探究热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计

马义晨

摘 要：冷库制冷机组配置过程中，很难匹配设计冷量和热负荷，制冷机组通常都是在小于设计负荷的状态下进行运行，但是这样就会增加冷库的实际能耗。针对上述问题，热负荷分卡配置机组开始设计冷库制冷系统。冷库不同的冷间利用分室进货方式，每隔3h进货，设置两套压缩冷凝机组，在不需要进货和工作人员的状态下，那么可以利用一套压缩冷凝机维持冷间的正常工作，以冷库总降温概率为基础，压缩冷凝机组进行实际配置，如果冷间正在进货，并且有操作人员正在工作，利用另外一套压缩冷凝机组进行降温，压缩冷凝机在一个冷间配置所有的热负荷。这种方法可以缩短货物的热量，同时也可以减少因为开门热量的冷却时间，使食品冷藏品质不断提高。

关键词：热负荷公开配置机组；冷库制冷系统；设计方案

中图分类号：TB657.1 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）30-0259-02

我国不断提升了综合国力，政府不断扶持冷冻冷藏行业的发展，显著提升了冷库总容量。冷库制冷剂按照相关规定配置最大负荷，低温冷藏库的热负荷包括几个不同的部分，不同的部分发挥的作用也是不同的。在进出货和工作人员存在的时候，就会产生货物热量和操作热量，而电机热量是一直存在的。因此热负荷分开配置机组需要设计冷库制冷系统，保证正常工作的稳定性。

1 热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计必要性

冷庫正常运行过程中，冷间无法在同一时间实施降温，传统设计都是利用最大负荷，将冷间维护结构传热量和电机热量进行汇总，但是这种方法会产生计算结构比较大，计算货物热量和操作热量的时候，设置货物冷却时间为24h，根据冷间同时进货系数和同期操作系统，确定总货物的热量和操作热量，利用这种方法会导致制冷剂配置数量比较大，货物冷却时间也比较长。这就说明冷库进货和操作人员工作过程中，因为货物热量和开门热量等因素影响，冷库温度就会快速提高，同时会产生较大的波动，降低货物储藏品质，需要在最短的时间内进行降温。

冷库制冷系统配置计算普遍偏差，要想使制冷机组配置不断减小，实现制冷系统的节能型，可以设计出不同的方案，如果冷库的尺寸差不多，而且具备多冷间、同温的条件，可以配置两套压缩冷凝机组，在不进货并且没有操作人员的时候利用一套，主要负责将结构传热量和电机热量进行去除，根据冷间同时降温的概率。配置具体的制冷机组。在进货过程和有操作人员的条件下利用另外一套，可以量货物热量和操作热量快速去除，设置冷间分时进货配置制冷机组，只需降温一间需要进货的冷间。

2 冷间同时降温概率

其中Ci代表不同物资的比热容，而mi代表不同物质的质量，dθi/dT表示冷间温度变化率，K是维护结构传热系统数，A代表维护结构传热面积。

3 制冷系统设计方案

装配式冷库包括8个冷间，主要包括中间冷间和四角冷间，中间冷间的容积是相同的，冷却时间保持在-18～-20℃，利用硬质的聚氨酯泡沫塑料彩钢夹芯板作为保温材料，外墙厚度要在200mm之上，隔墙厚度要在5mm以上。装配式冷库的四角冷间维护结构传热量等于中间冷间传热量。

冷间在不进货的时期，并且没有操作人员在内工作，利用冷间热负荷维护结构传热量，保证库温在设计的范围当中，8间冷间维护结构具有相同的传热量，升温时间和降温时间都是相同的，因此冷间单独降温概率也是相同的。冷间进货并且没有操作人员，因为货物热量和开门热量等方面的影响，就会迅速提高库温，就会高于库温的温度上限。热负荷分开配置机组的冷库制冷系统就要配置两套制冷机组，一套在不进货并且无操作人员的时候应用，另外一套在进货、有操作人员的时候进行降温。

在冷间不进货并且没有操作人员工作的时候，启动1机组，就可以实现降温，并且达到要求，提升8个冷间温度达到上限，启动1机组，就会开启对应的冷间供液电磁阀和回气电磁阀，降低冷间温度到下限，关闭对应的供液电磁阀和回气电磁阀，就会降低8个冷间的温度。

冷间进货并且有工作人员工作的过程中，冷间温度会极大的高出上限，这个时候启动2机组，并且开启相应的供液电磁阀，关闭对应的回气电磁阀，不断降低冷间温度直到达到下限为止，停止2机组，其他冷间由1机组进行实际供冷，可以获得良好的降温效果、配合利用两组压缩冷凝机组，二者承担不同的负荷，使冷间温度不断降低，保证制冷系统可以稳定的运行。

4 压缩冷凝机机组配置计算

4.1 机组配置计算

配置不同的制冷机组，在相同时间内冷间机组降温具有不同的概率。不同冷间的具有不同的同时降温概率，如果冷凝温度为43℃，蒸发温度在-30℃，升降温时间的比值发生变化，那么制冷机组制冷量也是不同的，同时还会获取不同的冷间单独降温概率。

4.2 机组配置计算

为了不断提高食品的贮藏品质，使制冷机组配置减小，需要严格管理冷库，不同冷间的进货工作需要间隔一定的时间，去除一间货物热量之后，另一间冷库才能进行进货。因为开门的热量会导致库温产生很大的波动，针对传统的冷库设计，要求开门热量冷却时间为24h，严格控制开门次数，使开门热量的冷却时间不断缩短，而热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计开门热量冷却时间和进货时间相隔相同。

库房温度高速库温上限的时候，启动2机组，负责快速将货物热量和操作热量消除。设定12h将四个冷间进货工作完成，冷间进货时间为3h，那么货物热量和开门冷量用于冷却的时间也为3h，以冷间吨位的10%进行计算，确定每件库房的进货重量为200kg。2机组负责冷间进货要遵循降温要求，配置计算过程中要综合考虑库房维护结构传热量和电机热量以及操作热量等因素。

4.3 对比计算结果

配置制冷装置的过程中，结合货物热量和开门热量去除时间，确定为3h，这样可以快速的去除货物热量和开门热量，冷间温度可以及时恢复正常温度，使冷藏食品的品质不断提升。

5 结束语

通过以上综合论述，热负荷分开配置机组的冷库制冷系统设计两套机组，二者相互配合，分工明确，可以将货物热量和操作热量快速的消除，使用两套制冷机组，有利于提高制冷系统运行的稳定性，避免出现不必要的事故。

参考文献

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[3]王婵君，王 斌.大型装配式冷库——美式冷库制冷系统设计[J].冷藏技术，2014（1）：46～49.

收稿日期：2018-9-12