冷庫(kù)的穩(wěn)定運(yùn)行依賴四大系統(tǒng)的協(xié)同,各系統(tǒng)設(shè)計(jì)需匹配需求:
1. 制冷系統(tǒng)(核心動(dòng)力)
制冷系統(tǒng)是冷庫(kù)的 “心臟”,通過(guò)制冷劑循環(huán)實(shí)現(xiàn)熱量轉(zhuǎn)移,主要由 4 大部件組成:
壓縮機(jī):壓縮制冷劑(如 R22、R404A、R32 等),提升其壓力和溫度。選型需匹配制冷量,常見(jiàn)類(lèi)型:
活塞式:適用于中小型冷庫(kù)(50kW 以下),成本低但效率一般;
螺桿式:適用于中大型冷庫(kù)(50~500kW),效率高、運(yùn)行穩(wěn)定;
渦旋式:適用于小型高溫庫(kù)(如便利店冷庫(kù)),噪音低、體積小。
冷凝器:將高溫高壓制冷劑的熱量散發(fā)到外界(空氣或水),使其液化。分為風(fēng)冷(適用于缺水地區(qū))、水冷(效率高,需配套冷卻塔)、蒸發(fā)冷(結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì),適用于大型冷庫(kù))。
蒸發(fā)器:制冷劑在低壓下蒸發(fā)吸熱,降低庫(kù)內(nèi)溫度。按安裝方式分:
吊頂式:節(jié)省地面空間,適用于大部分冷庫(kù);
落地式:適用于低溫庫(kù)或需快速降溫的場(chǎng)景;
墻排管式:傳熱均勻,適用于果蔬庫(kù)(減少風(fēng)機(jī)吹干貨物)。
節(jié)流裝置:控制制冷劑流量(如熱力膨脹閥、電子膨脹閥),電子膨脹閥可調(diào)節(jié),更節(jié)能。
此外,需設(shè)計(jì)融霜系統(tǒng)(手動(dòng)、自動(dòng)或熱氣融霜),避免蒸發(fā)器結(jié)霜影響傳熱效率。
2. 保溫系統(tǒng)(減少冷量損失)
保溫是冷庫(kù)節(jié)能的關(guān)鍵,需通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)(墻體、屋頂、地面)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn),核心要求是 “低導(dǎo)熱 + 防結(jié)露”:
保溫材料:需選擇導(dǎo)熱系數(shù)低(λ≤0.03W/(m?K))、抗壓性強(qiáng)、阻燃的材料:
聚氨酯(PU):導(dǎo)熱系數(shù)(0.022~0.025),適用于低溫庫(kù),但成本較高;
聚苯乙烯(EPS/XPS):導(dǎo)熱系數(shù) 0.03~0.04,適用于高溫庫(kù),成本較低;
玻璃棉:耐高溫(適用于高溫庫(kù)),但吸濕性強(qiáng),需配合防潮層。
防潮層:在保溫層外側(cè)設(shè)置(如聚乙烯薄膜、瀝青卷材),防止外界水蒸氣滲入保溫層(結(jié)霜會(huì)大幅降低保溫性能)。
地面處理:低溫庫(kù)地面需防凍脹(土壤凍結(jié)膨脹會(huì)導(dǎo)致地面開(kāi)裂),常用方案:
通風(fēng)防凍:鋪設(shè)地下通風(fēng)管道,用外界空氣加熱土壤;
電加熱防凍:埋入電加熱絲,維持土壤溫度>0℃;
乙二醇循環(huán):通過(guò)管道循環(huán)防凍液,持續(xù)放熱。
3. 電氣與控制系統(tǒng)
確保冷庫(kù)自動(dòng)化運(yùn)行及監(jiān)控,核心功能包括:
溫度控制:通過(guò)溫度傳感器(如 Pt100)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)庫(kù)溫,自動(dòng)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)啟停、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速(變頻控制),精度可達(dá) ±0.5℃。
保護(hù):壓縮機(jī)過(guò)載保護(hù)、高壓 / 低壓報(bào)警、庫(kù)溫超溫報(bào)警(如醫(yī)藥庫(kù)需聲光 + 遠(yuǎn)程報(bào)警)、緊急停車(chē)按鈕。
智能化管理:通過(guò) PLC 或物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控(手機(jī) / 電腦查看溫度、能耗)、歷史數(shù)據(jù)記錄(如醫(yī)藥庫(kù)需保存 3 年以上)、能耗分析(優(yōu)化運(yùn)行策略)。
4. 輔助系統(tǒng)
門(mén)與通道:減少開(kāi)門(mén)冷量損失,常用:
快速卷簾門(mén)(開(kāi)啟時(shí)間<1.5 秒)、手動(dòng)平移門(mén)(配閉門(mén)器);
風(fēng)幕機(jī)(在門(mén)內(nèi)側(cè)形成氣流屏障)、保溫門(mén)簾(雙層門(mén)之間的緩沖)。
照明:采用低溫專(zhuān)用 LED 燈(-40℃可正常工作),減少發(fā)熱(降低制冷負(fù)荷),并按區(qū)域分控(如通道、存儲(chǔ)區(qū)獨(dú)立開(kāi)關(guān))。
消防系統(tǒng):低溫庫(kù)需用抗凍滅火器(如干粉),保溫材料需阻燃(如 PU 氧指數(shù)≥26),高溫庫(kù)(如加工區(qū))需配噴淋系統(tǒng)。