冷库制冷工程设计与性能分析

邱林

摘 要：冷库作为当下诸多行业和领域所必须的重要的设备，其建设和应用，需要综合考虑多方因素，才能确保冷库制冷效果的良好。本文就针对冷库制冷工程设计与性能分析进行了研究，希望能起到一定帮助。

关键词：冷库;制冷工程;设计性能

1.冷库制冷工程设计

冷库经常被应用于食品、药品、化工、实验等各个领域和行业之中，发挥了重要的应用价值。而冷库之所以能发挥其制冷的效果，主要得益于冷库的制冷工程发挥的作用，也因此制冷工程的设计就显得极为重要，而在下文中，本文就将针对冷库制冷工程的设计进行分析研究，其中具体的设计内容包括如下部分。

1.1制冷剂的设计选择

在制冷工程设计和运转的过程中，首先需要选择合适的制冷剂，现阶段我国常用的制冷剂，包括氟利昂（R22、R507A、R404A等）、氨（R717）、液氮、二氧化碳，其中氟利昂这一制冷剂早期应用相对较广，但是由于后期发现氟利昂对环境的影响较大，而新型的氟利昂如R404A市面上价格也比较贵，所以主要运用于一些小型的冷库系统中。液氮由于其储存的危险性和使用成本相对更高，运用很少。二氧化碳在制冷系统中运行时压力较高，对配套的设备和管件要求较高，所以目前使用也较少。氨与冷冻机油在低温时几乎不互溶，制冷效果好，且初投资相对较少，是大型冷库的首选制冷剂。

1.2冷库系统形式的选择

除却制冷剂的选择，冷库系统形式的选择，也是冷库制冷工程設计中不可或缺的重要工作，而一般而言，冷库的系统形式根据其温度分类可以划分为四种形式，包括-2～+8℃的高温形式、-10～-23℃的中温形式、-23～-30℃的低温形式、-30～-80℃的超低温形式四种。除了上述的温度分类形式外，根据冷库的容积大小也可以分为>20000M3的大型冷库类型、20000M3～5000M3的中型冷库类型、<5000M3的小型冷库类型，共计三种容量大小的冷库形式。

这一方面说明了冷库在设计规划过程中的选择多样性，另一方面也需要相关的设计人员根据自身的设计要求，选择合适的冷库形式进行设计。

1.3冷库压缩机组的选择

作为冷库制冷工程的核心设备，压缩机组的选择也极为重要。在冷库压缩机组设计选择的过程中，要注意根据冷库的规模和设计的需求，进行机组的设计选择。根据冷库容积的大小不同情况，一般会选择螺杆式压缩机或活塞式压缩机。针对不同制冷剂也有不同的压缩机组可供选择，例如，氟利昂制冷剂的使用下，多会选择涡旋式压缩机或半封闭/全封闭压缩机，而氨制冷剂的使用中，多会选择半封闭式或开启式螺杆压缩机。而在特殊情况下，则有各种压缩机组混合使用的情况。

1.4供液形式的设计选择

在冷库制冷工程设计的过程中，供液形式的选择也尤为重要，供液形式的选择，主要有三种基本类型可选，这三种形式分别为直接膨胀供液、重力供液、桶泵供液，而近些年来，随着技术的发展，桶泵供液成为了诸多冷库，特别是大型制冷系统所选择的供液形式，因为该供液形式本身有较高的换热效率，能够提升更强的制冷效果，并且得力于自身的结构和设备优势，桶泵供液能够实现制冷效率和制冷距离的提升，而优良简单的操作方式，更利于自动化供液系统的搭建和可靠性的提升，因此，在本文看来桶泵供液系统是一个值得优先考虑的供液系统设计选择形式。

1.5制冷系统自动化控制系统的设计选择

为了提升冷库制冷系统的制冷效果，减少人工操作的频率及工作环节以保障制冷的安全和高质量，制冷系统的自动化控制系统也是重点的设计建设目标，其中自动化控制系统，一般是采用PLC，也就是可编程逻辑控制器进行控制，通过PLC控制系统的应用，能够实现压缩机、冷风机、冷凝器、泵捅等设备的自动化控制，能够实现控制中设备的自动启动和紧急停止，以及报警、断电等多项功能，在加装了数据设备和存储设备后，还可以对制冷系统的运行情况和运行数据进行保存，可以说PLC控制系统，是制冷系统中不可获取的重要组成部分。

