冷库优化.docx

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冷库优化

　　冷库优化

　　冷库优化管理

　　冷库是用于食品冷冻和冷藏的建筑物，它是通过人工制冷的方法，使库内保持一定的低温。

为了减少外界热量的传入，冷库的地坪、墙壁和屋顶都敷设一定厚度的防潮隔气层和隔热层，在日常使用管理中，应根据冷库的特性，实行科学管理，以保证安全生产，达到延长使用寿命，降低生产成本，节约维修费用，提高经济效益。

　　一、冷库门要关闭严防止跑冷

　　冷库门是冷库的关键部位，工作人员进出，货物进出，甚至空气的交换，都通过它，所以冷库门也是管理的主要部位。

热空气通过库门开启渗入库内，不仅造成热量增加，库温升高，而且大量的热湿交换，使冷风机或蒸发器排管结霜，导致库内温、湿度波动，影响产品储存质量。

减少库门耗冷应从以下几个方面入手

　　1、对冷藏门进行有效的维护，确保冷藏门无故障启闭，定期检查密封条和电热丝的性能，随时处理冰、霜、水，保持冷藏门的严密性，防止在进出仓时间叉车碰撞到冷库库门。

　　2、尽量减少开门次数和开门时间，做到进、出随手关门。

　　3、在进出仓过程中，要及时开启空气幕隔绝热空气，进出仓完成后立即关闭。

二、冷库照明控制及管理

　　库房照明，不仅消耗电能，同时增加了库内热量，因此，工作人员进库后应做到人走灯灭，节能降耗。

　　三、尽量减少进库人员数量和在库时间

　　工作人员在库内，会不断的释放热量，使热负荷增加，因此，应尽量减少库内操作人员数量及操作时间，能不在库内操作的尽量不在库内。

　　四、合理堆码，提高库房利用率

　　库房的利用率高低直接影响冷库的经济效益，利用率低，相对单位重量货物耗冷量增加，并且干耗增大，成本提高，所以应采用坚固包装、货架等，尽量码高，提高库房利用率，但要留出库内空气正常循环的空间；货物不满时，如果货物贮藏特性相同或相近，又互不影响，可短时间混存。

　　五、淡季冷库使用方法

　　在贮藏淡季，会有部分没有贮藏商品的空闲库，有时各个库房贮藏的货物不同，温度要求不一致，如果闲置库与贮藏货物的库房相邻，或相邻两个冷库贮存不同温度的产品，之间温度相差较大，会互相影响，温度难以保证，进而影响贮藏质量。

应尽量让温度相同的货物进行集中存放，贮藏货物较少的冷库关闭机组，集中在相邻的冷库存放，统一管理降低耗

　　能提高效益。

　　六、贮藏品种的合理搭配及综合经营

　　贮藏品种的合理搭配，换季贮藏和冷库综合经营是冷库充分利用，降低成本，相对效益稳定的经营方式。

果蔬贮藏冷库，可根据各种果蔬的采收季节，有计划的安排全年的贮藏品种和贮藏时间。

如大蒜与红富士苹果、大蒜与香菜、蒜苔与大蒜的换季贮藏等。

　　七、通风换气操作

　　果蔬采后仍然是活的有机体，在贮存过程中在不断地进行新陈代谢，因而贮存果蔬的冷库需要定期进行通风换气。

通风换气是由库外引入新鲜空气，排出库内的污浊空气，当外界气温较高时，能量损失很大。

因此，进行通风换气操作时，应在早上气温较低时进行，换气次数和每次换气时间，应根据贮存货物的种类和要求确定。

　　八、成熟的冷库保鲜技术

　　1、应用成熟冷藏保鲜技术，避免造成大的损失。

　　不同品种的果蔬其贮藏条件和制冷工艺不同，有些相差甚远，有的采后要求及时快速降温至适宜贮藏温度，有些却要采取缓慢逐步降温法，有些适合在0℃或更低条件下贮藏，有些需要在较高温度下贮藏，否则就会发生冷害，导致褐变等症状出现，失去商品价值；有的货物在5-8C°以上的高环境条件下贮藏效果很好，而有些货物贮藏环境超过1-2C°就会出现失水等伤害；而温度在0c°1C°低温环境条件下贮藏效果很好，有些不同果蔬品种之间会互相影响，在一起贮藏会大大缩短贮藏寿命，甚至出现生理病害。

