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1 西安文理學(xué)院機(jī)械電子工程系 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 小型冷庫(kù)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 08 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 2 班 學(xué) 號(hào) 08102080219 學(xué)生姓名 安劍 指導(dǎo)教師 陳燕 設(shè)計(jì)所在單位 西安文理學(xué)院 2012 年 5 月 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 小型冷庫(kù)設(shè)計(jì) 摘要： 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品的保鮮要求也會(huì) 越來(lái)越高，對(duì)冷藏食品的需求不斷增多。而冷庫(kù)主要用于生鮮農(nóng)副產(chǎn)品和食品飲料的儲(chǔ) 藏。由于其具有冷藏、保溫的特殊功能，能滿足生鮮食品冷藏運(yùn)輸中的保鮮和冷凍要求， 使其在冷鏈物流中起著重要的作用，成為冷鏈物流的中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此了解 冷庫(kù)的建設(shè)及其發(fā)展就顯得相當(dāng)重要。 本次設(shè)計(jì)是小型冷庫(kù)的制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。根據(jù)冷庫(kù)冷量的要求，結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境氣 候，以及課本上的知識(shí)理論來(lái)完成完成滿足當(dāng)?shù)貙?shí)際需要的冷庫(kù)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，主要 是進(jìn)行壓縮機(jī)的選取，以及制冷器、蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)選擇，和制冷劑充灌量的估算以及輔 助設(shè)備的選擇。 小型冷庫(kù)為生鮮農(nóng)副食品和飲料的冷藏提供了一個(gè)空間，滿足了生鮮食品在冷藏運(yùn) 輸中的保鮮和冷凍要求。提高了人們的生活水平。 關(guān)鍵詞：冷庫(kù)設(shè)計(jì) 制冷系統(tǒng) 負(fù)荷計(jì)算 選型計(jì)算 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 The Design Of Small Storage Abstract： With the rapid development of social economy and the improvement of peoples living standard, The requirement of people on food preservation will be getting higher and higher, the increasing demand of frozen food.And cold storage is mainly used for fresh agricultural products , food and beverage stores.Because it has the special function of refrigeration, thermal insulation, can satisfy the fresh food cold storage and transportation of fresh and frozen, the cold chain logistics plays an important role in the cold chain logistics, has become an indispensable component of.Therefore, understanding the construction of cold storage and its development is very important. This design is the design of small cold storage refrigeation system.According to the cold cold volume requirements, combined with the local climate, as well as the knowledge of the textbook theory to finish to meet the local needs of the cold storage.In the design, mainly for compressor selection, and cooler, evaporator design choices, and refrigerant quantity estimation and auxiliary equipment selection. Small cold storage for fresh agricultural non-staple food and beverage refrigeration provided a space, to meet the fresh foods in refrigerated transport of fresh and frozen requirements.Improve the peoples living standard. Key word：Cold Storage Design Refrigeation System Load Calculation Selection Calculation 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 目錄 第一章 緒論 ..............................................................................................................................................................3 1.1 選題的目的與意義 ..............................................................................................................................................3 1.2 冷庫(kù)在國(guó)內(nèi)外行業(yè)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 ..............................................................................................................3 1.2.1 國(guó)外冷庫(kù)行業(yè)現(xiàn)狀 .......................................................................................................................................3 