大型冷庫設計的主要步驟和內容

冷庫（Refrigerating cabinets），利用降溫設施創造適宜的濕度和低溫條件的倉庫。又稱冷藏庫。是加工、貯存產品的場所。能擺脫氣候的影響，延長各種產品的貯存期限，以調節市場供應。冷庫主要用作對食品、乳制品、肉類、水產、禽類、果蔬、冷飲、花卉、綠植、茶葉、藥品、化工原料、電子儀表儀器等的恒溫貯藏 。

一、冷庫的分類

1、按結構形式分為

土建冷庫、裝配式冷庫、夾套式冷庫、覆土冷庫、氣調冷庫。

2、按使用庫溫要求分類

冷卻庫、凍結庫、冷藏庫。

3、按使用性質分類

生產性冷庫、分配性冷庫、零售、生活服務性冷藏庫、中轉性冷庫。

4、按規模大小分類  

公稱容積大于20000稱為大型冷庫；公稱容積大于等于5000稱為中型冷庫；公稱容積小于5000稱為小型冷庫。

5、按冷加工功能分類  

按照冷庫的功能可以分為預冷冷藏庫、凍結冷藏庫、速凍庫和貯冰庫等。

6、按貯藏的商品分類  

按貯藏的商品分為畜肉類冷庫、水產品冷庫、禽蛋冷庫、果蔬冷庫、冷飲品冷庫、茶葉冷庫和花卉冷庫等。

二、冷庫庫址的選擇

當冷庫項目進行可行性分析時，應進行庫址選擇和方案比較工作。庫址選擇得合理與否，關系到工程的建設速度、基建投資和投產后的管理及經濟效益。因此，選擇庫址要根據冷庫的性質、規模、建設投資、發展規劃等條件，結合擬選地點的具體情況，審慎從事，擇優確定。為了正確的選擇庫址，一般應考慮一下的基本條件：

1、經濟依據

首先要考慮到當地在原料、材料、能源、用水和其他資源的供應方面，以及在生產協作（機修）、貨運、銷售市場等方面是否具備建庫的有利條件。冷庫應根據其使用性質，在產地、貨源集中地區或主要消費區選址，力求負荷商品的合理流向。在總體布局上，不應布置在城鎮中心區及其飲用水源的上游，應盡量選在城鎮附近。

2、交通運輸

必須考慮選址附近具有便利的水陸交通運輸條件，以利貨源調入和調出。對于大中型冷庫要求附近尤船舶碼頭或有鐵路通過，而且接軌方便可在附近企業接軌，力求縮短鐵路專用線的長度。選址時應向有關部門了解修建專用線的可能性，并取得可以接軌的證明。中小型冷庫主要以公路運輸為主，故選址應盡量靠近公路，以縮短庫外新建道路的長度。應盡量避免修建橋涵和隧道。

3、區域環境

冷庫庫址周圍應有良好的衛生環境，故選址時應考慮當地城市建設的怨氣發展規劃，了解庫址周圍環境的衛生情況及今后污染的可能趨勢。庫址應遠離產生有害氣體、煙霧、放射物質、粉塵、臭氣或對地下水有嚴重污染的廠礦企業，盡量選擇在工業區的上風地帶，并宜位于污水處理場排出口的上游。庫址還不應設在受污染河流的下游和傳染病院附近。

4、地理條件

選址時應對庫址的地形、地質、洪水位、地下水位等情況進行認真調查或必要的勘測分析。選址應本著節約用地、少占農田、不占良田不拆或少拆民房的原則，盡可能利用荒地、坡地，不應片面強調庫址的平坦。冷庫不應建在回填層、流沙層、崩塌與滑坡地帶，應避開斷層和溶洞。多層冷庫的庫基地耐力不小于每平方米0.15MPa，單層冷庫的庫基地耐力應不小于每平方米80kPa。地下水位必須在凍結線以下。

5、水源條件

冷庫是用水較多的企業，水源是確定庫址的重要條件之一。故庫址附近必須保證有充裕的水源。水源一般取用江河水或深井水，如庫址的水源充沛，冷卻水可采用一次用水，但大多數情況還是采用循環用水。小型冷庫在無天然水源時刻采用自來水循環使用。

