摘要:
随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品的保鲜要求也会越来越高,对冷藏食品的需求不断增多。而冷库主要用于生鲜农副产品和食品饮料的储藏。由于其具有冷藏、保温的特殊功能,能满足生鲜食品冷藏运输中的保鲜和冷冻要求,使其在冷链物流中起着重要的作用,成为冷链物流的中不可缺少的一个环节。因此了解冷库的建设及其发展就显得相当重要。
本次设计是小型冷库的制冷系统的设计。根据冷库冷量的要求,结合当地的环境气候,以及课本上的知识理论来完成完成满足当地实际需要的冷库。在系统设计中,主要是进行压缩机的选取,以及制冷器、蒸发器的设计选择,和制冷剂充灌量的估算以及辅助设备的选择。
小型冷库为生鲜农副食品和饮料的冷藏提供了一个空间,满足了生鲜食品在冷藏运输中的保鲜和冷冻要求。提高了人们的生活水平。
关键词:冷库设计 制冷系统 负荷计算 选型计算
The Design Of Small Storage
Abstract:
With the rapid development of social economy and the improvement of people's 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 people's living standard.
Key word:Cold Storage Design Refrigeation System Load Calculation Selection Calculation
目录
第一章 绪论3
1.1 选题的目的与意义3
1.2冷库在国内外行业现状及存在的问题3
1.2.1国外冷库行业现状3
1.2.2国内冷库行业现状3
1.2.3目前主要存在的问题4
1.3发展趋势:5
1.3.1建设规模5
1.3.2冷链物流5
1.3.3制冷设备6
1.3.4整体规划6
1.4本课题主要研究内容和设计任务6
第二章 工程概况与原始资料7
2.1工程概况7
2.1.1冻结间、冻结物冷藏间7
2.1.2室内计算参数7
2.2气象情况7
2.2.1室外计算参数7
2.2.2室内计算参数7
第三章 冷库隔热防潮设计8
3.1冷库的结构8
3.2隔热与防潮的基本要求8
3.2.1土建冷库的隔热、防潮8
3.2.2装配式冷库的隔热、防潮8
3.3维护结构的材料及选择9
3.3.1冷库围护结构用隔热材料及选择9
3.3.2冷库围护结构用防潮材料及选择9
3.3.3冷库外墙、屋顶、地面保温层结构9
第四章 冷负荷计算11
4.1计算各面传热层系数11
4.1.1冻结间11
4.1.2冻结物冷藏间11
4.2设备负荷计算12
4.2.1冻结间和冻结物冷藏间的冷负荷计算12
4.2.2围护结构传热量Q1:12
4.3设备负荷汇总16
4.3.1设备负荷16
4.3.2系统机械负荷计算16
第五章 制冷系统方案的确定17
5.1确定制冷系统方案的依据17
5.2确定制冷方案的原则17
5.3确定制冷系统方案的内容17
第六章 制冷机及辅助设备的选择19
6.1制冷压缩机的选型计算19
6.1.1压缩机选择19
6.1.2制冷系统辅助设备选型计算19
第七章 制冷系统管道设计26
7.1系统管道和阀门的设计要求26
7.2管道流速要求:26
7.3蒸发器供液管的设计26
7.4吸气管道的设计26
7.5排气管的设计27
7.6其它管道的设计27
7.7对制冷工艺管道布置要求27
第八章 制冷系统的试压试漏及管道保温28
8.1系统试压、排污、试漏、抽真空28
8.1.1系统试压28
8.1.2系统排污28
8.1.3系统抽真空实验28
8.1.4系统氨试漏29
8.2系统设备及管道保温29
第九章 结论30
致谢31
参考文献31
第一章 绪论
1.1 选题的目的与意义
