【摘 要】隨著大功率制冷壓縮機的不斷推出，大型并聯(lián)壓縮機組制造技術的日漸成熟，以及操作人員安全保護意識的不斷提高，R22制冷系統(tǒng)已應用于越來越多的大型冷庫。下文中，筆者將從冷庫制冷系統(tǒng)設計中的并聯(lián)壓縮機組、冷庫制冷系統(tǒng)設計中的冷凝器兩個部分，對當前我國通常使用的大型冷庫制冷系統(tǒng)設計思路和設計內容做出探討和分析。

【關鍵詞】制冷系統(tǒng)；并聯(lián)壓縮機組；冷凝器；

隨著大型冷庫建設工程的不斷開發(fā)與建設，相關工作人員對大型冷庫的設計工作將不僅僅局限于控制冷庫建設投資成本、降低冷庫運營費用，也將包括冷庫的設計理論、運行方案的計算、對其他冷庫建設工程實例的數(shù)據(jù)分析和考察，對以往工作經(jīng)驗的評估和總結等等，從而應用于當前冷庫的建設設計工作之中，以期優(yōu)化制冷系統(tǒng)設計過程，為冷庫建設項目帶去更多的經(jīng)濟效益。

一、冷庫制冷系統(tǒng)設計中的并聯(lián)壓縮機組

（一）冷庫制冷系統(tǒng)中并聯(lián)壓縮機組的選型設計

一般根據(jù)冷庫的貯藏噸位進行機組的選型，1臺機組可對應1500至3000噸貯藏量的冷庫。通常情況下，1臺機組采用3至6個壓縮機，壓縮機為同一型號。對于下列情況，為節(jié)省能耗，可在機組上配1至2臺小容量壓縮機。一是對于冷藏間較多且貯藏噸位大小不一的冷庫，為防止出現(xiàn)大馬拉小車的情況，可用小容量壓縮機降溫。二是對于氣調庫，在入貨階段由于進貨量較為集中，機組要滿負荷運行，但庫溫穩(wěn)定后或在較冷的季節(jié)，基本上只須平衡圍護結構的散冷量，所需的制冷量較少，可根據(jù)情況用小容量壓縮機或大、小壓縮機共用的方式為冷庫降溫。對于一些既有高溫系統(tǒng)，又有低溫系統(tǒng)的冷庫，可將高溫型、低溫型壓縮機共同組裝在1臺機組上。冷凝器、貯液器為共用形式，氣液分離器分別對應各自的系統(tǒng)。即1臺機組可對應多個不同蒸發(fā)溫度系統(tǒng)，提高了機組的靈活性。

（二）冷庫制冷系統(tǒng)中并聯(lián)壓縮機組的安裝設計

設計人員必須在機組周圍留有足夠的操作、檢修空間，機組的前后左右空間至少留有l(wèi)m距離。同時，為減少供液管、吸氣管內的制冷劑流動阻力損失，機組應盡量放置在所對應冷庫的中間位置。尤其是吸氣管，管路越長，阻力損失越大。當吸氣流經(jīng)機組的測壓點時，測取到的壓力值要比實際蒸發(fā)壓力低，機組的控制系統(tǒng)會誤認為此時的蒸發(fā)溫度已達到設定值而減少壓縮機的運行臺數(shù)甚至停機。但這時蒸發(fā)設備內的實際壓力（即實際溫度）還沒有達到要求的蒸發(fā)壓力（即蒸發(fā)溫度），這將會影響貯藏質量。所以，應盡量縮短機組與各蒸發(fā)設備的距離。機組周圍的環(huán)境溫度要控制在40℃之內，以便機組能夠長時間穩(wěn)定地滿負荷運行。此外，還要防止因制冷劑泄漏而缺氧。所以，必須保證機組四周通風良好，必要時要加裝通風換氣裝置。

（三）冷庫制冷系統(tǒng)中并聯(lián)壓縮機組的運行系統(tǒng)設計

機組的控制系統(tǒng)要具有累計每臺壓縮機運行時間的功能，以自動平衡各臺壓縮機的運行時間，提高機組的使用壽命。在自動控制系統(tǒng)之外還要有一套手動控制系統(tǒng)，便于在某些情況下進行手動操作。壓縮機目前以比澤爾和谷輪品牌較多，按運行工況劃分，壓縮機有高溫型和低溫型兩種形式。高溫型壓縮機可在-30℃至+10℃的蒸發(fā)溫度之間運行，低溫型壓縮機可在-40℃至-5℃的蒸發(fā)溫度之間運行。對于蒸發(fā)溫度-10℃左右的冷庫，選用高溫型壓縮機；對于蒸發(fā)溫度-28℃左右的低溫冷藏庫和溫度更低的速凍庫，選用低溫型壓縮機。最近幾年，一些機組供貨商往往把低溫型壓縮機用于蒸發(fā)溫度-10℃左右的冷庫。如果機組始終在蒸發(fā)溫度-10℃左右運轉，不會有什么問題。但在剛人貨階段，人貨時間長、庫內溫度高，機組的運行時間也隨之延長，很難保證機組的運行溫度始終低于-5℃。如果機組在臨界溫度長時間運行，將會對電機造成損壞，所以一定要采用高溫型壓縮機。由于系統(tǒng)龐大，系統(tǒng)內部的雜質和微量水分難以完全清除，必須在機組的供液總管上加設干燥過濾器，每個壓縮機的吸氣閥前加設過濾器，且均為可更換形式。

