广州联合制冷技术有限公司 510000
【摘要】随着我国近年来生活水平的不断提高，食品安全越来越重视。食品的生产加工、存储都与冷库息息相关，冷库市场快速发展。冷库市场快速发展的同时，也掺杂了各种各样的问题，门槛低，专业的或非专业的，都参与冷库工程建设，也导致了许多冷库工程设计不合理、可靠性低、能耗高等问题。部分的制冷工程公司或团体缺乏专业的技术理论支撑，依靠自身的局限性的经验来建设各种各样的冷库工程。本文就冷库制冷系统设计中容易遇到的问题作简单的探讨，及分享本人多年设计经验理念，希望对同行及制冷系统设计人员有所帮助。
【关键词】冷库 制冷系统设计
一、冷库行业常见问题
1、设计人员实践经验不足；施工及调试技术人员属于经验型，理论深度不足，虽可达到温度目标，但系统并未达到合理或最佳的运行状态。
2、工程商技术、商务、成本竞争等因素，诱导客户最终实施的可能并非最佳的设计方案。
3、部分非专业销售或领导层主导方案及设计，技术能力不足，导致制冷系统跟实际使用不能良好匹配，并带来其他系统问题及隐患。
4、制冷系统各部分环环相扣。一个地方异常，可能是由多重因素共同导致的，或由其他间接因素导致的。遇到问题时，往往分析片面，只对问题点周边查找问题，不能系统性的发现问题的实质。
5、行业技术力量分散，各自为战，竞争激烈。缺乏技术及经验的汇集与传承，各类问题频繁、重复的出现，行业的技术水平提升缓慢，技术创新前进乏力。
6、工程公司追求眼前利益，领导层对技术缺乏重视，且公司经济条件不富裕，导致忧虑成本，不舍得在技术方面投入人力物力。
7、技术本身的价值非直观经济价值，带来的潜在经济价值往往容易被忽视或认识不到。这也是技术得不到重视的一个重要原因。大部分工程公司技术能力处于浅层次的技术水平，能够基本满足的工程建设需求，但有一定风险，容易出现设计缺陷。更深层次的技术能力，可减少风险，减少设计缺陷，减少重复投入人力物力，提升系统的合理性、稳定性，节省能耗，提升客户满意度。这些方面都是容易被忽视或重视眼前利益而认识不到的隐性价值。
8、部分冷库工程，工程公司自身以达到温度目标即视为合格，而客户在使用过程中，发现各种各样问题。这种带有先天缺陷的工程后续较难以改善，需要耗费较多人力物力，且责任往往都不愿承担，只能勉强维系使用。
二、冷库制冷系统设计常见问题
1、膨胀阀选型
膨胀阀选型是一个比较基础的技能，在制冷系统中，主要起着节流降压和调节流量的作用，同时它还有防止湿压缩和液击保护压缩机及异常过热的功能。选型时，要关注不同工况、条件下的制冷量，不能以名义工况制冷量来选。这是一个较简单的问题，但仍经常见到。
2、管道流速设计计算
低温螺杆机组制冷系统中，一般会采用经济器。在蒸发温度比较低的工况下，普通单级螺杆压缩机的效率降低，制冷量减小，排气温度较高，采用经济器补气循环，能改善单级螺杆压缩制冷循环的效率，提高供液过冷度，提高制冷量，降低压缩机排气温度。
在管道选型计算中，常常借助一些工具软件来计算，快捷省力。常用软件比如Solkane、Coolselector2等。在低温带经济器系统中，高压质量流量与低压质量流量不同，在计算低压管径的时候，需要以低压质量流量为基础。以比泽尔HSN8571-125型压缩机为例，低压质量流量为4187kg/h，高压质量流量为
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5388kg/h。计算低压管道时，较多人通过直接输入制冷量160.2kw的方式，而未修正供液的过冷度，来计算管径。此时计算所依据的质量流量仍为高压质量流量，计算的流速就与实际值产生了偏差，导致选择的管径偏大。在使用管道计算软件时，需要输入正确的过冷度，若冷凝温度取35℃，则过冷度为22.83℃，即可得到接近实际的低压质量流量，得出正确的结果。这是一个容易被遗漏忽视的问题。
3、制冷设备选型
