1.课题研究的目的及意义1.1目的冷库是发展冷藏业的基础设施，也是在低温条件下贮藏货物的建筑群。

本课题选题的目的包括了解冷库发展现状及发展前景和锻炼自己在冷库设计方面的能力两方面。

本设计的题目为“多功能冷库系统设计”。

通过对本课题的研究，可以培养自己设计冷库的能力，提高对冷库系统布置要求的认识，让自己在机房设计、库房设计、设备选型、图纸绘制、计算机应用、中外文文献资料的收集与应用等多方面得到训练，使自己综合利用专业知识的能力得到增强。

1.2意义冷库作为冷链物流的一个重要组成部分，它具备冷冻和物流的双重属性，主要用于将易腐畜禽、水产、果蔬、速冻食品通过预冷、加工、贮存，有效地保持食品的外观、色泽、营养成分及风味物质，达到食品保质保鲜，延长食品保存期的目的。

冷冻冷藏行业巿场研究显示，在长时期的计划经济体制作用下，冷库只是起到一个低温储藏仓库的作用，冷库的物流属性被长时间的掩盖起来。

但是随着市场经济的开放和冷链物流的发展，冷库的物流属性被逐渐发掘，我国速冻食品从生产企业、零售商店、家庭的冷冻链已经形成，冷冻冷藏食品的发展前景十分广阔。

2.冷库行业的国内外发展趋势及现状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。

近年来，国外新建的大型果蔬贮藏冷库多是果品气调库，日本、意大利等发达国家已拥有10座世界级的自动化冷库。

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，在山东龙口建造15 000 t气调冷库获得成功， 1997年又在陕西西安建造了一座10 000 t气调冷库，气密性能达到国际先进水平。

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。

我国的贮藏冷库大多数为高温库。

大型冷库一般采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统，冷却设备多为排管，系统复杂，实现自动化控制难度大。

小型冷库一般采用以氟里昂为制冷剂的分散式或集中式制冷系统。

在建造方面以土建冷库偏多，自动化控制水平普遍较低。

装配式冷库近几年来有所发展。

2.3 冷库行业发展趋势从我国冷库行业的整体状况来看，目前我国冷库建筑主要存在的问题有：1、冷库利用率偏低；2 、部分冷库设计不尽规范，存在诸多安全隐患；3、制冷系统维修措施不力，设施设备老化严重；4、冷库节能措施未引起足够重视；5、自动化控制程度低迷。

由以上问题可知，我国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。

从冷库的现状与发展趋势来看，国内冷库行业正朝着采用发泡聚氨酯或聚苯乙烯板隔热材料的轻便预制装配化、低温大型化、管理及进出库货物装卸自动化、果蔬冷库恒温气调化、冷风机代替排管和广泛使用氟里昂制冷剂的操作方便、灵活多样、高效安全、环保节能的方向发展。

3.本设计建筑概述及设计参数3.1 建筑概述本设计为多功能冷库设计。

包括：（1）、冷却物冷藏间5000吨，分为两间，每间吨位为2500吨；（2）、冻结物冷藏间5000吨，分为四间，每间吨位为1250吨；（3）、冷却物冷藏间分别用于冷藏水果和蔬菜，进货温度均为29C ；（4）、冻结物冷藏间用于冻猪白条肉，进货温度为-10C 。

3.2冷间设计参数（1）、冷却物冷藏间温度0C ，相对湿度88%；（2）、冻结物冷藏间温度-20C ，相对湿度90%，冻结库温度可以设定。

（3）、制冷机组选用比泽尔螺杆机组。

4.系统方案的比较4.1冷库建筑型式的比较常用的冷库建筑结构型式有三种，分别为：土建冷库、装配式冷库和混合式冷库。

其特点如下：土建冷库:冷库主体结构为钢筋混凝土框架结构或混合结构，常常用于大容量或大吨位的冷库[7]。

优点：库温比较稳定、坚固、隔热性好、造价低。

缺点：施工工期较长，自重较重，地质情况要求高。

装配式冷库: 这类冷库的主体结构（柱、梁、屋顶）都采用轻钢结构，其围护结构的墙体使用预制的复合隔热板组而成。

隔热材料采用硬质聚氨酯泡塑料和硬质聚苯乙烯泡沫塑料等。

特点：1、隔热板和建筑构件可事先在工厂内预制，现场进行组装，施工周期短；2、冷库整体密闭隔汽性能好；3、库板不受冻融循环的影响，库房的降温升温速度就像土建库一样不容易受到限制，可随意使冷库启动或停用，如果隔热条件和制冷设备情况允许，还可以任意设定库房温度，这是土建冷库难以做到的。

混合式冷库：混合式冷库结构为土建结构、保温采用预制冷库板。

维护结构热惰性上述两种型式之间，并且在一定程度上避免了上面两种结构的缺点，近年来应用较多。

在实际设计时需要根据不同区域、地理环境、投资成本、运行成本等因素进行选择。

经过充分的计算和经济分析比较，设计出最经济合理的建筑形式方案。

4.2制冷系统的比较目前各个行业中运行的冷库，百分之八十是使用氨作制冷剂，其余百分之二十(多半是中、小型冷库)中制冷剂主要采用了无毒而较为安全的氯氟烃CFCs (R12)和卤代氯氟烃(R22)。

