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| 小型冷库
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第一节食品的保鲜和冷藏
小型冷库是采用人工制冷的方法对需要冷冻冷藏物品进行贮存的冷冻冷藏设施。它由库体围护结构、制冷系统及其辅助设备、自动控制器件、空气传递系统等组成。小型冷库与中、大型冷库相比，具有灵活、简便、多样化的特点。按其结构形式可分为固定式和拼装活动式两种，按冷却方式可分为自然对流冷却式和强制通风冷却式两种。小型冷库在工矿企业、饭店、商用领域使用十分广泛。
动、植物食品的原料或由它们加工而成的产品，在一定的环境和存贮期内，一般都是比较新鲜的，营养价值也较高。但由于食品的性质和种类的不同，以及环境温度对食品化学成分的影响，食品的新鲜程度和营养价值会发生劣化，以致不能食用，这就需要采用冷却降温的方法，将食品低温贮存，从而抑制食品变质因素的作用，延长存贮时间和保持它新鲜程度，冷库对于食品的保鲜和冷藏具有非常重要实际意义。
一、低温防腐的基本原理
食品的主要化学成分可分为有机和无机物两类，属于有机的有蛋白质、糖类、脂肪、维生素、酶等；属于无机物的有水和矿物质。
蛋白质是一种复杂的高分子含氮物质，它由于多种氨基酸组合而成，各种蛋白质由于所含基酸的种类、数量不同，因而营养价值也不同、蛋白质在动物性食品中含量较多，在植物性食品中含量较少。在常温环境下，蛋白质在微生物的作用下会发生分解，产生氨、硫化氢等各种气味南文化人有毒的物质，这种现象称为腐败。
酶是一种特殊的蛋白质，是生物细胞所产生的一种有机催化剂。酶在食品中的含量很少，但它能加速各种生物化学反应，而本身不起变化，酶的作用强弱与温度有关，一般在30～50℃时酶的活性最强；而低于0℃或高于70～100℃时，酶的活性变弱或终止。
水分存在于一切食品中，但含量是不同的，食品中所含的水分应控制在适宜的范围内，如果水分蒸发过多，食品就会失去新鲜的外观，并减少重量，造成风干。但如果食品中含水量过多，则不容易贮存和保管。
在食品变质的过程中，微生物的繁殖是一个重要原因，微生物是一种在显微镜下才能观察到的细小的生物。由于自然界的任何地方均有微生物的存在，所以如果食品长期放置，就会因受到微生物的污染和侵袭而产生各种变化。
引起食物腐败变质的微生物主要有细菌、霉菌和酵母。微生物的生存、繁殖需要一定的环境条件，其中水分和温度是最终要的条件。各种微生物都能在超市的环境中快速滋生和繁殖。并且在适合温度下繁殖，生长速度最快。
酶的催化作用，微生物的生长、繁殖，都需要一定的温度和水分，如果降低温度和改变条件，酶和微生物就难以起到作用。降低温度可使酶的活性大大减弱，降低了生物化学反应的速度，也使酶的催化作用得到一定的抑制，特别是在固相的情况下，温度降低，化学反应的速度变得更加缓慢。另外，在低温的环境中，微生物的生命活动收到抑制，繁殖也停止了。如果把食品冻结起来，并保持在低温条件下贮藏，对生物来说，可以认为是破坏整个生命机能的一种特殊干燥过程，这样的食品就可以作较长时间的贮藏而不变质，这就是人们利用低温来贮藏和保鲜食品的基本原理。
二、食品的冷藏与冷冻
食品分为两大类：动物性食品和植物性食品。由于这两类食品具有不同的性质，其贮藏的方法也不同。另外，空气的温度和湿度条件也会对这两类食品的防腐保鲜带来一定的影响。
