卫生应急保障冷库温度波动较大的原因分析与对策探讨

2017-04-20鑫李雪柏王晓雪崔琮琪郭晓敏王欣儒谭吉宾

中国医学装备 2017年4期

谷鑫李雪柏王晓雪崔琮琪郭晓敏王欣儒谭吉宾*

谷鑫①李雪柏①王晓雪①崔琮琪①郭晓敏①王欣儒①谭吉宾①*

目的：分析卫生应急保障冷库温度波动较大的原因，提出解决对策。方法：对冷库结构、制冷设备、自动控制以及报警系统设备设施的基本情况进行分析，针对冷库内外的温差、自动融霜方式、库外机组散热以及设备参数设置等开展深入分析。结果：受冷库内外温差过大、自动融霜控制不当、库外机组散热不良以及设备参数设置不当的影响，导致卫生应急保障冷库温度波动较大，通过设置缓冲间、融霜后排水处理，室内外机组分别启动，自控控制设置不同温差、室外机组保持良好环境，科学有效地解决卫生应急保障冷库温度波动较大的问题。结论：采取有效可行的对策，解决卫生应急保障冷库温度波动较大的问题，提高卫生应急保障水平，并为今后卫生应急冷库的设计和管理提供可借鉴的经验。

卫生应急保障；冷库；温度波动；原因分析

谷鑫,男,(1984- ),本科学历，助理研究员。中国疾病预防控制中心后勤运营管理中心，从事实验室自控控制管理工作。

中国疾病预防控制中心在抗击非典、埃博拉等重大公共卫生应急事件中发挥了巨大作用[1-3]。卫生应急保障冷库是用以储备相关试剂和应急物资。在冷库的日常运行中，发现存在库内温度波动较大的问题。为此，本研究通过分析可能造成冷库温度波动较大的原因，提出解决对策，为今后冷库的设计和管理提供借鉴和参考。

1 卫生应急保障冷库概况

1.1 冷库结构部分

冷库结构采用钢结构设计，立柱为200 mm×200 mm方钢，过梁为50 mm×50 mm角钢，檩条100 mm×50 mm焊接。冷库长17 m，宽12 m，脊高5 m，库内净高3.2 m。冷库内设有3间存储库，1间缓冲间。存储间和缓冲间均单独设有冷库门。

冷库墙体保温采用聚氨酯复合板，其中外围采用的厚度为150 mm，库内采用的厚度为100 mm。地面保温采用XPS板,厚度为100 mm。库内地面采用钢筋混凝土地面，厚度为100 mm，地面表面采用环氧树脂地坪漆处理。

1.2 制冷设备

库外机组采用风冷式冷凝方式，使用半封闭活塞式压缩机，一体顶置式冷凝风扇。

库内冷风机采用吊顶式配套冷风机，不锈钢喷塑外壳。盘管采用高效内螺纹铜管，使管路内冷媒分布均匀，有效增加制冷面积。翅片采用正弦波纹铝材，提高制冷效果[4-5]。

融霜采用304不锈钢电加热管，可经过防干烧处理来确保除霜的效果和使用寿命，定时自动融霜[6]。每间存储库均设2套制冷设备，为一用一备和互为备用。

1.3 自动控制

自动控制系统由主控制器、控制箱、输入和(或)输出模块、专用控制模块及传感器组成。控制箱内有3组接触器，分别控制制冷机组、冷风机及融霜管的运行。

冷库运行的温度区间通过主控制器进行设置。主控制器根据冷库内温度传感器采集的温度，传送信号给控制箱内的接触器来控制制冷机组、冷风机及融霜管加热的运行或停止。

1.4 报警系统

报警系统是由记录仪、声光报警器、专用控制模块及温度传感器组成。报警温度区间通过记录仪设置上限和下限。记录仪根据冷库内温度传感器采集的温度，传送信号给专用模块来控制声光报警器启动或停止。

2 冷库温度波动的原因分析

2.1 冷库内外温差大

冷库内温度基本低于-18℃，而冷库外温度大多在0～35℃之间，温差可达20～50℃。当日常出入库开启冷库门时，库外空气温度相对较高、湿度较大，而库内空气温度相对较低、湿度较小，库外空气会向库内流动，产生热负荷，造成冷库内温度的升高[7]。

2.2 自动融霜控制不当

冷库使用的是自动融霜控制，制冷设备每运行4 h (运行间隔时间可设定)，主控制器会自动停止制冷设备运转，同时启动融霜加热管用以融化冷风机翅片上的结霜。融霜通常时间为40 min，在融霜电加热的过程中会产生热负荷，造成冷库内温度的升高[8]。

当融霜传感器采集到回气管路温度达到设定的退出温度时，则表明制融霜工作完成。主控制器会自动停止融霜加热管，同时开启制冷设备运转。在冷风机风扇启动时，会将融霜时在机组里产生的热负荷瞬间排入冷库中，造成冷库内温度的升高。

2.3 室外机组散热不良

冷库使用的是风冷式制冷机组，该机组由于是风机散热，所以对于环境有一定的要求[9-10]。设计要求放置机组场所通风条件良好，最高环境温度为43℃，机组冷凝温度为50℃。但随着近年来雾霾、热浪天气不断出现，造成通风不畅、高温暴晒等导致机组散热不良，制冷效率低下的情况也偶尔出现。

