低温速冻冷藏冷库设计方案
低温速冻冷藏冷库设计方案
发布时间：2009-09-29 11:03:23
我公司提高的方案可实现制冷系统的完全自动运行，无需专人值守。高品质的设备、专业的设计、完善的控制系统、精心的施工可满足用户对冷库性能和可靠性最苛刻的要求。
冷库选用了比泽尔半封闭螺杆系列压缩机、库宝高效冷风机、丹佛斯热力膨胀阀，它们的高性能和高品质能满足用户对可靠性的要求；整个制冷系统与电气控制系统的完美结合，将为用户提供满意的制冷效果；专业化的施工，保证系统内各个部件充分发挥性能；较低的能耗，大大节省了用户的使用费用；充足的备件供应和我公司专业、及时的售后服务解决了用户在使用中的后顾之忧。
一、设计依据：
1、按照《冷库设计手册》、《冷库设计规范》GB50072-2001；
《制冷设备安装工程施工及验收规范》（GBJ66--84）；
《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》（GBJ126--89）；
《工业管道工程施工及验收规范》（GB50235--97）；
《现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范》（GBJ236--82）；
《机械设备安装及验收规范》进行整个系统的设计施工。
2、工程所在地气象参数资料及建设单位要求。
二、室外设计气象参数（炉霍地区）：
夏季室外计算干球温度：31.6℃
夏季室外计算湿球温度：26.7℃
室外相对湿度：80%
室外平均风速：1.0m/s
三、设计说明：
冷间布局说明：
用户提供1000平方米（含冷冻机房）的场地用于修建速冻库、中温冷藏库、高温排酸库。我公司在由用户提供的建筑平面图，充分了解用户使用情况后，提出以下库间设计方案：
该冷库为炉霍县牛羊肉联合加工厂配套设施，主要功能是为省内外各大超市提供精品分割冷鲜牦牛肉。修建速冻能力为6T/天的速冻库三间，预留一间速冻库，中温冷藏库两间冷藏量分别为270T和480T，高温排酸库三间冷藏量分别为220T、220T、110T，考虑该冷库主要为市场配套以上量已能满足市场的需要。
该库群总共设置13个冷库，其中速冻库三间，预留速冻库一间，中温冷藏库两间，高温冷藏库三间，内容积4000立方米，总库容可达到800吨。
四、冷库负荷计算：
1、传导热量Q1：
Q1=K×F×（T0–T1）
式中：K——库体材料传热系数W/ °C.m2
F——冷库外表面积（m2）；
T0–T1——环境温度与库温的温差（°C）
库体材料传热系数W/ ℃.m2；表1
2、换气负荷Q2
Q2=V×n×?h×1/24×1/3.6
式中：V——库容量m3
?h——环境与库内空气的焓差KJ/ m3
n——24h换气次数
环境与库内空气的焓差KJ/ m3
冷库的换气次数(次/天)
注：使用频繁时增加50%；移动时增加1倍；长期贮存为上表的0.6倍；有
穿堂时为上表的50%；生产车间按每人25m3/h 的新风量考虑。
3、冷藏物负荷Q 3
Q 3= [G （i 1-- i 2）+g （t 1-- t 2
）c]/24×1/3600
式中：G ——进货量 Kg/天
i 1、i 2
——食品加工或贮存前后的含热量KJ/Kg
g ——包装材料重量Kg
t 1-- t 2
——入出库包装材料温度°C c ——包装材料的比热容KJ/（Kg. °C ）
1#中温冷藏库按日进货20吨计算；2#中温冷藏库按日进货10吨计算；4#、
5#高温冷藏库按日进货30吨计算，6#高温冷藏库按日进货15吨计算。 4、食品呼吸热Q 4
冷藏库贮存物为蔬菜、水果时要考虑其呼吸热。 5、库内人员发热量Q 5
Q 5=q × H m
×N ×1/24
式中q ——库内人员发热量350W/人 H
m
——24内操作时间可按3小时/天计算 N ——操作人数参照下表库
容积与操作人数
表5
生产车间按实际的操作人数取值。
6、照明负荷Q
6
