第二章冷庫及制冷系統(tǒng)

1、第二章第二章 冷庫及制冷系統(tǒng)冷庫及制冷系統(tǒng) 知識目標(biāo)知識目標(biāo)n掌握冷庫的定義及屬性，冷庫的分類，冷庫的結(jié)構(gòu)；n理解中國冷庫行業(yè)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢；n掌握冷庫選址的原則，裝配式冷庫的分類、平面布置和安裝方法；n掌握冷庫制冷系統(tǒng)的四大部件的定義、分類及選型原則；n掌握冷庫制冷系統(tǒng)的供液方式和融霜方式的分類；n掌握冷庫溫濕度的日常維護(hù)、冷庫的節(jié)能途徑、冷庫建筑物的維護(hù)和保養(yǎng)的知識。技能目標(biāo)技能目標(biāo)n靈活運(yùn)用所學(xué)知識分析案例；n具備運(yùn)用冷庫基本知識和原理來分析、解決實(shí)際問題的基本技能。 第一節(jié)第一節(jié) 冷庫概述冷庫概述一、冷庫的含義一、冷庫的含義 冷庫是指用各種設(shè)備制冷、可人為控制和保持特定的溫度及相對濕

2、度的設(shè)施，是對易腐物品進(jìn)行加工和儲藏的建筑物的總稱。冷庫具有冷凍和物流雙重屬性。二、冷庫的分類二、冷庫的分類（一）按儲藏貨物的儲藏要求分 1.冷卻庫 2.冷藏庫 3.冷凍庫 4.超低速凍庫 （二）按使用性質(zhì)分 1.生產(chǎn)性冷庫 2.分配性冷庫 3.零售性冷庫 4.綜合性冷庫 （三）按結(jié)構(gòu)類別分 1.土建式冷庫 2.裝配式冷庫 （四）按規(guī)模大小分 1.大型冷庫 2.中型冷庫 3.小型冷庫 （五）其他分類方式 1. 按冷庫的建筑層數(shù)分 2.按冷庫制冷設(shè)備選用的工質(zhì)分 3.按儲藏的商品分 4.按冷藏級別分 三、冷庫的結(jié)構(gòu)三、冷庫的結(jié)構(gòu) （一）冷加工及冷藏車間（二）生產(chǎn)輔助用房 （三）生產(chǎn)附屬用房 （四

3、）生活輔助用房 四、國外冷庫行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢四、國外冷庫行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢五、我國冷庫行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢五、我國冷庫行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（一）我國冷庫行業(yè)的現(xiàn)狀 （二）我國冷藏庫建設(shè)的發(fā)展趨勢 （一）我國冷庫行業(yè)的現(xiàn)狀 1冷庫能力狀況 2冷藏庫功能與管理體制 3建造方式 4制冷新技術(shù)、新設(shè)備得到了廣泛應(yīng)用 5專業(yè)性冷藏庫有了一定的發(fā)展 （二）我國冷藏庫建設(shè)的發(fā)展趨勢 1功能將拓展 2布局將調(diào)整 3更注重環(huán)保和節(jié)能 4實(shí)施規(guī)范管理 第二節(jié)第二節(jié) 冷庫的規(guī)劃與建造冷庫的規(guī)劃與建造 一、冷庫選址的原則一、冷庫選址的原則 1區(qū)域位置 2地形、地質(zhì) 3水源和電源 4區(qū)域環(huán)境 5交通運(yùn)輸條件 6勞

4、動力情況二、冷庫總體設(shè)計(jì)二、冷庫總體設(shè)計(jì) 1冷庫設(shè)計(jì)的總體思路和原則 2冷庫總平面布置的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 3冷庫設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng) 三、裝配式冷庫三、裝配式冷庫 （一）裝配式冷庫的分類 （1）根據(jù)安裝場地的不同，裝配式冷庫可以分為室內(nèi)型和室外型兩種。 （2）根據(jù)結(jié)構(gòu)承重方式，裝配式冷庫可以分為內(nèi)承重結(jié)構(gòu)、外承重結(jié)構(gòu)和自承重結(jié)構(gòu)三種。 （二）裝配式冷庫的平面布置（二）裝配式冷庫的平面布置 1室內(nèi)型裝配式冷庫的布置 2室外型裝配式冷庫的布置 （三）裝配式冷庫的安裝方法（三）裝配式冷庫的安裝方法 1室內(nèi)型裝配式冷庫的安裝2室外型裝配式冷庫的安裝 （四）裝配式冷庫安裝的注意事項(xiàng)（四）裝配式冷庫安裝的注意事

