1000吨低温冷库设计

河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录I目录摘要 .IAbstract II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 29河南城建学院本科毕业设计（论文） 目录II4.2.1 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 .345.1.3 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： .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河南城建学院本科毕业设计（论文） 题目及设计的原始资料1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 库内气象条件 温度（）库房编号 建筑名称温度（）湿度（%）进货 出货加工时间NO.01 冻结物冷藏间 -20 90 -17 -20 NO.02 冻结物冷藏间 -20 90 -17 -20 NO.03 冻结物冷藏间 -20 90 -17 -20 N0.04 冻结物冷藏间 -20 90 -17 -20 NO.05 冻结物冷藏间 -20 90 -17 -20 NO.06 冻结间 -23 -20 101.2.3 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。河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算2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，设河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算3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)=1000式中 冷库贮藏吨位（t） ，本设计为 1000t；食品的计算密度（kg/m 3） ，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。河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算4所以 ，采用试算法。假定 =0.50,则 V=4253 1000=470/1000m3（10012000 m3） ；假定 =0.55，则 V=3868 m3（200110000m 3） ，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 m 3，冷藏间高度：4.8m所以冻结物冷藏间的面积为 3900/4.8=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。河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算5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)=24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 。河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算6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。河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算7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河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算8值必须由冷库外围护结构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热使之表面碳化而成。该类树皮松软且含有无数个呈六边形的密闭小孔，并含大量树脂。