物流冷庫(kù)的特點(diǎn)與設(shè)計(jì)
2009年6 月1 日，我國(guó)《食品安全法》將正式施行，確保食品安全已經(jīng)納入法制管理軌道。加快冷鏈運(yùn)營(yíng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，普及冷藏供應(yīng)鏈配送網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，促使食品制造商、供應(yīng)商、零售批發(fā)商、配送中心，等從業(yè)者密切合作，按照食品安全標(biāo)準(zhǔn)操作，是保證食品安全的必經(jīng)之路。
一、物流冷庫(kù)的特點(diǎn)
隨著現(xiàn)代商業(yè)的發(fā)展，商品的流通越來(lái)越表現(xiàn)出著快速，準(zhǔn)確，小批量的特點(diǎn)。原有的以產(chǎn)品儲(chǔ)存為目的的冷庫(kù)越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代流通的要求。以滿足客戶需求，和多品種配送為目的的低溫物流中心逐步發(fā)展起來(lái)，并發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。以大型超市的低溫物流中心為例，它以滿足店面小批量多品種訂貨為前提，物流中心的溫度范圍擴(kuò)大，貨品周轉(zhuǎn)速度加快，配送網(wǎng)絡(luò)位置以系統(tǒng)效率最佳為原則。所以，現(xiàn)代低溫物流中心不但需要現(xiàn)代制冷與保溫技術(shù)的支撐，更要符合現(xiàn)代商業(yè)流通對(duì)冷鏈管理的特定要求。
物流冷庫(kù)就是要緊緊圍繞食品安全與運(yùn)營(yíng)效率，以供應(yīng)鏈和系統(tǒng)化管理思想為核心，以效率優(yōu)先為指導(dǎo)原則，在危害分析及關(guān)鍵控制點(diǎn)(HACCP)確定的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用現(xiàn)代管理方法、現(xiàn)代信息技術(shù)、物流技術(shù)、節(jié)能和溫度監(jiān)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)投入產(chǎn)出比最優(yōu)、作業(yè)質(zhì)量和效率最佳、作業(yè)成本最低的冷鏈物流管理效果。
物流冷庫(kù)具有其特殊性，表現(xiàn)在：（1）、食品安全事關(guān)人體健康甚至生命安全，對(duì)保證食品質(zhì)量安全的要求突出；（2）、食品的保質(zhì)期短、質(zhì)量損耗快，決定了食品冷鏈物流運(yùn)作的時(shí)效性；（3）、食品的多樣性以及對(duì)于儲(chǔ)藏溫度和濕度要求各異，決定了食品物流作業(yè)環(huán)境的多樣性；（4）、冷庫(kù)儲(chǔ)藏作為食品供應(yīng)鏈的重要環(huán)節(jié)，要求產(chǎn)品具有可溯源性。
物流冷庫(kù)功能由傳統(tǒng)冷庫(kù)的“低溫倉(cāng)儲(chǔ)”型向“流通型”、“冷鏈物流配送”型轉(zhuǎn)變，其設(shè)施按照低溫配送中心的使用要求進(jìn)行建造。體現(xiàn)在：
（1）、建有低溫穿堂、封閉式站臺(tái)并設(shè)置電動(dòng)滑升式冷藏門、防撞柔性密封口、站臺(tái)高度調(diào)節(jié)裝置（升降平臺(tái)）， 實(shí)現(xiàn)“門對(duì)門”式裝卸作業(yè)已成為現(xiàn)代化物流冷庫(kù)的標(biāo)志。
（2）、貨物進(jìn)出頻繁、吞吐量大，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的需要設(shè)置專門的理貨間（區(qū)），理貨區(qū)的溫度一般控制在0～+7℃。
（3）、物流冷庫(kù)的制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加注重環(huán)保和節(jié)能要求。庫(kù)房溫度控制范圍寬，冷卻設(shè)備的選型、布置和風(fēng)速場(chǎng)設(shè)計(jì)考慮適用多種貨物的冷藏要求。配有完善的庫(kù)溫自動(dòng)檢測(cè)、記錄和自動(dòng)控制裝置。
（4）、建立完善的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使冷藏供應(yīng)鏈配送管理科學(xué)化，做到食品安全的可追溯性。在歐盟、美國(guó)和日本，食品供應(yīng)鏈中的所有企業(yè)都有實(shí)施追溯系統(tǒng)的法定義務(wù)。
（5）、冷凍冷藏倉(cāng)儲(chǔ)方式開(kāi)始向貨架式、托盤(pán)化轉(zhuǎn)變，以實(shí)現(xiàn)貨物按“先進(jìn)先出”的原則進(jìn)行管理，有利于提高商品貯藏質(zhì)量和減少損耗。
