1600吨果品冷藏库制冷工艺毕业设计.docx

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1600吨果品冷藏库制冷工艺毕业设计

1600吨果品冷藏库制冷工艺毕业设计

1设计基本资料

1.1设计目的

毕业设计是大学阶段最后一个环节，同时也是工科类专业教学的必不可少的重要环节之一，是对学生在校期间所学专业知识的全面总结和综合检验。

通过毕业设计了解建筑环境与设备工程专业的设计内容、程序和基本原则，熟悉设计计算的步骤和方法，培养学生的识图和制图能力，引导学生学会查找设计规范和设计手册，初步了解本专业的主要设备、附件及材料，全面提高学生进行实际工程设计的能力，为即将投入社会工作做好准备。

参加《制冷技术》毕业设计的学生，通过设计要求掌握有关冷藏库制冷工艺设计的内容、程序及基本原则和制冷工艺设计计算方法并提高绘制设计图纸的能力。

1.2设计题目

XX地区16000吨果品冷藏库制冷工艺设计

1.3设计点室外气象参数

夏季室外空气调节日平均温度：

30.1℃；

夏季室外通风室外计算温度：

30.9℃；

夏季空调室外计算湿球温度：

27.5℃；

夏季室外最热月平均温度：

32℃；

室外最热月月平均相对湿度：

57％；

夏季室外通风计算相对湿度：

59％；

大气压力：

989.1hpa。

1.3冷藏库室内设计参数

冷藏间：

相对湿度为85%～90%；温度为0℃；水蒸气分压力为520Pa；

常温穿堂：

相对湿度为85%；温度为30.1℃；水蒸气分压力为2450Pa；

2冷藏库热工计算

2.1冷藏库吨位分配及分间

设计总库容量为1600吨，分配成八个冷藏间，每个冷藏间库容均为200吨，中小型冷库，不做专门的分检间，果品在站台上分检、包装，因此，站台可做得稍大些，且应有遮阳设施。

2.2果品堆放形式的确定

此次果品冷藏库设计以苹果为例进行设计。

果品的堆放形式有散堆、纸箱堆码、铁框堆码等，纸箱堆放不科学、不易管理且易坏，故选用铁框堆码，铁框尺寸长×宽×高=1m×1m×0.8m，重约50kg。

装货时由电瓶叉车由里向外装。

2.3冷藏库尺寸计算

根据公式：

（2-1）

式中G—冷库计算吨位（t）；

V1—冷藏间的公称体积（m3）；

η—冷藏间的体积利用系数；

ρs—食品的计算密度（kg/m3）

根据资料[1]P294表17-2查得框装鲜水果的密度为ρ=220kg/m3。

根据公式（2-1）得，

200吨的冷藏间

根据资料[1]P294表17-3初步估计其η=0.5得到V=1818.18m3。

货物堆高的确定：

堆放8层，每层0.8m，则堆高h=8×0.8=6.4m，货物距定不小于300mm，设计取500mm，货物与地面之间的垫板厚度取100mm，那么冷藏间的净高H=6.4+0.5+0.1=7m。

建筑上规定墙间距以3为模数，所以200吨容量的冷藏间尺寸可定为：

长×宽×高=18m×15m×7m。

2.4冷藏库建筑平面设计

2.4.1库址的选择

根据资料[2]P10第4.1.1条，冷库库址的选择应符合下列要求：

1）库址不宜选在居住区集中的地区。

经当地城市规划、环保部门批准，可建在城镇适当地点；

2）库址应选择在城市居住区夏季最小频率风向的上风侧；

3）库址周围应有良好的卫生条件，必须避开和远离有害气体、灰沙烟雾粉尘及其他有污染源的地方；

4）库址应选择在交通运输方便的地方；

5）库址必须具备可靠的水源和电源；

6）库址宜选在地势较高，干燥和地质条件良好的地方；

2.4.2穿堂设置

此果库为中型冷藏库，中小型冷库一般不做预冷间，中间设穿堂，穿堂设计为常温穿堂，用叉车进出货品，苹果可在穿堂内预冷、预热，穿堂也可做大一点，本设计中，穿堂设为6米。

