冷库制冷工艺设计解析
冷库制冷工艺设计教学配套课件李敏第九章冷库制冷工艺设计
冷库制冷工艺设计
第九章
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第9章 制冰与贮冰设冷计库制冷工艺设计 主编：李敏 9.1 冻结过程分析与制冰冷负荷的计算 9.1.1 冰的物理性质 冰的融点（或水的冰点），在标准大气压下
为0℃，当压力增大时，其融点则下降，如 1标准大气压时为0℃ 490大气压时—4℃ 1100大气压时为—10.11℃ 但当压力高于20000大气压时，其融点则高
9.1.3 冻结过程分析及制冰冷负荷的计算
水变成冰是一个相变过程，当未饱和水与低于其饱和温度的冷 却介质接解时，首先放出显热变成饱和水，饱和水继续放 出热量凝结成同样温度下的冰块，相态发生变化，由液态 向固态转变
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9.2 盐水制冰
9.2.1 盐水制冰的制冷工艺流程 制冰池示意图如图9-1所示
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冷库制冷工艺设计 主编：李敏
3、搅拌器 布置在制冰池与融冰池相对应的另一端，避免起吊冰桶经
过滴落盐水而腐蚀电机 立式、卧式
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4、冰桶
冷库制冷工艺设计 主编：李敏
上部截面比下部稍大，便于脱冰
防锈：内外涂红漆两道
5、冰桶架（上有两个起吊环）
6、起重机（起冰吊车）
(1)库温：冰库温度与冰的种类和原料水有关。盐水制冰所 制的淡水冰块，库温为－4～一6℃；快速制冰的淡水冰 块，库温为－8℃；淡水片冰，库温为－12℃以下；海水 片冰，库温则为－20℃左右
(2)冷却设备：冰库一般采用光滑顶排管作冷却设备，不宜
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冷库制冷工艺设计 主编：李敏
(3)建筑要求：冰库的墙壁要设护壁。 (4)堆冰高度：人工堆装，以不超过2.0~2.4m为宜 。 (5)冰库的地面标高：冰库与制冰间同层相邻布置时，进
冷库的制冷工艺设计
冷库的制冷工艺设计冷库是用来存储与保鲜各类食品、药品等易腐坏物品的特殊设施，其中关键的部分就是保持冷库内温度低于环境温度的制冷系统。
冷库的制冷工艺设计主要包括制冷剂选择、制冷循环系统设计、冷库结构设计以及制冷控制系统设计等。
下面将对冷库的制冷工艺设计进行详细介绍。
一、制冷剂选择制冷剂在冷库的制冷循环中起着重要的作用，直接影响到冷库的制冷效果和运行性能。
常见的制冷剂有氨（NH3）、氟利昂（Freon）、丁烷（C4H10）等。
制冷剂的选择要考虑到以下几个因素：1.制冷剂的冷凝温度和蒸发温度要适宜，能够满足冷库的要求。
2.制冷剂的导热性能要好，能够快速传热。
3.制冷剂的毒性和燃烧性要低，以保证冷库的安全性。
综合考虑以上因素，常用的制冷剂选择是氟利昂。
二、制冷循环系统设计制冷循环系统是冷库制冷的核心部分，包括压缩机、冷凝器、蒸发器和节流阀等组件。
其设计要考虑以下几个方面：1.压缩机的选择要根据冷库的规模和制冷需求进行确定，能够满足制冷量的要求。
2.冷凝器的设计要优化换热面积和换热效果，使制冷剂能够顺利冷凝。
3.蒸发器的设计也要考虑换热面积和换热效果，使制冷剂能够充分蒸发。
4.节流阀的选择要根据制冷剂的性质确定，能够实现恰当的节流。
三、冷库结构设计冷库的结构设计也是冷库制冷工艺的重要方面，要考虑以下几个因素：1.冷库的保温性能要好，避免冷空气外泄和热空气进入，保持冷库内的低温状态。
2.冷库的密封性要好，以减少冷空气的流失和外界热空气的进入。
3.冷库的空间利用率要高，能够存储更多的物品，并且易于管理和操作。
4.冷库的结构要稳固，能够承受制冷系统和物品的重量，并且经久耐用。
