1000吨果品冷藏库热工计算方案.docx

1000吨果品冷藏库热工计算方案1.1 冷藏库吨位分配及分间设计总库容量为100O吨，分配成六个冷藏间，1号和2号冷藏间库容均为100吨，靠近站台；3、4、5、6号冷藏间的库容均为200吨。这样分配的目的是便于调节，对于1000吨以上的冷藏库，应在靠近站台侧分设12个100吨的冷间，冷间大小搭配，在货物流量变动的时候便于调节管理。对于中小型冷库，不做专门的分检间，果品在站台上分检、包装，因此，站台可做得稍大些，且应有遮阳设施。1.2 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X宽义高二ImXInlX0.8m,重约50kgo装货时由电瓶叉车由里向外装。1.3 冷藏库尺寸计算根据公式：G二期警IUlAJ（2-1）式中G冷库计算吨位（t）；%冷藏间的公称体积（）；n冷藏间的体积利用系数；PS食品的计算密度（kg113）根据资料PlOl表4查得箱装鲜水果的密度为ps=300kgm3。根据公式（2-1）得，200吨的冷藏间V=嘤四根据资料1表3.0.3初步估400;计其11二0.5得到丫=1333m3o货物堆高的确定：堆放7层，每层0.8m,则堆高h=7X0.8=5.6m,货物距定不小于300mm,设计取500mm,货物与地面之间的垫板厚度取100mm,那么冷藏间的净高H=5.6+0.5+0.1=6.2mo建筑上规定墙间距以3为模数，所以200吨容量的冷藏间尺寸可定为：长X宽X高=18mX15mX6.2°z100OXlOOV=100吨的冷藏间物根据冷库设计规范表3.0.3初步估计其n=04得到V=833m3。同理，墙间距以3为模数可得到100吨容量的冷藏间尺寸为：长X宽X高=18mX12m×6.2m。1.4冷藏库建筑平面设计1.4 .1库址的选择根据资料1P14第4.L1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;1.4.2穿堂设置此果库为中型冷藏库，中小型冷库一般不做预冷间，中间设穿堂，穿堂设计为常温穿堂，用叉车进出货品，苹果可在穿堂内预冷、预热，穿堂也可做大一点，本设计中，穿堂设为6米。1.4.3公路站台设置根据资料1P16,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68m,公称体积小于4500m3的冷库，其站台宽度为46,本库设为7m；2）站台边缘顶面高出站台下地面0.9L4,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O.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。1.4.4冷藏库总平面设计根据资料1P16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L2m,长为32m,宽为6m。具体布置如图21所示:图2-1库房建筑平面布置图1.5 库房围护结构的计算1.5.1 隔热材料的选择要求及隔热层的施工方法根据资料1P17,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;根据资料2P42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。1.5.2外墙结构材料的选择计算(1)外墙结构外砖墙采用37Omm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外土回结构不息图根据资料1P117表11查得各层材料的导热率及蓄热系数:1-20厚020水泥砂浆抹面：1=0.93W/(m),蓄热系数Si=IO35W/(m2)；2-370厚砖墙：2=0.81W/(m),S2=9.65W/(m2)；3-20厚1:20水泥砂浆找平：3=0.93W/(m),S3=IO.35W/(m2)；4-9mm厚二毡三油隔汽层：热阻R4=O.041W(m2.)