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学号:20121493毕业设计（论文）开题报告青岛某食品厂500T低温冷库工艺设计所属学院:机械学院专业班级:热能与动力1201学生姓名:刘君宇指导教师:孙志利2016年3月14日一、选题目的和意义本课题研究的是小型冷库的设计，完成冷库建设所需设备及其辅助设备的设计选择。通过对该课题的研究，了解冷库设计方面所涉及到的问题并解决完成冷库设计。随着社会经济的飞速发展和人民生活水平的不断提高，人们对食品的保鲜要求也会越来越高，对冷藏食品的需求不断增多。由于冷库在冷藏食品储藏中的特殊地位，因此今年来冷库的发展十分迅速。冷库主要用于生鲜农副产品和食品饮料的储藏。由于其具有冷藏、保温的特殊功能，能满足生鲜食品冷藏运输中的保鲜和冷冻要求，使其在冷链物流中起着重要的作用，成为冷链物流的中不可缺少的一个环节。因此了解冷库的建设及其发展就显得相当重要。二、本课题在国内外的研究状况及发展趋势在国内，我国冷库建设发展十分迅速，主要分布在各水果、蔬菜主产区以及大中城市郊区的蔬菜基地。但是在建造方面以土建冷库偏多，自动化控制水平普遍较低。装配式冷库近几年来有所发展。近几年来，我国已形成从高温库、低温库、冻结库到综合库；从全组装式冷库到土建结构内部贴板的混合式冷库；从普通冷库过渡到的多品种、多规格的气调冷库系列产品。按照中冷联盟制定的《冷库标识》六大库容温区分类，对全国已经投入运营的冷库进行信息采集统计。冷库标识标准是：高温库(恒温库)5～15℃、中温库(冷藏库)5～-5℃、低温库(冷冻库)-18～-25℃、速冻库(急冻库)-35～-40℃、深冷库(超低温库)-45～-60℃、气调库(保鲜库)5～-2℃。我国自1955年开始建造第一座贮藏肉制品冷库，1968年建成第一座贮藏水果冷库，1978年建成第一座气调库。1995年由开封空分集团有限公司首次引进组合式气调库先进工艺，并在山东龙口建造15000t气调冷库获得成功，开创了国内大型组装式气调冷库的成功先例，用户亦取得了较好的经济效益。1997年又在陕西西安建造了一座10000t气调冷库，气密性能达到国际先进水平。该公司气调冷库已分布在山东、河南、北京、湖南、新疆、陕西、天津、四川等省市自治区，并获得客户的较好信誉。广东、北京等省市大约先后引进了40座预制装配式冷藏库，总库容约为7.5万t。近几年来，我国冷库建设发展十分迅速，主要分布在各水果、蔬菜主产区以及大中城市郊区的蔬菜基地，如上海、江浙以及湖北、河南等地，重要的运输港口的冷库需求量也比较大。农业产业化发展，加快了农产品深加工，食品精加工及冷冻冷藏迅猛发展。同时对冷库吨位，规模和形式的要求越来越高。随着科学技术的进步和制冷行业的发展，在食品生产加工储藏中，采用新的冷库模式。它以全新的建筑理念既标准化、模块化、工厂化等替代了原有冷库类建筑的建造模式及运营方式。但与发达国家相比，仍有不小差距。2013年年底，中国仓储协会在海口举办的“全国冷库建设与运营研讨会”透漏，目前我国现有冷库为一千九百零七万吨，未来三五年还要增加一千万吨，预计市场有三千万吨容量。分析以往数据，2014年的冷链物流的总额在3.74万亿，冷链需求在10488万吨，冷链物流增长率为18%。当前，我国处于经济增长速度换挡期、结构调整阵痛期和改革开放攻坚期“三期叠加”的特殊阶段，但2014年我国冷链需求规模达到1.05亿吨，冷链物流市场整体增长率达到18%，尤其是农产品冷链“最先一公里”与“最后一公里”，冷链电商时代，冷链物流已经成为新的增长点。显而易见，不到2000万吨的冷库容量还远远不够。我国的各类冷藏库，不论规模大小或功能如何，均以按土建工程的模式建造，到目前这种模式仍占主导地位，这种建筑结构不合理，不适用于现代冷链物流运作模式，必须进行冷库资源的整合和新建。