1.6冷库制冷系统回油技术的设计选择

制冷系统回油技术的设计选择，有多种可选的方式和类型，而通过本文的分析研究，发现桶泵机组回油技术，是一项较好的回油应用技术，因为该技术在应用的过程中，能够通过低压循环桶，对冷冻油和制冷剂进行分离，实现冷冻油在低压循环桶的聚集，进而实现对压缩机的润滑效果。本文在分析中发现，若想实现有效回油，需要在该技术应用的过程中，进行如下工作，首先，在循环桶内的上100MM和下100MM处，分别设置回油管，以实现不论油液处于何种位置都能实现油液的导出，实现回油。其次，加装相应的回油管阀门，实现对回油量的有效调控。

1.7管道设计选择

制冷系统的设计，还需要对冷库制冷工程中的管道进行选择设计，管道的选择有多种不同的材质可用，包括碳钢无缝钢管、紫铜管、低合金钢管等，而一般来说冷库的管道设计选择，更多的是利用碳钢无缝钢管（满足低温低应力工况），而低合金钢管通常能够耐受-40℃左右的低温，运用也比较广泛。

2.冷库制冷工程性能分析

在冷库制冷工程设计的过程中，为了保障设计的科学有效，以及符合冷库的实际需求，还需要针对冷库制冷工程的性能进行分析研究，而对于冷库制冷工程性能的分析，本文认为应从冷却物冷藏库性能和冻结物冷藏库性能两方面出发。

其中，冷却物冷藏库性能，就是适用于生鲜水果等商品保鲜保存的冷藏技术，由于该技术及冷库应用的对象情况，冷却物冷藏库的性能要求主要有如下几点：首先，冷却物冷藏库的冷藏物品，多为蔬菜、水果、肉蛋奶等售价平民，经济效益低下的农副产品，所以该冷藏库的性能设计，首先要保障具备较高的经济效益，尽可能的保障冷却物在良好冷藏的情况下，仍然能获取较好的经济效益。其次，冷却物冷藏库的性能，还需要保持较好的温度稳定性，尽可能的将温度波动控制在0.5℃以内，因为较大的波动容易导致冷却物的损坏，特别是对于生鲜水果来说，大波动的温度情况极易导致果蔬的腐烂和药害发生。再次，出于冷却物的类型考虑，在冷却物冷藏库中，还应当具备一定的通风换气功能，因为部分果蔬为保持其新鲜度，是需要进行一定程度的新陈代谢的，而一般而言，通风工作的进行，主要是在晚上或清晨进行，因为这两个时间段的温度较低，能够在换气通风的过程中，尽可能的减少温度剧烈波动。最后，冷库内需要保持一定的湿度，以保障生鲜蔬果类的商品保持一定的湿度，一般而言，湿度需要时刻保持在95%左右。

而冻结物冷藏库，则主要应用于需要完全冻结的货物商品中，包括冻鱼、冻肉、黄油等，而冻结物冷藏库的性能要求，主要包括如下部分：首先，冻结物冷藏库需要具备较好的密封性，避免制冷效果外溢，造成不必要的制冷损耗。其次，还需要保持定时的清理打扫，因为冻结物冷藏库整体温度较低，很容易在长期的冻结制冷中，产生大量的冰霜和冰渣，并且受冻商品也容易因为冻结而出现残渣依附在冷库表面。最后，定期检查也是必要的性能要求，因为冻结物冷藏库长期保持在较低温度的运转环境中，很容易因为长期工作和低温环境影响而出现设备损坏，影响制冷效果和冷库安全，所以就需要进行定期的检查，以保障整体设备的高质量和高安全。

结语

综上所述，在设计和规划冷库制冷工程的过程中，出于冷库的不同需求和冷库的类型不同，需要综合考虑并应用不同的设备、材料进行应用，才能保障冷库的设计整体科学合理，并且在设计的过程中，还需要综合考虑冷库的设计性能要求，才能最终确保冷库制冷工程的堪用。

参考文献

[1]熊从贵，何静，金琦.冷库制冷压力管道的自然补偿设计[J].化工设备与管道，2020，57（03）：72-75.

[2]薛瑞春.冷库设计时结构型式的比选[J].住宅与房地产，2019（25）：94.

[3]宛超.冷库制冷系统设计要点[J].制冷与空调（四川），2019，33（04）：385-387.