冷鏈物流倉儲建設工程技術(shù)

楊健

（中國輕工建設工程有限公司，北京 100077）

上海南僑（金山）食品有限公司生產(chǎn)基地位于上海金山工業(yè)區(qū)，項目分為生產(chǎn)車間區(qū)和倉儲物流區(qū)兩大部分。項目生產(chǎn)車間區(qū)制冷機組采用兩套德國Bitzer 活塞并聯(lián)水冷機組。低溫庫-18 ～-22℃為直接膨脹式制冷，熱氟除霜。中溫庫4～8℃為直接膨脹式制冷，自然融霜（無任何附加除霜裝置）。倉儲物流區(qū)低溫制冷機組采用Bitzer 螺桿并聯(lián)機組，冷凝方式為蒸發(fā)式冷凝，油冷卻方式為熱虹吸式油冷。庫內(nèi)為直接膨脹式制冷，熱氟除霜。中溫庫采用間接制冷方式，制冷劑采用R134a，載冷劑為丙二醇。制冷機組采用Bitzer 緊湊型螺桿兩段式水冷冷水機組，庫內(nèi)為意大利LU-VE 鹵水換熱器，采用西門子三通電動閥通過PID 精確控制庫溫。

1 圍護結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

1.1 冷庫圍護結(jié)構(gòu)主材運輸形式及施工現(xiàn)場場地堆放形式

冷庫維護結(jié)構(gòu)工程所需的PIR 夾芯板材質(zhì)量好、成本高，每箱庫板重量在1000kg 左右，25 噸吊車可以滿足卸車及垂直運輸?shù)男枨螅盾嚨闹攸c是板材的保護、施工人員和現(xiàn)場其他人員的安全。

吊車和配套的吊帶：吊帶使用尼龍吊帶（嚴禁使用鋼絲繩），不小于100mm 寬，起吊時，要調(diào)整好吊帶長度和承重位置，吊起時板材需處于平衡狀態(tài)，需加平衡梁，以防板材滑落。

堆放場地的要求：板材應臨時堆放于堅固，平整的地面上，盡量把板材堆放在施工面范圍內(nèi)；確保地面沒有積水以及在遭遇雨雪等惡劣天氣時地面不會積水；堆放場地應遠離腐蝕性環(huán)境并確保不會受到其他工種施工的影響。

1.2 墻板拼裝方式

考慮到庫板連接以后的強度、冷庫的規(guī)模尺寸及庫板厚度及食品衛(wèi)生的要求，庫板連接的槽口形式一般為為插入式。冷庫立板拼裝前，在板材凹槽面填2 ～3mm 中性硅膠，并噴涂瓶裝聚氨酯發(fā)泡劑4 ～6mm，加強板隙隔熱，防止產(chǎn)生冷橋。庫板拼裝時，采用固定連接件將板縫承接處固定，使板縫擠壓密實，防止縫隙過大產(chǎn)生冷橋。

1.3 庫板立板固定形式

墻板固定方式?jīng)Q定采用蘑菇頭穿過墻板與型鋼固定的方式連接。冷庫立板的固定措施采用兩套方案，方案一：在建筑砌筑墻體上加設50×50mm 角鐵，并與12#C 型鋼焊接固定。此方案適用于冷庫立板緊鄰的砌筑墻體跨度內(nèi)存在結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱，角鐵固定在構(gòu)造柱上，提高庫板的固定強度，同時，通過對角鐵找平，能保證立板安裝的平整度。

在冷庫立板緊鄰的砌筑墻體跨度內(nèi)無構(gòu)造柱存在時，冷庫立板的固定方式適用第二套方案：采用雙面夾墻鋼板（鋼板規(guī)格為250×250×10mm）對砌筑墻體固定，12#C 型鋼焊接在夾墻鋼板上。

1.4 墻板的地面固定方式

墻板下端與地坪面接觸處要求用L 型鍍鋅鋼材固定，L型鍍鋅鋼材與地面用砼螺栓固定，為確保墻板底端密封性，須在L 型鍍鋅鋼材內(nèi)打密封膠。立板與地坪結(jié)合處預留5mm縫隙，發(fā)泡劑嵌縫。

