2023年-冷库制冷工艺论述.docx

二一、机械冷库的制冷原理：所谓机械冷库，简单地讲就是以机械方法进行制冷的冷库。目前我国多数机 械冷库主要是采用蒸汽压缩式制冷方式调节库温。制冷原理可简述为：利用汽化 温度较低的液态制冷剂的蒸发，吸收贮藏环境中的热量，从而使库温下降。通过 压缩机将汽化后的制冷剂吸回并加压，在冷凝器中制冷剂将吸收的热量传递给冷 却介质，使自身温度得以降低、冷凝成液体，然后再进行蒸发吸热，如此循环即 可实现连续制冷。制冷系统包括4个主要部分：压缩机、冷凝器、膨胀阀（节流阀）、蒸发器。 整个制冷系统由循环管路连接，构成一个密闭的回路。管路内充注制冷剂。压缩机在制冷系统中起着压缩和输送制冷剂气体的作用，即把蒸发器内产生 的低压低温气体吸回，再次压缩成为高温高压气体并送入冷凝器。冷凝器用来对压缩机压入的高温高压气体进行冷却和冷凝，在一定的压力和 温度下，把高温高压的气体液化成为常温高压液体。膨胀阀安装在贮液器和蒸发器之间，是系统内高压区和低压区的一个分界点, 其作用是将高压液体节流膨胀，变为低压液体，它也是调节和控制制冷剂流量的 关卡。在蒸发器中，节流膨胀后的低压制冷剂从库房吸收热量并蒸发为气体，使库 温降低，达到制冷的目的。在整个制冷系统中，有高压区和低压区两部分，自压缩机的排气端直至膨胀 阀前的工作段为高压区；自膨胀阀后至压缩机吸气端的工作段为低压区；由排气 压力表和吸气压力表分别近似表示这两部分的压力。压缩机在整个制冷系统中起着心脏的作用，是提供能量补偿的过程。冷凝器 和蒸发器是两个热交换器，前者使高压制冷剂的气体放热，并转化为液体；后者 使低压制冷剂的液体吸热，并转化为气体。制冷剂在循环往复过程中成为热能的 运载工具。二、制冷机组制冷机组是将制冷系统中的部分设备或全部设备，配套组装在一起成为一个 整体。制冷机组结构紧凑，占地小，使用灵活，管理方便，安装简单，其中有些 机组只需连接水源和电源即可使用。常用的制冷机组有压缩冷凝机组和冷水机 组。1、压缩冷凝机组。压缩冷凝机组是将压缩机，冷凝器等组装成一个整体， 可为各种类型的蒸发器连续供应液态制冷剂，主要适合小型制冷装置用。2、冷水机组。冷水机组是将压缩机、冷凝器、冷水用蒸发器以及自控元件 等组装成一个整体，主要适合工艺中选用冷水的地方。三、制冷压缩机压缩机是蒸汽压缩式制冷装置中的重要组件，通常称作制冷主机。其功能是 输送和压缩制冷剂蒸汽，它由电动机驱动进行工作。压缩机的工作好坏直接影响 到制冷循环的完成程度。蒸汽压缩式制冷装置常用的压缩机有活塞式、螺杆式、 离心透平式及回转式等。冷库中广泛使用的是容积式压缩机。这类压缩机是利用活塞、汽缸结构或转 子的旋转，使汽缸的工作容积发生变化，将气体压缩和输出，其中就有活塞式制 冷压缩机和螺杆式制冷压缩机。1、活塞式制冷压缩机活塞式制冷压缩机是闻世最早的一种机型，至今发展已相当完善。其工作压 库门上设置空气幕，以防止库内冷空气外溢。冷库的墙体、天棚、地面都 要铺设导热性低的材料，如稻壳、软木、沥青、膨胀珍珠岩制块等作为绝 热层，目前较常用的是防潮的挤塑板或聚氨酯喷涂，也有用聚苯的（防潮性 不好），以阻止外界热流浸入库内，增加热负荷。为防止室外水蒸气往绝热 层渗透，还需在绝热层的高温侧铺设渗透阻大的材料，如沥青油毡等作为 隔气层，目前一般采用高分子防潮材料。编辑本段冷库结构要求冷库建筑从施工开始到设备安装一般是在常温下进行的，结构体系也 处于常温状态；而冷库投入使用后，其结构体系却处于低温环境中。由于 温差大而引起的结构体系变形比普通建筑大得多，因此必须进行温度应力 计算，以防止产生“冷桥”。地坪应采取防冻措施，以防止地基隆起而造成建 筑物破坏。同时应选用抗冻性强的材料，以增强结构的耐冻性、耐久性。小型冷库的承重结构一般为梁板式结构，而大型多层冷库多采用现浇 钢筋混凝土无梁楼盖结构。近年来，预制装配式的无梁楼盖与用升板法施 工的无梁楼盖框架结构正在逐步推广。冷库的围护墙体结构设计除满足强 度和稳定性外，还应保持绝热层及隔气层的连续性，使之符合建筑热工要 求。冷库的屋面结构受太阳直接照射的时间较长，受气温变化的影响，会 产生膨胀或收缩变形，宜采用预制构件，使变形在构件之间进行调整，从 而减小总变形。为了防止因屋面伸缩对墙体产生的不利影响，可在屋面结 构与墙体之间设计成滑动接触面。