（6）、立體自動(dòng)化冷庫(kù)采用計(jì)算機(jī)管理，可以實(shí)現(xiàn)庫(kù)內(nèi)裝卸和堆垛及庫(kù)溫控制、制冷設(shè)備運(yùn)行全自動(dòng)化，庫(kù)內(nèi)不需任何操作人員。采用計(jì)算機(jī)管理，能隨時(shí)提供庫(kù)存貨物的品名、數(shù)量、貨位和庫(kù)溫履歷、自動(dòng)結(jié)算保管費(fèi)用和開(kāi)票等，提高了管理效率，并大大減少了管理人員。
二、物流冷庫(kù)的設(shè)計(jì)
1、規(guī)劃設(shè)計(jì)
冷鏈物流的效率取決于冷鏈物流各節(jié)點(diǎn)的有效銜接。按照整體性、綜合性、最優(yōu)性的構(gòu)成原則，綜合考慮客戶服務(wù)目標(biāo)、物流網(wǎng)絡(luò)、節(jié)點(diǎn)布局、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、運(yùn)輸管理、運(yùn)營(yíng)模式、管理組織等因素，結(jié)合冷藏技術(shù)對(duì)物流冷庫(kù)作出總體規(guī)劃。
1.1、選址
物流冷庫(kù)選址在冷庫(kù)建設(shè)中是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，涉及到很多的因素，既要著眼于現(xiàn)在的需求也要考慮到企業(yè)未來(lái)的發(fā)展和城市的建設(shè)，要有效的協(xié)調(diào)庫(kù)房與城市距離和配送成本之間的矛盾，因?yàn)閹?kù)房距離城市每遠(yuǎn)出10公里，配送成本就會(huì)增加4%～7%，所以這兩者是必須協(xié)調(diào)的。
物流冷庫(kù)建設(shè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，關(guān)系著企業(yè)的生存和發(fā)展，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要從戰(zhàn)略的高度進(jìn)行考慮和決策，由具備物流知識(shí)、建筑知識(shí)、制冷知識(shí)的的專業(yè)人員來(lái)操作。冷庫(kù)建設(shè)的成本很高，涉及制冷技術(shù)、保溫技術(shù)、食品保鮮技術(shù)，只有通過(guò)不同方案的比較，才能選出更適合企業(yè)自身投入和長(zhǎng)期發(fā)展需要的建設(shè)方案。
1.2、硬件規(guī)劃與設(shè)計(jì)
物流冷庫(kù)僅僅是低溫冷鏈的一部分，硬件規(guī)劃的內(nèi)容包括廠房規(guī)劃、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備規(guī)劃、運(yùn)輸設(shè)備規(guī)劃等內(nèi)容，根據(jù)實(shí)際需求規(guī)劃出最符合使用效益的物流冷庫(kù)是規(guī)劃設(shè)計(jì)的目標(biāo)。
貨物的冷藏對(duì)溫度和濕度有特殊的要求，包括隔熱維護(hù)結(jié)構(gòu)、制冷系統(tǒng)及控制、冷間內(nèi)溫度場(chǎng)（風(fēng)速場(chǎng)）的設(shè)計(jì)是冷藏庫(kù)技術(shù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在技術(shù)設(shè)計(jì)中，還要考慮貨物的水平運(yùn)輸、垂直運(yùn)輸、碼垛、貨物整理、冷鏈的完整性等使用要求，根據(jù)冷庫(kù)使用的特點(diǎn)設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、安全的冷藏庫(kù)。
冷藏庫(kù)的倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備如貨架、堆垛機(jī)、穿梭車、輸送機(jī)等設(shè)備都必須適應(yīng)冷態(tài)環(huán)境要求，避免低溫冷脆，保證冷態(tài)啟、制動(dòng)和冷態(tài)運(yùn)行的可靠性。
1.3、軟件規(guī)劃與設(shè)計(jì)
低溫物流冷庫(kù)的軟件規(guī)劃設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面：（一）、庫(kù)存控制方面，包括銷售額預(yù)測(cè)系統(tǒng)、庫(kù)存狀況與存貨成本分析、安全存量與產(chǎn)品組合、貨品流動(dòng)狀況等；（二）、運(yùn)輸管理方面，包括路線安排與裝卸計(jì)劃、配送方式與時(shí)間、不同溫度產(chǎn)品的復(fù)合運(yùn)輸、溫度記錄存查等；（三）、倉(cāng)儲(chǔ)管理方面，包括裝卸作業(yè)、揀貨理貨作業(yè)、溫度品質(zhì)管理等；（四）、顧客服務(wù)方面，包括配送渠道的訂貨系統(tǒng)、缺貨與延遲送貨的督導(dǎo)、配銷體系服務(wù)品質(zhì)的追蹤評(píng)核等。
