摘 要

本文旨在设计一艘以东南亚航线为主的一万吨级油轮的船舶伙食冷库系统。在概括性地说明了冷库对船舶的意义以及船舶伙食冷库近年来的发展方向后，具体地描述了在设计条件下热负荷的计算、压缩机的选型、冷凝器蒸发器的选择、热力膨胀阀的选型以及隔热层的设计，并以图文结合的方式较为清晰地展现了设计思路，基本完整地展示了设计一艘船舶的冷库的各个环节与流程，为想要在冷库设计方面获得相关信息的人群提供了一定便利。

关键词：船舶；冷库；设计；制冷

Abstract

The purpose of this paper is to design a food cold storage system of a ton oil tanker ship which voyage on southeast Asia .After illustrating the significance of cold storage of the ship and the development direction of the food cold storage in recent years in general, it describes the design conditions of heat load calculation, selection of compressor, condenser, evaporator, the choice of the thermal expansion valve selection and the design of the thermal insulation layer in details, and the combination of images and more clearly shows the design idea, basic complete shows the design of a vessel is the cold storage of each link and process, to want to obtain information related to the crowd in refrigerator design provides a certain convenience.

Keywords: Ship;Cold storage; Design; Refrigeration

目 录

第1章 绪论 1

1.1 选题的背景及意义 1

1.2 研究目标及主要工作 2

第2章 制冷系统的选择 3

2.1 制冷方法的选择 3

2.2 制冷剂的选择 3

2.3 一机三库的制冷系统 3

1. 冷库热负荷的确定.........................................................................................................5

3.1 冷库容量的确定 5

3.1.1 储备食品容积的计算 5

3.1.2 搁架的计算 5

3.1.3 冷库面积的计算 6

3.1.4 公称容积的计算 6

3.1.5 冷库储藏容量的计算 6

3.2 冷库热负荷的确定............................................................................................................7

3.2.1 围护结构传热量的计算 7

3.2.2货物热量的计算 8

3.2.3 通风换气热量的计算 9

3.2.4 电动机额定运转热量的计算 .10

3.2.5 操作热量的计算 10

3.2.6 冷间热负荷的计算 11

1. 制冷压缩机的选型及相关设备的确定.......................................................................13

4.1 制冷压缩机的选型 13

4.1.1 主要参数的确定 13

4.1.2 压缩机选型的计算 13

4.1.3 压缩机的选型 15

4.2 电动机的选择 15

4.3 冷凝器的选择 16

4.4 蒸发器的选择 16

4.5 热力膨胀阀的选型 16

4.6 温度继电器的选择 17

1. 冷库的隔热...................................................................................................................18

5.1 隔热材料的分类 18

5.2 隔热结构的组成 18

5.3 隔热层的具体设计 19

第6章 结论 ...20

参考文献 21

致谢 22

第1章 绪论

1.1选题的背景及意义

船舶在海上航行时无法及时的补充食物，而海员在漫长的海上生活中又需要各种各样的食物来保持身体的健康，从而保证工作质量^[1]。船舶航线越长，要携带的食品数量也就越多，储藏的时间就会更长，可是有些像鲜鱼、肉类、奶及豆制品等食物，在常温下数日就会腐臭变质，而且气温越高腐烂越快，腐烂的原因在于：食品大都是由大量的水分以及蛋白质、脂肪和碳水化合物等有机物质所组成，他们在常温下恰好为霉菌、细菌、酵母菌等微生物的活动与繁殖提供了条件，其结果是造成食品的有机物质分解而使食品腐烂^[2]。蔬菜、水果等由于其在采摘之后还将不断吸收氧气，呼出二氧化碳，同时散发热量和水分，继续进行生命活动，在经过一定的时间后，会因熟烂而变质。由此可见，如何更好的保存食物成为船舶设计中的一个重要问题^[3]。为了使食品能耐久藏，就必须设法消灭各种微生物，或者抑制它们的活动与繁殖；为了让果蔬类食物保质期加长，就要做到延缓的生长成熟。食物防腐有很多不同的方法，诸如盐渍、熏腊、蜜饯、醋渍、干制、高温蒸煮、射线处理、真空保存以及添加防腐剂等^[4]。而只有冷藏法可以在保证食品营养价值和品质的同时又可以大大减少微生物在食品中的繁殖速度，因而通过冷库来储藏食物成为了船舶上最为常见的食物防腐方法。但另一方面，食品在冷加工的过程中也会发生许多变化：在食品的冷藏过程中，食品表面的水分蒸发，会导致食品失去新鲜饱满的外观，甚至因为水分蒸发殆尽而产生干耗，导致食品的表面收缩硬化；在水果、蔬菜的冷藏过程中，水果、蔬菜在储藏时仍是可以进行呼吸作用的活体，因此在冷藏过程中其体内淀粉和糖、维生素的比例依然会改变，同时在冷藏过程中，有些水果、蔬菜的温度虽然还在零度以上，但当储藏温度低于某一温度界限时，水果、蔬菜就会出现低温病害，即果蔬的正常生理机能出现问题，例如表皮出现软化斑点和从内心开始变色等，马铃薯的发甜现象和鸭梨的黑心病都属于低温病害；对有强烈香味或臭味的食品来说，它们的气味会在与其他食品放在一起时串到其他食品上去，例如蒜与鸡蛋放在一起就会使鸡蛋染上蒜的气味；在食品的冻结过程中食品内水分冻结成冰，其体积会膨胀8.7%，且在冻结时水分从表面向内部冻结会产生内压，会使外层承载不了内压面而破裂。

从船舶伙食冷库第一次出现在船上到现在，从冷藏剂、压缩机、蒸发器、冷凝器、到隔温层以及各附属部件都经历了多次的革新与发展。比如压缩机由传统的往复式压缩机逐渐向新型的螺杆式压缩机发展^[5]，在相同输出功率的情况下体积更小、重量更轻，最吸引人的是其工作可靠、维护方便，检修周期可达到4-5万小时。制冷剂也同样有了更多的变化,从上世纪三十年代起R12和R22就一直作为最常用的制冷剂出现在船舶空调制冷系统中，但二者稳定的化学性能使其可在地球平流层中存在三十年以上，然后升入平流层，在紫外线的辐射下释放大量的CL和CLO，破坏臭氧层，使更多紫外线进入地球表面，加剧温室效应的发生^[6]。如今制冷剂以R134a为主，其热力参数与R12类似，并具有良好的不可燃性和排气温度低的优点，也有作为R22替代品的R407c、R290等可以选择。冷库结构也从最早的简单的单冷库到如今的双冷库或三冷库，可以分开存放肉类、蔬菜和乳品等，让食品在最适宜的温度下得到储藏。