Q 6=Φd ×A d
式中：Φd
——每平方米地板照明热流量,对于冷库取2.3W/㎡
A d
——冷库地面面积 7、机械发热量Q 7
Q 7
=ξ×W ×H ×1/24 式中ξ——热转化系数，电动机在冷库内时取1.0
W ——电机功率（W ）
H——使用时间（h）
冷库负荷计算汇总表
五、制冷系统配置：
方案一、比泽尔6G型120.8HP水冷并联中央机组+库宝高效冷风机
集中采用一台比泽尔6G型120.8HP水冷并联机组集中供冷，机组型号：JB120.8-WK，机组分为中、低温系统和高温系统。
速冻库及冷藏库采用两台比泽尔(BITZER)6G型30.2HP压缩机并联组成的中、低温系统，制冷量：(冷凝温度：30℃；蒸发温度：-40℃) 72.7kw；速冻库采用两台库宝低温吊顶冷风机作为库内降温设备，冷风机型号：DJ-300，制冷量：49.5kw；铝排100㎡,制冷量50kw.1#中温冷藏库配两台库宝中温吊顶冷风机作为库
内降温设备；2#中温冷藏库配一台库宝中温吊顶冷风机作为库内降温设备，冷风机型号：DD-160，制冷量：32.56kw；
高温冷藏库采用两台比泽尔(BITZER)6G型60.4HP压缩机并联组成的高温系统，制冷量：(冷凝温度：30℃；蒸发温度：-5℃) 163.2kw；4#、5#每库配两台库宝高温吊顶冷风机作为库内降温设备，6#库配一台库宝高温吊顶冷风机作为库内降温设备，冷风机型号为：DL-210，制冷量：46.08kw。
方案二、汉钟螺杆水冷并联中央机组+金冷高效冷风机
冷库集中采用一台汉钟螺杆R175×2水冷并联机组集中供冷，机组型号：JLR-175×2W，机组分为中、低温系统和高温系统。
速冻库及冷藏库采用一台汉钟(HANBELL)螺杆R175水冷机组（中、低温系统）集中供冷，
机组型号JLR-175W；压缩机采用上海汉钟机械有限公司生产的第三代RC 系列半封闭螺杆压缩机，型号：R-175WCR，单台压缩机制冷量：(冷凝温度：35℃；蒸发温度：-40℃) 72kw；速冻库采用一台库宝低温吊顶冷风机作为库内降温设备，冷风机型号：DJ-300，制冷量：49.5kw；1#中温冷藏库配两台库宝中温吊顶冷风机作为库内降温设备；2#中温冷藏库配一台库宝中温吊顶冷风机作为库内降温设备，冷风机型号：DD-160，制冷量：32.56kw；
高温冷藏库采用一台汉钟(HANBELL)螺杆型R175水冷机组（高温系统）作为集中冷源，机组型号JLR-175W；压缩机采用上海汉钟机械有限公司生产的第三代RC系列半封闭螺杆压缩机，型号：R-175WCR，压缩机制冷量：(冷凝温度：35℃；
蒸发温度：-5℃) 140.1kw，机组制总冷量：140.1kw。4#、5#每库配两台金冷高温吊顶库宝冷风机作为库内降温设备，6#库配一台库宝高温吊顶冷风机作为库内降温设备，冷风机型号为：DL-210。
螺杆并联机组内两台螺杆压缩机互为备用保证了运行的可靠性。
冷库选用了比泽尔半封闭系列压缩机、金冷高效冷风机和丹佛斯热力膨胀阀，它们的高性能和高品质能满足用户对可靠性的要求；整个制冷系统与电气控制系统的完美结合，将为用户提供满意的制冷效果；专业化的施工，保证系统内各个部件充分发挥性能；较低的能耗，大大节省了用户的使用费用；充足的备件供应和我公司专业、及时的售后服务解决了用户在使用中的后顾之忧。
冷库采用中央机组有以下优点：
1、占地面积小，系统简单，外形紧凑美观。
2、高可靠性，一台压缩机故障并不影响系统内其它压缩机的正常运行。对于整个系统只衰减部分的冷量，在气候不是特别恶劣的情况下，冷库可长时间正常运行。
3、多台压缩机并联，可以进行大幅度的能量调节，对负荷的变化有较强的适应能力，压缩机的制冷量始终与负荷相适应。在低负荷情况下，负荷与输入功率仍成正比，又很好的经济性。
4、使用集中式并联机组可实现负荷余量的最优化；与单台大功率机组或多台独立机组相比，可大大减小装机总容量。
5、由于采用了集中的制冷剂管路；制冷剂的充注量可大幅度减少。