現(xiàn)代化物流冷庫(kù)作為冷鏈供應(yīng)的一個(gè)環(huán)節(jié)，需要實(shí)現(xiàn)如下功能：
⑴、訂單協(xié)同功能。一體化處理客戶的物流訂單，進(jìn)行任務(wù)的分解和分配。
⑵、精細(xì)化倉(cāng)儲(chǔ)管理功能。通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的倉(cāng)儲(chǔ)策略，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)管理的科學(xué)化、精細(xì)化。
⑶、RFID（Radio Frequency Identification的縮寫(xiě)，即射頻識(shí)別，俗稱電子標(biāo)簽）功能。支持RFID設(shè)備在物流過(guò)程中的應(yīng)用，包括車門開(kāi)閉報(bào)警、車內(nèi)溫度監(jiān)控等。
⑷、GPS/GIS（全球定位系統(tǒng)/地理信息系統(tǒng)）監(jiān)控。通過(guò)GPS、GPRS和GIS的集成，對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
⑸、業(yè)務(wù)流程同步。應(yīng)用工作流管理理念，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部業(yè)務(wù)流程的高度協(xié)同。
⑹、低溫設(shè)備管理。支持對(duì)低溫設(shè)備的日常管理和維護(hù)。
⑺、溫度濕度監(jiān)控。實(shí)時(shí)監(jiān)控物流過(guò)程中影響貨物品質(zhì)的濕度和溫度，并設(shè)置預(yù)警機(jī)制。
⑻、快速入庫(kù)功能。為特殊貨物提供快速入庫(kù)功能。
⑼、提示及事件管理。為系統(tǒng)使用者提供提示及事件管理功能。
⑽、車隊(duì)優(yōu)化。提升對(duì)運(yùn)輸車隊(duì)的管理和控制。
⑾、運(yùn)輸計(jì)劃執(zhí)行管理。全過(guò)程的管理運(yùn)輸計(jì)劃的執(zhí)行情況。
⑿、績(jī)效管理。通過(guò)采集各關(guān)鍵業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的信息，實(shí)現(xiàn)全員KPI(關(guān)鍵業(yè)績(jī)指標(biāo))管理。
⒀、決策支持。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)經(jīng)營(yíng)決策的支持。
2、冷庫(kù)設(shè)計(jì)中的節(jié)能
冷庫(kù)的節(jié)能是需要冷庫(kù)設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行操作、管理各方面通力合作共同完成的目標(biāo)。冷庫(kù)設(shè)計(jì)的節(jié)能包括：隔熱結(jié)構(gòu)保溫性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)、制冷系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、高效率制冷設(shè)備的選擇、系統(tǒng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)等。
2.1、隔熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上總的趨勢(shì)是越來(lái)越重視節(jié)能，即增大隔熱結(jié)構(gòu)的總熱阻值，減小單位面積熱流量值q(w/m2)。美國(guó)（ASHRAE）推薦值6.3 w/m2，法國(guó)推薦值8 w/m2，日本推薦值7.2 w/m2，但我國(guó)現(xiàn)行《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50072-2001）中推薦的單位面積熱流量值為8～12 w/m2，設(shè)計(jì)中大部分人選取中間值10 w/m2，明顯偏大。
理論上可以通過(guò)隔熱結(jié)構(gòu)的一次性投資和制冷系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算出隔熱層經(jīng)濟(jì)厚度，但是由于影響制冷系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用的因素很多，加上能源價(jià)格的變化較大，理論計(jì)算值會(huì)出現(xiàn)較大的偏差，失去指導(dǎo)意義。因此建議：在初次投資允許的情況下，適當(dāng)增加隔熱結(jié)構(gòu)的總熱阻，減少運(yùn)行中耗能。同時(shí)，由于總熱阻的增加、庫(kù)溫波動(dòng)減小，也有利于利用電價(jià)的“峰谷”差值，調(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。
