冷庫制冷系統(tǒng)設(shè)計要點分析

摘要：本文將詳細介紹冷庫中制冷系統(tǒng)的選擇，針對當(dāng)前多種制冷技術(shù)，提出運用回油技術(shù)、改善管道材質(zhì)質(zhì)量兩種制冷系統(tǒng)具體的設(shè)計方案。通過對制冷系統(tǒng)的設(shè)計與改造，提升冷庫內(nèi)部系統(tǒng)的應(yīng)用手段，也幫助冷庫制冷工藝獲得更為穩(wěn)定的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：冷庫;制冷系統(tǒng);設(shè)計要點;回油技術(shù)

隨著經(jīng)濟水平的穩(wěn)步提升，人民群眾的消費水平與收入也隨之改變，在冷鏈物流快速發(fā)展的情況下，冷庫的建設(shè)規(guī)模正逐漸擴張。而作為冷庫的核心結(jié)構(gòu)，其制冷系統(tǒng)應(yīng)保證更為合理的設(shè)計，其內(nèi)部技術(shù)需符合科學(xué)性、環(huán)保性與經(jīng)濟性，才能使冷庫項目獲得更大發(fā)展。

一、制冷系統(tǒng)的選擇

（一）制冷劑

當(dāng)前冷庫內(nèi)部的制冷劑主要包含二氧化碳、氨與氟利昂等，氟利昂的使用品種為R507、R404A與R410A，由于二氧化碳與氨氣的天然屬性，其并不會對環(huán)境產(chǎn)生較大影響，此二類制冷劑應(yīng)用較為廣泛。

在運用氨氣制冷系統(tǒng)的過程中，由于其易燃易爆炸，且?guī)в卸拘裕a(chǎn)生的液氨屬危險化學(xué)品，若其儲存量高于10噸，該區(qū)域可被視為重大危險源，監(jiān)督機構(gòu)需嚴(yán)格檢查冷庫制冷系統(tǒng)中的液氨情形，其應(yīng)用量也會有所控制。作為天然制冷劑的一種，二氧化碳的使用歷史雖久，但其發(fā)展與應(yīng)用的時間較晚，目前發(fā)展前景最被看好的制冷劑為氟利昂。

（二）制冷系統(tǒng)的形式

依照不同溫度的冷藏設(shè)計，其可分成四種冷庫，即超低溫冷庫，該系統(tǒng)的溫度設(shè)計大多在-30—80℃之間;低溫冷庫的溫度在-23—30℃間;而-10—23℃則屬中溫冷庫;高溫冷庫的溫度在-2—8℃。若根據(jù)規(guī)模的不同，當(dāng)其體積低于5000m3時，其類型為小型冷庫;在20000-5000m3之間的為中型冷庫;大型冷庫的體積在20000m3以上[1]。

為降低制冷劑內(nèi)部的充注量，提升制冷系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟性，氨氣或氟利昂制冷劑通常作用在中小型冷庫中，而大型冷庫大多采用多種制冷劑，即同時使用兩到三種制冷劑。若制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度在-25℃以下時，該系統(tǒng)大多采用二氧化碳及氟利昂或氨;如果其溫度在-25℃以上時，可運用氨或氟利昂制冷劑。

（三）壓縮機組

制冷系統(tǒng)的中心為壓縮機組，依照冷庫內(nèi)部不同的溫度與規(guī)模，壓縮機組的選擇極為關(guān)鍵。根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)部的工作原理，壓縮機可分成速度型與容積型，而在正常溫度下的冷庫中多數(shù)應(yīng)用容積型，其主要的壓縮機類型是渦旋式、螺桿式與活塞式壓縮機。氨氣制冷系統(tǒng)內(nèi)部的壓縮機主要運用螺桿開啟式，而氟利昂制冷系統(tǒng)多為全封閉、半封閉或渦旋式壓縮機。二氧化碳型制冷系統(tǒng)中的壓縮機形式較靈活，其根據(jù)制冷量的不同而發(fā)生改變，比如，若其制冷量較大，通常為螺桿壓縮機;制冷量較小時又會采用活塞式壓縮機。

小型冷庫多應(yīng)用渦旋式或活塞式壓縮機，而螺桿式壓縮機需應(yīng)用在大型冷庫中，制冷系統(tǒng)的負荷不同，則其經(jīng)濟性要求也會有所區(qū)別，技術(shù)人員在優(yōu)化設(shè)計或使用制冷系統(tǒng)時，可同時使用多種壓縮機以提升系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性與穩(wěn)定性。

二、冷庫制冷系統(tǒng)具體的設(shè)計方案

（一）科學(xué)采用回油技術(shù)