编辑本段冷库设备一般冷库多由制冷机制冷，利用气化温度很低的液体（氨或氟里昂） 作为冷却剂，使其在低压和机械控制的条件下蒸发，吸收贮藏库内的热量， 从而达到冷却降温的目的。最常用的是压缩式冷藏机，主要由压缩机、冷 凝器和蒸发管等组成。按照蒸发管装置的方式又可分直接冷却和间接冷却 两种。直接冷却将蒸发管安装在冷藏库房内，液态冷却剂经过低压蒸发管时, 直接吸收库房内的热量而降温。间接冷却是由鼓风机将库房内的空气抽吸 进空气冷却装置，空气被盘旋于冷却装置内的蒸发管吸热后，再送入库内 而降温。空气冷却方式的优点是冷却迅速，库内温度较均匀，同时能将贮 藏过程中产生的二氧化碳等有害气体带出库外。编辑本段冷库保温一般冷库与外界存在明显温差，需要采用保温隔热材料来阻止热量的 传递；目前常用的保温材料有聚氨酯（分板材和现场喷涂两种）、挤塑板、 普通泡沫板等多种类型，其中尤以现场喷涂成型的聚氨酯效果最佳，导热 系数低且连成整体无拼接缝，具有很高的性价比优势。装配式冷库近年来 也颇受欢迎，因为它具有工期短，符合卫生标准，可拆移等特点。一、冷库建筑的特点和要求冷库主要用于食品的冷冻加工及冷藏，它通过人工制冷，使室内保持 一定的低温。冷库的墙壁、地板及平顶都敷设有一定厚度的隔热材料，以 减少外界传入的热量。为了减少吸收太阳的辐射能，冷库外墙表面一般涂 成白色或浅颜色。因而冷库建筑与一般工业和民用建筑不同，有它独特的 卞勾。冷库建筑要防止水蒸气的扩散和空气的渗透。室外空气侵入时不但增 加冷库的耗冷量，而且还向库房内带入水分，水分的凝结引起建筑结构特 别是隔热结构受潮冻结损坏，所以要设置防潮隔热层，使冷库建筑具有良 好的密封性和防潮隔汽性能。冷库的地基受低温的影响，土壤中的水分易被冻结。因土壤冻结后体 积膨胀，会引起地面破裂及整个建筑结构变形，严重的会使冷库不能使用。 为此，低温冷库地坪除要有有效的隔热层外，隔热层下还必须进行处理， 以防止土壤冻结。冷库的楼板要堆放大量的货物，又要通行各种装卸运输机械设备，平 顶上还设有制冷设备或管道。因此，它的结构应坚固并具有较大的承载力。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，冷库建筑是以其严格的隔热性、密封性、坚固性和抗冻性 来保证建筑物的质量。保证建筑物的质量。二、冷库的分类（一）按冷库容量规模分目前，冷库容量划分也未统一，一般分为大、中、小型。大型冷库的 冷藏容量在lOOOOt以上；中型冷库的冷藏容量在1000lOOOOt；小型冷库 的冷藏容量在1000t以下。（二）按冷藏设计温度分分为高温、中温、低温和超低温四大类冷库。一般高温冷库的冷藏 设计温度在-2至+8；中温冷库的冷藏设计温度在-10至-23；低 温度，温度一般在-23至30C；超低速冻库温度一般为-30C至-80C。（三）按库体结构类别分1 .土建冷库这是目前建造较多的一种冷库，可建成单层或多层。建筑物的主体一 般为钢筋混凝土框架结构或者砖混结构。土建冷库的围护结构属重体性结 构，热惰性较大，室外空气温度的昼夜波动和围护结构外表面受太阳辐射 引起的昼夜温度波动，在围护结构中衰减较大，故围护结构内表面温度波 动就较小，库温也就易于稳定。2 .组合板式冷库这种冷库为单层形式，库板为钢框架轻质预制隔热板装配结构，其承 重构件多采用薄壁型钢材制作。库板的内、外面板均用彩色钢板（基材为 镀锌钢板），库板的芯材为发泡硬质聚氨酯或粘贴聚苯乙烯泡沫板。由于除 地面外，所有构件均是按统一标准在专业工厂成套预制，在工地现场组装， 所以施工进度快，建设周期短。3 .覆土冷库它又称土窑洞冷库，洞体多为拱形结构，有单洞体式，也有连续拱形 式。一般为砖石砌体，并以一定厚度的黄土覆盖层作为隔热层。用作低温 的覆土冷库，洞体的基础应处在不易冻胀的砂石层或者基岩上。由于它具 有因地制宜、就地取材、施工简单、造价较低、坚固耐用等优点，在我国 西北地区得到较大的发展。4 .山洞冷库一般建造在石质较为坚硬、整体性好的岩层内，洞体内侧一般作衬砌 或喷锚处理，洞体的岩层覆盖厚度一般不小于20m编辑本段冷库保养及维护冷库的保养一、冷库安装完毕或长期停用后再次使用，降温的速度要合理:每天控 制在8-10C为宜，在0时应保持一段时间。二、冷库库板保养，注意使用中应注意硬物对库体的碰撞和刮划。因 为可以造成库板的凹陷和锈蚀，严重的会使库体局部保温性能降低。