因此必须熟悉掌握贮藏条件、贮藏工艺，才能做到产品安全贮藏，避免造成损失。

　　1、减少果蔬产品田间热和包装带入库内的热量。

果蔬采收可选择早上露干以后，或下午4点以后气温较低时进行，尽量避免中午采收。

采后应在阴凉处加工、整理、包装和暂存，严禁阳光下暴晒。

　　2、果蔬入库后，一般应尽快降温至适宜贮存温度，这样既降低了果蔬的呼吸热，又很好的保持了果蔬品质。

　　3、距离产地较远的果蔬贮藏库，尽量在产地预冷后再运回冷库贮藏，如果无专用预冷设施，可利用产地空闲冷库预冷，既减少了损耗，提高贮藏质量。

　　4、采用科学的冷库冷藏管理提高产品质量和商品价值，向质量要效益

　　在日常冷库管理中，要严把“冰、霜、水、门、灯”五关；在冷库质量管理中，采用科学的冷藏工艺和技术，提高冷藏产品的质量和商品价值。

实现科学管理，安全生产，降低能耗，提高经济效益。

　　回顾201*年，新的一年即将到来我们将一如既往的做好本职工作。

积极拓展业务让质量赢得市场，赢得客户信赖，在新的201*年冷库效益再上一个新的台阶，再创佳绩。

　　扩展阅读冷库的最优化设计与应用

　　冷库的最优化设计与应用

　　在冷库的优化设计中,冷库的开始的一段时间建设投资、冷库结构***、冷库建成后包孕能耗在内的问题,都是我们关注的首重要的条目标,因此,冷库的优化设计属多目标函数优化问题201*年12月01日

　　摘要冷库是冷链体系的关键设备之一,其设计技术的优劣,将直接关系到冷库的开始的一段时间建设总投资、后期冷库的运行用度、管理用度等一系列重要的经济指标;在一定水平上决定了冷库在食品的加工、存储历程中的经济效益本文通过对冷库的计算机优化设计成果和工程实例进行相比较阐发,证了然最优化设计在冷库设计中的可行性,并患上出了一些对工程设计具备引导意义的结论和图表

　　关键词冷库最优化设计变标准算法

　　媒介

　　今朝,全国城镇居平易近和农村居平易近整年用于饮食的消费约为16140亿元人平易近币,到201*年底我国仅禽畜牧业产品量一项就达6000万吨以上,而菜蔬、生果等的产量也在逐年递加,使与之相配的食品加工、储藏的食品冷链体系,在全国规模内患上到迅速度完成长和完美冷库作为冷链体系的关键设备之一,自90年月以来,在全国各地开始建筑约4000余座,冷藏容积达450万吨/次[11]冷库制冷装配在日常运行管理中,电耗是冷库生产成本的首要部分,约占总成本的25%～30%或更多[10];显而易见,冷库设计技术的优劣,将直接关系到冷库的开始的一段时间建设投资用度、后期冷库的运行用度、管理用度等一系列重要的经济指标通过大量的实践证实:

采用计算机辅助软件,进行冷库的优化设计,是减低冷库综适用度的有用办法之一

　　冷库结构和优化目的

　　.1冷库根据用场的不同分类

　　⑴生产性冷库

　　生产性冷库是食品企业生产加工工艺构成的一部分它的首要使命是对企业所加工的食品进行冷却和冻结,并作短期的存储

　　⑵分配性冷库

　　这种冷库建在大、中都会,水中和陆地上交通枢纽和人口较多的工矿区,它的使命主如果接受储藏已经冷却或冻结的食品,以保证市场的需要、出口计划的完成和持久储蓄

　　（3）综合性冷库

　　这种冷库设有较大的库容积,应有一定的冷却和冷冻能力,它能起到生产性冷库和分配性冷库的双重效用,是普遍应用的一种冷库类型

　　.2冷库根据结构的不同分类

　　⑴土建式冷库

　　冷库的墙、柱、楼板等主体采用钢筋混凝土结构,冷库墙内侧镶贴隔热层;当隔热层采用松散材料时,墙体则采用内夹隔热层的双层结构

　　⑵装配式冷库

　　近年来,为了餍足缺乏建材的边远地区和经济迅速度完成长都会,对食品加工、冷藏、保持新鲜冷库的迫切需求室内装配式冷库被广泛使用在各行各业它用以聚氨酯作为芯材的预制隔热板,在现场组装而成,聚氨酯的容重小于45kg/m3,导热系数小于0.02kcal/mh℃,厚度100～150mm,板宽1000～1200mm,板高6～8m墙、顶板均由钢架支撑,采用内框架和外包隔热层的形式小规模装配式冷库设在室内,由预制隔热板迅速拼接、组合而成,结构简单,如小规模商场、酒店的食

