冷藏库和制冷系统

食品冷藏库

第一节

现代冷库概述第二节隔热与防潮第三节库容量的计算第四节制冷系统的设计第五节装配式冷库第六节冷库配套设施第七节冷库的管理第一节

现代冷库概述

什么是冷藏链？

生产、加工原料（采摘、捕捞、收购等环节）贮藏销售运输农产品冷藏链是在二十世纪随着科学技术的进步、制冷技术的发展而建立起来的一项系统工程。冷藏链的定义加工处理Process仓储配送Distribution终端用户End-User食品加工时的温度控制ControlledTemperaturefacilities冷藏存储ColdStorage终端设备End-userequipment大量食物成品的运输HighVolumeTransportRefrigeration少量食物成品的运输LowVolumeTransportRefrigeration终端用户的运输工具Enduser’svehicle食品冷藏链冷藏链中的主要设备有各种冷却设备（含预冷设备）、冻结设备、冷藏库、冷藏运输设备、冷冻冷藏陈列柜（含冷藏柜）、家用冷柜及电冰箱等。冷藏链的组成和相关设备冷藏链由冷冻加工、冷冻贮藏、冷藏运输和冷冻销售四个方面构成。冷藏链中的主要设备冷藏库的分类分类方式类型按冷库的用途原料冷库、生产性冷库、分配性冷库、中转性冷库、综合性冷库（含生产性和分配性双重作用）、与商品销售环节结合的各类商业用冷库（零售性冷库，包括冷藏柜、陈列柜）按冷库的建筑结构土建性冷库、装配式冷库按冷库的库温范围和要求高温库（冷却物冷藏间）、低温库（冻结物冷藏间）、超低温冷库（库温

—45℃）、变温冷库按冷加工能力冷却库、冷却物冷藏库、冻结库、冻结物冷藏库、再冻库、解冻库、制冰间、贮冰库、气调库按冷库容量分类大型冷库10000吨大中型冷库5000吨～10000吨中小型冷库1000吨～5000吨小型冷库1000吨按贮藏的商品畜肉类冷库、蛋品冷库、水产冷库、果蔬冷库、药物或生物制品冷库、冷饮品库、以及茶叶、粮食、皮革和花卉等冷库欧洲全钢结构30000m3组合冷库及施工图隔热夹芯板

欧洲73000m3装配式冷库外貌3500吨水果冷库自控系统面板目前我国冷藏库存在的问题库房大多采用无梁楼盖的老式土建结构冷库的穿堂、月台的设计为敞开式冷库机器设备的配置冷藏库整体管理水平较差冷藏库装卸设施落后铁路站台上海二十一世纪冷藏运输公司冷库

4000吨冷库外貌（该库于1996年开始筹建，1998年下半年投产）封闭式站台与暂存间封闭式站台、滑升门与冷藏汽车库内货架及铲车作业美国西海岸万吨冷库螺杆式压缩机机房欧洲某冷库活塞式压缩机机房自动化立体冷库

由多层高货架、巷道式堆垛机（简称巷道机，无人操作）、进出货封闭式站台、计算机控制自动化进出货物的冷库

货物进入库架

的模式系统第二节隔热与防潮冷库应有合理的结构、良好的隔热，以保证食品贮存的质量冷库隔热结构的防潮及地坪防冻，可以保证冷库长期可靠地使用库内的清洁、杀菌及通风换气，保证了食品贮存的卫生品质冷库的结构冷库主要由围护结构和承重结构组成