将树皮经破碎、筛选、加压、烘熔等加工过程，制成各种形状和尺寸的软木板、砖、管壳等制品。稻壳：目前，稻壳是我国食品冷库中大量使用的隔热材料之一，其产地广、易就地取材、价格便宜，具有良好的隔热性能，但是占用体积大、易受潮腐烂、下沉量大、受潮后热导率显著增大。一般用于外墙阁楼层，使用时应过筛除尘，尽量晾干，湿度不超过 10。聚苯乙烯泡沫塑料及制品：聚苯乙烯泡沫塑料由可挥发性聚苯乙烯颗粒在模具中加热而成。成形的硬质聚苯乙烯泡沫塑料可以是板材，也可以是其它形状。硬质聚苯乙烯泡沫塑料夹芯板材是用聚氨酯作黏合剂将硬质聚苯乙烯泡沫塑料板河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算9材与金属面层黏合在一起，用作冷库隔热时，密度应不小于 25kg/m3，具有质松、隔热性能好、吸水性小、耐低温性能好、有一定的弹性、易于切割等特点。聚丙烯泡沫塑料：聚丙烯泡沫塑料的密度可大到 800900 kg/m3，称之为合成木材。软质聚氯乙烯泡沫塑料及制品：软质聚氯乙烯泡沫塑料主要用于对管道与设备进行隔热。一般制成各种形状与规格的制成品，如隔热管、板、条等。还可在其一面涂胶，可方便的粘贴，工程中称为不干胶海绵。软质聚氯脂泡沫塑料及制品：软质聚氯脂泡沫塑料是热塑性聚氯脂泡沫塑料，其原料与硬质聚氯酪泡沫塑料一样，知识配方有所区别。制冷用软质聚氯脂泡沫塑料一般用模型法制成各种形状与规格的制成品，如块、板、条等。无机隔热材料玻璃棉及制品：玻璃棉是融化的玻璃液经压缩空气（或水蒸气）加压以高速喷吹而成的一种矿物棉，具有密度小、导热系数小、不燃烧、无毒、无虫蛀鼠咬、不腐烂、吸水率低等优点，根据纤维直径的不同可分为普通玻璃棉和超细玻璃棉。玻璃棉一般制成制品使用，加入作为骨料的有碱超细玻璃棉和作为黏合剂的酚醛树脂，可制成有碱超细玻璃棉板、管。硅酸铝盐：硅酸铝盐颗粒是用熔融状硅酸铝矿物制成的一种多空颗粒，因其具有珍珠裂隙结构又称膨胀珍珠岩，具有密度小、导热系数小、不燃烧、无毒、无虫蛀鼠咬、不腐烂等优点，但其吸水率高。如以水泥为黏合剂，可将膨胀珍珠岩折成水泥膨胀珍珠岩制品，形状为块砖和管。加气混凝土：用水泥、生石灰、矿渣、砂、铝粉（加气剂）等原料制成混凝土，有素砌块、配筋屋面板、外墙板及隔墙板等，具有强度高、导热系数小、不燃烧、无毒、无虫蛀鼠咬、不腐烂、拼装施工方便等优点，但其吸水率高、密度较大。炉渣：炉渣可用作 0以上冷库地坪的隔热材料，其导热系数较大、密度大、颗粒不均匀，但价格特别低。施工时要求湿度小，因此使用前需过筛清除杂质，然后暴晒干燥。由于本设计为青岛地区，考虑到冷库建设的具体地点和周围的环境等因素，再经过比较，由于聚苯乙烯泡沫塑料具有质松、隔热性能好、吸水性小、耐低温性能好，所以决定选用聚苯乙烯泡沫塑料作为隔热材料。3.1.2 围护结构的隔汽防潮冷库围护结构的隔汽防潮在冷库工程中是非常重要的，如过隔汽防潮层不好，围护结构外部的空气就会不断的向室内渗透，空气中的水蒸气也就会不断的进入河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算10室内，导致温度升高，隔热性能下降，建筑材料产生腐蚀现象。因此，对于冷库它是不容忽视的。一般隔汽防潮层采用沥青和油毡，也有用黏合材料的橡胶膜作为防潮材料。3.2 冷库建筑构造3.2.1 冷库墙体的设计（1） 外墙的设计墙体：冷库的墙体是冷库建筑的主要组成部分。冷库外墙除隔绝风、雨侵袭，防止气温变化和太阳辐射影响外，还应有较好的隔热、防潮性能。冷库的外墙由围护墙体、防潮隔汽层、隔热层和内保护层组成。围护墙体由砖墙、预制混凝土墙和现浇钢筋混凝土墙等。一般采用热惰性大、延迟时间长的砖外墙为多，其墙厚在 240370mm。外墙可用 1：2 水泥沙浆抹面。冷库隔汽防潮层为油毡，一般为二毡三油。隔热可用块状、板状或松散隔热材料，如软木、泡沫塑料、矿渣棉等。冷库内保护层多为插板墙或 20mm 的 1：2 钢丝网水泥沙浆抹面。本设计采用块状隔热材料外墙，从外到内的材料及其厚度、导热系数、热阻见表 3-1，外墙结构见图 3-1。