6、机组集中放置，方便维护和控制。
7、压力传感器采集的压力信号传递到PLC（逻辑可编程控制器）；PLC根据压力信号控制压缩机的起停，使冷负荷、压缩机负荷、冷凝负荷始终处于最佳的匹配状
态。
8、集中式的冷量分配，使降温更加迅速，库内冷风机可保持较低的传热温差，因此库内物品的干耗也较低。
六、系统配置说明：
一、我公司提供的制冷系统方案选用了比泽尔公司的系列半封闭活塞式压缩机。比泽尔公司严格的生产工艺及检验程序保证每一台出厂的压缩机均符合比泽尔公司的标准：
?每道工序均有工作站文件指导操作
? 曲轴等运动部件经动平衡校正
? 每台压缩机做残留水分测试
? 每台压缩机做残异物分测试
? 每周一台测试压缩机制冷量
? 每月一台压缩机做寿命试验
采用的新一代6G系列压缩机，与其它系列压缩机相比具有以下特点：
1. 结构紧凑，安装便捷，可靠性高。
2. 适用范围广：同一种形式的压缩机可使用多种制冷剂，包括R22、R404A、R507；在改用环保型制冷剂时，只需更换压缩机冷冻油，蒸发温度从-
3.9℃～－40℃。R22可用于低温工况，弃用R502，符合环保要求。
3. 节能：采用由耐冲击的弹簧钢制造的阀片、效率高、死点间隙小。
4. 电机效率高、大体积电机使压缩机在高效状态下运行；加强型电机，电压适用范围：额定电压（380V）的-15%~10%。
5. 输气系数高：主要容积系数、气密（阀片严）系数大、压力系数（吸气阻力）小。
6. 使用寿命长：低摩擦活塞连杆、镀铬活塞环、表面硬化处理的曲轴、精镗的气缸表面的花纹产生油膜保证与活塞及活塞环有良好的润滑。
7. 大容量的油泵、专利回油系统使压缩机运行更加可靠，时间更长。
8. 可靠的电机保护装置：内置中点保护器，包括电流保护和热保护。
9. 体积小、重量轻、噪音低。
10. 采用耐磨的特氟隆涂层轴承。
11. 采用了先进电子式OPS1油压差控制开关。
12. 对于低温系统可加装DTC喷液冷却系统和回热交换器，大幅度提高了系统在低温下的性能。
13. 零配件供应充足，售后服务的本地化。
14. 比泽尔公司质量标准，全球同步生产。
二、我公司提供的制冷系统方案选用了上海汉钟螺杆压缩机机组简介
汉钟RC系列水冷螺杆式机组是由成都金牛制冷有限公司在国内同类机组的基础上，经过进一步改良研制的主导产品，采用最选进的第三代5：6高效能螺杆压缩机作为制冷“心脏”，匹配优质高效冷凝器与蒸发器，配置世界名牌的电气控制组件，采用先进的加工艺制作而成。本产品具有外形美观、性能优良、噪音低、能量大、操用简便、返修率低等多项优点。
该系列机组共有数十种标准规格，制冷范围由40kw～1120kw，冷冻温度调节范围为-45℃～20℃。机组装备缺相逆相保护、电机过载保护、防冰保护、高低压压
力等多项保护装置。机组电控箱内还预留有与冷却系统、消防系统连锁的接线端口可接驳楼宇智控系统，功能完善，既适用于宾馆、酒楼、商场、屠宰加工工厂等各种工业与民用建筑的空调系统，还可用于塑胶、电镀、食品加工、化工等生产工序中，提供冷却。
机组主件、副件
压缩机：采用汉钟第三代高效能螺杆压缩机。
汉钟精机股份有限公司是台湾最先进、最大型的压缩机制造企业，设计并制造的5：6超高效螺旋转子压缩机，比一般压缩机效能高出20%-30%，已获得ISO9001国际质量体系认证及欧美多国专利。
特点：
1、采用最新第三代多国专利齿形；
2、经由最先进的高精度转子研磨机与综合加工机群制造而成；
3、由德国ZEISS三次元量床精密，严格按ISO917国际标准检验出厂；
4、多种能量调节控制：三段、四段式能量控制系统，另可选用无级能量调节，只需增加增加一组容调电磁阀；
5、高精度SKF，FAG零间隙轴承；
6、油分离器采用双层过滤方式，滤油效果更佳，蒸发器可发挥最大能力。
7、低铁损硅钢片与高效率槽型设计之专用马达；
8、内建压差式供油润滑系统；
9、多种内容积比的配置；
