1、第5章冷庫5.1冷庫的分類、組成及容量確定 5.2冷庫的結構及建筑熱工 5.3冷庫熱負荷的計算 第5章冷庫5.1冷庫的分類、組成及容量確定 5.1冷庫的分類、組成及容量確定所謂冷庫,一般是指用各種設備制冷,人為控制和保持穩定低溫的設施。它的基本組成部分是制冷系統、電控裝置、有一定隔熱性能的庫房和附屬性建筑物等。冷庫主要用于食品的冷凍加工及冷藏。冷庫的墻壁、地板及平頂都敷設有一定厚度的隔熱保溫材料,以減少外界傳熱;為減少吸收太陽輻射能,冷庫外墻表面一般涂成白色或淺顏色。所以,冷庫建筑與一般工業民用建筑不同,有它獨特的結構。5.1冷庫的分類、組成及容量確定所謂冷庫,一般是冷庫建筑要防止水蒸氣的擴散

2、和空氣的滲透。室外空氣侵入時增加冷庫耗冷量,還帶入水分,水分凝結引起隔熱結構受潮、凍結甚至損壞,所以要設置防潮隔熱層使冷庫具有良好的密封性和防潮隔氣性。冷庫的地基受低溫的影響,土壤中的水分易被凍結,土壤凍結后體積膨脹,會引起地面破裂及整個建筑結構變形。為此,低溫冷庫地坪除要有有效的隔熱層外,隔熱層下還必須進行處理,以防止土壤凍結。冷庫的樓板要堆放大量的貨物,又要通行各種裝卸運輸機械設備,平頂上還設有制冷設備或管道。因此,它的結構應具有較大的承載力。 冷庫建筑要防止水蒸氣的擴散和空氣的滲透。室外空氣侵入時增低溫環境中,特別是在周期性凍結和融解循環過程中,建筑結構易受破壞。因此,冷庫的建筑材料和冷

3、庫的各部分構造要有足夠的抗凍性能。總的來說,冷庫建筑是以其嚴格的隔熱性、密封性、防潮隔氣性、堅固性和抗凍性來保證建筑物的質量的。 低溫環境中,特別是在周期性凍結和融解循環過程中,建筑結構5.1.1冷庫的分類1.按照結構形式分類1)土建冷庫土建冷庫是目前建造較多的一種冷庫,可建成單層或多層。其建筑物的主體一般為鋼筋混凝土框架結構或者磚混結構。土建冷庫的圍護結構屬于重體性結構,熱惰性較大,室外空氣溫度的晝夜波動和圍護結構外表面受太陽輻射引起的晝夜溫度波動,在圍護結構中衰減較大,故圍護結構內表面溫度波動較小,庫溫也就易于穩定。 5.1.1冷庫的分類1.按照結構形式分類1)土2)組合板式冷庫組合板式冷

4、庫為單層形式,庫板為鋼框架輕質預制隔熱板裝配結構,其承重構件多采用薄壁型鋼材制作。庫板的內、外面板均用彩色鋼板(基材為鍍鋅鋼板),庫板的芯材為發泡硬質聚氨酯或粘貼聚苯乙烯泡沫板。由于除地面外,所有構件均是按統一標準在專業工廠成套預制并在工地現場組裝的,因此施工進度快,建設周期短。2)組合板式冷庫組合板式冷庫為單層形式,庫板為鋼框3)覆土冷庫覆土冷庫又稱土窯洞冷庫,其洞體多為拱形結構,有單洞體式,也有連續拱式。覆土冷庫一般為磚石砌體,并以一定厚度的黃土覆蓋層作為隔熱層。用作低溫的覆土冷庫,其洞體的基礎應處在不易凍脹的砂石層或者基巖上。由于覆土冷庫具有因地制宜、就地取材、施工簡單、造價較低、堅固耐

5、用等優點,因此在我國西北地區得到了較大的發展。 3)覆土冷庫覆土冷庫又稱土窯洞冷庫,其洞體多為拱形4)山洞冷庫山洞冷庫一般建造在石質較為堅硬且整體性好的巖層內,其洞體內側一般作襯砌或噴錨處理,洞體的巖層覆蓋厚度一般不小于20mm。這類冷庫連續使用時間愈長,其隔熱效果愈佳,熱穩定性能愈好。 4)山洞冷庫山洞冷庫一般建造在石質較為堅硬且整體性2.按照容量和規模分類具體的冷庫容量規模劃分沒有一個非常統一的說明,一般冷庫分為大、中、小型冷庫。大型冷庫的冷藏容量在10000噸以上,生產性冷庫的凍結能力在120160t/d范圍內,分配性冷庫的凍結能力在4080t/d范圍內;中型冷庫的冷藏容量在100010

6、000t,生產性冷庫的凍結能力在40120t/d范圍內,分配性冷庫的凍結能力在2060t/d范圍內;小型冷庫的冷藏容量在1000t以下,生產性冷庫的凍結能力在2040t/d范圍內,分配性冷庫的凍結能力在20t/d以下。 2.按照容量和規模分類具體的冷庫容量規模劃分沒有一3.按照設計溫度分類冷庫按照設計溫度可分為高溫、中溫、低溫和超低溫冷庫,也可分為冷藏冷庫和速凍冷庫。一般高溫冷庫的設計溫度在-28之間;中溫冷庫的設計溫度在-23-10;低溫冷庫的設計溫度一般在-30-23;超低溫冷庫的設計溫度一般為-80-30。冷藏冷庫即冷卻或凍結后食品的儲藏庫。它把不同溫度的冷卻食品和凍結食品在不同溫度的冷

