大型冷库设计的主要步骤和内容

冷库（Refrigerating cabinets），利用降温设施创造适宜的湿度和低温条件的仓库。又称冷藏库。是加工、贮存产品的场所。能摆脱气候的影响，延长各种产品的贮存期限，以调节市场供应。冷库主要用作对食品、乳制品、肉类、水产、禽类、果蔬、冷饮、花卉、绿植、茶叶、药品、化工原料、电子仪表仪器等的恒温贮藏 。

一、冷库的分类

1、按结构形式分为

土建冷库、装配式冷库、夹套式冷库、覆土冷库、气调冷库。

2、按使用库温要求分类

冷却库、冻结库、冷藏库。

3、按使用性质分类

生产性冷库、分配性冷库、零售、生活服务性冷藏库、中转性冷库。

4、按规模大小分类  

公称容积大于20000称为大型冷库；公称容积大于等于5000称为中型冷库；公称容积小于5000称为小型冷库。

5、按冷加工功能分类  

按照冷库的功能可以分为预冷冷藏库、冻结冷藏库、速冻库和贮冰库等。

6、按贮藏的商品分类  

按贮藏的商品分为畜肉类冷库、水产品冷库、禽蛋冷库、果蔬冷库、冷饮品冷库、茶叶冷库和花卉冷库等。

二、冷库库址的选择

当冷库项目进行可行性分析时，应进行库址选择和方案比较工作。库址选择得合理与否，关系到工程的建设速度、基建投资和投产后的管理及经济效益。因此，选择库址要根据冷库的性质、规模、建设投资、发展规划等条件，结合拟选地点的具体情况，审慎从事，择优确定。为了正确的选择库址，一般应考虑一下的基本条件：

1、经济依据

首先要考虑到当地在原料、材料、能源、用水和其他资源的供应方面，以及在生产协作（机修）、货运、销售市场等方面是否具备建库的有利条件。冷库应根据其使用性质，在产地、货源集中地区或主要消费区选址，力求负荷商品的合理流向。在总体布局上，不应布置在城镇中心区及其饮用水源的上游，应尽量选在城镇附近。

2、交通运输

必须考虑选址附近具有便利的水陆交通运输条件，以利货源调入和调出。对于大中型冷库要求附近尤船舶码头或有铁路通过，而且接轨方便可在附近企业接轨，力求缩短铁路专用线的长度。选址时应向有关部门了解修建专用线的可能性，并取得可以接轨的证明。中小型冷库主要以公路运输为主，故选址应尽量靠近公路，以缩短库外新建道路的长度。应尽量避免修建桥涵和隧道。

3、区域环境

冷库库址周围应有良好的卫生环境，故选址时应考虑当地城市建设的怨气发展规划，了解库址周围环境的卫生情况及今后污染的可能趋势。库址应远离产生有害气体、烟雾、放射物质、粉尘、臭气或对地下水有严重污染的厂矿企业，尽量选择在工业区的上风地带，并宜位于污水处理场排出口的上游。库址还不应设在受污染河流的下游和传染病院附近。

4、地理条件

选址时应对库址的地形、地质、洪水位、地下水位等情况进行认真调查或必要的勘测分析。选址应本着节约用地、少占农田、不占良田不拆或少拆民房的原则，尽可能利用荒地、坡地，不应片面强调库址的平坦。冷库不应建在回填层、流沙层、崩塌与滑坡地带，应避开断层和溶洞。多层冷库的库基地耐力不小于每平方米0.15MPa，单层冷库的库基地耐力应不小于每平方米80kPa。地下水位必须在冻结线以下。

5、水源条件

冷库是用水较多的企业，水源是确定库址的重要条件之一。故库址附近必须保证有充裕的水源。水源一般取用江河水或深井水，如库址的水源充沛，冷却水可采用一次用水，但大多数情况还是采用循环用水。小型冷库在无天然水源时刻采用自来水循环使用。