2.2、土建冷庫(kù)與裝配結(jié)構(gòu)冷庫(kù)
傳統(tǒng)的土建冷庫(kù)具有墻體占地面積大、施工復(fù)雜、施工期長(zhǎng)等缺點(diǎn)。但作為冷庫(kù)也有一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)：熱惰性大，其熱惰性指標(biāo)D可達(dá)7～9（D＞4為重型結(jié)構(gòu)），熱衰減度大，延遲時(shí)間可達(dá)16～18小時(shí)，因而白天維護(hù)結(jié)構(gòu)吸收熱量的一部分會(huì)隨著夜晚室外溫度的降低反傳到室外，減少冷庫(kù)的熱負(fù)荷，并且?guī)靸?nèi)維護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷的最大值出現(xiàn)在電價(jià)的“谷時(shí)”，也有利于節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。
采用聚氨酯復(fù)合保溫板的裝配式冷庫(kù)，可實(shí)現(xiàn)工廠化預(yù)制，現(xiàn)場(chǎng)組裝方便，具有施工快、工期短的優(yōu)點(diǎn)。在工程實(shí)踐中，雖然總熱阻能夠滿足規(guī)范的要求，由于其熱惰性指標(biāo)D值?。?＞D＞1.5），蓄熱系數(shù)小，總衰減度小，延遲時(shí)間只有3～4小時(shí)。實(shí)踐證明：維護(hù)結(jié)構(gòu)總熱阻相同的裝配式冷庫(kù)與土建冷庫(kù)相比，制冷機(jī)的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間要多20%左右。老舊庫(kù)房改造的磚混結(jié)構(gòu)的冷庫(kù)，采用聚氨酯噴涂是比較理想的保溫方式。
裝配式冷庫(kù)采用加長(zhǎng)墻衣板，減少保溫墻體受熱的方式可以減少部分維護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷。墻衣板下端與冷庫(kù)站臺(tái)平齊，屋頂采用無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)排風(fēng)，降低冷庫(kù)維護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)溫度也可以起到很好的效果。
2.3、層高和單間冷庫(kù)面積
合理選擇層高和分間面積可以提高冷庫(kù)的利用率。層高和單間冷庫(kù)面積的確定一定要與經(jīng)營(yíng)方式、經(jīng)營(yíng)規(guī)模、品種特性、包裝方式、碼垛方式等相適應(yīng)，最好能與冷庫(kù)貨架、庫(kù)內(nèi)叉車等協(xié)調(diào)確定方案。
3、制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1、根據(jù)冷庫(kù)的經(jīng)營(yíng)特點(diǎn)選擇制冷系統(tǒng)
生產(chǎn)型的冷庫(kù)要求產(chǎn)品迅速冷卻，所以冷卻、凍結(jié)、冷藏各個(gè)環(huán)節(jié)的加工能力必須與整個(gè)生產(chǎn)相適應(yīng)。倉(cāng)儲(chǔ)型的物流冷庫(kù)要注重通用性，考慮公共型冷庫(kù)的柔性設(shè)計(jì)。配送型的冷庫(kù)是一種定制化的設(shè)計(jì)，以超市為例，要根據(jù)超市的業(yè)態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，有著非常細(xì)化的溫度帶，比如說(shuō)熟食是不是在庫(kù)內(nèi)加工包裝等等，是最復(fù)雜的綜合性設(shè)計(jì)。
物流冷庫(kù)制冷系統(tǒng)應(yīng)該采用集中操作管理的模式，以便于對(duì)庫(kù)溫的控制、運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)，對(duì)于大、中型物流冷庫(kù)采用環(huán)境友好型制冷劑的氨制冷系統(tǒng)是很好的選擇，小型冷庫(kù)或?qū)Π踩刑厥庖蟮睦鋷?kù)選擇工質(zhì)時(shí)盡量選擇新型替代制冷劑。具體選擇要按照國(guó)家《消耗臭氧層物質(zhì)管理?xiàng)l例》和當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)規(guī)定要求執(zhí)行。