7、藏間和凍結間內作短期或長期的儲存,通常冷卻食品的冷藏間保持庫溫24,主要用于儲存果、蔬、乳、蛋等食品;凍結食品的冷藏間的保持庫溫為-25-18,用于儲存肉、魚及家禽肉等。速凍冷庫又叫隧道冷庫、速凍隧道冷庫,用于食品快速凍結。 3.按照設計溫度分類冷庫按照設計溫度可分為高溫、中4.按照使用性質分類1)生產性冷庫生產性冷庫主要建設在距貨源產地較近或貨源集中的地區,以減少長途調運成本。該冷庫應配有相應的屠宰車間,應具有凍結能力。2)分配性冷庫分配性冷庫一般建設在城市或工礦消費區,專門貯藏經過冷凍加工的貨物,以調節淡旺季,保證市場供應,必要時也可附設小型屠宰加工及凍結車間。 4.按照使用性質分類1)生

8、產性冷庫生產性冷庫3)零售性冷庫零售性冷庫一般建在工礦企業或城市大型副食品店和菜場內,供臨時儲存零售食品之用,其特點是庫容量小、儲存期短,庫溫隨使用要求不同而異。該冷庫在庫體結構上大多采用裝配式組合冷庫。 3)零售性冷庫零售性冷庫一般建在工礦企業或城市大型5.按照冷庫制冷設備選用工質分類1)氨冷庫氨冷庫制冷系統使用氨作為制冷劑。2)氟利昂冷庫氟利昂冷庫制冷系統使用氟利昂作為制冷劑。 5.按照冷庫制冷設備選用工質分類1)氨冷庫氨6.按照使用結構材料及檔次分類冷庫按照使用結構材料及檔次可分為高檔冷庫、低檔冷庫、玻璃鋼冷庫、彩鋼冷庫、不銹鋼冷庫。 7.按照使用儲藏特點分類1)超市冷庫超市冷庫是用來儲

9、藏零售食品的小型冷庫。2)恒溫冷庫恒溫冷庫是對儲藏物品的溫度、濕度有精確要求的冷庫。 6.按照使用結構材料及檔次分類冷庫按照使用結構材料3)氣調冷庫氣調冷庫是目前國內外較為先進的果蔬保鮮冷庫。它既能調節庫內的溫度、濕度,又能控制庫內的氧氣、二氧化碳等氣體的含量,使庫內果蔬處于休眠狀態,出庫后仍保持原有品質。所謂氣調保鮮,就是通過氣體調節方法達到保鮮的效果。氣體調節就是將空氣中的氧氣濃度由21降到35,即氣調冷庫是在高溫冷庫的基礎上,加上一套氣調系統,利用溫度和控制氧含量兩個方面的共同作用,以達到抑制果蔬呼吸狀態的目的。 3)氣調冷庫氣調冷庫是目前國內外較為先進的果蔬保鮮8.按照儲藏物品分類冷庫

10、按照儲藏物品的不同可分為藥品冷庫、食品冷庫、水果冷庫、蔬菜冷庫等。 8.按照儲藏物品分類冷庫按照儲藏物品的不同可分為藥5.1.2冷庫的組成1.主庫體1)冷卻間冷卻間用于對冷庫冷藏或需先經預冷后凍結(指采用二次凍結工藝)的常溫食品進行冷卻或者預冷,是用來對食品進行冷卻加工的冷庫房。水果、蔬菜在進行冷藏前,為除去田熱,防止某些生理病害,應及時逐步降溫冷卻。冷卻冷庫的室溫為-20,當食品達到冷卻要求的溫度后即可轉入冷藏冷庫。當果蔬、鮮蛋的一次進貨量小于冷藏間容量的5%時,也可不經冷卻而直接進入冷藏冷庫。 5.1.2冷庫的組成1.主庫體1)冷卻間2)凍結間把需長期儲藏的食品由常溫或冷卻狀態迅速降至-1

11、5-18的凍結狀態,達到凍結終溫的食品稱為“凍結物”。凍結間是借助冷風機或專用凍結裝置用以凍結食品的冷庫房,它的室溫為-30-23(國外有采用-40或更低溫度的)。凍結冷庫也可移出主庫體而單獨建造。3)再凍間再凍間設于分配性冷庫中,供外地調入凍結食品中品溫超過-8C的部分在入冷庫前再凍之用。再凍間分配設備的選用與凍結間相同。 2)凍結間把需長期儲藏的食品由常溫或冷卻狀態迅速降4)冷卻物冷藏間這種冷藏冷庫稱高溫冷藏間,室溫為-24,相對濕度為85%95%,因儲藏食品的不同而異。它主要用于儲藏經過冷卻的鮮蛋、果蔬。由于果蔬在冷藏冷庫的儲藏中仍有呼吸作用,冷庫內除保持合適的溫、濕度條件外,還要引進適

12、量的新鮮空氣,如在冷藏冷庫中儲藏冷卻肉,儲藏時間不宜超過1420天。5)凍結物冷藏間凍結物冷藏間又稱低溫冷藏冷庫,室溫在-25-18,相對濕度為95%98%,用于較長期地儲藏凍結食品。國外有的凍結物冷藏間溫度有降至-30-28的趨勢。 4)冷卻物冷藏間這種冷藏冷庫稱高溫冷藏間,室溫為-6)氣調保鮮間氣調保鮮間主要是針對水果蔬菜的儲藏而言。果蔬采收后,仍然保持著旺盛的生命活動能力,呼吸作用就是這些生命活動最明顯的表現。在一定范圍內,溫度越高,呼吸作用越強,衰老越快,所以多年來生產上一直采用冷庫降溫的辦法來延長果蔬的儲藏期。6)氣調保鮮間氣調保鮮間主要是針對水果蔬菜的儲藏而7)制冰冷庫間制冰冷庫間