　　品储藏库室外大型装配式冷库,结构相对于要庞大一些,设有土建地基,冷库地坪采用栓皮或聚氨酯光板隔热,下布防潮层、防冻透风管或地垄墙排挤层房顶为防止日晒雨淋,设有波纹压型薄钢板制成的屋面

　　.3优化设计目的

　　装配式冷库的墙板、地板、顶板均yy频带设计图由以聚氨酯材料为主的预制隔热板制成,但是,因为不同位置、结构和辅助材料的不同,使其单元面积的建设成本不同较大一般来讲因为冷库地板采用了多种材料,其单元面积的建设成本要比冷库的墙体要高患上多显然,削减占地面积会使冷库的建设投资较小,但是,占地面积的缩小,会使冷库的高度增加,从而使由冷库围护结构的导热而导致的耗冷量增大,用户的运行使用用度提高,冷库的钢架立柱等方面的投资也会加大因此,必须采用优化设计的计算方法,才能患上到最佳的冷库结构,纵然用户建设冷库的投资最少,又使用户的运行用度最省,这就是本文要讨论的首要问题

　　以下以室外聚氨酯预制隔热板装配式冷库为研究对象进行详细讨论

　　优化设计及其经常使用方法

　　优化设计是以算术规划理论为基础,以数码计算机为辅助工具的一种设计方法优化设计大要上有两种方法:

　　⑴直接法:

不用计算目标函数的导数值,而是通过直接计算函数值,并以之作为迭代、收敛根据,终极求出最优值的方法有标准样式搜索法、转动轴法、纯真形法、Powell直接法等[2],这种算法比力简单、编程容易;但其首要问题是:

收敛的速率比力慢,出格是当自变量个数较多或目标函数形态较好时,其效率比力低⑵求导法:

以多变量函数极值理论为根据,利用函数性态并以之作为迭代、收敛根据的方法包孕最速下降法、Newton法、共轭梯度法、DFP法等这种方法的收敛速率至少是线性收敛,工作效率较好,极值的计算精密度也比力高此中DFP法由Davidon创始,后经FletcherPowell修订而成,在求解多元函数无约束极小化问题时,收敛快、计算不变性高,是今朝被普遍采用的最有用的优化算法之一[5]本文首要介绍这种算法

　　DFP法基本思惟有多元函数可暗示为f（x）=（x1,x2.n∈n上式亦即维无约束设计问题的一般抒发式,f（x）为目标函数,1,x2,x.n为诸设计变量则:

构造如次迭代公式[XK+1]=[X]-λ[HI>f（X）]式中:

[XK,K+1:

变量矩阵[H:

n×n阶矩阵[H0=I,I为幺阵λ:

迭代步长I>f（X）]:

为目标函数f（x）在[X处的n阶偏导矩阵I>f（X）]=f（x）1f（x）2′′f（x）n[H矩阵依迭代历程产生的批改矩阵[C逐次批改,由以下矩阵方程式组获患上新矩阵[H+1,逐步搜索优化点[X3[HK+1]=[H]+[C][C]=ΔΔTΔ[Q]-（[H[Q]）（[H[Q）[Q[H[Q]ΔX]=[XK+1]-[X][Q]=[I>f（xk+）]-[I>f（x）]DFP法计算步伐具体工作流程拜见文献[1];迭代步长λ在运算中可采用:

最小函数数值步长确定法求解[1]目标函数的建立优化设计的首要使命是研究和建立设计问题的算术模子即:

目标函数的建立然而,在具备约束条件的情况下,因为多目标函数的可行域交迭水平的不同,可能会使优化成果相对于多目标函数,产生彼此抵牾的现象,即相对于1（x）的优化,会导致相对于2（x）的劣化,或者相反以是,为解决多目标函数的择优,一般将多目标函数转化为单目标函数,寻找出现实设计可能接受的相对于优化解经常使用的方法有:

主目标函数法和加权求和法[4]显然,在我板报设计图们所讨论的冷库的优化设计中,可以将大部分问题转化为:

消耗用度最省的问题,建立起单目标函数[2]同时为了简化方程的建立息争析,特作如次假设:

①库体使用统一规格的库板建造

　　②计算冷库体积时忽略库板厚度,并以增加批改系数的方法,加以补偿

　　③冷库各冷间的长、宽、高度均使用统一尺寸

　　④冷库的年管理总用度（包孕:

关饷、劳保、税收工作、管理费等）为常数

　　冷库的优化目标函数min=kk+Ey+Egsub1≥1min≥wmin≥hmin≤S≤A1=0此中:

:

冷库年总使用成本（元/年）k:

冷库库体总造价（元）k:

冷库的均等折旧率y:

制冷机年运行总用度（元/年）g:

冷库年管理总用度（元/年）:

冷库气调间长度（mm）:

冷库气调间宽度（mm）:

冷库气调间高度（mm）:

冷库占地面积（mm2）0:

单元气调间的体积（mm3）:

冷库占地面积最大容许值（定值）（mm2）:

冷库占地面积最小容许值（定值）（mm2）此处假设各气调间的长、宽尺寸均为1000mm时的冷库总占地面积,从而缩小冷库可行设计方案的计算规模,提高计算机优化设计的计算的速度和成果的合理性引入松弛变量、α,建立松弛函数[1]后,新的算术模子为:

min=kk+y+g⑴sub1min-1+2=0⑵=（A-）sin2α+（3）1=0（4）设计实例的相比较阐发

　　以我公司为福建省莆田市龙升集团公司设计的4000m3聚氨酯预制隔热板装配式气调冷库为例,进行优化设计

　　⑴建立以下目标方程式[9]k=w1+d12+d23+-16+5⑸y=gs+[ww（w-z）+d1d（d1-z）]/ηm3654⑹=（6l+1201*）（2+5000）（7）此中:

1:

库板价格（含聚氨酯库板和辅料等）（元/mm2）2:

地坪保暖层和土建层价格（元/mm2）3:

地坪土建层价格（元/mm2）4:

电费（元/kWh）5:

冷库框架立柱价格（含钢柱、辅件等）（元/mm2）6:

冷库盖瓦价格（元/mm2）:

冷库盖瓦坡度:

冷库立柱数量,当柱距一按时,n是冷库长度和宽度的函数g:

冷库设备总价格（元）s:

冷库制冷系统均等折旧率η:

总制冷效率w:

围护导热面积（包孕:

冷库侧面和顶面）（m2）d1:

有保暖要求的地坪导热面积（m2）d2:

无保暖要求的地坪面积（m2）w,d:

围护,地坪导热系数（kW/m2℃）w:

室外年均等温度（℃）d:

地坪年均等温度（℃）z:

库内均等温度（℃）:

冷库天天工作时间（h）⑵原始设计参量

　　冷库总库容:

3362m3

　　冷库最大允许占地面积:

1050m2

　　气调间数量:

12间

　　气调间均等温度:

0℃

　　冷库设计生存的年限:

20年（3）优化设计方案和工程实例相比较联立（4）、（7）方程式,消去、h则:

（x）=1αT结合松弛函数式⑵（x）=（x,αT、α∈R根据DFP寻优法,患上:

（X）]=（X）x（X）α对大型冷库的目标函数方程式,进行偏导方程式推导是很繁琐的,有时险些是不可能的;邹海在文献[3]供给了用连有理分式法精确求解多元方程式一阶、二阶偏导数的方法,和计算机源步伐;何献忠在文献[1]供给了运用DFP法求多元方程式最优化解的FORTRAN源步伐;何光渝在文献[6]供给了运用DFP法,和其他多种方法求多元方程式最优化解的VB源步伐,是今朝最新引擎软件的资料;通过整合这些个计算机步伐,可以患上到可以容或较好地解决冷库优化设计的计算机辅助计算步伐在方案计算中,各首要项目的价格依据见表1

　　表1

　　名称

　　项目

　　价格单元用场

　　125mm彩板280元/平方米冷库墙板、顶板

　　125mm光板120元/平方米冷库地坪保暖层

　　彩色库盖板11000元/吨冷库顶棚防备保护层

　　钢筋混凝土290元/立米米冷库土建层

　　电费0.65kWh制冷系统商业用电钢梁柱体3000元/吨冷库支撑立柱

　　注:

以上材料用度含附件费、加工费,不含动工费等其他用度

　　未经优化的工程实例方案和优化计算患上出衣柜设计图的各种方案的技术指标成果相比较见表2

　　根据计算机计算患上出的58308种可行方案,可绘制出多种图表,此中,图1给出了在冷库长度和宽度变化下,冷库综适用度的等高线变化图图2直接给出了在冷库长度和宽度变化下,冷库综适用度的三维变化曲面图

　　表2

　　方案

　　项目

　　未采用优化设计的设计方案

　　库体投资最小的设计方案

　　运行用度最省的设计方案

　　综适用度最省的设计方案

　　气调间长度（mm）8290471022803860

　　气调间宽度（mm）60036575137688280

　　气调间高度（mm）5630904889268767

　　冷库总占地面积（m2）1050.0730.7835750

　　冷库总库容（m3）3364336433643364

　　冷库年运行用度（元/年）60200354420.94490461516272

　　库本体及设备年折旧费（元/年）681727631483778777646964

　　冷库年总使用成本（万元/年）184********3

　　注:

以上价格、用度均为小我私家理论研究值,和本公司冷库现实报价无关,其实不负担法令责任结论

　　⑴以上计算经过了一些简化处理,忽略了动工、地盘等用度,对年制冷量的计算也仅是采用了年均等温度的方法[7][12],更为精确的计算可采用“动负荷计算法”[8],计算出冷库中各个不同工作温度的冷间整年逐时的冷间负荷,进而求出冷库的整年总负荷以是,以上用度计算成果和现实用度情况有所不同,可以将计算成果类似看成是现实用度情况的线性缩小,但是,其不同方案的用度差距仍然较明显综适用度最省的设计方案,可比未经过优化的一般设计方案节省占地面积35%、节省运行用度16%根据工程经济学道理可知:

因为资金时间价值的存在,不同时刻发生的资金支出或收入不克不及直接相加或比力,为了达到支出或收入的时间可比性要求,必须进行资金的等值计算[13]如果,地盘价格按200元/平方米计算,将节省的占地投资支出和每年节省的综适用度进行时间等值计算后可知:

最优化设计方案,可比未经过优化的一般设计方案节省投资在14%以上如果,地盘价格较高,这个比值会更高由图1的等高线形态可见:

在优化值附近,冷库综适用度在冷库长度标的目的上梯度值较大,对冷库长度的变化较敏锐,而对冷库宽度标的目的上的变化相当迟钝以是,在工程设计中,对结构形式如图3的冷库,其长度尺寸的确定尤为重要,必须更为审慎和精确,否则,冷库综适用度不同会较大,冷库长、宽比例一般为1:

8680～1451摆布

　　⑵由图2的三维曲面形态可见:

冷库综适用度的最优化值在曲面凹底,是全局唯一最小值也就是说冷库设计的最优化方案肯定存在,且是唯一的;而凹底的非锋利特征,则表明:

在最优化值附近的一定规模内,不同的冷库设计方案其用度不同其实不出格大,思量到现实工作情况导致的误差,可以以为在这个较小的规模内,不同的冷库设计方案实在际运行成果均靠近最优化土建式冷库比力容易使成为事实精确的设计尺寸,而装配式冷库因为库板规格有限,没有办法精明明现最优化设计值,选择不同规格的库板,会较大地影响装配式冷库的经济机能,图2此时,所患上的最优化值在设计历程中的引导意义更加明显

　　（3）在以上计算历程中,从研究的角度起航,没有限定冷库的高度板报设计图值,而在现实设计中,冷库的高度一般在5～12m之间,计算成果过高过低显然都是分歧理的,此时,可以增加约束条件,而患上到冷库的局部最优化解在莆田的冷库设计方案中,思量到用户要求冷库的高度不允许大于6m,而终极患上到了在这一约束条件下的最优化方案,这个方案图3

　　和无约束的最优化方案的用度不同仅4%该冷库于201*年9月竣工投入使用,现实运行、经营情况表明,和同类其他厂家设计打造的冷库相比,其经济效益明显比力理想附图[3]是这座冷库的平面设计图

　　参考文献

　　1何献忠等编著.优化技术及其应用.北京:

北京工业学院出书社,198

　　2邓乃杨等编著.无约束最优化计算方法.北京:

科学出书社,1981

　　3邹海著.最优设计中的新计算法.北京:

新时代出书社,1981

　　4王子若等编.优化计算方法.北京:

机械工业出书社,19810.5黄少昌等编.计算机辅助机械设计技术基础.北京:

清华大学出书社,198

　　6何光渝主编.VB经常使用算法.西安:

西安电子科技大学出书社,201*.

　　7湖北工业建筑设计院《冷藏库设计》编写组.冷藏库设计.北京:

中国建筑工业出书社,1980.

　　8薛殿华主编.空气调治.北京:

清华大学出书社199

　　9郭孝礼主编.冷库制冷设计手册.北京:

农业出书社,198

　　10沈学明.初步探索或探讨冷库制冷装配的余热利用.冷藏技术,201*.

　　11徐庆磊.对我国畜禽加工业完美冷链体系建设工作的一些认识.冷藏技术,201*.

　　12李绍荣.铁路制冷厂的冰库容积和制冰能力与其年度运营成本的关系.冷藏技术,199

　　13陈锡璞编.工程经济.北京:

机械工业出书社,201*.

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