1000吨低温冷库设计.docx
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1、目录摘要IAbstractII第1章 题目及设计的原始资料11.1设计题目11.2设计的原始资料11.2.1土建资料11.2.2 工艺资料11.2.3 动力资料11.2.4 气象资料1第2章 设计计算32.1 冷库建筑的特点和组成32.1.1 冷库建筑的特点32.1.2 冷藏库的组成32.2.冷藏库性质及库温的设定32.2.1冷藏库的分类32.2.2冷藏库温度及其确定42.3 冷间设计42.3.1 冷藏间设计42.3.2 冻结间设计52.4 冷库穿堂72.5站台的设置72.6 机房7第3章 围护结构的建筑构造93.1 冷藏库绝热防潮93.1.1 冷库围护结构的隔热层93.1.2 围护结构的隔汽
2、防潮113.2 冷库建筑构造113.2.1 冷库墙体的设计113.2.2 地坪及屋顶153.3 冷藏门及空气幕183.3.1 冷藏门183.3.2 空气幕20第4章 冷库负荷计算224.1 冷间各类热流量计算224.1.1 围护结构热流量计算224.1.2 货物热流量254.1.3 通风换气热流量264.1.4电动机的运转热流量按下式计算:274.1.5 操作热流量274.2 冷却设备和机械负荷计算294.2.1 冷间冷却设备负荷计算294.2.2 冷间机械负荷计算30第5章 冷库制冷系统及制冷设备的选择325.1 冷库制冷系统325.1.1 确定制冷剂325.1.2 冷间冷却方式的确定345
3、.1.3 供液方式的确定345.1.4 冷库供冷方式的确定355.1.5确定融霜方式355.2 制冷设备的选择计算365.2.1 确定制冷系统的制冷工况365.2.2 制冷设备及附属设备的选择375.2.3 库房冷分配设备的设计和计算47第6章 机房系统的设计506.1 机房、设备间及设备布置506.2 制冷管道的设计516.2.1 制冷管道的设计原则516.2.2 制冷管道管径的确定536.2.3 阀类的设计和布置546.3 管道的保温设计556.3.1 保温层厚度的确定556.3.2 保温结构的组成56第7章 冷却水系统的选择计算577.1 冷却水系统的选择计算577.2冷却水塔的选择计算
4、:577.2.1冷却水量的计算577.2.2 冷却水塔的选择587.2.3冷却水泵的选型计算587.2.4冷却水池的选型59第8章 结论60参考文献61第1章 题目及设计的原始资料1.1设计题目青岛地区1000t低温冷藏库的设计1.2设计的原始资料1.2.1土建资料建筑物是由冷藏库和制冷机房两部分组成。库房部分是由冷冻间、冷藏间、常温穿堂、月台等组成。建筑形式为单层冷库,采用砖墙、钢筋混凝土等建成。隔热层材料选用聚苯乙烯泡沫塑料,地坪采用自然通风防冻地坪。建库地址:青岛1.2.2 工艺资料冻结物品:冻鱼冻结物冷藏间实际冷藏能力:1100t库房温湿度列入1-1中。 表1-1 库房温湿度表 库房编
5、号建筑名称库内气象条件温度()加工时间温度()湿度(%)进货出货NO.01冻结物冷藏间-2090-17-20NO.02冻结物冷藏间-2090-17-20NO.03冻结物冷藏间-2090-17-20N0.04冻结物冷藏间-2090-17-20NO.05冻结物冷藏间-2090-17-20NO.06冻结间-23-20101.2.3 动力资料 水源:自来水电源:220/380V1.2.4 气象资料北纬:36 东经:120年平均温度:12.7夏季空调日平均温度:27夏季风速通风温度:28夏季通风相对湿度:73库内条件见表1-1。第2章 设计计算2.1 冷库建筑的特点和组成2.1.1 冷库建筑的特点冷藏库
