超市组合式冷库热负荷计算

１ 引言 传统的土建冷库热负荷计算方法已经很详尽了， 本文只讨论超 市组合式冷库热负荷的计算方法。随着现在物质生活的极大提高， 国外的大型超市越来越多的进驻中国市场， 中国本土的大型超市也 越 来 越 发 展 壮 大 起 来 。 比 如 ： 美 国 的 沃 尔 玛 ， 泰 国 的 易 初 莲 花 、台 湾 的 大 润 发 ， 以 及 上 海 华 联 、上 海 联 华 等 。超 市 组 合 式 冷 库 不 同 于 传 统 的 土 建 冷 库 。超 市 组 合 式 冷 库 库 板 一 般 采 用 １００ｍｍ 厚 聚 氨 脂 （ＰＵ）夹 芯 ， 有 些 低 价 值 库 亦 可 采 用 １５０ｍｍ 厚 聚 苯 乙 烯 （ＰＥ ） 夹 芯 彩 钢 板 。 通 常 ， 组 合 式 冷 库 库 容 非 常 小 ， 一 般 在 ２００ｍ３ 以 下 ， 常 见 的 在 ２０ｍ３～８０ｍ３ 之间。其次， 食品在库房内停留的时间非常短， 工作人员进出频繁。 ２ 组合式冷库热负荷的计算 冷库耗冷量的计算是选择冷库制冷设备的主要依据， 因此正确 的计算， 会使冷库设计经济合理， 不但满足了冷库的生产与使用要 求， 又能为企业节省大量的一次投入资金和后期运行费用。常用的 冷 库 设 计 方 法 一 般 均 选 自 《冷 库 设 计 规 范 》（ＧＢ５００７２ － ２００１ ）， 由 于 它 是 以 公 称 容 积 ５００ｍ３ 及 以 上 的 土 建 式 食 品 冷 库 为 基 础 ， 其 设 计 方 法 不能完全适应超市组合式冷库的要求。下面介绍一种适合超市组合 式冷库热负荷的简易计算方法。 ２． １ 库 内 温 度 （ｔｎ）的 确 定 库 内 计 算 温 度 即 库 温 是 由 食 品 冷 加 工 工 艺 条 件 、 食 品 类 型 、贮 藏期限等确定。见下表：
备注
硬质聚胺脂材料取导热率 λ值： ０．０１８￣０．０２３ ｋｃａｌ／ｍ．ｈ．℃ 聚苯材料取导热系数 λ值： ０．０３２
２ ．４ ．２Ｑｄ － 通 风 换 气 热 量 计 算 公 式 如 下 ： Ｑｄ＝Ｖ×ｎ ／ ２４ ×ｑ１ ｋｃａｌ ／ ｈ 式 中 ： Ｖ 为 冷 库 内 容 积 （ｍ３）； ｎ 为 ２４ 小 时 内 的 通 风 次 数 （见 表 ３ ）； ｑ１ 为 １ｍ３ 当 量 换 气 热 量 （见 表 ４ ）。
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超市组合式冷库热负荷计算
文／ 韩海燕 １ 邢智杰 ２ 宋 民 ３
【摘 要 】 本 文 介 绍 了 超 市 组 合 式 冷 库 的 特 点 ， 并 结 合 实 际 给 出 了 一 种 超 市 组 合 式 冷 库 热 负 荷 的 计 算 方 法 ， 为 准 确 、快 速 地 进 行 制 冷 设 备 的 匹 配 给 出 了 必 要 的 资 料 。 【关 键 词 】 超 市 组 合 式 冷 库 热 负 荷
表 １ 库房设计温度和相对湿度
序 库房名称 库温（℃） 相对湿度（％）
贮藏食品种类
１ 冷却间
０
肉 、蛋 类
２
冻结间
