冷库热负荷如何计算?

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-08-04
设计冷库的冷负荷怎样算?

目前,关于冷库设计中冷负荷(冷冻能力)的计算存在一些问题。理论计算中对参数的选取缺乏严谨,基础参考资料缺乏统一性。而经验估算几乎人口一辞。这都是很严重的问题。所以,冷库设计中冷量理论计算方法的选取及其参量的确定和经验估算的参照及其附带条件具体如何厘定,均有必要提出来讨论。 冷库设计是一个系统工程,主要涉及两大块:一是冷库的设计(重在冷负荷计算);二是设备的选型。本次重点是前者。 一般而言,冷库据目标温度和入库温度的不同可分为六类,常规计算多涉及三类,即目标温度为0℃,-18℃和-25℃。当然,这主要是针对经验估算而言。 但是,冷库设计中不论是什么样的经验估算都必定存在一个前提,即估算条件。当前绝大部分的中小型冷库设计时采用的一般是100mm聚氨酯库板,环境温度一般取32℃,贮藏比重取5m3/t,进货量30%。但是在实际的操作中,客户一般就告知“我要造多大多大的冷库”,“温度打到多少多少度”,有时连冷藏冷冻的东西也不说,其它的就完全靠冷库设计者自己把握了。 很多的冷库设计单位为了保证万无一失,配比的冷量完全不是标准理论计算可以“匹敌”的——我想这于客户而言断然不合理,如此而言,何谈性价比。我遇到过这样一件事:一个冷库设计是选配了两套机组(不涉及备用问题),后来其中一套出了故障,在单套机组运行的条件下,冷库温度居然还能达到预设要求。 这里,我给出一组冷库设计中冷量经验估算的参考数据: 冷库单位容积热量分配参照表(单位:W/m3)库 容 库 别高温库(0℃左右)中温库(-18℃左右)低温库(-25℃)小 库( 0~10t)1096992中小库(90~800t)774451 当然,估算方法会因划分标准的不同而不同,比如有些就是按照既定冷库高度下单位面积热负荷计算的,这里给出的只是其中的一种估算方法。 就我个人而言,我比较倾向于经验估算。为什么呢?因为在冷库设计的标准理论计算中,要涉及二十多个参量,而参量的确定本身就会因为客户提供数据的不完全性、实际操作的非标准性以及地理因素等条件的不确定性出现偏差,这已远非误差所能允许。 此次讨论要解决三个问题:1.经验估算的计算条件;2.不同条件下经验估算的种类; 3.既定经验估算法下经验值的厘定。

公式如下:
Qnp=Qn(tn-tp)/( tn-twn) (2.2.1-1)式中Qnp—采暖平均热负荷,KW;
Qn —采暖设计热负荷,kw;
tn—室内设计温度,°C,可取18°C;
tp—采暖期室外平均温度,°C;
twn—采暖室外计算温度,°C。

一般房屋的门窗,墙壁冬季都会散热,热量损失多少,就要补偿多少,否则室温就会下降。
保温状况一般的情况下,即房屋不存在特殊保温层、门窗关闭状况一般、室内空气流动一般:
东北地区:每平方米装机容量80~120W
华北地区:每平方米装机容量60~100W
平均热负荷系数是一年或一个供暖期内平均热负荷与最大热负荷之比

  板式换热器的计算是一个比较复杂的过程,目前比较流行的方法是对数平均温差法和NTU法。在计算机没有普及的时候,各个厂家大多采用计算参数近似估算和流速-总传热系数曲线估算方法。目前,越来越多的厂家采用计算机计算,这样,板式换热器的工艺计算变得快捷、方便、准确。以下简要说明无相变时板式换热器的一般计算方法,该方法是以传热和压降准则关联式为基础的设计计算方法。以下五个参数在板式换热器的选型计算中是必须的:总传热量(单位:kW).
一次侧、二次侧的进出口温度
一次侧、二次侧的允许压力降
最高工作温度
最大工作压力 如果已知传热介质的流量,比热容以及进出口的温度差,总传热量即可计算得出。温度T1 = 热侧进口温度
T2 = 热侧出口温度
t1 = 冷侧进口温度
t2= 冷侧出口温度
热负荷  热流量衡算式反映两流体在换热过程中温度变化的相互关系,在换热器保温良好,无热损失的情况下,对于稳态传热过程,其热流量衡算关系为:

 (热流体放出的热流量)=(冷流体吸收的热流量)

  在进行热衡算时,对有、无相变化的传热过程其表达式又有所区别。

  (1) 无相变化传热过程

   