1998年美國(guó)太空總署NASA針對(duì)860種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行研究，從物質(zhì)的應(yīng)用范圍、液氣態(tài)物理性質(zhì)、熱力性質(zhì)、穩(wěn)定性、毒性、燃燒性、與材料兼容性、價(jià)格等項(xiàng)目，試圖找出最適合做為冷媒的物質(zhì)，結(jié)果氨被列為十種最適合物質(zhì)中的一種。因其幾乎完全具有冷媒之必要的優(yōu)點(diǎn)，尤其以價(jià)格低廉、潛熱大及不會(huì)破壞環(huán)境之性質(zhì)為最。實(shí)際上，只要嚴(yán)格按著國(guó)家的相關(guān)規(guī)范、規(guī)程進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和操作管理，其安全性是有保證的。但是隨著國(guó)內(nèi)對(duì)于安全的重視程度及嚴(yán)格的檢查，現(xiàn)有的氨機(jī)冷庫(kù)很難正常運(yùn)營(yíng)。都紛紛改成環(huán)保型氟機(jī)系統(tǒng)，所以新建的冷庫(kù)就不再設(shè)計(jì)氨機(jī)系統(tǒng)。
3.2、確定合適的庫(kù)房面積，盡量采用大區(qū)域制冷的方式
現(xiàn)階段，很多物流冷庫(kù)采用“出租經(jīng)營(yíng)”的模式，部分租賃者的經(jīng)營(yíng)規(guī)模很小或者把物流冷庫(kù)當(dāng)做零售環(huán)節(jié)的冷藏設(shè)施來(lái)使用，因此有些業(yè)主希望把冷間分割的很小，以適應(yīng)經(jīng)營(yíng)者的需求，有時(shí)要分割成30～50米2/間。對(duì)于經(jīng)營(yíng)者個(gè)體而言，貨物的存儲(chǔ)量波動(dòng)很大，有時(shí)一次進(jìn)貨量就是該間冷庫(kù)的容量，如果把制冷區(qū)域分割成很小的單元會(huì)給制冷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行操作以及庫(kù)溫控制帶來(lái)很大的影響。
對(duì)于在經(jīng)營(yíng)上要求進(jìn)行小區(qū)域分割的冷庫(kù)，可以采用大區(qū)域制冷，通透式分隔（以不影響庫(kù)內(nèi)風(fēng)速場(chǎng)流動(dòng)為原則）的方式處理。即使局部新貨負(fù)荷較大，就整個(gè)制冷區(qū)域來(lái)講，引起的庫(kù)溫的波動(dòng)是在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)的，庫(kù)內(nèi)冷卻設(shè)備的選擇上也不需要刻意預(yù)留更大的換熱能力。
3.3、制冷系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)的選擇
蒸發(fā)壓力（溫度）和冷凝壓力（溫度）是制冷系統(tǒng)的主要參數(shù)，是系統(tǒng)運(yùn)行中操作與調(diào)整的重要依據(jù)。
（1）、選取合適的蒸發(fā)溫度
冷鏈物流中的不同種類商品對(duì)物流環(huán)境中的溫度、濕度要求也各不相同。而我國(guó)冷庫(kù)庫(kù)溫一般設(shè)置為0℃～4℃和-18℃～-22℃兩種，有少數(shù)冷庫(kù)定為-28℃以下。這種庫(kù)溫設(shè)計(jì)滿足了大多數(shù)商品儲(chǔ)存的溫度要求，但與商品的最佳儲(chǔ)存溫度并不完全一致。從提高商品儲(chǔ)存質(zhì)量、延長(zhǎng)保質(zhì)期的角度出發(fā)，應(yīng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行細(xì)分，對(duì)不同商品應(yīng)設(shè)定其最適宜的儲(chǔ)存溫度。
根據(jù)儲(chǔ)存溫度要求確定的蒸發(fā)溫度并不是越低越好，蒸發(fā)溫度過(guò)低不僅導(dǎo)致制冷系數(shù)下降，能耗增加，而且由于溫差增大，還會(huì)使冷風(fēng)機(jī)的除濕量增大，庫(kù)房濕度減小，從而引起食品干耗增大，食品品質(zhì)下降。
國(guó)內(nèi)通常采用的蒸發(fā)溫度與庫(kù)房溫度之差為10℃，一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家，蒸發(fā)溫度與庫(kù)房溫度之差一般取值為3～6℃。在其他參數(shù)不變的條件下，蒸發(fā)溫度與庫(kù)房溫度之差由10℃改為7℃，則單級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)（COP）值增加12%左右，而雙級(jí)壓縮制冷系統(tǒng)的制冷系數(shù)（COP）值增加10%左右。但是，蒸發(fā)器面積要增加42%,所增加的設(shè)備冷風(fēng)機(jī)的設(shè)備投資回收期為三年左右，這里并沒(méi)有計(jì)算由于壓縮機(jī)制冷量的增加而減少的主機(jī)與其他輔助設(shè)備的投資節(jié)省。
實(shí)際上，選取傳熱溫差過(guò)大和操作調(diào)整不合理是造成食品干耗增大，很多業(yè)主拒絕使用冷風(fēng)機(jī)而選用頂排管的主要原因。
（2）、選取合適的冷凝溫度
冷凝壓力升高，將會(huì)導(dǎo)致壓縮功能增加，制冷量減少，制冷系數(shù)下降，能耗增加。據(jù)估算，在其他條件不變的情況下，冷凝壓力所對(duì)應(yīng)的冷凝溫度每升高1℃，耗電量將增加3%左右。