1.2.2 國(guó)內(nèi)冷庫(kù)行業(yè)現(xiàn)狀 .......................................................................................................................................3 1.2.3 目前主要存在的問(wèn)題 ...................................................................................................................................4 1.3 發(fā)展趨勢(shì)： ..........................................................................................................................................................5 1.3.1 建設(shè)規(guī)模 .......................................................................................................................................................5 1.3.2 冷鏈物流 .......................................................................................................................................................5 1.3.3 制冷設(shè)備 .......................................................................................................................................................6 1.3.4 整體規(guī)劃 .......................................................................................................................................................6 1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)任務(wù) .................................................................................................................6 第二章 工程概況與原始資料 ................................................................................................................................7 2.1 工程概況 ..............................................................................................................................................................7 2.1.1 凍結(jié)間、凍結(jié)物冷藏間 ...............................................................................................................................7 2.1.2 室內(nèi)計(jì)算參數(shù) ...............................................................................................................................................7 2.2 氣象情況 ..............................................................................................................................................................7 2.2.1 室外計(jì)算參數(shù) ...............................................................................................................................................7 2.2.2 室內(nèi)計(jì)算參數(shù) ...............................................................................................................................................7 第三章 冷庫(kù)隔熱防潮設(shè)計(jì) ......................................................................................................................................8 3.1 冷庫(kù)的結(jié)構(gòu) ..........................................................................................................................................................8 3.2 隔熱與防潮的基本要求 ......................................................................................................................................8 3.2.1 土建冷庫(kù)的隔熱、防潮 ...............................................................................................................................8 3.2.2 裝配式冷庫(kù)的隔熱、防潮 ...........................................................................................................................8 3.3 維護(hù)結(jié)構(gòu)的材料及選擇 ......................................................................................................................................9 3.3.1 冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)用隔熱材料及選擇 ...............................................................................................................9 3.3.2 冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)用防潮材料及選擇 ...............................................................................................................9 3.3.3 冷庫(kù)外墻、屋頂、地面保溫層結(jié)構(gòu) ...........................................................................................................9 第四章 冷負(fù)荷計(jì)算 ..............................................................................................................................................11 4.1 計(jì)算各面?zhèn)鳠釋酉禂?shù) ........................................................................................................................................11 4.1.1 凍結(jié)間 .........................................................................................................................................................11 4.1.2 凍結(jié)物冷藏間 .............................................................................................................................................11 4.2 設(shè)備負(fù)荷計(jì)算 ....................................................................................................................................................12 4.2.1 凍結(jié)間和凍結(jié)物冷藏間的冷負(fù)荷計(jì)算 .....................................................................................................12 4.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量 Q1： ...............................................................................................................................12 4.3 設(shè)備負(fù)荷匯總 ....................................................................................................................................................16 4.3.1 設(shè)備負(fù)荷 .....................................................................................................................................................16 4.3.2 系統(tǒng)機(jī)械負(fù)荷計(jì)算 .....................................................................................................................................16 第五章 制冷系統(tǒng)方案的確定 ..............................................................................................................................17 5.1 確定制冷系統(tǒng)方案的依據(jù) ................................................................................................................................17 5.2 確定制冷方案的原則 ........................................................................................................................................17 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 5.3 確定制冷系統(tǒng)方案的內(nèi)容 ................................................................................................................................17 第六章 制冷機(jī)及輔助設(shè)備的選 擇 ......................................................................................................................19 6.1 制冷壓縮機(jī)的選型計(jì)算 ....................................................................................................................................19 6.1.1 壓縮機(jī)選擇 .................................................................................................................................................19 6.1.2 制冷系統(tǒng)輔助設(shè)備選型計(jì)算 .....................................................................................................................19 