冷链物流库设计研究

冷链物流库设计研究

摘 要:随着我国经济不断走向成熟,带动国民生活水平日益改善,同时也推动了生鲜食品冷链物流成熟化和系统化,社会对生鲜品冷链物流冷库的要求也在逐步上升。该文首先介绍了冷链物流相关概念,以武漢嘉里凯瑞冷库项目为例,对冷链物流库进行设计研究,分别从冷冻库、冷藏库、双温库这3个方面介绍了本次项目的设计情况,同时也对项目中的相关技术、热回收与热氟化霜进行说明,结合实际案例对研究内容进行分析,将理论研究成果运用到实际操作中。

关键词:冷链物流;冷链物流规划;热回收;热氟化霜

中图分类号:TB657.1 文献标志码:A

0 引言

近年来,广大群众对饮食的要求已经不只是温饱即可,还对食品质量安全有着日益严格的标准。就生鲜食品而言,正是因为它所具备的安全、新鲜以及营养丰富的优势,逐渐开始被人们所接纳和喜爱。消费理念的提升同时也正面推动了生鲜品的消费需求的增大。然而生鲜品是新鲜的、易腐的产品,保鲜期通常很短,为了节约成本,最简单的保存方式就是冷藏,所以冷库的建设就显得尤为重要。针对该项目,包括很多常用的冷库技术,主要为2套系统同时供给所有冷间制冷,快速冷库卷帘保温门的应用,冷库门的设计优化,电子膨胀阀,智能管理系统的应用。

1 项目概况

凯瑞项目是为某餐饮企业提供的冷冻服务。本项目包括三间-18 ℃冷冻库,一间0 ℃冷藏库,一间-18 ℃/0 ℃双温库,1 ℃穿堂。结合YUM冷库的节能设计特点,该项目增加了双温库,双温库可以在-18℃~5℃进行切换,满足客户不同市场的需求。双温库的低温系统由整个冷库的低温系统来带,双温库的中温系统由整个冷库的中温系统来带。所有冷库可以独立控制,相互不受影响。该项目的中、低温系统都采用了比泽尔螺杆机组。设计采用了75HP的压缩机,比以往使用的125HP 压缩机在低负荷运行时的节能效果有帮助,解决了125HP 压缩机在50%的能级运行时的低效率问题。

2 冷链物流库规划

冷链物流是针对冷藏冷冻类食品来说的,在进行生产、储存运送、销售,直到正式售出前的所有环节都一直保持在要求的低温环境中,从而确保食品质量不会出问题,是一项降低食品损耗的系统工程。由于科学技术以及制冷技术的不断成熟,使冷链物流的发展逐渐完善,作为一种低温物流的形式,它主要是以冷冻工艺学为核心,再配置相应的制冷工艺。现代冷链物流最为关键的部分要数冷链物流,它包含了以下几方面的内容,分别是交通、低温仓储、加工、配送与分拨以及信息解决等,科学恰当地设计好冷链物流中心,能够极大地加快冷链物流的速度、压缩成本并且增强冷链物流服务质量。通常来说,冷链物流库主要包括4个部分,分别是冷冻加工、冷冻储藏以及冷藏配送还有冷冻销售。冷冻加工是指对生鲜品的冻结以及在低温状态下对产品进行的加工处理。冷冻储藏是生鲜品冷链物流中最为关键的环节,不同的产品所要求的储藏温度差异相当明显[1]。在此环节中,主要应用的设备包括冷库设备、冷冻冷藏柜等。冷藏运输及配送包括长途及短途的冷藏运输,冷链运输有多种方式,目前的运输组织中,多式联运也是一个有效解决冷藏运输的办法。冷冻销售是一个过程,包括冷冻展示柜以及冷藏展示柜还有雾气保鲜系统,它最为核心的用途是销售所有奶制品、豆制品以及熟肉制品,至于雾气保鲜,它最为核心的作用是对新鲜蔬菜进行保鲜。