6、建筑区别于其他一般建筑的根本特点是“冷”依冷库使用性质的不同,库内一般相对稳定在0-40的某一温度。由于库外环境温度随自然界气温变化,货物经常进出,库内库外就经常有热湿交换发生。即使在严寒地区的冷藏库,在一年中多数时间则是“内冷外热”。在经受低温、环境温度变化、热湿交换等的考验方面,冷藏库建筑与严寒地区一般建筑不一样。在严寒地区一般建筑物中,外界冷空气进入到室内后,其状态变化是升温吸湿过程,只会影响室内温度波动,而不会析出水分。冷藏库则不同,外界热空气进入室内后,其状态变化为降温析湿过程,不但影响室内温度波动,而且所析出的水分将在低温的围护结构表面凝结成水或冰霜。其次,严寒地区一般建筑物只有外
7、围护结构的地基基础周期性的在严寒季节里可能受到外界土壤冰冻的影响,但是内地坪及内部墙柱基础,则不必担心地下土壤会冰冻,以致产生破坏性的后果。冷藏库则不然,由于库内温度经常低于0,若地坪下的土壤得不到足够的热量补充温度就会降低,土壤中所含水分出现冻结就会产生强大的冻胀破坏力,能使墙柱基础被抬起,危及建筑物结构和制冷机房的安全;能使地坪胀裂,更加促使地下土壤冻结进程。基于以上建筑特点,冷藏库建筑设计必须采取相应的技术措施,其主要方面是保冷,防止由于热湿交换而产生的各种破坏作用;防止地下土壤冻结引起的破坏作用;防止存在降温使用后难以补救的隐患。2.1.2 冷藏库的组成组成冷藏库建筑的各个部分,大体上
8、分为:冷加工和冷藏部分,冷加工辅助部分,交通运输设施部分和机房。本设计只做冷藏间、冻结间以及机房部分,其它部分不作要求。2.2.冷藏库性质及库温的设定2.2.1冷藏库的分类冷藏库按其使用的情况可分为生产性冷藏库、分配性冷藏库及零售类冷藏库三大类。生产性冷库:主要建在食品产地附近、货源较集中的地区和渔业基地,通常是作为鱼类加工厂、肉类加工厂、禽蛋加工厂、蔬菜加工厂,各类食品加工厂等企业的一个重要组成部分。这类冷库配有相应的屠宰车间、理鱼间、整理间,设有较大的冷却、冻结能力和一定的冷藏容量,食品在此进行冷加工后经过短期储存即运往销售地区,直接出口或运至分配性冷藏库作长期的储藏。食品流通的特点是零进
9、整出。分配性冷库:主要建在大中城市、人口较多的工矿区和水陆交通枢纽,专门储藏经过冷加工的食品,以供调节淡旺季节、提供外贸出口和作长期储备之用。它的特点是冷藏容量大,其冻结能力较小,仅用开长距离调入冻结食品在运输过程中软化部分的再冻及当地小批量生鲜食品的冻结。服务性冷库:这类冷库一般建在工矿企业或城市大型副食品店、菜场内,供临时储存零售食品之用,其特点是库容量小、储存期短,其库温则随使用要求不同而异。在库体结构上,大多采用装配式组合冷库。对于本次设计,冷库主要用于贮存食品,所以按分配性冷库进行设计,且冷藏能力为1100t,为中型冷库。2.2.2冷藏库温度及其确定冷藏库的温度见表1-1。冻结间的温
10、度越低,食品冻结的速度就快。但是,冻结间的温度和制冷剂的蒸发温度有关,制冷剂蒸发温度越低,制冷机效率越低,单位制冷量所消耗的电功率却越增大;此外,与制冷剂蒸发温度相对应的蒸发压力如果低于大气压力,制冷系统在运行过程中可能渗入空气,引起运行管理的不变。 冷藏间温度不高于食品冻结终了或冻结终了的温度,主要作用是最大限度的保持食品的质量,减少食品在冷藏期中的干耗,水产品的储藏温度为-20-30,本设计冻结到-20,所以将库温设定为-23。2.3 冷间设计2.3.1 冷藏间设计冷藏间分为冷却物冷藏间和冻结物冷藏间两种,冷却物冷藏间又称高温冷藏间,多用于贮存鲜蛋、水果、蔬菜等,库温不低于-2.5;冻结物