；5-硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层：5=0.031W(m),S5=O.28W(m2)；6-9mm厚二毡三油隔汽层：热阻R6=O.041W(m2.)；7-120厚砖内衬墙：7=0.81W(m),S7=9.65W(m2)；8-20厚1:20水泥砂浆抹面：3=0.93W/(m),S3=IO.35W/(m2)o(2)确定外墙隔热材料的厚度d=4&-(+÷C4+/?6+÷-÷)a4A24ajw-库房围护结构外表面传热系数W(m2oC);Qn库房围护结构内表面传热系数W(m2)；d一围护结构各层材料的厚度(m)；入一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11)2/W；R。一围护结构总热阻Mc/w；根据资料1表4.4.6查得Qw=23W(11)2°C),CI产18W(m2)o根据资料lB0.1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,根据资料表B.0.1-1查得温差修正系数a=l.10,则室内外温差aZt=LlX(26.1-0)=28.71,查表B.0.1-2,面积热流量取10Wm2,得热阻：表L871m2/Wo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=0.063X1.25=0.08m,取整得d=100mmo(3)计算外墙热惰性指标由资料1第4.4.8条:D=RS、+/?252+(2-3)式中D围护结构热惰性指标；Ri,R2各层材料的热阻IMc/w；Si,S2-各层材料的蓄热系数W(m2)o其中r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(2-4)式中Rmin一围护结构最小总热阻m2°CW;tg-围护结构高温侧的气温（°C）；（见资料第3.0.6条）td围护结构低温侧的气温（）；t围护结构高温侧空气露点温度（°C）；通过夏季室外空气调节日平均温度和计算相对温度查i-d图即可得露点温度。Rw围护结构外表面换热热阻m2/W；（见资料1第4.4.6条）b热阻修正系数围护结构热惰性指标DW4时：b=1.2其它围护结构：b=1.0tg=26.C,td=O,t=21.C,Rw=0.043m2/W,b=1.0o代入上式，得Rmin=O.23#C"<Ro符合不结露要求。KF(2-5)式中Ko围护结构的传热系数W/rrf.C;ZR围护结构总热阻m2oCWoYr=-L+-+-。卬4a,(2-6)将各个参数代入公式(2-6),得Zr=4.076m2C/W,代入公式(2-5),得外墙的传热系数：/c0=0.25Wm2Co1.5.3库房地坪结构材料的选择计算(1)地坪结构高温冷藏库由于由于库内温度较高(0),根本不存在地基冻胀的问题，因此可按一般建筑物处理，但仍需设置隔热和防潮层，根据资料2确定出地坪的构造，如图2-3所JO3图2-3地坪结构ZF意图根据资料14.4.1第5条规定：地面、楼面采用隔热材料，其抗压强度应不小于O.25MPao再从导热率和经济角度考虑，采用导热率小，价格相对便宜且承压能力足够的隔热材料，故地面可采用泡沫混凝土(沥青铺砌)。根据资料1P117表11查得各层材料的导热率及蓄热系数：180厚钢筋混凝土粘结层随捣随抹平：=0.1.55W(m),蓄热系数S尸14.94W/(m2)；2-20厚1:20水泥砂浆护毡层:2=0.93W(m),S2=IO.35W/(m2)；3-9mm厚二毡三油防潮隔汽层：热阻R3=O.041W/(m2.)；4一-泡沫混凝土隔热层：4=0.128W(m),S5=1.33W(m2)；5-9mm厚二毡三油隔汽层：热阻R5=O.041W(m2.)；6-100厚素混凝土垫层，刷冷底子油一道：入6=1.51W(m),S7=13.36W(m2)；7素土夯实。