第二章冷库及制冷系统

1、第二章第二章 冷库及制冷系统冷库及制冷系统 知识目标知识目标n掌握冷库的定义及属性，冷库的分类，冷库的结构；n理解中国冷库行业的现状与发展趋势；n掌握冷库选址的原则，装配式冷库的分类、平面布置和安装方法；n掌握冷库制冷系统的四大部件的定义、分类及选型原则；n掌握冷库制冷系统的供液方式和融霜方式的分类；n掌握冷库温湿度的日常维护、冷库的节能途径、冷库建筑物的维护和保养的知识。技能目标技能目标n灵活运用所学知识分析案例；n具备运用冷库基本知识和原理来分析、解决实际问题的基本技能。 第一节第一节 冷库概述冷库概述一、冷库的含义一、冷库的含义 冷库是指用各种设备制冷、可人为控制和保持特定的温度及相对湿

2、度的设施，是对易腐物品进行加工和储藏的建筑物的总称。冷库具有冷冻和物流双重属性。二、冷库的分类二、冷库的分类（一）按储藏货物的储藏要求分 1.冷却库 2.冷藏库 3.冷冻库 4.超低速冻库 （二）按使用性质分 1.生产性冷库 2.分配性冷库 3.零售性冷库 4.综合性冷库 （三）按结构类别分 1.土建式冷库 2.装配式冷库 （四）按规模大小分 1.大型冷库 2.中型冷库 3.小型冷库 （五）其他分类方式 1. 按冷库的建筑层数分 2.按冷库制冷设备选用的工质分 3.按储藏的商品分 4.按冷藏级别分 三、冷库的结构三、冷库的结构 （一）冷加工及冷藏车间（二）生产辅助用房 （三）生产附属用房 （四

3、）生活辅助用房 四、国外冷库行业的现状及发展趋势四、国外冷库行业的现状及发展趋势五、我国冷库行业的现状及发展趋势五、我国冷库行业的现状及发展趋势（一）我国冷库行业的现状 （二）我国冷藏库建设的发展趋势 （一）我国冷库行业的现状 1冷库能力状况 2冷藏库功能与管理体制 3建造方式 4制冷新技术、新设备得到了广泛应用 5专业性冷藏库有了一定的发展 （二）我国冷藏库建设的发展趋势 1功能将拓展 2布局将调整 3更注重环保和节能 4实施规范管理 第二节第二节 冷库的规划与建造冷库的规划与建造 一、冷库选址的原则一、冷库选址的原则 1区域位置 2地形、地质 3水源和电源 4区域环境 5交通运输条件 6劳

4、动力情况二、冷库总体设计二、冷库总体设计 1冷库设计的总体思路和原则 2冷库总平面布置的主要技术经济指标 3冷库设计的注意事项 三、装配式冷库三、装配式冷库 （一）装配式冷库的分类 （1）根据安装场地的不同，装配式冷库可以分为室内型和室外型两种。 （2）根据结构承重方式，装配式冷库可以分为内承重结构、外承重结构和自承重结构三种。 （二）装配式冷库的平面布置（二）装配式冷库的平面布置 1室内型装配式冷库的布置 2室外型装配式冷库的布置 （三）装配式冷库的安装方法（三）装配式冷库的安装方法 1室内型装配式冷库的安装2室外型装配式冷库的安装 （四）装配式冷库安装的注意事项（四）装配式冷库安装的注意事

5、项第三节第三节 制冷系统的设计与设备选型制冷系统的设计与设备选型一、制冷剂一、制冷剂（一）制冷剂的分类 1根据化学组成分类根据化学组成分类 （1）无机化合物制冷剂 （2）氟利昂类制冷剂 （3）共沸溶液制冷剂 （4）新型制冷剂 2根据标准蒸发温度的高低和常温下冷根据标准蒸发温度的高低和常温下冷凝压力的大小分类凝压力的大小分类 （1）高温低压制冷剂（2）中温中压制冷剂 （3）低温高压制冷剂 （二）制冷剂的选择（二）制冷剂的选择 1热力学性质方面的要求热力学性质方面的要求 （1）在标准大气压力下制冷剂的蒸发温度要低，一般不应高于10。（2）在工作温度范围内制冷剂的冷凝压力不宜过高，一般不超过11.7