10、可卸载启动，减小对电网的冲击；
11、低振动、低噪音；
12、CNS11870 B273（ISO917，JISB8606）冷媒压缩机试验系统，100%检测出厂压缩机之性能；
可使用多种制冷剂，如R22，R507、R407C、R404A等。
三、选用库宝高效冷风机，其具有以下特点：
1. 换热效率高，结霜均匀，如采用进口外平衡膨胀阀，制冷效率可提高25%，节省用电量，有效降低机组运行成本。
2. 盘管：厚度为0.45mm的光亮性铜管，液压机械涨管后与翅片紧密贴合。
3. 弯头焊接：银焊。
4. 气压试验：2.6MPa气压在水中进行气密性试验合格。
5. 液体分液器：采用新型分液头。
6. 双层接水盘，内置带电加热管斜接水盘。
7. 外壳：有喷涂淡灰色的轧花铝板或不锈钢板两种，由用户挑选。
8. 接水盘和两侧板方便拆卸，连接件均采用高强度铝铆钉和不锈钢件。
四、选用丹佛斯（DANFOSS）膨胀阀。性能稳定可靠，温度适应范围宽。更可选择带有MOP功能的T系列膨胀阀。MOP功能是指当蒸发器的负荷突然增加、蒸发压力上升超过膨胀阀预先设定的压力时，膨胀阀能自动关闭，限制蒸发器压力继续上升。有MOP功能的膨胀阀相当于设定了制冷系统的最大负荷。即使环境温度高或初次降温时负荷高，压缩机也不致超负荷运转。
五、水系统配置中美合资广州马利（Marley）标准型冷却塔。
1. 塔体采用“FRP”复合材料制成，表面耐腐蚀，抗老化、难褪色。
2.采用全封闭式冷却塔专用电机；进口皮带、轴承，使用寿命长，运行噪音低。
3.专利技术播水器，散水均匀，压力小，漂水损失小。
4.塔芯填料散热面积大，水流分布性好，不易变形，风阻系数小，重量轻，抗老化，使用寿命长。
六、整个制冷系统配备了完善可靠的电气控制系统。
在能满足设计要求同时又能实现控制更先进更智能，系统运行更经济的前提下提出以下控制方案：冷藏库主控采用两套由可编程逻辑控制器配合人机界面组成的集中显示、集中控制系统（TCS系统）以下简称DCS系统。系统功能如下；
1.系统变量显示
该系统能将系统实时变量以数码或者中文形式显示在画面上，如每个库内温度、每个管排温度显示到屏幕上去，不但能显示数码而且还能显示动态棒图和动态表，让重要的变量显示更清晰更直观。
2.系统工作参数显示
所谓系统工作参数就是系统工作在用户要求范围所需的参数，TCS能将所有需要设置的工作参数集中显示到一副或几副画面上，这样操作员可以以最快速度观察到需要及时更正的数据，以免因为数据没能及时更正造成生产延误。
3.系统状态显示
DCS不但能将系统工作参数、系统变量显示出来而且还能将系统硬件的状态以三维指示灯表示出来，如当一号压缩机工作时，它所对应的三维指示灯就在屏幕上动起来，这样整个屏幕就被点缀的形象生动，尽将自动化的“柔性化”表达的淋漓尽致！
4.实时事件登陆
当系统硬件或软件出现异常情况的时候，操作屏幕会将异常情况以中文形式显示到事件画面当中，如果事件为故障事件时，系统会发出警报声并将发生故障的硬件停下来，同时给出提示信息，提示操作员应该检查哪个地方就能排除此故障，给检修带来极大方便。
5.密码功能
在系统画面中加入密码功能后可以有效的将一些重要的画面保护起来，分成若干个安全等级，这样掌握低安全等级画面的操作员就不能访问安全等级高的画面（既不会造成操作越轨），而掌握高安全等级画面的操作员既能访问高安全等级画面又能访问底安全等级画面，掌握这些等级画面的操作员一般为工程师或车间主任。
6.通讯功能
当仅仅是在机房操作控制系统不能满足控制要求时，就可以采用联结上位机来构成树形或托普网络实现集中远程控制，而此时可以通过将PLC通讯口添加一个集线器，上位机连一个通讯口文本显示器一个口等方式来组成网络系统，这样一切先进的控制需求均可轻松实现。
每个冷库单独控温，图形界面显示，操作简便；自动控制制冷系统冷风机、电磁阀的运行；可根据用户需求独立设定各库温度；自动、手动定时冲霜，依时间和温度退出充霜；供液电磁阀延时打开，冲霜后有排水时间设定，冷风机延时工作不会把冲霜后冷风机上的水珠吹到库内，这种设计非常科学先进。