6、电源条件

冷库供电属于第二类负荷，需要有一个可靠的、电压较稳定的电源。应力求缩短新建高压输电线路至电源接头点的距离。如果附近没有电源，一般应另选库址，不考虑自设发电设备供电。因此，选址时应对当地电源及线路供电量作详细了解，冰应与当地电业部门联系，取得供电证明。

7、其他条件

要了解附近有无热电厂和其他热源可以利用，附近有无居民点，公用生活设施、中小学，工人上下班交通是否方便等

三、冷库库房容量的确定

1、冷藏库生产能力

1.1、决定冷间容量的因素

冷却间或冻结间(生产性库房)的容量决定于:

  ①每月最大的进货量，并应考虑到进货的不均匀情况。

  ②货物堆放形式。

  ③货物冷冻所需时间及货物装卸所需时间。

冷藏库或冻藏库(贮藏性库房)的容量决定于:

  冷却间或冻结间的生产能力;货物堆放形式;贮藏时间。

2、冷却间、冻结间生产能力计算

2.1、设有吊轨的冷却间和冻结间:m=Lgln=Lgl24/T

式中m为冷却间、冻结间每昼夜生产量，kg；L为吊轨有效载货长度，m;gl为吊轨单位长度净载货量kg/m;n为昼夜内冷加工周转次数，一般取1，1.5，2，T为周转一次所需的时间，h;g，按下列规定取值:肉类:人工推动，200-230kg/m机械转动，170-210kg/m;鱼类:15kg盘装，400kg/m;20kg盘装，540kkg/m虾类:270kg/m。

2.2、设有搁架的冷却间、冻结间:m=Fgn=Fg24/T

式中F为搁架有效载货面积㎡，g为搁架每平方米载货量，以盘子规格600mmx400mmx120mm装货15-20kg计算，搁架载货量为60-80kg/㎡。

3、冷藏库的贮藏吨位

冷库中冷却物或冻结物贮藏总量称为冷库容量。

3.1、 冷库容积计算方法

冷库公称容积是冷却物冷藏间公称容积、冻结物冷藏间公称容积及贮冰间公称容积之和。各冷间公称容积按式(8.3)计算:V=FH

式中V为冷藏间、贮冰间公称容积，m³，F为冷藏间、贮冰间净面积(不扣除柱、门斗、制冷设备所占面积)，㎡'出为冷藏间、贮冰间净高，m。

冷间约有效容积是冷间公称容积与容积利用系数的乘积，按以下计算:Vy=Vφ

式中Vy为冷间有效容积，m³;φ为容积利用系数。

3.2、冷藏库吨位的计算

冷藏库内所有冷藏间、冻品间的容量总和(有的也包括储冰间的容量)，称为冷藏库贮藏吨位数。

随着贮藏食品的计算密度和所采用的包装物的不同，同等容积冷藏库贮藏吨位也不一样。冷藏库贮藏吨位可用下面的简便公式计算:Mj=∑（Vρφ）/1000 式中V为冷间公称容积m³，mj为冷库计算吨位，t；ρ为贮藏食品的密度，kg/m³；φ为容积利用系数。

