一、课程设计题目
设河北地区某批发市场需建造一个小型冷库，共有三库：其中一库为高温冷藏库，冷藏食品为蔬菜和水果类，库温5℃，库存量6吨；另一个也为高温冷藏库，冷藏食品为蛋和乳制品，库温5℃，库存量10吨；还有一个为低温冷藏库，冷藏食品为冻牛肉，库温-18℃，库存量6吨。试为该批发市场设计满足上述要求的小型冷库。
二、课程设计程序和内容
1、计算库体尺寸
1）蔬菜和水果冷藏库库容计算
冷藏库容积按公式计算:
G=
式中，——冷藏食品的密度，单位为kg/m3；
——容积利用系数，土建冷库取0.4，装配式冷库取0.6；
G——冷藏库的储藏量，单位为kg；
V——冷藏库容积，单位为kg/m3；
冷藏食品为蔬菜和水果，冷藏量为6t，查表1-1得230kg/m3＝0.23t/m3，则
m3
根据表1-2所示的规格，取冷库类型为ZL-48S,库容48m3，库板厚度100mm，库体尺寸为8.1m×2.7m×2.6m。
2）蛋类和乳制品冷藏库库容计算
该库冷藏量为10t，查表1-1得300kg/m3＝0.3t/m3，则
m3
根据表1-2所示的规格，取冷库类型为ZL-57S,库容57m3，库板厚度100mm，库体尺寸为7.2m×3.6m×2.6m。
3）冻牛肉低温冷藏库库容计算
该库冷藏量为6t，查表1-1得400kg/m3＝0.4t/m3，则
m3
根据表1-2所示的规格，取冷库类型为ZL-26S,库容26m3，库板厚度100mm，库体尺寸为4.5m×2.7m×2.6m。
2、库内外计算温度的确定
库内计算温度tn（即库温）是由食品冷加工工艺条件、食品种类、储藏期限等确定的。对于生鲜水果、蔬菜及鲜蛋等食品，其库温一般在-2～0℃；对于鱼、肉禽类等食品，库温一般在-18℃；对于冻结库，库温一般在-25℃。
库外计算温度tw应考虑当地最恶劣气候条件时的温度，但也要考虑选用制冷设备的经济性，在计算时，应以国家有关冷库规范中查取的数据作为库外计算温度。该冷库所在地是广州，库外温度取34℃。
3、隔热板校核计算
我国生产的隔热板的厚度有50mm、75mm、80mm、100mm、125（或120）mm、150mm、200mm等多种规格。对于小冷库一般采用100～150mm范围内的规格，在前面的库体选择中我们已经选择了100mm这种类型的库板，现在进行隔热和防潮的校核计算。
1）防潮校核
如前所述，隔热板两边都是防潮性能极好的钢板或喷塑铝板等，因此不需要进行防潮校核。
2）凝露计算
冷库库板凝露温度计算同电冰箱。
首先确定冷库所在地广州的环境温度取34℃，并取库板外壁的对流换热系数为8W/（㎡·K）。库内因准备采用冷风机作蒸发器，取对流换热系数为23W/（㎡·K）,板厚δ=100mm，传热系数λ=0.028W/（m·K），则库板综合传热系数为
=0.27W/（㎡·K）
则低温库外表面温度
℃
若广州地区空气的相对湿度最高取为85%，则可查得露点温度为31℃，则外表面温度确定高于露点温度。
同样计算高温库外表面温度为
℃
同样高于露点温度。
4、库体热负荷计算
1)渗入热计算
因为冷库准备顶上设凉棚，四周设遮阳，所以计算时可以不考虑太阳辐射热引起的渗入热量。渗入热量仅为库内外温差渗入的热量。
冷藏库渗入热计算式：
式中，——库外计算温度，对广州地区，根据冷库设计规范取=34℃；
——库内设计温度， =5℃
——冷藏库的总面积，因冷藏库有一内墙与蛋乳类高温冷藏库相邻，可略去它的传热量。
果蔬、蛋乳和肉类的三个冷藏库的传热计算分别见表1-3～表1-5。
表1-3 果蔬高温冷藏库的传热计算
表1-4 蛋乳高温冷藏库的传热计算
表1-5 肉类低温冷藏库的传热计算
我国冷库设计标准规定应在11.6～14.0W/㎡之内，该设计的基本符合标准的规定。
总的渗入热为727.18+659.25+881.86=2268.29W=2.3KW。
2）食品热计算
食品热计算式：
式中，——冷库存储量，单位为kg/d；
——食品进冷库时的比焓；
——食品降温后的比焓。