3 冷库设计实现

3.1 冷冻库

冷冻库主要用于食品、药品、机械的冷冻,主要用来储藏保管温度介于零度以下的货物,确保货物在这一温度中不会失去应有的鲜度、营养还有品质。对于冷冻库建筑来说,其墙壁以及地板还有平顶一般都会铺一层厚度适中的隔热保温材料,尽量降低冷库外界热量的传递。出于降低太阳辐射能吸收的目的,它的外墙表面通常会被刷成较浅的颜色甚至是白色,因此区别于普通工业民用建筑,冷库相对比较特别,尤其是结构方面。目前来说,由于国内冷链物流不断走向成熟,自动化冷冻仓库的数量也日益增加。出现这种情况是由于企业开始逐渐重视起物流系统的运行高效率以及性能的稳定,不过对于冷冻库来说,低温环境也常常会限制人工作业的开展,因此运用更加专业的物流装置来促使低温环境中的机械化以及自动化物流运作也就变得日益普遍,成为各大企业的首选。自动仓库中最为核心的装置要数堆垛机,它几乎直接影响到自动仓库的性能高低以及运行是否稳定。

3.2 冷藏库

冷藏仓储主要用来储藏保管温度介于0℃之间的货物,冷藏适用于大多数蔬菜、水果及剩余食物菜品的保存。和冷冻库相比它的制冷效果略显不足,其相应的保温措施也不如冷冻库更加周密[2]。一般来说,最为普遍的是压缩式冷藏机,主要包括4个部分,压缩机、冷凝器与节流阀以及蒸发管等。根据蒸发管装置的类型又能够划分成直接冷却以及间接冷却两大类。直接冷却指的是把蒸发管安装在冷藏库房中,将液态冷却剂运送到蒸发管的过程中,会径直带走库房里面的热量,从而达到降低温度的目的。间接冷却一般是指借助鼓风机把库房里的空气完全抽走,传输到空气冷却装置中,当空气受到盘旋在冷却设备里的蒸发管过滤掉热气之后,才能够运输到库内来进行降温。选择空气冷却法,优势是能够确保冷却速度较快,使库内温度不会出现局部偏差,又可以将贮藏过程中生成的二氧化碳之类的气体排放到库外。

3.3 双温库

双温库的低温系统主要是由冷库的低温系统来带动,双温库的中温系统由整个冷库的中温系统来带动。所有冷库可以独立控制,相互不受影响。双温库是指一个冷库中分为2个不同温度的区域,能够同时实现保鲜和冷藏的功能,而由一台制冷设备集中供给冷量,其主要用于酒店、食堂等行业,双温库的温度通常是0 ℃~5 ℃以及-15 ℃~-18 ℃。它所具备的特征主要包括4个方面。1)库板的厚度通常选择范围就在100 mm、150 mm以及200 mm三者之间,并在板里面填充EPS保温材料,双面分别是涂塑彩钢板,而对于彩钢板来说,要对其表面进行加工,雕刻出隐形槽,它所具备的优势包括以下4个方面,分别是重量轻、强度大、隔热能力非常强,同时又能耐腐蚀以及老化。对于这一库板来说,拼装时非常简单而且迅速,是冷库保温库体材料的最佳选择。2)双温库通常会选择成熟的微电脑控制系统以及优秀的控制手段,通过液晶屏幕来显示出库内温度、开机时间、化箱时间、风机延时时间跟报警指示以及所有技术参数,它的操作相对简便。3)双温库的核心部件一般都是挑选进口的国际品牌,具有良好的品质保障,能够保证冷库的配置科学恰当、运行实现稳定可靠,在保温性能突出的同时,降低所需能耗,提高产品质量。4)双温库外形大小、库温、机组的安装地点以及库门的开启还有库里面的设置等,都能够依照每一个用户的详细要求来进行规划定制,从而尽最大努力去达到用户的标准[3]。 制冷系统采用氟(R507a)为制冷工质,使用的是直接膨胀供液的方式。冷库制冷压缩机采用螺杆式多机头并联氟制冷压缩机组,冷凝器采用的是蒸发式冷凝器,冷库末端采用的蒸发器是吊顶式冷风机。冷冻库及变温库低温工况设置为蒸发温度为-28 ℃制冷系统,冷藏库、变温库高温工况及发货月台设置为蒸发温度为-8 ℃制冷系统。

冷库建设净面积达6 800 m2,其中冷冻库3间,变温库1间,冷藏库1间,发货月台3间。设计的室外计算温度32 ℃,室外湿球计算温度28.7 ℃,室外计算相对湿度68%,冷凝温度36 ℃,冷冻库容积37 638 m3,库高9 m,入库温