采用蒸發(fā)式冷凝器可以比殼管式冷凝器得到更低的冷凝溫度（冷凝溫度可以更接近濕球溫度），所以，選用蒸發(fā)式冷凝器有利于系統(tǒng)節(jié)能，同時(shí)也更加節(jié)水。研究發(fā)現(xiàn)，不同品牌的蒸發(fā)式冷凝器運(yùn)行能耗相差很大，單位排熱量耗能甚至相差2～3倍。
單位排熱量耗功(
)計(jì)算公式：
3.4、制冷系統(tǒng)循環(huán)方式的選擇
選擇制冷系統(tǒng)循環(huán)方式要綜合考慮系統(tǒng)運(yùn)行工況、年運(yùn)行時(shí)間、系統(tǒng)冷負(fù)荷、一次性投資、系統(tǒng)運(yùn)行效率（制冷系數(shù)）、制冷壓縮機(jī)及輔助設(shè)備的使用條件等多種因素。
《冷庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50072-2001）明確規(guī)定了活塞式制冷壓縮機(jī)選擇單、雙級(jí)壓縮的條件，而對(duì)于螺桿式制冷壓縮機(jī)沒(méi)有設(shè)定限制。就壓縮機(jī)的使用條件而言，螺桿壓縮機(jī)單級(jí)壓縮即可以達(dá)到較大的壓縮比，但是只有當(dāng)內(nèi)、外壓比相同時(shí)，機(jī)器耗功最低，而過(guò)壓縮和欠壓縮都將導(dǎo)致壓縮機(jī)運(yùn)行效率下降，并產(chǎn)生額外的功耗。螺桿式壓縮機(jī)提供冷更多的雙級(jí)壓縮制冷循環(huán)方式：帶經(jīng)濟(jì)器螺桿機(jī)制冷循環(huán)、單機(jī)雙級(jí)螺桿機(jī)制冷循環(huán)、螺桿配組雙級(jí)制冷循環(huán)，在特定的運(yùn)行工況下，不同的制冷循環(huán)方式更具各有優(yōu)勢(shì)。
對(duì)于螺桿壓縮機(jī)而言，一般情況下蒸發(fā)溫度T0＞-15℃時(shí)，采用單級(jí)螺桿壓縮形式；蒸發(fā)溫度T0=-10℃～-35℃時(shí)，采用帶經(jīng)濟(jì)器螺桿壓縮形式；蒸發(fā)溫度T0＜-30℃時(shí)，可考慮單機(jī)雙級(jí)螺桿機(jī)組或配組雙級(jí)壓縮形式。
雙級(jí)壓縮系統(tǒng)按其節(jié)流和中間冷卻方式可區(qū)分為一次節(jié)流、二次節(jié)流和完全中間冷卻、不完全中間冷卻幾種循環(huán)方式，對(duì)于同樣的低壓級(jí)、高壓級(jí)制冷機(jī)具有如下特點(diǎn)：（1）、完全中間冷卻系統(tǒng)的制冷系數(shù)（COP）值高于不完全中間冷卻系統(tǒng)；（2）、二次節(jié)流系統(tǒng)的制冷系數(shù)（COP）值高于一次節(jié)流系統(tǒng)。
3.5、庫(kù)內(nèi)冷卻設(shè)備的選擇
庫(kù)內(nèi)冷卻設(shè)備主要有冷風(fēng)機(jī)和冷排管二種。冷風(fēng)機(jī)由于其制冷劑充注量小，換熱效率高，易除霜，造價(jià)低（同樣換熱能力條件下，冷風(fēng)機(jī)的造價(jià)僅相當(dāng)于冷排管造價(jià)的不足50%），易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，已經(jīng)被廣泛采用。冷排管雖然制冷劑充注量大，換熱效率高低，不易除霜，造價(jià)也高，但由于儲(chǔ)存商品的干耗低，仍占有一定的市場(chǎng)。
庫(kù)內(nèi)冷卻設(shè)備選擇的關(guān)注點(diǎn)是運(yùn)行節(jié)能和減少干耗。傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為貨物商品干耗大是由于選用冷風(fēng)機(jī)的緣故，實(shí)際上選用冷風(fēng)機(jī)作為冷卻設(shè)備造成干耗大的原因有三個(gè)：（1）、設(shè)計(jì)時(shí)選擇傳熱溫差大（ΔT=10℃）；（2）、不做風(fēng)速場(chǎng)設(shè)計(jì)；（3）、運(yùn)行調(diào)整不合理，尤其是冷卻物冷藏間有時(shí)運(yùn)行傳熱溫差達(dá)到15℃。
選用冷風(fēng)機(jī)時(shí)，降低運(yùn)行費(fèi)用，減少干耗的措施：
第一，選擇大片距冷風(fēng)機(jī)，加大冷風(fēng)機(jī)面積，減小傳熱溫差，減少冷風(fēng)機(jī)結(jié)霜和商品干耗。
第二，增設(shè)均勻送風(fēng)道對(duì)庫(kù)內(nèi)風(fēng)速場(chǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，貨間空氣流速設(shè)定為0.25米/秒。探討其他形式的冷風(fēng)機(jī)及其布置方式（例如下出風(fēng)的貨倉(cāng)式冷風(fēng)機(jī)）。
第三，自動(dòng)控制系統(tǒng)中，考慮蒸發(fā)溫度控制的控制。
