冷鏈物流庫(kù)設(shè)計(jì)研究

寇學(xué)佳

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷走向成熟，帶動(dòng)國(guó)民生活水平日益改善，同時(shí)也推動(dòng)了生鮮食品冷鏈物流成熟化和系統(tǒng)化，社會(huì)對(duì)生鮮品冷鏈物流冷庫(kù)的要求也在逐步上升。該文首先介紹了冷鏈物流相關(guān)概念，以武漢嘉里凱瑞冷庫(kù)項(xiàng)目為例，對(duì)冷鏈物流庫(kù)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，分別從冷凍庫(kù)、冷藏庫(kù)、雙溫庫(kù)這3個(gè)方面介紹了本次項(xiàng)目的設(shè)計(jì)情況，同時(shí)也對(duì)項(xiàng)目中的相關(guān)技術(shù)、熱回收與熱氟化霜進(jìn)行說(shuō)明，結(jié)合實(shí)際案例對(duì)研究?jī)?nèi)容進(jìn)行分析，將理論研究成果運(yùn)用到實(shí)際操作中。

關(guān)鍵詞：冷鏈物流;冷鏈物流規(guī)劃;熱回收;熱氟化霜

中圖分類(lèi)號(hào)：TB657.1 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

近年來(lái)，廣大群眾對(duì)飲食的要求已經(jīng)不只是溫飽即可，還對(duì)食品質(zhì)量安全有著日益嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。就生鮮食品而言，正是因?yàn)樗邆涞陌踩?、新鮮以及營(yíng)養(yǎng)豐富的優(yōu)勢(shì)，逐漸開(kāi)始被人們所接納和喜愛(ài)。消費(fèi)理念的提升同時(shí)也正面推動(dòng)了生鮮品的消費(fèi)需求的增大。然而生鮮品是新鮮的、易腐的產(chǎn)品，保鮮期通常很短，為了節(jié)約成本，最簡(jiǎn)單的保存方式就是冷藏，所以冷庫(kù)的建設(shè)就顯得尤為重要。針對(duì)該項(xiàng)目，包括很多常用的冷庫(kù)技術(shù)，主要為2套系統(tǒng)同時(shí)供給所有冷間制冷，快速冷庫(kù)卷簾保溫門(mén)的應(yīng)用，冷庫(kù)門(mén)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，電子膨脹閥，智能管理系統(tǒng)的應(yīng)用。

1 項(xiàng)目概況

凱瑞項(xiàng)目是為某餐飲企業(yè)提供的冷凍服務(wù)。本項(xiàng)目包括三間-18 ℃冷凍庫(kù)，一間0 ℃冷藏庫(kù)，一間-18 ℃/0 ℃雙溫庫(kù)，1 ℃穿堂。結(jié)合YUM冷庫(kù)的節(jié)能設(shè)計(jì)特點(diǎn)，該項(xiàng)目增加了雙溫庫(kù)，雙溫庫(kù)可以在-18℃～5℃進(jìn)行切換，滿足客戶(hù)不同市場(chǎng)的需求。雙溫庫(kù)的低溫系統(tǒng)由整個(gè)冷庫(kù)的低溫系統(tǒng)來(lái)帶，雙溫庫(kù)的中溫系統(tǒng)由整個(gè)冷庫(kù)的中溫系統(tǒng)來(lái)帶。所有冷庫(kù)可以獨(dú)立控制，相互不受影響。該項(xiàng)目的中、低溫系統(tǒng)都采用了比澤爾螺桿機(jī)組。設(shè)計(jì)采用了75HP的壓縮機(jī)，比以往使用的125HP 壓縮機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)的節(jié)能效果有幫助，解決了125HP 壓縮機(jī)在50%的能級(jí)運(yùn)行時(shí)的低效率問(wèn)題。