三、冷库密封部位保养，由于装配式冷库是由若干块保温板拼而成, 因此板之间存在一定的缝隙，施工中这些缝隙会用密封胶密封，防止空气 和水分进入。所以在使用中对一些密封失效的部位及时修补。四、冷库地面保养，一般小型装配式冷库的地面使用保温板，使用冷 库时应防止地面存有大量的冰和水，如果有冰，清理时切不可使用硬物敲 打，损坏地面。冷库的维护一、冷库的除霉杀菌与消毒 冷库冷藏的烹饪原料和食品都有含有一 定的脂肪、蛋白质和淀粉。这些营养成分的存在，会使霉菌和细菌大量繁 殖生长。为做好冷库卫生管理工作，保证食品和烹饪原料的冷藏质量，就 要定期地进行冷库卫生消毒工作。冷库的除霉杀霉与消毒，可先用酸类消 毒剂。酸类消毒剂的杀菌作用，主要是凝固菌体中的蛋白。常有的消毒剂 有乳酸、过氧已酸、漂白粉、福尔马林等。二、冷库中排除异味的方法1、冷库中产生异味的原因 所谓异味，即冷库中的烹饪原料及食物在 外界因素的影响下，通过物理化学的变化，产生一种不正常的气味，天长 日久，这种气味就粘附于冷库的墙壁、顶棚以及设备和工具上。冷库中产 生异味，一般说来有以下几个方面的原因：冷库在未进食品前就有一种异 味存在。入冷库前食品就有腐败变质现象，如变质的蛋、肉、鱼等。存 放过鱼的冷库，未经清洗即存放肉、蛋、或水果蔬菜等食品，致使气味感 染而变质。冷库通风不畅，温、湿度过大，致使霉菌大量繁殖，产生霉气 味。冷库制冷管道的泄漏，制冷剂（氨）侵蚀到食品中导致异味产生。冷 库中温度不下降，致使肉品变质腐坏产生腐败味。这种情况多发生在鲜肉 未冻结、冻透即转库贮藏。不同气味的食品存在一个冷库库房内，导致食 品串味互相感染。2、防止冷库异味产生的方法 入冷库冷藏的食品，必须经过检验，没 有变质的方可入库存放。冷库库房在进货前不得有异味存在。若有异味, 必须经过技术处理，排除异味后方可使用。平常要加强冷藏设备的维护， 严禁倒堆卸货，防止因此砸坏管路，造成制冷剂外泄。食品在冷加工过程 中，必须使冷库库房保持一定的温度，不得将冻制食品进行转库或存放。 若冷库库房温度降不下来，应查找原因，待排除后再行食品加工。冷库内 不得混合存放互相感染的食品。3、冷库排除异味的方法臭氧法。臭氧具有强烈的氧化作用，不但能 消除冷库库房异味，还能制止微生物的生长。采用臭氧发生器，可实现对 库房异味的排除。若冷库内存放含脂肪较多的食品时，则不宜采用臭氧处 理，以免脂肪氧化而产生酸败现象。甲醛法。将冷库库房内的货物搬出， 用2%的甲醛水溶液（即福尔马林溶液）进行消毒和排除异味。食醋法。 装过鱼的冷库库房，鱼腥味很重。不宜装其它食品，非得经彻底清洗排除 鱼腥味后方可装入其它食品。一般清除鱼腥味的方法是采用食醋的方法。 具体方法为：鱼出冷库后，将蒸发管组上的冰霜层清除干净，并保持库房 温度?50以下，然后按冷库库房每一立方米容积用食醋量507100克配制， 用喷雾器向库内喷射，先将库房门关闭严密，断断续续地开动鼓风机，让 食醋挥发并在库内流动，使食醋大量吸收鱼腥味。一般约经4?24小时后打 开冷库库门，连续鼓风数小时可将醋味吹出库外编辑本段冷库设备安装冷库制冷压缩机组的安装冷凝机组应避免安装在高温环境，在室外安装时应加设遮阳蓬以避免 淋雨或阳光直射。风冷冷凝机组的进风侧应远离热源，机组周围应保持足 够间距及通畅的空气流道以避免形成空气短路；水冷冷凝机组在专用机房 安装时应预留定期清洗冷凝器所需的空间，并保证机房的散热通风。如系 统布局或压缩机所处位置、环境温度等因素有可能使系统中的制冷剂向压 缩机迁移，建议使用曲轴箱加热器，并且在试运行前及长期停机后再启动 前骑墙压缩机进行充分的预热。冷凝机组应水平安装于足够牢固的机座上并采用有效的避震措施。机 组运转前，用以吸收压缩机启动冲击和减少震动传递的压缩机专用底脚弹 簧应调整至工作状态。避震管应尽量靠近压缩机且沿压缩机轴向安装，不 允许避震径向水平安装。冷凝机组安装时必须可靠接地。用户应根据机组功率配置足够容量的 三相五线动力电源及电缆并安装合适的分断器、熔断器、漏电保护器等保 元件以及配置合适的电气控制系统。电气设施的安装应符合有关标准。必 须注意名牌上的压缩机型号以确认其适用的连接方式。冷凝机组型号最后一个字母为"X”的均加注有酯类润滑油。这种机组应 使用专用工具如真空泵、制冷剂加注和回收设备、管接件等进行安装调试 操作，以防止酯类油和矿物油的相互污染。