冷庫制冷工程設計與性能分析

邱林

摘 要：冷庫作為當下諸多行業和領域所必須的重要的設備，其建設和應用，需要綜合考慮多方因素，才能確保冷庫制冷效果的良好。本文就針對冷庫制冷工程設計與性能分析進行了研究，希望能起到一定幫助。

關鍵詞：冷庫;制冷工程;設計性能

1.冷庫制冷工程設計

冷庫經常被應用于食品、藥品、化工、實驗等各個領域和行業之中，發揮了重要的應用價值。而冷庫之所以能發揮其制冷的效果，主要得益于冷庫的制冷工程發揮的作用，也因此制冷工程的設計就顯得極為重要，而在下文中，本文就將針對冷庫制冷工程的設計進行分析研究，其中具體的設計內容包括如下部分。

1.1制冷劑的設計選擇

在制冷工程設計和運轉的過程中，首先需要選擇合適的制冷劑，現階段我國常用的制冷劑，包括氟利昂（R22、R507A、R404A等）、氨（R717）、液氮、二氧化碳，其中氟利昂這一制冷劑早期應用相對較廣，但是由于后期發現氟利昂對環境的影響較大，而新型的氟利昂如R404A市面上價格也比較貴，所以主要運用于一些小型的冷庫系統中。液氮由于其儲存的危險性和使用成本相對更高，運用很少。二氧化碳在制冷系統中運行時壓力較高，對配套的設備和管件要求較高，所以目前使用也較少。氨與冷凍機油在低溫時幾乎不互溶，制冷效果好，且初投資相對較少，是大型冷庫的首選制冷劑。

1.2冷庫系統形式的選擇

除卻制冷劑的選擇，冷庫系統形式的選擇，也是冷庫制冷工程設計中不可或缺的重要工作，而一般而言，冷庫的系統形式根據其溫度分類可以劃分為四種形式，包括-2～+8℃的高溫形式、-10～-23℃的中溫形式、-23～-30℃的低溫形式、-30～-80℃的超低溫形式四種。除了上述的溫度分類形式外，根據冷庫的容積大小也可以分為>20000M3的大型冷庫類型、20000M3～5000M3的中型冷庫類型、<5000M3的小型冷庫類型，共計三種容量大小的冷庫形式。

這一方面說明了冷庫在設計規劃過程中的選擇多樣性，另一方面也需要相關的設計人員根據自身的設計要求，選擇合適的冷庫形式進行設計。

1.3冷庫壓縮機組的選擇

作為冷庫制冷工程的核心設備，壓縮機組的選擇也極為重要。在冷庫壓縮機組設計選擇的過程中，要注意根據冷庫的規模和設計的需求，進行機組的設計選擇。根據冷庫容積的大小不同情況，一般會選擇螺桿式壓縮機或活塞式壓縮機。針對不同制冷劑也有不同的壓縮機組可供選擇，例如，氟利昂制冷劑的使用下，多會選擇渦旋式壓縮機或半封閉/全封閉壓縮機，而氨制冷劑的使用中，多會選擇半封閉式或開啟式螺桿壓縮機。而在特殊情況下，則有各種壓縮機組混合使用的情況。

1.4供液形式的設計選擇

在冷庫制冷工程設計的過程中，供液形式的選擇也尤為重要，供液形式的選擇，主要有三種基本類型可選，這三種形式分別為直接膨脹供液、重力供液、桶泵供液，而近些年來，隨著技術的發展，桶泵供液成為了諸多冷庫，特別是大型制冷系統所選擇的供液形式，因為該供液形式本身有較高的換熱效率，能夠提升更強的制冷效果，并且得力于自身的結構和設備優勢，桶泵供液能夠實現制冷效率和制冷距離的提升，而優良簡單的操作方式，更利于自動化供液系統的搭建和可靠性的提升，因此，在本文看來桶泵供液系統是一個值得優先考慮的供液系統設計選擇形式。

1.5制冷系統自動化控制系統的設計選擇

為了提升冷庫制冷系統的制冷效果，減少人工操作的頻率及工作環節以保障制冷的安全和高質量，制冷系統的自動化控制系統也是重點的設計建設目標，其中自動化控制系統，一般是采用PLC，也就是可編程邏輯控制器進行控制，通過PLC控制系統的應用，能夠實現壓縮機、冷風機、冷凝器、泵捅等設備的自動化控制，能夠實現控制中設備的自動啟動和緊急停止，以及報警、斷電等多項功能，在加裝了數據設備和存儲設備后，還可以對制冷系統的運行情況和運行數據進行保存，可以說PLC控制系統，是制冷系統中不可獲取的重要組成部分。