因为 (3-1)=1=1/(1+1)所以 冷藏间外墙的传热系数 K=1/R=1/3.0305=0,33w/.k冻结间外墙的传热系数 K=1/R=1/3.9995=0.25 w/.k式中隔热材料的厚度计算如下：（以冷藏间为例）(3-2)=0.6970.0083式中 室内外温差， tw-tn； 室外温度采用夏季空调日平均温度，t w=27冻结物冷藏间的温度 tn=-20=0.69780.008328(20)=0.29942所以: 0=1=10.2994=3.3402因为:d =R0-(1/w+1/1+2/2+1/n)=3.34-(0.043+0.0215+0.545+0.0215+0.041+0.026+0.147+0.0215+0.0125)=0.115m取隔热层厚度为 120mm。表 3-1 库房围护结构外表面和内表面的传热系数 aw、a n 及热阻 Rw、R n 河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算11围护结构部位及环境条件 aW（W/m 2.） an（W/ m2.） Rw 或 Rn（m 2./W）无防风设施的屋面、外墙的表面 23 0.043顶棚上为阁楼或有房屋的外墙外部紧邻其它建筑物的外表面 12 0.083外墙和顶棚的内表面、内墙和楼板的表面、地面的上表面：冻结间、冷却间设有强力鼓风装置时冷却物冷藏间设有强力鼓风机时冻结物冷藏间设有强力鼓风装置时冷间无机械鼓风装置时29181280.0340.0560.0830.125地面下为通风架空层 0.125注：地面下为通风加热管道和直接铺设于土壤上的地面以及半地下室外墙埋入地下部位，外表面传热系数均可不计。冷藏间外墙结构的取材为：喷石灰油漆两道，20 厚 1：2 水泥砂浆抹面，370厚砖墙，20 厚水泥砂浆找平层，冷底子油一道上二毡三油隔汽层，115 厚聚苯乙烯泡沫塑料，一毡二油隔汽层，120 厚砖墙，20 厚 1：2 水泥砂浆抹面喷大白浆两道。如图 3-1 所示。图 3-1 外墙结构示意表 3-2 外墙结构层材料表 构造层名称 厚度 （m） 传热系数（w/m.k） 热阻 R(m2.k/w)1 1：3 水泥砂浆抹面 0.02 0.93 0.02152.混合砂浆找平层 0.37 0.814 0.4543.水泥砂浆找平层 0.02 0.93 0.2154.二毡三油 0.00220.00153 0.1740.27 0.041冻结物冷藏间 0.12 0.047 2.555.聚苯乙烯泡沫塑料 冻结间 0.14 0.047 2.98河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算126.一毡二油 0.0020.00152 0.1470.27 0.0267.砖墙 0.12 0.814 0.1478.1：3 水泥沙浆抹面 0.02 0.93 0.0215冻结物冷藏间外表面空气热阻 0.0439.墙外表面空气热阻1/aw 冻结间外表面空 气热阻 0.043冻结物冷藏间内表面空气热阻 0.12510.墙内表面空气热阻1/an 冻结间内表面空 气热阻 0.12511.冻结物冷藏间外墙总热阻 3.83812.冻结间外墙总热阻 4.266（2）内墙的设计库房与库房之间的内隔墙，对于温度相同的一般不设隔热层，为了使用方便，有的也设隔热层。当两侧库房温差大于 4，需设隔热层。隔热内墙除了满足隔热要求外，还要设隔汽防潮层。相邻温度比较稳定的，则单面设隔汽防潮层；相邻的库房温度波动较大时，则采用双面设设隔汽防潮层。隔热内墙结构与外墙结构大体相似，但结构简单，有的甚至只设隔热层和防潮隔汽层。由于库内外温差对隔热材料、防潮隔汽材料的厚度有一定的影响，所以将不同温度的内墙分别计算。内墙的构造材料为：20 厚 1：2 水泥砂浆抹面，120 厚砖墙，20 厚水泥砂浆找平层， 120 厚砖墙，20 厚 1：2 水泥沙浆抹面喷大白浆两道，如图 3-2 所示。图 3-2 内墙的结构示意图表 3-3 内墙（与常温穿堂相连的墙） 河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算13构造层的名称 厚度（m） 传热系数（w/m.k ） 热阻 R(m2.k/w)1.1:3 水泥砂浆抹面 0.020 0.93 0.02152.混合砂浆砌砖墙 0.12 0.814 0.1473.水泥沙浆找平层 0.02 0.93 0.2154.二毡三油 0.00220.00153 0.1740.27 0.041冻结物冷藏间 0.12 0.047 2.555.聚苯乙烯泡沫塑料 冻结间 0.14 0.047 2.986.