围护结构应有良好的隔热、防潮作用。还能承受库外风雨的侵袭承重结构则起抗震、支承外界风力、积雪、自重、货物及装卸设备重量冷库的结构区别于一般建筑结构恒荷载和活荷载都较大机械化运输和装卸的动荷载隔热、密封、强度要求高要承受较大的温度应力隔热结构应避免产生“冷桥”地坪更应做好防冻胀处理地基与基础：冷库基础应有良好的抗潮湿、防冻的性能，应有足够的强度柱和梁：冷库的柱子要少，柱网跨度要大，尽量采用小截面以少占空间，提高冷库的容积利用系数墙体：外墙除隔绝风、雨侵袭，防止温度变化和太阳辐射等影响外，还应有较好的隔热，防潮性能；冷库内墙有隔热、不隔热两种屋盖与阁楼层：应满足防水、防火和经久坚固的要求；屋面应排水良好，满足隔热要求，造型美观楼板冷库冷库的隔热、防潮土建冷库的隔热、防潮冷库隔热、防潮结构，是指冷库外部围护结构的建筑部分和隔热、防潮层的组合冷库隔热防潮结构的基本要求隔热层有足够的厚度和连续性隔热层应有良好的防潮和隔热性能隔热层与围护结构应牢固地结合隔热防潮结构应防止虫害、鼠害，并符合消防要求Ps：隔热防潮层应有良好的连续性，即冷库外墙内壁隔热层与库顶，地面或多层冷库地板的隔热层连成一体，防止产生“冷桥”。为了防止隔热层受潮，应将防潮层做在隔热层的高温侧装配式冷库的隔热、防潮装配式冷库一般均为单层结构，其隔热材料是由专业工厂制造的预制隔热板冷库围护结构隔热、防潮性能，直接影响到冷库内温度的稳定和食品冷却、冻结贮藏质量良好的隔热和防潮材料选择和合理的配置，可以有效地降低冷库内温度的波动和冷库使用时间新建冷库围护结构材料的选择与合理配置，可以降低建造投资，提高冷库的经济性Ps：预制隔热板：由单层或多层隔热材料粘贴组合或浇制（发泡）而成。地墙隔热层应选用密度较大、能承重的硬质泡沫塑料芯材冷库围护结构用隔热、防潮的材料及选择冷库围护结构用隔热材料及选择冷库常用隔热材料传统冷库多用软木板、聚氨酯泡沫塑料及聚苯乙烯泡沫塑料等近年新型冷库已较广泛使用硬质聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯(PEF)发泡体，泡沫玻璃及挤压型聚苯乙烯泡沫塑料等选择冷库隔热材料应考虑冷库建筑方案、隔热要求、隔热材料性能和来源，以及经济指标等因素要求隔热材料具热导率小、轻质价廉、抗湿抗冻、安全无毒、环保、坚固耐压、消防耐用等性能冷库围护结构用防潮材料及选择隔绝水蒸汽的渗入非常重要隔汽防潮材料要求蒸汽渗透系数低，并有足够的粘结性冷库工程中常用的隔汽防潮材料，有沥青隔汽防潮材料和聚乙烯或聚氯乙烯薄膜隔汽防潮材料两大类冷藏库制冷设备和管道的隔热制冷设备和管道隔热的目的：减少冷量损失和回气过热，同时也为了防止设备和管路表面凝露、结霜在冷库制冷工程中，某些设备和管道的常用隔热方法：在其外表面覆盖一层隔热材料，并以适当的构造和型式构成隔热结构合理的隔热结构，可以获得良好的隔热效果、减少冷量损失制冷设备和管道隔热层厚度的确定冷库制冷设备和管道隔热层厚度δ（m）可按下式计算（图7—8）：

m（7—1）式中：t1——管路或设备内氨液或载冷剂的温度，℃；

t2一一周围空气温度，℃，可取夏季空气调节日平均温度；

t3——隔热层外表面温度，℃，一般可按露点温度加1～2℃；

λ一—隔热材料的热导率，W／(m·K)，

D1——管路或设备包保温层后的外径，m；

D2一—管路或设备外径（m）；

αw——隔热层外表面传热系数，W／(m2·K)，制冷设备和管道隔热设施常用的隔热结构，一般有5层：防锈层、隔热层、防潮层、防蚀层及识别层等防锈层：一般在管道隔热施工前，先清除管外的铁锈污垢，擦拭干净，然后用红丹防西锈漆涂l～2层，或用冷底子油涂刷1～2遍隔热层：在防锈层后施工，根据管道或设备结构尺寸、形状不同，可采用多种施工方法防潮层：应在隔热层的高温侧保护层：常用的保护层材料有石棉、石膏保护层，玻璃布外刷油漆保护，覆铝箔玻璃钢或成形的金属薄板保护层等识别层：则根据使用管理的需要或有关规范要求，刷不同颜色的油漆或箭头标志图7-9管道隔热的典型结构1．管道外表面防锈层2．防潮沥青涂层3．2020铁丝网4．油漆层5．石棉石膏保护层6．隔热层4．1.2mm镀锌铁丝捆扎第三节库容量的计算冷库的冷却物冷藏间和冻结物冷藏间的容量总和，称为该冷库的总容量。冷库的容量有三种表示方法：