－ １８～－ ２３
－ ２３～－ ３０
０
－ ２～０
－ １～１
３ 冷却物冷藏间
０～２ － １～１
２～４
７～１３
１１～１６
－ １５～－ ２０
４ 冷却物冷藏间 － １８～－ ２３
８５～９０ ８０～８５ ９０～９５ ８５～９０ ９０～９５ ８５～９０ ８５～９５ ８５～９０ ８５～９０
－ ７９ －
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为每天的作业时间 （在不明场合下取 ３ 小时计算） 表 ５ 人体放热量
面 积 （ｍ２）
３．２４～６．４８ ９．７２～１９．４４ ２２．６８～３４．０２ ３８．８８～４５．３６ ４８．６０～５８．３２
作业人数
１ ２ ３ ４ ５
人体放出的热量 ｋｃａｌ／２４ｈ
冷藏库
（ 作者单位系 １ 山东小鸭集团有限责任公司 ２ 中国重汽集团
３ 济南南郊宾馆）
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（ 上 接 ７８ 页 ）
钉， 大机捣固时捣碎轨枕， 现场又无备用轨枕时， 立即穿入木枕， 用
４ ．１ 断 轨 应 急 处 置 预 案 ： 施 工 现 场 配 备 钢 轨 打 眼 机 、锯 轨 机 、短 道 钉 钉 固 ， 按 时 开 通 线 路 。
库内外风速等因素， 其计算公式如下：
Ｑｉ ＝Ｋ×Ａ×Δｔ
（ｋｃａｌ ／ ｈ）
Ｋ： 平 均 传 热 系 数
（ｋｃａｌ ／ ｍ２ｈ ℃）
Ａ： 冷 藏 库 外 表 面 积
（ｍ２）
Δｔ ： 冷 藏 库 内 外 温 度 之 差
（℃）
表 ２ 保温材料的厚度与相应的传热系数
库板厚度
（聚 氨 酯 ） ４２ ７５ １００ １２５ １５０ ２００
９０～９５
肉 、禽 、兔 、冰 蛋 、蔬 菜 等 鱼 、虾 等 冷 却 后 的 鱼 、禽 鲜蛋 冰鲜鱼 苹 果 、鸭 梨 等 大 白 菜 、蒜 薹 等 土 豆 、橘 子 、荔 枝 等 柿 子 椒 、菜 豆 、黄 瓜 、番 茄 等 香蕉等
冻 肉 禽 、兔 和 副 产 品 、冰 蛋 、冻 蔬 菜 等
２． ２ 库 外 计 算 温 度 （ｔｗ）的 确 定 库 外 计 算 温 度 （ｔｗ） 一 般 取 《采 暖 通 风 和 空 气 调 节 设 计 规 范 》中 规 定的夏季空气调节的室外计算日平均温度。 ２．３ 库容量的计算 高 低 温 库 计 算 公 式 如 下 ： Ｇ＝ρηＶ 式 中 ： Ｇ 为 贮 藏 食 品 的 质 量 ， 单 位 为 Ｋｇ； ρ为 贮 藏 食 品 的 平 均 密 度 ， ｋｇ·ｍ－ ３ ； η为 有 效 利 用 系 数 ， 对 组 合 式 冷 藏 库 可 取 ０ ．６ 。 Ｖ 为 库 内 容 积 ， 单 位 为 ｍ３ ２．４ 库房耗冷量的计算 冷 藏 库 的 热 负 荷 由 ５ 部 分 组 成 ： Ｑｉ 为 围 护 结 构 传 入 热 量 （ｋｃａｌ ／ ｈ ）； Ｑｄ 为 通 风 换 气 热 量 （ｋｃａｌ ／ ｈ ）； Ｑｈ 为 操 作 人 员 生 成 热 （ｋｃａｌ ／ ｈ ）； Ｑｅ 为
表 ３ ２４ｈ 通 风 换 气 次 数