将相关数据代入计算式，结果如表1-6所示
表1-6 食品热计算结果
3）换气热
对于蔬菜、水果和蛋类的冷藏库，需要定时换气，现认为每天换气次数为3次，则换气热（单位为KW）为
式中，——冷藏库的容积，单位为m³；
——冷藏库每昼夜所需的换气次数，取3次；
——冷藏库空气的密度，单位为kg/m³；
——库外新鲜空气比焓，单位为kj/kg，按规定应采用夏季通风温度、相对湿度时的比焓；
——冷藏库中空气的比焓，单位为kj/kg。
计算结果如表1-7所示。
表1-7 换气次数计算结果
总的换气次热=0.18+0.21=0.39KW。
4)操作热计算
对于操作热，包括动力热量、照明热、工人操作热量和开门渗入热，由于冷库系统还没有选配，因此很难确定其相关的数据，因此采用近似算法，即
这里取=0.4×（2.3+0.39）=1.08KW。
总的传热计算如表1-8所示
表1-8 总的传热计算
5、冷却设备负荷和机械负荷的计算
冷藏库冷却设备负荷的计算式：
式中，——安全系数， =1.1～1.5。，这里确定安全系数为1.2。
机械负荷计算式：
式中，——维护结构渗入热季节修正系数，取1；
——食品热折减系数，通常冷却物冷藏间取0.3～0.6，冻结物冷藏间取0.5～0.8，这里的3个冷库全部取0.6；
——同期换气系数，宜取0.5～1.0（一般每日换气次数越多取值越小），这里取0.8；
——冷间操作热折算系数，对于只有一个库房的取1,2～4个库房的取0.5,5个库房以上的取0.4，这里只有3个库房，取0.5；
——制冷装置和管道等冷损耗补偿系数，直接冷却系统=1.07，间接冷却系统=1.12，这里取1.07。
冷却设备负荷计算结果将作为冷却设备（冷风机）的心中依据，机械负荷将作为压缩冷凝机组的选择依据，计算结果如表1-9所示。
表1-9 冷却设备负荷和机械负荷计算汇总表
6、制冷剂的选择
根据冷库制冷剂的选择规律，选择氟利昂R22作为该冷库的制冷剂。R22具有较为特别的溶水和溶油性，因此，在进行设备和管路的配置时要特别注意。
7、冷却设备的选择
本冷库的三个库房都选择冷风机为冷却设备。前一部分已经技计算出三个冷库的冷却设备负荷分别为：果蔬库10.62KW，蛋乳库19.98KW，肉类库29.KW。
根据冷却设备负荷选择深圳某公司生产的DL和DD系列风机。果蔬库选择DL-11.2/55型号的风机一台（额定制冷量11.2KW）,蛋乳库选择DL-21.3/105（额定制冷量21.3KW），肉类库选择DD-30/160（额定制冷量30KW）。三种冷风机全部采用电加热融霜方式。
8、压缩冷凝机组的选择
前面已经计算得到三个冷库总的机械负荷为33.11KW。根据，并选择=0.6，则压缩冷凝机组的制冷量应为=33.11/0.6=55.18KW。
可以选择某厂生产的6L22-WL型水冷机组，其名义制冷量是55.81KW。其名义制冷量是在=-15℃、=30℃条件下测定的，而现在工作环境有所变化，可根据企业的资料进行修正。
9、膨胀阀的选择
因为要与风机相配合，所以应该按照冷风机的制冷量选配膨胀阀，果蔬库冷风机制冷量11.2KW，蛋乳库冷风机制冷量21.3KW，肉类冷风机制冷量30KW，该设计高温冷藏库采用FR系列的膨胀阀，查FR系列的热力膨胀阀的型号、规格及主要参数，确定果蔬库的膨胀阀采用内平衡FR4型，蛋乳库的采用内平衡FR5型，肉类库膨胀阀采用外平衡RF22W7-10.5型。
设备选配完毕后，还要根据要求确定合适的控制设备（此处略），将各设备综合成系统，如下图所示。
小型冷库的制冷与控制系统总图
三、主要参考资料
1.《冷库设计规范GB50072-2010》主编部门：中华人民共和国商业部
2.《全国主要城市室外气象参数表》
3.《冷库制冷工艺设计》李敏 主编 机械工业出版社
4.《小型制冷装置设计指导》吴业正 主编 机械工业出版社
5.《制冷技术与应用》 贺俊杰 主编 中国建筑工业出版社
6.《冷库技术》余华明 主编 人民邮电出版社
7.《新型空调制冷设备及配件选用手册》下载本文