第七章 制冷系統(tǒng)管道設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................26 7.1 系統(tǒng)管道和閥門的設(shè)計(jì)要求 ............................................................................................................................26 7.2 管道流速要求： ................................................................................................................................................26 7.3 蒸發(fā)器供液管的設(shè)計(jì) ........................................................................................................................................26 7.4 吸氣管道的設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................26 7.5 排氣管的設(shè)計(jì) ....................................................................................................................................................27 7.6 其它管道的設(shè)計(jì) ................................................................................................................................................27 7.7 對(duì)制冷工藝管道布置要求 ................................................................................................................................27 第八章 制冷系統(tǒng)的試壓試漏及管道保溫 ..........................................................................................................28 8.1 系統(tǒng)試壓、排污、試漏、抽真空 ....................................................................................................................28 8.1.1 系統(tǒng)試壓 .....................................................................................................................................................28 8.1.2 系統(tǒng)排污 .....................................................................................................................................................28 8.1.3 系統(tǒng)抽真空實(shí)驗(yàn) .........................................................................................................................................28 8.1.4 系統(tǒng)氨試漏 .................................................................................................................................................29 8.2 系統(tǒng)設(shè)備及管道保溫 ........................................................................................................................................29 第九章 結(jié)論 ............................................................................................................................................................30 致謝 ..........................................................................................................................................................................31 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................................................................31 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第一章 緒論 1.1 選題的目的與意義 本課題研究的是小型冷庫(kù)的設(shè)計(jì)，完成冷庫(kù)建設(shè)所需的設(shè)備及其輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)選 擇。通過(guò)該課題的研究，了解冷庫(kù)設(shè)計(jì)方面所涉及到的問(wèn)題并解決完成冷庫(kù)設(shè)計(jì)。隨著 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品的保鮮要求也會(huì)越來(lái)越高， 對(duì)冷藏食品的需求不斷增多。由于冷庫(kù)在冷藏食品儲(chǔ)藏中的特殊地位，因此今年來(lái)冷庫(kù) 的發(fā)展十分迅速。冷庫(kù)主要用于生鮮農(nóng)副產(chǎn)品和食品飲料的儲(chǔ)藏。由于其具有冷藏、保 溫的特殊功能，能滿足生鮮食品冷藏運(yùn)輸中的保鮮和冷凍要求，使其在冷鏈物流中起著 重要的作用，成為冷鏈物流的中不可缺少的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此了解冷庫(kù)的建設(shè)及其發(fā)展就 顯得相當(dāng)重要。 1.2 冷庫(kù)在國(guó)內(nèi)外行業(yè)現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 1.2.1 國(guó)外冷庫(kù)行業(yè)現(xiàn)狀 國(guó)外冷庫(kù)行業(yè)發(fā)展較快的國(guó)家主要有日本、美國(guó)、芬蘭、加拿大等國(guó)。