采后生物学课程设计班级：食品102姓名指导教师时间：目录一、设计方案简介 (3)二、主要设备的设计计算 (4)三、库房的隔汽层的设置 (7)四、冷却设备负荷的计算和机械负荷的计算 (9)五、冷库平面布置图和围护结构剖面图 (15)六、设计结果汇总表 (16)七、设计评述 (16)八、主要参考资料 (17)九、主要符号说明 (17)十、致谢 (19)一、设计方案简介1、1 概述冷库是在有良好隔热性能的库房内，用机械制冷的方法，将库内温度、湿度等环境条件稳定地控制在产品贮藏的最适状态，从而保持产品的商品品质的建筑物。

冷库的建筑不同于一般建筑，它有一些独特的要求。

1、2 冷库分类（1）土建式冷库是目前国内建造较多的一种冷库，可建成单层或多层。

建筑物主体一般为砖混结构或者钢筋混凝土结构。

其围护结构的热惰性较大，受室外温度的昼夜波动影响较小，库温容易稳定。

土建式冷库建设周期较长，施工复杂，保温效果好，一次性投资较小。

（2）组合板式冷库这种冷库为单层形势，库体为钢框架轻质预制隔热板装配结构，其承重构建多采用薄壁型钢材制作。

库板为隔热良好的组合夹心保温板，其两面为彩色镀锌钢板，芯材为发泡硬质聚氨酯板或硬质聚苯乙烯泡沫板。

除地面外，所有构件和库体由专业生产厂家制作，运至工地现场组装。

因此，建设周期短，保温效果好，但造价较高。

（3）覆土冷库又称土窑洞冷库，洞体多为拱形结构，洞内衬砖多为砖石砌体，洞外用相当厚度的黄土覆盖作为隔热层。

这种冷库由于降温热负荷大，降温时间长，所以有的在洞体衬砌内侧做了隔热层处理。

覆土冷库因地制宜，就地取材，结构简单，造价低廉，但规模有限，货物进出不便，运转费用高。

1、3冷库建筑的结构冷库由主体建筑和附属建筑组成。

主体建筑包括冷藏间、预冷间。

附属建筑包括穿堂、装卸货物用的月台以及制冷机房、变配电间、挑选包装间、循环水池、品质检验室等。

1、3、1 预冷间和冷藏间（1）预冷间也称为冷却间，用于消除园艺产品的田间热，时间一般在12——24h。

（2）冻结间是将需要冻结的食品由常温或冷却状态快速降至-20——-15摄氏度，时间一般在12——24h。

（3）冷却物冷藏间主要用于新鲜产品的贮藏。

（4）冻结物冷藏间主要用于经冻结加工后的产品的贮藏，如速冻果蔬等。

冷藏间的温度和相对湿度，应根据各类产品冷加工或冷藏工艺的要求确定。

1、3、2 生产附属建筑生产附属建筑主要是指与冷库主体建筑有密切联系的生产建筑，主要包括制冷机房、变配电间、电控室、水泵房和循环水池、挑选包装间、品质检验室等。

1、3、3 生产辅助建筑生产辅助建筑主要有月台、穿堂、楼梯间、过磅间、工作人员办公室、休息室和更衣室等。

冷库的构成随生产性质、建设规模、贮藏产品的种类及品种对工艺要求的不同而有所区别。

1、4 冷库选择本次的设计任务是在广东佛山地区建造一座贮藏龙眼的冷库，考虑到其地理环境，所以选择建造组合板式冷库，方便快捷，保温效果好，并采用直接蒸发的冷却方式，以氨作为制冷剂。

1、5 龙眼简介龙眼俗称“桂圆”，是我国南亚热带名贵特产，历史上南方“桂圆”北“人参”之称。

龙眼果实富含营养，自古受人们喜爱，更视为珍贵补品，其滋补功能显而易见。

鲜龙眼可食用部分50%。

每100g中含能量293kJ、水分81.4g、蛋白质1.2g、脂肪0.1g,膳食纤维0.4g、碳水化合物16.2g、胡萝卜素20μg、视黄醇当量3μg、硫胺素0.01mg、核黄素0.14mg、尼克酸1.3mg、维生素C 43mg、钾248mg、钠3.9mg、钙6mg,镁10mg、铁0.2mg,锰0.07mg、锌0.4mg、铜0.1mg、磷30mg、硒0 .83μg。