部分较大项目，有较多末端，在制冷机组选型时，未考虑同期利用系数，仍以全部加起来的总制冷量来选制冷机组，存在优化的空间。
末端的蒸发器，因市场的繁杂，同型号也会存在不同的换热效率差异，及制冷量数据的虚标，导致部分冷库项目蒸发器选型偏小，实际投入使用后的换热温差，比设计的换热温差，增大好几度，增加了能耗及其他不利影响。
4、机组的控制及运行
大多数冷库项目机组的控制逻辑单一，目标仅为实现温度控制目标，控制逻辑、控制参数设置非最佳设置，压缩机启动频繁，部分甚至频繁启动短时工作又停机，这些都不利于设备的长期稳定健康节能运行。存在较大优化改进空间。需要认真负责、技术水平较高的工程师跟进优化，同时也需要工程公司的人力物力财力投入。这个问题往往被忽视，这部分的投入，往往被认为不必要或浪费。
5、热氟融霜及桶泵回油设计
热氟融霜及桶泵回油方式多样化，但需较完善的设计才能稳定良好的工作。部分冷库工程热氟融霜设计存在缺陷，存在道理上讲得通，但是数据理论上不成立的情况。例如因融霜或高压引射回油导致低压升高，影响制冷问题；或因管路设计及控制问题，融霜压差逐渐降低，影响热气流通或回液等问题。
6、系统方案设计
为了节省成本，采用少数量大压缩机的形式，而末端众多。在部分负荷或微小负荷状态下，大马拉小车，导致压缩机运行断断续续，若此时需热氟融霜则无效融霜。或采用热气旁通维持低压压力，长时间牺牲能耗维持运行。更优的处理方式是结合PLC编程控制的灵活性，设计与机组匹配的控制逻辑，联动末端与机组，从而实现系统运行的稳定与节能。
三、冷库制冷系统设计理念
1、冷库使用情况多样化，设备繁杂，也影响了冷库制冷系统设计理念，讲究符合理论、数据上模糊匹配可行、结合经验验证的方式来设计。
2、设计人员需要对系统内制冷剂的各种温度压力状态变化，及对应的影响，理解透彻，正确分析判断设计的合理性。
3、制冷系统负荷计算，通过多种不同方法验证，确保负荷计算的准确性。
4、以压差为动力，正确分析系统内工质的流向循环，尤其是热氟融霜时的工质循环，避免设计的管路错误、或压差不足等问题。
5、把工质的各种循环量、焓值等数据化，形成理论上的数据闭环，避免部分情况下看似合理，实际上数据模型不成立的情况。
6、制冷系统设计考量，优先顾及占用大部分时间的运行状态，并兼顾小部分时间下的运行状态。这样在大多数时间内，系统都是运行在较合理工况范围内。
7、考虑周全系统可能会遇到的各类运行状况（如小负荷状态、部分异常状态等），合理匹配设计及控制。对于数量较多、大小不一的末端的制冷系统，制冷机组本身难以良好适应部分运行状态，但是PLC可编程控制的灵活性比较大，通过控制手段，可以解决硬件兼顾不到的运行工况，能更好的保障机组及系统的稳定合理运行。
8、设计制冷系统满足使用要求的同时，兼顾系统的节能降耗，降低制冷剂的冲贮量等。
9、吸收别人的经验时，要注意分析论证，理解透彻。别人为什么这么做，原理是什么，有什么作用，解决了什么问题，规避了什么风险等。不能拿来主义，理解不足可能会导致只学了个样子，不合理或片面的应用。
10、完工交付使用的冷库工程，继续跟踪系统及设备的表现，分析数据，验证设计，为后续的设计优化改进、负荷参照等提供宝贵依据。运行数据是一笔宝贵的财富，多分析总结可以稳步提升设计匹配及解决问题的能力。
【总结】本文就冷库行业常见的问题、制冷系统设计常见的问题作简单的探讨，并分享了本人多年的设计经验理念，希望对同行及制冷系统设计人员有所帮助，也希望冷库行业可以健康发展，技术水平快速提高，工程项目质量精益求精。
论文作者:乔书中
论文发表刊物:《中国电业》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/5
标签：冷库论文; 制冷系统论文; 机组论文; 系统论文; 低压论文; 流量论文; 技术论文; 《中国电业》2019年第09期论文;