5、項(xiàng)第三節(jié)第三節(jié) 制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與設(shè)備選型制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與設(shè)備選型一、制冷劑一、制冷劑（一）制冷劑的分類 1根據(jù)化學(xué)組成分類根據(jù)化學(xué)組成分類 （1）無機(jī)化合物制冷劑 （2）氟利昂類制冷劑 （3）共沸溶液制冷劑 （4）新型制冷劑 2根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度的高低和常溫下冷根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)溫度的高低和常溫下冷凝壓力的大小分類凝壓力的大小分類 （1）高溫低壓制冷劑（2）中溫中壓制冷劑 （3）低溫高壓制冷劑 （二）制冷劑的選擇（二）制冷劑的選擇 1熱力學(xué)性質(zhì)方面的要求熱力學(xué)性質(zhì)方面的要求 （1）在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下制冷劑的蒸發(fā)溫度要低，一般不應(yīng)高于10。（2）在工作溫度范圍內(nèi)制冷劑的冷凝壓力不宜過高，一般不超過11.7

6、4105 Pa14.7105 Pa。冷凝壓力太高，對制冷設(shè)備的強(qiáng)度要求也要相應(yīng)提高，而且還會導(dǎo)致壓縮機(jī)功耗增加。（3）制冷劑的單位容積制冷量要大。單位容積制冷量大，表明在制冷劑循環(huán)量和壓縮機(jī)的行程相同的情況下，可以獲得較大的制冷量。 2物理化學(xué)性質(zhì)方面的要求物理化學(xué)性質(zhì)方面的要求（1）制冷的黏度和密度要盡可能小，以減少制冷劑在系統(tǒng)中流動的阻力。（2）制冷劑要有較強(qiáng)的換熱性能，以提高制冷換熱的效率。（3）制冷劑應(yīng)有一定的吸水性，這樣當(dāng)制冷系統(tǒng)中進(jìn)入少量水分時(shí)，不致形成“冰塞”，影響正常運(yùn)行。（4）制冷劑應(yīng)具有化學(xué)穩(wěn)定性。在工作壓力、溫度范圍內(nèi)不燃燒、不爆炸，高溫下不分解，不腐蝕制冷機(jī)的材料，對密

7、封材料的溶解、膨脹作用小，與潤滑油不起化學(xué)反應(yīng)。（5）要求制冷劑對人體健康無害，無刺激作用。 3經(jīng)濟(jì)性方面的要求經(jīng)濟(jì)性方面的要求 選擇制冷劑時(shí)要求制冷劑的價(jià)格便宜，容易采購。在實(shí)際選用時(shí)，還應(yīng)將需要和可能的原則結(jié)合起來，如對于大中型冷庫，一般采用價(jià)廉和便于補(bǔ)給的制冷劑，如R717和R22等。4具有環(huán)境可接受性具有環(huán)境可接受性 所選擇的制冷劑應(yīng)當(dāng)對臭氧層的破壞和造成溫室效應(yīng)要盡可能小。 二、制冷壓縮機(jī)二、制冷壓縮機(jī)1制冷壓縮機(jī)的類型 目前在制冷系統(tǒng)中應(yīng)用最廣泛的是活塞式、螺桿式、離心式等。 活塞式制冷壓縮機(jī)根據(jù)防泄漏方式和結(jié)構(gòu)，有三種不同的形式：開啟式壓縮機(jī)、半封閉式壓縮機(jī)和全封閉式壓縮機(jī)。 螺

8、桿式制冷壓縮機(jī)分為雙螺桿和單螺桿壓縮機(jī)。 離心式制冷壓縮機(jī)按照用途可分為冷水機(jī)組和低溫機(jī)組。 2制冷壓縮機(jī)的選型原則（1）根據(jù)活動冷庫的蒸發(fā)溫度及冷庫有效工作容積來確定，另外，還要參考冷凍或冷藏物品的冷凝溫度、入庫量、貨物進(jìn)出庫頻率等因素。（2）壓縮機(jī)的制冷量應(yīng)能滿足冷庫生產(chǎn)旺季高峰負(fù)荷的要求（3）單機(jī)容量和臺數(shù)的確定。一般情況下，生產(chǎn)量較大的冷庫，應(yīng)選用大型壓縮機(jī)；壓縮機(jī)臺數(shù)不宜少于兩臺。（4）為不同蒸發(fā)系統(tǒng)配備壓縮機(jī)，應(yīng)適當(dāng)考慮機(jī)組之間有互相備用的可能性，盡可能采用相同系列的壓縮機(jī)，便于控制、管理及零配件互換。（5）一般情況下，小型冷庫選用全封閉壓縮機(jī)；中型冷庫選用半封閉壓縮機(jī)；大型冷庫選