二、冷庫制冷系統(tǒng)設計中的冷凝器

（一）冷庫制冷系統(tǒng)中的冷凝方式設計

我們通常所說的冷庫制冷系統(tǒng)的冷凝方式有三種，它們分別是水冷式冷凝、風冷式冷凝和蒸發(fā)式冷凝。

1.水冷式冷凝設計

水冷式一般采用臥式殼管冷凝器，與機組一體化安裝，其結構緊湊，不必建造專用的冷凝器機組，但須配置水泵和冷卻塔。此外，為減少制冷管路內的壓力損失，機組一般都放置在冷庫附近，距離水池和水泵房較遠，冷卻水管路較長，沿程阻力損失較大，所需的水泵揚程也大，使能耗增加。

2.風冷式冷凝設計

風冷式采用風冷冷凝器，與機組分體安裝，完全靠空氣冷凝制冷劑氣體。由于空氣的比熱容小，換熱效率低，所以，其外形尺寸較大，且冷凝溫度較高，一般在40℃至45℃。風冷冷凝器通常安裝在機組的上部位置，要求四周通風良好。但冷凝器很難避開陽光的照射，在一些夏季溫度較高的地區(qū)，陽光直射于冷凝器盤管上，使冷凝壓力長時間居高不下，有時冷凝溫度可達到50℃以上，造成制冷量減少、冷庫降溫時間延長及能耗增加等問題，嚴重時還造成壓縮機頻繁高壓保護，損壞機組。因此，選用風冷冷凝器時，要根據(jù)使用地區(qū)，適當加大盤管面積，盡量降低冷凝壓力。冷凝器的風扇電機可采用變速電機，在不同的季節(jié)采用不同的轉速來調節(jié)冷凝壓力，保證系統(tǒng)的正常運行。風冷冷凝器通常架設在機房頂部或冷庫的蓋瓦上部，受屋面反射陽光的影響，冷凝器底部與屋面之間的空氣溫度較高，影響冷凝效果，為確保吸風口處的空氣溫度在40℃以下，風冷冷凝器底部至少要高于屋面500mm以上。

3.蒸發(fā)式冷凝

蒸發(fā)式冷凝器適用于干旱缺水地區(qū)，冷凝器與機組之間需要保持一定的高度差，須搭建支架，增加了土建或鋼結構費用。目前，市場上有純盤管型和盤管+填料型2種形式的蒸發(fā)式冷凝器。就春、夏、秋三季而言，這兩種冷凝器的使用效果基本一樣，但在冬季，尤其是東北、內蒙、新疆等極為寒冷的地區(qū)，即使在集水槽內加設電加熱器，也無法避免水的結冰問題。而較低的環(huán)境溫度又使得冷庫所需的制冷量較少，系統(tǒng)不必滿負荷運行，因此，只需開啟部分壓縮機即可滿足降溫要求，減少了冷凝負荷。在這種情況下，可關閉蒸發(fā)式冷凝器的水泵，直接運轉風扇吸取冷空氣，就能起到冷凝作用（這時蒸發(fā)式冷凝器的冷凝原理和風冷冷凝器相同）。為保證冷凝效果，必須要求冷凝器內的盤管具有足夠的冷卻面積。而盤管+填料型的蒸發(fā)式冷凝器利用填料代替一部分盤管面積，只能起到有限的冷凝作用。所以，在嚴寒地區(qū)宜選用冷卻面積較大的純盤管型蒸發(fā)式冷凝器。

（二）冷庫制冷系統(tǒng)中的冷凝器效果設計

一是要考慮冷凝器和貯液器之間的壓力平衡問題，設置平衡管，尤其是供液管道較長的風冷冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器，合理選擇平衡管內徑。二是為保證機組、設備的安全，在冷凝器和貯液器上部設置安全閥，安全閥前要有截止閥，便于一年一度的安全閥檢驗。三是在嚴寒地區(qū)，由于環(huán)境溫度過低，導致冷凝壓力下降，制冷劑流動緩慢，蒸發(fā)設備供液量不足，給制冷效果帶來影響，嚴重時甚至無法使蒸發(fā)設備回油，可采用以下方法解決：一是提高貯液器周圍的環(huán)境溫度，使制冷劑的溫度、壓力上升；二是增設冷凝壓力控制調節(jié)系統(tǒng)，通過對臥式殼管冷凝器調節(jié)冷卻水量，對風冷式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器減少風扇的運轉數(shù)量或調節(jié)風扇轉速等方法，來提高冷凝壓力。

總之，與冷庫建設項目工程相結合，相關工作人員需要在并聯(lián)壓縮機組的選型設計、安裝設計、運行系統(tǒng)設計等多個環(huán)節(jié)，做好冷庫制冷系統(tǒng)的設計工作，以實際環(huán)境情況和制冷目標，選取適當?shù)睦淠髦评浞绞?，從而實現(xiàn)冷庫整體制冷機制的正常、良好運行。

參考文獻：

[1]張建一.英國冷庫設計中的若干新技術剖析[J].低溫與超導.2011（01）

[2]孫亞娟.淺談冷庫的節(jié)能與自動控制[J].黑龍江科技信息.2011（03）

[3]王菲.試析自動化冷庫設計的要點[J].黑龍江科技信息.2011（03）

[4]徐錫春，楊壽發(fā)，王文生.冷庫設計及運行過程中的節(jié)能[J].保鮮與加工.2011（04）

[5]張繼英.高熱密度水冷機柜制冷系統(tǒng)的方案設計與應用[J].制冷與空調.2011（05）