2.4.3公路站台设置

根据资料[2]P12，公路站台应符合下列规定：

1）公称体积大于4500m3的冷库，其站台宽度为6～8m，公称体积小于4500m3的冷库，其站台宽度为4～6m，本库设为8m；

2）站台边缘顶面高出站台下地面0.9～1.4m，，根据需要可设高度调节板。

本库设为1m;

3）站台边缘顶侧面应涂有明显的黄、黑相间防撞标示色带。

4）站台上应设罩棚，靠站台边缘一侧如有结构柱时，柱的边缘距站台边缘净距不得小于0.6m；罩棚顶板应挑出站台边缘的部分不得小于0.75m，罩棚净高应适应运输车辆的高度，且应设有组织排水。

2.4.4冷藏库的结构

冷库主要由围护结构和承重结构组成。

围护结构应有良好的隔热、防潮作用，还能承受库外风雨的侵袭。

承重结构则起抗震、支撑外界风力、积雪、自重、货物及装卸设备重量。

根据资料[2]P16第4.1条规定，库房布置应符合下列要求：

1）应满足生产工艺流程要求，运输线路要短，避免迂回和交叉；

2）冷藏间平面柱网尺寸和层高应根据贮藏货物的包装规格、托盘大小、堆码方式以及堆码高度等使用功能确定，并应综合考虑建筑模数及结构选型的合理；

3）冷间应按不同的设计温度分区、分层布置；

4）冷间建筑的设计应尽量减少其隔热围护结构的外表面积

5）库房工作人员需要的办公室，烘衣室，更衣室，休息室及卫生间等辅助房间宜布置于穿堂附近。

此果库为中型果库，因此用叉车进出货品，穿堂宽度定为6m，站台高度定为1m，长为34m，宽为8m。

2.5库房围护结构的计算

2.5.1隔热材料的选择要求及隔热层的施工方法

根据资料[1]P17，隔热材料的选择应符合下列要求：

1）热导率小；

2）不散发有毒或异味等对食品有污染的物质；

3）难燃或不燃烧，且不易变质；

4）块状材料应温度变形系数小，易于在施工现场分割加工，且便于与基层粘结；

5）地面、楼面采用的隔热材料，其抗压强度不应小于0.25MPa；

根据资料[2]P42隔热层施工方法有内贴法和外贴法两种：

内贴法：

当隔热层设在外围挡墙的内侧时，以外围挡墙作为铺设隔热层的基层，施工程序有外向内进行。

内贴法缺点是建设周期长，而且在施工维修等方面很困难。

外贴法：

当隔热层设在内衬墙的外侧，以内衬墙作为铺设隔热层的基层，内衬墙砌筑好以后，施工程序由内向外进行，库内的制冷设备安装就可以与土建施工平行作业，从而缩短了建设周期；而且大大改善了粘贴沥青油毡防潮隔气层和隔热层的工作条件；施工和以后的检查维修都很方便，不会影响到冷间的工作。

除此之外，外贴法相当于是建筑外保温，而聚氨酯硬泡喷涂用于外墙外保温是一项新型建筑节能技术，经过在工程实例中的运用，这项技术的优势是很明显的。

2.5.2外墙结构材料的选择计算

（1）外墙结构

外砖墙采用370mm厚，密实度强，隔蒸汽渗透能力强，热惰性好，延迟时间长。

隔热层可采用硬质聚氨酯泡沫塑料，这种材料具有轻质、强度高、隔热性能好、成型工艺简单，可预制、现场灌注发泡成型或喷涂，阻燃性能好的特点。

根据上面的比较：

选择外贴法。

图2-2外墙结构示意图

根据资料[1]P117表11查得各层材料的导热率及蓄热系数：

1---20厚1:

20水泥砂浆抹面：

λ1=0.93W/（m·℃）,蓄热系数S1=10.35W/（m2·℃）；

2---370厚砖墙：

λ2=0.81W/（m·℃）,S2=9.65W/（m2·℃）；

3---20厚1:

20水泥砂浆找平：

λ3=0.93W/（m·℃）,S3=10.35W/（m2·℃）；

4---9mm厚二毡三油隔汽层：

热阻R4=0.041W/（㎡.℃）；

5---硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层：

λ5=0.031W/（m·℃）,S5=0.28W/（m2·℃）；

6---9mm厚二毡三油隔汽层：

热阻R6=0.041W/（㎡.℃）；

7---120厚砖内衬墙：

λ7=0.81W/（m·℃）,S7=9.65W/（m2·℃）；

8---20厚1:

