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Ξ
文章编号: ISSN 100529180 (2001) 0420048204
海鲜池制冷系统的设计计算
陈 文 聪
( 广东省制冷学会, 广东 广州 510080 )
[摘要] 本文主要介绍了海鲜池的构成和制冷系统的设计计算, 并就设计要求和参数选定、热负荷计算、机
组的选用等问题进行了分析。
[关键词] 海鲜池; 制冷系统; 设计计算
[ 中图分类号] TB 6; TB 66 [文献标识码] A
Refr igerating System D esign for Seafood Aquar ium of Restauran t
2
CH EN W en chong
(Guangdong P rovincial R efrigeration A ssociation , Guangzhou, Ch ina 510080)
Abstract: Introduce the con stitu tion and refrigerating system design for the Seafood aquarium of R estaurant,
analysed the requestm ent of design, selecting p aram eter s, Calcu lation of heat load, as w ell as selection s of
the refrigerator set.
Keywords: Seafood aquarium of R estaurant; refrigerating system ; design and Calcu lation
各样的活鱼、虾、贝, 人们既可以现场挑选, 即点即
1 前 言 烹, 又从中学到不少知识。酒店食肆也为此提高了对
客人的吸引力, 带来较高的消费和利润, 因此“海鲜
随着社会进步和人民生活水平的提高, 人们对
池”已在全国各经济发达城市迅速发展起来。
食物的要求也越来越高, 尤其在对吃的方面讲究食
下面就海鲜池水族系统的构成和制冷系统设计
物新鲜的广东, 随着改革开放的进程, 人们生活富裕
计算中的关键问题进行介绍和分析。
了, 要求吃到鲜活的水产品, 于是, 活鲜水产品的市
场便应运而生, 活鲜水产品的保活系统也在不断发 2 海鲜池水族系统的构成
展。这种水产品流通销售存养过程中的保活系统目
前尚未有统一的名称, 一般称为 “水族工程”, 也有 海鲜池水族系统的设置位置根据酒店的整体装
( )
称“海鲜池”下称海鲜池 , 主要应用于水产品批发 饰设计而定, 多数设在主建筑大厅内, 也有设在大厅
市场和酒店食肆餐饮业。 外侧, 其形式可分为封闭式和开放式两种。封闭式结
海鲜池在八十年代末首先出现在广州的酒店, 构在早期使用比较多, 由于它只有一面供顾客观赏,
由产地运来的活鲜水产品进入酒店后需进行一段时 客观上减少了对顾客的吸引力, 近年来建造的已很
间的存活暂养, 以满足消费者的挑选。这类海鲜池经 少采用这种形式。开放式结构是把所有池的操作面
过不断的发展、完善, 从刚开始的简单充氧保活, 逐 都向顾客敞开, 使顾客能享受观赏各类鱼虾活动和
步完善为具有充氧、过滤净化、水温调控和全自动控 亲自动手挑选海鲜的乐趣, 这种形式目前已十分流
制等功能的水族系统, 酒店食肆餐饮业已将其作为 行。
主要的门面装饰内容, 具有越来越美化的装饰效果, 海鲜池水族系统工程虽然规模不算大, 但由于
使客人一进大厅就看到新颖独特的水族设施和各种 要适应各类鱼虾的生存条件, 系统中的水在循环过
Ξ 收稿日期: 200129216
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程中, 一方面要由制冷或加热装置调节水温, 另一方 类是冷血动物, 自身不能调节体温, 而是随环境温度
面要进行高效的过滤净化, 除去水中的氨氮等有害 变化而变化。不同的海区、不同水层、不同种类的鱼
物质, 还要充气增加水中的溶氧量, 因此, 该系统涉 虾贝类, 其生活环境的温度条件不相同, 进行水温的
