申論題

四、某牛肉屠宰廠內設有冷卻室（chilling room），其尺寸為 18 m × 20 m × 5.5 m，可容 納 450 頭牛肉屠體（beef carcass），每頭平均質量為 285 kg。冷卻室內照明耗電為 3 kW，單元冷卻器（unit cooler）之風機（fan）耗電為 26 kW。從外界經庫體傳入 室內之熱傳率為 13 kW。牛肉屠體用水清洗後進入冷卻室時，平均初溫為 36℃，經 過 10 小時後被冷卻至 15℃。在此期間，屠體之水分蒸發率為 0.080 kg/s，進出單元 冷卻器的空氣溫度分別為 0.7℃與-2℃。若冷卻器盤管之總熱傳係數為 20 W/m2 ·℃ （基於空氣側面積計），空氣進出溫度與冷媒進出溫度之平均溫差為 5.5℃，且假 設牛肉蒸發之水分均被凍結在冷卻盤管上，試求：

⑶單元冷卻器空氣側之熱傳面積 [m2 ]。（5 分） （水的凍結與汽化潛熱分別為 334 kJ/kg與 2501 kJ/kg；空氣在 0℃時的密度與比 熱分別為 1.292 kg/m3 與 1.006 kJ/(kg·K)；牛肉比熱為 3.14 kJ/(kg ·℃)）。