1.6冷庫制冷系統回油技術的設計選擇

制冷系統回油技術的設計選擇，有多種可選的方式和類型，而通過本文的分析研究，發現桶泵機組回油技術，是一項較好的回油應用技術，因為該技術在應用的過程中，能夠通過低壓循環桶，對冷凍油和制冷劑進行分離，實現冷凍油在低壓循環桶的聚集，進而實現對壓縮機的潤滑效果。本文在分析中發現，若想實現有效回油，需要在該技術應用的過程中，進行如下工作，首先，在循環桶內的上100MM和下100MM處，分別設置回油管，以實現不論油液處于何種位置都能實現油液的導出，實現回油。其次，加裝相應的回油管閥門，實現對回油量的有效調控。

1.7管道設計選擇

制冷系統的設計，還需要對冷庫制冷工程中的管道進行選擇設計，管道的選擇有多種不同的材質可用，包括碳鋼無縫鋼管、紫銅管、低合金鋼管等，而一般來說冷庫的管道設計選擇，更多的是利用碳鋼無縫鋼管（滿足低溫低應力工況），而低合金鋼管通常能夠耐受-40℃左右的低溫，運用也比較廣泛。

2.冷庫制冷工程性能分析

在冷庫制冷工程設計的過程中，為了保障設計的科學有效，以及符合冷庫的實際需求，還需要針對冷庫制冷工程的性能進行分析研究，而對于冷庫制冷工程性能的分析，本文認為應從冷卻物冷藏庫性能和凍結物冷藏庫性能兩方面出發。

其中，冷卻物冷藏庫性能，就是適用于生鮮水果等商品保鮮保存的冷藏技術，由于該技術及冷庫應用的對象情況，冷卻物冷藏庫的性能要求主要有如下幾點：首先，冷卻物冷藏庫的冷藏物品，多為蔬菜、水果、肉蛋奶等售價平民，經濟效益低下的農副產品，所以該冷藏庫的性能設計，首先要保障具備較高的經濟效益，盡可能的保障冷卻物在良好冷藏的情況下，仍然能獲取較好的經濟效益。其次，冷卻物冷藏庫的性能，還需要保持較好的溫度穩定性，盡可能的將溫度波動控制在0.5℃以內，因為較大的波動容易導致冷卻物的損壞，特別是對于生鮮水果來說，大波動的溫度情況極易導致果蔬的腐爛和藥害發生。再次，出于冷卻物的類型考慮，在冷卻物冷藏庫中，還應當具備一定的通風換氣功能，因為部分果蔬為保持其新鮮度，是需要進行一定程度的新陳代謝的，而一般而言，通風工作的進行，主要是在晚上或清晨進行，因為這兩個時間段的溫度較低，能夠在換氣通風的過程中，盡可能的減少溫度劇烈波動。最后，冷庫內需要保持一定的濕度，以保障生鮮蔬果類的商品保持一定的濕度，一般而言，濕度需要時刻保持在95%左右。

而凍結物冷藏庫，則主要應用于需要完全凍結的貨物商品中，包括凍魚、凍肉、黃油等，而凍結物冷藏庫的性能要求，主要包括如下部分：首先，凍結物冷藏庫需要具備較好的密封性，避免制冷效果外溢，造成不必要的制冷損耗。其次，還需要保持定時的清理打掃，因為凍結物冷藏庫整體溫度較低，很容易在長期的凍結制冷中，產生大量的冰霜和冰渣，并且受凍商品也容易因為凍結而出現殘渣依附在冷庫表面。最后，定期檢查也是必要的性能要求，因為凍結物冷藏庫長期保持在較低溫度的運轉環境中，很容易因為長期工作和低溫環境影響而出現設備損壞，影響制冷效果和冷庫安全，所以就需要進行定期的檢查，以保障整體設備的高質量和高安全。

結語

綜上所述，在設計和規劃冷庫制冷工程的過程中，出于冷庫的不同需求和冷庫的類型不同，需要綜合考慮并應用不同的設備、材料進行應用，才能保障冷庫的設計整體科學合理，并且在設計的過程中，還需要綜合考慮冷庫的設計性能要求，才能最終確保冷庫制冷工程的堪用。

參考文獻

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