6、4105 Pa14.7105 Pa。冷凝压力太高，对制冷设备的强度要求也要相应提高，而且还会导致压缩机功耗增加。（3）制冷剂的单位容积制冷量要大。单位容积制冷量大，表明在制冷剂循环量和压缩机的行程相同的情况下，可以获得较大的制冷量。 2物理化学性质方面的要求物理化学性质方面的要求（1）制冷的黏度和密度要尽可能小，以减少制冷剂在系统中流动的阻力。（2）制冷剂要有较强的换热性能，以提高制冷换热的效率。（3）制冷剂应有一定的吸水性，这样当制冷系统中进入少量水分时，不致形成“冰塞”，影响正常运行。（4）制冷剂应具有化学稳定性。在工作压力、温度范围内不燃烧、不爆炸，高温下不分解，不腐蚀制冷机的材料，对密

7、封材料的溶解、膨胀作用小，与润滑油不起化学反应。（5）要求制冷剂对人体健康无害，无刺激作用。 3经济性方面的要求经济性方面的要求 选择制冷剂时要求制冷剂的价格便宜，容易采购。在实际选用时，还应将需要和可能的原则结合起来，如对于大中型冷库，一般采用价廉和便于补给的制冷剂，如R717和R22等。4具有环境可接受性具有环境可接受性 所选择的制冷剂应当对臭氧层的破坏和造成温室效应要尽可能小。 二、制冷压缩机二、制冷压缩机1制冷压缩机的类型 目前在制冷系统中应用最广泛的是活塞式、螺杆式、离心式等。 活塞式制冷压缩机根据防泄漏方式和结构，有三种不同的形式：开启式压缩机、半封闭式压缩机和全封闭式压缩机。 螺

8、杆式制冷压缩机分为双螺杆和单螺杆压缩机。 离心式制冷压缩机按照用途可分为冷水机组和低温机组。 2制冷压缩机的选型原则（1）根据活动冷库的蒸发温度及冷库有效工作容积来确定，另外，还要参考冷冻或冷藏物品的冷凝温度、入库量、货物进出库频率等因素。（2）压缩机的制冷量应能满足冷库生产旺季高峰负荷的要求（3）单机容量和台数的确定。一般情况下，生产量较大的冷库，应选用大型压缩机；压缩机台数不宜少于两台。（4）为不同蒸发系统配备压缩机，应适当考虑机组之间有互相备用的可能性，尽可能采用相同系列的压缩机，便于控制、管理及零配件互换。（5）一般情况下，小型冷库选用全封闭压缩机；中型冷库选用半封闭压缩机；大型冷库选

9、用半封闭压缩机。（6）在普通制冷范围内，可用单级或双级压缩。 三、冷凝器三、冷凝器 1冷凝器的定义及类型冷凝器的定义及类型 能将温度较高的热流体的热量传递给另一温度较低的冷流体的设备，叫热交换器。在制冷系统中，冷凝气是主要的热交换设备之一。 冷凝器按冷却介质和冷却方式，可分为空气冷却式冷凝器、水冷式冷凝器和混合式冷凝器。 2冷凝器的选型原则冷凝器的选型原则 （1）立式冷凝器适用于水源丰富、水质较差、水温较高的地区。（2）卧式冷凝器适用于水量充足，水温较低、水质较好的地区，广泛应用于中小型氨和氟利昂系统中。（3）喷淋式冷凝器适用于空气温度湿度较低，水源不足或水质较差的地区。（4）蒸发式冷凝器适用