2 冷鏈物流庫(kù)規(guī)劃

冷鏈物流是針對(duì)冷藏冷凍類(lèi)食品來(lái)說(shuō)的，在進(jìn)行生產(chǎn)、儲(chǔ)存運(yùn)送、銷(xiāo)售，直到正式售出前的所有環(huán)節(jié)都一直保持在要求的低溫環(huán)境中，從而確保食品質(zhì)量不會(huì)出問(wèn)題，是一項(xiàng)降低食品損耗的系統(tǒng)工程。由于科學(xué)技術(shù)以及制冷技術(shù)的不斷成熟，使冷鏈物流的發(fā)展逐漸完善，作為一種低溫物流的形式，它主要是以冷凍工藝學(xué)為核心，再配置相應(yīng)的制冷工藝。現(xiàn)代冷鏈物流最為關(guān)鍵的部分要數(shù)冷鏈物流，它包含了以下幾方面的內(nèi)容，分別是交通、低溫倉(cāng)儲(chǔ)、加工、配送與分撥以及信息解決等，科學(xué)恰當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)好冷鏈物流中心，能夠極大地加快冷鏈物流的速度、壓縮成本并且增強(qiáng)冷鏈物流服務(wù)質(zhì)量。通常來(lái)說(shuō)，冷鏈物流庫(kù)主要包括4個(gè)部分，分別是冷凍加工、冷凍儲(chǔ)藏以及冷藏配送還有冷凍銷(xiāo)售。冷凍加工是指對(duì)生鮮品的凍結(jié)以及在低溫狀態(tài)下對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行的加工處理。冷凍儲(chǔ)藏是生鮮品冷鏈物流中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，不同的產(chǎn)品所要求的儲(chǔ)藏溫度差異相當(dāng)明顯[1]。在此環(huán)節(jié)中，主要應(yīng)用的設(shè)備包括冷庫(kù)設(shè)備、冷凍冷藏柜等。冷藏運(yùn)輸及配送包括長(zhǎng)途及短途的冷藏運(yùn)輸，冷鏈運(yùn)輸有多種方式，目前的運(yùn)輸組織中，多式聯(lián)運(yùn)也是一個(gè)有效解決冷藏運(yùn)輸?shù)霓k法。冷凍銷(xiāo)售是一個(gè)過(guò)程，包括冷凍展示柜以及冷藏展示柜還有霧氣保鮮系統(tǒng)，它最為核心的用途是銷(xiāo)售所有奶制品、豆制品以及熟肉制品，至于霧氣保鮮，它最為核心的作用是對(duì)新鮮蔬菜進(jìn)行保鮮。

3 冷庫(kù)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3.1 冷凍庫(kù)

冷凍庫(kù)主要用于食品、藥品、機(jī)械的冷凍，主要用來(lái)儲(chǔ)藏保管溫度介于零度以下的貨物，確保貨物在這一溫度中不會(huì)失去應(yīng)有的鮮度、營(yíng)養(yǎng)還有品質(zhì)。對(duì)于冷凍庫(kù)建筑來(lái)說(shuō)，其墻壁以及地板還有平頂一般都會(huì)鋪一層厚度適中的隔熱保溫材料，盡量降低冷庫(kù)外界熱量的傳遞。出于降低太陽(yáng)輻射能吸收的目的，它的外墻表面通常會(huì)被刷成較淺的顏色甚至是白色，因此區(qū)別于普通工業(yè)民用建筑，冷庫(kù)相對(duì)比較特別，尤其是結(jié)構(gòu)方面。目前來(lái)說(shuō)，由于國(guó)內(nèi)冷鏈物流不斷走向成熟，自動(dòng)化冷凍倉(cāng)庫(kù)的數(shù)量也日益增加。出現(xiàn)這種情況是由于企業(yè)開(kāi)始逐漸重視起物流系統(tǒng)的運(yùn)行高效率以及性能的穩(wěn)定，不過(guò)對(duì)于冷凍庫(kù)來(lái)說(shuō)，低溫環(huán)境也常常會(huì)限制人工作業(yè)的開(kāi)展，因此運(yùn)用更加專(zhuān)業(yè)的物流裝置來(lái)促使低溫環(huán)境中的機(jī)械化以及自動(dòng)化物流運(yùn)作也就變得日益普遍，成為各大企業(yè)的首選。自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)中最為核心的裝置要數(shù)堆垛機(jī)，它幾乎直接影響到自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)的性能高低以及運(yùn)行是否穩(wěn)定。

3.2 冷藏庫(kù)