回油技術(shù)屬冷庫制冷系統(tǒng)中較為重要的設(shè)計技術(shù)，氨氣與氟利昂的回油方式有所區(qū)別，氨制冷系統(tǒng)中的放油裝置為集油器，其可將油放置到系統(tǒng)外部，在進行收集集中后科學(xué)處理，并利用系統(tǒng)內(nèi)部的曲軸箱開展補油工作。而氟利昂系統(tǒng)中的油可由回油器進行自動補充，所有的補油活動都會完成在系統(tǒng)內(nèi)，其油路設(shè)計為封閉式回油，該技術(shù)在氟利昂系統(tǒng)中較為重要。

1.并聯(lián)壓縮機組

技術(shù)人員運用并聯(lián)壓縮機組能使系統(tǒng)中的各個部分自動回油，且油量均衡，從而讓壓縮機中的多個部位能夠順利工作。此類機組的回油問題受多種因素影響，如設(shè)計因素或化學(xué)因素，當(dāng)技術(shù)人員開展系統(tǒng)的設(shè)計工作時，其內(nèi)部管路或整體布局會影響機組回油。制冷物質(zhì)內(nèi)部的混合物或潤滑油也會改變回油工作的性質(zhì)。

通常來講，機組回油的設(shè)計重點為管路設(shè)計與系統(tǒng)布局，借助系統(tǒng)內(nèi)部的優(yōu)化，降低潤滑油積存問題，保障管道性能質(zhì)量，才會使其回油能力得到提升。高壓回油設(shè)計多應(yīng)用在螺桿或渦旋式并聯(lián)壓縮機組中，而低壓回油設(shè)計可運用在活塞式壓縮機組內(nèi)。

2.氟利昂機組回油

氟利昂制冷系統(tǒng)的設(shè)計方案大多為集中式，當(dāng)其處在低壓循環(huán)中時，氟利昂可與冷凍油剝離，相較于氟利昂的比重，油的單位較小，因而其會聚集在循環(huán)桶的頂端。為保證此類系統(tǒng)的安全運行，技術(shù)人員需提升壓縮機組內(nèi)部的潤滑水平，首先，在循環(huán)桶的頂端與底部放置一條回油管，使其更好地導(dǎo)出冷凍油，當(dāng)氟利昂與冷凍油發(fā)生混合，其會在裝置底部出現(xiàn)分離，在加熱后氟利昂會變成氣體依舊附著在循環(huán)桶的內(nèi)部，而冷凍油則回到回氣管中。借助回油管中的閥門，技術(shù)人員可自行控制或調(diào)節(jié)回油量，讓油路系統(tǒng)的各個部分保持均衡。其次，針對液位器的選擇，為保持回油系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，應(yīng)挑選出高靈敏度、高質(zhì)量的器具。最后，低壓循環(huán)桶可選擇臥式，基于其較大的橫截面，其桶內(nèi)液面不會產(chǎn)生太大波動，對系統(tǒng)回油的均衡性幫助較大[2]。

（二）提升管道材質(zhì)質(zhì)量

針對制冷系統(tǒng)內(nèi)部的管道材質(zhì)，技術(shù)人員應(yīng)設(shè)計出更加科學(xué)、合理的鋼管以保障管道質(zhì)量。管道材質(zhì)大多選用鋼管，依照金屬管道的設(shè)計規(guī)范，其內(nèi)部材質(zhì)應(yīng)保證低溫低應(yīng)力，具體來說，可選擇低合金鋼管、20#碳鋼無縫鋼管等，其最低溫度在-40和-20℃。在冷庫制冷系統(tǒng)中，對于鋼管管徑的溫度提出了較高的要求，只有當(dāng)其溫度與冷庫內(nèi)部相一致時，才會選擇該材料，因此，技術(shù)人員針對不同類型的冷庫系統(tǒng)，要實行科學(xué)甄別，進而使冷庫制冷系統(tǒng)得到完善與優(yōu)化。

總結(jié)：綜上所述，在建設(shè)冷庫制冷系統(tǒng)時，設(shè)計工作極為重要，為保證其運行穩(wěn)定，技術(shù)人員運用多種關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備，嚴(yán)格把握設(shè)計過程中的每項環(huán)節(jié)，在積累經(jīng)驗與技術(shù)的基礎(chǔ)上，提升制冷系統(tǒng)的經(jīng)濟性，也使該系統(tǒng)的整體設(shè)計更加完善。

參考文獻：

[1]唐浩.冷庫制冷工藝存在的問題分析[J].工程技術(shù)研究，2020，5（03）：263-264.

[2]路延年.冷庫制冷系統(tǒng)及其自動化研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2019，16（25）：47+49.

作者簡介：

李浩（1990—），男，河北省深州市人，漢族，本科，助理工程師，研究方向：大型冷庫、制冷系統(tǒng)、氟利昂桶泵。