管道的连接制冷剂管道的连接的一般可采用焊接、螺纹连接或法兰连接方式。在 机组和系统的制冷剂管道连接之前，应首先释放冷凝机组中存留的氮气（压 力约0.5bar）。由于制冷剂管路系统要求高度清洁，应使用内部干燥洁净、 无氧化、无残留物的连接管道。当采取螺纹或法兰连接时，应注意使用正 确的紧固方法，避免管道受力扭曲变形，保证结合处的平整和密封性。采 取螺纹或法兰连接时，应注意使用正确的紧固方法，避免管道受力扭曲变 形，保正结合处的平整和密封性。采取焊接方式时应尽可能在管道内通以 干燥氮气，使用低熔点的银铜合金焊料并控制其熔化程度以减少管道内氧 化物的生成。如在安装调试过程中管道内残存制冷剂（即使处于非压力状 态），必须对该部分管道先行抽真空并用干燥氮气吹洗后才能进行焊接，否 则制冷剂和润滑油受热后会产生酸性物质。当安装系统时如果不能确认系统内部具备足够的清洁度，建议在靠近 压缩机的呼吸管路上安装大容量的过滤器并在系统运行一段时间后将其拆 除。水冷冷凝机组的冷凝器进行、出水管可采用镀锌钢管，不锈钢管，塑 料软管或软铜管等。由机组接出的液体制冷剂管道直径不应超过机组本身的出液管道直径。为了提高系统的回油性能，应在控制压降和噪声的前提下尽量减小吸气管 特别是上升吸气管内径以保证足够的制冷剂带油流速。为避免润滑油被制 冷剂通过排气管带回压缩机汽缸头，在排气管路上可按需设置集油弯或单 向阀。系统试运行结束后可按需将蒸发器出口与压缩机吸气并阀之间的管路 以绝热材料覆盖。力范围广，能适应较宽的能量范围和不同场合。活塞式压缩机具有高速、多缸、 能量可调、热效率高、适于多种制冷剂等优点；其缺点是：结构较复杂、易损件 多，需检修周期短，对湿行程敏感，有脉冲振动及运行平衡性差。活塞式制冷压 缩机的分类方式有多种，按封闭方式通常分为3类：（1）开启式制冷压缩机；（2）半封闭式制冷压缩机；（3）全封闭式制冷压缩机。2、螺杆式制冷压缩机螺杆式制冷压缩机是一种新型的高转速制冷压缩机，它与活塞式压缩机同属 于容积式压缩机。从压缩气体的原理来看，它们的共同点都是靠容积的变化而使 气体被压缩的；不同点是这两类压缩机实现工作容积变化的方式不同。活塞式压 缩机是借助曲轴连杆机构的运动，而使汽缸的工作容积发生变化；螺杆式压缩机 则是借助与轴直接连接的转子的旋转运动而使工作容积发生变化。螺杆式压缩机没有活塞式压缩机所需的气缸，活塞、活塞环、汽缸套等易损部件， 机器结构紧凑，体积小，重量轻，没有余隙容积，少量液体进入机内时无液击危 险。可利用活阀进行10%100%的无级能量调节，适用范围广，运行平稳可靠， 需检修周期长，无故障运行时间可达（25） X104ho由于使用润滑油使机器的 冷却使用和密封性能得到改善，排气温度降低，即使蒸发温度较低（-40）和 压缩比较高（25左右），仍然可以单级运行，即在一定范围内可以代替两级压缩 循环。但是，螺杆式制冷压缩机的加工和装配要求精度较高，不适宜于变工况运 行，有较大的噪音，在一般情况下，需装置消音和隔音设备，在制冷压缩时，需 要喷加润滑油，因而需要油泵、油冷却器和油回收器等较多辅助设备。近年来，开发了内容积比可调螺杆压缩机，可调节范围为2.65,使螺杆压 缩机的性能有了进一步改善。最近国内开发了新型半封闭螺杆机，采用5： 6不 对称新齿形，使容积效率大为提高。新型螺杆制冷压缩机的运转经济性、可靠性 和使用寿命，已经超过了活塞式制冷压缩机。因此，在制冷装置设计选用时应予 以充分的重视。四、冷凝器冷凝器属于制冷系统中的热交换设备，是制冷剂向外放热的热交换器。来自 压缩机的制冷剂蒸汽进入冷凝器后，将热量传递给周围介质水或空气，自身则受 冷却、凝结为液体。冷凝器按其冷却介质和冷却方式，可分为水冷式、空气冷却 式（也称风冷式）和蒸发式3种类型。1、水冷式冷凝器在氨制冷系统中，冷凝器绝大多数以水作为冷却介质，也就是水冷式冷凝器。 根据其安装和结构不同，水冷式冷凝器又可分为立式壳管式冷凝器和卧式壳管式 冷凝器两种。制冷量较大的氟利昂制冷系统，也多采用水冷式冷凝器。2、空气冷却式冷凝器空气冷却式冷凝器是利用空气对制冷剂蒸汽进行冷却和冷凝，在冷却和冷凝 过程中放出的热量被空气带走。为了使冷凝器的结构紧凑，通常由几根蛇形管并 联在一起，做成长方形或正方形的外形。制冷剂蒸汽从上部的分配集管进入每根 蛇管中，冷凝后的液体沿蛇管下流，汇于液体集管中，然后流入贮液器内。