本课题研究的是小型冷库的设计,完成冷库建设所需的设备及其辅助设备的设计选择。通过该课题的研究,了解冷库设计方面所涉及到的问题并解决完成冷库设计。随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品的保鲜要求也会越来越高,对冷藏食品的需求不断增多。由于冷库在冷藏食品储藏中的特殊地位,因此今年来冷库的发展十分迅速。冷库主要用于生鲜农副产品和食品饮料的储藏。由于其具有冷藏、保温的特殊功能,能满足生鲜食品冷藏运输中的保鲜和冷冻要求,使其在冷链物流中起着重要的作用,成为冷链物流的中不可缺少的一个环节。因此了解冷库的建设及其发展就显得相当重要。
1.2冷库在国内外行业现状及存在的问题
1.2.1国外冷库行业现状
国外冷库行业发展较快的国家主要有日本、美国、芬兰、加拿大等国。日本是亚洲最大的速冻食品生产国,-20℃以下的低温库在冷库中占80%以上。70年代以前国外冷库普遍采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统,70年代后期逐渐采用以R22为制冷剂的分散式制冷系统。美国和加拿大占80%以上的冷库都以使用R717为制冷剂。80年代以来,分散式制冷系统在国外发展很快,冷却设备由冷风机逐步取代了排管,贮藏水果冷库中近1/3为气调库,在冷库建造方面土建冷库正向预制装配化发展,自动化控制程度比较高。比较著名的装配式冷库的制造商如芬兰的辉乐冷冻集团(HUURRE),其库板HE-3由无氟绝缘聚氨酯板和两层镀锌的钢层组成,轻便易拆卸,施工期短、气密性好、空间利用率高。
近年来,国外新建的大型果蔬贮藏冷库多是果品气调库,如美国使用气调贮藏苹果已占冷藏总数的80%;法国、意大利也大力发展该项技术,气调贮藏苹果均达到冷藏苹果总数的50%~70%以上;英国气调库容达22万t。日本、意大利等发达国家已拥有10座世界级的自动化冷库。
1.2.2国内冷库行业现状
我国自1955年开始建造第一座贮藏肉制品冷库,1968年建成第一座贮藏水果冷库,1978年建成第一座气调库。1995年由开封空分集团有限公司首次引进组合式气调库先进工艺,并在山东龙口建造15000t气调冷库获得成功,开创了国内大型组装式气调冷库的成功先例,用户亦取得了较好的经济效益。1997年又在陕西西安建造了一座10000t气调冷库,气密性能达到国际先进水平。该公司气调冷库已分布在山东、河南、北京、湖南、新、陕西、天津、四川等省市自治区,并获得客户的较好信誉。广东、北京等省市大约先后引进了40座预制装配式冷藏库,总库容约为7.5万t。近几年来,我国冷库建设发展十分迅速,主要分布在各水果、蔬菜主产区以及大中城市郊区的蔬菜基地。据统计,全国现有冷冻冷藏能力已达500多万t,其中外资、中外合资和私营冷库约占50万t,国有冷库450多万t,分属于内贸、农业、外贸和轻工系统,其中内贸系统冷库容量达300多万t,占全国总量的60%以上。我国商业系统拥有果蔬贮藏库面积达200多万m2,仓储能力达130多万t,其中机械冷藏库70多万t,普通库为60多万t。
1.2.3目前主要存在的问题
1冷库利用率偏低
空间利用率传统的冷库设计一般高5m左右,但在实际操作应用中,尤其是无隔架层的冷库利用率低于50%,如物品堆码的高度一旦达到3.2m时,外包装为纸箱的食品,因重压变形、吸潮等原因极易出现包装破裂、倒塌等现象,导致食品品质降低,造成较大的经济损失。
2部分冷库设计不尽规范,存在诸多安全隐患
国内很多冷库属于无证设计、安装,缺乏统一标准,缺乏特种设备安全技术档案现象较为普遍。操作人员未经专业培训无证上岗,管理人员安全意识淡薄。部分容积500m3以上以氨为制冷剂的土建食品冷库,其库址选择、地基处理、制冷设备安装等严重不符合《冷库设计规范》(GB50072-2001)的要求,存在诸多安全隐患。许多冷库名为气调库却达不到气调的目的,部分低温库一建成就面临停用或只能按高温库降级使用的局面。