公称体积：为冷藏间或冰库的净面积（不扣除柱、门斗和制冷设备所占的面积）乘以房间净高而得；冷库计算吨位：以代表性食品的计算密度、冷间的公称体积及其体积利用系数计算而得；冷库实际吨位：按实际堆货的情况计算而得。

Ps：公称体积是较为科学的描述，与国际接轨的方法；计算吨位是国内常见的方法；实际吨位是具体贮藏的计算方法。冷库计算吨位

冷却物冷藏间、冻结物冷藏间及贮冰间的容量（计算吨位）可按下式计算：式中：G—冷库贮藏吨位，t；V—冷藏间、冰库的公称体积，m3；—冷藏间、冰库的体积利用系数；—食品的计算密度，kg/m3；1000—一吨换算成千克的数值，kg/t。按实际堆货体积计算冷库实际吨位式中：G—冷库实际吨位，t；V—冷藏间、贮冰间的实际堆货体积，m3；—食品的计算密度，kg/m3；—冷藏间、贮冰间的体积利用系数，见表7-7。

第四节制冷系统的设计

制冷系统的分类方法有很多按制冷剂种类分：有氨制冷系统、氟制冷系统、空气等为工质的制冷系统；按其用途分：有空气调节制冷系统、商业制冷系统、工业制冷系统；按制冷剂的供液方式：有直接膨胀供液、重力供液和液泵供液制冷系统等制冷系统的选定是设计制冷系统时，极为重要的一项工作制冷最优化设计的主要技术考虑建筑设计中的制冷技术考虑热负荷计算中的针对性问题制冷系统的合理定位制冷工质的选定先进制冷设备的选用自动控制和节能技术的应用投资成本的合理分析（一次性投资和日常运行费用的综合考虑）建筑设计中的制冷技术考虑建筑体型和楼层考虑

长宽比要得当；高度尽量做足。围护结构及其隔热材料的选择

隔热材料：热导率要小，吸水性和水蒸汽渗透阻也要小，材料老化和抗压强度等也要注意（PU、EPS和XPS的应用）。围护结构：单位面积渗热量要小，热惰性要大。封闭月台和定温穿堂的应用

由隔热围护和装卸口三大件组成；是冷藏链的需要，也是节能的措施之一。制冷工质的选定自然工质的应用和开发：R717（氨）在集中式制冷系统中继续稳步发展，并得到更多重视。R（二氧化碳）在复选式制冷系统和一些小型装置得到应用和开发。新的替代工质不断开发、性能不断提高（例如R404，R407，R507等）。常用制冷系统的分类分散式制冷系统:一般由风冷式压缩冷凝机组、冷风机和控制器三个部分组成，在型式上有整体式和分体式之分。无需设置机房，机组分散布置。机组和制冷对象形成一对一的对应关系。准集中式制冷系统:一般由并联机组（亦称动力机组）、冷凝器、冷风机（或冷却、冻结装置和蒸发盘管等冷分配设备）和相关控制箱等多个部分组成。机房为简单构筑物，可按需分散布置。机组和制冷对象形成一对多的对应关系。集中式制冷系统:一般由多台大中型制冷压缩机组，集中在一个机房内并配有辅助设备间和电控室，对众多制冷对象进行制冷的系统。制冷压缩机组和制冷对象之间形成多对多的对应关系。各类制冷系统的特点

