張國東

低溫速凍與低溫冷藏庫的設(shè)計(jì)

張國東

（南京科技職業(yè)學(xué)院 南京 210048）

為了保障生鮮和速凍食品在流通中的安全與質(zhì)量，冷庫建設(shè)是基礎(chǔ)核心。介紹了某冷庫制冷工藝設(shè)計(jì)，就冷卻設(shè)計(jì)、供液方式、壓縮機(jī)選型、系統(tǒng)劃分等幾個(gè)主要方面進(jìn)行了說明，為低溫速凍和低溫冷藏庫的設(shè)計(jì)提供一些參考。

冷庫設(shè)計(jì)；速凍；冷藏

0 前言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展與人們生活水平的提高，生鮮與速凍食品具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，為了保障生鮮與速凍食品在流通中的安全與質(zhì)量，核心是不斷改造與新建不同類型的冷藏冷凍倉庫，即冷庫。

冷庫是指通過人工制冷保持庫內(nèi)一定的溫度和濕度條件，主要用于食品的冷凍加工和冷藏；對(duì)于氣調(diào)庫還需要控制氧和二氧化碳?xì)怏w成分的比例，以便更好地保證食品貯藏的質(zhì)量。冷庫主要包括制冷機(jī)房、庫房、變配電間等。

1 工程概況

一個(gè)單層2000噸低溫冷藏庫，采用磚墻、鋼筋混凝土梁、柱和板建成，冷庫平面布置如圖1所示。隔熱層墻體采用阻燃性聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)噴涂，噴涂到設(shè)計(jì)厚度以后，再裝彩鋼板模固定成型；地面采用擠塑聚苯乙烯板分層錯(cuò)縫實(shí)鋪；立柱、地面、頂棚、門樘等接點(diǎn)部位按設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)保溫，防止冷橋。

當(dāng)?shù)赜?jì)算濕球溫度為25℃、夏季平均溫度為26℃、夏季計(jì)算相對(duì)濕度為77%；制冷系統(tǒng)冷凝溫度和蒸發(fā)溫度分別為+38℃和-40℃。

2 制冷工藝

2.1 冷卻設(shè)備和供液方式

表1 低溫冷藏間冷卻設(shè)備面積

（1）低溫冷藏庫共3間，庫容量為2000t，冷間溫度為-18℃，每次進(jìn)貨量不大于容量的5%，采用頂排管進(jìn)行冷卻，詳見表1。

（2）速凍間No.4、No.5、No.6，共3間，每間存貨量約13.9t，每間采用2組468m2/組擱架排管，8臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)，每臺(tái)風(fēng)量為16500m3/h，電機(jī)功率為1.5kW。

（3）成品包裝間No.7采用3組墻排管，總面積173m2。

（4）速凍機(jī)間No.8采用2臺(tái)0.5t/h速凍機(jī)。

供液方式為氨泵供液，借助泵的壓力克服制冷劑在管道、閥門及冷卻設(shè)備中的各種流動(dòng)阻力而向冷卻設(shè)備強(qiáng)制供液的，可靠性高。

2.2 壓縮機(jī)型號(hào)和系統(tǒng)劃分

（1）-40℃速凍機(jī)系統(tǒng)包括2臺(tái)0.5t/h速凍機(jī)，該制冷系統(tǒng)采用1臺(tái)JJZ2LG20帶經(jīng)濟(jì)器液氨冷卻螺桿制冷壓縮機(jī)組，在設(shè)計(jì)工況下，制冷量約為204kW，軸功率為163.2kW，且機(jī)組并聯(lián)到-40℃速凍間系統(tǒng)。

圖1 冷庫平面布置示意圖

（2）-40℃速凍間系統(tǒng)包括3間低溫冷藏間、3間速凍間及成品包裝間，該制冷系統(tǒng)采用1臺(tái)JJZ2LG20和1臺(tái)JJZ2LG16帶經(jīng)濟(jì)器液氨冷卻螺桿制冷壓縮機(jī)組，在設(shè)計(jì)工況下，JJZ2LG16制冷量約為94.3kW，軸功率為76.8kW，總制冷量約為257.5kW，并與速凍機(jī)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)。

