冷藏库制冷系统与冷却方式分析

1.制冷系统

（1）直接膨胀供液系统。利用制冷剂液体的冷凝压力和蒸发压力之间的压力差为动力，高压的制冷剂液体经膨胀阀节流降压后直接向冷却设备供液的方式，称为直接膨胀供液。

直接膨胀供液系统结构简单，但在供液期间，需要根据负荷波动情况随时调节膨胀阀的开启度，避免发生供液不足影响库房降温或供液过多容易发生湿压缩的现象。

目前直接膨胀供液的方式主要适用于氟利昂制冷系统，由于在制冷系统中使用热力膨胀阀为节流机构，能够根据冷却设备的出口温度自动调节供液量，所以压缩机的进气具有一定的过热度，可避免湿压缩的发生。

（2）重力供液系统。利用氨液分离器内的液面和冷却设备内液面之间的液位差为动力向冷却设备供液的方式，称为重力供液系统。来自贮液器的高压液体经膨胀阀节流后先进入氨液分离器，节流产生的闪发气体被分离，液体借助氨液柱的重力流入冷却设备吸热汽化，冷却设备的回气经氨液分离器将液体分离后，气体被压缩机吸走。

重力供液系统的优点是：经过氨液分离器分离后，节流后的闪发气体不进入冷却设备，提高冷却设备传热效果；回气经氨液分离器分离后，气体进入压缩机，可避免湿压缩的发生。

其缺点是：因为氨液分离器的安装位置高于冷却设备，所以需要加建阁楼，增加了土建的造价。另外，由于氨液是在较小的压差下流动，流速较慢，故其放热系数较小，并且冷却设备内容易积油，影响传热。因此，我国的大中型冷藏库已较少采用重力供液系统。

（3）氨泵供液系统。以泵为动力，将低温氨液直接向冷却设备供液的系统称为氨泵供液系统。高压氨液经膨胀阀节流后进入低压循环桶，低温氨液用氨泵以数倍于蒸发量的流量输往冷却设备。在冷却设备中部分氨液吸热汽化，未汽化的氨液随同气体返回低压循环桶，经分离后气体被压缩机吸走，留在桶内的氨液重新被泵送往冷却设备进行再循环。

在氨泵供液系统中，氨液进入冷却系统的形式有两种：氨液从冷却设备的下部进入，回气从上部排出的下进上出式和氨液从冷却设备的上部进入，回气从下部排出的上进下出式，其主要优点如下：

1）下进上出式：

①氨液在管道中始终是受迫运动，对低压循环桶的安装位置并无特殊要求，只要满足氨泵对进液端静液柱高度的要求即可。

②由于氨液通过氨泵输送，即使在并联支路较多的情况下也容易做到均匀配液。

③库房温度达到设定值停止供液后，由于排管中的液体不能自行排出，残留的氨液仍要继续汽化吸热，使库温继续下降，因此给准确控制库温带来一定的困难。

④在进行热泵融霜时，必须先行排液，操作复杂。

⑤在蒸发管组排数多、纵向高度大的情况下，由于管组下部排管承受较大的静液柱压力，造成蒸发压力升高。

2）上进下出式：

①由于氨液在排管中是靠液体的重力自然下流，所以低压循环桶的安装高度必须低于最底层库房中的最低一组排管，才能使排管中的液体自流至低压循环桶，将造成基建费用的增加。

②在停止供液后排管中的氨液立即自行流至低压循环桶，不存在残留氨液继续汽化吸热降温的问题，因此可以较准确地控制库温，易于实现自动控制。

③在进行热氨冲霜时，省去了排液过程，一旦停止供液，即可开始融霜操作，省时省力，并且易于将排管内的润滑油冲刷出来，减少润滑油对排管内表面的污染程度，提高排管的传热效果。

④并联支路多，特别是在并联支路总截面积大大超过供液管截面积时，不容易做到配液均匀，有时要在各支路上装设控制阀进行调节。

⑤充液量比下进上出式少。

由此可见，上进下出式供液方式比下进上出式具有较多的优点，但是，由于均匀配液困难，对低压循环桶的安装位置有特殊要求的原因，妨碍了它的广泛应用。目前，在我国冷藏库制冷系统中基本上采用下进上出式的供液方式。

2.库房冷却方式

选择库房冷却方式进行冷却设备的布置时，应根据各冷间的不同供应要求，从温度、湿度、风速和气流组织等方面加以考虑。(www.zuozong.com)

（1）冷却间。以屠宰后的肉类举例，为了使屠宰后的肉类温度能在20h内从35℃降至4℃，冷却间内应设置冷风机。经冷风机内蒸发器冷却后的空气从喷口射出，并从吊轨上面射向冷却间的末端，再折回吊轨下面，从吊挂的白条肉间流过，冷空气与白条肉进行热交换后又回到冷风机的进风口。