砖块 0.12 0.814 0.1477.1：3 水泥沙浆 0.02 0.93 0.0215冻结物冷藏间外表面空气热阻 0.0438.墙外表面空气热阻 1/aw 冻结间外表面空气 热阻 0.043冻结物冷藏间内表面空气热阻 0.1259.墙内表面空气热阻 1/an 冻结间内表面空气 热阻 0.03410. 冻结物冷藏间内墙总热阻 3.31111.冻结间内墙总热阻 3.65表 3-4 两冷藏间相连接的内墙 构造层的名称 厚度（m ） 传热系数（w/m.k ） 热阻 R(m2.k/w)1.1：3 水泥沙浆抹面 0.02 0.93 0.02152.混合砂浆砌砖墙 0.12 0.814 0.1473.水泥砂浆找平层 0.02 0.93 0.02154.砖墙 0.12 0.814 0.1475.1：3 水泥砂浆 002 0.93 0.02156.冻结物冷藏间外表面空气热阻1/aw 0.1257.冻结物冷藏间内表面空气热阻1/an 0.125两冷藏间相连的内墙总热阻 0.6085表 3-5 冷藏间与冻结间相连的内墙 结构层名称 厚度（ m） 传热系数（w/m.k ） 热阻 R(m2.k/w)1-5 层同上表6.冻结间外表面空气热阻 1/aw 0.125河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算147.冻结间内表面空气热阻 1/an 0.034冻结间与冷藏间相连的内墙总热阻 0.51753.2.2 地坪及屋顶（1）冷库地坪的技术处理冷库地坪的的技术处理除进行隔热外，特别要注意防冻。因为冷库地坪下的土壤的水分遇到冰点以下的低温时，就会产生冻结。低温冷库地坪冻结，一般从外墙底部冻结到冷库中央，其冻结深度范围越往中央越深、越大。地坪下土壤冻结将引起整个地坪冻膨变形，强大的地坪冻膨应力，甚至超过冷库基础底部所承受的载荷，导致建筑物的破坏。地坪面膨裂。冷库工程中防止地坪冻膨方法有架空地坪法、埋设自然通风或机械通风管法、埋设加热和电加热地坪法等多种方法。对于土建和装配式冷库，在结构上要相应具有良好的隔潮防汽性能，同时应防止冷量不断渗入地基，造成地坪冻膨。对于装配式冷库，由于其结构特点，除了使用通风防冻外，还可以使用电加热地坪结构。本设计采用自然通风防冻地面。地坪的结构材料为：40 厚细石混凝面层，15 厚水泥砂浆找平层，二毡三油隔汽层，20 厚水泥砂浆抹面，15 厚 1：3 水泥砂浆抹面，50 厚炉渣混凝土预制板，140 厚聚苯乙烯泡沫塑料，15 厚 1：3 水泥砂浆保护层，二毡三油隔汽层，20 厚1：3 水泥砂浆抹面，53 厚干铺红砖 1：1：6 混合砂浆，400 厚干砂垫层内埋通风管道。如图 3-3。河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算15图 3-3 地坪的结构示意图表 3-6 地坪 构造层名称 厚度 （m） 传热系数（w/m.k ） 热阻 R(m2.k/w)1.细土混凝土层 0.04 1.55 0.02582.1：3 水泥砂浆找平层 0.015 0.93 0.0163.二毡三油 0.00220.00153 0.1740.27 0.0414.1：3 水泥砂浆层 0.02 0.93 0.02155.炉渣混凝土预制板 0.05 0.58 0.0862冻结物冷藏间 0.12 0.047 2.556.聚苯乙烯泡沫塑料 冻结间 0.14 0.047 2.987.1：3 水泥砂浆保护层 0.015 0.93 0.0168.二毡三油 0.00220.00153 0.1740.27 0.0419.1：3 水泥砂浆 0.02 0.93 0.021510.干铺红砖 1：1：6 混合砂浆 0.053 0.87 0.060911.干沙垫层埋直径 250mm 水泥通风管 0.4 0.58 0.69冻结物冷藏间 0.12512.内表面空气热阻 冻结间 0.034冻结物冷藏间总热阻 3.695冻结间地坪总热阻 4.034(2)屋面屋盖是冷库的外围护结构。它应满足防水、防火和经久坚固的要求：屋面应排水良好，满足隔热要求，造型美观；另外，结构上应考虑温度应力变化的影响。冷库屋盖一般由护面层、结构层、隔热层和防潮层等组成。冷库屋盖隔热有坡顶式、整体式、阁楼式三种结构。本设计采用阁楼式。