内容积 Ｖ（ｍ３） ５ 以下 ６ ８ １０ ２０ ３０ ４０ ５０ ６０ ８０ １００ １５０ ２００
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换气次数 ｎ
（ ０℃以上）
４５ ４２ ３７ ３２ ２２ １７ １４ １３ １２ １０ ９ ７ ６
换气次数 ｎ
（ ０℃以下）
３７ ３２ ２７ ２４ １６ １３ １１ １０ ９ ８ ７ ５ ４
２５ｋｍ／ ｈ 。有 条 件 时 应 在 原 位 焊 复 ， 否 则 应 在 轨 端 钻 孔 ， 上 好 夹 板 或 鼓 水 反 坡 、污 土 清 理 是 否 彻 底 、外 观 整 治 是 否 达 标 等 。
包夹板， 拧紧接头螺栓， 然后可适当提高行车速度。当断缝大于 除上述现场验收内容外， 大机清筛施工质量的评定采取动态与静态
表 ４ 冷库内换气热量
库内温度 （℃）
－ ２５ － ２０ － １５ － １０ － ５ ０ ５ １０
换气热量 ｑ１（ ３５℃， ７０％ＲＨ） ４２ ３９．５ ３７ ３５ ３１．５ ２８ ２５ ２２
换气热量 ｑ１（ ３０℃， ７０％ＲＨ） ３４ ３２．５ ２９．５ ２７ ２４．５ ２２ １９ １６
２ ．４ ．３ Ｑｈ — 操 作 人 员 生 成 热 操作人员产生的热量与冷库运行温度有关， 一般情况下取如下 经验值计算： 中 温 冷 藏 库 场 合 ： ６３ ｋｃａｌ ／ ２４ｈ 每 人 低 温 冷 冻 库 场 合 ： ３５０ ｋｃａｌ ／ ２４ｈ 每 人 计算公式如下： Ｑｈ＝ｎ ×ｑ２×ｈ ／ ２４ ｋｃａｌ ／ ｈ 式 中 ： ｎ 为 作 业 人 数 （ 见 表 ４ ）； ｑ２ 为 人 体 产 生 的 热 量 （ 见 表 ５ ）； ｈ
（１）储 藏 食 品 的 冷 却 热
储藏食品的冷却热取决于以下几个因素：
ａ．储 藏 食 品 的 种 类
ｂ．储 藏 食 品 的 比 热 ：
Ｃ （ｋｃａｌ ／ ｋｇ℃）
ｃ．储 存 量 ：
Ｇ （ｋｇ）
ｄ．入 库 量 ：
Ｇ′ （ｋｇ）
ｅ．入 库 时 食 品 温 度 ： ｆ．冷 却 终 止 时 食 品 温 度 ：
热量， 在已知电热元件的功率下可进行详细的计算， 但是由于各种
情况的差异存在会造成计算过程的复杂性， 所以一般情况下可按照
经验数值进行估算， 估算公式如下：
冷 藏 库 场 合 ： Ｑｅ ＝（Ｑｉ＋Ｑｄ＋Ｑｈ） ×０ ．１５ 冷 冻 库 场 合 ： Ｑｅ ＝（Ｑｉ＋Ｑｄ＋Ｑｈ） ×０ ．２５ ２ ．４ ．５ ＱＰ－ 储 藏 食 品 的 冷 却 热 、呼 吸 热
冷冻库
２６３
３５０
５２６
７００
７８９
１０５０
１０５２
１４００
１３１５
１７５０
２ ．４ ．４ Ｑｅ — 电 气 部 件 生 成 热 量
电 气 部 件 生 成 热 量 主 要 包 括 照 明 热 量 、电 动 机 运 转 热 量 、化 霜
加 热 管 生 成 热 量 、防 凝 露 加 热 丝 生 成 热 量 等 。 照 明 、电 热 元 件 的 发
电 气 部 件 生 成 热 量 （ｋｃａｌ ／ ｈ ）； Ｑｐ 为 冷 藏 食 品 的 冷 却 热 、 呼 吸 热 （ｋｃａｌ ／ ｈ）。