11、冷藏间又称为低温冷藏间,多用于贮存冻肉、冻鱼、冻禽等,库温一般在-12以下。本库房作为食品冷藏间,用于贮存鱼类等水产品,所以为低温冷藏库。(1)冷藏间容量按下式计算: (2-1)式中 冷库贮藏吨位(t),本设计为1000t; 食品的计算密度(kg/m3),冻鱼的密度为470 kg/m3; 容积利用系数,不应小于冷库设计规范的规定值。所以,采用试算法。假定=0.50,则V=4253 m3(10012000 m3);假定=0.55,则V=3868 m3(200110000m3),所以,该容积利用系数=0.55,公称体积取V=3900 m3。(2)冷藏库高度的确定:冷藏库内垫板的厚度:0.15m;采
12、用人工堆码,堆码高度可参考下列数据:30t以下服务性冷库 1.8m2.0m300t以下冷库 2.5m3.0m500t-1000t冷库 3.3m3.8m1000t冷库 3.8m4.0m对于1000t冷库,取堆码高度3.8m;货堆与顶排管下侧的距离:0.3m;顶排管间距:0.2m0.3m,取0.25m;光滑顶排管与平顶之间的距离:0.250.4m,取0.3m。所以,冷藏库的高度=0.15+3.8+0.3+0.25+0.3=4.8m考虑建筑物的高度尽量一致,所以将冻结间的高度也取为4.8m。(3)冻结物冷藏间面积的确定冷藏间公称容积:3900 m3,冷藏间高度:4.8m所以冻结物冷藏间的面积为390
13、0/4.8=812.5m2。(4)大小分间进入冷藏间的食品,由于要求的冷藏温度和库房相对湿度不同,固然要做必要的分间;同时,即使温、湿度要求不同,但由于食品特性、民族习惯、生产管理的方面以及结合考虑建设投资和经常降温费用的经济效果,也要做必要的分间。本设计将冻结物冷藏间分为五间,冷藏能力分别是:两间300吨,两间200吨,一间100吨。2.3.2 冻结间设计冻结间常称为速冻间。其建筑面积和空间高度取决于冻结能力、采用的制冷设备、装载食品冻结设施及出入口等决定。(1)生产能力计算冻结间生产能力(简称冻结能力)指每昼夜能加工的冻结食品总量,单位为吨/昼夜,冻结能力与冻结时间有关。例如,本设计装载量
14、为15吨的冻结间,每12小时周转一次,冻结能力为30吨/昼夜。冻结周转一次所需要的时间包括食品冻结时间和进、出冻结间操作的时间。冻结能力根据冻结方法不同,计算公式不同。吊轨间的冻结能力G按下式计算: (2-2)吊挂式的冷却间、冻结间,其吊轨的轨距和轨面高度,均应该根据吊挂产品及运载工具的十几尺寸、通风要求及必要的操作空间而定。对于鱼虾类吊车,其轨距和轨面高度分别为10001100mm,和21002300mm(人力推动),本设计取轨距为1000mm。鱼类的吊轨单位长度净载量为400kg/m。冻结间的装载能力为15吨,所以吊轨的有效长度为15/0.4=37.5m。取冻结工序时间为12小时,则周转次
15、数为24/12=2,所以取10小时冻结,2小时操作。冻结能力 G=37.50.424/12=30吨/昼夜(2)冻结间面积在冻结能力相同时,冻结间面积的确定与冻结食品设施、制冷装置、冻结间长宽以及出入口数量有关。目前国内所生产和使用的食品冻结设备,按其冻结方式分,基本上可以分为强冷风式冻结设备、直接接触式冻结设备、不冻液沉浸式冻结设备和喷淋式冻结设备四大类别。冻结间的任务是在指定的时间内,完成食品的冻结加工工序,达到规定的质量指标。不但要求冻结速度快,而且要求冻结速度均匀,因此目前大多采用冷风机,同时应结合冻结加工工艺的特点,考虑合理的气流组织。吊轨冻结:采用落地式冷风机是比较老式的设计,最近趋
16、向于用吊顶式冷风机,它可以从分利用建筑面积,不占建筑面积。其分压小,气流分布均匀,是一种比较好的冷却方式。但是它的融霜问题不好处理,特别注意防止融霜水外溢或飞溅。搁架式排管冻结:制冷剂在排管中直接蒸发,放在搁架排管上的盘装或和盒装食品被冻结。室内空气可以自然对流,也可以加轴流风机,使空气强制流动。考虑到融霜问题,本设计采用吊轨式冻结间,用落地式冷风机。冷风机离墙面净距离(350400mm),取为0.35m,冷风机的宽度,预选为1330mm,吊轨中距,取为1.0m;吊轨中线与冷风机边缘距离(1000mm),本设计取为1.17m;吊轨中线与墙或柱面的距离(500mm),取为0.80m;横轨中线与墙