3制冷系统维修措施不力,设施设备老化严重
制冷机的正常维修周期一般为运转8000~10000h即应进行大维修;运转3000~4000h进行中维修;运转1000h进行小维修[5]。适时对制冷系统进行维修、保养,可以及早消除事故隐患。因为国内大多数冷库尤其是90年代以前所建冷库,设施设备陈旧、管道严重腐蚀、墙体脱落、地基下陷、压力容器不定期检验。普遍开开停停,带病运营现象十分严重。
4冷库节能措施未引起足够重视
冷库属于耗能大户。有数据表明:蒸发器内油膜增加0.1㎜,会使蒸发温度下降2.5℃,电耗增加11%。冷凝器中若存在油膜、水垢,蒸发器外表结霜等均会导致蒸发温度下降,耗电增加。另外,低温库冻结间或速冻装置进货后压缩比小于8时,应先采用单级制冷压缩,当蒸发压力降下来后,其压缩比大于8时再改用双级压缩制冷方式[5],而许多低温冷库一开机就启用双级压缩机,使冷库能耗加大。
5自动化控制程度低迷
国外冷库的制冷装置广泛采用了自动控制技术,大多数冷库只有1~3名操作人员,许多冷库基本实现夜间无人值班[2]。而我国冷库的制冷设备大多采用手动控制,或者仅对某一个制冷部件采用了局部自动控制技术,对整个制冷系统做到完全自动控制的较少,货物进出、装卸等方面的自动化程度普遍较低。
6商业冷库价格竞争激烈
近几年随着冷库数量的增加,除部分食品生产企业、科研单位自备用于存放食品原料或用于科研试验的冷库外,商业冷库出租转让频繁,行业内低价竞争激烈,加之高温库和低温库比例失衡以及地理位置的差异,存贮肉类及速冻食品的低温库供不应求,大量的高温库闲置待用,导致大多商业冷库经营企业经济效益不佳。
1.3发展趋势:
从市场对冷库的需求趋势来看,我国现有的冷库容量还十分不足,今后冷库的发展趋势主要表现在以下几个方面:
1.3.1建设规模
果蔬产区应集中建设气调冷库,规模应以大、中、小型相结合,以发展中型为宜。机械气调库的建设应择优推广预制生产,现场装配模式冷库工程化工业产品,果蔬产地适于建单层冷库和中小型冷库;尽快推广塑料薄膜、大棚、大帐、硅窗、塑料薄膜小包装等气调设施是我国近期发展的重点。在经济较发达的城市,发展中型冷库,建立冷冻食品贮藏批发市场。将中小型冷库向社会开放,提供有偿的仓库服务、信息服务、经营后勤服务。
1.3.2冷链物流
我国完整独立的冷链系统尚未形成,市场化程度很低,冷冻冷藏企业有条件的可改造成连锁超市的配送中心,形成冷冻冷藏企业、超市和连锁经营企业联营经营模式。建立食品冷藏供应链,将易腐、生鲜食品从产地收购、加工、贮藏、运输、销售,直到消费者的各个环节都处于标准的低温环境之中,以保证食品的质量,减少不必要的损耗,防止食品变质与污染。
1.3.3制冷设备
制冷设备业应着力开发国际市场先进通用的60HP以下各档次分体式或一体化且配有电子技术的自动化机组,将计算机与自动化技术广泛地应用于整个制冷系统的自动控制中,目的是为冷冻冷藏行业升级换代,延长产业链,降低工程造价。
1.3.4整体规划
冷库行业必须在有关部门的统一协调下,加强整体规划与协调,大力发展冷链物流体系建设。同时,要防止盲目重复建设,以保证我国冷冻冷藏行业持续健康稳定的发展。
1.4本课题主要研究内容和设计任务
随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高,人们对食品的保鲜要求也会越来越高,对冷藏食品的需求不断增多。因此小型冷库的发展就显得十分需要。
本毕业设计研究的是小型冷库的制冷系统设计,根据冷库冷量的要求,来了解冷库制冷系统的整个设计程序,及冷库的工作原理,
在冷库制冷系统设计过程中,主要是根据冷凉的要求来进行压缩机的选取,以及制冷器、蒸发器的设计选择,和制冷剂充灌量的估算以及辅助设备的选择。从而完成小型冷库的设计任务




