微型自动保鲜冷库的设计

摘 要：介绍一种适合在广大农村推广使用的微型自动果蔬保鲜冷藏库，从库体结构、隔热材料和保温门窗等方面进行了设计。

关键词：微型冷库 库体设计 门窗设计

随着我国农村产业结构的调整和市场经济的不断发展，水果、蔬菜的种植面积、产量连年增加。果蔬冷藏保鲜技术在农村得到了迅速发展，它能有效地延长果蔬销售期，减少损失，利用季节差和价格差，提高农产品的附加值，增加农民的收入。目前，果蔬保鲜有机械制冷贮藏保鲜、气调贮藏保鲜、传统的窖藏保鲜和保鲜剂保鲜等多种形式。其中，保鲜冷库的建设水平将直接影响建库成本和保鲜冷库温度控制范围、控制精度、降温速度、库温均恒、耗电量、果蔬保鲜质量等技术指标，最终影响建设保鲜冷库的投入产出效果[1]。因此，对保鲜冷库进行研究设计具有特别重要的意义。

微型保鲜冷库是一种与我国现行的农村家庭联产承包生产责任制以及农村、农民的经济与技术水平相适应的家庭式机械制冷贮藏保鲜库，通常指单间库容积为50～200m3，贮藏量为10～50t保鲜冷藏库。

微型保鲜冷库是我国广大科技工作者充分考虑我国农村、农户、小型批发和流通商场、市场的使用特点，以及维护管理水平和电网电压等情况研制的具有中国特色的保鲜冷库，广泛应用于果品、蔬菜、粮食、花卉、茶叶、禽畜产品、乳品和药材的贮藏保鲜和预冷保鲜。适合我国南北方城乡使用，是调节果蔬淡旺季，变当地资源优势为经济优势的重要载体，为农产品减损增值，农民增产增收提供了新型的保鲜场所和设施。微型保鲜冷库已列入我国大部分省级农机购置补贴范围。

1 构造

微型保鲜冷库主要由库体和制冷系统两大部分组成。库体主要有3种形式，即土建式、装配式和土建装配复合式。土建式库体为土木结构，砖混双层墙中间填充保温材料。装配式库体由带保温层的夹芯彩钢板或无机玻璃钢苯板组装而成。土建装配复合式冷库墙体为砖混结构，库内贴保温板或聚氨酯现场发泡。从造价和库温的稳定性两方面分析，土建库和土建装配复合式库更适合于我国国情，特别是建材可因地制宜，就地取材，施工可由用户自己组织，以降低费用[2]。制冷系统包括制冷设备和电脑控制部分。制冷设备为一个封闭的循环系统，循环管道内装有制冷剂，制冷剂在管道内靠压缩机驱动循环流动，进行热量交换，完成制冷作业。电脑控制部分由电脑控温仪和电器控制元件等组成，起到自动控温和保护制冷设备的作用。

2 设计原则与标准

2.1 设计原则

（1）因地制宜，就地取材。

（2）经济、实用、简易、美观，坚固耐用，技术先进，农民易学易懂。

（3）机械制冷与充分利用自然冷源相结合，并同生物能（果蔬呼吸代谢降低O2、提高CO2）相结合。

（4）与现有制冷设备技术性能及国内外最先进的保鲜技术相辅相成[3]。

2.2 设计标准

（1）库内温度为-2～15℃，温差

（2）库体总导热热阻R>3.3（总传热系数k

（3）以聚苯乙烯泡沫板为保温材料时冷桥面积

（4）库内空间利用率>70%，比表面积>0.7。

（5）机房内温度为-15～40℃，要求机房冬季保温、夏季必须通风良好，有排风和进风两个窗口[2]。

3 设计要点

3.1 库址的选择

保鲜冷库应建在道路畅通、方便货物进出的地方。同时考虑电力供应、果蔬产品种植和布局情况以及管理的方便性等多种因素。

3.2 库体设计

3.2.1 库体

库体为地上式建筑，南北走向，北开门为主，在门相对的墙上设通风口，内外墙处各设一个预埋门，减少太阳辐射。

保鲜冷库可为土木结构或砖混结构，墙体材料选用标准砖、标准水泥砌块砖、石头或土坯等，墙体厚度为240mm左右（亦可利用空闲房屋改建）[1]，保温材料选用膨胀珍珠岩、稻壳、麦糠（壳）、聚苯乙烯泡沫板（简称苯板）或聚氨酯发泡等。

3.2.2 围护结构

3.2.2.1 保温材料

保温材料有膨胀珍珠岩、稻壳、麦糠（壳）、聚苯乙烯泡沫板（简称苯板）、聚氨脂发泡等。用膨胀珍珠岩、稻壳、麦糠（壳）作为保温材料，价格较便宜，但存在施工不方便，必须砌内外墙充填，材料导热系数较高，用量多，整个保温层厚度大，吸湿率高，易受潮和腐烂，保温效果逐步下降等缺点。聚氨脂发泡具有不易吸潮、不易老化、不易变形、整体性能好等特点，是很好的保温材料，但价格较贵。容重在18～20kg/m3的聚苯乙烯泡沫板（简称苯板）具有高密度、不易老化、保温效果好的特点，且价格低，一般仅为聚氨脂发泡的一半左右，是较为理想的保温材料。

