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大型冷库建造对制冷系统的选择!

发布作者:xiangning     阅读次数:179    发布时间:2021-11-19 14:25:21    文章来源:上海享宁制冷
  冷库是整个冷链的核心节点,起到储藏、转运的功能。据商务部的统计数据,2019年中国冷库总量达到6053万吨,同比增长15.56%。国内冷链物流的建设进入到一个高峰期,物流冷库也逐渐向大型化、立体化、规模化方向发展。
 
  与此同时,冷库仓储行业也面临着新的挑战。冷库的主要耗能来自制冷系统,如何节省这部分的能耗?这对大型冷库建造来说尤为重要。土地成本高,如果建设高货架仓储冷库,在冷库的设计上又有哪些注意点?
 
  上海享宁制冷参与建设的多个大型冷库安装为例,最高的冷库其高度已经达到了45米,如长沙红星全球国际农批市场的智慧冷库
大型冷库建造
大型冷库建造
 
  这些大型的高架冷库多采用了不用风管的气流分配方式:冷空气下沉到地面,先像“冷湖”一样扩散;然后在热力学运动的作用下,气流上升至天花板;接着,从天花板下方回到冷风机。这种类型的设计,节省了风管的初始投资,最大化了冷库的存储面积,特别适合移动式的货架。
 
  在冷库设计中,面对如此庞大的仓储空间,要达到预想的设计要求,还需要考虑诸多的问题,例如:
 
  1.这种气流设计有什么合理之处?又有什么局限?
 
  2.对于各种不同类型的冷库,哪一种冷风机最为适合?
 
  3.使用没有风管的气流分配,大型冷库里的温度分配能达到什么效果?
 
  4.使用这些技术能在多大程度上实现节能的目的?
 
  5.是否可以用计算机仿真来计算一下气流和温度?
 
  本文将结合不同类型冷库中冷风机的设计,分析上述部分问题。
大型冷库建造
大型冷库建造
 
  设计1:吊顶式水平出风冷风机
 
  这是一种常见的经济型设计。对于小型冷库来说,是一种非常理想的选择。然而,对于大型冷库来说,该方案存在较多局限。
 
  ▲吊顶式水平出风冷风机
 
  该设计需要采用大功率的高速风扇,风扇吹出的气流射程必须和冷库的长度相当,才能充分覆盖冷库内的货品。对冷库的建筑设计也有要求,天花板上不允许安装任何阻碍气流流通的桁架以及照明装置。货架和天花板之间,还需要留出一定高度作为送风空间,这会限制冷库内货品的堆叠高度。
 
  设计2:落地式冷风机+风管
 
  当冷库的室内环境条件不佳时,使用落地式冷风机接风管的设计,风管会将冷空气输送到需要的地方,在冷库内实现良好的气流分配。
 
  ▲落地式冷风机+风管
 
  和设计1的缺陷类似,落地式冷风机必须安装在冷库内,这会占用存储货柜的空间。风管也会占用冷藏空间,这将进一步减少冷库的存储空间。此外,接风管的冷风机,其风扇需要对抗外部静压,所以相较于设计1而言,本设计中的风扇需要的驱动功率更大,系统的能耗会增加,最终增加冷库的运营成本。
 
  设计3:保温冷风机+风管
 
  继承了设计2的优点,当冷库室内环境条件不佳时,设计3也能给冷库提供良好的气流分配。此外,冷风机被安装在冷库外部,这将腾出更多的冷藏空间,还方便了冷风机的维护工作。这种设计的冷风机融霜性能也很好。
 
  ▲保温冷风机+风管
 
  设计3的局限与设计2相同,风管系统会占用冷藏空间,并带来外部静压,风扇需要更大的驱动功率,系统的能耗将增加。
 
  设计4:保温冷风机
 
  和设计3不同,采用这种设计的冷风机,空气将从上方进入,从下方吹出。冷风机无需接风管,故可以采用无外部压力的轴流式风扇。该设计基于空气“冷湖”原理来分配气流,在冷库内进行空气对流循环:冷库的墙壁和货品将加热冷空气,冷空气受热后上升至冷库顶部,透过天花板下方的间隙,返回至冷风机。气流在储物下方流动,在货品间上升,对可移动货架的冷却来说,这是绝佳的空气循环。冷风机安装在冷库外,除霜性能好,设备的维护也很方便。
 
  不接风管的设计,一个显著优势是降低投资成本。冷风机不需要克服风管带来的空气阻力,风扇的驱动功率也无需增加,就不会增加额外的运营成本。此外,货品的堆叠高度也增加了,扩大了冷库的冷藏空间。
 
  ▲保温冷风机
 
  该设计同样有着一定的局限性和要求。首先,必须为货架和外墙间的垂直空气循环预留空间。此外,还必须为冷风机的送风-在冷风机的前方和下方,提供一定的距离间隔。采用设计4的冷库,其长度与高度的最大建议比例约为3:1。
 
  设计5:货仓式冷风机
 
  和设计4一样,货仓式冷风机也不需要接风管。像“冷湖”一样,冷空气先在地面扩散;受热后的空气对流上升,穿过货品堆栈上升至房间顶部,然后回到冷风机。采用该设计的冷库,拥有无风管冷库的所有经济优势。这种设计对冷风机的气流射程没有要求,故风扇可以低速工作。货品的堆叠高度也较高,提高了冷库的空间利用率。
 
  ▲货仓式冷风机
 
  设计5的局限性与设计4类似,必须为货架系统和外墙间的垂直空气循环提供一定的自由空间,冷风机的前方和下方,也需有一定的距离间隔,冷库的长度与高度的最大建议比例约为3:1。与此同时,这种设计还需要为冷风机提供操作平台。当冷库的高度较低时,在冷风机下会感受到气流。
 
  设计6:屋顶式冷风机
 
  在屋顶式冷风机的设计中,冷风机将被安装在储物空间外的屋顶上,这将提高冷库的空间利用率。这种设计方便了冷风机的维护,维护人员无需进入冷藏库就能完成维护工作。管道与阀门都分布在屋顶上,如果要更换冷风机,无需改变冷库建筑物的结构,这对于冷库的扩建将非常方便。
 
  ▲屋顶式冷风机
 
  该设计中,为了防止气流循环的短路,会用到短风管系统。这就需要该设计中采用的风扇能够承受风管系统带来的约65Pa的外部静压。
 
  冷库的规模正变得越来越庞大。投资成本和运营成本是冷库实现经济效益的关键,不接风管的设计将降低投资成本,而低驱动功率的风扇将降低运营能耗成本。
 
  每个冷库都需要采用优秀的设计。温度和气流在冷库中是如何分配的?计算机仿真的结果如何?
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