探究熱負荷分開配置機組的冷庫制冷系統設計

馬義晨

摘 要：冷庫制冷機組配置過程中，很難匹配設計冷量和熱負荷，制冷機組通常都是在小于設計負荷的狀態下進行運行，但是這樣就會增加冷庫的實際能耗。針對上述問題，熱負荷分卡配置機組開始設計冷庫制冷系統。冷庫不同的冷間利用分室進貨方式，每隔3h進貨，設置兩套壓縮冷凝機組，在不需要進貨和工作人員的狀態下，那么可以利用一套壓縮冷凝機維持冷間的正常工作，以冷庫總降溫概率為基礎，壓縮冷凝機組進行實際配置，如果冷間正在進貨，并且有操作人員正在工作，利用另外一套壓縮冷凝機組進行降溫，壓縮冷凝機在一個冷間配置所有的熱負荷。這種方法可以縮短貨物的熱量，同時也可以減少因為開門熱量的冷卻時間，使食品冷藏品質不斷提高。

關鍵詞：熱負荷公開配置機組；冷庫制冷系統；設計方案

中圖分類號：TB657.1 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）30-0259-02

我國不斷提升了綜合國力，政府不斷扶持冷凍冷藏行業的發展，顯著提升了冷庫總容量。冷庫制冷劑按照相關規定配置最大負荷，低溫冷藏庫的熱負荷包括幾個不同的部分，不同的部分發揮的作用也是不同的。在進出貨和工作人員存在的時候，就會產生貨物熱量和操作熱量，而電機熱量是一直存在的。因此熱負荷分開配置機組需要設計冷庫制冷系統，保證正常工作的穩定性。

1 熱負荷分開配置機組的冷庫制冷系統設計必要性

冷庫正常運行過程中，冷間無法在同一時間實施降溫，傳統設計都是利用最大負荷，將冷間維護結構傳熱量和電機熱量進行匯總，但是這種方法會產生計算結構比較大，計算貨物熱量和操作熱量的時候，設置貨物冷卻時間為24h，根據冷間同時進貨系數和同期操作系統，確定總貨物的熱量和操作熱量，利用這種方法會導致制冷劑配置數量比較大，貨物冷卻時間也比較長。這就說明冷庫進貨和操作人員工作過程中，因為貨物熱量和開門熱量等因素影響，冷庫溫度就會快速提高，同時會產生較大的波動，降低貨物儲藏品質，需要在最短的時間內進行降溫。

冷庫制冷系統配置計算普遍偏差，要想使制冷機組配置不斷減小，實現制冷系統的節能型，可以設計出不同的方案，如果冷庫的尺寸差不多，而且具備多冷間、同溫的條件，可以配置兩套壓縮冷凝機組，在不進貨并且沒有操作人員的時候利用一套，主要負責將結構傳熱量和電機熱量進行去除，根據冷間同時降溫的概率。配置具體的制冷機組。在進貨過程和有操作人員的條件下利用另外一套，可以量貨物熱量和操作熱量快速去除，設置冷間分時進貨配置制冷機組，只需降溫一間需要進貨的冷間。

2 冷間同時降溫概率

其中Ci代表不同物資的比熱容，而mi代表不同物質的質量，dθi/dT表示冷間溫度變化率，K是維護結構傳熱系統數，A代表維護結構傳熱面積。

3 制冷系統設計方案

裝配式冷庫包括8個冷間，主要包括中間冷間和四角冷間，中間冷間的容積是相同的，冷卻時間保持在-18～-20℃，利用硬質的聚氨酯泡沫塑料彩鋼夾芯板作為保溫材料，外墻厚度要在200mm之上，隔墻厚度要在5mm以上。裝配式冷庫的四角冷間維護結構傳熱量等于中間冷間傳熱量。

冷間在不進貨的時期，并且沒有操作人員在內工作，利用冷間熱負荷維護結構傳熱量，保證庫溫在設計的范圍當中，8間冷間維護結構具有相同的傳熱量，升溫時間和降溫時間都是相同的，因此冷間單獨降溫概率也是相同的。冷間進貨并且沒有操作人員，因為貨物熱量和開門熱量等方面的影響，就會迅速提高庫溫，就會高于庫溫的溫度上限。熱負荷分開配置機組的冷庫制冷系統就要配置兩套制冷機組，一套在不進貨并且無操作人員的時候應用，另外一套在進貨、有操作人員的時候進行降溫。

在冷間不進貨并且沒有操作人員工作的時候，啟動1機組，就可以實現降溫，并且達到要求，提升8個冷間溫度達到上限，啟動1機組，就會開啟對應的冷間供液電磁閥和回氣電磁閥，降低冷間溫度到下限，關閉對應的供液電磁閥和回氣電磁閥，就會降低8個冷間的溫度。

冷間進貨并且有工作人員工作的過程中，冷間溫度會極大的高出上限，這個時候啟動2機組，并且開啟相應的供液電磁閥，關閉對應的回氣電磁閥，不斷降低冷間溫度直到達到下限為止，停止2機組，其他冷間由1機組進行實際供冷，可以獲得良好的降溫效果、配合利用兩組壓縮冷凝機組，二者承擔不同的負荷，使冷間溫度不斷降低，保證制冷系統可以穩定的運行。

4 壓縮冷凝機機組配置計算

4.1 機組配置計算

配置不同的制冷機組，在相同時間內冷間機組降溫具有不同的概率。不同冷間的具有不同的同時降溫概率，如果冷凝溫度為43℃，蒸發溫度在-30℃，升降溫時間的比值發生變化，那么制冷機組制冷量也是不同的，同時還會獲取不同的冷間單獨降溫概率。

4.2 機組配置計算

為了不斷提高食品的貯藏品質，使制冷機組配置減小，需要嚴格管理冷庫，不同冷間的進貨工作需要間隔一定的時間，去除一間貨物熱量之后，另一間冷庫才能進行進貨。因為開門的熱量會導致庫溫產生很大的波動，針對傳統的冷庫設計，要求開門熱量冷卻時間為24h，嚴格控制開門次數，使開門熱量的冷卻時間不斷縮短，而熱負荷分開配置機組的冷庫制冷系統設計開門熱量冷卻時間和進貨時間相隔相同。

庫房溫度高速庫溫上限的時候，啟動2機組，負責快速將貨物熱量和操作熱量消除。設定12h將四個冷間進貨工作完成，冷間進貨時間為3h，那么貨物熱量和開門冷量用于冷卻的時間也為3h，以冷間噸位的10%進行計算，確定每件庫房的進貨重量為200kg。2機組負責冷間進貨要遵循降溫要求，配置計算過程中要綜合考慮庫房維護結構傳熱量和電機熱量以及操作熱量等因素。

4.3 對比計算結果

配置制冷裝置的過程中，結合貨物熱量和開門熱量去除時間，確定為3h，這樣可以快速的去除貨物熱量和開門熱量，冷間溫度可以及時恢復正常溫度，使冷藏食品的品質不斷提升。

5 結束語

通過以上綜合論述，熱負荷分開配置機組的冷庫制冷系統設計兩套機組，二者相互配合，分工明確，可以將貨物熱量和操作熱量快速的消除，使用兩套制冷機組，有利于提高制冷系統運行的穩定性，避免出現不必要的事故。

參考文獻

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收稿日期：2018-9-12