四、制冷控制系统设计制冷控制系统是冷库制冷工艺的关键部分，要保证制冷系统的正常运行和稳定工作。
其设计要考虑以下几个方面：1.温度控制要精确，能够根据实际需求自动调节制冷系统的运行状态。
2.压力控制要恰当，能够保证制冷系统在正常的温度和压力范围内工作。
冷库制冷工艺设计知识点
冷库制冷工艺设计知识点冷库制冷工艺设计是指通过合理的设计和选择制冷设备、采用适当的制冷技术，使得冷库的温度、湿度和空气流通等参数能够满足储藏物品的要求。
在冷库制冷工艺设计过程中，有一些重要的知识点需要我们了解和掌握。
本文将介绍冷库制冷工艺设计的几个关键知识点。
一、冷库储藏物品的特性分析在进行冷库制冷工艺设计时，首先需要对冷库储藏的物品特性进行分析。
不同的物品对环境温度、湿度和空气流通的要求是不同的。
例如，某些食品需要在低温下存储，而某些化学药品则需要在恒温条件下保存。
因此，我们需要根据储藏物品的特性来确定冷库的制冷温度范围和湿度控制要求。
二、制冷设备的选择与配置制冷设备是冷库制冷工艺设计中的关键环节。
在选择制冷设备时，需要考虑到冷库的尺寸、储藏物品的特性以及制冷系统的能效等因素。
制冷设备的配置包括主机、压缩机、蒸发器、冷凝器等组件的选择和布置。
合理的设备选择和配置可以有效地降低能耗，提高冷库的制冷效果。
三、制冷剂的选择与循环系统设计制冷剂是冷库制冷循环系统中的核心组成部分。
在选择制冷剂时，需要考虑到其制冷性能、环境友好性以及安全性等方面的因素。
制冷循环系统的设计包括制冷剂的流程布置和管路设计等。
合理的制冷剂选择和循环系统设计可以提高系统的运行效率和稳定性。
四、空气流通系统设计冷库的空气流通系统设计对于保持储藏物品的新鲜度和质量至关重要。
空气流通系统包括通风系统和空气分布系统。
通风系统用于排出冷库内部产生的热量和湿气，确保冷库内部的温度和湿度稳定。
空气分布系统则用于保持冷库内的温度和湿度均匀分布，防止不同区域的温度差异过大。
五、节能措施的应用冷库制冷工艺设计中的节能措施对于提高能源利用效率、降低运行成本非常重要。
一些常见的节能措施包括优化制冷系统的工作参数、采用高效的制冷设备和节能控制系统、选择节能型建筑材料和优化冷库的绝热设计等。
通过合理应用这些节能措施，可以有效地减少制冷能耗，降低冷库运营成本。
小型冷库制冷工艺设计
位的5%计算； 4）无外地调入货物的冷藏库，其冻结物冷藏间每间每日进货量一般宜按该库每日
冻结量计算；如该进货量大于按该冷藏间吨位5%计算的进货量时，则应按冷间 冷藏吨位的5%计算。
—Байду номын сангаас
29
1）冻结间、冷却间设有强力鼓风装置时
—
18
2）冷却物冷藏间设有强力鼓风装置时
—
12
3）冻结物冷藏间设有鼓风的冷却设备时
—
8
4）冷间无机械鼓风装置时
地面下为通风架空层
8
—
注：地面下为通风加热管道和直接铺设于土壤上的地面以及半地下室外墙埋入地下的部 位，外表面传热系数均可不计。
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第二节 冷藏库耗冷量计算
计手册。
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第二节 冷藏库耗冷量计算
表7-3 冷藏库围护结构外表面和内表面放热系数
围护结构部位及环境条件
αW/ [W/（m2·℃）
]
αn/ [W/（m2·℃）
]
无防风设施的屋面、外墙的外表面
23
顶棚上为阁楼或有房屋和外墙外部紧邻其它建筑物的外表面
12
外墙和顶棚的内表面、内墙和楼板的表面、地面的上表面：
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第二节 冷藏库耗冷量计算
4、货物进入冷间时的温度，应按下列规定来计算 1）未经冷却的鲜肉温度应按35℃计算，已冷却的鲜肉温度按4℃计算。 2）从外地调入的冻肉温度按-8～-10℃计算。 3）无外地调入货物的冷库，进入冻结物冷藏间的货物温度按该冷库冻结间终止降温时