3.2.2.2 粘贴材料

由于沥青具有价格便宜、防潮等特点，普遍用作粘贴材料。但在低温下有脆化现象，特别是粘贴库房顶面时，有脱落和脱离顶面现象，因此，粘贴时应增加固定措施。而聚氨酯具有防潮、防老化、不受温度影响、易施工、粘贴效果好等特点，但价格上略高于沥青。

3.2.2.3 库体结构

保鲜冷库的墙体、地面和房顶可有以下几种结构，用户可根据实际需要和经济情况选择。

1.库房墙体

（1）外墙+油毛毡（涂聚氨脂、薄膜）+聚苯乙烯泡沫板+薄膜

（2）外墙+彩钢板+聚苯乙烯泡沫板+彩钢板

2.库房地面

（1）素土夯实+薄膜+聚苯乙烯泡沫板+薄膜+混凝土地面

（2）三合土或煤碴层+素土夯实+薄膜+聚苯乙烯泡沫板+薄膜+混凝土地面

3.库房顶面

（1）楼板+涂沥青（涂聚氨脂、薄膜）+聚苯乙烯泡沫板+薄膜

（2）彩钢板+聚苯乙烯泡沫板+彩钢板

这里的薄膜为0.1mm厚的PE或PVC防老化大棚膜，可起到墙面、顶面和地面的防潮作用。

3.2.3 无冷桥设计

保鲜冷库需要密封性能好，应尽量减少冷桥的产生。以聚苯乙烯泡沫板为保温材料的保鲜冷库，冷桥应小于0.01%，泡沫板间隙缝以沥青或聚氨脂喷涂，以减少冷气损失。

3.2.4 保鲜库外墙面颜色

保鲜库外墙面应刷上淡（浅）色或天蓝色，以减少吸热[1]。

3.3 保温门窗设计

3.3.1 保温门

保温门是保鲜冷库出入货物的唯一通道，是影响微型冷库温度波动、能量散失的关键部位之一，保温门的设计、制作、安装应科学合理，既要简易、方便、造价低，又要符合国家保温门标准。保温门有平开式和轨道平移式两种。门扇上复合有观察取样的窗或小型活动门，以方便少量样品取用和人员检查出入，减小开大门时的冷量损失。保温门上可安装风幕装置，与保温门开启时同步起动，风幕装置自己具有制冷装置或利用库内冷源，自上而下吹出风幕，阻隔外界热或过冷空气侵入。也可在保温门与防鼠门之间特制一个稍厚的棉门帘，以达到同样效果。

3.3.2 门框

门框设计制作注意事项：

（1）门框的大面向外，也就是说与普通门框小面向外不同。

（2）门框上可以涂油漆防潮，但不包铁皮，以免产生冷桥。

3.3.3 防鼠门

防鼠门，又称防鼠防盗门，即在通风时，或出入库开门时防止老鼠进入。做法：

（1）用木或铁管（角钢）做框、骨架，若木制时下部距地1m 左右高包铁皮。

（2）镶嵌直径10mm左右的筛网。向内开或做成上下拉门均可，规格为宽1000mm×高2000mm。

3.3.4 保温窗

保温窗用于通风口的保温，两扇窗分别向内或向外开关。做法与普通门窗类似，按设计尺寸制作，内外裁口，加海棉条密封。窗扇中间加50～100mm 厚的苯板，两侧包0.03～0.06mm厚的铁皮[3]。

4 设计实例

90m3微型自动保鲜冷库由库体和制冷机组组成，库体由普通土建民房和保温隔热层组成，在冷库门的对面墙上方开设有窗口及排风扇。制冷机组采用分体式全封闭制冷机组，由安装在库外墙壁上的壁挂式制冷机组和安装在库内墙壁上的交换器冷风机组成。库体采用砖混结构（240mm砖墙为主体，库内建筑面积7.5m×4.0m×3.0m），库内容积约90m3，贮藏量为20t。库内保温部分采用防老化、阻燃聚苯乙烯泡沫板做保温材料，要求密度（容重）在15～18kg/m3，泡沫板错缝贴粘，库四周墙体内侧贴粘150mm聚苯乙烯泡沫板，顶层贴粘200mm聚苯乙烯泡沫板，在聚苯乙烯泡沫板两侧贴粘0.1mm塑料大棚膜。地面处理方法是：原地面找平0.1mm塑料大棚膜150mm聚苯乙烯泡沫板0.1mm塑料大棚膜100mm水泥混凝土地面。保温门洞尺寸为1000mm×2000mm。换气窗口尺寸为500mm×500mm。90m3微型自动保鲜冷库库房设计简图见图1。