9、用半封閉壓縮機(jī)。（6）在普通制冷范圍內(nèi)，可用單級或雙級壓縮。 三、冷凝器三、冷凝器 1冷凝器的定義及類型冷凝器的定義及類型 能將溫度較高的熱流體的熱量傳遞給另一溫度較低的冷流體的設(shè)備，叫熱交換器。在制冷系統(tǒng)中，冷凝氣是主要的熱交換設(shè)備之一。 冷凝器按冷卻介質(zhì)和冷卻方式，可分為空氣冷卻式冷凝器、水冷式冷凝器和混合式冷凝器。 2冷凝器的選型原則冷凝器的選型原則 （1）立式冷凝器適用于水源豐富、水質(zhì)較差、水溫較高的地區(qū)。（2）臥式冷凝器適用于水量充足，水溫較低、水質(zhì)較好的地區(qū)，廣泛應(yīng)用于中小型氨和氟利昂系統(tǒng)中。（3）噴淋式冷凝器適用于空氣溫度濕度較低，水源不足或水質(zhì)較差的地區(qū)。（4）蒸發(fā)式冷凝器適用

10、于缺水地區(qū)，當(dāng)水質(zhì)較差時(shí)，需進(jìn)行處理。（5）風(fēng)冷式冷凝器只限于小型冷庫設(shè)備中使用，水冷式冷凝器則可用于所有形式的制冷系統(tǒng)，但在氨制冷系統(tǒng)中一般不采用。（6）從設(shè)備費(fèi)和維修費(fèi)來看，蒸發(fā)式冷凝器較高，但運(yùn)行時(shí)節(jié)水、節(jié)能，可用于大中型制冷裝置。四、蒸發(fā)器四、蒸發(fā)器 1蒸發(fā)器的定義及類型蒸發(fā)器的定義及類型 蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)中產(chǎn)生和輸出冷量，從系統(tǒng)外吸收熱量的熱交換設(shè)備。 蒸發(fā)器按被冷卻介質(zhì)的不同分為冷卻液體、冷卻空氣和接觸式三種類型。 2蒸發(fā)器的選型原則蒸發(fā)器的選型原則 （1）所選用的冷卻設(shè)備的使用條件和技術(shù)條件應(yīng)符合現(xiàn)行的制冷裝置、冷卻設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)要求。（2）冷庫中的冷卻間、凍結(jié)間或冷卻物冷藏間宜采用

11、干式冷風(fēng)機(jī)。（3）凍結(jié)盤裝、箱裝或包裝食品時(shí)，采用擱架式排管或平板凍結(jié)器。（4）凍結(jié)物凍藏間宜選用墻排管、頂排管，當(dāng)食品包裝良好時(shí)，可選用微風(fēng)速干式冷風(fēng)機(jī)。（5）冷庫的建筑凈高在6 m以下時(shí)，可采用頂排管鋪開布置，若建筑凈高在6 m以上，可布置光滑墻排管。 五、節(jié)流閥五、節(jié)流閥 節(jié)流閥是制冷系統(tǒng)的四個(gè)主要組成部分之一，它和壓縮機(jī)共同維持系統(tǒng)內(nèi)高低壓側(cè)的壓力差，達(dá)到制冷的目的。 節(jié)流閥根據(jù)所用制冷劑不同，分為氨用節(jié)流閥和氟利昂用節(jié)流閥； 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式，可分為手動膨脹閥、熱力膨脹閥、電子膨脹閥、毛細(xì)管和浮球調(diào)節(jié)閥五種類型。 六、制冷系統(tǒng)的供液方式六、制冷系統(tǒng)的供液方式 制冷系統(tǒng)的供液方式主要有直接