日本是亞洲 最大的速凍食品生產(chǎn)國(guó)，-20以下的低溫庫(kù)在冷庫(kù)中占 80%以上。70 年代以前國(guó)外冷庫(kù) 普遍采用以氨為制冷劑的集中式制冷系統(tǒng)，70 年代后期逐漸采用以 R22 為制冷劑的分散 式制冷系統(tǒng)。美國(guó)和加拿大占 80%以上的冷庫(kù)都以使用 R717 為制冷劑。80 年代以來(lái)，分 散式制冷系統(tǒng)在國(guó)外發(fā)展很快，冷卻設(shè)備由冷風(fēng)機(jī)逐步取代了排管，貯藏水果冷庫(kù)中近 1/3 為氣調(diào)庫(kù)，在冷庫(kù)建造方面土建冷庫(kù)正向預(yù)制裝配化發(fā)展，自動(dòng)化控制程度比較高。 比較著名的裝配式冷庫(kù)的制造商如芬蘭的輝樂(lè)冷凍集團(tuán)(HUURRE)，其庫(kù)板 HE-3 由無(wú)氟絕 緣聚氨酯板和兩層鍍鋅的鋼層組成，輕便易拆卸，施工期短、氣密性好、空間利用率高。 近年來(lái)，國(guó)外新建的大型果蔬貯藏冷庫(kù)多是果品氣調(diào)庫(kù)，如美國(guó)使用氣調(diào)貯藏蘋(píng)果 已占冷藏總數(shù)的 80%；法國(guó)、意大利也大力發(fā)展該項(xiàng)技術(shù)，氣調(diào)貯藏蘋(píng)果均達(dá)到冷藏蘋(píng)果 總數(shù)的 50%70%以上；英國(guó)氣調(diào)庫(kù)容達(dá) 22 萬(wàn) t。日本、意大利等發(fā)達(dá)國(guó)家已擁有 10 座 世界級(jí)的自動(dòng)化冷庫(kù)。 1.2.2 國(guó)內(nèi)冷庫(kù)行業(yè)現(xiàn)狀 我國(guó)自 1955 年開(kāi)始建造第一座貯藏肉制品冷庫(kù)，1968 年建成第一座貯藏水果冷庫(kù)， 1978 年建成第一座氣調(diào)庫(kù)。1995 年由開(kāi)封 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 空分集團(tuán)有限公司首次引進(jìn)組合式氣調(diào)庫(kù)先進(jìn)工藝，并在山東龍口建造 15000t 氣調(diào)冷庫(kù) 獲得成功，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)大型組裝式氣調(diào)冷庫(kù)的成功先例，用戶亦取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。 1997 年又在陜西西安建造了一座 10000t 氣調(diào)冷庫(kù)，氣密性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該公司 氣調(diào)冷庫(kù)已分布在山東、河南、北京、湖南、、陜西、天津、四川等省市自治區(qū)， 并獲得客戶的較好信譽(yù)。廣東、北京等省市大約先后引進(jìn)了 40 座預(yù)制裝配式冷藏庫(kù)，總 庫(kù)容約為 7.5 萬(wàn) t。近幾年來(lái)，我國(guó)冷庫(kù)建設(shè)發(fā)展十分迅速，主要分布在各水果、蔬菜主 產(chǎn)區(qū)以及大中城市郊區(qū)的蔬菜基地。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)有冷凍冷藏能力已達(dá) 500 多萬(wàn) t，其 中外資、中外合資和私營(yíng)冷庫(kù)約占 50 萬(wàn) t，國(guó)有冷庫(kù) 450 多萬(wàn) t，分屬于內(nèi)貿(mào)、農(nóng)業(yè)、 外貿(mào)和輕工系統(tǒng)，其中內(nèi)貿(mào)系統(tǒng)冷庫(kù)容量達(dá) 300 多萬(wàn) t，占全國(guó)總量的 60%以上。我國(guó)商 業(yè)系統(tǒng)擁有果蔬貯藏庫(kù)面積達(dá) 200 多萬(wàn) m2，倉(cāng)儲(chǔ)能力達(dá) 130 多萬(wàn) t，其中機(jī)械冷藏庫(kù) 70 多萬(wàn) t，普通庫(kù)為 60 多萬(wàn) t。 1.2.3 目前主要存在的問(wèn)題 1 冷庫(kù)利用率偏低 空間利用率傳統(tǒng)的冷庫(kù)設(shè)計(jì)一般高 5m 左右，但在實(shí)際操作應(yīng)用中，尤其是無(wú)隔架層 的冷庫(kù)利用率低于 50%，如物品堆碼的高度一旦達(dá)到 3.2m 時(shí)，外包裝為紙箱的食品，因 重壓變形、吸潮等原因極易出現(xiàn)包裝破裂、倒塌等現(xiàn)象，導(dǎo)致食品品質(zhì)降低，造成較大 的經(jīng)濟(jì)損失。 2 部分冷庫(kù)設(shè)計(jì)不盡規(guī)范，存在諸多安全隱患 國(guó)內(nèi)很多冷庫(kù)屬于無(wú)證設(shè)計(jì)、安裝，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，缺乏特種設(shè)備安全技術(shù)檔案現(xiàn)象 較為普遍。操作人員未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)無(wú)證上崗，管理人員安全意識(shí)淡薄。部分容積 500m3 以上以氨為制冷劑的土建食品冷庫(kù)，其庫(kù)址選擇、地基處理、制冷設(shè)備安裝等嚴(yán)重不符 合冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50072-2001)的要求，存在諸多安全隱患。許多冷庫(kù)名為氣調(diào)庫(kù) 卻達(dá)不到氣調(diào)的目的，部分低溫庫(kù)一建成就面臨停用或只能按高溫庫(kù)降級(jí)使用的局面。 3 制冷系統(tǒng)維修措施不力，設(shè)施設(shè)備老化嚴(yán)重 制冷機(jī)的正常維修周期一般為運(yùn)轉(zhuǎn) 800010000h 即應(yīng)進(jìn)行大維修；運(yùn)轉(zhuǎn) 30004000h 進(jìn)行中維修；運(yùn)轉(zhuǎn) 1000h 進(jìn)行小維修5 。適時(shí)對(duì)制冷系統(tǒng)進(jìn)行維修、保養(yǎng)， 可以及早消除事故隱患。因?yàn)閲?guó)內(nèi)大多數(shù)冷庫(kù)尤其是 90 年代以前所建冷庫(kù)，設(shè)施設(shè)備陳 舊、管道嚴(yán)重腐蝕、墻體脫落、地基下陷、壓力容器不定期檢驗(yàn)。普遍開(kāi)開(kāi)停停，帶病 運(yùn)營(yíng)現(xiàn)象十分嚴(yán)重。 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 4 冷庫(kù)節(jié)能措施未引起足夠重視 冷庫(kù)屬于耗能大戶。有數(shù)據(jù)表明：蒸發(fā)器內(nèi)油膜增加 0.1，會(huì)使蒸發(fā)溫度下降 2.5，電耗增加 11%。冷凝器中若存在油膜、水垢，蒸發(fā)器外表結(jié)霜等均會(huì)導(dǎo)致蒸發(fā)溫 度下降，耗電增加。另外，低溫庫(kù)凍結(jié)間或速凍裝置進(jìn)貨后壓縮比小于 8 時(shí)，應(yīng)先采用 單級(jí)制冷壓縮，當(dāng)蒸發(fā)壓力降下來(lái)后，其壓縮比大于 8 時(shí)再改用雙級(jí)壓縮制冷方式5 ， 而許多低溫冷庫(kù)一開(kāi)機(jī)就啟用雙級(jí)壓縮機(jī)，使冷庫(kù)能耗加大。 