动物性食品是指无生命活动的有机体，因其生物体及构成它的细胞都已死亡，因此就不能控制体内引起食品变质的酶的作用，也不能抵抗引起食品腐败的微生物的侵入，如果把动物性食品进行冻结储藏，则酶和微生物的作用均能受到抑制和阻止，食品便能在较长的时间内保持新鲜度而不变质。一般来说，食品温度越低，贮藏时间就越长。
当纯水的温度降到0℃时就结冰，冰晶开始出现的温度被称为冻结点，0℃是水的冻结点，动物性食品内是含有水分的当温度降到一定程度时食品也会结冰。 但食品中的水分不是纯水，他是含有有机物和无机物的混合溶液，因此，一般食品产生冰晶的温度在0℃以下，所以，食品的冻结点随不同的种类而不同，如猪肉、牛肉在-0.6～-1.2℃，鱼肉在-0.6～-2.0℃。理论和实践都已证明，若要长时期地保鲜贮存动物性食品，必须将其贮存温度控制在食品的冻结点以下，工程实践中，常把这一过程称为食品的冷冻处理。
植物性食品是指仍有生命活动的有机体，如水果、蔬菜等。因此，植物性食品自身就具有控制体内酶的作用，并对引起腐败、发酵的外界微生物侵入有一定的抵抗能力。但是水果、蔬菜等植物性食品在采摘以后便脱离了与母体的尚明联系，不能再从其母提上获取维持生命活动所需要的营养成分和水分，只能不断的小行在生长过程中积累的物质，因而造成在贮藏过程中逐渐失去水分，质量和营养物质发生变化。因此，为了长期贮存植物性食品，保持它的色泽、风味和营养性，就必须控制它的生命活动强度，以维持或延长它的生命活动。
减弱植物性食品生命活动的主要方法是降低它的贮藏温度，从而可减缓它的呼吸能力，抑制其呼吸的释放。根据经验和理论，任何植物性食品都有其最佳的贮藏温度，一般多在0～10℃之间，在这一温度区域内，植物性食品就能够在一定的贮藏期内保持一定的新鲜度和营养成分。
和动物性食品一样，植物性食品也有它的冻结点，低温贮藏的温度不能过低，过低了会使食品达到冻结点而发生冻伤或死亡，从而降低了新鲜度和质量，甚至失去食用价值。因此，植物性食品的冷藏温度一般选择在接近冰点的温度范围内。如果在低温贮藏的同时，又能合理地调节贮藏空间的空气成分（如二氧化碳、氧气、和水分），使植物性食品的呼吸作用受到抑制，则贮藏效果更佳。
但是长期低温贮藏的食品，其质量也会有所降低，低温只能延缓和减弱食品的腐败作用，并不能完全阻止微生物和酶的破坏作用。食品贮藏过久，食品质量反而降低。因此，各类食品都规定有各自合理的冷藏冷冻期限。 图表
三、低温贮藏食品的工艺要求
低温贮藏食品的方法主要有两种，一种是冷冻处理后的贮存，一种是冷藏贮存。冷冻贮存的温度应低于食品的冻结点，一般为-15～-30℃。冷藏贮存的温度在0～10℃之间。
牲畜屠宰后不经过冷却过程，至直接送往冻结间进行冻结的过程，叫做冷冻过程。把冻结后的食品置于贮藏间存贮为冷冻贮藏。冷冻贮藏的空气温度由冻结后肉体的最终温度来决定，需要长期贮存的肉类，冷藏温度一般不高于-18℃，空气相对湿度保持在95%～98%以内。
为了能够叫续航时间地保持水果、蔬菜等植物性食品，一般都把果蔬放在冷库的高温冷藏间进行贮存。贮存时应对果蔬进行挑选和分类包装，并对不同种类的食品控制不同的贮藏温度。为了保持水分，防止干耗造成的营养散失，还要调节并控制冷藏库的相对湿度，一般要求在85%～90%左右。