后两种制冷剂由于属于消耗臭氧层物质或部分消耗臭氧层物质，而国际上已停止或限制其使用了。

现在国内外大中型冷库的制冷系统CO与氨复叠式系统，用氨水替代乙二醇作为载冷剂的系统三主要有氨系统，2种形式。

现就以上三种形式比较如下：氨系统：优点：（1)标准沸腾温度低，在冷凝器和蒸发器压力适中；（2)单位容积制冷量大，单位冷量所需的制冷剂循环量少，热传导率高气化潜热大；（3)节流损失少，运行效率高；（4)运转压力低，对机器的要求低，冷冻系统材料成本低；（5)有刺激性气味，泄漏时极容易由气味及测漏试纸、试药测出；（6)与矿物油不相溶，在低温下与油容易分离，氨比重较油轻，冷冻油往往沉于氨液之下，可方便地对冷冻系统进行回油；(7)常温及低温下热力学性质、化学性质稳定；(8) ODP=0, GWP=0。

缺点：（1）、氨是对人体有毒的物质它对人体粘膜组织有强烈的刺激。

（2）、氨会燃烧和爆炸，当空气中氨的含量(体积分数)达到16%~25%时遇明火可引起爆炸[1]。

CO与氨复叠式系统：特点（1)二种制冷剂均为天然物质，纯CO2 液体比2NH3 液便宜，ODP和GWP 可视为0。

（2)二种制冷剂各自成为一个独立制冷系统，CO2在低压级运行，而NH3 则在高压级运行。

这样既避免了CO2 制冷系统的冷凝压力超临界压力，又避免了NH3 制冷系统在低温下(如蒸发温度-50℃)负压易渗漏空气的问题。

（3)系统更为紧凑，减少了系统灌氨量。

（4)CO2 的运动粘度较低，节流后各回路间制冷剂的分配比较均匀，使CO2系统有更少的回路、更高的系统负荷、更紧凑的蒸发器。

（5)CO2 单位容积制冷量相当高。

（6)库房内的蒸发器中运行的是CO2，克服了氨的安全问题[2]。

用氨水替代乙二醇作为载冷剂的系统：在间接式制冷系统中采用氨水作为载冷剂已经在欧洲得到许多应用，与乙二醇溶液相比，采用氨水作为载冷剂的优点是：比热较大、密度较小，黏度较小。

缺点是：氨水具有相当的腐蚀性，尤其当浓度高时。

在国内外大中型冷库中，目前采用氨制冷剂是主流，今后氨仍然将是主要制冷剂。

采用氨制冷剂关键是安全问题，应该采取足够的防护措施，保证操作人员安全和公共安全4.3冷库的节能方案的选择冷库的节能问题关系到冷库行业的发展和社会竞争力的提升。

冷库节能方案可以从以下两个大方向考虑：库房能耗及节能措施：(1)冷库围护结构设计与施工要合理,（2）冷库的库温选择要合理 ,（3）冷风幕和塑料门帘的合理设置 ,（4）库房照明的合理布置,（5）合理堆放货物以利降温[3]。

制冷系统节能措施(1)冷库压缩机的节能, (2)冷库蒸发器的融霜 ,(3)冷库制冷系统及时放油、除垢、放空气，（4）加强自动化控制的程度[4]。

节能是一项综合复杂的系统工程，要求我们在设计中考虑严谨，才能取得较好的节能效果。

5.设计方案的选择根据多方面的考虑与选择，此设计采用CO与氨复叠式制冷系统，冷库建2筑形式采用装配式冷库。

主要的创新点着重于循环系统的效率、节能与新技术的应用方面，例如：冷凝热回收加热地坪[6]，微波加热技术应用在冷库融霜中[5]。

6.设计进度安排第一周毕业实习（收集资料并完成开题报告）第二周毕业实习（英文翻译—与课题有关）第三周毕业实习（实习报告、实习总结）第四周设计计算（负荷部分）第五周设计计算（设备选型）第六周设计计算（管道设计）第七周设计图纸（冷库平面图、立面图）第八周设计图纸（原理图、机房平面图）第九周设计图纸（轴测图）第十周设计图纸（设备大样图）第十一周文本（修改文本，写摘要，致谢）第十二周文本（撰写说明书）第十三周图纸（修改整理）第十四周定稿，打印，装订第十五周准备答辩参考文献[1]郑大宇，刘卫党，韩祥民，陈鑫. 对现有大型冷库冷凝热回收的研究. 建筑节能.[2]张建一,徐颖. 国内外大中型冷库制冷剂的现状和发展动向. 2009年8月第30卷第4期.[3]黄敏. 冷库的节能方法. 环境科学.[4]周东一, 石楚平,袁文华,肖飚. 农产品冷藏保鲜库的节能研究. 安徽农业科学.[5]刘恩海，李奉翠，郭其民. 微波加热技术在冷库融霜中的应用. 农产品加工创新版第9期(总第221期) 农产品加工.创新版 2010年9月第9期。

[6]张建一. 英国冷库设计中的若干新技术剖析. 低温与超导第 39卷第 1期.[7]龚海辉，谢晶，张青. 冷库结构与保温材料现状. 物流科技2010.2。