10、于缺水地区，当水质较差时，需进行处理。（5）风冷式冷凝器只限于小型冷库设备中使用，水冷式冷凝器则可用于所有形式的制冷系统，但在氨制冷系统中一般不采用。（6）从设备费和维修费来看，蒸发式冷凝器较高，但运行时节水、节能，可用于大中型制冷装置。四、蒸发器四、蒸发器 1蒸发器的定义及类型蒸发器的定义及类型 蒸发器是制冷系统中产生和输出冷量，从系统外吸收热量的热交换设备。 蒸发器按被冷却介质的不同分为冷却液体、冷却空气和接触式三种类型。 2蒸发器的选型原则蒸发器的选型原则 （1）所选用的冷却设备的使用条件和技术条件应符合现行的制冷装置、冷却设备的标准要求。（2）冷库中的冷却间、冻结间或冷却物冷藏间宜采用

11、干式冷风机。（3）冻结盘装、箱装或包装食品时，采用搁架式排管或平板冻结器。（4）冻结物冻藏间宜选用墙排管、顶排管，当食品包装良好时，可选用微风速干式冷风机。（5）冷库的建筑净高在6 m以下时，可采用顶排管铺开布置，若建筑净高在6 m以上，可布置光滑墙排管。 五、节流阀五、节流阀 节流阀是制冷系统的四个主要组成部分之一，它和压缩机共同维持系统内高低压侧的压力差，达到制冷的目的。 节流阀根据所用制冷剂不同，分为氨用节流阀和氟利昂用节流阀； 根据结构形式，可分为手动膨胀阀、热力膨胀阀、电子膨胀阀、毛细管和浮球调节阀五种类型。 六、制冷系统的供液方式六、制冷系统的供液方式 制冷系统的供液方式主要有直接

12、膨胀供液、重力供液和氨泵循环供液三种。 直接膨胀供液是指制冷剂由高压储液桶或冷凝器经节流阀直接向蒸发器供液的循环方式，该系统是利用制冷剂的冷凝压力与蒸发压力的压差作为动力的。其优点是系统简单、辅助设备少、工程费用少、运行费用低，主要适用于小型氟利昂制冷系统。 重力供液系统是利用液体制冷剂的静压力向蒸发器供液的系统。其优点是靠制冷剂自身的重力实现供液，减少了系统的动力消耗和设备投资。该系统在氨制冷的中小型冷库中普遍使用。 氨泵循环供液系统是借助于氨泵的机械力将低压循环桶内的低温低压制冷剂强制送往蒸发器制冷的系统。氨泵供液系统的主要优点有蒸发器的传热效率高、安全运行性好、能进行高位和远距离供液等。

13、我国的大中型冷库一般多采用氨作为制冷剂并采用氨泵供液系统。 七、制冷系统的融霜方式七、制冷系统的融霜方式 制冷系统蒸发器上的霜层应定期除去。除霜的办法有人工扫霜、水融霜、热氨融霜、热氨和水结合融霜以及用电热融霜等。 在热氨融霜中，压缩机排出的过热氨气不是进冷凝器，而是引进蒸发器，即将蒸发器暂时当作“冷凝器”，利用氨气冷凝时放出的热量，将蒸发器表面的霜层融化。 水融霜的原理是通过淋水装置向蒸发器表面淋水，使霜层被水流带来的热量融化并从排水管排走。水融霜比单用热氨融霜效率高得多，操作程序也比较简单，现已被广泛采用。 电热融霜方式的原理是利用装在蒸发器翅片上的电热器通电所产生的热量将附着于翅片上的霜

14、除去。电热融霜是最简易有效的除霜方式，在小型系统上使用最多。 第四节第四节 冷库的使用与维护冷库的使用与维护一、冷库技术工人的配备一、冷库技术工人的配备 冷库技术工人的数量要根据冷库大小和制冷设备设施情况确定，一般而言，冷库越大，设备越多，所需人员越多。冷库技术工人需要掌握各种知识和能力，包括了解本冷库建筑结构的技术指标、掌握本冷库测量仪表、制冷机械的使用、维护和安全防护知识，具备应变及事故处理能力和语言文字能力等。 二、冷库堆垛管理二、冷库堆垛管理 （1）在安全荷载能力下合理码垛，冷库楼面单位面积上平均所允许的承载质量为冷库的安全荷载能力，提高单位容积的装载量必须以冷库楼面允许的安全负荷和食