2.4 设备参数设置不当

由于冷库的制冷机组、自动控制及容霜等设备为间断运行，需根据设定好的温度区间进行开启与停机，要求管理者定期观察冷库设备的运行状况，参考室外温度、湿度及时调整冷库控制器的运行参数[11-12]。然而，目前中小型冷库很少有专业的管理人员，多都是由出入库管理人员负责管理冷库的日常运转，由于缺乏专业知识，经常出现当报警系统报警时才发现冷库温度过高，但此时已造成相应设备故障，制冷机组停止正常运行。

3 对策探讨

3.1 设置缓冲间

冷库设置缓冲间，库内地面采用混凝土基础。冷库增加缓冲间，减少因冷库门开启时间过长，空气交换产生的热负荷。库内地面采用混凝土设计，当制冷机组运行时，地面保温上层的混凝土本身具有蓄冷的作用[13-14]。一般每10 m2的钢筋混凝土重量约为3 t，以低温-30 ℃、面积60 m2的冷库为例，混凝土的重量约18 t，相当于冷库内储存了温度为-30℃、18 t的货物，减小库内外温差，提高冷库容积率。

3.2 快速消除融霜加热管产生的热负荷

3.2.1 融霜后进行排水处理

采用有融霜后可以设置排水功能的温度控制器，在冷风机融霜后，制冷设备不立即启动，而是进行排水处理，将融霜时产生的热负荷通过自然对流的方式均匀扩散到冷库中[6-15]。此举既可避免冷风机风扇启动后将热负荷瞬间排入冷库，也可减小压缩机瞬间启动的负荷，延长压缩机的使用寿命。

3.2.2 室内外机组分别启动

采用有室外机和室内机可单独运行功能的控制箱和温度控制器，在电加热融霜完毕后，先启动室外机组，将融霜时产生的热负荷通过室外机制冷消除，再启动室内冷风机组时，就不会造成冷库内温度升高。

3.2.3 自控控制设置不同温差

冷库每间存储库均安装一备一用两套机组，通过运行时的温差设置可消除在融霜过程中产生的热负荷。即当一套制冷冷风机开始融霜时，另外一套设备在制冷，制冷的过程中把融霜管产生的热量全部抵消掉。

3.3 提高制冷率

将室外机组放置在通风、洁净条件良好的环境下，以增加风量，远离各类灰尘，提高制冷率。采用大容量的壳管式蒸发器,以适用于温度较高的环境。使用光翅片式冷凝器，增加散热量，提高制冷效果。此外，每间存储库两套机组交替使用，有效的降低压缩机散热温度。

3.4 科学有效管理

冷库为全年运行，正常环境温度下通过两套机组运行时不同的温差设置可以解决机械故障问题。在室外气温>43℃或相对湿度＞80﹪的情况下，将两套机组设置相同温差，交替运行。室外机组每月进行一次除尘清洗，制冷设备、冷库门及自控控制每季度进行一次保养检修。

4 结论

通过分析可以看出，冷库温度大幅波动的原因有库内外温差过大，融霜自动控制设置问题，室外机组散热不良以及设备参数设置因素影响，需要采用不同方法逐步解决。根据长期运行管理的经验，仅靠自动控制系统来确保冷库设备长期稳定运行是不现实的，因此管理人员需加强对冷库设备的日常维护保养，按月按季度进行检修[16]。针对不同环境因素，及时调整设备运行参数，如温差设置、融霜时间以及机组交替启动等，以保证卫生应急冷库的正常运行。

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Discussion on cause analysis and Countermeasure for temperature fluctuation of cold storage in health emergency support

GU Xin, LI Xue-bo, WANG Xiao-xue, et al//
China Medical Equipment,2017,14(4):140-142.

Objective: To discuss the reasons of temperature fluctuation of hygienic emergency supply refrigerator and provide countermeasures for solving them. Methods: To analyze a series of basic situation of the refrigerator, such as refrigerator structure, refrigeration equipment, automatic control and alarm system; and then develop deep analysis for temperature variation between the inside and outside of refrigerator, automatic defrosting mode, heat dissipation of external equipment units and parameter settings of equipment. Results: Larger temperature fluctuation of hygienic emergency refrigerator came from overlarge temperature variations between the inside and outside, inadequate control of automatic defrosting, poor heat dissipation of external equipment units and the improper parameter setting. By building the buffering room and drainage system after defrosting, respectively starting inside and outside equipment units, setting different temperature for automatic control, maintaining ventilation clean and good environment for outside equipment units, the temperature fluctuation of emergency medical supply refrigerator has been scientifically and effectively resolved. Conclusion: Effective and feasible measurements are adopted to resolve the problems on temperature fluctuations of refrigerator and it improve the level of hygienic emergency supply, at the same time, these measures provide referential experiences for design and management of emergency medical supply refrigerator in future.

Hygienic emergency supply; Refrigerator; Temperature fluctuation; Cause analysis

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.04.038

1672-8270(2017)04-0140-03

R197.39