屋面的结构材料为：40 厚预制混凝土灰，20 厚空气间层，二油三毡，20 厚1:3 水泥砂浆抹面，30 厚钢筋混凝土层盖，150 厚空气间层， 300 厚聚苯乙烯泡沫塑料，250 厚钢筋混凝土楼板。如图 3-4 所示。河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算16图 3-4 屋面的结构示意图表 3-7 围护结构传热系数 冻结物冷藏间 冻结间维护结构层 传热系数 K（w/ m 2.k） 维护结构层 传热系数 K（w/m 2.k）外墙 0.261 外墙 0.234内墙（与常温穿堂相邻） 0.302 内墙（与常温穿堂相邻） 0.274地坪 0.271 地坪 0.248顶棚 0.139 顶棚 0.140两冷藏间内墙 1.643 冷藏、冻结间内墙 1.932表 3-8 屋面的结构材料层材料 构造层名称 厚度 （m） 传热系数（w/m.k ） 热阻 R(m2.k/w)1.预制混凝土灰 0.04 1.28 0.03132.空气间隔层 0.02 0.11 0.1813.二毡三油 0.00220.00153 0.1740.27 0.0414.1：3 水泥砂浆抹面 0.02 0.93 0.02155.钢筋混凝土层盖 0.03 1.55 0.019河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算176.空气间层 0.15 0.67 0.2247.聚苯乙烯泡沫塑料 0.30 0.047 0.2248.钢筋混凝土楼板 0.25 1.55 0.161冻结物冷藏间 0.0439.屋面外表面空气热阻1/aw 冻结间 0.043冻结物冷藏间 0.12510.屋面内表面空气热阻1/an 冻结间 0.034冻结物冷藏间 7.221811.屋顶阁楼层总传热热阻 冻结间 7.13083.3 冷藏门及空气幕3.3.1 冷藏门冷库门也是冷库外围护结构的重要组成部分，其主要作用是供人和货物出入库房。门扇构造类似彩钢夹心保温板，面层材料除彩色板外还有不锈钢和玻璃钢。冷库门里面增加了钢龙骨以增强门的坚固性。冷库门在围护结构中最容易损坏和泄漏冷量，其质量好坏不仅影响冷库的降温和保温效果，还直接影响冷库的使用寿命。为减少开门时冷量损失和库内霜、冰的额外生成量，通常在冷门上方设置可以隔断库内外热湿交换的空气幕（1）冷库门的基本要求冷库门的设计首先要考虑满足使用要求。冷库门应设在方便货物进出库房的位置，其尺寸大小根据使用要求既要考虑尽可能减少冷库门开启时的冷量损失，又要适应运输、堆码工具的要求。为减少库房外部空气温湿度对室内的影响，冷库门应具有一定的隔热性能，因此冷库门的门扇应设置足够厚度和隔热层，并设置相应的隔汽层以防止隔热层受潮失效。目前冷库门的隔热材料一般采用聚苯乙烯泡沫塑料或软木，而相应采用塑料泡沫或热沥青作为隔汽层。为了减少冷库门部位的热量传递，冷库门的门扇与门框应有足够的搭接宽度并应保证门扇在关闭时具有良好气密性。冷库门的门框在设计时也必须注意避免形成冷桥。冷库门还应考虑安全要求，为了便于库内人员在发生意外时能迅速离开库房，库内一律采用外开的方式且关闭的库门均必须可从库内打开；电动门必须附设手动装置，并应在库内装置报警装置。（2）冷库门的形式嵌入式冷库门（包括半嵌入式冷库门）：门扇嵌入门洞内，如果门扇、门樘河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算18制作准确且骨架材料又不变形时，其密闭性很好，但实际情况往往并非如此，主要有以下原因：门扇制作尺寸不可能非常准确，制作、安装的误差与材料的变形难以避免；使用时间长了，门扇就会变形，且门扇与门樘的接缝有松有紧，另外，缝隙中易结冰，使门扇的开启有时很吃力；嵌入式冷库门，不论门扇还是门樘，其构造都较复杂。因此，嵌入式库门现在采用不多外贴式冷库门：外贴式冷库门避免了嵌入式冷库门的缺点，门扇和门樘的几何尺寸稍有变形但影响不大。若密闭条件性能良好、压紧装置有效，则其密闭性很好；门扇和门樘的外形简单、制作安装方便、可做成多种开启式（如平开、推拉、电动等） ；不易结冰，如果结冰易于清除。外贴式冷库门最普通的是门轴式平开大门，此外还有水平推拉的、电动的，种类较多。