13、又稱貯冰間,用以貯存人造冰,解決需冰旺季與制冰能力不足的矛盾。它的位置宜靠近設備間,水產冷庫常把它設于多層冷庫的頂層,以便于冰塊的輸出。制冰冷庫間宜有較好的采光和通風條件,要考慮到冰塊入冷庫或輸出的方便,室內高度要考慮到提冰設備運行的方便,并要求排水暢通,以免室內積水和過分潮濕。冷庫的溫度和相對濕度應根據各類食品冷加工或冷藏工藝要求而定。 7)制冰冷庫間制冰冷庫間又稱貯冰間,用以貯存人造冰2.其他生產設施其他生產設施主要是指與冷庫主體建筑有著密切聯系的生產用房。1)制冷機房制冷機房是用于安裝制冷機設備的機房,一般要設兩個或兩個以上的出入口,門是外開式的。2)變配電間變配電間包括變壓器間和高、低

14、壓配電間。 2.其他生產設施其他生產設施主要是指與冷庫主體建筑3)穿堂穿堂是食品進出冷庫的通道,并起到溝通各冷庫冷間,便于裝卸周轉的作用。庫內穿堂有低溫和中溫穿堂兩種,分屬低、高溫冷庫房使用。目前冷庫中較多采用庫外常溫穿堂,將穿堂布置在常溫環境中,通風條件好,改善了工人的操作條件,也能延長穿堂的使用年限。常溫穿堂的建筑結構一般與冷庫結構分開。4)水泵房為了節約用水,冷庫多采用循環冷卻水,沖霜用水也予以回收利用,故一般專設水泵房,用來安裝冷卻水水泵和沖霜水水泵。 3)穿堂穿堂是食品進出冷庫的通道,并起到溝通各冷庫5)挑選整理包裝間挑選整理包裝間主要用于食品在進、出庫前的挑選、分級、整理、過磅和包

15、裝等。6)裝卸站臺裝卸站臺供裝卸貨物用,分公路站臺和鐵路站臺兩種。公路站臺高出回車場地1.01.2m,鐵路站臺高出鋼軌面1.1m。 5)挑選整理包裝間挑選整理包裝間主要用于食品在進、7)生產輔助用房生產輔助用房主要有生產管理人員的辦公室或管理室,生產人員的工間休息室和更衣室以及衛生車間。冷庫的構成隨生產性質、建設規模、所貯藏的食品品種及對生產加工工藝的要求不同而有所區別。對于冷庫庫板的選擇,用戶可以根據計劃及經濟投入的大小來選擇冷庫庫板的材質。通常有下列品種:雙面不銹鋼庫板;一面不銹鋼,一面彩鋼庫板;雙面彩鋼庫板;一面彩鋼,一面壓花鋁庫板;一面彩鋼,一面玻璃鋼庫板;雙面玻璃鋼庫板;雙面壓花鋁庫

16、板;彩鋼聚苯庫板;聚氨脂庫板等。7)生產輔助用房生產輔助用房主要有生產管理人員的辦冷庫庫體主要由各種隔熱板組即隔熱壁板(墻體)、頂板(天井板)、底板、門、支承板及底座等組成。它們是通過特殊結構的子母鉤拼接、固定,以保證冷庫良好的隔熱、氣密性。冷庫的庫門除能靈活開啟外,更應關閉嚴密,使用可靠。室內裝配式冷庫的隔熱板均為夾層板料,即由內面板、外面板和硬質聚氨酯或聚苯乙烯泡沫塑料等隔熱芯材組成。隔熱夾層板的面板應有足夠的機械強度和耐腐蝕性,應符合隔熱的要求,夾層板應平整(平面度小于0.002),尺寸應準確(允許偏差為1mm),隔熱層與內外面板粘結應均勻牢固。 冷庫庫體主要由各種隔熱板組即隔熱壁板(墻

17、體)、頂板(天井5.1.3冷庫的冷加工能力和冷間容量1.冷加工能力冷庫冷加工能力主要根據冷庫冷加工形式和冷加工的時間來具體確定。對于不同的冷卻間,其冷加工能力根據以下方式計算。對于吊掛式冷卻間、凍結間,其吊軌的軌距與軌面高度,均應根據吊掛產品及運載工具的實際尺寸、通風要求及必要的操作空間而定。一般吊豬白條肉的軌距,人力推動為750850mm;機械推動為9001000mm,其軌面高度為23002500mm。對于魚蝦類吊車,其軌距和軌面高度分別為10001100mm和21002300mm(人力推動)。吊牛羊肉的軌道,可根據其體形大小和推動方式,確定其軌距和地面高度。 5.1.3冷庫的冷加工能力和冷

18、間容量1.冷加工能力吊掛式冷卻、凍結間的生產能力可按下式計算: (51) 式中:G冷卻間、凍結間每日冷加工能力(t);l吊軌有效總長度(m);g吊軌單位長度凈載貨量(kgm);n每日冷卻或凍結的周轉次數;t冷卻或凍結一周轉的時間(h);24每日小時數;1000一噸換算成公斤的數值。 吊掛式冷卻、凍結間的生產能力可按下式計算: (51) 吊軌單位長度凈載貨量(g)應按下列規定取值:肉類:人工推動g200230kgm;機械傳動g170210kgm;魚:15公斤鐵盤裝g400kgm;20公斤鐵盤裝g540kgm;蝦:g270kgm。吊軌的軌距及軌面高度應按吊掛食品和運載工具的實際尺寸、通風間距及必要

19、的操作空間確定,一般可按上述情況選取。 吊軌單位長度凈載貨量(g)應按下列規定取值:肉類:對于設有排管擱架的凍結間,其冷加工能力應按下式計算: (52) 式中:G凍結間每日的冷加工能力(t);n擱架利用系數;F擱架各層水平面積之和(不包括彎頭部分)(m2);f每件(盤、聽或箱)凍結食品容器所占面積(m2);g每件食品凈重(kg);t冷卻或凍結一周轉的時間(h);24每日小時數;1000一噸換算成公斤的數值。 對于設有排管擱架的凍結間,其冷加工能力應按下式計算: (對于擱架利用系數(n)可按下列規定采用:凍盤裝食品n0.850.90;凍聽裝食品n0.700.75;凍箱裝食品n0.700.85。