2.3 其他

（1）冷凝器采用1臺(tái)CSZNX-1520蒸發(fā)式冷凝器。

（2）沖霜方式

頂排管、擱架排管和墻排管采用熱氨融霜和人工掃霜相結(jié)合方式；速凍機(jī)采用水沖霜方式。

（3）安全保護(hù)與自動(dòng)控制

①壓縮機(jī)本身配電帶有的各種保護(hù)及自控措施不變。

②當(dāng)油壓不符合使用要求時(shí)，以聲光報(bào)警并延時(shí)40s，仍不上油，自動(dòng)停機(jī)。

③壓縮機(jī)各級(jí)排氣壓力超過規(guī)定時(shí)間時(shí)，自動(dòng)停機(jī)，并以聲光報(bào)警。

④低壓循環(huán)桶設(shè)有2個(gè)浮球液位控制器UQK-40，安裝位置在高度的30%和60%處，低液位控制電磁閥供液，高液位控制超高液位報(bào)警。

⑤氨泵進(jìn)出口設(shè)有壓差控制器，控制壓差在39.2～73.55Pa范圍，當(dāng)壓差低于設(shè)定值時(shí)，延時(shí)5～10s后，報(bào)警并停泵。

⑥機(jī)房設(shè)事幫排風(fēng)扇（防爆型）。

（4）保溫措施

低溫設(shè)備的保溫采用聚氨酯發(fā)泡，外包鍍鋅鋼板，保溫厚度見表2。

表2 低溫設(shè)備保溫厚度

表3 管道保溫厚度

除沖霜外的各調(diào)節(jié)站的保溫采用鍍鋅鋼板做成箱式后，再在內(nèi)用聚氨酯現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡，保溫后不能影響閥門操作。膨脹閥之后管道需保溫，包括供液管、回氣管、經(jīng)濟(jì)器出液管、減壓管等，保溫應(yīng)在鍍鋅板圍成的圓筒內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)聚氨酯發(fā)泡。對(duì)于成束的管道，如機(jī)房到庫房之間的管道，應(yīng)整個(gè)做成箱體，再在內(nèi)發(fā)泡。管道保溫的厚度見表3。

（5）制冷系統(tǒng)原理如圖2所示。

圖2 制冷系統(tǒng)原理

1、2－氨壓縮機(jī)組；3－蒸發(fā)式冷凝器；4－輔助貯液器；5－貯液器；6－充氨站；7－空氣分離器；8－集油器；9－緊急泄氨器；10、13－低壓循環(huán)桶；11、14－氨泵；12－低壓集油器；15－排液桶；16、17－調(diào)節(jié)站；18－速凍機(jī)；19、20－No.3頂排管；21－No.2頂排管；22、23、24－No.1頂排管；25－擱架管組；26、27、28－墻排管

3 結(jié)語

依據(jù)我國《GB 50072—2010冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范》要求，設(shè)計(jì)了2000t的低溫冷藏庫。系統(tǒng)采用了帶經(jīng)濟(jì)器的螺桿式壓縮機(jī)組，具有較寬的運(yùn)行范圍，單級(jí)壓力比大，卸載運(yùn)行時(shí)能實(shí)現(xiàn)最佳運(yùn)行；氨泵強(qiáng)制供液提高了冷卻設(shè)備效率，管理方便，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作；低溫凍結(jié)采用擱架半接觸式與速凍機(jī)相結(jié)合，較靈活，同時(shí)低溫速凍也提高了凍品的質(zhì)量；低溫冷藏間采用頂排管，主要為了減少凍結(jié)物的干耗，特別對(duì)于多脂食品，如水產(chǎn)食品，會(huì)使得脂肪氧化而大大降低食品質(zhì)量。

[1] GB 50072—2010,冷庫設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國計(jì)劃出版社,2010.

[2] 李敏.冷庫制冷工藝設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[3] 田國慶.食品冷加工工藝[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2008.

Quick-Freezing and Refrigeration Cold Storage Design

Zhang Guodong

( Nanjing Polytechnic Institute, Nanjing, 210048 )

To ensure the safety and quality of fresh and frozen food in circulation, the development of cold storage is basic core. Refrigeration technic design is discussed about a cold storage, and it is explained on the main aspects of cooling design, fluid supplying form, selection of compressor and system partitioning, it provides some references for Quick-Freezing and refrigeration cold storage design.

Cold storage design; Cuick-freezing;Cold Storage

TB657.1

B

1671-6612（2019）05-527-03

張國東（1979－），男，工程碩士，講師，從事制冷與空調(diào)專業(yè)教學(xué)與研究，E-mail：63182653@qq.com

2018-09-11