第四，加強(qiáng)操作運(yùn)行管理，注意主機(jī)能量調(diào)配（主機(jī)制冷能力是按最大負(fù)荷匹配的），防止“大馬拉小車”，保證設(shè)定傳熱溫差。
近幾年，帶翅片的鋁合金冷排管在氨制冷系統(tǒng)中也得到了應(yīng)用，由于翅片增加了排管的換熱面積，同時(shí)鋁制排管采用了比較小的管徑，所以帶翅片的鋁制排管在減少荷載、減少工質(zhì)充注量、減少投資、降低商品干耗等方面均有優(yōu)勢(shì)。
鋁合金冷排管與傳統(tǒng)冷排管比較：
| 冷排管 |
排管管徑 mm |
單位面積 長(zhǎng)度 m/m2 |
重量 Kg/m2 |
重量 百分比 |
單位容積 L/m2 |
充氟量 Kg/m2 |
充氟量 百分比 |
| 無(wú)縫鋼管 | Φ38×3.0 | 8.40 | 21.756 | 100 | 6.755 | 2.28 | 100% |
| 鋁合金 | Φ21×1.5 | —— | 4.58 | 16～20 | 1.858 | 0.48 | 21.0% |
采用熱氟化霜，此技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用成熟。
3.6、蒸發(fā)器除霜
速凍機(jī)蒸發(fā)器除霜采用熱氟加水的融霜方式，需要注意：速凍機(jī)的沖霜水要求達(dá)到食品生產(chǎn)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)用戶采用車間生產(chǎn)用水。熱氨融霜由制冷系統(tǒng)操作人員控制，而水沖霜由生產(chǎn)車間操作人員控制，要求操作上必須協(xié)調(diào)一致，除霜前將蒸發(fā)器內(nèi)液氨抽凈，保證融霜安全。
冷排管采用熱氨排油加人工掃霜的方式，鋁合金冷排管可以采用電熱融霜的方式，除霜是庫(kù)溫波動(dòng)大。
冷風(fēng)機(jī)的除霜多采用熱工質(zhì)加水的除霜方式。熱工質(zhì)融霜在制冷系統(tǒng)的節(jié)能、管理、自動(dòng)控制等方面都具有優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國(guó)家已普遍采用，但我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中還需要從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、操作管理等諸多方面進(jìn)一步完善。
自動(dòng)控制制冷系統(tǒng)，如果一個(gè)系統(tǒng)控制閥組帶多臺(tái)冷風(fēng)機(jī)，要考慮每臺(tái)冷風(fēng)機(jī)供液、回氣、熱氨的單獨(dú)調(diào)節(jié)。
3.7、自動(dòng)化控制
制冷系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，可以保證系統(tǒng)的安全遠(yuǎn)行，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高食品質(zhì)量，減少干耗，降低儲(chǔ)藏成本，是冷庫(kù)現(xiàn)代化的標(biāo)志之一，也是食品質(zhì)量溯源的技術(shù)保證。
制冷系統(tǒng)的自動(dòng)控制主要通過(guò)全自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視與控制、運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)、事故報(bào)警、事故故障診斷等功能，保證冷庫(kù)內(nèi)溫度的有效控制。通過(guò)制冷壓縮機(jī)的自動(dòng)能量調(diào)節(jié)、設(shè)備的自動(dòng)控制、供液量的自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)融霜，可使系統(tǒng)制冷量與冷負(fù)荷相適應(yīng)，達(dá)到節(jié)能的效果。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，自動(dòng)控制與手動(dòng)操作相比，可節(jié)約能耗10-15%左右。
冷庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)應(yīng)該從以下幾個(gè)方面考慮：
（1）、變蒸發(fā)溫度控制
冷庫(kù)溫度的控制多是以庫(kù)內(nèi)空氣溫度為控制對(duì)象，對(duì)蒸發(fā)溫度往往不作調(diào)節(jié)，蒸發(fā)器的實(shí)際傳熱溫差是系統(tǒng)運(yùn)行的自我平衡點(diǎn)，實(shí)際上難以達(dá)到好的節(jié)能效果，只有把蒸發(fā)溫度的調(diào)節(jié)和庫(kù)溫控制結(jié)合起來(lái)，輔以壓縮機(jī)自動(dòng)能量調(diào)節(jié)，才能達(dá)到理想的節(jié)能效果。
（2）、根據(jù)冷負(fù)荷冷風(fēng)機(jī)開(kāi)啟臺(tái)數(shù)