5 自動(dòng)化控制程度低迷 國(guó)外冷庫(kù)的制冷裝置廣泛采用了自動(dòng)控制技術(shù)，大多數(shù)冷庫(kù)只有 13 名操作人員， 許多冷庫(kù)基本實(shí)現(xiàn)夜間無(wú)人值班2 。而我國(guó)冷庫(kù)的制冷設(shè)備大多采用手動(dòng)控制，或者 僅對(duì)某一個(gè)制冷部件采用了局部自動(dòng)控制技術(shù)，對(duì)整個(gè)制冷系統(tǒng)做到完全自動(dòng)控制的較 少，貨物進(jìn)出、裝卸等方面的自動(dòng)化程度普遍較低。 6 商業(yè)冷庫(kù)價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)激烈 近幾年隨著冷庫(kù)數(shù)量的增加，除部分食品生產(chǎn)企業(yè)、科研單位自備用于存放食品原料 或用于科研試驗(yàn)的冷庫(kù)外，商業(yè)冷庫(kù)出租轉(zhuǎn)讓頻繁，行業(yè)內(nèi)低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)激烈，加之高溫庫(kù) 和低溫庫(kù)比例失衡以及地理位置的差異，存貯肉類及速凍食品的低溫庫(kù)供不應(yīng)求，大量 的高溫庫(kù)閑置待用，導(dǎo)致大多商業(yè)冷庫(kù)經(jīng)營(yíng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益不佳。 1.3 發(fā)展趨勢(shì)： 從市場(chǎng)對(duì)冷庫(kù)的需求趨勢(shì)來(lái)看，我國(guó)現(xiàn)有的冷庫(kù)容量還十分不足，今后冷庫(kù)的發(fā)展 趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1.3.1 建設(shè)規(guī)模 果蔬產(chǎn)區(qū)應(yīng)集中建設(shè)氣調(diào)冷庫(kù)，規(guī)模應(yīng)以大、中、小型相結(jié)合，以發(fā)展中型為宜。機(jī) 械氣調(diào)庫(kù)的建設(shè)應(yīng)擇優(yōu)推廣預(yù)制生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)裝配模式冷庫(kù)工程化工業(yè)產(chǎn)品，果蔬產(chǎn)地適 于建單層冷庫(kù)和中小型冷庫(kù)；盡快推廣塑料薄膜、大棚、大帳、硅窗、塑料薄膜小包裝 等氣調(diào)設(shè)施是我國(guó)近期發(fā)展的重點(diǎn)。在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的城市，發(fā)展中型冷庫(kù)，建立冷凍食 品貯藏批發(fā)市場(chǎng)。將中小型冷庫(kù)向社會(huì)開(kāi)放，提供有償?shù)膫}(cāng)庫(kù)服務(wù)、信息服務(wù)、經(jīng)營(yíng)后 勤服務(wù)。 1.3.2 冷鏈物流 我國(guó)完整獨(dú)立的冷鏈系統(tǒng)尚未形成，市場(chǎng)化程度很低，冷凍冷藏企業(yè)有條件的可改造 成連鎖超市的配送中心，形成冷凍冷藏企業(yè)、超市和連鎖經(jīng)營(yíng)企業(yè)聯(lián)營(yíng)經(jīng)營(yíng)模式。建立 食品冷藏供應(yīng)鏈，將易腐、生鮮食品從產(chǎn)地 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 收購(gòu)、加工、貯藏、運(yùn)輸、銷售，直到消費(fèi)者的各個(gè)環(huán)節(jié)都處于標(biāo)準(zhǔn)的低溫環(huán)境之中， 以保證食品的質(zhì)量，減少不必要的損耗，防止食品變質(zhì)與污染。 1.3.3 制冷設(shè)備 制冷設(shè)備業(yè)應(yīng)著力開(kāi)發(fā)國(guó)際市場(chǎng)先進(jìn)通用的 60HP 以下各檔次分體式或一體化且配有 電子技術(shù)的自動(dòng)化機(jī)組，將計(jì)算機(jī)與自動(dòng)化技術(shù)廣泛地應(yīng)用于整個(gè)制冷系統(tǒng)的自動(dòng)控制 中，目的是為冷凍冷藏行業(yè)升級(jí)換代，延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，降低工程造價(jià)。 1.3.4 整體規(guī)劃 冷庫(kù)行業(yè)必須在有關(guān)部門的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下，加強(qiáng)整體規(guī)劃與協(xié)調(diào)，大力發(fā)展冷鏈物流體 系建設(shè)。同時(shí)，要防止盲目重復(fù)建設(shè)，以保證我國(guó)冷凍冷藏行業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定的發(fā)展。 1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)計(jì)任務(wù) 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，人們對(duì)食品的保鮮要求也會(huì)越 來(lái)越高，對(duì)冷藏食品的需求不斷增多。因此小型冷庫(kù)的發(fā)展就顯得十分需要。 本畢業(yè)設(shè)計(jì)研究的是小型冷庫(kù)的制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)冷庫(kù)冷量的要求，來(lái)了解冷庫(kù)制 冷系統(tǒng)的整個(gè)設(shè)計(jì)程序，及冷庫(kù)的工作原理， 在冷庫(kù)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是根據(jù)冷涼的要求來(lái)進(jìn)行壓縮機(jī)的選取，以及制冷 器、蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)選擇，和制冷劑充灌量的估算以及輔助設(shè)備的選擇。從而完成小型冷 庫(kù)的設(shè)計(jì)任務(wù) 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第二章 工程概況與原始資料 2.1 工程概況 此次畢業(yè)設(shè)計(jì)為小型冷庫(kù)設(shè)計(jì),主要內(nèi)容包括制冷機(jī)房、凍結(jié)間及冷庫(kù)。該設(shè)計(jì)包括 凍結(jié)間 ( -23)，低溫冷藏間( -18)兩項(xiàng)制冷系統(tǒng)。此設(shè)計(jì)題目是制冷專業(yè)主要發(fā) 展方向,通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)制冷專業(yè)有了一個(gè)新的了解,同時(shí)也增長(zhǎng)了我們的知識(shí)。 本制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)原始資料概況如下： 2.1.1 凍結(jié)間、凍結(jié)物冷藏間 凍結(jié)間：設(shè)計(jì)溫度-23。庫(kù)房?jī)?nèi)凈高 4.5m，總建筑面積為 818= 144，凍結(jié)能 力 20 噸/小時(shí)。 凍結(jié)物冷藏間：設(shè)計(jì)溫度-18。庫(kù)房?jī)?nèi)凈高 5 m，總建筑面積為 2024 =480， 低溫冷藏總能力為 500 噸。 