1.5 吊粱做法及頂板的固定方式

在結(jié)構(gòu)頂板嵌入膨脹螺栓，固定φ10 通長絲桿，通過調(diào)節(jié)器校核吊頂板的平整度。絲桿下方連接冷庫專用吊頂鋁材。吊頂鋁材的布置方向與頂板拼裝方向垂直，吊頂鋁材外露。按照我單位的施工經(jīng)驗，50mm 厚吊頂板所采用的吊頂鋁材間距一般為3m 一道，75mm 厚吊頂板所采用的吊頂鋁材間距一般為4m一道，150mm 厚吊頂板所采用的吊頂鋁材間距一般為5m 一道。吊頂鋁材及其附屬構(gòu)件穿板材節(jié)點須做斷冷橋處理。依照設計圖紙，采用PVC 套管，管內(nèi)聚氨酯發(fā)泡，并做隔汽處理。

1.6 墻板轉(zhuǎn)角、頂板與墻板連接方式

立板轉(zhuǎn)角節(jié)點處預留缺口，缺口處用灌式PU 填充劑填實，填充密實后用100×100×2mm 鍍鋅角鋼裝飾，裝飾角鋼陰角兩側(cè)涂密封膠做氣密處理。頂板與立板轉(zhuǎn)角也須預留缺口，PU 填充劑填實，室內(nèi)陰角用64×1mm 圓弧鋁材收邊，室外陽角1mm 彩鋼板收邊。

1.7 地面保溫及隔汽層施工工藝

地面斷熱層為B2 級XPS 擠塑保溫板，密度40kg/m3，抗壓強度300kPa。擠塑板錯縫搭設，專用膠水或冷橋套筒釘固定。PE 搭接寬度可為70mm。可采用丁基膠帶將PE 膜與PE 膜、PE 膜與XPS 板層粘結(jié)。

2 制冷工藝管道安裝技術(shù)

（1）儲庫制冷系統(tǒng)按照制冷劑劃分主要分為氨制冷（NH3）、氟利昂制冷(CFC/HCFC/HFC) 和二氧化碳制冷(CO2)三類制冷技術(shù)方案。①氨（NH3）作為制冷劑的優(yōu)點是：對臭氧層危害小、容易獲取、價格低廉、壓力適中、單位制冷量大、放熱系數(shù)高、幾乎不溶解于油、流動阻力小、；其缺點是：對銅及銅合金有腐蝕作用，有刺激性臭味、有毒、易燃易爆，一旦泄露危害極大。②氟利昂制冷系統(tǒng)(CFC/HCFC/HFC)：氟利昂在常溫下都是無色、無味氣體、易揮發(fā)液，透明、介電常數(shù)低、臨界溫度高、易液化、溶于油，無味或略有氣味，無毒或低毒，化學性質(zhì)穩(wěn)定，但對大氣臭氧層破壞嚴重。目前，氟利昂系列冷媒一部分已禁用，一部分限制使用。③二氧化碳制冷系統(tǒng)(CO2)：二氧化碳作為一種自然制冷劑，具有高密度和低粘度，其流動損失小、傳熱效果良好，制冷能力大。最重要的是，費用低易獲取、穩(wěn)定性好、安全無毒，不可燃。缺點是運行壓力高，需專業(yè)維護。與其他制冷劑相比，CO2具有環(huán)保、安全、經(jīng)濟和單位容積制冷量高等性能方面上的明顯優(yōu)勢，有著很好的應用前景。

（2）冷鏈儲庫無論采取上述哪種制冷方案，制冷系統(tǒng)管道由于處于低溫環(huán)境下且工作壓力超過16kg/cm2（如制冷劑采用CO2系統(tǒng)會超過40kg/cm2），屬于壓力管道范疇，其重要性不容忽視。因此，制冷系統(tǒng)管道安裝應嚴格按照相關(guān)規(guī)范施工。

3 成果分析

（1）減排環(huán)保。項目低溫部分（-18 ～-22℃）采用直接膨脹式制冷系統(tǒng)，制冷劑全部采用R507 環(huán)保工質(zhì)符合國際公約及國家相關(guān)規(guī)定（與R404a 相比更有優(yōu)勢）。高效的換熱系統(tǒng)相比同類國產(chǎn)品牌氟利昂充注量減少25%以上。