及到多种类鱼虾贝的养殖技术、以生物学和生物化 调控, 一方面是要营造出适合其生存的条件, 另一方
学为基础的水处理技术、以及土木建筑、制冷加热、 面, 是要利用低温降低鱼虾贝类生命活动的强度, 使
充气增氧、自动控制、给排水、装饰工程技术等, 主 其新陈代谢明显减弱, 活动缓慢, 呼吸频率下降, 甚
要构成包括了水池主体建筑、水循环处理系统、充气 至降到半休眠状态, 从而达到延长其存养时间, 提高
增氧系统和循环水调温控制系统, 此外还有装饰照 存养保活率的目的。
明、配电、排污等配套工作。其中对水产品保活最重
( )
( ) 3 制冷 加热 系统的设计
要的因素是水温、水质和充气 增氧 。
( 1) 水池主体建筑通常分为立面高池和低位地
( )
海鲜池循环水制冷 加热 系统的设计思路, 就
池, 立面高池一般为一至二层组合, 可放养观赏价值
是根据不同的水体温度要求、各种围护结构和构件
较高的种类, 低位地池通常放养贝类及虾蟹等。高池
热传递状况等具体工况, 进行热负荷的计算和制冷
的设计要突出观赏价值的装饰效果, 正视面装设透
机组、加热设备等的选配。
明玻璃, 形成一个个水族箱, 箱内展示着各种形态的
311 制冷系统参数选定
活海鲜。
海鲜池水族系统通常都设有海水、淡水、低盐度
在整体布局的设计上, 早期都以立面高池为主
( )
海水 俗称为咸淡水 三种独立循环水体, 而每种水
体, 现已有很多以托高式低位地池为主体, 因为开放
体又可根据需要再设定为一至几种不同的水温, 这
式的低位地池结构更方便消费者近距观赏和亲自动
是根据不同种类的鱼虾贝类水产品的存活条件而定
手挑选海鲜。
的, 由于海水类水产品比淡水的品种多、价值高, 因
(2) 水循环处理系统用于及时除去鱼虾类的排
此海水系统占了较大部分。常见的几种水产品保活
泄、分泌物和水源的污染物, 保持水质的清洁, 排泄、
适用水温水质推荐条件见表 1[ 1]。
分泌物和污染物主要成分是含氮和碳的有机物, 以
可溶性和不可溶性两种形式存在, 对可溶性的一般
表 1 几种水产品保活适用水温水质推荐条件
采用生物过滤处理, 对不可溶性的一般采用沉淀过
( ) ( )
滤处理。水中的氨氮允许范围为011～016 。海 水产品种类 温度 ℃ 盐度 ‰
m g L
水的pH 值应保持在 715～ 813, 淡水的pH 值应保 澳洲龙虾 10～ 12 4510～4810
持在7～9。
美国红龙虾 12～ 15 4012～4510
( )
水循环量 水泵每小时流量 , 一般采用水池总
水容积的2～3 倍。 中国花龙虾 15～ 17 4012～4310
(3) 充气增氧系统主要用于增加水中的溶氧量,
( )
斑节对虾 草虾 13～ 15 2712～3111
由于水中鱼虾类的存养密度较高, 耗氧量较大, 水循
中国对虾、基围虾 13～ 15 1617～2712
环过滤系统也需耗氧, 因此充气增氧十分重要, 一旦
( ) 苏眉、老鼠斑 18～20 3111～3317
气泵停止工作 机械故障或停电等 , 海鲜很快就会
缺氧浮头、濒临死亡。充气增氧系统由专用气泵、气
石斑、青衣、鲷鱼 18～22 2712～3111
石、调节阀及连接管道组成。
3 红鲔、鲈鱼等 18～22 2712～3111
海鲜池的存养密度一般为: 短期存养, 每m 水
体20～30 kg 鱼虾; 长期存养, 每m 3 水体7～ 15 kg 鲍鱼 10～ 12 3111～3510
鱼虾。水中溶解氧需大于3 。因此, 气泵充气
m g L 象拔蚌 9～ 10 3111～3317
3
量: ≥30 · 。
L m in m
罗氏虾及淡水鱼类 18～22 ——
(4) 循环水温度调控系统主要包括制冷设备和
加热设备, 是海鲜保活的关键设施之一。因为鱼虾贝
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312 制冷机组的配置 Q 氧i —各水体的剩余饲料和鱼虾贝类代谢物
( ) 的化学氧化及微生物发热量, ;
海鲜池设有的多个不同盐度 海水、淡水 、不 kJ h