从整体冷链体系而言，中国的食品冷链还未形成体系，无论是从中国经济发展的消费内需来看，还是与发达国家相比，差距都十分明显。目前大约90%肉类、80%水产品、大量的牛奶和豆制品基本上还是在没有冷链保证的情况下运销。冷冻食品产销冷链情况稍好，但由于部分产品流入集贸市场拆零散买，冷链存在中断现象。在国外，冷库行业发展较快的国家主要有日本、美国、芬兰、加拿大等国。日本是亚洲最大的速冻食品生产国，-20℃以下的低温库在冷库中占80%以上。70年代以前国外冷库普遍采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统，70年代后期逐渐采用以R22为制冷剂的分散式制冷系统。美国和加拿大占80%以上的冷库都以使用R717为制冷剂。80年代以来，分散式制冷系统在国外发展很快，冷却设备由冷风机逐步取代了排管，贮藏水果冷库中近1/3为气调库，在冷库建造方面土建冷库正向预制装配化发展，自动化控制程度比较高。比较著名的装配式冷库的制造商如芬兰的辉乐冷冻集团(HUURRE)，其库板HE-3由无氟绝缘聚氨酯板和两层镀锌的钢层组成，轻便易拆卸，施工期短、气密性好、空间利用率高。随着社会的发展，人们对食品保鲜的要求越来越高，冷库的发展也越来越快，建设经济适用的冷库对人们的日常生活越发重要。目前冷库行业正朝着采用发泡聚氨酯或聚苯乙烯板隔热材料的轻便预制装配化、低温大型化、管理及进出库货物装卸自动化、果蔬冷库恒温气调化、冷风机代替排管和广泛使用氟里昂制冷剂的操作方便、灵活多样、高效安全、环保节能的方向发展。从市场对冷库的需求趋势来看，我国现有的冷库容量还十分不足，今后冷库的发展趋势主要表现在以下几个方面：2.1建设规模果蔬产区应集中建设气调冷库，规模应以大、中、小型相结合，以发展中型为宜。机械气调库的建设应择优推广预制生产，现场装配模式冷库工程化工业产品，果蔬产地适于建单层冷库和中小型冷库；尽快推广塑料薄膜、大棚、大帐、硅窗、塑料薄膜小包装等气调设施是我国近期发展的重点。在经济较发达的城市，发展中型冷库，建立冷冻食品贮藏批发市场。将中小型冷库向社会开放，提供有偿的仓库服务、信息服务、经营后勤服务。2.2冷链物流我国完整独立的冷链系统尚未形成，市场化程度很低，冷冻冷藏企业有条件的可改造成连锁超市的配送中心，形成冷冻冷藏企业、超市和连锁经营企业联营经营模式。建立食品冷藏供应链，将易腐、生鲜食品从产地收购、加工、贮藏、运输、销售，直到消费者的各个环节都处于标准的低温环境之中，以保证食品的质量，减少不必要的损耗，防止食品变质与污染。2.3制冷设备制冷设备业应着力开发国际市场先进通用的60HP以下各档次分体式或一体化且配有电子技术的自动化机组，将计算机与自动化技术广泛地应用于整个制冷系统的自动控制中，目的是为冷冻冷藏行业升级换代，延长产业链，降低工程造价。2.4整体规划冷库行业必须在有关部门的统一协调下，加强整体规划与协调，大力发展冷链物流体系建设。同时，要防止盲目重复建设，以保证我国冷冻冷藏行业持续健康稳定的发展。总之，从冷库的现状与发展趋势来看，果品恒温气调库发展迅速，低温库比例有所增加，适合农户建造使用的微型冷库异军突起，装配式冷库及以氟里昂为制冷剂的分散式制冷系统推广力度正在加大，冷库设计更加趋于优化，自动化控制程度逐步提高，政府安全生产和质量监督等管理部门对冷库的监管力度大大加强。国内冷库行业正朝着采用发泡聚氨酯或聚苯乙烯板隔热材料的轻便预制装配化、低温大型化、管理及进出库货物装卸自动化、果蔬冷库恒温气调化、冷风机代替排管和广泛使用氟里昂制冷剂的操作方便、灵活多样、高效安全、环保节能的方向发展。三、目前主要存在的问题3.1冷库利用率偏低3.1.1空间利用率及周年利用率传统的冷库设计一般高5m左右，但在实际操作应用中，尤其是无隔架层的冷库利用率低于50%，如物品堆码的高度一旦达到3.2m时，外包装为纸箱的食品，因重压变形、吸潮等原因极易出现包装破裂、倒塌等现象，导致食品品质降低，造成较大的经济损失。