度-12 ℃,出货温度-18 ℃,冷缺时间24 h,蒸发温度-28 ℃,所需总制冷量585 kW。双温库、冷藏库总容积13 480 m3,

库高9 m,设计入库温度20 ℃,出库温度0 ℃,冷缺时间24 h,蒸发温度-10℃,其中变温库低温工况下蒸发温度为-28 ℃,计算所需总制冷量320 kW。发货月台3间总容积5 742 m3,库高5.5 m,设计蒸发温度为-10 ℃,计算所需总制冷量为265 kW。

冷库设计蒸发温度为-28℃的制冷系统,选用2套带经济器低温螺杆并联机组ELBSL3-75S,机组压缩机采用的是进口比泽尔半封闭低温螺杆机,此机组在-28到36 ℃的制冷量约为300 kW机组排热量为471 kW,2套机组各配置一台蒸发式冷凝器YLS-1050。蒸发温度为-8 ℃的制冷系统,选用2套中温螺杆并联机组ELBCM3-70S,压缩机采用的是比泽尔半封闭中温螺杆机组。此机组在-8 ℃~36 ℃的制冷量为344 kW,机组排热量为472 kW,2套机组各配置一台蒸发式冷凝器YLS-1690。

所有冷间及月臺均采用吊顶式冷风机,冷风机采用的是铜管铝片。同时在除霜防冻方面,冷冻库及变温库采用热氟融霜加水盘电加热融霜,冷藏间及发货月台采用电融霜,确保冷风机的工作效率。地坪采用铺设地暖管利用换热器与机组的排气进行热交换,加热乙二醇进行换热来确保地坪温度不会太低受冻。乙二醇的进出口温度为5 ℃~10 ℃。

4 高新技术应用

4.1 热回收

冷库制冷系统正常工作时将冷凝热排到室外,这种做法不仅对环境造成了伤害,而且还造成了能源浪费,因此回收冷库制冷系统余热显得十分必要。制冷系统中的热量主要来自冷间热量和压缩机功耗转换的热量,最终这些热量都会随着冷凝器向外界释放。利用好这些余热以减少其他能源消耗,对于冷库节能成为一种必要措施。该套设备则充分利用热回收技术的理念,通过收集压缩机等功耗所损失的热量,把它导入冷库地下对乙二醇加热管加热,对其进行充分利用,对设备的节能起到了一定辅助作用。

4.2 热氟化霜

热氟除霜和热氨除霜同属于热气除霜的一种,由于其节能、科学、安全,现已被广泛应用于冷冻冷藏行业和制冰工业。热氟除霜技术的运用提高了生产效率、节约了人工成本和降低了能源消耗,有效地提高了社会生产力。热氟除霜是借助电磁阀以及转换装置,将高温高压排气径直传输到冷排中,使冷排温度上升,霜层在和冷排的结合处首先融化,继而自动脱落,即系统的冷凝器转变成蒸发器,而蒸发器则转变成冷凝器。

武汉嘉里凯瑞冷库设备在氟制冷系统中,对于每组蒸发器的供液阀件组所在的管道及小于DN32的管道采用紫铜管,其余大于等于DN32的管道采用输送流体用的无缝钢管。无缝钢管防腐层采用两遍酚醛调和漆和两遍醇酸防锈漆涂刷。其中回汽管、液体过冷管道、膨胀阀之后的供液管、冷间内及管道穿保温层处均做保温处理。

5 结语

随着社会的发展,人民生活水平的不断提高,冷库对现代物流行业越来越重要,渐渐形成了一整套体系,即冷链物流库。该文以武汉嘉里凯瑞冷库项目为例,对冷链物流库进行了一定的设计研究,简单阐明了冷链物流库的组成成分以及各自在系统中扮演的角色,列举出设计时使用的部分冷库技术并结合具体的冷库设计,对该设备进行详细的讲解,对使用的2种高新技术也进行了简单的说明,有效地将理论研究成果运用到实际操作中。

参考文献

[1]刘中,唐磊.农产品冷链物流中心冷库设计研究[J].中国化工贸易,2017,9(23):220-221.

[2]徐建红.万吨冷链物流库的设计与施工探讨[J].中国科技投资,2014(10):16.

[3]李竹林,姚馨雨,王百朵,等.基于B/S的冷链物流冷库温湿度采集与控制系统研究[J].现代电子技术,2017,40(8):39-41,45.

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