( Q —各水体的充气散热量, ; 气泵不断
同温度的独立水体, 每个都是独自循环的水系统 每 气i kJ h
) 把空气充入水池中, 增加水中的溶氧
个水系统包括一个或多个鱼池 。制冷机组的配置原
则, 通常采用每个独立循环水系统配置一台制冷机 量, 同时常温的空气进入温度较低的
组的形式, 对于水体很小的系统, 也可采用几个水温 水中, 也把热量Q 气i 带进水中, 成为制
相近的水系统配置一台制冷机组和几个独立蒸发器 冷设备的部分热负荷。
的形式, 但水系统最多不能超过3 个, 否则水温的控 Q 气 的计算式为:
Q = V △ Ν (3)
温精度和运行效率都会很低, 而且一旦制冷机组出 气 气 t
式中 V —充气量, 3; 可根据选用的气泵流量
现故障, 会同时影响多个水系统的使用。 气 m h
313 加热设备的选定 计算;
△ —环境空气温度与水温的温差, ℃;
当水温低于 12℃左右时, 许多种类的鱼虾都会 t
失去活动能力, 甚至冻死。因此, 在气温偏低的时候, Ν—气泡系数, 该系数主要指空气进入水中
需安装水温加热恒温装置。我国南方冬季大部分时 后, 经过气石微孔形成了大量气泡迅速
( ) 上升逸出水面, 在此过程中气泡的热量
间气温都较高, 除了大型水族系统 如海洋馆池等
外, 海鲜池均不设专门的蒸汽加热系统, 通常只设简 并未完全传递给水。该系数与气石与水
面距离、气压等有关, 通常 = 017～018。
易的电热棒加热。由于电热棒要直接接触水体, 为防 Ν
止海水的腐蚀, 要选用耐腐蚀的钛壳电热棒或石英 热负荷计算比较复杂和繁琐, 在实际工程设计
玻璃管电热捧。加热量的配置, 要根据环境气温和水 计算中, 一般不作太详尽和复杂的热负荷计算, 而大
体容积等因素来确定。一般来说, 当环境气温与水温 多都采用经验估算法。
的温差≤10℃时, 每立方米水体配置加热量 800～ 估算法以水体容积作为热负荷估算和制冷量匹
1200 , 便能满足要求。 配的基数, 直接根据水体容积选配制冷设备, 经验估
W h
314 海鲜池热负荷的计算 算值Q Β 为:
每个独立水体的热负荷都包括了围护结构传热 每立方米水体配置实际制冷量: Q Β = 1300～
1800 3 水体。
量、电气设备散热量、充氧空气散热量等, 即各独立 W m
水体的热负荷Q i 为: 实际应用需根据各水系的水温、水系内部结构
Q i = Q 围i + Q 电i + Q 气i + Q 生i + Q 氧i 等具体情况选定上、下限值, 如某水系的高位玻璃池
(i = 1, 2, ……n ) ( 1) 较多较大, 或水温较低, 配机要选取上限值; 有的高
整个水族系统的总热负荷Q 总为各个独立水体 位玻璃池设在户外, 有太阳辐射, 配机就要选更大一
热负荷Q i (i = 1, 2, ……n ) 的和, 即: 些。根据多项工程实践证明, 用上述根据水体配机的
n 经验方法进行设计计算, 非常简便实用, 并完全可以
Q 总 = Q 1 + Q 2 + ……Q n = 2 Q
i= 1 满足工程应用。
(i = 1, 2, ……n ) (2) 315 制冷机组的选用
式中 Q i —各水体的热负荷, Q i = Q 1、Q 2、……、Q n ( 1) 制冷机组的形式要采用分体式, 压缩机、冷
, ;
kJ h 凝器、蒸发器和水循环泵都布置在大厅外, 一方面能
Q — 各水体的围护结构传热量, ;
围i kJ h 避免其运转时产生的噪声和热量对厅内的影响, 另
Q 电i — 各水体的电气设备散热量, 主要是水 一方面可减少机组在大厅内的占地空间, 另外, 也方
泵和气泵的动力输入及电机散热量, 便机组的保养和维修。
水池中如装设有装饰用灯具时, 还包 (2) 蒸发器的选用
括灯具散热量, ;
kJ h 由于海水在循环过程中, 流经蒸发器水程降温,
Q 生i —各水体的鱼虾贝类生命活动散热量, 直接与蒸发器管子接触, 因此, 必须选用耐海水腐蚀
; 的专用蒸发器, 如钛管型等。另外, 水温测量仪表的
kJ h
