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1、摘 要本文介绍了气调库的设计，气调库又称气调贮藏是当今最先进的果蔬保鲜贮藏方法。它是在冷藏的基础上，增加气体成分调节，通过对贮藏环境中温度、湿度、二氧化碳、氧气浓度和乙烯浓度等条件的控制，抑制果蔬呼吸作用，延缓其新陈代谢过程，更好地保持果蔬新鲜度和商品性，延长果蔬贮藏期和保鲜期（销售货架期）。通过120t气调库设计，从基本参数的选定到冷负荷、制冷系统的选择，都要求运用制冷、传热、流体力学等知识，经过计算和筛选，完成气调库的设计。关键词：气调库，制冷目 录摘要11.设计基本资料1.1设计目的41.2设计题目41.3设计指标41.4 设计背景4 1.5广州室外气象参数42.气调库工况确定2.1冷库
2、工况和吨位分配52.2气调库及建筑52.3气调调节方式62.4气调设计82.5气调库平面面积设计82.6围护结构换热系数及绝热层的确定103.库房冷负荷的计算3.1围护结构热流量153.2货物热流量163.3通风换气热量量173.4电机运转热流 183.5冷间操作热流量 193.6冷间机械负荷 204.制冷系统和设备选型4.1冷凝温度与蒸发温度的确定214.2制冷原理的热工计算214.3压缩机的选择计算234.4冷凝器的选择计算234.5冷风机选择计算244.6油分离器的选择计算254.7贮液器的选择计算265.参考文献 271 设计基本资料1.1设计目的：完成制冷设计，熟悉各制冷设计的步骤和
3、过程，对制冷设计所涉及的各种部件有大致了了解。 1.2设计题目：广州某地区120t气调库设计1.3设计指标：小型气调库1.4设计背景：1）广州某地区120t气调库，主要用于蔬菜，水果和肉类的保鲜。气调库库主要包括5个气调室，其中一个为冻结间，一个为冷却间和3个冷藏间组成。主要加工环节为：经过整理后的蔬菜和水果先在冷却间里冷却至4，在转移到就近的冷藏间（4）；将肉类放在冷冻间冷冻至-28，再转移到就近的冷藏间（-28）。建筑还包括穿堂和操作间，外部的一个气调机房，一个管理室，汽车展台和厕所。2）每日进货量m，按冷间的冷藏量的5%计算5）最大班工作人数：4人。1.5广州室外气象参数：1）地理位置：
4、东经11317，北纬238 ，亚热带季风气候区，夏季为东南风 2）夏季室外计算干球温度：313）夏季室外计算湿球温度：29.74）夏季大气压力：1004.5hbar5）夏季室外通风计算相对湿度：756）夏季室外风速：1.8 m/s2 气调库工况确定2.1 冷库工况和吨位分配 库房名称相对湿度温度生产能力存放物气调室1（冷却间）8590%4oC5t/h蔬菜水果气调室2（冷藏蔬菜）8590%4oC30t/d蔬菜气调室3（冷藏水果）8590%4oC30t/d水果气调室4（冷冻间）8590%-28oC5t/h肉类气调室5（冷藏肉类）8590%-2860t/d肉类穿堂8085%25操作间8085%252
5、.2 气调库及建筑气调库又称气调贮藏是当今最先进的果蔬保鲜贮藏方法。它是在冷藏的基础上，增加气体成分调节，通过对贮藏环境中温度、湿度、二氧化碳、氧气浓度和乙烯浓度等条件的控制，抑制果蔬呼吸作用，延缓其新陈代谢过程，更好地保持果蔬新鲜度和商品性，延长果蔬贮藏期和保鲜期（销售货架期）。通常气调贮藏比普通冷藏可延长贮藏期0.51倍；气调库内储藏的果蔬，出库后先 从休眠状态苏醒，这使果蔬出库后保鲜期（销售货架期） 可延长 2128 天，是普通冷藏库的 34 倍。气调库不同于一般的冷库在于其气密性的保持，但不是气密性越高越好。经过气调贮藏的果蔬所具有的特点:(1)很好地保持果蔬原有的形、色、香味；(2)
6、果实硬度高于普通冷藏；(3)贮藏时间延长；(4)果实腐烂率低、自然损耗(失水率)低；(5)延长货架期；(6)适于长途运输和外销；(7)许多果蔬能够达到季产年销周年供应，创出良好的社会和经济效益。2.3气调调节方式按调节方法分类：自然降氧和机械降氧。机械降氧包括充氮降氧，最佳气体成分置换和减压气调。按不同气调设备分类：塑料薄膜帐气调，硅窗气调，催化燃烧降氧气调和充氮气降氧气调。气调设备：催化燃烧降氧机，碳分子筛制氮机，中空纤维制氮机，二氧化碳脱除机等。根据本气调库的需要，需要降低气调库内的氧气和二氧化碳浓度，增加气调库里氮气的含量，故选择气调设备为碳分子筛制氮机，二氧化碳脱除机。气调方式选择充氮