表 3-9 冷库门的基本分类 冷库门的启动方式 手动式 电动式 气动式 液压式嵌入式 平开门 平开门 平移门 垂直式 弧形式 外贴式滑升门折叠式 （3）冷库门的分类按门的开启方式分为旋转门和推拉门；按开启方式分为手动门和自动门；按门扇结构分为单扇门和双扇门；按冷间的性质分为高温冷库门、低温冷库门和气调库冷库门；按用途分为普通门和供同行吊运轨道（冻结间用）的特殊门等。常见的冷库门有平开手动冷库门、平移式手动冷藏门、滑升式冷库门、电动式冷库门、冷库自由门等。（4）冷库门的典型结构外贴式平开手动冷库门：该冷库门以 SLM 型为代表，通常有左开和右开两种，开启角度有 180、135和 90三种，装有防冻电加热器，并镶嵌耐低温的高强度 e 型橡胶密封条。手动冷库门的类型及结构尺寸见表 3-10。表 3-10 手动式冷库门类型及结构尺寸 库门名称 小型库门 中型库门 大型库门 冻结间库门适用条件 冰库、小型冷 库 通行手推车 通行电瓶车 通行吊车轨道门洞净空/mm（宽高） 9002000 12002000 15002200 12002500河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算19门扇规格/mm（宽高） 10502050 13502050 16502250大扇门 13502050小扇门 420490墙体洞口/mm（宽高） 12002150 15002150 18002350 15002650平移式手动冷库门：平移式手动冷库门借助门扇上下滑轮横向开启或关闭，并有压紧机构实现密封，这种冷库门有单扇和双扇两种。各种型号的冷库门洞净尺寸间表 3-11。平移式手动冷库门多采用硬质聚氨酯泡沫塑料。门的滑动轮架上有滚动轴承的滚轮，关门时可带动门扇下降 5mm，向门框方向压紧 5mm，以保证门的密封性和启、闭移动时减少摩擦。表 3-11 PSMA 型平移式手动冷库门洞净尺寸 型号 0920 1220 1522 1622 1625 1825 2027 2433门洞净宽/mm 900 1200 1500 1600 1600 1800 2000 2400门洞净高/mm 2000 2000 2200 2200 2500 2500 2700 3300经比较，本设计选用外贴式平开手动冷库门，对于冻结物冷藏间选用中型库门，门洞净宽 1200mm，门洞净高 2000mm。冻结间选用冻结间库门，门洞净宽1200mm，门洞净高 2500mm。3.3.2 空气幕由于货物的进出，冷库门的开启频繁。当冷库门打开时，冷间内外的冷、热空气就会在门洞的周围进行剧烈的交换，造成门洞周围的墙、地面、顶棚等处出现结露、滴水、结霜、结冰等现象，不仅影响食品冷藏质量，更重要的是在冻融循环条件下，冷库门周围的建筑结构极易损坏。空气幕的作用是减少库内、外热湿交换，方便装卸作业。空气幕喷口厚度一定时，其工作效率与冷库门高度 H、库内外温差 t、喷射角 a0 和喷口出风速度v0 有关。当 H 和t 一定时，空气幕的效率即主要取决于 a0 和 v0。空气幕喷口倾斜角选择见表 3-12。表 3-12 空气幕喷口倾斜角选用表 门洞净高/m 库内外温度差t/ 喷口倾斜角 a0/()1530 153045 202 左右4560 251535 152.32.53560 20空气幕喷口风速 v0 一般取平均风速 15m/s 左右。在不同喷口倾斜角条件下，河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算20喷口最佳风速可按实用制冷与空调工程手册中选取。冷库用空气幕的基本棱形有轴流式空气幕和贯流式空气幕两种。贯流式应用较广泛。根据设计参数：冻结物冷藏间门洞净高为 2.0 米，库内外温差 48，喷口倾角为 25，空气幕喷口风速 v0=13.5m/s；冻结间门洞净高为 2.5 米，库内外温差为 51，选用喷口角度为 20，空气幕喷口风速 v0=13.7m/s。选用 GF 型贯流式空气幕六台。第 4 章 冷库负荷计算冷库是一个低温体，其周围环境或进出货物作业的热量要流入冷库，冷库内部也有热量散发。流入冷库的热量可以归结为五类：由于室内外温差通过围护结构流入冷间的热量，称之为围护结构热流量；由于货物（包括包装材料和运载工具）在库内冷却和贮存时释放的热量，称之为货物热流量；贮存有呼吸作用的货物，其冷间需要通风换气，有操作人员长时间停留的冷间需要送入新鲜空气，由于这两方面因素带入冷间的热量，称之为通风换气热流量；由于电动机或其它用电设备带入库房的热量，称之为电动机运转热流量；由于照明、开门和操作人员传入冷间的热量，称之为操作热流量。