小型冷库的分类、结构、选型及设计
小型冷库的分类、结构、选型及设计
一、冷库的类型 ：
按温度分：
高温冷库（±5℃）：适合果品蔬菜类保鲜。
中温冷库（－10℃~－5℃）：适合冻结后的食品冷藏。
低温冷库（－20℃~－10℃）：适合冻结水产、禽肉类食品的冷藏。
冻结冷库（－23℃以下）：适合在鲜品冷藏前的快速冻结。
按容积分：
小型冷库：＜500m³
中型冷库：500~1000m³
大型冷库：＞1000m³
二、冷库的结构及主要设备
库板：预先生产的，具有固定的长度、宽度和厚度，可根据库体安装的需要选择。高、中温冷库一般选用10厘米厚的板块，低温库及冻结库一般选用12厘米或15厘米厚的板块。
聚氨脂喷涂发泡材料：该材料通过直接喷涂于仓库中，形成不吸水，隔热性较好的聚氨脂板，但成本较高。
聚苯脂喷涂发泡材料：该材料同样通过喷涂形成聚苯脂板，较聚氨脂板吸水性强，隔热性较差，但成本较低。
防潮层：一般用沥青、油毡、塑料涂层、塑料薄膜或金属板做成。
三、制冷系统
压缩机（最关键配件）：
一般情况下，小型冷库选用全封闭压缩机。中型冷库一般选用半封闭压缩机。大型冷库选用半封闭压缩机或螺杆压缩机。在选用时，也可考虑选用氨制冷压缩机，因为氨制冷压缩机功率大，并可一机多用，但安装及管理比较烦琐。
蒸发器：一般情况下，高温库选用风机为蒸发器，其特点是降温速度快，但易造成冷藏品的水分损耗；中、低温冷库选用无缝钢管制作的蒸发排管为主，其特点是恒温效果好，并能适时蓄冷。
冷凝器：冷凝器有空气冷却、水冷却和空气与水结合的冷却方式。空气冷却只限于在小型冷库设备中应用，水冷却的冷凝器则可用于所有形式的制冷系统。
热力膨胀阀：热力膨胀阀分为内平衡膨胀阀和外平衡膨胀阀，内平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器入口压力；而外平衡式膨胀阀膜片下面感受到的是蒸发器出口压力。
储液罐：储存氟利昂,保证制冷剂始终处于饱和状态。
电磁阀：防止压缩机停机时高压部分制冷剂液体进入蒸发器，避免压缩机下次启动时低压过高，防止压缩机液击。另外，冷库温度达到设定值时温控器动作，电磁阀失电，低压压力达到停机设定值时压缩机停，当冷库内温度回升到设定值时，温控器动作，电磁阀得电，低压压力上升到压缩机开机设定值时压缩机启动。
高低压保护器：防止高压过高低压过低保护压缩机。
温控器：相当于冷库大脑控制着冷库制冷开与停及化霜、风扇的开与挺。
干燥过滤器：过滤系统中杂质与水分。
油压保护器：保证压缩机有足够润滑油。
油分离器：其作用是将制冷压缩机排出的高压蒸汽中的润滑油分离，以保证装置安全高效地运行。根据降低气流速度和改变气流方向的分油原理，使高压蒸汽中的油粒在重力作用下得以分离。一般气流速度在1m/s以下，就可将蒸汽中所含直径在0.2mm以上的油粒分离出来。通常使用的油分离器有洗涤式、离心式、填料式和过滤式四种。
蒸发器压力调节阀：是防止蒸发器压力(以及蒸发温度)降低到规定值以下。有些时候也用它来调整蒸发器压力至力以适应负荷的变化。
其他制冷系统配件：门锁、铰链、拉手、风幕机等。
四、冷库建设与设计
一、库门设计规划：
小型冷库的库门，并要根据现场能够使用的通道宽度来进行合理的设置，常见的库门设计有推拉门、电动门、卷闸门、平移门、弹簧门等等；建造时需要根据顾客的需求来合理运用。如果货物运输的尺寸有所限制的话，那么，建议使用能够方便大设备，大货物出入自由的平移门。
二、热力膨胀阀：
冷库设计建造中制冷装置的热力膨胀阀有内平衡式和外平衡式之分。具体的选型原则主要根据制冷量大小、制冷剂种类、节流前后的压力差、蒸发器管内制冷剂的流动阻力等因素来确定热力膨胀阀的形式和型号。一般情况需考虑20%~30%的余量。
三、制冷压缩机的选择：
当要求的蒸发温度较高，实际的冷凝温度较高时，需要采用双极压缩制冷。一般以压缩比等于8作为分界，当压缩比小于8时，采用单级压缩；压缩比大于或者等于8时，采用双极压缩。