根据用户的需求，我公司提供集中式的中央控制系统，主机采用西门子PLC，人机界面采用彩色触摸屏，还可增加远程通讯、控制端口和打印机端口。该控制系统可根据用户实际的使用规律，人性化的设计机组的运行方案。可定时开、关机，分时段运行，充分利用电网负荷低谷的低价电，从而进一步降低用户的运行费用。
控制系统具有完善的保护和报警功能。电压缺相，电压过高、过低，机组高低压力超限，压缩机过流、过热等全功能自动保护，并且以代码的形式显示各主要部件的故障并有声光报警。电气系统中的各种组件都采用西门子、欧姆龙、施耐德、LG等国际知名品牌产品。
系统控制界面
七、系统辅材
凭借本公司在制冷行业完善的供货渠道和在冷冻空调工程中的丰富工程经验，在工程中我们一贯选用最优质的材料。制冷管路中使用的铜管，全部采用青岛宏泰产品，其产品经真空退火、高压检漏，有很高的可靠性。制冷系统弯头采用上海恒森产品。制冷系统保温材料全部采用广华复乐斯覆铝箔保温管，其优良的保温和隔汽性能已在我公司的多个项目上充分体现。制冷剂采用国产优质R22，冷冻油采用日本太阳产3GS。高品质的制冷剂和冷冻油是制冷系统长期高效、安全、可靠运行的保证。
在保温墙面的施工中，我们大量使用优质枪式桶装发泡剂，使保温库板充分的连接，满足苛刻的隔汽要求；保温地面施工中，我们使用新材料、新工艺，使地面的保温、防潮性能有了很大的提高。
四、施工组织及售后服务能力
该工程系炉霍县牛羊肉联合加工厂冷库，其中速冻库3座（预留1座），-25~-40℃中温冷藏库6座；0~5℃高温冷藏库3座。工程规模4000立方米。工程位于甘孜州炉霍县，施工内容包括保温库体安装、库内地坪保温处理，制冷设备及其电
气系统的安装调试。
我公司是一家专业从事食品冷冻冷藏、果蔬冷藏保鲜、工程设计与施工、工程服务的专业性公司。公司下属的工程安装部专门负责冷冻工程的安装、维修和售后服务工作。工程安装部现有专业安装人员30多人，分为四个项目部。制冷设备是专业性强
的设备，设备和保温库体的安装质量对用户的使用效果影响很大。因此，精良的设备和专业的安装必不可少。我公司现有具有多年安装调试经验的安装人员20多人，而且本工程中所用到的制冷设备和材料绝大多数是我公司设计制造、贴牌生产或使用多年的，因此我们对设备材料的性能和结构更了解，为从根本上提高安装质量提供了条件。
鉴于本项目的规模和代表意义，我公司特指定工程安装部经理王建越作为本项目的总负责人。
1、施工进度表：本工程备货期为15天，进场后有效施工时间60天，进度计
划如下：
单位：天
2.1工程施工工艺流程：
施工现场清理保温库体安装制冷设备安装管道气密试验冷却
水系统管路连接电气系统连接单机试运行系统调试
2.2库体结构施工
2.2.1地面防潮、隔热、隔气
2.2.1.1防潮层，要求做防潮层之前，地面必须平整、乳化沥青做底，防水卷材要求100~200mm 搭头，并且两层搭头必须错开接头，用0.4mm的聚乙烯薄膜做面并用封口胶粘严。
2.2.1.2隔热层：用高密度阻燃聚苯乙烯泡沫板铺底，板缝预留10-20mm、现场聚氨脂发泡剂
发泡填充。
2.2.1.3隔气层：用一粘二油成高分子防水卷材加0.4mm的聚乙烯塑料薄膜做面并密封，做到底面前，应做20 mm厚的水泥面保护层。
2.2.2库体的安装
2.2.2.1立板安装：先从角板开始安装、要求横向、纵向、必须垂直安装，其垂直度应大于2‰边角板采用45°角方式对接。板缝必须用聚氨脂发泡剂填充严密。
2.2.2.2顶板安装：板缝用聚氨脂发泡剂填充严密。
2.2.2.3库门的安装：库门要求必须垂直安装，其偏差小于2‰且与库板连接必须牢固、平整、严密。冷藏库为成套专用冷库平移门，但必须做断冷桥处理，要求美观、牢固，符合相关工艺要求。门安装好后应开关轻松、自如、严密、牢固、用灯光桥查，以门缝不漏光为合格。
2.3制冷设备安装