分散式制冷系统的特点(1) 应用灵活，适用范围广。(2) 机组品种多，不同冷量的挡次细、幅度大。(3) 整体安全性好，使用技术要求低。(4) 机组装置化，机电一体化，安装简单化，使用方便化。(5) 制冷系统自动控制可在原有基础上升级。(6) 更能适应冷库“个性化”要求。(7) 基本避免“大马拉小车”，节约能源。(8) 日常运行管理简单实用，并能降低运行成本。(9) 系统管路短，无需设机房，能降低建设投资。(10)机组荷载不大，安装灵活，可以在落地、支架和吊架的任意位置安装。(11)建设周期短，还可以按需使各制冷对象分批投产，为企业尽早创造效益。(12)运行噪声低，符合环保要求。(13)维修保养方便，社会化服务容易实现。各类制冷系统的特点集中式制冷系统的特点（1）制冷量范围基本不受限止；在大中型制冷系统，尤其是大型制冷系统中的应用颇具优势。（2）适用于各种制冷工质，包括氨和二氧化碳等天然工质。（3）适用于直接膨胀、重力和液泵等多种洪液系统。（4）二次节流（双级压缩中冷带负荷）系统和载冷剂简接制冷系统的发展适应了新型冷库建设的需要。（5）各蒸发温度和机组之间的切换较为方便、兼顾性强。（6）机组制冷量与制冷对象总负荷的比值低，机组配置的额定功率低，机组利用率高并利于节能。（7）自动控制的功能更强，利于实现制冷系统的最优化运行并达到节能的目的。（8）安装要求高，现场安装量多；需有专业安装资质的安装单位和技术人员进行安装；安装周期较长。（9）系统复杂、技术要求高，需由专业人员操作、维修和保养。先进制冷设备（或装置）的选用制冷压缩机蒸发式冷凝器冷风机节能型冷却、冻结装置整体式机房或组合装置制冷压缩机

螺杆压缩机和蜗旋压缩机的发展；尤其是小型螺杆机的发展，使采用其并联机组的准集中式系统的应用范围更广、性能更优，在一定程度上更能与集中式制冷系统媲美。制冷压缩机并联机组的设计和应用应注意以下几点：（1）主机的适应工况范围和最佳工况运行区域；（2）机组能量调节程序的合理编制；（3）机组油平衡的保证；（4）机组系统管道的合理布置；（5）机电一体化的程度和水平。蒸发式冷凝器

蒸发式冷器的耗水量仅为水冷式冷凝器的5-10%；能耗比水冷式冷凝系统节能10%，比风冷式冷凝系统节能30%以上。蒸发式冷凝器的应用注意点如下：（1）并联应用时的系统管道设计要合理，要保持每台蒸发式冷凝器的运行效率；（2）放空气管路的设计要合理；（3）注意防腐去垢的配套设计，保持高效运行和延长使用寿命；（4）注意能量调节的配套设计，确保节能运行。冷风机冷风机的应用已十分普遍，但仍应注重其性能的优化和功能的强化。以下冷风机的开发和应用值得引起重视：（1）冷却、冻结和气调等专用冷风机；（2）具备加湿功能的冷风机；（3）具备去湿功能的冷风机；（4）热气融霜型冷风机；（5）连续融霜型冷风机；（6）变风量冷风机；（7）防爆冷风机。节能型冷却、冻结装置当前的冷却和冻结装置层出不穷、发展迅速，鉴于其耗能很高的特点，在满足功能要求的前题下，要特别注意降低能耗，可以从以下几方面着手：（1）按产品要求合理选用相应冷加工方法和选择相应的冷却或冻结装置；（2）确定合理的温度和冷加工时间；（3）合理的气流组织、合适的风量和风速；（4）建立与热负荷变化相适应的能量调节；（5）减少外界热湿负荷的侵入。自控技术应用的现状自控设置和运行状况被调查冷库数量(座)占统计数的百分比(%)冷库建成时间较差、一般40701990年以前较好12211990年以前很好591990年以后制冷系统管道设计的要求制冷系统设计的成功与否，在相当大的程度上决定于制冷剂管道系统的设计是否合理，以及对该系统中的制冷设备的认识水平。制冷剂管道系统设计应当遵守如下的一些原则：必须使制冷系统的所有管道，做到工艺系统流程合理，操作、维修、管理方便，运行安全可靠，确保生产；设备与设备、管道与设备、管道与管道之间，必须保持合理的位置关系；制冷系统管道设计必须保证供给蒸发器适量的制冷剂，使对各个蒸发器能均匀供液，并且能够顺利地在制冷系统内循环；管道的尺寸要合理，尽可能短而直，弯曲的曲率半径尽量大些，不允许产生有过大的压力降，以防止系统的效率和制冷能力不必要的降低；根据制冷系统的不同特点和不同管段，必须设计有—定的坡度和坡向；输送液体的管段，除特殊要求外，不允许设计成倒“U”字型管段。输送气体的管段，除特殊要求外，不允许设计成“U”字型管段；必须防止润滑油积集在制冷系统的其它无关部分；制冷系统开始运行后，如遇有部分停机或全部停机时，必须防止液体倒流回制冷压缩机；必须按照制冷系统所用制冷剂的特点，选用管材、阀门、仪表和密封材料等。冷系统管道管材的确定氨制冷系统的管道一律采用无缝钢管（GB8163-87）输送流体。氟制冷系统的管道，对于小直径管道（直径在20mm以下），一般均采用紫铜管（YB447—70）；对于较大直径的管道，一般均采用采用无缝钢管（GB8163-87）输送流体。水系统的管道，一般镀锌焊接钢管（GB3091-82），也可采用焊接钢管（GB3092-82）、螺旋电焊接钢管或铸铁管。载冷剂制冷系统管道，则应根据载冷剂的物理化学性质，来确定应该采用何种管道材料合适。氟制冷系统设计在系统的设计中必须保证在开车、停车、满负荷和轻负荷时均能使系统中的润滑油返回压缩机当多台制冷压缩机并联运行时，润滑油能否良好地循环，均匀地回至每台制冷压缩机，将直接关系到制冷站能否正常地运转四、氨制冷系统的设计1.氨制冷系统的管道设计对于氨制冷系统的管道设计，必须重视其物理化学性质设备之间须设置阀门设计管道时，应注意解决润滑油的排放和回收