四、冷库冷却系统的选择：
冷库冷却系统的选择主要是冷库压缩机与蒸发器的选用。一般情况下，小型冷库选用全封闭压缩机为主；中型冷库一般选用半封闭压缩机为主；大型冷库选用半封闭压缩机或螺杆压缩机，但冷库设计图冷库安装及管理比较烦琐。
五、冷库门坎设计：
一般来说，仓库的门坎可以设置也可以不设置，如果不设置，冷库内部就要和外部的地面一样高，在隔热层上面用同样的地面材料来制作，让冷库工作人员搬运货物的时候出入比较方便。
六、冷库板设计选型：
小型冷库底板至关重要，优先采用发泡成型的外表保护材料彩钢瓦，镀锌钢板，花铝板等等；对于一些要求比较高的特殊场合，应当合理运用SUS 304不锈钢板材，SUS 316不锈钢板。
七、隔热层厚度的设计：
冷库隔热材料要选择工艺成熟，一次性高压发泡的环保聚氨酯材料，也可以使用聚苯乙烯发泡材料；一般冷藏库的库温常年在零下22 ℃以上，因此库板最好是选择100 mm厚隔热层；零下22 ℃以下的冷库最好使用50 mm厚的隔热层；而零下30 ℃以下则最好采用200 mm厚的隔热层。（参考）
八、平衡窗设计：
小型冷库要求密封，在实际使用时由于库内和库外的温差较大，很容易出现热胀冷缩现象导致库门打不开，为了有效解决这类型的问题，小型冷库一定要具备平衡窗设计，当冷库内部的压力过低时，可以适当的向其中补充空气，让压力平衡。
九、门框防凝露设计：
冷库的门和门框之间一定会存在缝隙，在内外温差高达10 ℃左右时，空气中的水分会凝结在门框的表面，甚至是直接流到库内的地面；因此，在库门的周边应该安装发热线（加热丝），避免在潮湿天气时候出现凝露现象。
十、冷库对建筑结构材料要求：
冷库中长期是低温环境，在这样的低温环境中，特别是在周期性冻结和融解循环过程中，建筑结构易受破坏。因此，冷库的建筑材料和冷库的各部分构造要有足够的抗冻性能。总的来说，设计冷库建筑结构和材料要求就是四点：隔热性、密封性、坚固性和抗冻性。
五、冷库耗冷量的计算
无论何种品牌的压缩机组的选型,都是根据活动冷库的蒸发温度及冷库有效工作容积来确定，另外还要参考冷冻或冷藏物品的冷凝温度、入库量、货物进出库频率等参数。
冷间耗冷量的估算
1、肉类冷库
冷却每顿肉类食品的耗冷量（表1）
|
序号
|
库房温度/°C
|
肉类降温情况
|
冷加工时间/h①
|
单位耗冷/(w/t)
|
||
|
入库°C
|
出库°C
|
冷却设备负荷
|
机械负荷
|
|||
|
1
|
-2
|
35
|
4
|
20
|
3000
|
2300
|
|
2
|
-7/-2②
|
35
|
4
|
11
|
5000
|
4000
|
|
3
|
-10
|
35
|
12
|
8
|
620
|
5000
|
|
4
|
-10
|
35
|
10
|
3
|
13000
|
10000
|
①冷加工时间不包括肉类进库和出库的搬运时间，
②此处系指库温先为-7°C，待肉类表面温度降到±0°C时，改用库温为-2°C继续冷却
注：本表内冷却设备负荷已经包括货物负荷系数P的数值，机械负荷已经包括总管道等7%的冷损耗系数。
冷冻每顿肉类食品的耗冷量（表2）
|
序号
|
库房温度/°C
|
肉类降温情况
|
冷加工时间/h①
|
单位耗冷/(w/t)
|
||
|
入库°C
|
出库°C
|
冷却设备负荷
|
机械负荷
|
|||
|
1
|
-23
|
4
|
-15
|
20
|
5300
|
4500
|
|
2
|
-23
|
12
|
-15
|
12
|
8200
|
6900
|
|
3
|
-23①
|
35
|
-15
|
20
|
7600
|
5800
|
|
4
|
-30
|
4
|
-15
|
11
|
9400
|
7500
|
|
5
|
-30
|
-10
|
-18
|
16
|
6700
|
5400
|
①指一次冻结（指肉类不经过冷却），氨系统直接用低于-33°C的蒸发温度
注：本表内冷却设备负荷已经包括货物热流量系数P的数值，机械负荷已经包括总管道等7%的冷损耗系数。