在以上 ５ 项热负荷中， 前 ４ 项为外界侵入热负荷， 第 ５ 项为食品 冷 却 热 、呼 吸 热 。
２ ．４ ．１ Ｑｉ — 围 护 结 构 传 入 热 量 围护结构传入热量取决于冷库外部温度与内部温度之差以及冷
好 夹 板 或 鼓 包 夹 板 ， 用 急 救 器 固 定 ， 在 断 缝 前 后 各 ５０ｍ 拧 紧 扣 件 ， 并 验 收 申 请 ， 由 双 方 共 同 派 人 对 清 筛 施 工 地 段 进 行 现 场 验 收 ， 验 收 的
派 人 看 守 ， 限 速 ５ｋｍ／ ｈ 。 如 断 缝 小 于 ３０ｍｍ 时 ， 放 行 列 车 速 度 为 １５ ～ 重 点 内 容 为 ： 清 筛 深 度 是 否 足 够 、道 床 边 坡 是 否 清 筛 、路 肩 是 否 有 排
５０ｍｍ 时 ， 应 封 锁 线 路 ， 切 除 伤 损 部 分 ， 两 锯 口 间 插 入 长 度 不 短 于 ６ 相 结 合 的 验 收 办 法 。
米 的 同 型 钢 轨 ， 轨 端 钻 孔 ， 上 接 头 夹 板 ， 用 １０ ．９ 级 螺 栓 拧 紧 ， 在 短 轨
（２）储 藏 食 品 的 呼 吸 热 储藏食品的呼吸热只有在蔬菜水果冷藏库中才计算， 在本例中 不存在食品的呼吸热的问题。 ２ ．４ ．６ ＱＴ— 冷 藏 库 的 全 热 负 荷 引入系数 １．１ 作为冷藏库热负荷的安全裕率系数 ＱＴ＝（Ｑｉ＋Ｑｄ＋Ｑｈ＋Ｑｅ＋Ｑｐ）×１ ． １
参考文献 ［１］ ＧＢＪ７２－ ８４， 冷 库 设 计 规 范 ． ［２］ 湖 北 工 业 建 设 设 计 院 ． 冷 藏 库 设 计 ． 中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ， １９８０． ［３］商 业 部 设 计 院 ． 冷 库 制 冷 设 计 手 册 ， 北 京 ： 农 业 出 版 社 ， １９９１
轨 头 、连 接 跳 线 、夹 板 、急 救 器 、接 头 螺 栓 、电 钻 、发 电 机 等 防 断 机 具
５．大机清筛施工后的验收制度
设 备 。当 钢 轨 断 缝 小 于 ５０ｍｍ 时 ， 应 立 即 进 行 紧 急 处 理 。在 断 缝 处 上
大机清筛施工完成全部项目后， 工务机械段向当地工务段提出
Ｋ值 （ｋｃａｌ／ｍ２ｈ℃）
０．４２ ０．２４ ０．１８ ０．１４ ０．１２ ０．０９
使用温度范围
＋１０℃￣－ ５℃ － ５℃￣－ ２５℃ － ２５℃￣－ ３５℃ － ３５℃￣－ ４５℃ － ４５℃￣－ ５５℃ － ５５℃￣－ ６０℃
库 板 厚 度 （聚 苯 ）
７０ １２３ １７８ ２１３ ２６７ ３５６
ｔ２ （℃） ｔ１ （℃）
ｇ．冷 却 时 间 ：
Ｔ （ｈ）
计 算 公 式 ： Ｑｐ ＝ Ｇ′×Ｃ×（ ｔ２－ ｔ１）／ Ｔ
表 ６ 不同大小的冷库的入库率
库内容积 ｍ３ ５０ 以下 ５０～１５０ １５０～３００ ３００～５００ ５００～８００ ８００～１０００
１０００～１５００ １５００ 以上
入库率
０．２５ ０．２０ ０．１８ ０．１５ ０．１０ ０．０６ ０．０４ ０．０３