装配式冷库的选用及其目前存在的问题

一、前言

装配式冷库是近年发展起来的一种拼装快速简易的冷藏设备，它与传统的土建冷库相比有以下优点：
1.隔热层为聚氨酯时，导热系数入为0.02kcal/m.h.℃；?隔热层为聚苯乙稀时，导热系数入为0.034kcal/m?h?℃。这类材料防水性能好，吸水率低，外面覆以涂塑面板，使得其蒸汽渗透阻值H→∞。因此，具有良好的保温隔热和防潮防水性能。使用范围可在-50～+100℃。
2.重量轻，不易霉烂，阻燃性能好。
3.抗压强度高，抗震性能好。
4.组合灵活，安装方便，或根据用户需求并配置制冷机组和制控元件。

二、装配式冷库的选用：

目前市场上的装配式冷库一般为室内型和室外型两种，其选用条件如下：
1.冷库外的环境温度及湿度：温度为+35℃；相对湿度为80%。
2.冷库内设定温度：L级冷库：+5～-5℃?；D级冷库：-5～-20℃；J级冷库：-25℃
3.进库食品温度：L级冷库：+30℃、D级、J级冷库：+15℃。
4.冷库的堆货有效容积为公称容积的69%左右，贮存果蔬时再乘以0.8的修正系数。
5.每天进货量为冷库有效容积的8～10%。
6.制冷机的工作系数为50～70%。

三、冷库总制冷负荷的确定： 

1.冷藏贮藏吨位：G＝（∑V.r.η）／1000（t） (1)
2.每天进货量：　Gj＝0.1.G 　 (kg)　(2)
3.货物耗冷量：　Q1＝Gj?C(t1-tn) (kcal/h)　(3)
4.库门开启耗冷量：Q2＝△i?V?n/24 　(kcal/h)　(4)
5.装货人员耗冷量：Q3＝q?nr (kcal/h) 　(5)
6.室内照明耗冷量：Q4(该项可忽略不计)
7.冷库围护结构的传热量：
Q5＝Q5a+Q5b+Q5c (kcal/h) (6)
式中：Q5a＝1.6?（λ/δ）?Fa?(tw-tn) 　(kcal/h) (6-1) 
Q5b＝1.3?（λ/δ）?Fb?(tw-tn)  (kcal/h) (6-2)
(以上两式在室内型时不需乘以修正系数)
Q5c＝（λ/δ）?Fc?(tw-tn) (kcal/h) (6-3)
8.冷库理论耗冷量：
Qm＝Q1+Q2+Q3+Q5 　 (kcal/h) (7)
9.总耗冷量：Q0＝1.1?Qm 　(kcal/h) (8)
以上式中：
V–冷库公称容积 (m3)
R–食品或货物的计算重度 (kg/m3)
η–冷库内的容积利用系数
tn–冷库内温度 (℃)
t1–食品进库时的温度 (℃)
C–食品或货物的比热 (kcal/kg?℃)
△j–冷库内外空气焓差 (kcal/m3)
η–24小时内冷库门的开启次数
q–每个冷库内操作人员单位时间内的耗冷量(kcal/h)
nr–冷库内操作人员数
F–冷库围护结构的传热面积 (m2)
F＝Fa+Fb+Fc
入–围护结构材料的导热系数 (kcal/m?h?℃)
δ–围护结构材料(预制板)的厚度 (m)
tw–冷库外计算温度 (℃)
Q5a–冷库顶面的耗冷量 (kcal/h)
Q5b–冷库四周墙面的耗冷量 (kcal/h)
Q5c–冷库地坪的耗冷量 (kcal/h)

四、冷库内蒸发器面积的计算：

蒸发面积：Fz＝Qo/（K?△t）(m2) (9)
式中：K–蒸发器的传热系数 (kcal/m2?h?℃)
△t–冷库的内外温差 (℃)

五、保温预制板厚度的经验计算式：

保温层厚度：δ＝（tw-tn）／８×20 (mm) (10)
聚氨酯硬质泡沫塑料导热系数入＝0.025(kcal/m2?h?℃)