2.1.2 室內(nèi)計(jì)算參數(shù) 凍結(jié)間 ：t=-23，=90% 凍結(jié)物冷藏間：t =-18，=95% 2.2 氣象情況 2.2.1 室外計(jì)算參數(shù) 根據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)附錄的室外氣象參數(shù)中查的，西安市室外設(shè)計(jì)參數(shù)： 地理位置:北緯 3342；東經(jīng) 10740;海拔 400m 大氣壓力：冬季 102.525 千帕；夏季 100.391 千帕 室外計(jì)算干球溫度：采用夏季空氣調(diào)節(jié)日平均溫度 32 室外計(jì)算濕球溫度：采用歷年平均不保證 50h 的濕球溫度 28.5 室外計(jì)算相對(duì)溫度,夏季通風(fēng) 64% 室外風(fēng)速：冬季 2.8 m/s 夏季 2.0 m/s 2.2.2 室內(nèi)計(jì)算參數(shù) 凍結(jié)間 t = -23 凍結(jié)物冷藏間 t = -18, = 90% 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 第三章 冷庫(kù)隔熱防潮設(shè)計(jì) 冷庫(kù)建筑不同于一般的工業(yè)和民用建筑，主要表現(xiàn)在不僅受生產(chǎn)工藝的制約，更主 要的是受冷庫(kù)內(nèi)外溫度差和水蒸汽分壓力差的制約，按冷庫(kù)使用性質(zhì)的不同，冷庫(kù)建筑 物內(nèi)部常置-400溫度范圍，而冷庫(kù)建筑外部則隨室外環(huán)境溫度的變化經(jīng)常處于周期 性波動(dòng)之中，加之冷庫(kù)生產(chǎn)作業(yè)需要經(jīng)常開(kāi)門導(dǎo)致庫(kù)內(nèi)外熱濕交換等，促使冷庫(kù)建筑必 須采取相應(yīng)的隔熱，隔汽，防潮技術(shù)措施，以適應(yīng)冷庫(kù)的特點(diǎn)，這也是冷庫(kù)建筑區(qū)別于 普通建筑的特點(diǎn)所在。 冷藏庫(kù)是食品冷卻，凍結(jié)，冷藏的場(chǎng)所，它必須為食品提供必要的庫(kù)內(nèi)溫度，濕度 條件，并符合規(guī)定的食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，合理的冷庫(kù)結(jié)構(gòu)，良好的隔熱，防潮性能和地坪強(qiáng) 度，是冷庫(kù)長(zhǎng)久使用的重要條件。 3.1 冷庫(kù)的結(jié)構(gòu) 冷庫(kù)的結(jié)構(gòu)主要由維護(hù)結(jié)構(gòu)和承重結(jié)構(gòu)組成，是指承擔(dān)建筑物各部分質(zhì)量和建筑物 本身的主要構(gòu)件，如屋架、梁、樓板、柱子、基礎(chǔ)等，這些構(gòu)件構(gòu)成了建筑的傳力系統(tǒng)。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)有良好的隔熱、防潮作用，還能承受庫(kù)外風(fēng)雨的侵襲。承重結(jié)構(gòu)則起抗 震、支承外界風(fēng)力、積雪、自重、貨物及裝卸設(shè)備重量 1、地基與基礎(chǔ)：冷庫(kù)基礎(chǔ)應(yīng)有良好的抗潮濕、防凍的性能，應(yīng)有足夠的強(qiáng)度 2、柱和梁：冷庫(kù)的柱子要少，柱網(wǎng)跨度要大，盡量采用小截面以少占空間，提高 冷 庫(kù)的容積利用系數(shù) 3、墻體：外墻除隔絕風(fēng)、雨侵襲，防止溫度變化和太陽(yáng)輻射等影響外，還應(yīng)有較 好的隔熱，防潮性能；冷庫(kù)內(nèi)墻有隔熱、不隔熱兩種 4、屋蓋與閣樓層：應(yīng)滿足防水、防火和經(jīng)久堅(jiān)固的要求；屋面應(yīng)排水良好，滿足 隔熱要求，造型美觀 5、樓板：為了整體性好，多用現(xiàn)澆無(wú)梁樓蓋。 3.2 隔熱與防潮的基本要求 3.2.1 土建冷庫(kù)的隔熱、防潮 1、冷庫(kù)隔熱、防潮結(jié)構(gòu)，是指冷庫(kù)外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建筑部分和隔熱、防潮層的組 合 2、冷庫(kù)隔熱防潮結(jié)構(gòu)的基本要求 1) 隔熱層有足夠的厚度和連續(xù)性 2) 隔熱層應(yīng)有良好的防潮和隔熱性能 3) 隔熱層與圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)牢固地結(jié)合 4) 隔熱防潮結(jié)構(gòu)應(yīng)防止蟲(chóng)害、鼠害，并符合消防要求 隔熱防潮層應(yīng)有良好的連續(xù)性，即冷庫(kù)外墻內(nèi)壁隔熱層與庫(kù)頂，地面 或多層冷庫(kù)地板的隔熱層連成一體，防止產(chǎn)生“冷橋” 。為了防止隔熱層受潮，應(yīng)將防潮 層做在隔熱層的高溫側(cè) 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 3.2.2 裝配式冷庫(kù)的隔熱、防潮 1、裝配式冷庫(kù)一般均為單層結(jié)構(gòu)，其隔熱材料是由專業(yè)工廠制造的預(yù)制隔熱板 2、冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)隔熱、防潮性能，直接影響到冷庫(kù)內(nèi)溫度的穩(wěn)定和食品冷卻、凍 結(jié)貯藏質(zhì)量 3、良好的隔熱和防潮材料選擇和合理的配置，可以有效地降低冷庫(kù)內(nèi)溫度 的波動(dòng)和冷庫(kù)使用時(shí)間 4、新建冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料的選擇與合理配置，可以降低建造投資，提高冷 庫(kù)的經(jīng)濟(jì)性 預(yù)制隔熱板：由單層或多層隔熱材料粘貼組合或澆制（發(fā)泡）而成。地墻隔熱層 應(yīng)選用密度較大、能承重的硬質(zhì)泡沫塑料芯材 3.3 維護(hù)結(jié)構(gòu)的材料及選擇 3.3.1 冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)用隔熱材料及選擇 1、冷庫(kù)常用隔熱材料 1) 傳統(tǒng)冷庫(kù)多用軟木板、聚氨酯泡沫塑料及聚苯乙烯泡沫塑料等 2) 近年新型冷庫(kù)已較廣泛使用硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯(PEF)發(fā)泡體，泡 沫 玻璃及擠壓型聚苯乙烯泡沫塑料等 2、選擇冷庫(kù)隔熱材料 1) 應(yīng)考慮冷庫(kù)建筑方案、隔熱要求、隔熱材料性能和來(lái)源，以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因 素 2) 要求隔熱材料具熱導(dǎo)率小、輕質(zhì)價(jià)廉、抗?jié)窨箖?、安全無(wú)毒、環(huán)保、耐壓、 消防耐用等性能 3.3.2 冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)用防潮材料及選擇 1、隔絕水蒸氣的滲入非常重要 2、隔汽防潮材料要求蒸氣滲透系數(shù)低，并有足夠的粘結(jié)性 3、冷庫(kù)工程中常用的隔汽防潮材料，有瀝青隔汽防潮材料和聚乙烯或聚氯乙烯薄膜 隔汽防潮材料兩大類 3.3.3 冷庫(kù)外墻、屋頂、地面保溫層結(jié)構(gòu) 外墻：由外到內(nèi)依次為 370mm 外墻、聚氨酯氫凝防潮隔氣層、 單面聚氨酯彩m150 板粘貼（聚氨脂容重不小于 37mm） 。 