12、膨脹供液、重力供液和氨泵循環(huán)供液三種。 直接膨脹供液是指制冷劑由高壓儲液桶或冷凝器經(jīng)節(jié)流閥直接向蒸發(fā)器供液的循環(huán)方式，該系統(tǒng)是利用制冷劑的冷凝壓力與蒸發(fā)壓力的壓差作為動力的。其優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)簡單、輔助設(shè)備少、工程費(fèi)用少、運(yùn)行費(fèi)用低，主要適用于小型氟利昂制冷系統(tǒng)。 重力供液系統(tǒng)是利用液體制冷劑的靜壓力向蒸發(fā)器供液的系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是靠制冷劑自身的重力實(shí)現(xiàn)供液，減少了系統(tǒng)的動力消耗和設(shè)備投資。該系統(tǒng)在氨制冷的中小型冷庫中普遍使用。 氨泵循環(huán)供液系統(tǒng)是借助于氨泵的機(jī)械力將低壓循環(huán)桶內(nèi)的低溫低壓制冷劑強(qiáng)制送往蒸發(fā)器制冷的系統(tǒng)。氨泵供液系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)有蒸發(fā)器的傳熱效率高、安全運(yùn)行性好、能進(jìn)行高位和遠(yuǎn)距離供液等。

13、我國的大中型冷庫一般多采用氨作為制冷劑并采用氨泵供液系統(tǒng)。 七、制冷系統(tǒng)的融霜方式七、制冷系統(tǒng)的融霜方式 制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器上的霜層應(yīng)定期除去。除霜的辦法有人工掃霜、水融霜、熱氨融霜、熱氨和水結(jié)合融霜以及用電熱融霜等。 在熱氨融霜中，壓縮機(jī)排出的過熱氨氣不是進(jìn)冷凝器，而是引進(jìn)蒸發(fā)器，即將蒸發(fā)器暫時(shí)當(dāng)作“冷凝器”，利用氨氣冷凝時(shí)放出的熱量，將蒸發(fā)器表面的霜層融化。 水融霜的原理是通過淋水裝置向蒸發(fā)器表面淋水，使霜層被水流帶來的熱量融化并從排水管排走。水融霜比單用熱氨融霜效率高得多，操作程序也比較簡單，現(xiàn)已被廣泛采用。 電熱融霜方式的原理是利用裝在蒸發(fā)器翅片上的電熱器通電所產(chǎn)生的熱量將附著于翅片上的霜

14、除去。電熱融霜是最簡易有效的除霜方式，在小型系統(tǒng)上使用最多。 第四節(jié)第四節(jié) 冷庫的使用與維護(hù)冷庫的使用與維護(hù)一、冷庫技術(shù)工人的配備一、冷庫技術(shù)工人的配備 冷庫技術(shù)工人的數(shù)量要根據(jù)冷庫大小和制冷設(shè)備設(shè)施情況確定，一般而言，冷庫越大，設(shè)備越多，所需人員越多。冷庫技術(shù)工人需要掌握各種知識和能力，包括了解本冷庫建筑結(jié)構(gòu)的技術(shù)指標(biāo)、掌握本冷庫測量儀表、制冷機(jī)械的使用、維護(hù)和安全防護(hù)知識，具備應(yīng)變及事故處理能力和語言文字能力等。 二、冷庫堆垛管理二、冷庫堆垛管理 （1）在安全荷載能力下合理碼垛，冷庫樓面單位面積上平均所允許的承載質(zhì)量為冷庫的安全荷載能力，提高單位容積的裝載量必須以冷庫樓面允許的安全負(fù)荷和食

15、品保管質(zhì)量要求為前提。 （2）提高單位容積載貨量，根據(jù)不同食品容積和質(zhì)量不同正確安排食品，合理提高食品堆碼的密度。（3）充分利用有效容積，擴(kuò)大貨堆容量。 三、冷庫溫濕度的日常維護(hù)三、冷庫溫濕度的日常維護(hù) 1恒溫冷庫區(qū)域空間溫差的調(diào)節(jié)與控制 要確定冷藏間物品的最佳儲存溫度。 把儲存溫度確定和控制在物品本身最適宜的溫度范圍內(nèi)，是解決區(qū)域空間溫差的基礎(chǔ)技術(shù)步驟。 我國各種恒溫冷庫的建筑結(jié)構(gòu)、空間組成、區(qū)域分布、保溫性能是不同的，各地儲藏的物品品種、冷藏能力、制冷設(shè)備、控溫技術(shù)也有很大差別，各地的制冷設(shè)備、恒溫冷庫等都必須根據(jù)各自的具體情況，結(jié)合自己的特點(diǎn)，因地制宜采取科學(xué)的技術(shù)措施對區(qū)域空間溫差進(jìn)行