目前，冷库的制冷系统有直接冷却和间接冷却两种基本形式，直接冷却系统靠冷库内装置的蒸发器盘管，直接使食品降温冷却，盘管内的制冷剂吸收热量气化后将食品热量带走；间接冷却系统是通过载冷剂（如水）做媒介，把食品的热量传递给制冷剂，这样可使冷冻冷藏食品与载冷剂进行热交换，远离制冷剂（如氨）。小型冷库多采用直接冷却方式。
第二节 小型冷库的结构与冷库负荷
冷库是制冷机房与冷却空间的总称。它为食品贮藏创造必要的温度和湿度条件，根据贮藏的食品种类和温度条件的不同，冷库可分为高温库和低温库。
（1）高温库 高温库内的温度一般控制在0℃左右，温度变化保持在0.5～1.0℃，房间内冷却设备为干式冷风机，用来冷藏禽蛋、水果、蔬菜等食品。
（2）低温库 一般要求库温在-18℃左右，温度波动控制在±1℃，相对湿度为95%～100%，冷却设备一般为顶排管或排管式蒸发器，拍管内制冷剂的蒸发温度为-23℃，用于长期贮存经过冰结后的食品，如肉、鱼等。
另外，对于需要长期贮存的新鲜的肉类，在进行冻结时，需预先进入冻结间进行速冻，冻结的温度在-23℃以下，小型冷库有的设置冻结间，但大部分不设冻结间，冻结间的冷却设备除顶排管、墙排管以外，还要配备冷风机。
小型冷库的库房或库体不同于一般建筑，除必要的冷藏、弓箭以外，还应设有过道、机房等。另外，冷库内要承受一定的载荷，并且温、湿度变化较大，长期处于低温环境。冷库内外的温差变化，会对冷库结构造成一定的影响，其破坏力比一般建筑要严重，目前小型冷库的结构形式有两种：土建式冷库和拼装式冷库。
一、 土建式冷库
这种冷库的平面布置形式如图7-1所示。一般情况下，冷库根据贮存食品的种类和温度要求不同，划分为冻结间、冷藏间（其中可分为高温冷藏间和低温冷藏间）、走廊、过道、和机房。 图
过道分为常温过道与低温过道，常温过道一般对外都是敞开的，可以直接与装运平台相接，温度接近常温，不设冷却排管。低温过道用门将冻结间与常温过道或外部空间隔断，防止高温气流侵入。低温过道均设有冷却排管，使过道空间的温度低于常温过道。
机房用于安放主要制冷设备及操作台灯设施，机房室温不得低于12℃，采光与通风条件要良好，机房应有足够的高度，并留出操作通道和维修空间，机房与库房内冷却设备的安装及连接应加隔热垫，凡穿过绝热层的构件应注意防止冷桥传热。
土建冷库的主要耗冷量来源于建筑维护结构的传热。因此，对于各冷间的地板、顶棚及墙体均应有保温防潮层，这对于降低冷库热负荷、保持库内温度的稳定具有重要作用。
冷库的地基要承受全部负荷，应具有较大的承载能力，地基应稳定，不受地下水和低温冻胀的影响。墙体的基础能均匀地承受冷库负荷，有足够抵抗外力的能力和良好的抗潮湿、防冻能力。
冷库外墙由围护墙体、防潮隔气层、隔热层和内保护层等组成。既要防止外界环境温度和太阳辐射热量的渗入，又要具有保湿防潮的性能。隔热层应有足够的厚度，较小的传热系数，使渗入冷库的热量符合冷库的设计要求，目前采用较多的是聚氨酯发泡材料或泡沫塑料夹心板。
屋顶由护面层、结构层、隔热层和防潮层等组成，它应满足防水、防火的要求，经久坚固、隔热保温。有的还设有通风玻璃窗，以便通风换气。
二、 拼装式活动冷库
拼装式活动冷库多为贮藏量在15t以下的小型冷库，也称为组装式冷库或移动移动式冷库。它具有板壁重量轻、强度高、结构紧凑、绝热防潮隔气效果好、安装迅速、拆装移动方便灵活、管理费用低等特点。