空气 在风机的作用下，从管外吹过。目前国外生产厂家已采用先进的设计和生产加工工艺，制造出内螺纹铜管和百叶 式翅片制式高效冷凝器，可大大缩小制冷机组的尺寸，提高整机效率。国内生产 的冷凝器绝大部分仍采用普通铜管外套翅片制作的冷凝器，效果相对较低。3、蒸发式冷凝器这是以水和空气协同冷却的一类冷凝器，在发达国家已广泛应用。其特点是 耗水少，仅为其它类型水冷式冷凝器耗水量的7%10%,特别适用于缺水地区， 尤其是在天气干燥时蒸发式冷凝器更加有效。在发达国家所使用的蒸发式冷凝器 上，通常配备有变频高速装置，以满足不同负荷时制冷要求。蒸发式冷凝器基本上由冷却塔和冷凝器组成。由于它省去了冷却水在冷凝器 中的湿热传递阶段，使冷凝温度可能更接近空气的湿球温度，从而降低压缩机能 耗。蒸发式冷凝器本身起到冷却塔的作用，因此不必如水冷式冷凝器另需配备冷 却塔。五、蒸发器蒸发器又称冷分配设备。在蒸发器中，制冷剂液体在较低的温度下沸腾，转 变为蒸汽，并吸收被冷却物体热量或介质的热量，所以蒸发器是制冷系统中吸收 热量（也可看作输出冷量）的设备。蒸发器按被冷却介质的特性，可分为冷却液 体载冷剂的蒸发器和直接冷却空气的蒸发器两大类。冷却空气的蒸发器又可分为 冷风机和冷却排管。在果蔬保鲜机械冷库中普遍应用的是冷风机，在土窖洞中加 装的蒸发器也有采用冷却排管的。1、冷风机冷风机又可分为氨冷风机和氟利昂冷风机。它们都是使用风机使空气强制流 动的热交换器。根据设计或使用的要求，冷风机需配套装设热气冲霜或水冲霜等 冲霜系统。2、冷库排管冷库排管是一种用无缝钢管制作的排管式蒸发器。它通常装置在低温库（温 度-18C）和速冻间内（温度低于-23C）。在低温库内常设置顶排管（有盘管式、 上下管式多种）和墙排管（有立式和盘管式两种）；在速冻间内除设置顶排管和 墙排管外，为加强热量交换，还应配置冷风机。1 .单级制冷循环系统单级制冷机是应用比较广泛的一类制冷机，它可以应用于制冰、空调、食品 冷藏及工业生产过程等方面。单级制冷循环是指制冷剂在制冷系统内相继经过压 缩、冷凝、节流、蒸发四个过程，便完成了单级制冷机的循环，即达到了制冷的 目的。制冷系统由蒸发器、单级压缩机、油分离器、冷凝器、贮氨器、氨液分离器、 节流阀及其它附属设备等组成，相互间通过管子联接成一个封闭系统。其中，蒸 发器是输送冷量的设备，液态制冷剂蒸发后吸收被冷却物体的热量实现制冷；压 缩机是系统的心脏，起着吸入、压缩、输送制冷剂蒸汽的作用；油分离器用于沉 降分离压缩后的制冷剂蒸汽中的油；冷凝器将压缩机排出的高温制冷剂蒸汽冷凝 成为饱和液体；贮氨器用来贮存冷凝器里冷凝的制冷剂氨液，调节冷凝器和蒸发 器之间制冷剂氨液的供需关系；氨液分离器是氨重力供液系统中的重要附属设备; 节流阀对制冷剂起节流降压作用同时控制和调节流入蒸发器中制冷剂液体的流 量，并将系统分为高压侧和低压侧两部分。单级流程示意图2 .双级制冷循环系统双级制冷循环是在单级制冷循环的基础上发展起来的，其压缩过程分两个阶 段进行，来自蒸发器的制冷剂蒸汽先进入低压级汽缸压缩到中间压力，经过中间冷却后再进入高压级汽缸，压缩到冷凝压力进入冷凝器中。一般蒸发温度在-25C -50C时，应采用双级压缩机进行制冷。制冷系统由蒸发器、双级压缩机、油分离器、冷凝器、中间冷却器、贮氨器、氨液分离器、节流阀及其它附属设备 等组成，相互间通过管子联接成一个封闭系统。其中，中间冷却器利用少量液态 制冷工质在中间压力下汽化吸热，使低压级排出的过热蒸汽得到冷却，降低高压 级的吸气温度，同时还使高压液态制冷工质得到冷却。双级流程示意图3 .蒸发式冷凝器运行原理进入冷凝盘管的高温气态制冷剂通过盘管壁与盘管外侧喷淋水和空气进行 热交换，制冷剂气体的温度随着在管内的时间加长而下降，由气态逐渐变成液态。 用风机超强风力，使喷淋水充分覆盖在盘管外表面上，从而提高了换热效率。喷 淋水和空气吸收盘管壁的热量后温度升高，部分水由液态变成气态，带走管壁上 大量热量，湿热空气中的水份被挡水板截住引入PVC热交换层中，热空气排出。 PVC热交换层中的水被流过的新风冷却，温度降低，流入集水槽中，再由水泵 送入喷淋系统中，继续循环。散失到空气中的水份由水位控制装置自动调节补充。 现状及其前景冷库是发展冷藏业的基础设施，也是在低温条件下贮藏货物的建筑群。