制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器和制冷壓縮機(jī)都是按滿足最高負(fù)荷需要匹配的，根據(jù)被控制參數(shù)的變化設(shè)置累進(jìn)制能量調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)投入的制冷能力與冷負(fù)荷相匹配，避免設(shè)備或系統(tǒng)的頻繁啟仃。
（3）、設(shè)定合適的控制精度
不同的庫(kù)存商品和不同的貯存期都有不同的庫(kù)房溫度及其控制精度要求。從節(jié)能的角度出發(fā)，只要不影響商品的品質(zhì)，庫(kù)房溫度宜取高不取低、控制精度宜取低不取高，不必偏面追求過(guò)低的庫(kù)溫和高精度控制。
（4）、蒸發(fā)器按需融霜
由于季節(jié)和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的變化，即使在相同的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)結(jié)霜量也是不同的，定時(shí)融霜和累計(jì)定時(shí)融霜都不可避免出現(xiàn)融霜滯后或過(guò)頻的現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)，為了保證融霜效果設(shè)計(jì)時(shí)按最不利條件設(shè)置融霜時(shí)間，導(dǎo)致大部分融霜過(guò)程帶入的熱量過(guò)多。
冷風(fēng)機(jī)按需融霜，需要有可靠的霜層傳感器或差壓變送器，感知最佳的融霜時(shí)間，由溫度控制器控制融霜時(shí)間，防止過(guò)多加熱。
（5）、變頻技術(shù)的應(yīng)用
利用變頻技術(shù)，實(shí)現(xiàn)制冷壓縮機(jī)、冷風(fēng)機(jī)、水泵的能量調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)制冷能力與冷負(fù)荷相匹配，達(dá)到節(jié)能運(yùn)行的目的。
3.8、大空間立體冷庫(kù)
近幾年，浙江海通食品集團(tuán)、浙江祐慷集團(tuán)、寧波遠(yuǎn)東冷藏公司、伊利集團(tuán)、蒙牛集團(tuán)等先后建設(shè)了多座高貨位立體自動(dòng)化冷庫(kù)，其庫(kù)內(nèi)裝卸和堆垛作業(yè)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化或自動(dòng)化及庫(kù)溫控制、制冷設(shè)備運(yùn)行也全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
大空間立體冷庫(kù)制冷系統(tǒng)設(shè)計(jì)要注意以下幾點(diǎn)：
• ⑴、很大的單體冷藏空間，層高越來(lái)越高，可能會(huì)達(dá)到30至40米，在一定條件下，貨物區(qū)域可以利用空氣溫差實(shí)現(xiàn)自然對(duì)流換熱；
• ⑵、單位冷負(fù)荷較普通冷庫(kù)低，庫(kù)內(nèi)空氣循環(huán)倍率低，冷負(fù)荷不能采用估算的方式；
• ⑶、高位貨架和支架，可能會(huì)阻礙氣流分布，冷風(fēng)機(jī)和風(fēng)道系統(tǒng)布置要和庫(kù)內(nèi)貨位布置方式結(jié)合起來(lái)考慮，并且不阻礙庫(kù)內(nèi)機(jī)械（設(shè)備）或自動(dòng)傳輸系統(tǒng)的作業(yè)；
• ⑷、無(wú)過(guò)道式移動(dòng)貨架的應(yīng)用，最大限度地增加了空間利用率；
• ⑸、庫(kù)溫控制、制冷系統(tǒng)運(yùn)行自動(dòng)化，能隨時(shí)提供庫(kù)存貨物的品名、數(shù)量、貨位和庫(kù)溫履歷（歷史溫度曲線）；
• ⑹、維護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷所占比例小，節(jié)能并降低投資成本。
3.9、低品位熱能的利用
制冷系統(tǒng)運(yùn)行中排放出大量的低品位熱能，對(duì)其加以利用也是節(jié)能的重要措施。主要包括：
⑴、壓縮機(jī)排氣熱的利用；
⑵、冷風(fēng)機(jī)沖霜回水利用。
三、結(jié)束語(yǔ)
物流冷庫(kù)作為冷庫(kù)必須滿足商品的冷藏要求，同時(shí)作為冷鏈物流的節(jié)點(diǎn)必須適合物流的使用、經(jīng)營(yíng)、管理要求。進(jìn)行設(shè)計(jì)之前必須對(duì)業(yè)主的要求、期望以及使用、管理方式有充分得了解，使設(shè)計(jì)更加貼切于實(shí)際使用。設(shè)計(jì)中節(jié)能環(huán)保是永遠(yuǎn)的主題，沒(méi)有最好的冷庫(kù)，只有最適用的冷庫(kù)。
北京銀龍誠(chéng)信制冷設(shè)備有限公司（設(shè)計(jì)部）
