大冻结量搁架排管设计论文

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1搁架排管的结构形式

目前国内教科书及有关制冷技术资料上多是这样介绍的：搁架式排管一般采用φ38*2.2或φ57*3.5无缝钢管制作，每层管子的水平中心距一般为100～120毫米。每层管子的垂直中心距一般采用250～400毫米。最低一层距地坪的高度不宜小于250毫米；最高一层距地坪的高度不宜大于1800毫米。搁架排管的宽度，当为单面走道时，可为800～1000毫米，双面走道时，可为1500～2000毫米，搁架排管的层数宜为偶数，以使进液和回汽集管位于搁架的同一侧，便于安装和操作。排管总层数为6层。单层排管长度最长设计为11.28米。

这种结构形式的优点是：蒸发器中制冷剂进口到出口之间的压力降能控制在允许值之内，使排管中的平均蒸发温度不至于升高，不至于影响蒸发排管的传热，制冷效果好，节能。

这种结构形式的主要缺点是：浪费库房空间，放货量少。单面走道时，一组搁架存放猪、牛、羊、海鲜等产品，一般在4吨以下；存放鸡、鸭、兔等产品，一般在3吨以下。

也有将搁架总层数设置为8层、10层、11层、12层、14层的，这样虽不浪费(少浪费)库房空间，存货量加大了，但因是下供上回一路供回液，使蒸发器中制冷剂进出口之间的压力降增大了(且层数越多，压力降越大)，制冷效果差，耗电量增大。

我们经过多年的实践、研究，设计出了新型的大冻结量的搁架排管。这种搁架排管不仅适用于大冻结量的冻结间，而且使蒸发器中制冷剂进出口压力降在允许值范围内，不至于使制冷效果差、耗电量增大。其结构形式如图(1)。将搁架排管设置为8～12层，放货量大。将总层数为8～12层的搁架排管分为上下两小组，每小组单设供液回汽集管，每小组排管层数即为4～6层。每层管子的水平中心距、下一小组最底一层距地坪的高度可按教科书上介绍的去做。每层管子的垂直中心距则视盛放冻结食品或货物的高度而定，对于鸡、鸭、兔的分割产品，有时可采用200毫米。搁架排管的宽度，当为单面走道时，可取1000～1600毫米，另外搁架排管一般选用西38*2.5或中38*3.0(壁厚为2.2毫米的不易采购、西57不易制作)无缝钢管制作。现行冻结问多设计为中间一个走道，两边为靠墙的搁架，如图(2)所示。将每一大组的上面两个小组搁架并联起来，下面两个小组的搁架也并联起来，这样从调节站来的每一路供回液的搁架层数最多为6层，其制冷剂通过排管进出口的压力降不变，排管的制冷效果好，单位制冷量耗电量不增加。

这种形式的搁架排管其缺点是工人劳动强度大，但因其放货量大、节约土地、充分利用库内空间等优点而被广泛采用。

2，搁架排管的设计计算

搁架排管的设计要达到两个要求：一是要有足够的冷却面积；二是满足一次人货量的货物托架需要。但以满足托架面积要求为主。

2，1货物托架设计

2，1，1

根据一次入货量与食品容器尺寸，计算出所需货架的总有效面积A

A一(G／g·Af)1／n(m2)

式中，A—各层托架有效面积之和(m2)(不包括

弯头部分)

G—一次人货量(kg)

g——每件食品净重(kg)

Af——每件盛装食品容器的面积(m2)

n——搁架利用系数。

可按下列规定取值：

冷加工盘装食品n=0.85～0.90

冷加工听装食品n=0.70～0.75

冷加工箱装食品n=0.70～0.85

2，1，2确定搁架每层的有效面积A。

As=L·B(m2)式中，L—搁架的有效长度(m)(不包括弯头部分)，根据冷间长度确定；

B——搁架宽度(m)，根据冷间宽度与容器尺寸而定。一般在800～1600mm。

2，1，3计算搁架层数z

z＝A／A。(层)

2，1，4计算搁架高度H

H＝Z·h(m)

式中，h—层高，一般在200～400mm之间。

2，2计算排管冷却面积

2，2，1计算每层排管冷却面积f

F＝(L+R)·(B／S+1)·fm(m2)

式中，R——搁架两端弯头部分长度(m)

s——排管水平间距，一般为100～120mm；

fm——每米管长的外表面积(m2／m)其他代号同前式。

2，2，2计算搁架排管总冷却面积

F＝f(Z+1)(m2)

2，2，3计算搁架排管能承担的负荷Q

Q＝FKAt(W)

式中，K——搁架排管传热系数(w／m2·℃)，空气

自然对流取17(W／m2·℃)。风速为

1.5m／s，取21(w／m2·℃)；风速为

2m／s，取23(W／m2·℃)。

t——传热温差(℃)，可从表1中选取。如果计算的结果是搁架排管所能承担的负荷Q大于冷间设备负荷Q时，说明冷却面积是足够用的，如搁架排管负荷小于冷间设备负荷时应增加冷却面积。将Q－Q之差，设计一组顶排管或增加冷风机。摘要将外观看似一大组的高层搁架排管(如12层)，分成上下二个小组供液、回汽(12层的搁架排管变成6层一路的供液、回汽)，同时搁架排管每层宽度可取1000mm～1600mm。每层间垂直中心距根据冻结存放货物的高度而定，最小值可取200mm，搁架排管每层长度宜在12m以内。这样的搁架排管存货量大大增加，如冻结产品为猪、牛、羊分割肉，每组大搁架可放18吨以上，如一个冻结间内有这种搁架排管两组，则此冻结间可一次出入货36吨以上。这种形式的搁架排管既解决了冻结量小的难题，又不使单位制冷量耗电量增加，同时使库房空间得到充分利用，节约土地，节约投资，方便实用。对托货架进行了设计，对排管冷却面积进行了计算。

关键词大冻结量；搁架排管；设计