冷藏倉(cāng)儲(chǔ)主要用來(lái)儲(chǔ)藏保管溫度介于0℃之間的貨物，冷藏適用于大多數(shù)蔬菜、水果及剩余食物菜品的保存。和冷凍庫(kù)相比它的制冷效果略顯不足，其相應(yīng)的保溫措施也不如冷凍庫(kù)更加周密[2]。一般來(lái)說(shuō)，最為普遍的是壓縮式冷藏機(jī)，主要包括4個(gè)部分，壓縮機(jī)、冷凝器與節(jié)流閥以及蒸發(fā)管等。根據(jù)蒸發(fā)管裝置的類(lèi)型又能夠劃分成直接冷卻以及間接冷卻兩大類(lèi)。直接冷卻指的是把蒸發(fā)管安裝在冷藏庫(kù)房中，將液態(tài)冷卻劑運(yùn)送到蒸發(fā)管的過(guò)程中，會(huì)徑直帶走庫(kù)房里面的熱量，從而達(dá)到降低溫度的目的。間接冷卻一般是指借助鼓風(fēng)機(jī)把庫(kù)房里的空氣完全抽走，傳輸?shù)娇諝饫鋮s裝置中，當(dāng)空氣受到盤(pán)旋在冷卻設(shè)備里的蒸發(fā)管過(guò)濾掉熱氣之后，才能夠運(yùn)輸?shù)綆?kù)內(nèi)來(lái)進(jìn)行降溫。選擇空氣冷卻法，優(yōu)勢(shì)是能夠確保冷卻速度較快，使庫(kù)內(nèi)溫度不會(huì)出現(xiàn)局部偏差，又可以將貯藏過(guò)程中生成的二氧化碳之類(lèi)的氣體排放到庫(kù)外。

3.3 雙溫庫(kù)

雙溫庫(kù)的低溫系統(tǒng)主要是由冷庫(kù)的低溫系統(tǒng)來(lái)帶動(dòng)，雙溫庫(kù)的中溫系統(tǒng)由整個(gè)冷庫(kù)的中溫系統(tǒng)來(lái)帶動(dòng)。所有冷庫(kù)可以獨(dú)立控制，相互不受影響。雙溫庫(kù)是指一個(gè)冷庫(kù)中分為2個(gè)不同溫度的區(qū)域，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)保鮮和冷藏的功能，而由一臺(tái)制冷設(shè)備集中供給冷量，其主要用于酒店、食堂等行業(yè)，雙溫庫(kù)的溫度通常是0 ℃～5 ℃以及-15 ℃～-18 ℃。它所具備的特征主要包括4個(gè)方面。1）庫(kù)板的厚度通常選擇范圍就在100 mm、150 mm以及200 mm三者之間，并在板里面填充EPS保溫材料，雙面分別是涂塑彩鋼板，而對(duì)于彩鋼板來(lái)說(shuō)，要對(duì)其表面進(jìn)行加工，雕刻出隱形槽，它所具備的優(yōu)勢(shì)包括以下4個(gè)方面，分別是重量輕、強(qiáng)度大、隔熱能力非常強(qiáng)，同時(shí)又能耐腐蝕以及老化。對(duì)于這一庫(kù)板來(lái)說(shuō)，拼裝時(shí)非常簡(jiǎn)單而且迅速，是冷庫(kù)保溫庫(kù)體材料的最佳選擇。2）雙溫庫(kù)通常會(huì)選擇成熟的微電腦控制系統(tǒng)以及優(yōu)秀的控制手段，通過(guò)液晶屏幕來(lái)顯示出庫(kù)內(nèi)溫度、開(kāi)機(jī)時(shí)間、化箱時(shí)間、風(fēng)機(jī)延時(shí)時(shí)間跟報(bào)警指示以及所有技術(shù)參數(shù)，它的操作相對(duì)簡(jiǎn)便。3）雙溫庫(kù)的核心部件一般都是挑選進(jìn)口的國(guó)際品牌，具有良好的品質(zhì)保障，能夠保證冷庫(kù)的配置科學(xué)恰當(dāng)、運(yùn)行實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠，在保溫性能突出的同時(shí)，降低所需能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量。4）雙溫庫(kù)外形大小、庫(kù)溫、機(jī)組的安裝地點(diǎn)以及庫(kù)門(mén)的開(kāi)啟還有庫(kù)里面的設(shè)置等，都能夠依照每一個(gè)用戶(hù)的詳細(xì)要求來(lái)進(jìn)行規(guī)劃定制，從而盡最大努力去達(dá)到用戶(hù)的標(biāo)準(zhǔn)[3]。