15、品保管质量要求为前提。 （2）提高单位容积载货量，根据不同食品容积和质量不同正确安排食品，合理提高食品堆码的密度。（3）充分利用有效容积，扩大货堆容量。 三、冷库温湿度的日常维护三、冷库温湿度的日常维护 1恒温冷库区域空间温差的调节与控制 要确定冷藏间物品的最佳储存温度。 把储存温度确定和控制在物品本身最适宜的温度范围内，是解决区域空间温差的基础技术步骤。 我国各种恒温冷库的建筑结构、空间组成、区域分布、保温性能是不同的，各地储藏的物品品种、冷藏能力、制冷设备、控温技术也有很大差别，各地的制冷设备、恒温冷库等都必须根据各自的具体情况，结合自己的特点，因地制宜采取科学的技术措施对区域空间温差进行

16、有效控制，以便进一步提高控温水平，达到最佳储藏质量。 2高温冷库内湿度过大的原因分析及解决方高温冷库内湿度过大的原因分析及解决方法法 （1）当围护结构中的防潮层破损后，时间一长，会发生对应的围护结构内外表面均有凝露，甚至积水现象。需要对围护结构中不连续的防潮隔气层重新施工，更换已受潮的保温材料。（2）物品入库时带入大量水分，第一种情况是物品本身带有的水分较多 ；第二种情况是当物品入库时，库外大量水蒸气会由敞开的库门进入库内，在库内遇冷凝结。可采取的措施有设置门斗、设置塑料门帘、 在库门上部安装风幕等。 （3）换新风引入水分，可采取的措施有尽量在下半夜或凌晨气温较低时换气新风经降温去湿后再引入库

17、内。（4）库门渗漏。需要定期检查门框、门缝的严密性，及时更换或修复已破裂的门封、门框。 （5）冲霜水处理不当。 采用吊顶冷风机时，冲霜水易溅落到货堆上或地面，增加库内湿度。这种情况，一般在冷风机下加装面积较大、合适深度的承水盘，冷风机下面不堆货或用塑料布遮盖货物。 水珠随冷风从送风口吹入冷间，在出风口吹出后由于风速减低，部分细小的水珠呈雾状随冷风四散吹出，另外，水珠在重力作用下还会有一部分滴落地面，对货堆湿度影响较大而又不易察觉。这种情况需要将该冷风机的承水盘拆下，清除积泥，将盘底修复平整后重新安装好，湿度增大现象即被消除。 四、冷库的节能途径四、冷库的节能途径 1节能冷库的条件 （1）完整的

18、库体结构。 （2）合理的生产工艺。 （3）合理的制冷系统。 （4）控制系统先进，设备可靠。 （5）管理科学化。 2冷库的节能途径冷库的节能途径 （1）减小库房冷损耗 采用合适的冷藏温度。 冷库门要随开即关。 应尽量降低库门高度。 选择合适的冷库门的电加热丝 在门洞处设置门斗或风幕 库房照明控制。 尽量使用机械化操作。 采用封闭式低温站台。（2）减小制冷系统能耗 避免在一天中最热的时段开启制冷压缩机。 减小换热器的温差 设定合适的控制精度。 多个冷藏间的库房温度控制，宜加设库温超限控制值。 减少不同蒸发温度冷间的并联运行， 使库房热负荷以及制冷系统制冷量达到一个动态的平衡点 调节制冷剂流量与空气流量参数 冷风机运行一定时间后，必须融霜。 冷风机的融霜应当做到全自动控制。五、冷库建筑物的维护和保养五、冷库建筑物的维护和保养 （1）要特别注意防水、防潮、防热气、防跑冷、防逃氨等，严格把好“冰、霜、水、门、灯”五关 。 （2）防止因冻融循环把冷库建筑结构冻酥。 （3）防止地坪（楼板）冻鼓和损坏。 （4）要严格