制冷负荷计算

第一章制冷负荷计算主要内容冷库制冷负荷计算用基础数据冷间热流量计算冷却设备负荷和机械负荷的计算空调制冷负荷计算简介制冷负荷的估算学习目标了解制冷负荷的组成、各项负荷特性及参数的选取。理解各项制冷负荷的计算方法。掌握制冷机械负荷、冷却设备负荷的计算方法和制冷负荷估算法。第一节冷库制冷负荷计算用基础数据一、制冷工艺基础资料制冷工艺基础资料包括进货温度、出货温度、冷加工时间、库房温度、房间冷却设备等。二、施工图施工图包括库房建筑平面图、剖面图（标有温度、特性、围护结构构造、相关尺寸等）。三、水文资料水文资料包括库址所在地的水源、水质、水温等情况。四、设计参数1．室内计算温度tn在国内的冷库设计规范中，对不同食品的冷却间、冻结间、冷藏间等的冷间温度已有明确规定，tn一般由此确定。2．室外计算温度tw冷库设计规范规定，采用“夏季空气调节日平均温度”为室外计算温度tw。3．邻室计算温度tls1)邻室为冷却间或冻结间时，取该类冷间空库保温温度。冷却间：10℃；冻结间：-10℃。2)邻室是有规定温度的房间时，计算温度取该规定温度。3)邻室是没有规定温度的房间时，以室外计算温度代替邻室计算温度，再利用温差修正系数进行修正。4)冷间地面下侧计算温度，根据不同情况按相关规定取值。4．室内计算相对湿度Фn冷却物冷藏间：相对湿度85%左右；冻结物冷藏间：相对湿度90%左右。5．室外计算相对湿度Фw计算库房围护结构最小总热阻时，Фw可按最热月月平均相对湿度选用。计算开门热流量和冷间通风换气热流量时，Фw采用夏季通风室外计算相对湿度。五、冷加工能力计算1．设有吊轨的冷却间、冻结间冷加工能力式中md——每日冷加工能力，单位为t；l——吊轨有效总长度，单位为m；t——货物冷加工周转时间，单位为h；m/d——吊轨单位长度净载货质量，单位为㎏/m。tmlmdd2410002．搁架排管冷却间、冻结间冷加工能力式中mg——每日冷加工能力，单位为t；N——摆放冻结食品容器的件数；m/g——每件食品的净质量，单位为㎏；t——货物冷加工周转时间，单位为h。tNmmgg241000'六、冷库计算吨位式中G——计算吨位，单位为t；V——冷藏间公称体积，单位为m3；ρs——食品的计算密度，单位为㎏/m3；η——公称体积利用系数。1000sVG第二节冷间热流量计算一、围护结构热流量Ф1由于库内、外存在温差和外墙、屋顶受太阳辐射热作用，通过冷间的墙体、地面、楼地板、屋顶传入的热量进入冷间后消耗的冷量。)(1nwttaAKΦ式中Ф1——围护结构热流量，单位为W；K——传热系数，单位为W/(㎡·℃)；A——传热面积，单位为㎡；a——围护结构两侧温差修正系数；tw——外侧的计算温度，单位为℃；tn——内侧的计算温度，单位为℃。二、货物热流量Ф2由于食品和冷间内空气之间存在温差，食品在冷加工过程中，向冷间内散发热量引起的制冷负荷。ΦmmΦΦmtttCmBthhmΦΦΦΦΦzbbdcba26.31212122222式中Φ2——货物热流量，单位为W；Φ2a——食品热流量，单位为W；Φ2b——包装材料和运载工具热流量，单位为W；Φ2c——货物冷却时呼吸热流量，单位为W；Φ2d——货物冷藏时呼吸热流量，单位为W；m——冷间每日进货量，单位为㎏；h1——货物进入冷间初始降温时的比焓，单位为kJ/kg；h2——货物终止降温时的比焓，单位为kJ/㎏；t——冷加工时间，单位为h。式中Bb——货物包装材料或运载工具质量系数；Cb——包装材料或运载工具比热容，单位为kJ/(kg·℃)；t1——包装材料或运载工具进入冷间时温度，单位为℃；t2——包装材料或运载工具在冷间终止降温时的温度，单位为℃；Φ——货物冷却初始温度时单位质量的呼吸热流量，单位为W/㎏；Φ//——货物冷却终止温度时单位质量的呼吸热流量，单位为W/㎏；mz——冷却物冷藏间的冷藏质量，单位为㎏。mmΦΦmtttCmBthhmΦΦΦΦΦzbbdcba26.31212122222冷间内储存水果、蔬菜、鲜蛋需要新鲜空气或冷间内操作人员呼吸需要进行通风换气时，由室外新鲜空气带入热量所引起的制冷负荷。三、冷间内通风换气热流量Ф3nwnrnnnwbahhnnVhhΦΦΦ30246.31333式中ф3——通风换气热流量，单位为W；ф3a——冷间换气热流量，单位为W；ф3b——操作人员需要的新鲜空气热流量，单位为W；hw——冷间外空气的比焓，单位为kJ/㎏；hn——冷间内空气的比焓，单位为kJ/㎏；n——每日换气次数；Vn——冷间内净体积，单位为m3；ρn——冷间内空气密度，单位为㎏/m3；30——每个操作工人需要的新鲜空气量，单位为m3/h；nr——操作工人数。四、电动设备运转引起的热流量Ф4。bPΦd10004式中Φ4——电动机运转热流量，单位为W；Pd——电动机额定功率，单位为kW；ξ——热转化系数，单位为电机在冷间内时取1，在冷间外时取0.75；b——运转时间系数。库门开启换热、操作人员散热和冷间内照明产生的热量而引起的制冷负荷。