二、主要设备的设计计算2、1 冷库容量及吨位的计算表1 、冷藏间体积利用系数表2、食品计算密度已知该冷库的容量为800m3，经查表可知，新鲜蔬水果的密度为230Kg/m3，体积利用系数η为0.4，修正系数为0.4*0.8=0.32G=∑Vρη/1000G ——冷库贮藏吨位，t；V ——冷藏间、冰库的公称体积，m3；ρ——食品的计算密度，kg/ m3η——冷藏间、冰库的体积利用系数，1000 —一吨换算成千克的数值，kg/t将数据代入公式，得G=800*230*0.32/1000=58.88t冷库内设有4个隔间，每个隔间的储存吨位为14.72t，设计每个储存间长为9m,宽为6m，高为5m。

2、2 围护结构、隔热材料选择及厚度计算2、2、1围护结构围护结构就是建筑物及房间各面的围挡物，冷库的围护结构起到维护库内温度等指标稳定性的作用。

冷库的隔热是指冷间即冷藏间、冷却间、冻结间的墙体、屋面、地面等围护结构的隔热处理。

隔热保温是冷库建筑中一份十分重要的技术措施。

如果保温性能不好，不但运转费用高，温度不稳定，而且冷间很难达到较高的相对湿度，这对产品的保鲜效果和腐烂率都有很大影响。

保温就意味着库体具有良好的隔热性能，库体的隔热性能与所用隔热材料的性能和厚度有关。

2、2、2常用的隔热材料（1）聚氨酯泡沫冷库和气调库常用硬质聚氨酯泡沫（polyurethane foam）塑料板材，也可在施工现场直接喷涂发泡或灌注发泡成型。

它的优点是容重和热导率小，强度较高，吸水率低，有自熄功能，能与金属盒非金属材料黏结，施工方便。

缺点是在施工现场发泡时，产生有毒的异氰酸酯蒸汽，当浓度大于等于0.02mg/L时对人体有害，故施工现场喷涂时，应有完善的通风设施。

价格较昂贵。

（2）聚苯乙烯泡沫它具有质轻，热导率小，耐低温，耐酸碱，离开火焰后立即自行熄灭的特点。

聚苯乙烯泡沫（polystyrene foam）塑料出厂前已压制成板材（俗称苯板）。

缺点是吸水性大，并有冷缩现象。

近年来发展的挤压型聚苯乙烯具有坚硬紧密的晶体结构，因此，有优良的机械性能和很高的蒸汽渗透阻，克服了发泡型聚苯乙烯吸水性强、压缩易变形的缺点。

2、3 围护结构总热阻Ｒ0的计算该冷库所选取的隔热材料为聚氨酯泡沫。

表3 、隔热材料热导率的修正系数b值冷库隔热材料设计采用的热导率值：λ = λ’·b式中：λ----设计采用的热导率W／(m·℃)λ’---正常条件下测定的热导率W／(m·℃)b----热导率的修正系数查表3可知，b=1.4，λ’=0.024所以，λ =0.024*1.4=0.0336W／(m·℃)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表B.0.1-1中修正系数a值进行修正，再按表B.0.1-2选用。

D>4时冷却物冷藏间外墙，a=1.00,顶棚a=1.30。

由于冷库所处的地理位置为广东佛山，其夏季气温可达35度，而龙眼的最适贮藏温度为1.5度，因此，a*△t值为（35-1.5）*1.1=36.85℃（35-1.5）*1.3=43.55℃根据国标《冷库设计规范》附录B的规定，取面积热流量为8 W/m2，计算出总的热阻Ｒ0=3.75+5+4.77=13.52（m2·℃）/ w2、4隔热材料厚度计算表4 、库房围护结构外表面和内表面传热系数aw、an和热阻Rw、Rnd= λ［Ｒ0-（1/ aw +d1/ λ1+ d2/ λ2 +…… dn/λn+1/ an ）]式中d-----隔热材料的厚度（m）λ----隔热材料的热导率W／(m·℃)Ｒ0---围护结构总热阻（m2 ·℃）/Waw---围护结构外表面传热系数W／(m2·℃)an----围护结构内表面传热系数W／(m2·℃)d1,d2……dn围护结构除隔热层外各层材料的厚度（m）λ1, λ2……λn围护结构除隔热层外各层材料的热导率W／(m·℃) 2、4、1地面隔热材料厚度地面所选取的隔热材料为炉渣通过查表4可知，aw可忽略，an=18W／(m2·℃) ，隔热层的两侧分别为混凝土层，混凝土的热导率为1.55W／(m·℃) 。

