H, lg（A/H）, ; 气密性好，则气密性好，则越好越好。