这五种热流量组成了冷库的热负荷。根据计算目的的不同，冷库热负荷有冷却设备负荷和机械负荷之分。4.1 冷间各类热流量计算4.1.1 围护结构热流量计算(4-1)1=()式中 围护结构热流量（W） ；1围护结构的传热系数（W/m 2.k） ； 围护结构的传热面积（m 2） 。围护结构的传热面积 A 应符合下列规定：屋面、地面和外墙的长、宽应自墙外表面至外墙外表面或外墙外表面至内墙中或内墙中至内墙中计算。楼板和内墙长、宽度应自外墙内表面至外墙内表面或外墙内表面至内墙或内墙至内墙中计算。外墙的高度：地下室或底层，应自地坪的隔热层下表面至上层楼面计算，顶层应自该层楼面至顶隔热层上表面计算。内墙的高度：地下室、底层和中间层，应自该层地面，楼面至上层楼面计算。围护结构两端温度修正系数，根据冷库设计规范中 冻结间、冻结物冷藏间外墙取 1.05，冻结间、冻结物冷藏间相邻有常温穿堂取 1.00，冻结间、冻结物冷藏间顶棚为通风阁楼取 1.15，冷间地面有通风取河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算210.60，两侧均为冷间时取 1.00。围护结构外侧的计算温度（）计算外墙、屋面和顶棚时，围护结构外侧的计算温度应采用夏季空气调节日平均温度；计算内墙时，围护结构外侧的计算温度采用其相邻的室温，当临室为冷却间或冻结间时，应取该类冷间空库保温温度，冷却间 10，冻结间-10；该冷库地面下部无加热装置，外侧温度应采用夏季空气调节日平均温度。围护结构内侧的计算温度（） ，根据冷库设计规范 ，本设计冻结间取-23，冻结物冷藏间取-20。表 4-1 冷库围护结构传热面积 AW 计算表 计算部位 长（ m） 宽（m） 面积（）北外墙 16.304 55035 89.73东外墙 15.0035 5.5035 82.57南内墙 15.6 4.8 74.88西内墙 14.3 4.8 68.64地坪 16.3035 15.0035 245.08冻结物冷藏间NO.01屋顶 16.3035 15.0035 245.08北内墙 15.6 4.8 74.88东外墙 15.5035 5.5035 82.35南内墙 15.6 4.8 74.88西内墙 4.8 4.8 23.04地坪 16.3035 5.5035 89.90冻结物冷藏间NO.02屋顶 16.3035 5.5035 89.90北内墙 15.6 4.8 74.88东外墙 15.0035 55035 82.57南外墙 16.304 5.5035 89.73西内墙 14.3 4.8 68.64地坪 16.3035 15.0035 245.08冻结物冷藏间NO.03屋顶 16.3035 15.0035 245.08北内墙 11.4 4.8 54.72东内墙 13 4.8 62.40南外墙 12.1035 5.5035 66.61西外墙 13.7035 5.5035 75.42地坪 13.7035 12.1035 165.86冻结物冷藏间NO.04屋顶 13.7035 12.1035 165.86北内墙 11.4 4.8 54.72东内墙 13 4.8 62.40南内墙 11.4 4.8 54.72西外墙 13.7035 5.35 73.31冻结物冷藏间NO.05地坪 13.7035 12.1035 165.86河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算22屋顶 13.7035 12.1035 165.86北外墙 12.1035 5.5035 66.61东内墙 7.4 4.8 35.52南内墙 11.4 4.8 54.72西外墙 8.1035 5.5035 44.85地坪 12.1035 8.1035 98.08冻结间NO.06屋顶 12.1035 8.1035 98.08（2）围护结构热流量的计算 表 4-2 围护结构热流量计算表 计算部位 AW（m 2） KW(W/m2K) a w-n（） Q1（W） Q1（ W）北外墙 89.73 0.261 1.05 48 1180.34东外墙 82.57 0.261 1.05 48 1086.16南内墙 74.88 1.643 1.00 0 0西内墙 68.64 