  式中
   Q----冷流体吸收或热流体放出的热流量,W;
   mh,mc-----热、冷流体的质量流量,kg/s;  
   Cph,Cpc------热、冷流体的比定压热容,kJ/(kg·K);
   T1,t1 ------热、冷流体的进口温度,K;
   T2,t2------热、冷流体的出口温度,K。  (2)有相变化传热过程

  两物流在换热过程中,其中一侧物流发生相变化,如蒸汽冷凝或液体沸腾,其热流量衡算式为:

   一侧有相变化
          

   两侧物流均发生相变化 ,如一侧冷凝另一侧沸腾的传热过程

          

  式中
    r,r1,r2--------物流相变热,J/kg;
    D,D1,D2--------相变物流量,kg/s。

  对于过冷或过热物流发生相变时的热流量衡算,则应按以上方法分段进行加和计算。对数平均温差(LMTD)  对数平均温差是换热器传热的动力,对数平均温差的大小直接关系到换热器传热难易程度.在某些特殊情况下无法计算对数平均温差,此时用算术平均温差代替对数平均温差,介质在逆流情况和在并流情况下的对数平均温差的计算方式是不同的。在一些特殊情况下,用算术平均温差代替对数平均温差。逆流时:
并流时:
热长(F)热长和一侧的温度差和对数平均温差相关联。 F = dt/LMTD以下四个介质的物理性质影响的传热 密度、粘度、比热容、导热系数总传热系数总传热系数是用来衡量换热器传热阻力的一个参数。传热阻力主要是由传热板片材料和厚度、污垢和流体本身等因素构成。单位:W/m2 ℃ or kcal/h,m2 ℃.压力降压力降直接影响到板式换热器的大小,如果有较大的允许压力降,则可能减少换热器的成本,但会损失泵的功率,增加运行费用。一般情况下,在水水换热情况下,允许压力降一般在20-100KPa是可以解接受的。污垢系数和管壳式换热器相比,板式换热器中水的流动是处于高湍流状态,同一种介质的相对于板式换热器的污垢系数要小的多。在无法确定水的污垢系数的情况下,在计算时可以保留10%的富裕量。计算方法热负荷可以用下式表示:Q = m · cp · dtQ = k · A · LMTDQ = 热负荷 (kW)
m = 质量流速 (kg/s)
cp = 比热 (kJ/kg ℃)
dt = 介质的进出口温度差 (℃)
k = 总传热系数 (W/m2 ℃)
A = 传热面积 (m2)
LMTD = 对数平均温差
总的传热系数用下式计算:

其中:
k=总传热系数(W/m2 ℃)
α1 = 一次测的换热系数(W/m2 ℃)
α2 = 一次测的换热系数(W/m2 ℃)
δ=传热板片的厚度(m)
λ=板片的导热系数 (W/m ℃)
R1、R2分别是两侧的污垢系数 (m2 ℃/W)α1、α2可以用努赛尔准则式求得。 冷库热负荷的计算:基本情况 外型尺寸 冷库长 3.3 m 环境温度T1 30 ℃
冷库宽 3.3 m 库内温度T2 -18 ℃
冷库高 2.5 m 温度差 △T 48 ℃
冷库容积 23 m3 库内照明 240 W
外表面积 18.2 m2 库内电机 210 W
隔热材料 种类 聚苯板 作业人数 2 人/日
厚度 0.15 m 作业时间 3 H
传热系数 0.025 Kcal/mh℃ (查表)
储藏物品 货物名称 日入库量 750 kg
冻结前比热 0.77 C (查表) 入库温度 30 ℃
潜热 10 C (查表) 降温时间 8 h
冻结后比热 10 C (查表) 要求温度 -18 ℃