地基：由上到下依次為： 的 620 號(hào)鋼筋混凝土粘結(jié)層、0.2mm 厚聚氨乙烯薄m125 膜一層采用同質(zhì)漆粘接滿貼、250mm 厚聚苯板烯板分兩層下層 150 厚上層 100 厚用聚氨酯 粘貼并灌縫離墻 50mm 留縫并用聚氨酯灌縫、0.2mm 厚聚氯乙烯薄膜一層采用同質(zhì)膠粘接 滿貼、 水泥沙漿找平層、架空層。m20 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 頂層：有上到下依次為： 厚 SBS 防水卷材兩道、刷基層處理一遍、 水泥沙漿m3 m20 找平層、鋼筋混凝土現(xiàn)場(chǎng)施工、刷素水泥沙漿一道、250mm 厚聚氨酯噴涂、20mm 厚白水 泥沙漿抹面。 厚 的 水 泥 砂 漿 抹 面聚 氨 酯 噴 涂水 泥 砂 漿 找 平厚 防 水 卷 材 兩 道 圖 3.2 屋頂結(jié)構(gòu)圖如 圖 ： 冷 庫(kù) 外 墻 墻 體 結(jié) 構(gòu)圖 3.1 冷庫(kù)外墻墻體結(jié)構(gòu) 11 第四章 冷負(fù)荷計(jì)算 4.1 計(jì)算各面?zhèn)鳠釋酉禂?shù) 傳熱系數(shù)： （式Cmwaakonw221/1 4.1） 其中： 圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 。o2/ 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 。na Cmw 各層隔熱材料的導(dǎo)熱率 。o2/ 4.1.1 凍結(jié)間 1 無(wú)防風(fēng)設(shè)施的外墻傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得外墻傳熱系數(shù) k=1/(1/20+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/25)=0.19W/(m) 有防風(fēng)設(shè)施的外墻傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得外墻傳熱系數(shù) k=1/(0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/25)=0.19W/(m) 2 地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 代入數(shù)據(jù)得地面?zhèn)鳠嵯禂?shù) k=1/(1/7+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9304 +1/25)=0.16 W/(m) 3 頂層傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得頂層傳熱系數(shù) k=1/(1/20+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/25)=0.12 W/(m) 4.1.2 凍結(jié)物冷藏間 1 無(wú)防風(fēng)設(shè)施的外墻傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得外墻傳熱系數(shù) k=1/(1/20+0.37/0.8141+0.15/0.0314+1/10)=0.19W/(m) 2 地面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 代入數(shù)據(jù)得地面?zhèn)鳠嵯禂?shù) k=1/(1/7+0.125/1.5468+0.0002/0.0465+0.25/0.043+0.0002/0.047+0.02/0.9304 +1/10)=0.16 W/(m) 3 頂層傳熱系數(shù)： 代入數(shù)據(jù)得頂層傳熱系數(shù) k=1/(1/20+0.02/0.9304+0.25/0.0314+0.02/0.9304+1/10)=0.12 W/(m) 4.2 設(shè)備負(fù)荷計(jì)算 4.2.1 凍結(jié)間和凍結(jié)物冷藏間的冷負(fù)荷計(jì)算 庫(kù)房耗冷量，即在單位時(shí)間里必須從庫(kù)房?jī)?nèi)取的熱量，根據(jù)產(chǎn)生的熱量不同，庫(kù)房 耗 冷量可分為五類。 Q1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量 W； Q2貨物熱量 W； Q3通風(fēng)換氣熱量 W； Q4電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)熱量 W； Q5操作熱量 W 庫(kù)房冷卻設(shè)備冷負(fù)荷計(jì)算公式為： Qq = Q1+Q2 + Q3 + Q4 + Q5 （式 4.2） 式中 Qq庫(kù)房冷卻設(shè)備冷負(fù)荷，W； Q1圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量，W； Q2貨物熱量 ，W； Q3通風(fēng)換氣熱量，W； 負(fù)荷系數(shù)；冷卻間和凍結(jié)間的負(fù)荷系數(shù) 取 1.3，其他庫(kù)房取 1； Q4電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)熱量， W； Q5操作熱量， W 4.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱量 Q1： （式nwtkAaQ1 4.3） 其中： 圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱面積 。2m 西安文理學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度修正系數(shù)。a 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外側(cè)溫度 。ntwCo 1 凍結(jié)間 （西安市） ， = -23 （冷庫(kù)內(nèi)）Cto32nt 面積：長(zhǎng)：8+0.522=9.04 m 寬：6+0.522=7.04 m 高：（承重墻到地層的隔熱層 下表面）：4.5+ 0.395 + 0.293 = 5.188 m 墻面積 A1 = 5.1887.04 = 36.52352m 墻面積 A2 = 5.1889.04 = 46.89952 m 外墻負(fù)荷（凍結(jié)間 2）： = 0.1936.523521.05(32-(-23)) = 400.754 W1Q 鄰穿堂： = 0.1936.523521.05(32-(-23)) = 400.754 W 凍結(jié)間 2 與凍結(jié)間 1，3 相鄰墻面，因溫差小，可以認(rèn)為無(wú)傳熱負(fù)荷，不做計(jì)算。 頂層負(fù)荷： 屋面的面積 F=9.047.04=63.6416m = 0.1263.64161.2(32+23)=504.041 W2Q 地面負(fù)荷： 地面的面積 F = 9.047.04=63.6416m = 0.1663.64160.7(32+23)= 392.032 W3 2 凍結(jié)物冷藏間 （西安市） ， = -18 （冷庫(kù)內(nèi)）Ctownt 面積：長(zhǎng)：20+0.522=21.04 m 寬：8+0.522=9.04 m 高：（承重墻到地層的隔熱 層下表面）：5+ 0.395 + 0.293 = 5.688 m 墻面積 A1 = 5.68821.04= 138.61152m 墻面積 A2 = 5.6889.04 =51.41952m 外墻負(fù)荷（凍結(jié)物冷藏間 2）： = 0.1951.41