16、有效控制，以便進(jìn)一步提高控溫水平，達(dá)到最佳儲藏質(zhì)量。 2高溫冷庫內(nèi)濕度過大的原因分析及解決方高溫冷庫內(nèi)濕度過大的原因分析及解決方法法 （1）當(dāng)圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的防潮層破損后，時(shí)間一長，會發(fā)生對應(yīng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面均有凝露，甚至積水現(xiàn)象。需要對圍護(hù)結(jié)構(gòu)中不連續(xù)的防潮隔氣層重新施工，更換已受潮的保溫材料。（2）物品入庫時(shí)帶入大量水分，第一種情況是物品本身帶有的水分較多 ；第二種情況是當(dāng)物品入庫時(shí)，庫外大量水蒸氣會由敞開的庫門進(jìn)入庫內(nèi)，在庫內(nèi)遇冷凝結(jié)?？刹扇〉拇胧┯性O(shè)置門斗、設(shè)置塑料門簾、 在庫門上部安裝風(fēng)幕等。 （3）換新風(fēng)引入水分，可采取的措施有盡量在下半夜或凌晨氣溫較低時(shí)換氣新風(fēng)經(jīng)降溫去濕后再引入庫

17、內(nèi)。（4）庫門滲漏。需要定期檢查門框、門縫的嚴(yán)密性，及時(shí)更換或修復(fù)已破裂的門封、門框。 （5）沖霜水處理不當(dāng)。 采用吊頂冷風(fēng)機(jī)時(shí)，沖霜水易濺落到貨堆上或地面，增加庫內(nèi)濕度。這種情況，一般在冷風(fēng)機(jī)下加裝面積較大、合適深度的承水盤，冷風(fēng)機(jī)下面不堆貨或用塑料布遮蓋貨物。 水珠隨冷風(fēng)從送風(fēng)口吹入冷間，在出風(fēng)口吹出后由于風(fēng)速減低，部分細(xì)小的水珠呈霧狀隨冷風(fēng)四散吹出，另外，水珠在重力作用下還會有一部分滴落地面，對貨堆濕度影響較大而又不易察覺。這種情況需要將該冷風(fēng)機(jī)的承水盤拆下，清除積泥，將盤底修復(fù)平整后重新安裝好，濕度增大現(xiàn)象即被消除。 四、冷庫的節(jié)能途徑四、冷庫的節(jié)能途徑 1節(jié)能冷庫的條件 （1）完整的

18、庫體結(jié)構(gòu)。 （2）合理的生產(chǎn)工藝。 （3）合理的制冷系統(tǒng)。 （4）控制系統(tǒng)先進(jìn)，設(shè)備可靠。 （5）管理科學(xué)化。 2冷庫的節(jié)能途徑冷庫的節(jié)能途徑 （1）減小庫房冷損耗 采用合適的冷藏溫度。 冷庫門要隨開即關(guān)。 應(yīng)盡量降低庫門高度。 選擇合適的冷庫門的電加熱絲 在門洞處設(shè)置門斗或風(fēng)幕 庫房照明控制。 盡量使用機(jī)械化操作。 采用封閉式低溫站臺。（2）減小制冷系統(tǒng)能耗 避免在一天中最熱的時(shí)段開啟制冷壓縮機(jī)。 減小換熱器的溫差 設(shè)定合適的控制精度。 多個(gè)冷藏間的庫房溫度控制，宜加設(shè)庫溫超限控制值。 減少不同蒸發(fā)溫度冷間的并聯(lián)運(yùn)行， 使庫房熱負(fù)荷以及制冷系統(tǒng)制冷量達(dá)到一個(gè)動態(tài)的平衡點(diǎn) 調(diào)節(jié)制冷劑流量與空氣流量參數(shù) 冷風(fēng)機(jī)運(yùn)行一定時(shí)間后，必須融霜。 冷風(fēng)機(jī)的融霜應(yīng)當(dāng)做到全自動控制。五、冷庫建筑物的維護(hù)和保養(yǎng)五、冷庫建筑物的維護(hù)和保養(yǎng) （1）要特別注意防水、防潮、防熱氣、防跑冷、防逃氨等，嚴(yán)格把好“冰、霜、水、門、燈”五關(guān) 。 （2）防止因凍融循環(huán)把冷庫建筑結(jié)構(gòu)凍酥。 （3）防止地坪（樓板）凍鼓和損壞。 （4）要嚴(yán)格