(2)确定地坪隔热材料的厚度根据资料1表4.4.6,直接铺设在土壤上面的Qw可以不计，即1111=18W(m2)W=OW(m2°C)o根据资料14.4.11条，地面总热阻Ro=3.18m2°CWo将各层材料的入、d和R及以上参数代入公式(2-2),得到隔热层材料厚度d=0.372m,考虑富裕量，取整：d=400mmo(3)计算地坪结构热惰性指标将地坪各层材料的参数代入公式(2-3)得到地坪结构的热惰性指标D=6.11>4将地坪各层材料的参数代入公式(2-6),得ZR=3385m2CW,代入公式(2-5),得外墙的传热系数：K。=二=0.303.385Wm2.oCo1.5.4 库房屋面料的选择计算(1)屋面结构冷藏库屋面除了防止风、雨、雪、对库内的侵袭外，还要具备绝热的功能。一种是阁楼式绝热屋面，这种做法对热工方面的要求比较高，本设计中不采用；另一种是整体式绝热屋面，它是将屋面防水构造与绝热层的隔汽构造结合起来，有如普通的保温屋面构造，屋面设置架空通风层，这样能使屋面油毡温度大为降低，减少库房的冷耗和屋顶板的伸缩开裂，防止油毡老化。屋面的构造采用下贴法。其做法是在钢筋混凝土屋面板底面粘贴绝热层，该做法具有以下优点：屋面油毡和现浇钢筋混凝土屋面板共同组成防水隔汽层，所以它的蒸汽渗透阻较大，对保护绝热材料的干燥很有利；屋盖的绝热层与外墙的绝热层易连成整体，避免冷桥；如绝热材料损坏，也便于检查，翻修绝热层时，不影响屋盖上部构造，在更换屋面防水油毡时亦不致影响绝热。图2-4下贴法屋面结构示意图根据资料1P117表11查得各层材料的导热率及蓄热系数：1一一架空通风层；25.5mm厚一毡二油防水层：热阻R2=O.026W/(m2.)；3-20厚1:20水泥砂浆抹面层:3=0.93W/(m),S3=IO.35W/(m2)；4-100mm厚钢筋混凝土屋盖：4=l.550W(m),S4=14.94W(m2)；5-9mm厚二毡三油隔汽层：热阻R5=O.041W(m2.)；6-硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层：7=0.031W(moC),S7=O.28W/(m2)；7-9mm厚二毡三油隔汽层：热阻R7=O.041W(m2.)；8-20厚1:20水泥砂浆抹面：3=0.93W/(m),S3=IO.35W(m2oOo(2)确定屋面隔热材料的厚度根据资料表B.0.1-2查得楼面总热阻Ro=I.871m2,根据资料1表4.4.6查得w=23W(112),n=12W/(m2)o将各层材料的入、d和R及以上参数代入公式(2-2),得到隔热层材料厚度d=0.87m,考虑富裕量，取整：d=150mmo(3)计算屋面结构热惰性指标将地坪各层材料的参数代入公式(2-3)得到地坪结构的热惰性指标D=4.1>4(4)计算屋面结构最小传热热阻由于屋面与外墙都是外围护结构，所以最小传热热阻相同,即Rmin=O.23m2/W<Ro=1.871m2/W,符合不结露要求。(5)计算屋面传热系数将屋面各层材料的参数代入公式(2-6),得ZA=4.690Hi?CW,代入公式(2-5),得屋顶的传热系数：K0=-A-=O.224.690Wm2.oCo1.5.5 库房内隔墙料的选择计算(1)内隔墙结构同温库内隔墙一般不设绝热层，但是本设计是高温果品冷藏库，分隔墙是相邻两个高温库的隔墙，进出冷库时，温度波动较大，其隔墙应做绝热处理，考虑到相邻库温波动可能较大，所以设置了双面隔汽层。内隔墙不应直接铺在地基土壤上，而应砌筑在绝热层上面的钢筋混凝土层上，否则就会有把墙基冻鼓抬起的可能。因此，内隔墙应该是非承重墙。结构如图2-5所示。图2-5内隔土回结构ZF忌图根据资料1P117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：=0.93W(m),SfIO.35W(m2)；2-9mm厚二毡三油隔汽层：热阻R2=O.041W(m2.)；3-硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层：3=0.031W/(m),S3=O.28W(m2)：4-20厚1:20水泥砂浆找平：4=0.93W/(m),S4=10.35W(m2)；5-240厚砖墙：5=0.81W(m),S5=9.65W(m2)；6-20厚1:20水泥砂浆找平：入6=0.93W/(m),S6=IO.35W(m2)7-硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层：7=0.031W(m),S7=O.28W(m2)；8-9mm厚二毡三油隔汽层：热阻R8=O.041W(m2.)