的货物温度计算。 4）鲜蛋、水果、蔬菜的进货温度按当地货物进入冷间生产旺月的月平均温度计算。 5、包装材料或运载工具进出库房的温度按下列规定取值 1）包装材料或运载工具进入库房温度的取值应按夏季空调日平均温度乘以生产旺月的
冷库制冷工艺设计介绍
冷库制冷工艺设计介绍冷库制冷工艺的定义及其设计的基本内容制冷工艺是制冷系统中的一个具体概念，是制冷循环系统中各个组成部分有机联合工艺技术。
所有的制冷装置无论大小均需要进行制冷工艺的设计。
冷库制冷工艺设计时大型制冷工程设计的重要组成部分。
本书主要研究食品冷藏供液的制冷装置中制冷工艺的设计，也就是冷库制冷工艺设计。
“冷库”是对易腐败食品进行冷加工或冷藏的建筑物，它既要负荷生产的需要，又要负荷流通的需要。
冷库提供的冷冻、冷藏条件，使加工及贮存的易腐败食品保质保量，为农牧也生产服务，为人民生活服务。
而制冷工艺设计就是为各空间提供冷源，也就是为各冷间提供不因室外空气参数和室内条件而变化的较为稳定的“温湿度”，以达到延长易腐败食品的贮存期限、最大限度地保持食品质量的目的，这就是制冷工艺课程的主要任务。
冷库设计要确保技术先进、经济合理、节能优化、安全适用、质量保证。
完整的冷库设计包括制冷工艺设计、土建设计、电器设计、采暖于通风设计，以及给排水设计等五个方面。
其中制冷工艺是先行，是主导，其他设计要根据制冷工艺设计提出的条件、数据来进行设计。
各个专业的设计要密切配合，协同一致，共同完成冷库设计。
冷库制冷工冷库制冷工艺设计即根据制冷机工作的原理，根据易腐败食品冷加工或冷藏的技术要求、卫生要求，参照有关设计规范或标准，合理地选择和装设全部制冷机器与设备（包括管道、阀门、管件、仪表等）。
设计前，应进行可行性研究、调查，了解建库的确自然、社会情况以及各种物质、技术条件。
设计时，吸取同类冷库设计、生产建设经验；参考国内外科学技术新成就；在总结实践经验和科学实验的基础上，积极慎重地采用新技术、新设备、新工艺和新材料；使冷库系统投入使用时生产流程合理，节约能源，操作维修方便。
国内冷库建设近几年发展非常迅速，新建的食品冷库越来越多，而且新增的冷库都在不断应用新技术，自动化程度也越来越高，在设计、使用、维护和保养等方面都包含越来越多的技术含量，使冷库在使用中真正做到安全、节能、好用。
小型冷库制冷系统的设计
小型冷库制冷系统的设计冷库制冷系统是为了满足冷库内的低温要求而设计的。
冷库内温度通常在0°C至-25°C之间，主要用于存储和保鲜食品、药品、化工品等低温敏感物品。
本文将对小型冷库制冷系统的设计进行详细介绍。
1.制冷负荷计算：首先，需要根据冷库的面积、温度要求、存储物品的热量等因素进行制冷负荷的计算。
制冷负荷是指冷库内需要排出的热量，它与冷库的尺寸、保温性能、负荷物等因素有关。
通过计算制冷负荷，可以确定制冷系统的制冷容量和设计参数。
2.制冷剂选择：制冷剂是冷却系统的核心组成部分，直接影响制冷系统的性能和效果。
常见的制冷剂有氨、氟利昂等。
在选择制冷剂时，需要考虑制冷剂的热物性能、环境友好性、安全性等因素，以及与制冷设备的匹配情况。
3.制冷设备选择与安装：制冷设备是实现冷库制冷的关键组成部分。
常见的制冷设备有压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等。
在选择制冷设备时，需要考虑其制冷量、效率、安装便捷性、维护方便性等因素。
制冷设备的安装要按照设计规范和操作要求进行，确保其正常运行和安全使用。
4.控制系统设计：控制系统是冷库制冷系统的重要组成部分，用于监测和控制制冷设备的运行状态、温度、湿度等参数。
控制系统一般包括传感器、控制器、执行器等，通过实时采集和处理数据，控制制冷设备的工作状态，保持冷库内的温度在设定范围内。
5.电气系统设计：电气系统是冷库制冷系统的供电和控制部分，包括配电系统和控制系统。