7、降氧。充氮降氧：将制氮机产生的氮气，强制性的充入贮藏环境来置换空气，或在二氧化碳浓度过高时，用以置换二氧化碳，以达到快速降氧和控制二氧化碳的目的。碳分子筛制氮机：利用碳分子吸附分离制氮。吸附分离过程包括吸附和脱附。碳分子筛对氧，氮有相近的吸附量，碳分子筛对氧，氮的分离，实际上是利用气体分子在其中的扩散速度的差异来实现的。在相同条件下，氮分子扩散速度远远比氧分子的快的多。制氮机的产氮量的计算公式：式中： VN 所需制氮机产气量（m/h）；Vq气调库内实际气体所占体积（m）；初始空气含氧量；终了空气含氧量，通常取5%；产品气的含氧量，取5%；Z开机时间(h)。本气调库中，选用PSA-G-20（产氮
8、量为20 m/h）VN=20,Z=1080x0.6x0.21/20=6.8 h一天的产氮量为226.8 m，其中109.2m充入冷冻冷藏室，117.6m充入冷却冷冻室，入库温度按室温31算。密度都取=1.25g/L则充氮消耗冷量：=1058.9+2388.4=3447.3 w二氧化碳脱碳机的选型计算公式： 式中：二氧化碳脱除能力（m/h）； V库内实际空气所占体积（m）； C1脱除前气体的二氧化碳的含量(%)； C2脱除后气体的二氧化碳的含量(%)； Z脱除机工作时间(h)； g库内贮藏果蔬的数量(kg)； c单位质量果蔬在单位时间内排出的二氧化碳的量（L/hkg）。按照经验数据进行选用，一般
9、300t容量以下的气调库，用一台TXF-100A型二氧化碳脱除机。考虑到水果在储藏的同时会产生乙烯，所以还要选用乙烯脱除机。根据资料，选择化学乙稀脱除机Typhoon，该设施的优点是：降低运行成本，它不改变气体的热变化值。2.4气调设计本气调库是小容量的气调库，设计考虑时有一定的简化。本设计包括气调冷却室，气调冷藏室，气调冷冻室，穿堂和气调机房。1）气调冷却室：冷却室是将水果和蔬菜从室温冷却至4，是冷藏的第一步。该室的温度可以在1内变化。2）气调冷冻室：冷冻室是将肉类从室温冷冻至-28，该室的冷负荷大，消耗能量多。3）气调冷藏室：冷藏室是用于蔬菜，水果和肉类的储存和保鲜的场所，是气调库的主要部
10、分，也是实现气调的主要场所。通过高压充氮来调节室内气体成分的百分比含量，使储藏物达到最好的保鲜效果。其维护结构要具有很好的绝热性和气密性。4）穿堂：穿堂是物资输送的通道，设定为宽2米，考虑到冷量的流失，穿堂一般为恒温（25）。为了减少货物进出时冷量的流失，其维护结构也要有良好的绝热性和气密性。5）气调机房：机房里包括制冷机组和气调机组，集中安装，省空间。2.5气调库平面面积的确定本气调库的总储存量为120t，其中蔬菜30t,水果30t,肉类60t。1） 参考国家标准冷库设计规范GB 50072-2001，冷藏间贮藏吨位（t）， G=/1000 （1） 式中： G冷库计算吨位；V冷藏间工称容积；
11、s食品计算密度；冷库体积利用系数，这里=0.4。2） 冷藏间工称容积V:V=FH (2)F冷库面积；H冷库净高，这里H=4m。冻结间面积计算 冻结间采用吊轨的形式。由冷库制冷设计手册可得，设有吊轨的冷却间、冻结间，其生产能力的计算公式为：式中：冷却间、冻结间每日冷加工能力（）； 吊轨有效总长度（）；吊轨单位长度有效静载货量（）； 每日冷却或冻结的周转次数； 冷却或冷冻一周转的时间（）。冷却间采用搁架的形式。由冷库制冷设计手册可得，设有搁架式排管的冷却间、冻结间，其生产能力的计算公式为：式中：冷却间、冻结间每日冷加工能力（）； 搁架利用系数；搁架各层水平面积之和（不包括弯头部分）（）；每件（盘、
12、听或箱）冻结食品容器所占面积（）； 每件食品净重（）； 冷却或冷冻一周转的时间（）。通过计算，得出气调库各房间的参数如下：气调库长（m）宽（m）面积（m2）气调冷却室4530气调冷藏室（蔬菜）17585气调冷藏室（水果）11555气调冷冻室7535气调冷藏室（肉类）19595操作间6530气调机房5420汽车站台6530恒温穿堂32264气调库的总面积为37x12=444 气调库平面简图2.6围护结构换热系数及绝热层的确定2.6.1冷库外墙、屋顶、地面保温层结构查阅手册和标准，选择外墙的材料并确定其除隔热层外的基本参数。由冷库设计手册知，对于导热系数必须采用如下的修正公式：由表4.3.3得，聚苯乙烯泡沫塑料的热导率修正系数1.4，=1.4x0.0465=0.0651.外墙：从外到内依次为水泥砂浆抹面，钢筋混凝土砖墙，防潮层，和隔热层。按最大温差来算外墙的尺寸。取水泥砂浆抹面=20mm,=0.974;取钢筋混凝土砖墙=250mm, =1.55; 聚氨酯氢凝防潮隔气层=0.2mm, =0.2.隔热层选聚苯乙烯泡沫=0.0651。将外墙的材料以及各层的基本参数和计算所得的热阻列表如下：构造名称厚度（m）导热系数热