20、對于擱架利用系數(n)可按下列規定采用:凍盤裝食品n02.冷間容量計算冷庫的冷卻物冷藏間和相應的凍結物冷藏間的容量總和,稱為該冷庫的總容量。冷庫的容量有三種表示方法:公稱體積,為冷藏間或冷庫的凈面積(不扣除柱、門斗和制冷設備所占用的面積)乘以房間凈高而得;計算噸位,以代表性食品的計算密度(見表51)、冷間的公稱體積及其體積利用系數(見表52)計算而得;實際噸位,按實際堆貨的情況計算而得。 2.冷間容量計算冷庫的冷卻物冷藏間和相應的凍結物冷表51常見食品計算密度 表51常見食品計算密度 表52冷藏間和冷凍間的體積利用系數選擇 表52冷藏間和冷凍間的體積利用系數選擇 公稱體積是較為科學、與國際接軌

21、的方法;計算噸位是國內常見的方法;實際噸位是具體貯藏的計算方法。下面介紹后兩種計算方法。(1)冷庫計算噸位可按下式計算: (53) 式中:G冷庫計算噸位(t);V冷藏間、貯冰間的公稱體積(m3);食品的計算密度(kgm3);冷藏間、貯冰間的體積利用系數。 公稱體積是較為科學、與國際接軌的方法;計算噸(2)按照實際庫存體積計算冷庫實際噸位: (54) 式中:G冷庫實際噸位(t);V冷藏間、貯冰間的實際堆貨體積(m3);食品的計算密度(kg/m3)。 (2)按照實際庫存體積計算冷庫實際噸位: (54) 式(3)按貨架存放托盤數計算冷庫實際噸位: (55) 式中:G冷庫實際噸位(t);a每層貨架的托

22、盤數;n貸架層數;g每托盤食品的凈質量(kg)。 (3)按貨架存放托盤數計算冷庫實際噸位: (55) 式5.1.4冷庫各冷間制冷溫度的一般要求 表53食品冷庫各冷間制冷溫度的一般要求 5.1.4冷庫各冷間制冷溫度的一般要求 表53食品冷庫制冷空調自動-課件制冷空調自動-課件5.2冷庫的結構及建筑熱工5.2.1冷庫的結構冷庫要為食品冷卻、冷凍、儲存創造必要的溫度、濕度、衛生等條件,在食品冷藏鏈中起著重要的作用。冷庫應有合理的結構、良好的隔熱,以保證食品的儲存質量;冷庫隔熱結構的防潮以及地坪防凍,可以保證冷庫長期可靠地使用;冷庫的清潔、殺菌以及通風換氣,保證了食品存儲地的衛生品質。冷庫主要由圍護結

23、構和承重結構組成。圍護結構應有良好的隔熱、防潮作用,還能承受庫外風雨的侵襲。承重結構則起抗震,支承外界風力、積雪、自重、貨物及裝卸設備重量的作用。土建冷庫的基本結構如圖51所示。 5.2冷庫的結構及建筑熱工5.2.1冷庫的結構圖51土建冷庫的基本結構 圖51土建冷庫的基本結構 1.冷庫地基與基礎冷庫地基應有較大的承載能力。地基應穩定,并不受地面、地下水的影響和低溫凍脹,地基表面應與冷庫載荷合力垂直。冷庫地基通常有天然地基和人工地基兩大類。天然地基具有足夠的強度,不需人工加固,有足夠的厚度且穩定。人工地基用人工方法來提高承載能力,如土壤加固法,打樁法或以砂、石、混凝土等替換土壤而形成基礎墊層。冷

24、庫基礎應有良好的抗潮濕、防凍性,應有足夠的強度以承受冷庫的載重和地基的反力,并使冷庫載重均勻地傳到地基上,以免冷庫建筑產生不均勻沉降、裂縫、傾斜。一般冷庫采用柱基礎較多,柱基礎有單獨基礎、條形基礎、板式基礎和箱型基礎等形式。 1.冷庫地基與基礎冷庫地基應有較大的承載能力。地基2.柱和梁柱是冷庫的主要承重構件。為滿足強度的要求,普遍采用鋼筋混凝土柱。冷庫一般不用磚柱。冷庫的柱子要少,柱網跨度要大,盡量采用小截面以少占空間。冷庫的柱網大多采用6m6m,大型冷庫的柱網可采用12m6m或18m6m。1000t以上的單層冷庫庫內凈高一般不小于6m,1000t以下的單層冷庫不小于4.8m;多層冷庫不小于4

25、m。冷庫采用的梁有樓板梁、田梁、基礎梁、過梁等形式。有些梁可以預制,也可現場澆制。2.柱和梁柱是冷庫的主要承重構件。為滿足強度的要求3.冷庫墻體冷庫墻體是冷庫建筑的主要組成部分。冷庫外墻除隔絕風、雨侵襲,防止外溫變化和太陽輻射影響外,還應有較好的隔熱、防潮性能。冷庫外墻由圍護墻體、防潮隔氣層、隔熱層和內保護層等組成。圍護墻體有磚墻、預制混凝土墻和現澆鋼筋混凝土墻等,一般采用熱惰性大、延遲時間長的磚墻為多,其墻厚在240370mm。為增強墻體穩定性,除設錨系梁外,可設不承載的磚垛。外墻面可用12水泥沙漿抹面。冷庫防潮隔氣層為油氈。隔熱層可用塊狀、板狀或松散隔熱材料,如軟木、泡沫塑料、礦渣棉等。冷