周年利用率以兰州市为例：大多数冷库每年5～10月份期间贮藏荷兰豆、西兰花、花椰菜、大白菜、甘蓝、百合等新鲜蔬菜，然后以冷藏车、简易汽运等方式运至广州、上海、杭州等南方城市进行销售经营，冷库闲置期长达6个月。兰州肉联厂低温冷库贮藏肉制品、速冻食品、雪糕、冷饮等，利用率相对较高。而其他冷库中仅有少量冷库在10月至翌年4月份贮藏水果，其余时间基本关闭闲置，周年利用率仅能达到50%。3.2部分冷库设计不尽规范，存在诸多安全隐患国内很多冷库属于无证设计、安装，缺乏统一标准，缺乏特种设备安全技术档案现象较为普遍。操作人员未经专业培训无证上岗，管理人员安全意识淡薄。部分容积500m3以上以氨为制冷剂的土建食品冷库，其库址选择、地基处理、制冷设备安装等严重不符合《冷库设计规范》（GB50072-2001）的要求，存在诸多安全隐患。许多冷库名为气调库却达不到气调的目的，部分低温库一建成就面临停用或只能按高温库降级使用的局面。3.3制冷系统维修措施不力，设施设备老化严重制冷机的正常维修周期一般为运转8000～10000h即应进行大维修；运转3000～4000h进行中维修；运转1000h进行小维修。适时对制冷系统进行维修、保养，可以及早消除事故隐患。因为国内大多数冷库尤其是90年代以前所建冷库，设施设备陈旧、管道严重腐蚀、墙体脱落、地基下陷、压力容器不定期检验。普遍开开停停，带病运营现象十分严重。3.4冷库节能措施未引起足够重视冷库属于耗能大户。有数据表明：蒸发器内油膜增加0.1㎜，会使蒸发温度下降2.5℃，电耗增加11%。冷凝器中若存在油膜、水垢，蒸发器外表结霜等均会导致蒸发温度下降，耗电增加。另外，低温库冻结间或速冻装置进货后压缩比小于8时，应先采用单级制冷压缩，当蒸发压力降下来后，其压缩比大于8时再改用双级压缩制冷方式，而许多低温冷库一开机就启用双级压缩机，使冷库能耗加大。3.5自动化控制程度低迷国外冷库的制冷装置广泛采用了自动控制技术，大多数冷库只有1～3名操作人员，许多冷库基本实现夜间无人值班。而我国冷库的制冷设备大多采用手动控制，或者仅对某一个制冷部件采用了局部自动控制技术，对整个制冷系统做到完全自动控制的较少，货物进出、装卸等方面的自动化程度普遍较低。3.6商业冷库价格竞争激烈近几年随着冷库数量的增加，除部分食品生产企业、科研单位自备用于存放食品原料或用于科研试验的冷库外，商业冷库出租转让频繁，行业内低价竞争激烈，加之高温库和低温库比例失衡以及地理位置的差异，存贮肉类及速冻食品的低温库供不应求，大量的高温库闲置待用，导致大多商业冷库经营企业经济效益不佳。四、主要研究内容1.在小型冷库的设计中，主要根据冷库的冷量要求，了解设计冷库的整个程序及冷库的工作原理。2.在冷库设计过程中，主要是压缩机的选取，以及制冷器、蒸发器的设计选择，和制冷剂充灌量的估算以及辅助设备的选择。3.完成设备选择后，绘制相关CAD图。4.撰写毕业论文。五、毕业设计（论文）参考文献1商业部设计院.《冷库制冷设计手册》[M].农业出版社.1988，100～3002张华俊.《制冷压缩机》[M].北京.科学出版社.1981，50～1503余华明.《冷库及冷藏技术》[M].北京.人民邮电出版社.1985，20～1104商业部冷藏加工企业管理局.《冷库制冷技术》[M].北京.中国财政经济出版社.1987，55～1295廖明义，杜永杰.《制冷工艺设计》[M].黑龙江.黑龙江科技出版社.1990，55～2006金立芝，周维，王强.《活塞式制冷压缩机》[M].黑龙江.黑龙江科技出版社.1991，35～1577陈广智，王起霄.《制冷装置自动控制》[M].黑龙江.黑龙江科技出版社.1991，25～270