17、面距离(700mm),取为1.2m;轨端与墙面距离(700mm),取为0.8m,如图2-1。则冻结间的长度为:0.35+1.33+1.17+3.75+0.8=7.4m冻结间的宽度为:1.2+1.09+1.2=11.4m。 图 2-1 冻结间平面布置图2.4 冷库穿堂穿堂分为常温、高温、低温等多种。现在冷库一般不采用高温穿堂和低温穿堂,已普遍采用常温穿堂。所谓穿堂,即使其温度经常保持接近于或低于大气的温度。只要处理得当,穿堂不淌水、不结冰霜,消除了由于冻融循环导致冷藏库建筑结构损坏的大祸害;既可以延长冷藏库的使用年限,还可以降低工程造价,优点较多。所以本设计采用常温穿堂。2.5站台的设置根据冷库
18、设计规范规定:公称体积大于4500m3冷库,公里站台宽度为68m;公称体积小于或者等于4500 m3的冷库,公路站台宽度为46m,本设计取为5m;站台边缘高出站台地下面0.91.4m,本设计取为1.0m。2.6 机房本设计将设五个冻结物冷藏间、一个冻结间、一个常温穿堂。其中两个冷藏间的冷藏能力为300吨,另外两个为200吨,最后一个为100吨;冻结间的冻结能力30吨/天。平面布置图见图2-2。 图2-2冷库库房的平面布置图 第3章 围护结构的建筑构造3.1 冷藏库绝热防潮冷库隔热、防潮结构,是指冷库外部围护结构的建筑部分和隔热、防潮层的组合。冷库建筑按其功能、容积的大小、自然条件和投资等因素的
19、不同,其隔热防潮结构有多层(如传统土建式冷库)和单层(如装配式冷库)两大类。冷库隔热防潮层结构的基本要求:(1)隔热层应有足够的厚度和延续性;(2)隔热层应有良好的防潮和隔热性能;(3)隔热层与围护结构应牢固地结合;(4)隔热防潮层应该防止受虫、鼠类侵害并符合消防要求。3.1.1 冷库围护结构的隔热层冷库保持室内温度的相对恒定,一般由下列两个条件决定,一是冷库围护结构的热工性能的大小;二是库内制冷设备所经常补充冷量的多少。当冷库外围护结构的K值越大,则库房的耗冷量越大。为保持库内温度的稳定,需要制冷设备供给的冷量也就越多,即运转的费用就越高。因此,确定合理的外围护结构的K值必须由冷库外围护结构
20、的一次性投资和制冷设备的正常运转费用这两者作综合经济比较后来确定。冷库是依据所贮存食品的冷加工工艺要求对食品进行冷却、冻结、贮存的,需在库房内造成适宜的低温环境。为尽量减少室外气温变化对库内温度的影响,隔热保温是冷库建设中一项十分重要的措施。因此,冷库的外墙、屋面、地面等外围护结构,以及有温差存在的相邻的隔墙、楼面等,都要作隔热处理。隔热层的厚度,对冷库的基建设投资与经营费用有着密切的关系。一方面,冷库建筑的基建设投资是随着隔热层厚度的增加而增加;另一方面,隔热层厚度的增加,冷量消耗就少,即冷机设备容量就小,相应的设备费用及运行管理费用就可以降低。所以,必须进行综合分析,选择经济耐用的隔热材料
21、和合理的隔热层厚度。围护结构隔热材料的选用根据冷库设计规范,隔热材料的选择宜符合下列的要求:(1)导热系数小(2)不散发有毒物质或异味,不易变质(3)块状材料不易变形,易于切割加工,并便于与基层粘结(4)块面、楼面采用的隔热材料其抗压强度不应小于2.5kg/m2(5)难燃或非燃物质可用于冷库的隔热材料很多,尤其是高分子合成邮寄隔热材料的出现促使了冷库建筑技术的发展。按化学成分隔热材料可以分为有机隔热材料和无机隔热材料。有机隔热材料软木及其制品:软木为碳化软木份额简称,是一种优良的隔热材料,具有密度小、导热系数小、抗压强度高、无毒、不易腐烂等优点,但其可燃、产量低、价格高。软木由栓皮栎或罗树皮加
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