26、庫內保護層多為插板墻或20mm厚的12鋼絲網水泥砂漿抹面。3.冷庫墻體冷庫墻體是冷庫建筑的主要組成部分。冷庫另外,在分間冷庫中,設有冷庫內墻,把各冷間隔開。冷庫內墻有隔熱、不隔熱兩種。不隔熱的內墻用于兩個相鄰冷間溫差小于5的場合,一般采用240mm或120mm厚的磚墻,兩面水泥砂漿抹面(不隔熱內墻不得破壞吊頂隔熱)。隔熱內墻多采用塊狀泡沫混凝土作襯墻、再做隔熱和防潮,以水泥砂漿抹平,并應注意隔熱的連續性。隔熱內墻的防潮隔氣層多做在墻壁熱側,亦可兩側均做。 另外,在分間冷庫中,設有冷庫內墻,把各冷間隔開。冷庫內墻4.屋蓋屋蓋是冷庫的水平外圍結構。它應滿足防水、防火和經久堅固的要求,屋面排水狀況良

27、好,滿足隔熱要求,造型應美觀,另外結構上應考慮溫度應力變化的影響。冷庫屋蓋一般由護面層、結構層、隔熱層和防潮層等組成,如圖52所示。冷庫屋蓋隔熱結構有坡頂式、整體式、閣樓式3種。閣樓式隔熱屋蓋又有通風式、封閉式和混合式?；旌鲜介w樓設玻璃窗,平時關閉,必要時開啟,以實現通風換氣。 4.屋蓋屋蓋是冷庫的水平外圍結構。它應滿足防水、防圖52冷庫屋蓋結構 圖52冷庫屋蓋結構 5.2.2冷庫的隔熱和防潮冷庫隔熱對維持庫內溫度的穩定、降低冷庫熱負荷、節約能耗及保證食品冷藏儲存質量有著重要作用,故冷庫墻體、地板、屋蓋及樓板均應作隔熱處理。冷庫由于內外空氣溫差較大,則必然形成與溫度差相應的水蒸氣分壓之差,進而

28、形成水蒸氣從分壓力較高的高溫側通過圍護結構向分壓力較低的冷庫內滲透,造成隔熱結構的破壞,隔熱性能下降等不利影響。冷庫隔熱防潮結構,是指冷庫外部圍護結構的建筑部分和隔熱防潮層的組合。冷庫建筑的功能、存量、自然條件等不同,其隔熱防潮結構也不一樣。一般可分為土建式冷庫的隔熱防潮和裝配式冷庫的隔熱防潮。冷庫的隔熱結構除具有良好的隔熱、防潮性能外,還應有一定的強度,有較大的承載能力。隔熱層內應避免產生“冷橋”。 5.2.2冷庫的隔熱和防潮冷庫隔熱對維持庫內溫度的穩圖53土建式冷庫隔熱防潮層 圖53土建式冷庫隔熱防潮層 (1)軟木。常用的軟木又稱碳化軟木,為板、管、殼等形的制品。碳化軟木導熱系數小,抗壓強

29、度大,無毒,施工方便,可用于冷庫隔墻、地面、樓板、管道等的隔熱,但價格較高,且容易產生蟲蛀、鼠咬和霉爛受潮。(2)玻璃棉。玻璃棉導熱系數小,不易燃燒,抗凍性好。(3)聚苯乙烯泡沫塑料。自熄性的聚苯乙烯泡沫塑料有著良好的隔熱性能,但遇有明火或受熱易產生對人體有害的氣體,故一般不推薦使用。 (1)軟木。常用的軟木又稱碳化軟木,為板、管、殼等(4)聚氨酯泡沫塑料。該類型隔熱材料可預制成各種厚度或直徑的板料或管殼,用于冷庫墻體、地板、屋蓋隔熱及表面直接噴涂或灌注發泡成型,使用方便。聚氨酯泡沫塑料導熱系數小,吸水率低,耐低溫和自熄性好,是冷庫隔熱中選用較多的材料。冷庫設計隔熱防潮層應符合下面幾種情況:砌

30、磚外墻外側應作水泥沙漿抹面,外墻體隔熱防潮層應與地面和層蓋隔熱防潮層良好地搭接。冷卻間與凍結間隔墻隔熱層兩側宜設防潮隔氣層;隔墻的隔熱層底部應作防潮處理;所有隔熱防潮層鋪設時均應顧及冷庫其他隔熱結構防潮隔氣層的連續性。 (4)聚氨酯泡沫塑料。該類型隔熱材料可預制成各種厚冷庫常用隔熱防潮層的防潮隔氣材料有石油瀝青、油氈、瀝青防水塑料和聚乙烯塑料薄膜等。其中石油瀝青的防水蒸氣性能好,又有一定彈性,抗低溫,防潮、隔氣性能穩定,若與油氈結合使用,能達到良好的防潮、隔氣效果。塑料薄膜的透氣性好、吸水性低、機械強度大、柔軟性好,但耐老化、耐低溫性能差。目前多數冷庫仍以瀝青、油氈作防潮、隔氣材料。 冷庫常用

31、隔熱防潮層的防潮隔氣材料有石油瀝青、油氈、瀝青防5.2.3冷庫地坪結構的防凍處理土建式冷庫建筑在地面上,由于地基深處與地表的溫度梯度而形成熱流,造成地下水蒸氣向冷庫基礎滲透。當冷庫地坪溫度降到0以下時,會導致地坪凍脹,毀壞冷庫地坪。冷庫地坪防凍脹的方法有地坪架空、地坪隔熱層下部埋設通風管道或對地坪預熱等。小型冷庫多采用預制梁把地坪架空,如圖54所示。架空式地坪防凍,其進、出風口高于室外地面應不小于150mm,并在進、出口設置氣流網柵。在采暖地區的架空式地坪進、出口,還應增設保溫的啟閉裝置。架空層進風口宜面向當地夏季最大頻率風向。圖55所示為地坪下設通風管進行自然或機械通風的架空式地坪防凍脹結構