冷却间的空气循环次数一般为50～60次/h，掠过肉片间的风速为1～2m/s，冷却间的送风形式采用大口径圆形喷口集中送风，喷口风速一般设计为20～25m/s，利用空气射流，强制空气循环，加速食品的冷却。同时由于喷口气流的引射作用，靠近冷风机侧的空气循环加剧，使冷却间内的库温比较均匀。

（2）冻结间。冻结间通常采用的冷却设备为强烈吹风式冷风机和搁架式排管两种。

冻结间内除了要保证较低的库温外，配风合理使气流均匀是提高冻结质量、缩短冻结时间的重要因素，一般通过白条肉的风速为1.5～2m/s。

1）强烈吹风式冻结间：冻结间内，肉类悬挂在吊轨上，鱼类装盘后放在吊挂式或手推式的鱼笼上进行冻结。按照空气流向和冷风机形式的不同，强烈吹风式冻结间可分为纵向吹风、横向吹风和吊顶式冷风机三种。

①纵向吹风冻结间：在冻结间一端装置冷风机，吊轨上面铺设吊顶，吊顶与平顶间形成风道，吊顶在冻结间的端头留孔，空气沿吊顶吹到房间的另一端。这种形式因空气流通距离长，食品冻结不均匀，所以冻结间的长度不能太长。另一种是在吊顶上沿吊轨方向开长孔，采用这种形式可使冷加工食品都能吹到冷风，出风孔的宽度一般为30～50mm，靠近冷风机的孔为60～70mm。

这种冻结间的优点是空气阻力小，耗电少，系统简单，投资较少；缺点是空气流通距离较长，风速和温度不均匀，不宜用于冻结盘装食品。

②横向吹风冻结间：在冻结间一侧设置多台冷风机，吊轨上面铺设吊顶，吊顶上沿轨道方向开长孔，使冷风机在冻结间的横断面内循环。冻结间的库温为-23～30℃，冻结时间为10～20h。

横向吹风冻结间的优点是库温较均匀，冻结速度较快。缺点是采用冷风机的台数多，耗电量大，初投资增加。

③吊顶式冷风机冻结间：吊顶式冷风机冻结间的宽度一般为3～6m，库温为-23～30℃，冻结时间为10～20h。

采用吊顶式冷风机冻结间的优点是冷风机装设在冻结间顶部，不占房间面积；库温较均匀。缺点是冷风机的台数多，系统复杂，维修不方便，冲霜时易漏水等。

2）搁架式排管冻结间：小型冷藏库的冻结间一般采用搁架式排管作冷却设备兼货架，被冻食品装在盘内直接放在搁架式排管上冻结。搁架式排管冻结间有空气自然循环式和吹风式两种。吹风式搁架式排管冻结间装设轴流风机，使库内空气循环，冻结时间比自然循环的缩短一半。

搁架式排管容易制作，不需要维修。由于进出货的搬运劳动强度大，冻结时间较长，所以搁架式排管冻结间只在冻结量较小的冷藏库中使用。

（3）冷藏间。

1）冷却物冷藏间：冷却物冷藏间主要存贮新鲜的蛋品、水果和蔬菜等，由于品种繁多，对温、湿度要求各异，因此每间面积不宜过大，大小库房应搭配布置。

冷却物冷藏间使用冷风机作冷却设备。冷风机宜布置在库房近门的一侧，优点是便于操作管理，节省制冷系统管道和融霜需用的给排水管道等。采用长风道圆喷嘴的送风形式可取得均匀送风的效果。考虑到风道两侧送风射流的射程基本相等可简化喷嘴设计，风道表面即使产生凝结水也不会滴到货物上，可以利用中央走道作为回风道等，送风管道宜布置在库房的中央走道上方。均匀送风道的截面为矩形，沿长度方向的高度相等而宽度变化，喷口向上仰角为170°。冷空气射流贴着库房平顶，沿货堆上部空间吹至墙面，流经货堆后从中央走道返回冷风机的回风口。

2）冻结物冷藏间：冻结物冷藏间用于贮存已冻结的食品。长期贮存的冻结食品，要求贮存温度不高于-18℃，相对湿度为95%左右。由于较大的温度波动将增加食品的干耗，因此库温的波动应控制在±1℃。

冻结物冷藏间以墙排管和顶排管作冷却设备，库内空气自然对流循环。排管布置应考虑：

①顶排管上层管中心线距平顶的间距为：光滑管不小于250mm，肋片管不小于300mm。单层和多层冷藏库的顶层，宜将顶排管铺开布置，以便于吸收屋顶传入的热量。多层冷藏库顶层以外的库房，为了能够将融霜水集中在走道上，宜将顶排管布置在走道上方。

②墙排管应设置在外墙一侧离地面较高处，有利于空气的自然对流，还可避免因食物倒垛而损坏排管。墙排管中心线与墙壁的间距为：光滑管不小于150mm，肋片管不小于200mm。

③确保每组排管供液均匀。

（4）贮冰间。贮冰间（或称冰库）的库温为-4℃（贮放快速制冰的库温是-10℃），一般采用光滑顶排管作冷却设备，顶排管铺开布置，顶管上层管中心距平顶不小于250mm。