配电系统负责为制冷设备提供电力，保证其正常运行；控制系统负责通过电气元件对制冷设备的启停、温度调节等进行控制。
在电气系统设计中，需要考虑供电负荷、电气设备选型、电路布置等因素，确保电气安全和系统稳定运行。
6.管道布局和绝热材料选择：管道布局是冷库制冷系统设计的重要环节，涉及到制冷剂流动和传热的效果和效率。
合理的管道布局能够减小压力损失、提高传热效率、降低能耗。
同时，选用高效的绝热材料对管道进行保温也是重要的，可以减少冷凝水产生，提高制冷系统的效率。
制冷工艺设计
制冷工艺设计制冷工艺设计一、概述制冷工艺是指通过控制温度和湿度等参数，将热量从一个物体或空间中移除的技术，广泛应用于空调、冰箱、冷库等领域。
本文将详细介绍制冷工艺的设计流程和关键要素。
二、制冷系统设计1. 制冷循环选择：常见的制冷循环包括蒸发-压缩循环、吸收循环和热泵循环等。
根据不同应用场景和要求选择合适的制冷循环。
2. 制冷剂选择：常见的制冷剂包括氨、氟利昂、丙烷等。
根据安全性、环保性和经济性等因素选择合适的制冷剂。
3. 制冷设备选型：根据需要制冷的空间大小和温度要求选择合适的压缩机、蒸发器、凝结器等设备。
4. 管路设计：根据设备选型确定管路直径和布局，保证流量畅通并减小能耗。
三、空调系统设计1. 空调类型选择：常见的空调类型包括中央空调、分体式空调和窗式空调等。
根据使用场景和要求选择合适的空调类型。
2. 空调制冷量计算：根据使用场景的面积、人数、设备功率等因素计算所需制冷量，选择合适的空调容量。
3. 空气处理系统设计：包括新风系统、过滤系统和加湿系统等。
根据需要选择合适的处理设备和布局。
4. 控制系统设计：包括温度控制、湿度控制和风量控制等。
根据需要选择合适的传感器和控制器，并进行编程设置。
四、冰箱设计1. 制冷剂选择：常见的冰箱制冷剂包括R134a、R600a等。
根据环保性和经济性等因素选择合适的制冷剂。
2. 制冷循环设计：采用蒸发-压缩循环，根据需要选择合适的压缩机、蒸发器和凝结器等设备，并确定管路布局。
3. 保温材料选择：常见的保温材料包括聚氨酯泡沫板、挤塑板等。
根据保温要求选择合适的材料。
4. 控制系统设计：包括温度控制和除霜控制等。
根据需要选择合适的传感器和控制器，并进行编程设置。
五、冷库设计1. 冷库类型选择：常见的冷库类型包括低温冷库、中温冷库和高温冷库等。
根据需要选择合适的类型。
2. 制冷设备选型：根据需要制冷的空间大小和温度要求选择合适的压缩机、蒸发器、凝结器等设备。
3. 保温材料选择：常见的保温材料包括聚氨酯泡沫板、挤塑板等。
冷库制冷工艺设计教学配套课件李敏第十三章冷库制冷工艺设计
本设计采用立式低压循环贮液桶，进液方式为下进 上出 ，应选用D800mm低压贮液桶两台,每只容积1.6 m3。每个低压循环桶前配一个手动节流阀,并低压循环 贮液桶上管接口的规格选用。
（八）氨泵的选用计算
计算氨泵的流量：选用AB-3型氨泵一台,流量3 m3/h; 考虑备用一台,共选两台。
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冷库制冷工艺设计 主编：李敏
图13-6 乙库的平面布置图
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2．压缩机和冷分配设备的配备： (1)压缩机的配备 甲库耗冷量汇总表，Qj＝19930kcal／h(23.17kw)，选配了四
组2F10型压缩冷凝机组 。 乙库采用了2／6FS10型压缩冷凝机组二组和1／3F10型机组一
图13－2 制冷压缩循环图
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1. 制冷压缩机的选用计算
冷库制冷工艺设计 主编：李敏
本算例中制冷压缩机的选用计算如表13-7所示。选用S812.5型双级制冷压缩机 。并计算相应的电动机的功率.