項目中溫部分（4 ～6℃）采用間接制冷系統(tǒng)，制冷劑采用R134a 環(huán)保工質(zhì)符合國際公約及國家相關(guān)規(guī)定，載冷劑采用丙二醇。相比直接膨脹式制冷氟利昂充注量僅為10%～15%左右。

（2）高效節(jié)能。并聯(lián)機組采用PLC 智能機組控制系統(tǒng)，壓縮機部分使用無級能調(diào)系統(tǒng)，使庫內(nèi)的負荷與壓縮機輸出的能量相匹配，吸氣壓力的的波動控制在0.2bar 以內(nèi)，節(jié)能提高7%左右。該系統(tǒng)相比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)減少了壓縮機的啟動次數(shù)，大大降低了壓縮機因為頻繁啟動引起的電機壽命降低和冷凍油流失的問題，保證設備安全可靠的運行。

低溫庫內(nèi)控制部分采用PLC 智能熱氟除霜控制系統(tǒng)，結(jié)合蒸發(fā)器和膨脹閥特性精確控制過熱度，極大地延長了風機的結(jié)霜周期，相比傳統(tǒng)熱氟除霜控制系統(tǒng)，庫溫波動控制在1℃以內(nèi)，能耗降低25%以上。該系統(tǒng)采用了“壓差”技術(shù)融霜，使蒸發(fā)器的K 值始終處于最合理階段。完全實現(xiàn)了蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度在0℃以下，無任何輔助除霜裝置情況下的穩(wěn)定運行，既避免了電熱除霜的功耗，也解決了電除霜的庫溫波動問題。

間接換熱系統(tǒng)采用PLC 智能控制系統(tǒng)，利用丙二醇儲能罐的特性和峰谷電電價差額，將儲能罐內(nèi)丙二醇溫度降低以維持白天冷庫運行時使用，盡量避免在白天峰電時開機，在電費支出上節(jié)省30%以上。

（3）技術(shù)創(chuàng)新：①在融霜技術(shù)中采用“測厚技術(shù)”及壓差技術(shù)相結(jié)合，即保證了經(jīng)濟型的同時，又保證了蒸發(fā)器“K值”在最合理范圍內(nèi)運行。②采用了蒸發(fā)器出口與壓縮機吸氣口的壓差與PLC 結(jié)合控制了過熱度即保證了壓縮機運行的安全平穩(wěn)同時又保證了經(jīng)濟性。③螺桿機100%的能量調(diào)節(jié)及活塞機的準無級調(diào)解，極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟型。④采用大風量低風壓技術(shù)及過熱度精確控制，加長了蒸發(fā)器的結(jié)霜周期，使結(jié)霜成本大大降低，庫溫波動減少。

（4）智能物聯(lián)網(wǎng)預警系統(tǒng)：①大數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。冷庫各個參數(shù)數(shù)據(jù)采集點1200 多個，服務器空間數(shù)據(jù)可保留2 年，有效避免人工數(shù)據(jù)記錄的高錯誤率。②節(jié)能管理。根據(jù)大數(shù)據(jù)及時分析冷庫使用狀態(tài)，調(diào)整冷庫節(jié)能運行方案。③通知管理。設備運行狀態(tài)語音、短信及時準確通知相關(guān)責任人，短信主動查詢及修改設備參數(shù)。④遠程調(diào)試診斷。當制冷系統(tǒng)故障報警時，工程師可根據(jù)大數(shù)據(jù)遠程調(diào)試、診斷，系統(tǒng)自動給出故障原因及處理建議。⑤系統(tǒng)所有關(guān)鍵信息均為完全記錄日志化并可導入文檔。⑥手機APP 訪問，工作更輕松，隨時隨地查詢、設置冷系統(tǒng)運行狀態(tài)。

4 結(jié)論及建議

綜上所述，要想充分利用冷庫資源來推動冷鏈物流的發(fā)展，必須首先對整個冷庫鏈進行整合，要大力建造和改進新型冷庫，讓用在冷鏈物流上的冷庫真正起到冷鏈環(huán)節(jié)作用，而不只是冷藏作用，其次，要將冷鏈物流所涉及的生產(chǎn)、運輸、銷售、經(jīng)濟和技術(shù)性等各種問題集中起來考慮，協(xié)調(diào)相互間的關(guān)系，爭取讓整個冷鏈物流系統(tǒng)高速運轉(zhuǎn)。