食品保鲜 主要以食品冷藏链为主，将易腐畜禽、水产、果蔬、速冻食品通过预冷、加工、 贮存和冷藏运输，有效地保持食品的外观、色泽、营养成分及风味物质，达到食 品保质保鲜，延长食品保存期的目的，起到调剂淡、旺季市场的需求并减少生产 与销售过程中经济损耗的作用。以甘肃省为例：截至2003年已建成千吨级果品 气调库9座，千吨以上冷库13座，5001 000 t冷库35座，100500 t冷库 59座，50100 t冷库242座，50 t以下冷库1. 7万座；截止到2005年年底仅 兰州市就拥有商业冷库经营企业31家，库容达5.2万t。由此可见，随着市场 经济的不断发展、现代物流系统的不断完善，食品冷藏链的产业化发展前景十分 广阔。1冷库行业现状1. 1国外冷库行业现状国外冷库行业发展较快的国家主要有日本、美国、芬兰、加拿大等国。日本 是亚洲最大的速冻食品生产国，-20 以下的低温库在冷库中占80%以上。70 年代以前国外冷库普遍采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统，70年代后期逐渐 采用以R22为制冷剂的分散式制冷系统1。美国和加拿大占80%以上的冷库都 以使用R717为制冷剂2。80年代以来，分散式制冷系统在国外发展很快，冷 却设备由冷风机逐步取代了排管，贮藏水果冷库中近1/3为气调库，在冷库建造 方面土建冷库正向预制装配化发展，自动化控制程度比较高。比较著名的装配式 冷库的制造商如芬兰的辉乐冷冻集团（HUURRE）,其库板HE-3由无氟绝缘聚氨酯 板和两层镀锌的钢层组成，轻便易拆卸，施工期短、气密性好、空间利用率高。近年来，国外新建的大型果蔬贮藏冷库多是果品气调库，如美国使用气调贮 藏苹果已占冷臧总数的80%；法国、意大利也大力发展该项技术，气调贮藏苹果 均达到冷藏苹果总数的50%70%以上；英国气调库容达22万t。日本、意大利 等发达国家已拥有10座世界级的自动化冷库。2. 2国内冷库行业现状我国自1955年开始建造第一座贮藏肉制品冷库，1968年建成第一座贮藏水 果冷库，1978年建成第一座气调库。1995年由开封空分集团有限公司首次引进 组合式气调库先进工艺，并在山东龙口建造15 000 t气调冷库获得成功，开创 了国内大型组装式气调冷库的成功先例，用户亦取得了较好的经济效益。1997 年又在陕西西安建造了一座10 000 t气调冷库，气密性能达到国际先进水平。 该公司气调冷库已分布在山东、河南、北京、湖南、新疆、陕西、天津、四川等 省市自治区，并获得客户的较好信誉。广东、北京等省市大约先后引进了 40座 预制装配式冷藏库，总库容约为7. 5万t。近几年来，我国冷库建设发展十分迅 速，主要分布在各水果、蔬菜主产区以及大中城市郊区的蔬菜基地。据统计，全 国现有冷冻冷藏能力已达500多万3其中外资、中外合资和私营冷库约占50万 t,国有冷库450多万t,分属于内贸、农业、外贸和轻工系统，其中内贸系统 冷库容量达300多万t,占全国总量的60%以上。我国商业系统拥有果蔬贮藏库 面积达200多万m2,仓储能力达130多万t,其中机械冷藏库70多万3普通 库为60多万t。果品蔬菜保鲜一般采用最低温度为-2 的高温库，水产、肉食类保鲜采用 温度在-18以下的低温库3,而我国的贮藏冷库大多数为高温库。大型冷库一 般采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统，冷却设备多为排管，系统复杂，实现自 动化控制难度大。小型冷库一般采用以氟里昂为制冷剂的分散式或集中式制冷系 统4。在建造方面以土建冷库偏多，自动化控制水平普遍较低。装配式冷库近 几年来有所发展。国内专业生产制冷设备及建造冷库的厂家很多，如开封空分集团制冷工程公 司为国内第一家组装式冷库生产厂家，已形成从几立方米库容小型室内库到几万 立方米的大型室外库；从高温库、低温库、冻结库到综合库；从全组装式冷库到 土建结构内部贴板的混合式冷库；从普通冷库过渡到的多品种、多规格的气调冷 库系列产品。此外大连制冷设备厂、天津森罗科技发展有限责任公司等，其制冷 设备在冷库行业领域中所占比重较大，天津森罗科技发展有限责任公司采用双面 彩钢聚苯乙烯保温板建造的装配式冷库，在国内发展较快。国家农产品保鲜工程 技术研究中心（天津）研制开发的微型节能冷库在国内农村各地已广泛推广。