32、。 5.2.3冷庫地坪結構的防凍處理土建式冷庫建筑在地面圖54架空式地坪防凍脹結構圖 圖54架空式地坪防凍脹結構圖 圖55設有通風管道的架空式地坪防凍脹結構圖 圖55設有通風管道的架空式地坪防凍脹結構圖 另外,當采用預熱式地坪防凍脹時,其機械送風溫度取10,熱液溫度15,排風或回液取5。通風水泥管宜取250300mm,無縫鋼管取3857mm。載熱液體須經過濾后送入。加熱管應設在地坪隔熱層下的混凝土墊層內,并采用鋼筋網將加熱管固定。金屬加熱管須采用焊接連接,混凝土施工前應作表面校漏試驗,實驗壓力為0.6MPa,時間為24h。 另外,當采用預熱式地坪防凍脹時,其機械送風溫度取10,5.2.4冷庫圍

33、護結構隔熱層的計算冷庫圍護結構隔熱層的主要指標是總傳熱系數K或傳熱熱阻R。冷庫一般為多層結構,總傳熱系數取決于圍護結構兩側表面的換熱系數、各層材料的熱導率及其厚度?；居嬎惴椒ㄊ前磦鳠釋W中多層平壁傳熱系數公式進行計算。在給定的條件下,圍護結構的熱流量1,按式(56)進行計算: (56) 式中:K圍護結構的傳熱系數(W/(m2K);A圍護結構的傳熱面積(m2);圍護結構兩側溫差修正系數,可近似取=1.11.3;tn、tw圍護結構內、外側計算溫度(),分別見表54和表211。 5.2.4冷庫圍護結構隔熱層的計算冷庫圍護結構隔熱層表54冷間設計溫度和相對濕度 表54冷間設計溫度和相對濕度 冷庫維護結

34、構的總傳熱系數基本計算公式為 (57) 式中:w圍護結構外側表面傳熱系數(W/(m2K),一般無防風設施的屋面外墻取23,有頂棚閣樓或有緊鄰建筑外墻取12,近地面下通風架空層表面取8;n圍護結構內側表面傳熱系數(W/(m2K),一般高中溫冷間吹風冷卻取1829,低溫冷間吹風冷卻取12,低溫間自然對流冷卻取8; 冷庫維護結構的總傳熱系數基本計算公式為 (57) 式中:各層隔熱材料的熱導率(W/(mK),一般應用中應乘以修正系數,如軟木取1.2,聚氨酯和聚苯乙烯泡沫塑料取1.21.4,膨脹珠巖、爐渣、玻璃棉等取1.61.8;圍護結構各層的厚度(m)。在粗略計算冷庫傳熱系數時,可以對圍護結構中的非隔

35、熱材料和內、外表面的熱阻忽略不計,則圍護結構的總傳熱系數為 對單一隔熱材料組成的維護結構,其傳熱系數為 各層隔熱材料的熱導率(W/(mK),一般應用中冷庫圍護結構的傳熱系數直接反映了冷庫的隔熱性能,它是冷庫熱負荷計算的基本參數。傳熱系數K的倒數稱做冷庫圍護結構的傳熱熱阻,以符號R表示,單位為m2KW。實際上傳熱系數K表示圍護結構傳遞熱量的能力,傳熱熱阻R表示圍護結構阻止熱流通過的能力。圍護結構的熱阻越大,外界傳入冷庫內的熱量就越少。由于冷庫圍護結構熱阻R計算的復雜性,工程上一個簡便的方法是,規定用冷庫圍護結構單位表面積傳入熱量控制指標q來確定R值,即 冷庫圍護結構的傳熱系數直接反映了冷庫的隔熱

36、性能,它是冷庫制冷空調自動-課件表55冷間外墻無閣樓的屋面閣樓的頂棚的總熱阻R0 表55冷間外墻無閣樓的屋面閣樓的頂棚的總熱阻R0 制冷空調自動-課件制冷空調自動-課件制冷空調自動-課件制冷空調自動-課件冷庫圍護結構兩側,因空氣溫度的晝夜波動而引起內、外表面的溫度波動,故在冷庫圍護結構傳熱計算時,要乘以溫度差修正系數,近似可取1.11.3。冷庫隔熱結構因抵抗溫度波動而引起的熱流波動作用的張力,稱為熱惰性,以符號D表示,為無量綱量。熱惰性指標的大小,反映了圍護結構熱穩定性的特征。一般D6為重體性,D36為中重體性,D3為輕體性。冷庫圍護結構內外溫度波動引起結構層內部溫度衰減的程度,與構造材料的蓄

37、熱系數有關,它表示在周期性的熱作用下材料表面溫度波動1時,通過每1m2的壁面在1h內所貯藏或釋放的熱量,其單位為W/(m2K)。材料的蓄熱系數愈大,表面溫度被動愈小。當采用24h為一波動周期時,材料的蓄熱系數S24可用簡化式計算,即冷庫圍護結構兩側,因空氣溫度的晝夜波動而引起內、外表面的式中:構成材料的熱導率(W/(mK);c構成材料的比熱容(W(kgK);構成材料的密度(kg/m3);S24波動周期為24h的蓄熱系數,如:大理石S24-25.47,鋼筋混凝上S2414.9,木纖維板S244.19,軟木板S24l.63。 式中:構成材料的熱導率(W/(mK);c冷庫圍護結構熱惰性指標D為圍護結

38、構構造層的熱阻R與組成材料的蓄熱系數S的乘積。對單一種材料，D=RS。對多種材料構成的圍護結構,隔熱層的熱惰性指標D的計算式為 冷庫圍護結構D值越大,圍護結構的溫度波動衰減值越大,結構層內表面溫度波動越小,庫內溫度就越穩定。一旦制冷裝置停止工作,庫內溫度回升也很慢。通常重體性圍護結構的D值較大,輕體性圍護結構的D值較小,相比之下,重體性圍護結構的冷庫內溫度穩定性更好。表510以典型裝配式和土建冷庫結構為例,對比兩種冷庫圍護結構的熱惰性指標D,顯然圍護結構隔熱材料不同。傳統土建冷庫的熱惰性指標D是裝配式冷庫的4倍左右。 冷庫圍護結構熱惰性指標D為圍護結構構造層的熱阻R與組成材表510裝配式和傳統