；9-20厚1:20水泥砂浆抹面刷大白浆两道：9=0.93W/(m),S9=IO.35W(m2)o(2)确定屋面隔热材料的厚度根据资料1表B.0.2查得楼面总热阻Ro=I.OOm2,根据资料1表4.4.6查得QW=OW/(112),n=18W(m2)o将各层材料的入、d和R及以上参数代入公式(2-2),得到单侧隔热层材料厚度d=0.03m,考虑富裕量，取整：d=50mmo(3)计算屋面结构热惰性指标将地坪各层材料的参数代入公式(2-3)得到地坪结构的热惰性指标D=4.5>4(4)计算屋面结构最小传热热阻根据最小传热热阻公式(2-4)：G-tltg=10oC,td=0oC,t=7oC,Rw=0.056m2/W,b=1.0o代入上式，得Rmjn=喘*XO.O56=O.19m2/W<Ro,符合不结露要求。(5)计算屋面传热系数将屋面各层材料的参数代入公式(2-6),得ZR=Z188m2oCW,代入公式(2-5),得外墙的传热系数：Kq=-I-=Q.462.188Wm2.oCo1.6校核围护结构的蒸汽渗透组根据资料14.5.1条：围护结构两侧设计温差大于或等于5时，应在温度较高一侧设置隔汽层。由于在设置围护结构的绝热层时，考虑到延安地区在冬天时，室外温度有可能会低于库温，所以，在两侧都设置了隔汽层。在校核整齐渗透组时，选最不利一侧校核，即以室外侧为高温侧验算。根据资料14.5.2条，围护结构结构蒸汽渗透阻可按下式验算：H0L6×(Psw-Psn)(2-7)式中Ho一围护结构隔热层高温侧各层材料(隔热层以外)的蒸汽渗透阻之和(m2hPag);Psw一围护结构高温侧空气的水蒸气压力(Pa)；Psn一围护结构低温侧空气的水蒸气压力(Pa)。(2-8)一材料的蒸汽渗透系数g(mhPa)；&各层材料的厚度血H1一围护结构隔热层高温侧各层材料(隔热层以外)的蒸汽渗透阻(m2hPag)o1. 6.1外墙蒸汽渗透阻校核水泥砂浆抹面：/=9.ooXio_5g(mhPa),d=20mm;砖墙:z=1.05×io4g(mhPa),d=370mm;二毡三油:H=3013.08m2hPa/g水泥砂浆找平：/=9.(X)×o-5g(mhPa),d=20mm；将数据代入公式(2-8)得：Ho=6981.33m2hPa/g查焙湿图：Psw=2450Pa,Ps11=520Pa;代入公式(2-7)：1.6×(2450-520)=3088Pa<Hii=6981.33Hl2hPag,符合要求。1. 6.2屋面蒸汽渗透阻校核水泥砂浆：M=9.00-io"g(mhPa),d=20mm；钢筋混凝土：/=3×o5g(mhPa),d=100mm;二毡三油：H=3013.08m2hPa/g一毡二油：H=1639.86m2hPa/g将数据代入公式(2-8)得：Ho=82O8.5m2hPag查熔湿图：Psw=2450Pa,Ps11=520Pa;代入公式(2-7)：1.6×(2450-520)=3088Pa<H0=8208.5IH2hPag,符合要求。1.6.3 地面蒸汽渗透阻校核钢筋混凝±:4=3i(5g(mhPa),d=80mm;二毡三油:H=3013.08m2hPa/g将数据代入公式(2-8)得：Ho=5679.74m2hPa/g查焰湿图：Psw=2450Pa,Psn=520Pa;代入公式(2-7)：1.6×(2450-520)=3088Pa<Hq=5679.7411l2hPa/g,符合要求。1.6.4 内隔墙蒸汽渗透阻校核水泥砂浆：=9.00XK)Yg(mhPa),d=20mm;二毡三油:H=3013.08m2hPa/g将数据代入公式(2-8)得：Ho=3235.30m2hPa/g计算时，把邻库当空库计算。根据资料口6.L8条，空库保温温度按I(Te计算，查熔湿图：Psw=IlOOPa,Ps11=520Pa;代入公式(2-7)：1.6x(1100-520)=928尸"4=3235.30m2hPag,符合要求。