6、電源條件

冷庫供電屬于第二類負荷，需要有一個可靠的、電壓較穩定的電源。應力求縮短新建高壓輸電線路至電源接頭點的距離。如果附近沒有電源，一般應另選庫址，不考慮自設發電設備供電。因此，選址時應對當地電源及線路供電量作詳細了解，冰應與當地電業部門聯系，取得供電證明。

7、其他條件

要了解附近有無熱電廠和其他熱源可以利用，附近有無居民點，公用生活設施、中小學，工人上下班交通是否方便等

三、冷庫庫房容量的確定

1、冷藏庫生產能力

1.1、決定冷間容量的因素

冷卻間或凍結間(生產性庫房)的容量決定于:

  ①每月最大的進貨量，并應考慮到進貨的不均勻情況。

  ②貨物堆放形式。

  ③貨物冷凍所需時間及貨物裝卸所需時間。

冷藏庫或凍藏庫(貯藏性庫房)的容量決定于:

  冷卻間或凍結間的生產能力;貨物堆放形式;貯藏時間。

2、冷卻間、凍結間生產能力計算

2.1、設有吊軌的冷卻間和凍結間:m=Lgln=Lgl24/T

式中m為冷卻間、凍結間每晝夜生產量，kg；L為吊軌有效載貨長度，m;gl為吊軌單位長度凈載貨量kg/m;n為晝夜內冷加工周轉次數，一般取1，1.5，2，T為周轉一次所需的時間，h;g，按下列規定取值:肉類:人工推動，200-230kg/m機械轉動，170-210kg/m;魚類:15kg盤裝，400kg/m;20kg盤裝，540kkg/m蝦類:270kg/m。

2.2、設有擱架的冷卻間、凍結間:m=Fgn=Fg24/T

式中F為擱架有效載貨面積㎡，g為擱架每平方米載貨量，以盤子規格600mmx400mmx120mm裝貨15-20kg計算，擱架載貨量為60-80kg/㎡。

3、冷藏庫的貯藏噸位

冷庫中冷卻物或凍結物貯藏總量稱為冷庫容量。

3.1、 冷庫容積計算方法

冷庫公稱容積是冷卻物冷藏間公稱容積、凍結物冷藏間公稱容積及貯冰間公稱容積之和。各冷間公稱容積按式(8.3)計算:V=FH

式中V為冷藏間、貯冰間公稱容積，m3，F為冷藏間、貯冰間凈面積(不扣除柱、門斗、制冷設備所占面積)，㎡'出為冷藏間、貯冰間凈高，m。

冷間約有效容積是冷間公稱容積與容積利用系數的乘積，按以下計算:Vy=Vφ

式中Vy為冷間有效容積，m3;φ為容積利用系數。

3.2、冷藏庫噸位的計算

冷藏庫內所有冷藏間、凍品間的容量總和(有的也包括儲冰間的容量)，稱為冷藏庫貯藏噸位數。

隨著貯藏食品的計算密度和所采用的包裝物的不同，同等容積冷藏庫貯藏噸位也不一樣。冷藏庫貯藏噸位可用下面的簡便公式計算:Mj=∑（Vρφ）/1000 式中V為冷間公稱容積m3，mj為冷庫計算噸位，t；ρ為貯藏食品的密度，kg/m3；φ為容積利用系數。