侵入热(侧板) 隔热材料厚度 导热系数 温度差 △T 外表面积A Qa=λ/L×△T×A
Qa 150 mm 0.166666667 48 33 264 Kcal/h
侵入热(底板) 隔热材料厚度 导热系数 温度差 △T 外表面积A Qb=λ/L×△T×A
Qb 150 mm 0.166666667 33 10.89 60 Kcal/h
侵入热(天棚) 隔热材料厚度 导热系数 温度差 △T 外表面积A Qc=λ/L×△T×A
Qc 150 mm 0.166666667 53 10.89 96 Kcal/h
Q1计算 Q1=Qa+Qb+Qc 420 Kcal/h
货物热(冻前) 入库量 比热 温度差 △T 降温时间 Qd=W×C×△T×1/T
Qd 750 kg 0.77 48 8 3465 Kcal/h
货物热(潜热) 入库量 比热 温度差 △T 降温时间 Qe=W×C×△T×1/T
Qe 750 kg 10 8 0 Kcal/h
货物热(冻后) 入库量 比热 温度差 △T 降温时间 Qf=W×C×△T×1/T
Qf 750 kg 10 8 0 Kcal/h
Q2计算 Q2=Qd+Qe+Qf 3465.00 Kcal/h
换气热 内容积 开门次数 换气热量 — Q3=V×n×E×1/24
Q3 23 16 24.6 — 382 Kcal/h
电灯热 总功率 日照时间 — — Q4=W×0.86×H×1/24
Q4计算 240 3 — — 26 Kcal/h
电机热 总功率 日运转时间 — — Q5=W×0.86×H×1/24
Q5计算 210 24 — — 181 Kcal/h
操作热 人数 工作时间 发热量 — Q6=N×H×C×1/24
Q6计算 2 3 240 — 60 Kcal/h
除霜热 总功率 除霜时间H 除霜次数 — Q4=W×0.86×H×n×1/24
Q7计算 3938 0.5 4 — 282 Kcal/h
全部热负荷 安全率Sf 1.1 运转率RT 0.8
QT QT=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7)×Sf/RT 6622.17 Kcal/h

压缩机型号为:8P

冷库负荷计算

  • 一立方冷库需要多少制冷量
    答:一立方冷库需要104.4制冷量。1、安装取样管路时需考虑到可能的热胀冷缩情形,极端的情况下,冷库在工作时温度可能低至-35C,而在安装取样管路时的温度可能是平常的室温。2、冷库实际上是一种低温冷冻设备,冷冻温度一般在零下10度至零下30度之间,存储冷冻食品的量比较大。冷库又叫冷藏库,也属于制冷设备...
  • 冷库压缩机怎么看p数,冷库压缩机怎么看p数知识
    答:不能只看冷库的大小和温度来选压缩机组,冷库的大小和温度只是决定冷库的围护结构的热负荷,大概只占冷库总负荷的5%~30%,主要的热负荷是新进货物要冷却的热负荷,也就是说你每天进出库的货物越多,进库时货物温度超高,那热负荷就越大,也就是说要更大的压缩机。
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    答:冷库内的照明一般集中在工作区域内。应在保证操作人员安全的情况下做到及时关灯,以减少库房的热负荷及电能消耗。同时要尽量采用高效低耗耐压的照明灯具以减少灯具的更换频率。LED照明系统具有环保省电、照度均匀、低温时发光效率良好及供电效率高的优势,是一种极有前景的新型光源,也是今后冷库内照明系统的...
  • 冰箱冷库温度下降缓慢或不下降的原因分析
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    答:1.减少冷库冷负荷冷库应该更多的是在冷库单元结构的热流指标上努力工作。为了降低信封单元的热容...2.冷库防潮和蒸汽屏障 在冷藏结构上要采取防潮措施是必要的,否则会使绝缘材料的绝缘性能变差...3.冷库的蒸发压力和温度 蒸发温度和蒸发压力相应,知道蒸发压力,表可以通过蒸发温度获得。在...4.冷库除霜...
  • 冷库设计的注意事项
    答:在实际生产中,不可能与设计条件完全一致。因此,必须根据生产实际情况进行选用和调整,以确定合理投入运行的压缩机容量和数量,以期用最低的消耗、最适宜的条件来完成需要的冷库的制冷任务。在冷库设计安装中选用和调整压缩机时,应按照以下要点进行:1.根据冷间热负荷的多少及蒸发器制冷能力的大小来选用...
  • 怎样进行冷库压缩机的调整?
    答:对冷库压缩机调整的目的是使压缩机的制冷量与库房的热负荷相适应。(1)冻结间进货时 由于货物热负荷的影响,会使库房制冷剂温度上升,进的货物越多,搬运时间就越长,温度上升就越高。此时,应先绘单级压缩机降温,将温度降低到压力比大于或等于8∶1后,再改换成双级压缩机制冷系统降温。但必须注意...
  • 冷库压缩机更改
    答:可以啊~一台冷风机控制一个冷库~电路也要修改!到了温度风机停止~要两个温控器控制两个风机~两个温控器串联控制压缩机~两和冷库都达到温度了压缩机停止工作!
  • 冷库冷风机dd型的能用dl型代替吗?
    答:DJ型主要运用在冻结库库温约-25℃环境,翅片间距9mm,7m2承担1kw热负荷;翅片间距主要是考虑到低温结霜,霜层会导致翅片间距变小,影响风量导致换热差,所以低温型风机翅片间距一般都是比较大的。相关介绍:冷风机分为制冷工业冷风机及家用冷风机,工业冷风机一般用于冷库、冷链物流制冷环境中,家用冷风机又...
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