冷库的稳定运行依赖四大系统的协同,各系统设计需匹配需求:
1. 制冷系统(核心动力)
制冷系统是冷库的 “心脏”,通过制冷剂循环实现热量转移,主要由 4 大部件组成:
压缩机:压缩制冷剂(如 R22、R404A、R32 等),提升其压力和温度。选型需匹配制冷量,常见类型:
活塞式:适用于中小型冷库(50kW 以下),成本低但效率一般;
螺杆式:适用于中大型冷库(50~500kW),效率高、运行稳定;
涡旋式:适用于小型高温库(如便利店冷库),噪音低、体积小。
冷凝器:将高温高压制冷剂的热量散发到外界(空气或水),使其液化。分为风冷(适用于缺水地区)、水冷(效率高,需配套冷却塔)、蒸发冷(结合两者优势,适用于大型冷库)。
蒸发器:制冷剂在低压下蒸发吸热,降低库内温度。按安装方式分:
吊顶式:节省地面空间,适用于大部分冷库;
落地式:适用于低温库或需快速降温的场景;
墙排管式:传热均匀,适用于果蔬库(减少风机吹干货物)。
节流装置:控制制冷剂流量(如热力膨胀阀、电子膨胀阀),电子膨胀阀可调节,更节能。
此外,需设计融霜系统(手动、自动或热气融霜),避免蒸发器结霜影响传热效率。
2. 保温系统(减少冷量损失)
保温是冷库节能的关键,需通过围护结构(墙体、屋顶、地面)设计实现,核心要求是 “低导热 + 防结露”:
保温材料:需选择导热系数低(λ≤0.03W/(m・K))、抗压性强、阻燃的材料:
聚氨酯(PU):导热系数(0.022~0.025),适用于低温库,但成本较高;
聚苯乙烯(EPS/XPS):导热系数 0.03~0.04,适用于高温库,成本较低;
玻璃棉:耐高温(适用于高温库),但吸湿性强,需配合防潮层。
防潮层:在保温层外侧设置(如聚乙烯薄膜、沥青卷材),防止外界水蒸气渗入保温层(结霜会大幅降低保温性能)。
地面处理:低温库地面需防冻胀(土壤冻结膨胀会导致地面开裂),常用方案:
通风防冻:铺设地下通风管道,用外界空气加热土壤;
电加热防冻:埋入电加热丝,维持土壤温度>0℃;
乙二醇循环:通过管道循环防冻液,持续放热。
3. 电气与控制系统
确保冷库自动化运行及监控,核心功能包括:
温度控制:通过温度传感器(如 Pt100)实时监测库温,自动调节压缩机启停、风机转速(变频控制),精度可达 ±0.5℃。
保护:压缩机过载保护、高压 / 低压报警、库温超温报警(如医药库需声光 + 远程报警)、紧急停车按钮。
智能化管理:通过 PLC 或物联网系统实现远程监控(手机 / 电脑查看温度、能耗)、历史数据记录(如医药库需保存 3 年以上)、能耗分析(优化运行策略)。
4. 辅助系统
门与通道:减少开门冷量损失,常用:
快速卷帘门(开启时间<1.5 秒)、手动平移门(配闭门器);
风幕机(在门内侧形成气流屏障)、保温门帘(双层门之间的缓冲)。
照明:采用低温专用 LED 灯(-40℃可正常工作),减少发热(降低制冷负荷),并按区域分控(如通道、存储区独立开关)。
消防系统:低温库需用抗冻灭火器(如干粉),保温材料需阻燃(如 PU 氧指数≥26),高温库(如加工区)需配喷淋系统。