2、制冷压缩机配用设备的计算：
1）冷凝器的选择：应选用F=50m2的立式产器两台 。
2)中间冷却器的选用：应选用D500mm,冷却面积为2.5 m2 的中间冷却器一台 。
（五）冷藏间冷却设备的设计
该库为生产性冷库，贮存冻肉的时间较短，考虑采用光 滑管制的双层顶排管，有利于保持库内较高的相对湿 度，管径采用D38mm，管距为150mm，在库内集中布 置。平时用人工扫霜，清库时采用人工扫霜和热氨冲 霜相结合的除霜方法。
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1、需用冷却面积：按计算公式分别计算出
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图13-7 甲库制冷系统原理图
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• 制冷方案设计的内容主要包括：制冷剂的 选择、压缩级数的确定、蒸发温度回路的 划分、系统的供液方式和冷却方式以及蒸 发器的冲霜方式等。
2.制冷工艺方案设计的基本原则 1）要满足食品冷加工要求，降低食品的干耗， 保证食品的质量。 2）应尽量采用先进的制冷方法和制冷系统。 3）既要考虑冷库的建设造价，又要考虑冷库 运行管理费用，同时还要考虑技术经济发 展的趋势。 4）要充分利用制冷系统的各种能源，降低能 耗，减少制冷成本。
冷藏间、冻藏间容积利用系数
容积 /m3 500 1000 1001 2000 2001 10000 10001 15000 >15000 容积利用系数 0.40 0.50 0.55 0.60 0.62
储冰间容积利用系数
储冰间净高 /m 4.2 4.21 5.00 5.01 6.00 >6.00 容积利用系数 0.40 0.50 0.60 0.65
外
内
冷库一般维护结构的做法
常用的绝热材料与防潮材料
• 通常对低温绝热材料有以下要求：导 热系数小；吸湿性和含湿量少；比重 小，且含有均匀的微小气泡；不易腐 烂变质；耐火性、耐冻性好；无臭、 无毒；在一定的温度范围内具有良好 的热稳定性；价格低廉，资源丰富。 • 常见低温隔热材料的物性
冷藏库容量计算
• • • • •
冷却间 冻结间 冷却物冷藏间 冻结物冷藏间 冰库 附：冷间的使用温度和相对湿度
冷加工间及冷藏间
冷藏库的布置
• • 冷藏库库房的平面布置 低温冷藏间和冻结间 冻结物冷藏间和冷却物冷藏间 冷藏库的垂直布置 单层冷藏库和多层冷藏库 小型冷藏库一般采用单层建筑，大、 中型冷藏库则采用多层建筑。多层冷 藏库的层数一般为46层 冷藏库的层高 单层冷藏库的净高一般为4.85m ； 多层冷藏库的冷藏间层高应4.8m。
• •
穿 堂
站 台 平面布置示意图
冷藏库的绝热和防潮
冷库隔热防潮的意义 为了减少外界热量侵入冷藏库，保证库 内温度均衡，减少冷量损失，冷藏库外围的 建筑结构必须敷设一定厚度的隔热材料。 隔热防潮的方法 1. 合理布置围护结构的各层材料。 2. 合理布置隔汽层(Vapor Barrier)。 3. 要保持隔汽层的完整性，处理好接头。 4. 做好相应的防水处理。
概
述
冷藏库的类型
按冷藏库容量分类 按冷藏库设计温度分类:
高温 >–2º C; (1)生产性冷藏库 (2)分配性冷藏库 (3)零售性冷藏库 低温< –15º C
按使用性质分类
冷藏库的组成与布置