0.302 1.00 48 995.01地坪 245.05 0.271 0.60 48 1912.80N0.01屋顶 245.05 0.139 1.15 48 1880.457054.76北内墙 74.88 1.643 1.00 48 0东外墙 82.35 0.261 1.05 48 1083.26南内墙 74.88 1.643 1.00 0 0西内墙 23.04 0.302 1.00 48 333.99地坪 89.90 0.271 0.60 48 701.65NO.02屋顶 89.90 0.139 1.15 48 689.782808.42北内墙 74.88 1.643 1.00 0 0东外墙 82.57 0.261 1.05 48 1086.16南外墙 89.73 0.261 1.05 48 1180.34西内墙 68.64 0.302 1.00 48 995.00地坪 245.08 0.271 0.60 48 1912.8NO.03屋顶 245.08 0.139 1.15 48 1880.457054.76北内墙 54.72 1.643 1.00 0 0东内墙 62.40 0.302 1.00 48 904.55南外墙 66.61 0.261 1.05 48 876.21西外墙 75.42 0.261 1.05 48 992.10地坪 165.86 0.271 0.60 48 1294.50NO.04屋顶 165.86 0.139 1.15 48 1272.615339.97北内墙 54.72 1.932 1.00 3 17.16东内墙 62.40 0.302 1.00 48 904.55南内墙 54.72 1.643 1.00 0 0西外墙 73.31 0.261 1.05 48 964.35地坪 165.86 0.271 0.60 48 1294.50NO.05屋顶 165.86 0.139 1.15 48 1272.614753.17河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算23北外墙 66.61 0.234 1.05 48 785.57东内墙 35.52 0.274 1.00 48 930.81南内墙 54.72 1.932 1.00 3 33.15西外墙 44.85 0.234 1.05 48 562.00地坪 98.08 0.278 0.60 48 834.35NO.06屋顶 98.08 0.140 1.15 48 805.333951.214.1.2 货物热流量 （4-2）式中 货物热流量（W） ；食品热流量（W） ；包装材料和运载工具热流量（W） ；货物冷却时的呼吸热流量（W） ，仅鲜水果、蔬菜冷藏间计算；货物冷藏时的呼吸热流量（W） ，仅鲜水果、蔬菜冷藏间计算；冷间的每日进货量（kg） ，存放果蔬的冷却物冷藏间，不应大于该间计算吨位的 5；有从外库调入货物的冷库，其冻结冷藏间，应该按该间计算吨位的 5计算；无从外库调入货物的冷库，其冻结物冷藏间一般宜按该库每日冻结质量计算；如该进货的热流量大于按该冷藏间计算吨位 5计算的进货热流量时，则可按有从外库调入货物的冷库的情况计算。本设计冻结间按实际加工能力计算，从外库调入货物，其冻结物冷藏间每间每日进货量应按该间计算吨位的5计算；货物进入冷间初始温度时的比焓（KJ/Kg）,未经冷却的鲜鱼虾应该按15计算，h=310KJ/kg，冻结终了温度-23，h=-7.5 KJ/kg，冻结间出库温度为-17，h=8.0KJ/kg，冻结物冷藏间终了温度 -20，h=0 KJ/kg；货物在冷间内终止降温时的比焓（KJ/Kg） ；货物冷加工时间，对于冷藏间取 24 小时，对于冻结间取设计加工时间；货物包装材料或运载工具质量系数，按冷库设计规范取，参见表4-3，该设计采用吊笼式冷藏，取为 0.6；包装材料或运载工具的比热容KJ/(kg.)，该设计采用吊笼式，取值河南城建学院本科毕业设计（论文） 冷库负荷计算24为 0.42 KJ/(kg.)；包装材料或运载工具进入冷间时的温度（） ；包装材料或运载工具在冷间内终止降温时的温度，宜为该冷间的设计温度（） ；货物冷却初始温度时单位质量的呼吸热流量（W/kg） ；货物冷却终止温度时单位质量的呼吸热流量（W/kg） ；冷却物冷藏间的冷藏容量（kg） 。则 表 4-3 货物包装