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探头如果是与海水直接接触的, 其探头和连接管道 处, 又有特殊的地方, 尤其是运转工况的差异, 因此
必须选用不锈钢的。 必须根据具体的使用工况分别进行设计计算。
(3) 制冷机组的选配 在制冷设备的选用上, 必须注意海鲜池制冷系
水族工程的制冷机组一般推荐采用结构紧凑、 统的蒸发温度高达 5～ 15℃, 要选用高温工况的压
操作简单、管理方便的全封闭风冷式高温制冷机组。 缩机, 否则很容易造成超负荷烧毁电机。另外, 为防
但选用机组时必须注意工况负荷的问题, 由于水族 止海水的腐蚀, 蒸发器一定要选用配置耐腐蚀管子
系统的蒸发温度相对较高, 通常为5～ 15℃, 如选 的专用蒸发器, 测水温的仪表探头与海水直接接触,
配、调试不当, 就会出现工况负荷不匹配的现象。根 探头和连接管道也要选用不锈钢的。
据我国颁布的新国家标准GB 10874- 89 《中型活塞 海鲜池是在改革开放的进程中发展起来的, 随
式单级制冷压缩机型式与基本参数》, 压缩机名义制 着我国社会主义市场经济的发展, 活鲜水产品的流
冷量的工况, 改用了新的参数值, 由原一种“标准工 通量正大幅增长, 其存养系统的设计技术也在不断
况”改用 “高温工况”、“中温工况”和 “低温工况” 完善, 并将在我国食品冷冻行业中发挥更大作用。
三种名义工况。然而, 目前国产制冷机组产品尚处于
新旧标准过渡阶段, 有按新标准生产的产品, 更多的 参 考 文 献
是按旧标准生产的产品, 因此选用时应注意区分。必
[ 1] 刁石强等. 海水闭合循环暂养系统的设计技术. 南海资
须注意的是, 选用原标准工况设计的制冷机组用于
源开发研究 [ ]. 广东: 经济出版社, 1997
M
水族工程, 很容易出现超负荷烧毁电机的事故。
[2 ] 荒贺忠. 循环式水槽的容纳密度 [J ] 1 海洋科学译报,
( )
5 结 语 1976 1 : 101～ 105
[3 ] 船舶设计实用手册编写组. 船舶设计实用手册 [ ] 1
M
海鲜池制冷系统的设计与常规设计既有相同之 北京: 国防工业出版社, 1975
[ 新技术新产品信息 ]
美菱纳米材料冰箱上市
美菱纳米材料冰箱在北京各大商场上市以来, 受 3、塑料耐磨: 美菱纳米材料冰箱采用的纳米材料,
到广大消费者的欢迎。美菱集团从 1997 年起与中国科 耐磨性能大大提高, 从实验效果来看, 使用纳米材料的
学院固体物理研究所、北京化学所和中国科技大学合 冰箱部件历经几年表面无明显痕迹, 而普通材料部件
作着手研究纳米技术在冰箱的应用, 并取得了丰硕的 一般只能保持3～5 年。
成果, 合作开发的纳米多功能塑料于2000 年4 月通过 4、塑料强度增加: 由于纳米材料的比表面积很大,
了国家技术鉴定。据介绍纳米材料冰箱有以下优点: 与高分子树脂间结合力很强, 从而大大提高了纳米复
1、长期抑菌: 纳米抗菌剂采用高价活性银离子与 合增强塑料的拉伸强度、抗冲击强度和表面硬度。
纳米材料经过特殊加工处理制成。一方面, 银离子进入 5、清除异味: 美菱纳米材料冰箱采用了纳米清味
细菌内部, 与DVA 结合, 抑制细菌成长; 另一方面, 利 器, 纳米清味器的多孔疏松状表面能吸附空气中的异
用纳米材料的光催化作用, 释放活性氧杀灭细菌。据中 味气体及细菌, 通过纳米材料的催化及分解作用将其
国预防医学科学院环境卫生与卫生工程研究所的检 分解成小分子无害物质, 有效清除冰箱内的异味。
测, 抑菌率稳定在 9113%～9418% , 对人体绝对无害。 6、增强保鲜效果: 美菱纳米材料冰箱除了采用一
2、防霉防污: 由于纳米材料非常细微, 其比表面 系列保鲜技术外, 由于纳米材料的成功运用, 使其具有
积非常大, 活性高, 污物、霉变及异味气体分子一旦接 两项新的保鲜功能, 即纳米材料抗菌保鲜功能和自洁
触其表面, 便被牢牢吸附住, 在纳米材料的催化和分解 保鲜功能, 从而使美菱纳米材料冰箱的保鲜性能再上
作用下分解成二氧化碳和水。 新台阶。 —— (特约通讯员费人杰报道)
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