储存分割肉或水产品的冷库，其贮藏吨位按式计算:ms=-∑(ang)/1000

式中，ms为冷库实际吨位，t;a为每层货架托盘数;n为货架层数;g为每一托盘中食品净重，kg。

4、冷库保温材料的选择与敷设

冷库保温材料的选用必须因地制宜，在隔热工程中将导热系数λ0.2 W/(m·K)的材料称为隔热材料。对冷库隔热材料，一般应满足以下几个方面的要求：

（1）导热系数要小

（2）密度小

（3）吸水率低且耐水性好

（4）机械强度高，应有一定的抗压、抗拉强度

（5）耐火性好，材料本省应是不燃或者难燃的

（6）耐低温性能好，在使用的低温范围内结构不破坏、不降低机械强度

（7）无毒无异味，以免污染库内货品，特别是食品

（8）经久耐用不易腐烂

（9）能抵抗或避免虫蛀、鼠咬

（10）施工方便，易于切割、粘贴

（11）价格低廉、来源广，可降低工程造价，缩短工期

（12）环境可接受，即应对环境无破坏作用或破坏作用轻微。

冷库隔热材料分几种类型，一种是加工成固定形状及规格的板块，有固定的长度、宽度和厚度，可根据库体安装的需要选择相应规格的库板，高、中温冷库一般选用10厘米厚的库板，低温冷库及冻结冷库般选用12厘米或15厘米厚的库板；另一种冷库可以用聚氨脂喷涂发泡，把材料直接喷到待建冷库的砖或混凝土仓库中，定形后既防潮又隔热。隔热材料有聚氨脂、聚苯脂等。聚氨脂不吸水，隔热性较好，但成本较高；聚苯脂吸水性强，隔热性较差，但成本较低。现代冷库的结构正向装配式冷库发展，制成包括防潮层和隔热层的冷库构件，做到现场组装，其优点是施工方便、快速，且可移动，但造价比较高。

5、冷库冷却系统的选择

冷库所选用的制冷压缩机和辅助设备的使用条件应符合产品制造商要求的技术条件。

5.1、制冷压缩机的选择应符合下列要求：

（1）应根据各蒸发温度机械负荷的计算值分别选定，不另设备用机。

（2）选配制冷压缩机时，各制冷压缩机的制冷量宜大小搭配。

（3）制冷压缩机的系列不宜超过两种。如仅有两台制冷压缩机时，应选用同一系列。

（4）应根据实际使用工况，对制冷压缩机所需的驱动功率进行核算，并通过其制造厂选配适宜的驱动电机。

5.2、冷库制冷系统中采用中间冷却器、气液分离器、油分离器、冷凝器、贮液器、低压贮液器、低压循环贮液器等，应通过校核计算进行选定，并应与制冷系统中设置的制冷压缩机的制冷量相匹配。对采用氨制冷系统的大、中型冷库，高压贮氨器的选用应不少于两台。

5.3、洗涤式油分离器的进液口应低于冷凝器的出液总管250mm～300mm。

5.4、冷凝器的选用应符合下列规定：

（1）采用水冷式冷凝器时，其冷凝温度不应超过39℃；采用蒸发式冷凝器时，其冷凝温度不应超过36℃。

（2）冷凝器冷却水进出口的温度差，对立式壳管式冷凝器宜取1.5℃～3℃；对卧式壳管式冷凝器宜取4℃～6℃。

（3）冷凝器的传热系数和热流密度应按产品生产厂家提供的数据采用。

（4）对使用氢氟烃及其混合物为制冷剂的中、小型冷库，宜选用风冷冷凝器。

5.5、冷库制冷系统中排液桶的体积应按冷库冷间中蒸发器排液量最大的一间确定。排液桶的充满度宜取70%。

5.6、输送制冷剂泵应根据其输送的制冷剂体积流量和扬程来确定，其制冷剂的循环倍数：对负荷较稳定、蒸发器组数较少、不易积油的蒸发器，下进上出供液方式的可采用3倍～4倍；对负荷有波动、蒸发器组数较多、容易积油的蒸发器，下进上出供液方式的可采用5倍～6倍，上进下出供液方式的采用7倍～8倍。同时制冷剂泵进液口处压力应有不小于05m制冷剂液柱的裕度。

5.7、对采用重力供液方式的回气管路系统，当存在下列情况之一时，应在制冷机房内增设气液分离器：

（1）服务于两层及两层以上的库房。

（2）设有两个或两个以上的制冰池。

（3）库房的气液分离器与制冷压缩机房的水平距离大于50m。

一般情况下，小型冷库选用全封闭压缩机为主。因全封闭压缩机功率小，价格相对便宜；中型冷库一般选用半封闭压缩机为主；大型冷库选用半封闭压缩机，在选用时，也可考虑选用氨制冷压缩机，因为氨制冷压缩机功率大，并可一机多用，但冷库安装及管理比较烦琐。在蒸发器的选用时，高温冷库以选用冷风机为蒸发器，其特点是降温速度快，但易造成冷藏品的水分损耗；中、低温冷库选用无缝钢管制作的蒸发排管为主，其特点是恒温效果好，并能适时蓄冷。