制冷系統(tǒng)采用氟（R507a）為制冷工質(zhì)，使用的是直接膨脹供液的方式。冷庫(kù)制冷壓縮機(jī)采用螺桿式多機(jī)頭并聯(lián)氟制冷壓縮機(jī)組，冷凝器采用的是蒸發(fā)式冷凝器，冷庫(kù)末端采用的蒸發(fā)器是吊頂式冷風(fēng)機(jī)。冷凍庫(kù)及變溫庫(kù)低溫工況設(shè)置為蒸發(fā)溫度為-28 ℃制冷系統(tǒng)，冷藏庫(kù)、變溫庫(kù)高溫工況及發(fā)貨月臺(tái)設(shè)置為蒸發(fā)溫度為-8 ℃制冷系統(tǒng)。

冷庫(kù)建設(shè)凈面積達(dá)6 800 m2，其中冷凍庫(kù)3間，變溫庫(kù)1間，冷藏庫(kù)1間，發(fā)貨月臺(tái)3間。設(shè)計(jì)的室外計(jì)算溫度32 ℃，室外濕球計(jì)算溫度28.7 ℃，室外計(jì)算相對(duì)濕度68%，冷凝溫度36 ℃，冷凍庫(kù)容積37 638 m3，庫(kù)高9 m，入庫(kù)溫

度-12 ℃，出貨溫度-18 ℃，冷缺時(shí)間24 h，蒸發(fā)溫度-28 ℃，所需總制冷量585 kW。雙溫庫(kù)、冷藏庫(kù)總?cè)莘e13 480 m3，

庫(kù)高9 m，設(shè)計(jì)入庫(kù)溫度20 ℃，出庫(kù)溫度0 ℃，冷缺時(shí)間24 h，蒸發(fā)溫度-10℃，其中變溫庫(kù)低溫工況下蒸發(fā)溫度為-28 ℃，計(jì)算所需總制冷量320 kW。發(fā)貨月臺(tái)3間總?cè)莘e5 742 m3，庫(kù)高5.5 m，設(shè)計(jì)蒸發(fā)溫度為-10 ℃，計(jì)算所需總制冷量為265 kW。

冷庫(kù)設(shè)計(jì)蒸發(fā)溫度為-28℃的制冷系統(tǒng)，選用2套帶經(jīng)濟(jì)器低溫螺桿并聯(lián)機(jī)組ELBSL3-75S，機(jī)組壓縮機(jī)采用的是進(jìn)口比澤爾半封閉低溫螺桿機(jī)，此機(jī)組在-28到36 ℃的制冷量約為300 kW機(jī)組排熱量為471 kW，2套機(jī)組各配置一臺(tái)蒸發(fā)式冷凝器YLS-1050。蒸發(fā)溫度為-8 ℃的制冷系統(tǒng)，選用2套中溫螺桿并聯(lián)機(jī)組ELBCM3-70S，壓縮機(jī)采用的是比澤爾半封閉中溫螺桿機(jī)組。此機(jī)組在-8 ℃～36 ℃的制冷量為344 kW，機(jī)組排熱量為472 kW，2套機(jī)組各配置一臺(tái)蒸發(fā)式冷凝器YLS-1690。

所有冷間及月臺(tái)均采用吊頂式冷風(fēng)機(jī)，冷風(fēng)機(jī)采用的是銅管鋁片。同時(shí)在除霜防凍方面，冷凍庫(kù)及變溫庫(kù)采用熱氟融霜加水盤(pán)電加熱融霜，冷藏間及發(fā)貨月臺(tái)采用電融霜，確保冷風(fēng)機(jī)的工作效率。地坪采用鋪設(shè)地暖管利用換熱器與機(jī)組的排氣進(jìn)行熱交換，加熱乙二醇進(jìn)行換熱來(lái)確保地坪溫度不會(huì)太低受凍。乙二醇的進(jìn)出口溫度為5 ℃～10 ℃。