2、水产冷库
水产品冷加工单位冷负荷（表3）
|
库房名称
|
库房温度/°C
|
肉类降温情况
|
冷加工时间/h
|
单位耗冷/(w/t)
|
||
|
入库°C
|
出库°C
|
冷却设备负荷
|
机械负荷
|
|||
|
准备间
|
0
|
20
|
4
|
10
|
4700
|
3500
|
|
冻结间
|
-25
|
4
|
-15
|
10
|
9300
|
7500
|
|
冻结间
|
-25
|
20
|
-15
|
16
|
7000
|
5600
|
注：本表冷却加工时间不包括进出库时间。
3、冷藏间、制冰间
冷藏间单位冷负荷（表4）
|
序号
|
库房名称
|
库房温度°C
|
单位耗冷/(w/t)
|
|
|
冷却设备负荷
|
机械负荷
|
|||
|
1
|
一般冷却物冷藏库
|
±0、-2
|
88
|
70
|
|
2
|
250t以下冻结物冷藏间
|
-15、-18
|
82
|
70
|
|
3
|
500t—1000t冷库冻结物冷藏间
|
-18
|
53
|
47
|
|
4
|
1000t—3000t单层库冻结物冷藏间
|
-18、-20
|
41~47
|
30~35
|
|
5
|
1500t—3500t多层库冻结物冷藏间
|
-18
|
41
|
30~35
|
|
6
|
4500t—9000t多层库冻结物冷藏间
|
-18
|
30~35
|
24
|
制冰和贮冰间冷负荷（表5）注：表中机械负荷已包括总管道冷损耗系数
|
序号
|
制冰方式
|
单位耗冷/(w/t)
|
|
机械负荷
|
||
|
1
2
3
|
盐水制冰方式
桶式快速制冰
贮冰间
|
7000
7800
25
|
注：表中机械负荷已包括总管道冷损耗系数
4、小型冷库冷负荷估算
肉、禽、水产品类单位冷负荷（表6）
|
序号
|
库房名称
|
冷间温度°C
|
单位耗冷/(w/t)
|
|
|
冷却设备负荷
|
机械负荷
|
|||
|
1
2
3
4
|
50t以下冷藏库
50t—100t冷藏间
100t—200t冷藏间
200t—300t冷藏间
|
-15~-18①
|
195
150
120
82
|
160
130
95
70
|
①进货温度按-12~-15°C，进货量按库容的5%计算，如果进货温度为-5°C时，需适当增大表中数值。
水果蔬菜类单位冷负荷（表7）
|
序号
|
库房名称
|
冷间温度°C
|
单位耗冷/(w/t)
|
|
|
冷却设备负荷
|
机械负荷
|
|||
|
1
2
|
100t以下冷藏库
100t—300t冷藏间
|
0~2
0~2
|
260
230
|
230
210
|
鲜蛋类单位冷负荷（表8）
|
序号
|
库房名称
|
冷间温度°C
|
单位耗冷/(w/t)
|
|
|
冷却设备负荷
|
机械负荷
|
|||
|
1
2
|
100t以下冷藏库
100t—300t冷藏间
|
0~2
0~2
|
140
115
|
110
90
|
注：表中机械负荷已包括总管道冷损耗系数
5、室内型装配式冷负荷估算
将表7---表9中的负荷值再乘以1.2的修正系数
6、简单计算估算法
总的冷负荷可以分为两部分：
（1）通过围护结构散失的冷量，可按常规方法计算。
（2）运行冷负荷
按下式计算：
Qr = V *fr *△T
式中：Qr---运行冷负荷（W）；
V ---冷库容积（m³）；
fr ---运行系数，查表9；
△T ---库内外温差（°C）；
|
冷库容积/m³
|
Fr/[W/(m³*°C)]
|
冷库容积/m³
|
Fr/[W/(m³*°C)]
|
|
140
200
280
560
|
0.31
0.24
0.19
0.16
|
1400
2100
2800
|
0.14
0.14
0.13
|
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