五、经营操作热流量Ф5式中Ф5——操作热流量，单位为W；Ф5a——照明热流量，单位为W；Ф5b——开门引起的热流量，单位为W；Ф5c——操作人员热流量，单位为W；Фd——每平方米地板面积照明热流量，单位为W/㎡；Ad——冷间地面面积，单位为㎡；n/k——门樘数。rrnnwnkkddcbaΦnMhhVnnAΦΦΦΦΦ243246.315555式中nk——每日开门换气次数；M——空气幕效率修正系数，取0.5，不设空气幕时取1；3/24——每日操作时间系数，按每日操作3小时计；nr——操作人员数量；Фr——每个操作人员产生的热流量，单位为W；hw、hn、Vn、ρn——与ф3中相同。rrnnwnkkddcbaΦnMhhVnnAΦΦΦΦΦ243246.315555第三节冷却设备负荷和机械负荷的计算一、冷却设备负荷фs冷却设备负荷是选择冷间冷却设备（冷却排管或冷风机）所需要能量的依据。式中Ф1——围护结构热流量，单位为W；Ф2——货物热流量，单位为W；Ф3——通风换气热流量，单位为W；Ф4——电动机运转热流量，单位为W；Ф5——操作热流量，单位为W；P——货物热流量系数。54321sΦΦΦΦPΦΦ二、机械负荷ΦjRnnnnnΦj)(5544332211式中Φj——机械负荷，单位为W；n1——季节修正系数，宜取1；n2——货物热流量折减系数；n3——同期换气系数，宜取0.5～1.0；n4——冷间用电动机同期运转系数；n5——冷间同期操作系数；R——制冷装置和管道等冷损耗补偿系数。第四节空调制冷负荷计算简介一、基本概念1．得热量某时刻由室外和室内热源进入房间的总热量。2．得湿量人体及工艺设备与工艺过程等在某一时刻散至恒温恒湿房间的水蒸气量。3．空调负荷为了保持室内空气温度、湿度的恒定，必须从室内排除瞬间得热量和得湿量。A.在某时刻为补偿房间得热,需从室内排除的热量称为冷负荷；B.在某时刻为补偿房间失热,需向房间供应的热量称为热负荷；C.维持室内相对湿度,需由房间除去或增加的湿量称为湿负荷。4．制冷量一座建筑物空调系统的总装机容量称为“制冷量”。制冷量是建筑物的计算冷负荷、新风计算冷负荷、风机水泵能量消耗、系统的热损失等引起的附加冷负荷的总和。二、室内、外计算参数按照《采暖通风与空气调节设计规范》及其相关标准及规范，选用室内、外空气计算参数（空气温、湿度）作为建筑物围护结构的温差传热量和新风负荷的计算依据。三、空调房间冷负荷构成外墙和屋面温差构成传热的冷负荷；外窗温差传热的冷负荷；外窗太阳辐射的冷负荷；内围护结构传热的冷负荷；人体散热的冷负荷；照明散热的冷负荷；设备散热的冷负荷；食物散热的冷负荷；散湿形成的潜热冷负荷；空气渗透带入室内的冷负荷。四、夏季冷负荷计算夏季计算经围护结构传入室内的热量时，应按照不稳定传热过程计算。在计算空调负荷时，必须考虑围护结构的吸热、蓄热和放热过程，不同性质的得热量形成的室内逐时冷负荷是不同步的。在确定房间逐时冷负荷时，必须按不同性质的得热分别计算，然后取逐时各冷负荷分量之和。第五节制冷负荷的估算估算是依据经验数据来确定冷库制冷负荷、空调制冷负荷。利用单位制冷负荷乘以冷加工量或冷藏容量即可求得相应的冷却设备负荷与机械负荷。利用空调负荷概算指标乘以建筑物的空调面积即可得到空调工程中的制冷负荷。1．肉类冷库冷加工单位制冷负荷一、冷库制冷负荷的估算序号库房温度/℃肉类降温情况冷冻加工时间/h单位制冷负荷/（W/t）入库时/℃出库时/℃冷却设备负荷机械负荷1.冷却加工1-2+35+420300023002-7/-2+35+411500040002.冻结加工1-23+4-1520530045002-23+12-1512820069002.水产冷库冷加工单位制冷负荷库房名称库房温度/℃鱼体降温情况冷冻加工时间（不含进出库）/h单位制冷负荷/（W/t）入库时/℃出库时/℃冷却设备负荷机械负荷准备间0+20+41047003500冻结间-25+4-151093007500冻结间-25+20-1516700056003.冷藏间、制冰单位制冷负荷序号库房名称库房温度/℃单位制冷负荷/（W/t）冷却设备负荷机械负荷1.冷藏间方面1一般冷却物冷却间±0、-288702250t以下冷库冻结物冷藏间-15、-1882702.制冰方面1盐水制冰方式70002储冰间254.小型冷库单位制冷负荷序号冷间名称冷间温度/℃单位制冷负荷/（W/t）冷却设备负荷机械负荷1.肉、禽、水产品150t以下冷藏间-15~-18195160250~100t冷藏间1501302.水果、蔬菜1100t以下冷藏间0~22602302100~300t冷藏间2302103.鲜蛋1100t以下冷藏间0~21401102100~300t冷藏间11590二、空调制冷负荷的估算夏季冷负荷估算用空调负荷概算指标乘空调面积即可得到空调制冷负荷。建筑类型夏季空调负荷概算指标w/m2冬季采暖负荷概算指标w/m2办公楼学校旅馆餐厅百货商店医院影剧院住宅95～115——70～95290～350210～240105～130230～350——60～8060～8060～70115～140——65～8095～11547～70