代入数据得，d=0.0336*（13.52-2*1/1.55-1/18）=0.40m2、4、2墙体及屋顶隔热材料的厚度由于墙体和屋顶的结构均为组合锌板，中间所用的隔热材料均为聚氨酯泡沫，因此，两者的厚度一样。

d=0.0336*（2.50-0.18/0.41+1/18）=0.07m因此，墙体和屋顶隔热材料的厚度均为0.07m的聚氨酯泡沫，防水层材料为聚苯乙烯塑料薄膜。

三、库房的隔汽层的设置3.1防潮隔汽层的作用由于冷库的室内外存在温度差，大多数情况下外界空气的水蒸气分压力高于室内空气的水蒸气分压力，在此压力差的作用下，水蒸气将从分压力较高的室外侧通过围护结构向分压力较低的室内侧迁移。

在围护结构中，隔热层的温度梯度相当大，但水蒸气分压力梯度较小，当围护结构的某一结构层内的温度达到水蒸气在该层内部的分压力所对应的露点温度时，就会产生凝露；当温度低于0℃时，就会产生结冰。

如果凝露和结冰产生于承重结构中，有可能造成建筑被破坏；如果凝思和结冰产生于隔热层中，会使隔热材料受潮，造成隔热性能降低。

此外，扩散进冷间内过多的水蒸气还会给冷间带来较大的湿热负荷，使蒸发器表面结霜增多，增加了融霜次数，影响库温的稳定和食品的质量；也增大了制冷机负荷，使制冷成本提高。

为了减少水蒸气渗透，在围护结构中应加设防潮隔汽层。

通过围护结构的水蒸气渗透，一般是由外侧向内侧进行的，防潮隔汽层主要应设于隔热层高温侧，产生一个较大的水蒸气分压力梯度，降低围护结构内部的水蒸气分压力。

当围护结构两侧设计温差为5℃及其以上时，在温度较高的一侧须有防潮隔汽层。

在地坪隔热层和较潮湿的墙体两侧须有防潮隔汽层。

3、2库房防潮隔汽层的设置库房隔汽层和防潮层的构造应符合下列规定：(1)砖外墙外侧应抹面；(2)外墙的隔汽层应与地面隔热层上下的隔汽层或防潮层搭接；(3)冷却间或冻结间隔墙的隔热层两侧均宜设置防潮层；(4)隔墙隔热层底部应设防潮层；(5)楼面、地面的隔热层上、下、四周应作防潮层或隔汽层。

对冷库所用防潮隔汽材料，一般应满足以下几个方面的要求：(1)蒸汽渗透系数小(2)吸水率低且耐水性好(3)力学性能好防潮隔汽材料要有足够的强度和延展性，耐冲击性能要好。

(4)物理、化学性能好应无毒、不燃或难燃、耐腐蚀、耐老化，材料应遇冷不易脆裂、遇热不易软化。

(5)施工性能好 应不飞散、对施工人员大损害、可用较低成本进行施上。

此外应有好的粘接性，能固的粘合在隔热层或墙上。

不能有裂缝，以防水蒸气由此侵入隔热层或库内。

3.3 库房防潮隔汽层的选用墙体的防潮隔汽层选用为二毡三油。

四、冷却设备负荷的计算和机械负荷的计算4、1 冷却设备负荷的计算该库外形尺寸为9m*6m*5m已知设计条件：库外设计干球温度t w =35℃、库内空气温度t n =1.5℃，墙体及屋顶的隔热板外侧空气自由对流换热系数a w =11.6W/(m 2·℃)、隔热板内侧空气对流换热系数a n =29.1W/(m 2·℃)，隔热材料为硬质聚氨酯泡沫塑料、导热系数为0.024W/(m ·℃)、修正后为0.034 W/(m ·℃)、厚度为0.10m ，除隔热材料外围护结构其他各层热阻可以忽略不计，则墙体及屋顶围护结构的传热系数K 1：℃）⋅=++=++=21W/(m 327.0.01.291034.010.06.1111111n r r w a a K λδ 4.1.1围护结构热流量的计算式中： Ф1 ----围护结构热流量，W ；K w ----围护结构的传热系数，W/(m 2·℃)；A w ----围护结构的传热面积，m 2；a --------围护结构两侧温差修正系数，可按表7-10采用。