20水泥砂浆抹面：

λ3=0.93W/（m·℃）,S3=10.35W/（m2·℃）。

（2）确定外墙隔热材料的厚度

（2-2）

αw—库房围护结构外表面传热系数[W/（m2·℃）]；

αn—库房围护结构内表面传热系数[W/（m2·℃）]；

d—围护结构各层材料的厚度（m）；

λ—围护结构各层材料的热导率[W/（m·℃）]；

R—围护结构各层材料的热阻[m2·℃/W]；

R0—围护结构总热阻[m2·℃/W]；

根据资料[1]表4.4.6查得αw=23W/（m2·℃），αn=18W/（m2·℃）。

根据资料[1]B.0.1知：

冷间外墙屋面或顶棚总热阻，可根据夏季空气调节日平均温度与室内温度的温差乘以修正系数a值进行修正。

冷藏间的设计温度为0℃，一般热惰性指标D＞4，根据资料[1]表B.0.1-1查得温差修正系数a=1.10，则室内外温差a△t=1.1×（30.1-0）=33.11℃，查表B.0.1-2,面积热流量取10W/㎡,得热阻：

R0=3.311m2·℃/W。

将各个参数代入公式（2-2），得，绝热材料厚度d=0.077m，设计中考虑25%的富裕量，得到

d=0.077×1.25=0.0963m，取整得d=100mm。

（3）计算外墙热惰性指标

由资料[1]第4.4.8条：

……（2-3）

式中D—围护结构热惰性指标；

R1,R2—各层材料的热阻[m2·℃/W]；

S1,S2—各层材料的蓄热系数[W/（m2·℃）]。

其中

，将各个参数代入公式（2-3）得：

D=7.41＞4

（4）防止外墙结构表面结露的校核计算

根据资料[1]第4.4.7条：

围护结构的总热阻R必须大于下式计算出的最小总热阻Rmin：

（2-4）

式中Rmin—围护结构最小总热阻[m2·℃/W]；

tg—围护结构高温侧的气温（℃）；（见资料[1]第3.0.6条）

td——围护结构低温侧的气温（℃）；

tl——围护结构高温侧空气露点温度（℃）；

通过夏季室外空气调节日平均温度和计算相对温度查i-d图即可得露点温度。

Rw——围护结构外表面换热热阻[m2·℃/W]；（见资料[1]第4.4.6条）

b——热阻修正系数

围护结构热惰性指标D≤4时：

b=1.2

其它围护结构：

b=1.0

tg=30.1℃,td=0℃，tl=20.5℃,Rw=0.043m2·℃/W,b=1.0。

代入上式，得Rmin=0.13m2·℃/W

（5）计算外墙传热系数

（2-5）

式中K0—围护结构的传热系数[W/㎡.℃];

—围护结构总热阻[m2·℃/W]。

（2-6）

将各个参数代入公式（2-6），得

m2·℃/W,代入公式（2-5），得外墙的传热系数：

=0.25W/㎡.℃。

2.5.3库房地坪结构材料的选择计算

（1）地坪结构

高温冷藏库由于由于库内温度较高（0℃），根本不存在地基冻胀的问题，因此可按一般建筑物处理，但仍需设置隔热和防潮层，根据资料[2]确定出地坪的构造，如图2-3所示。

图2-3地坪结构示意图

根据资料[1]4.4.1第5条规定：

地面、楼面采用隔热材料，其抗压强度应不小于0.25MPa。

再从导热率和经济角度考虑，采用导热率小，价格相对便宜且承压能力足够的隔热材料，故地面可采用泡沫混凝土（沥青铺砌）。

根据资料[1]P117表11查得各层材料的导热率及蓄热系数：

1---80厚钢筋混凝土粘结层随捣随抹平：

λ1=0.1.55W/（m·℃）,蓄热系数S1=14.94W/（m2·℃）；

2---20厚1:

20水泥砂浆护毡层：

λ2=0.93W/（m·℃）,S2=10.35W/（m2·℃）；

3---9mm厚二毡三油防潮隔汽层：

热阻R3=0.041W/（㎡.℃）；

4---泡沫混凝土隔热层：

λ4=0.128W/（m·℃）,S5=1.33W/（m2·℃）