39、土建冷庫圍護結構熱惰性舉例 表510裝配式和傳統土建冷庫圍護結構熱惰性舉例 5.2.5冷庫圍護結構的隔熱、防潮材料冷庫圍護結構的隔熱、防潮性能,直接影響到冷庫內溫度的穩定和食品冷卻、凍結貯藏的質量。良好的隔熱、防潮材料選擇和合理的配置,可以有效地降低冷庫內溫度的波動和冷庫使用時間。新建冷庫圍護結構材料的選擇與合理配置,可以降低建造投資,提高冷庫的經濟性。傳統冷庫多用稻殼、軟木板、膨脹珍珠巖及聚苯乙烯泡沫塑料等作隔熱材料。近年新型冷庫已較廣泛使用硬質聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯(PEF)發泡體,泡沫玻璃及擠壓型聚苯乙烯泡沫塑料等。它們的基本特性、規格及性能指標見表511和表512。 5.2.5冷庫圍護

40、結構的隔熱、防潮材料冷庫圍護結構的表511冷庫常用隔熱材料主要特性及性能指標 表511冷庫常用隔熱材料主要特性及性能指標 制冷空調自動-課件冷庫常用隔熱材料，傳統冷庫多用稻殼、軟木板、膨脹珍珠巖及聚苯乙烯泡沫塑料等。近年新型冷庫已較廣泛使用硬質聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯（PEF）發泡體，泡沫玻璃及擠壓型聚苯乙烯泡沫塑料等。它們的基本特性、規格及性能指標見表5-11和表5-12。選擇冷庫隔熱材料，應考慮冷庫建筑方案、隔熱要求、隔熱材料性能和來源，以及經濟指標等因素。要求隔熱材料具有較小的熱導率、輕質價廉、抗濕抗凍、安全無毒、堅固耐壓、消防耐用等性能。 冷庫常用隔熱材料，傳統冷庫多用稻殼、軟木板、膨脹

41、珍珠巖及制冷空調自動-課件制冷空調自動-課件5.3冷庫熱負荷的計算 5.3.1冷卻設備負荷和機械負荷的計算1.冷間冷卻設備負荷冷間冷卻設備負荷應按下式計算: (58) 5.3冷庫熱負荷的計算 5.3.1冷卻設備負荷和式中:s冷間冷卻設備負荷(W);1圍護結構熱流量(W);2貨物熱流量(W);3通風換氣熱流量(W);4電動機運轉熱流量(W);5操作熱流量(W);P貨物熱流量系數,冷卻間、凍結間和貨物不經冷卻而進入冷卻物冷藏的貨物熱流量系數應取1.3,其他冷間取1。冷卻設備負荷應以每個冷間或每個裝置為單元進行計算,根據計算結果對冷間或裝置的冷分配設備予以選擇和配置。對各冷間的計算結果,最后可列表歸

42、納,使其清晰明了并便于分析。 式中:s冷間冷卻設備負荷(W);1圍護結構2.冷間機械負荷冷間機械負荷應根據不同的蒸發溫度進行計算,計算公式如下: (59) 2.冷間機械負荷冷間機械負荷應根據不同的蒸發溫度進式中:1機械負荷(W);n1圍護結構熱流量的季節修正系數,宜取1;n2貨物熱流量折減系數,根據冷間的性質確定;冷卻物冷藏間取0.30.6,凍結物冷藏間取0.50.8,冷加工間和其他冷間應取1;n3同期換氣系數,n3=0.51.0,最大換氣量與全庫每日總換氣量的比值大時取大值;n4冷間用的電動機同期運轉系數,按表513選取;n5冷間同期操作系數,按表513選取;R制冷裝置和管道等冷損耗補償系數

43、,直接冷卻系統宜取1.07,間接冷卻系統宜取1.12。 式中:1機械負荷(W);n1圍護結構熱流量的表513冷間用電動機同期運轉系數n4和冷間同期操作系數n5 表513冷間用電動機同期運轉系數n4和冷間同期操作5.3.2冷間各類熱流量的計算1.圍護結構熱流量圍護結構熱流量按下式計算: (510) 式中:1圍護結構熱流量(W);K圍護結構的傳熱系數(W(m2K);Aw圍護結構的傳熱面積(m2);圍護結構兩側溫差修正系數,可按表514選用;tw圍護結構外側的計算溫度();tn圍護結構內側的計算溫度(),可按表515選用。 5.3.2冷間各類熱流量的計算1.圍護結構熱流量表514圍護結構兩側溫差修正

44、系數值 表514圍護結構兩側溫差修正系數值 制冷空調自動-課件制冷空調自動-課件表515冷間設計溫度和相對濕度 表515冷間設計溫度和相對濕度 1)圍護結構的傳熱面積計算圍護結構的傳熱面積Aw計算應符合下列規定:(1)屋面、地面和外墻的長度、寬度,應自外墻外表面至外墻外表面,或外墻外表面至內墻中,或內墻中至內墻中計算,如圖56(a)中的l1、l2、l3、l4所示。(2)樓面和內墻長度、寬度應自外墻內表面至外墻內表面,或外墻內表面至內墻中,或內墻中至內墻中計算,如圖56(a)中的l5、l6、l7、l8所示。 1)圍護結構的傳熱面積計算圍護結構的傳熱面積Aw計(3)外墻的高度:地下室或底層應自地坪