冷藏库的组成 冷藏库是一建筑群，主要由主体建 筑和辅助建筑两大部分组成。按照 构成建筑物的用途不同，主要分为 冷加工间及冷藏间、生产辅助用房、 生活辅助用房和生产附属用房四大 部分。
食品冷藏链的结构
食 品 原 料 冷 冻 加 工 冷 冻 贮 藏 冷 冻 运 输 冷 冻 贮 藏 冷 冻 运 货 冷 冻 贮 藏 冷 冻 销 售 冷 冻 贮 藏 食
用
我国食品冷藏链概况
食品的冷冻加工 冷冻冷藏运输 销售环节
食品冷藏库
o o o o o o o o 概述 冷藏库的组成与布置 冷藏库的隔热与防潮 冷藏库容量的计算 冷藏库冷负荷的计算 冷负荷的估算方法 冷藏库库房的制冷工艺设计 装配式冷藏库
冷藏库生产能力 • 决定冷间容量的因素 • 冷却间、冻结间生产能力计算 (1)设有吊轨的冷却间和冻结间
G L gL n
(2)设有搁架的冷却间、冻结间 G Fg n
• 冷藏库的贮藏吨位
Vi V G 1000 1000
式中：G’——冷库贮藏吨位（t） V——冷藏间、贮冰间的公称容积（t） ρ——食品的计算密度（kg/m3） η ——冷藏间、贮冰间的容积利用系数
4.操作热量
• Q4 Q4 a Q4 b Q4 c Q4 d (1)照明热量 Q4a q a F (2)电动机运转热量 • 电动机安装在库房内时
Q 4b N
• 电动机设置在库房外面的高温、低温 穿堂时 Q N
4b
4.操作热量
(3)库门开启热量
Q4c q m F
冷藏库制冷工艺设计
第一章 概述
食品冷藏链的组成
我国食品冷藏链概况 食品冷藏库
冷藏运输
冷藏柜和冰箱
食品冷藏链的组成
食品冷藏链(Cold Chain)是指易腐食品在 生产、贮藏、运输、销售、直至消费前的 各个环节中始终处于规定的低温环境下， 以保证食品质量，减少食品损耗的一项系 统工程。 食品冷藏链的分类 1.按食品从加工到消费所经过的时间顺序 分类 冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输和冷冻 销售四个方面构成。 2.按冷藏链中各环节的装置分类 可分为固定的装置和流动的装置。 食品冷藏链的结构
• 通过围护结构的传热量包括两部分： 通过墙壁、楼板、屋顶及地坪的热 量；太阳辐射引起的热量。因此
Q1 Qq Q y
(1)墙壁、楼板及屋顶的传热量
Qq A K (Tw Tn ) n
(2)太阳辐射引起的耗冷量
Q y k F Ty
2.货物热量(The ProductQ4d q r n
第二章 冷库制冷系统方案设计
1. 制冷方案设计的意义和内容 方案设计是根据设计任务书上的要求提 出的初步设想。所以确定制冷方案阶段是 一个关键的环节，如果确定的方案欠佳， 不仅会给冷库建设造成不应有的经济损失， 还会给冷库投产后的运行操作等留下难以 克服的后患。在确定方案时，要通过分析 对比，权衡利弊，选择出最佳设计方案。
•
G ( h 1 h 2 ) g(T1 T2 )C G (q 1 q 2 ) Q2 nz nz 2n
3.库房内通风换气的热量 (Air Change Load)
Q3 V a a (h w h n ) / m Vr n a (h w h n )
冷藏库冷负荷计算
根据热量进入冷间的不同途径，可 将耗冷量分为四个部分：通过围护 结构散失的冷量；食品冷加工或冷 藏的耗冷量；库房内通风、换气耗 冷量；操作耗冷量，包括库内照明 用电、电动机、操作设备(叉式堆垛 机等)，操作工人等所散发的热量以 及开门损失。
1.围护结构传热量(The Wall Gain Load)