六、现在装配式冷库存在的问题：

1保温预制板厚度缺乏相应的系列化：
目前市场上销售的装配式冷库，生产厂家在制作时不论库温要求的高低均采用厚度为100毫米的聚氨酯保温预制板，这样将相应地引起冷库库体保温能力不足、冷耗严重等诸多问题。对此，我们可从上述保温预制板厚度的经验计算式分析可见：冷库保温层的厚度(δ)是与冷库本身的内外温差(tw-tn)成正比的，根据库内温度的设定要求，保温层厚度能达到设计指标的，冷库的绝热性能则好，外界通过其围护结构渗入冷库内的热负荷就小，且能源消耗和制冷机的工作系数低；反之，冷库内设定温度较低的库体绝热性能将大幅度下降，由此引起制冷负荷和能源消耗的增加、制冷机工作系数增高，加剧了制冷机本身的机械磨耗及单位重量的冷藏费用开支的增加。以笔者经验，如果把保温层厚度相应增加25%，使围护结构的热流密度由10(kcal/m2?h)降至8.5(kcal/m2?h)，则外围护传入热量将减少17-18%，由此可见，厂家在生产装配式冷库配置保温预制板时，应考虑到冷库的内外温差对保温层厚度的要求，根据不同的库温要求配置不同厚度的保温预制板，以满足制冷工艺要求。
2 蒸发器蒸发面积的不合理配置：
库内蒸发器的蒸发面积在配置上与实际的制冷工艺技术要求差距较大。据对部份装配式冷库的实地观察，其蒸发器的蒸发面积只有应该配置的75%左右。我们知道，对冷库内蒸发器的配置，应根据其设计温度要求进行各项热负荷的计算，确定出蒸发器的蒸发面积，然后根据制冷工艺要求进行配置。如果不按设计要求合理配置蒸发器而盲目减少蒸发器的配置面积将会使蒸发器单位面积上的制冷系数较大幅度地下降及制冷负荷增加、能效比明显降低，导致冷库内温度下降缓慢，制冷机的工作系数直趋上升，运行费用增加等诸种不利因素，所以，在设计选用制冷装置的蒸发器时，应按最佳传热温差来选择配置蒸发器的面积。
3 制冷机组的不合理配置：
有些生产厂家生产的装配式冷库上配置的制冷机组，没有根据该库设计计算的总制冷负荷及其围护结构的保温层厚度等方面来进行合理配置，而是以增配制冷机组台数的办法来满足库内快速降温的要求。以BZL-3×4型装配式冷库为例，该库长4米，宽3米，高2.7米，库内净容积为28.723立方米，配用2台2F6.3系列制冷机组和2组独立的蛇形光管蒸发器，各机组与其一独立的蒸发器组成一个完整的制冷系统进行制冷运行。根据冷藏库机器负荷估算图分析可知(见图1)：该冷藏库机器负荷约为140(W/m3)，实际总负荷为4021.22(W) (3458.25kcal)，根据以上数据，该库选用1台2F6.3系列制冷机组(标准制冷量4000kcal/h)亦可满足此库的制冷工艺要求(可达-15℃～-18℃)，因此，在该库上多配1台2F6.3系列制冷机组已属多余，并且还将浪费大量的能源和增加机组的维护费用。
众所周知，在制冷系统中，蒸发温度与蒸发压力互成函数关系，它们是与被冷却物体的温度与制冷量、热交换面积(主要指蒸发器面积)及压缩机的容量等几个条件有关，假若其中有一个条件变动，制冷系统的蒸发温度及蒸发压力就会相应地变化。在BZL-3×4型装配式冷库中，蒸发面积没有发生变化，但其制冷机容量却增大了一倍，这就使得蒸发器的蒸发量与压缩机的吸气量不相适应(蒸发量Vo大大小于压缩机的吸气量Vh)，即V0〈Vh，蒸发压力Po和蒸发温度to急剧下降，传热温差△t增大，冷库内降温反而因难，由于蒸发温度过低，则压缩机的性能指标降低，经济指标变坏。

七、制冷机组安装采用机床减震器的建议：

传统的制冷机组安装，一般是在混凝土基础上预埋地脚螺栓，然后将设备安装其上。上述的安装方法一般来说要求工期长，且机组与混凝土基础为硬性接触，抗震性能较差。笔者根据多年实践经验，推荐一种”机床减震器”，以解决以往制冷机组在使用中的震动问题。该产品使用了大量耐油阻尼橡胶，充分利用了阻尼橡胶吸收震动的性能，具有优良的减震、隔震和降噪效果，且安装方便，并可节省大量的基础施工费用和时间。实践证明，采用机床减震器后，由于机组震动而产生的制冷机机件损坏、制冷管道接口破裂和松动等故障大为减少。