据 统计我国生产企业已生产建设大中小型装配库约800座,室内装配式冷库约2. 5 万套（座），仅苏州市2004年全市新建保鲜冷库38座，占江苏省的40%。2目前主要存在的问题3. 1冷库利用率偏低2. 1. 1空间利用率传统的冷库设计一般高5 m左右，但在实际操作应用中，尤其是无隔 架层的冷库利用率低于50%,如物品堆码的高度一旦达到3. 2 m时，外包装为纸 箱的食品，因重压变形、吸潮等原因极易出现包装破裂、倒塌等现象6,导致 食品品质降低，造成较大的经济损失。3. 1.2周年利用率以兰州市为例:大多数冷库每年510月份期间贮藏荷兰豆、西兰花、花椰 菜、大白菜、甘蓝、百合等新鲜蔬菜，然后以冷藏车、简易汽运等方式运至广州、 上海、杭州等南方城市进行俏售经营，冷库闲置期长达6个月。兰州肉联厂低温 冷库贮藏肉制品、速冻食品、雪糕、冷饮等，利用率相对较高。而其他冷库中仅 有少量冷库在10月至翌年4月份贮藏水果，其余时间基本关闭闲置，周年利用 率仅能达到50%o3.2 部分冷库设计不尽规范，存在诸多安全隐患国内很多冷库属于无证设计、安装，缺乏统一标准，缺乏特种设备安全技术 档案现象较为普遍。操作人员未经专业培训无证上岗，管理人员安全意识淡薄。 部分容积500 m3以上以氨为制冷剂的土建食品冷库，其库址选择、地基处理、 制冷设备安装等严重不符合冷库设计规范(GB50072-2001)的要求，存在诸 多安全隐患。许多冷库名为气调库却达不到气调的目的，部分低温库一建成就面 临停用或只能按高温库降级使用的局面。3.3 制冷系统维修措施不力，设施设备老化严重制冷机的正常维修周期一般为运转8 000-10 000 h即应进行大维修；运转 3 0004 000 h进行中维修；运转1 000 h进行小维修5。适时对制冷系统进 行维修、保养，可以及早消除事故隐患。因为国内大多数冷库尤其是90年代以 前所建冷库，设施设备陈旧、管道严重腐蚀、墙体脱落、地基下陷、压力容器不 定期检验。普遍开开停停，带病运营现象十分严重。3.4 冷库节能措施未引起足够重视冷库属于耗能大户。有数据表明：蒸发器内油膜增加0.1mm,会使蒸发温度 下降2.5C,电耗增加11%。冷凝器中若存在油膜、水垢，蒸发器外表结霜等均 会导致蒸发温度下降，耗电增加。另外，低温库冻结间或速冻装置进货后压缩比 小于8时，应先采用单级制冷压缩，当蒸发压力降下来后，其压缩比大于8时再 改用双级压缩制冷方式5,而许多低温冷库一开机就启用双级压缩机，使冷库 能耗加大。3.5 自动化控制程度低迷国外冷库的制冷装置广泛采用了自动控制技术，大多数冷库只有13名操 作人员，许多冷库基本实现夜间无人值班2。而我国冷库的制冷设备大多采用 手动控制，或者仅对某一个制冷部件采用了局部自动控制技术，对整个制冷系统 做到完全自动控制的较少，货物进出、装卸等方面的自动化程度普遍较低。3.6 6商业冷库价格竞争激烈近几年随着冷库数量的增加，除部分食品生产企业、科研单位自备用于存放 食品原料或用于科研试验的冷库外，商业冷库出租转让频繁，行业内低价竞争激 烈，加之高温库和低温库比例失衡以及地理位置的差异，存贮肉类及速冻食品的 低温库供不应求，大量的高温库闲置待用，导致大多商业冷库经营企业经济效益 不佳。3发展趋势从市场对冷库的需求趋势来看，我国现有的冷库容量还十分不足，今后冷库 的发展趋势主要表现在以下几个方面：3.7 1建设规模果蔬产区应集中建设气调冷库，规模应以大、中、小型相结合，以发展中型 为宜。机械气调库的建设应择优推广预制生产，现场装配模式冷库工程化工业产 品，果蔬产地适于建单层冷库和中小型冷库；尽快推广塑料薄膜、大棚、大帐、 硅窗、塑料薄膜小包装等气调设施是我国近期发展的重点。在经济较发达的城市, 发展中型冷库，建立冷冻食品贮藏批发市场。将中小型冷库向社会开放，提供有 偿的仓库服务、信息服务、经营后勤服务。3. 2冷链物流我国完整独立的冷链系统尚未形成，市场化程度很低，冷冻冷藏企业有条件 的可改造成连锁超市的配送中心，形成冷冻冷藏企业、超市和连锁经营企业联营 经营模式。建立食品冷藏供应链，将易腐、生鲜食品从产地收购、加工、贮藏、 运输、销售，直到消费者的各个环节都处于标准的低温环境之中，以保证食品的 质量，减少不必要的损耗，防止食品变质与污染。4. 