儲存分割肉或水產品的冷庫，其貯藏噸位按式計算:ms=-∑(ang)/1000

式中，ms為冷庫實際噸位，t;a為每層貨架托盤數;n為貨架層數;g為每一托盤中食品凈重，kg。

4、冷庫保溫材料的選擇與敷設

冷庫保溫材料的選用必須因地制宜，在隔熱工程中將導熱系數λ0.2 W/(m·K)的材料稱為隔熱材料。對冷庫隔熱材料，一般應滿足以下幾個方面的要求：

（1）導熱系數要小

（2）密度小

（3）吸水率低且耐水性好

（4）機械強度高，應有一定的抗壓、抗拉強度

（5）耐火性好，材料本省應是不燃或者難燃的

（6）耐低溫性能好，在使用的低溫范圍內結構不破壞、不降低機械強度

（7）無毒無異味，以免污染庫內貨品，特別是食品

（8）經久耐用不易腐爛

（9）能抵抗或避免蟲蛀、鼠咬

（10）施工方便，易于切割、粘貼

（11）價格低廉、來源廣，可降低工程造價，縮短工期

（12）環境可接受，即應對環境無破壞作用或破壞作用輕微。

冷庫隔熱材料分幾種類型，一種是加工成固定形狀及規格的板塊，有固定的長度、寬度和厚度，可根據庫體安裝的需要選擇相應規格的庫板，高、中溫冷庫一般選用10厘米厚的庫板，低溫冷庫及凍結冷庫般選用12厘米或15厘米厚的庫板；另一種冷庫可以用聚氨脂噴涂發泡，把材料直接噴到待建冷庫的磚或混凝土倉庫中，定形后既防潮又隔熱。隔熱材料有聚氨脂、聚苯脂等。聚氨脂不吸水，隔熱性較好，但成本較高；聚苯脂吸水性強，隔熱性較差，但成本較低。現代冷庫的結構正向裝配式冷庫發展，制成包括防潮層和隔熱層的冷庫構件，做到現場組裝，其優點是施工方便、快速，且可移動，但造價比較高。

5、冷庫冷卻系統的選擇

冷庫所選用的制冷壓縮機和輔助設備的使用條件應符合產品制造商要求的技術條件。

5.1、制冷壓縮機的選擇應符合下列要求：

（1）應根據各蒸發溫度機械負荷的計算值分別選定，不另設備用機。

（2）選配制冷壓縮機時，各制冷壓縮機的制冷量宜大小搭配。

（3）制冷壓縮機的系列不宜超過兩種。如僅有兩臺制冷壓縮機時，應選用同一系列。

（4）應根據實際使用工況，對制冷壓縮機所需的驅動功率進行核算，并通過其制造廠選配適宜的驅動電機。

5.2、冷庫制冷系統中采用中間冷卻器、氣液分離器、油分離器、冷凝器、貯液器、低壓貯液器、低壓循環貯液器等，應通過校核計算進行選定，并應與制冷系統中設置的制冷壓縮機的制冷量相匹配。對采用氨制冷系統的大、中型冷庫，高壓貯氨器的選用應不少于兩臺。

5.3、洗滌式油分離器的進液口應低于冷凝器的出液總管250mm～300mm。

5.4、冷凝器的選用應符合下列規定：

（1）采用水冷式冷凝器時，其冷凝溫度不應超過39℃；采用蒸發式冷凝器時，其冷凝溫度不應超過36℃。

（2）冷凝器冷卻水進出口的溫度差，對立式殼管式冷凝器宜取1.5℃～3℃；對臥式殼管式冷凝器宜取4℃～6℃。

（3）冷凝器的傳熱系數和熱流密度應按產品生產廠家提供的數據采用。

（4）對使用氫氟烴及其混合物為制冷劑的中、小型冷庫，宜選用風冷冷凝器。

5.5、冷庫制冷系統中排液桶的體積應按冷庫冷間中蒸發器排液量最大的一間確定。排液桶的充滿度宜取70%。

5.6、輸送制冷劑泵應根據其輸送的制冷劑體積流量和揚程來確定，其制冷劑的循環倍數：對負荷較穩定、蒸發器組數較少、不易積油的蒸發器，下進上出供液方式的可采用3倍～4倍；對負荷有波動、蒸發器組數較多、容易積油的蒸發器，下進上出供液方式的可采用5倍～6倍，上進下出供液方式的采用7倍～8倍。同時制冷劑泵進液口處壓力應有不小于05m制冷劑液柱的裕度。

5.7、對采用重力供液方式的回氣管路系統，當存在下列情況之一時，應在制冷機房內增設氣液分離器：

（1）服務于兩層及兩層以上的庫房。

（2）設有兩個或兩個以上的制冰池。

（3）庫房的氣液分離器與制冷壓縮機房的水平距離大于50m。

一般情況下，小型冷庫選用全封閉壓縮機為主。因全封閉壓縮機功率小，價格相對便宜；中型冷庫一般選用半封閉壓縮機為主；大型冷庫選用半封閉壓縮機，在選用時，也可考慮選用氨制冷壓縮機，因為氨制冷壓縮機功率大，并可一機多用，但冷庫安裝及管理比較煩瑣。在蒸發器的選用時，高溫冷庫以選用冷風機為蒸發器，其特點是降溫速度快，但易造成冷藏品的水分損耗；中、低溫冷庫選用無縫鋼管制作的蒸發排管為主，其特點是恒溫效果好，并能適時蓄冷。