石家庄地区5000吨保鲜库制冷工艺设计毕设论文.docx
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石家庄地区5000吨保鲜库制冷工艺设计毕设论文.docx
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石家庄地区5000吨保鲜库制冷工艺设计毕设论文
前言
本设计为石家庄地区5000吨保鲜库制冷工艺设计,该库为分配性冷藏库,只储藏但不进行加工,故本库只设高温冷藏间。
因本次为毕业设计,缺乏设计现场实际考察和甲方具体要求,故在此定其为新建独立冷藏库,初步设计将库房站台定在南边,制冷机房定在库房北边。
库间联系通道设为常温,即常温穿堂,穿堂间作预冷间,货物采用机械堆垛,据叉车尺寸,为能使其顺利工作取穿堂宽6米。
冷库墙体和屋顶隔热材料选为硬质聚氨酯泡沫塑料;地坪隔热材料选用泡沫混凝土。
库内冷分配设备选用冷风机,较大容量冷间以均匀送风管道使气流分布均匀,小间采用吊顶式冷风机无风道分配。
因为氨价格低廉且易于取得,对臭氧层无破坏作用,单位制冷量大,比较适用于大中型冷藏库制冷系统,故该冷藏库的制冷系统采用氨为制冷剂。
系统采用氨泵供液,能保证供液稳定且效率较高。
冷风机的供液形式采用下进上出式,融霜采用热氨-水融霜。
制冷设备统一选择烟台冰轮公司生产的产品,其安装以厂家提供的安装图样为准。
冷却水系统选用循环水系统,以自来水做补水。
在本设计进行之前,进行了两周时间的参观实习,进一步对果品库及其制冷原理有了深刻了解,在此基础上对设计规范进行全面学习,为设计顺利进行做好了充分的准备。
在本次设计过程中,得到了老师的大力支持和帮助,在此表示衷心的感谢。
由于我的经验不足,故在本次设计中难免有不足和错误之处,恳请有关老师和专家给予批评指正,使我在今后的设计中不断改进和提高。
摘要
本次设计为石家庄地区5000吨保鲜库制冷工艺设计,该库为分配性冷藏库。
根据建筑和冷藏工艺流程的要求及冷藏库的功能,并结合冷藏库要求的存储容量及果品堆码方式,确定了冷藏间的间数及平面尺寸和房间高度。
根据保温要求,对冷藏库围护结构保温材料进行了选择,通过比较最终确定选用硬质聚氨酯泡沫塑料和泡沫混凝土作为本次设计的冷藏库围护结构的保温材料,并计算保温层厚度,通过校核计算验证本设计确定的围护结构总热阻大于最小总热阻,围护结构的隔汽防潮层蒸气渗透阻满足要求。
本次设计冷藏间设计为8间,库温为10℃,相对湿度90%,便于调节与灵活储存。
整个库房的公称容积为6400m3,机械负荷为41kW。
设置宽为6m的常温穿堂,兼作预冷间。
考虑到经济和无污染,制冷剂采用氨制冷剂,为保证供液稳定,制冷系统采用氨泵供液。
库内冷分配设备采用冷风机,为满足库内果品对空气流速的要求,通过气流组织计算,采用均匀风道送风方式。
冷风机的融霜采用热氨融霜与水冲霜相结合的方式。
冷却水系统选用循环水系统,以自来水作补水。
关键词:
保鲜库库,冷负荷,氨制冷系统,管道
1设计基本资料
1.1设计目的
毕业设计是大学阶段最后一个环节,同时也是工科类专业教学的必不可少的重要环节之一,是对学生在校期间所学专业知识的全面总结和综合检验。
通过毕业设计了解热能与动力工程专业的设计内容、程序和基本原则,熟悉设计计算的步骤和方法,培养学生的识图和制图能力,引导学生学会查找设计规范和设计手册,初步了解本专业的主要设备、附件及材料,全面提高学生进行实际工程设计的能力,为即将投入社会工作做好准备。
参加冷库毕业设计的学生,通过设计要求掌握有关冷藏库制冷工艺设计的内容、程序及基本原则和制冷工艺设计计算方法并提高绘制设计图纸的能力。
1.2设计题目
石家庄地区2000吨果品冷藏库制冷工艺设计
1.3设计点室外气象参数
夏季室外空气调节日平均温度:
30℃;
夏季通风室外计算温度:
31℃;
夏季空调室外计算湿球温度:
27℃;
室外最热月月平均相对湿度:
75%;
夏季室外通风计算相对湿度:
54%;
1.3冷藏库室内设计参数