4 高新技術(shù)應(yīng)用

4.1 熱回收

冷庫(kù)制冷系統(tǒng)正常工作時(shí)將冷凝熱排到室外，這種做法不僅對(duì)環(huán)境造成了傷害，而且還造成了能源浪費(fèi)，因此回收冷庫(kù)制冷系統(tǒng)余熱顯得十分必要。制冷系統(tǒng)中的熱量主要來(lái)自冷間熱量和壓縮機(jī)功耗轉(zhuǎn)換的熱量，最終這些熱量都會(huì)隨著冷凝器向外界釋放。利用好這些余熱以減少其他能源消耗，對(duì)于冷庫(kù)節(jié)能成為一種必要措施。該套設(shè)備則充分利用熱回收技術(shù)的理念，通過(guò)收集壓縮機(jī)等功耗所損失的熱量，把它導(dǎo)入冷庫(kù)地下對(duì)乙二醇加熱管加熱，對(duì)其進(jìn)行充分利用，對(duì)設(shè)備的節(jié)能起到了一定輔助作用。

4.2 熱氟化霜

熱氟除霜和熱氨除霜同屬于熱氣除霜的一種，由于其節(jié)能、科學(xué)、安全，現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于冷凍冷藏行業(yè)和制冰工業(yè)。熱氟除霜技術(shù)的運(yùn)用提高了生產(chǎn)效率、節(jié)約了人工成本和降低了能源消耗，有效地提高了社會(huì)生產(chǎn)力。熱氟除霜是借助電磁閥以及轉(zhuǎn)換裝置，將高溫高壓排氣徑直傳輸?shù)嚼渑胖?，使冷排溫度上升，霜層在和冷排的結(jié)合處首先融化，繼而自動(dòng)脫落，即系統(tǒng)的冷凝器轉(zhuǎn)變成蒸發(fā)器，而蒸發(fā)器則轉(zhuǎn)變成冷凝器。

武漢嘉里凱瑞冷庫(kù)設(shè)備在氟制冷系統(tǒng)中，對(duì)于每組蒸發(fā)器的供液閥件組所在的管道及小于DN32的管道采用紫銅管，其余大于等于DN32的管道采用輸送流體用的無(wú)縫鋼管。無(wú)縫鋼管防腐層采用兩遍酚醛調(diào)和漆和兩遍醇酸防銹漆涂刷。其中回汽管、液體過(guò)冷管道、膨脹閥之后的供液管、冷間內(nèi)及管道穿保溫層處均做保溫處理。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，冷庫(kù)對(duì)現(xiàn)代物流行業(yè)越來(lái)越重要，漸漸形成了一整套體系，即冷鏈物流庫(kù)。該文以武漢嘉里凱瑞冷庫(kù)項(xiàng)目為例，對(duì)冷鏈物流庫(kù)進(jìn)行了一定的設(shè)計(jì)研究，簡(jiǎn)單闡明了冷鏈物流庫(kù)的組成成分以及各自在系統(tǒng)中扮演的角色，列舉出設(shè)計(jì)時(shí)使用的部分冷庫(kù)技術(shù)并結(jié)合具體的冷庫(kù)設(shè)計(jì)，對(duì)該設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)的講解，對(duì)使用的2種高新技術(shù)也進(jìn)行了簡(jiǎn)單的說(shuō)明，有效地將理論研究成果運(yùn)用到實(shí)際操作中。

參考文獻(xiàn)

[1]劉中，唐磊.農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中心冷庫(kù)設(shè)計(jì)研究[J].中國(guó)化工貿(mào)易，2017，9（23）：220-221.

[2]徐建紅.萬(wàn)噸冷鏈物流庫(kù)的設(shè)計(jì)與施工探討[J].中國(guó)科技投資，2014（10）：16.

[3]李竹林，姚馨雨，王百朵，等.基于B/S的冷鏈物流冷庫(kù)溫濕度采集與控制系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2017，40（8）：39-41，45.