2.氨制冷系统的管道设计时的注意事项制冷压缩机吸气管道设汁防止停车时管道中的液体制冷剂返流回制冷压缩机而造成液击自蒸发器至制冷压缩机的吸气管道，应设有大于或等于0.003的坡度，且必须使其坡度坡向蒸发器为了防止干管中的液体吸入制冷压缩机，应将吸气支管由主管顶部或侧部向上呈45°接出。第五节装配式冷库装配式冷库：又称组合式冷藏库，是由预制的夹芯隔热板拼装而成的冷藏库。装配式冷库的特点和结构型式特点：组合灵活，方便抗震性能好可拆装搬迁、长途运输可成套供应结构型式根据安装场地，可分为室内型和室外型两种

室内型冷库容量较小，一般为2～20t，安装条件要求不高室外型冷库容量一般大于20t，为一独立建筑结构，库内净高在3.5m以上，各部分之间一般不用偏心钩连接。根据结构承重方式，可分为内承重结构、外承重结构和自承重结构三种自承重结构多用于室内型室外型大多用外承重结构装配式冷库的平面布置平面布置分室内型和室外型，两种布置各有其要求

室内型冷库的布置：冷库的布置应注意下列问题：应有合适的安装间隙应有良好的通讯、采光条件安装场地及附近场所应清洁冷库门的布置应便于冷藏货物的进出库内地面应放置垫仓板、货物应堆放在垫仓板上制冷设备的布置应考虑振动、噪声对周围场所的影响，也应考虑设备的操作维修、接管长度等冷库的平面布置需根据预制扳的宽度、高度模数、根据安装场地的实际允许，进行综合考虑室外型冷库的布置布置时除了食品卫生要求、安全要求、制冷设备布置要求与室内型冷库相同外，还应满足土建式冷库平面布置的一些要求。此外，还有以下几点要求：只设常温川堂，不设高、低温川堂；门口设防撞柱，沿墙边设600一800mm高的防护栏；冻结间、冻结物冷藏间应设平衡窗；朝阳的墙面应采取遮阳措施，避免阳光直射；轻型防雨棚下应设防热辐射措施，井应考虑顶棚通风；机房、设备间也可采用预制板装配而成，与冷库成为一体；冷库的平面布置造型基本上与室内型相同。装配式冷库的安装