冷藏间:
相对湿度为85%~90%;温度为10℃
冷却间:
温度为4℃
2冷藏库热工计算
2.1冷藏库吨位分配及分间
设计总库容量为5000吨,分配成8个冷藏间,即1a1b1c1d1e1f1g1h冷藏间,2a+2b+2c+2d为冷却间。
在货物流量变动的时候便于调节管理。
本库不做专门的分检间,是中转型冷库。
2.2果品堆放形式的确定
此次果品冷藏库设计以苹果为例进行设计。
果品的堆放形式有散堆、纸箱堆码、木箱堆码等,纸箱堆放不科学、不易管理且易坏;纸箱堆放高度有限,故选用木箱堆码,木箱尺寸长×宽×高=1m×1m×0.8m,重约50kg。
2.3冷藏库尺寸计算
根据公式:
(2-1)
式中G—冷库计算吨位(t);
V1—冷藏间的公称体积(m3);
η—冷藏间的体积利用系数;
ρs—食品的计算密度(kg/m3)
根据《冷库设计》P50表3-3查得鲜水果的密度为=230kg/m3
根据公式(2-1)得,
5000吨的冷藏间根据《冷库设计》表3-4初步估计其η=0.6得到V=36231m3。
货物堆高的确定:
堆放7层,每层0.7m,则堆高h=7×0.7=4.9m,货物距顶不小于300mm,设计取400mm,货物与地面之间的垫板厚度取100mm,那么冷藏间的净高H=4.9+0.4+0.1=5.4m。
建筑上规定墙间距以3为模数,所以5000吨容量的冷藏间尺寸可定为:
长×宽×高=92m×60m×5.4m,,实际V=29808m3。
2.4冷藏库建筑平面设计
2.4.1库址的选择
根据《冷库设计规范2010》P7第4.1.1条,冷库库址的选择应符合下列要求:
1)库址不宜选在居住区集中的地区。
经当地城市规划、环保部门批准,可建在城镇适当地点;
2)库址应选择在城市居住区夏季最小频率风向的上风侧;
3)库址周围应有良好的卫生条件,必须避开和远离有害气体、灰沙烟雾、粉尘及其他有污染源的地段;
4)库址应选择在交通运输方便的地方;
5)库址必须具备可靠的水源和电源;
6)库址宜选在地势较高,干燥和地质条件良好的地方;
2.4.2穿堂设置
此果库为中型冷藏库,苹果可在冷却间内预冷,中间设穿堂,穿堂设计为常温穿堂,穿堂也可做大一点,本设计中,穿堂设为6米。
2.4.3公路站台设置
根据《冷库设计规范2010》P9,公路站台应符合下列规定:
1)公称体积大于4500m3的冷库,其站台宽度为6~8m,公称体积小于4500m3的冷库,其站台宽度为4~6m,本库设为7m;
2)站台边缘顶面高出站台下地面0.9~1.4m,,根据需要可设高度调节板。
本库设为1m;
3)站台边缘顶侧面应涂有明显的黄、黑相间防撞标示色带。
4)站台上应设罩棚,靠站台边缘一侧如有结构柱时,柱的边缘距站台边缘净距不得小于0.6m;罩棚顶板应挑出站台边缘的部分不得小于0.75m,罩棚净高应适应运输车辆的高度,且应设有组织排水。
2.4.4冷藏库总平面设计
根据资料[1]P16第4.3.1条规定,库房布置应符合下列要求:
1)应满足生产工艺流程要求,运输线路要短,避免迂回和交叉;
2)冷藏间平面柱网尺寸和层高应根据贮藏货物的包装规格、托盘大小、堆码方式以及堆码高度等使用功能确定,并应综合考虑建筑模数及结构选型的合理;
3)冷间应按不同的设计温度分区、分层布置;
4)冷间建筑的设计应尽量减少其隔热围护结构的外表面积
5)库房工作人员需要的办公室,烘衣室,更衣室,休息室及卫生间等辅助房间宜布置于穿堂附近。
此果库为中型果库,因此用铲车进出货品,穿堂宽度定为6m,站台高度定为1.2m,长为32m,宽为6m。
具体布置如图2-1所示:
2.5库房围护结构的计算
2.5.1隔热材料的选择要求及隔热层的施工方法
根据《冷库设计规范2010》P12,隔热材料的选择应符合下列要求:
1)热导率小;
2)不散发有毒或异味等对食品有污染的物质;
3)难燃或不燃烧,且不易变质;
4)块状材料应温度变形系数小,易于在施工现场分割加工,且便于与基层粘结;
5)地面、楼面采用的隔热材料,其抗压强度不应小于0.25MPa;
