冷库制冷系统设计要点分析

摘要：本文将详细介绍冷库中制冷系统的选择，针对当前多种制冷技术，提出运用回油技术、改善管道材质质量两种制冷系统具体的设计方案。通过对制冷系统的设计与改造，提升冷库内部系统的应用手段，也帮助冷库制冷工艺获得更为稳定的发展。

關键词：冷库;制冷系统;设计要点;回油技术

随着经济水平的稳步提升，人民群众的消费水平与收入也随之改变，在冷链物流快速发展的情况下，冷库的建设规模正逐渐扩张。而作为冷库的核心结构，其制冷系统应保证更为合理的设计，其内部技术需符合科学性、环保性与经济性，才能使冷库项目获得更大发展。

一、制冷系统的选择

（一）制冷剂

当前冷库内部的制冷剂主要包含二氧化碳、氨与氟利昂等，氟利昂的使用品种为R507、R404A与R410A，由于二氧化碳与氨气的天然属性，其并不会对环境产生较大影响，此二类制冷剂应用较为广泛。

在运用氨气制冷系统的过程中，由于其易燃易爆炸，且带有毒性，产生的液氨属危险化学品，若其储存量高于10吨，该区域可被视为重大危险源，监督机构需严格检查冷库制冷系统中的液氨情形，其应用量也会有所控制。作为天然制冷剂的一种，二氧化碳的使用历史虽久，但其发展与应用的时间较晚，目前发展前景最被看好的制冷剂为氟利昂。

（二）制冷系统的形式

依照不同温度的冷藏设计，其可分成四种冷库，即超低温冷库，该系统的温度设计大多在-30—80℃之间;低温冷库的温度在-23—30℃间;而-10—23℃则属中温冷库;高温冷库的温度在-2—8℃。若根据规模的不同，当其体积低于5000m3时，其类型为小型冷库;在20000-5000m3之间的为中型冷库;大型冷库的体积在20000m3以上[1]。

为降低制冷剂内部的充注量，提升制冷系统的安全性与经济性，氨气或氟利昂制冷剂通常作用在中小型冷库中，而大型冷库大多采用多种制冷剂，即同时使用两到三种制冷剂。若制冷系统的蒸发温度在-25℃以下时，该系统大多采用二氧化碳及氟利昂或氨;如果其温度在-25℃以上时，可运用氨或氟利昂制冷剂。

（三）压缩机组

制冷系统的中心为压缩机组，依照冷库内部不同的温度与规模，压缩机组的选择极为关键。根据系统内部的工作原理，压缩机可分成速度型与容积型，而在正常温度下的冷库中多数应用容积型，其主要的压缩机类型是涡旋式、螺杆式与活塞式压缩机。氨气制冷系统内部的压缩机主要运用螺杆开启式，而氟利昂制冷系统多为全封闭、半封闭或涡旋式压缩机。二氧化碳型制冷系统中的压缩机形式较灵活，其根据制冷量的不同而发生改变，比如，若其制冷量较大，通常为螺杆压缩机;制冷量较小时又会采用活塞式压缩机。

小型冷库多应用涡旋式或活塞式压缩机，而螺杆式压缩机需应用在大型冷库中，制冷系统的负荷不同，则其经济性要求也会有所区别，技术人员在优化设计或使用制冷系统时，可同时使用多种压缩机以提升系统运行的经济性与稳定性。

二、冷库制冷系统具体的设计方案

（一）科学采用回油技术

回油技术属冷库制冷系统中较为重要的设计技术，氨气与氟利昂的回油方式有所区别，氨制冷系统中的放油装置为集油器，其可将油放置到系统外部，在进行收集集中后科学处理，并利用系统内部的曲轴箱开展补油工作。而氟利昂系统中的油可由回油器进行自动补充，所有的补油活动都会完成在系统内，其油路设计为封闭式回油，该技术在氟利昂系统中较为重要。

1.并联压缩机组

技术人员运用并联压缩机组能使系统中的各个部分自动回油，且油量均衡，从而让压缩机中的多个部位能够顺利工作。此类机组的回油问题受多种因素影响，如设计因素或化学因素，当技术人员开展系统的设计工作时，其内部管路或整体布局会影响机组回油。制冷物质内部的混合物或润滑油也会改变回油工作的性质。

通常来讲，机组回油的设计重点为管路设计与系统布局，借助系统内部的优化，降低润滑油积存问题，保障管道性能质量，才会使其回油能力得到提升。高压回油设计多应用在螺杆或涡旋式并联压缩机组中，而低压回油设计可运用在活塞式压缩机组内。

2.氟利昂机组回油

氟利昂制冷系统的设计方案大多为集中式，当其处在低压循环中时，氟利昂可与冷冻油剥离，相较于氟利昂的比重，油的单位较小，因而其会聚集在循环桶的顶端。为保证此类系统的安全运行，技术人员需提升压缩机组内部的润滑水平，首先，在循环桶的顶端与底部放置一条回油管，使其更好地导出冷冻油，当氟利昂与冷冻油发生混合，其会在装置底部出现分离，在加热后氟利昂会变成气体依旧附着在循环桶的内部，而冷冻油则回到回气管中。借助回油管中的阀门，技术人员可自行控制或调节回油量，让油路系统的各个部分保持均衡。其次，针对液位器的选择，为保持回油系统的稳定运行，应挑选出高灵敏度、高质量的器具。最后，低压循环桶可选择卧式，基于其较大的横截面，其桶内液面不会产生太大波动，对系统回油的均衡性帮助较大[2]。

（二）提升管道材质质量

针对制冷系统内部的管道材质，技术人员应设计出更加科学、合理的钢管以保障管道质量。管道材质大多选用钢管，依照金属管道的设计规范，其内部材质应保证低温低应力，具体来说，可选择低合金钢管、20#碳钢无缝钢管等，其最低温度在-40和-20℃。在冷库制冷系统中，对于钢管管径的温度提出了较高的要求，只有当其温度与冷库内部相一致时，才会选择该材料，因此，技术人员针对不同类型的冷库系统，要实行科学甄别，进而使冷库制冷系统得到完善与优化。

总结：综上所述，在建设冷库制冷系统时，设计工作极为重要，为保证其运行稳定，技术人员运用多种关键技术与设备，严格把握设计过程中的每项环节，在积累经验与技术的基础上，提升制冷系统的经济性，也使该系统的整体设计更加完善。

参考文献：

[1]唐浩.冷库制冷工艺存在的问题分析[J].工程技术研究，2020，5（03）：263-264.

[2]路延年.冷库制冷系统及其自动化研究[J].科技创新导报，2019，16（25）：47+49.

作者简介：

李浩（1990—），男，河北省深州市人，汉族，本科，助理工程师，研究方向：大型冷库、制冷系统、氟利昂桶泵。