3制冷设备制冷设备业应着力开发国际市场先进通用的60 HP以下各档次分体式或一 体化且配有电子技术的自动化机组，将计算机与自动化技术广泛地应用于整个制 冷系统的自动控制中，目的是为冷冻冷藏行业升级换代，延长产业链，降低工程 造价。5. 4整体规划冷库行业必须在有关部门的统一协调下，加强整体规划与协调，大力发展冷 链物流体系建设。同时，要防止盲目重复建设，以保证我国冷冻冷藏行业持续健 康稳定的发展。总之，从冷库的现状与发展趋势来看，果品恒温气调库发展迅速，低温库比 例有所增加，适合农户建造使用的微型冷库异军突起，装配式冷库及以氟里昂为 制冷剂的分散式制冷系统推广力度正在加大，冷库设计更加趋于优化，自动化控 制程度逐步提高，政府安全生产和质量监督等管理部门对冷库的监管力度大大加 强。国内冷库行业正朝着采用发泡聚氨酯或聚苯乙烯板隔热材料的轻便预制装配 化、低温大型化、管理及进出库货物装卸自动化、果蔬冷库恒温气调化、冷风机 代替排管和广泛使用氟里昂制冷剂的操作方便、灵活多样、高效安全、环保节能 的方向发展。冷库是用人工制冷的方法让固定的空间达到规定的温度便于贮藏物品 的建筑物。冷库可广泛应用于食品厂、乳品厂、制药厂、化工厂、果蔬仓库、禽 蛋仓库、宾馆、酒店、超市、医院、血站、部队、试验室等。=二= 冷库按功能和冷库温度可分为保鲜库,冷藏库.低温库和速冻库四大类 冷库的种类一般可分为:保鲜库,冷藏库.冻结库.气调库和其他非标准冷库 各种冷库的温度要求与用途：1.保鲜库:温度一般在0-5度.主要用于鲜肉.乳品.鲜蛋.果蔬的保鲜,它使食品处 于较低的温度.而温度又不低于。度，在这种情况下,食品可以尽可能的保持新鲜 2:冷藏库:温度一般在-10-20度 主要用于食品的冷藏.不定期的将部分食物放入 冷库，同时又要不定期的将另一部分食品取出冷库，对食品的冷藏时间没有具体要 求,且库温保持在-15-18的范围3:速冻库:库温一般在-30度以下 主要用于食品的速冻，如速冻水饺.速冻蔬菜等， 要求在限定时间嫩迅速将食品冻结4:低温库;温度一般在-22- -25度 主要用于库温在-22 - -25度时的食品储藏.只用 在这个温度下，食品才不会变质.低温库的特点是：不定期的逐步将食品放入冷库， 经过一段时间，对这段时间嫩的库温没有特殊的要求，冷库的温度达到-25度，待冷 库内的温度稳定后，对冷库的温度要求十分严格.冷库保养及冷库维护冷库的保养一、冷库安装完毕或长期停用后再次使用，降温的速度要合理:每天控制在8-10 为宜，在0C时应保持一段时间。二、冷库库板保养，注意使用中应注意硬物对库体的碰撞和刮划。因为可以造 成库板的凹陷和锈蚀，严重的会使库体局部保温性能降低。三、冷库密封部位保养，由于装配式冷库是由若干块保温板拼而成，因此板之 间存在一定的缝隙，施工中这些缝隙会用密封胶密封，防止空气和水分进入。所 以在使用中对一些密封失效的部位及时修补。四、冷库地面保养，一般小型装配式冷库的地面使用保温板，使用冷库时应防 止地面存有大量的冰和水，如果有冰，清理时切不可使用硬物敲打，损坏地面。 冷库的维护一、冷库的除霉杀菌与消毒冷库冷藏的烹饪原料和食品都有含有一定的脂肪、 蛋白质和淀粉。这些营养成分的存在，会使霉菌和细菌大量繁殖生长。为做好 冷库卫生管理工作，保证食品和烹饪原料的冷藏质量，就要定期地进行冷库卫生 消毒工作。冷库的除霉杀霉与消毒，可先用酸类消毒剂。酸类消毒剂的杀菌作 用，主要是凝固菌体中的蛋白。常有的消毒剂有乳酸、过氧已酸、漂白粉、福尔 马林等。二、冷库中排除异味的方法1、冷库中产生异味的原因所谓异味，即冷库中的烹饪原料及食物在外界因素 的影响下，通过物理化学的变化，产生一种不正常的气味，天长日久，这种气味 就粘附于冷库的墙壁、顶棚以及设备和工具上。冷库中产生异味，一般说来有 以下几个方面的原因：冷库在未进食品前就有一种异味存在。入冷库前食品就 有腐败变质现象，如变质的蛋、肉、鱼等。存放过鱼的冷库，未经清洗即存放 肉、蛋、或水果蔬菜等食品，致使气味感染而变质。冷库通风不畅，温、湿度 过大，致使霉菌大量繁殖，产生霉气味。冷库制冷管道的泄漏，制冷剂（氨） 侵蚀到食品中导致异味产生。冷库中温度不下降，致使肉品变质腐坏产生腐败 味。这种情况多发生在鲜肉未冻结、冻透即转库贮藏。不同气味的食品存在一 个冷库库房内，导致食品串味互相感染。2、防止冷库异味产生的方法 入冷库冷藏的食品，必须经过检验，没有变质的 方可入库存放