根据《冷藏库设计》P42隔热层施工方法有内贴法和外贴法两种:
内贴法:
当隔热层设在外围挡墙的内侧时,以外围挡墙作为铺设隔热层的基层,施工程序有外向内进行。
内贴法缺点是建设周期长,而且在施工维修等方面很困难。
外贴法:
当隔热层设在内衬墙的外侧,以内衬墙作为铺设隔热层的基层,内衬墙砌筑好以后,施工程序由内向外进行,库内的制冷设备安装就可以与土建施工平行作业,从而缩短了建设周期;而且大大改善了粘贴沥青油毡防潮隔气层和隔热层的工作条件;施工和以后的检查维修都很方便,不会影响到冷间的工作。
除此之外,外贴法相当于是建筑外保温,而聚氨酯硬泡喷涂用于外墙外保温是一项新型建筑节能技术,经过在工程实例中的运用,这项技术的优势是很明显的。
2.5.2外墙结构材料的选择计算
(1)外墙结构
外砖墙采用370mm厚,密实度强,隔蒸汽渗透能力强,热惰性好,延迟时间长。
隔热层可采用硬质聚氨酯泡沫塑料,这种材料具有轻质、强度高、隔热性能好、成型工艺简单,可预制、现场灌注发泡成型或喷涂,阻燃性能好的特点。
根据上面的比较:
选择外贴法。
图2-2外墙结构示意图
根据资料[1]P117表11查得各层材料的导热率及蓄热系数:
1---20厚1:
20水泥砂浆抹面:
λ1=0.93W/(m·℃),蓄热系数S1=10.35W/(m2·℃);
2---370厚砖墙:
λ2=0.81W/(m·℃),S2=9.65W/(m2·℃);
3---20厚1:
20水泥砂浆找平:
λ3=0.93W/(m·℃),S3=10.35W/(m2·℃);
4---9mm厚二毡三油隔汽层:
热阻R4=0.041W/(㎡.℃);
5---硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层:
λ5=0.031W/(m·℃),S5=0.28W/(m2·℃);
6---9mm厚二毡三油隔汽层:
热阻R6=0.041W/(㎡.℃);
7---120厚砖内衬墙:
λ7=0.81W/(m·℃),S7=9.65W/(m2·℃);
8---20厚1:
20水泥砂浆抹面:
λ3=0.93W/(m·℃),S3=10.35W/(m2·℃)。
(2)确定外墙隔热材料的厚度
(2-2)
αw—库房围护结构外表面传热系数[W/(m2·℃)];
αn—库房围护结构内表面传热系数[W/(m2·℃)];
d—围护结构各层材料的厚度(m);
λ—围护结构各层材料的热导率[W/(m·℃)];
R—围护结构各层材料的热阻[m2·℃/W];
R0—围护结构总热阻[m2·℃/W];
根据资料[1]表4.4.6查得αw=23W/(m2·℃),αn=18W/(m2·℃)。
根据资料[1]B.0.1知:
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修正系数a值进行修正。
冷藏间的设计温度为0℃,一般热惰性指标D>4,根据资料[1]表B.0.1-1查得温差修正系数a=1.10,则室内外温差a△t=1.1×(26.1-0)=28.71℃,查表B.0.1-2,面积热流量取10W/㎡,得热阻:
R0=2.871m2·℃/W。
将各个参数代入公式(2-2),得,绝热材料厚度d=0.063m,设计中考虑25%的富裕量,得到
d=0.063×1.25=0.08m,取整得d=100mm。
(3)计算外墙热惰性指标
由资料[1]第4.4.8条:
……(2-3)
式中D—围护结构热惰性指标;
R1,R2—各层材料的热阻[m2·℃/W];
S1,S2—各层材料的蓄热系数[W/(m2·℃)]。
其中,将各个参数代入公式(2-3)得:
D=7.41>4
(4)防止外墙结构表面结露的校核计算
根据资料[1]第4.4.7条:
围护结构的总热阻R必须大于下式计算出的最小总热阻Rmin:
(2-4)
式中
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- 石家庄 地区 5000 保鲜库 制冷 工艺 设计 论文