45、的隔熱層下表面至上層樓面計算,如圖56(b)中的h1、h2、h3所示;中間層應自該層樓面至上層樓面計算,如圖56(b)中的h4、h5所示;頂層應自該層樓面至頂部隔熱層上表面計算,如圖56(b)中的h6、h7所示。(4)內墻的高度:地下室、底層和中間層,應自該層地面、樓面至上層樓面計算,如圖56(b)中的h8、h9所示;頂層應自該層樓面至頂部隔熱層下表面計算,如圖56(b)中的h10、h11所示。 (3)外墻的高度:地下室或底層應自地坪的隔熱層下表面至上2)圍護結構外側的計算溫度取值(1)計算外墻、屋面和頂棚時,圍護結構外側的計算溫度應采用夏季空氣調節日平均溫度。(2)計算內墻和樓面時,圍護結構

46、外側的計算溫度應取其鄰室的室溫。當鄰室為冷卻間或凍結間時,應取該類冷間空庫保溫溫度?？諑毂販囟鹊睦鋮s間應按10計算,凍結間應按-10計算。(3)冷間地面隔熱層下設有加熱裝置時,其外側溫度按12計算;如地面下部無加熱裝置或地面隔熱層下為自然通風架空層時,其外側的計算溫度應采用夏季空氣調節日平均溫度。 2)圍護結構外側的計算溫度取值(1)計算外墻、屋面2.貨物熱流量貨物熱流量按下式計算: (511) 2.貨物熱流量貨物熱流量按下式計算: (511) 制冷空調自動-課件(2)如凍結過程中需加水時,應把水的熱流量加入式內。 表516貨物包裝材料和運載工具質量系數Bb (2)如凍結過程中需加水時,應把

47、水的熱流量加入式內。 表51)冷間的每日進貨質量m的取值規定(1)冷卻間或凍結間應按設計冷加工能力取值。(2)存放果蔬的冷卻物冷藏間,不應大于該間計算噸位的8。(3)存放鮮蛋的冷卻物冷藏間,不應大于該間計算噸位的5。(4)有從外庫調入貨物的冷庫,其凍結物冷藏間,應按該間計算噸位的5計算。(5)無外庫調入貨物的冷庫,其凍結物冷藏間一般宜按該庫每日凍結質量計算;如該進貨的熱流量大于按該冷藏間計算噸位5計算的進貨熱流量時,則可按上述第4條的進貨質量計算。(6)凍結質量大的水產冷庫,其凍結物冷藏間可按具體情況確定。 1)冷間的每日進貨質量m的取值規定(1)冷卻間或凍2)包裝材料或運載工具進入冷間時的溫

48、度的取值規定(1)在本庫進行包裝的貨物,其包裝材料或運載工具溫度的取值,應按夏季空氣調節日平均溫度乘以生產月份的溫度修正系數(見表517)。 (2)自外庫調入包裝的貨物,其包裝材料溫度應為該貨物進入冷間的溫度,其運載工具溫度按上述(1)的運載工具溫度計算。 表517溫度修正系數 2)包裝材料或運載工具進入冷間時的溫度的取值規定(3)貨物進入冷間時的溫度計算(1)未經冷卻的鮮肉溫度按35計算,已經冷卻的鮮肉溫度按4計算。(2)從外庫調入的凍結貨物溫度按-810計算。(3)無外庫調入的冷庫,進入凍結物冷藏間的貨物溫度,按該冷庫凍結間終止降溫時,或包冰衣后,或包裝后的貨物溫度計算。(4)冰鮮魚蝦整理

49、后的溫度按15計算。(5)鮮魚蝦整理后進入冷加工間的溫度,按整理魚蝦用水的水溫計算。(6)鮮蛋、水果、蔬菜的進貨溫度,按當地食品進入冷間生產旺月的月平均溫度計算。 3)貨物進入冷間時的溫度計算(1)未經冷卻的鮮肉溫3.通風換氣熱流量通風換氣熱流量應按下式計算: (512) 3.通風換氣熱流量通風換氣熱流量應按下式計算: (制冷空調自動-課件注意:(1)3a只適用于貯存有呼吸的食品的冷間。(2)有操作人員長期停留的冷間,如加工間、包裝間等,應計算操作人員需要新鮮空氣的熱流量3b,其余冷間可不計。 注意:(1)3a只適用于貯存有呼吸的食品的冷間。4.電動機運轉熱流量電動機運轉熱流量接下式計算: (

50、513) 式中:4電動機運轉熱流量(W);Pd電動機額定功率(kW);熱轉化系數,電動機在冷間內時取1,電動機在冷間外時取0.75;b電動機運轉時間系數,對空氣冷卻器配用的電動機取1,對冷間內其他設備配用的電動機可按實際情況取值,如按每晝夜操作8h計,則b=8/24。 4.電動機運轉熱流量電動機運轉熱流量接下式計算: 5.操作熱流量操作熱流量按下式計算: (514) 式中:5操作熱流量(W);5a照明熱流量(W);5b開門熱流量(W);5c操作人員熱流量(W);d每平方米地板面積照明熱流量,冷卻間、凍結間、冷藏間、冰庫和冷間內穿堂可取2.3W/m2,加工間、包裝間等可取4.7W/m2; 5.操作熱流量操作熱流量按下式計算: (514)制冷空調自動-課件制冷空調自動-課件(2)對采用定溫穿堂和封閉月臺的冷庫,其冷間的5b可乘以0.20.6的系數。 (2)對采用定溫穿堂和封閉月臺的冷庫,其冷間的5b可乘圖57冷間開門換氣次數 圖57冷間開門換氣次數 5.3.3各類冷間熱負荷的經驗數據冷庫各類冷間的熱負荷及設備配置各不相同,但同類冷庫的熱負荷或單位制冷負荷一般都在同一范圍之內。圖58圖511及表518表521是對眾多已建冷庫實際數據歸納統計的結果。這些經驗數據可以在新建或改建冷庫時考慮,也可以作為衡量一個已建成的冷庫是否合理