拼装式冷库是利用预制的组合保温绝热板块在现场拼装而成。预制板块由金属板或塑料板与高性能绝热材料构成。一般在金属的库板外表进行粉末静电喷涂处理，表面光亮美观、耐腐蚀、使用寿命长；保温板为导热系数低的高压发泡成形的硬质聚氨酯泡沫塑料，吸水率低、隔热性能好、耐腐蚀。用库板拼装组合时，可采用库容量一定的预制库板，及根据需要，用标准尺寸的板块在室内或防雨、防晒棚下，选一块地势高的坚实地基，根据图纸拼装；也可根据不同的环境、贮存量及贮存食品种类等要求组合成大小不同的活动冷库。
拼装式冷库配有成套制冷压缩机系统和电气控制装置，可自动开停制冷压缩机，自动控制温度，自动融霜等。风冷式的制冷机组不需水源。
图7-2为ZL系列拼装式冷库的结构图。这种冷库的制冷系统由半封闭式压缩机、风冷式冷凝机、膨胀阀、冷风机和自动控制装置等组成。
拼装式冷库的形式很多，有立式、卧式等各种形式。一般是按照厂家提供的预制库板的幅宽模数进行任意拼装，库板宽度为0.9m、1.0m、1.2m等，可在横跨6m以内，按库板宽度的倍数拼装库的长度，库的高度在6m以下。这种库板的长度超过6m以上，强度会减低，并出现变形。图7-3是立式和卧式拼装式冷库的外形图，库板之间采用闭锁钩盒连接或聚苯乙烯连接方式，如图7-4所示。库门采用电热防冻技术，门边有防潮发热线及磁性门封胶条，开门、关门灵活方便，且密封性能好。冷库的地板与其他库板一样，但内外金属板是镀锌板或不锈钢板，平均承重达29000kN/m2 。
三、 冷库负荷和容量的计算
计算冷库负荷的目的是根据其数值确定冷却设备的容量和选择制冷机组。制冷装置运行时的制冷量只有与冷库的总负荷相适应，冷库才能维持稳定的温度和相对湿度。
对于小型冷库，总负荷由以下四部分热量组成：围护结构传入的热量Q1，食品冷冻、冷藏的耗冷量Q2，通风换气热量Q3，经营操作热量Q4。
冷库的总负荷可根据下式进行计算：
Q=R(mQ1+Q2+Q3+nQ4)(kW)
式中 m＿Q1的修正值，生产旺季如在夏季m=1,当库温低于+5℃时，m=0.5，当库温低于0℃时，m=0.6，当库温低于-10℃时，m=0.8;
n＿操作系数，出入频繁的库房n=0.75；
R＿制冷装置管路等冷损耗系数，直接冷却系统R=1.07.
1、围护结构传入的热量Q1
（1）库内和库外空气存在温差，通过建筑维护结构渗入的热量可用下式计算：
Q1-1=∑KF(th-tn)(kW)
式中 K＿外墙到内隔墙两侧空气到空气的传热系数，kW/(m2.℃)
F＿围墙的计算面积,m2 ；
th＿库外环境空气温度，℃；
tn＿冷库温度，℃。
（2）太阳辐射传入的热量Q1-2，冷间外围壁因吸收太阳辐射热而渗入的热量由下式计算：
Q1-2=∑K0F0Δts(kW)
式中 K0＿外壁面到冷箭空气传热系数，kW/(m2•℃);
F0＿外围壁传热面积，m2；
Δts＿太阳辐射引起的当量温升，同围壁朝向、表面颜色和粗糙度有关，℃（可查阅附加当量温升表）。
2、食品冷冻、贮藏时的货物量Q2
用制冷装置冷却货物时，货物由于不断放出热量而温度下降、冻结或者需要回冷。对于不含液体成分的货物，制冷装置可连续将其冷却到工艺所需要的温度，继续冷却时，食品进入冻结过程，食品中的液态成分转变为固态形式，而后再继续冷却降温。
回冷过程是指冻结货物由于运输中受热，部分解冻融化，而用制冷装置再次冷却冻结它，使它回复原来的冻结状态。
（1）冷却过程的热量计算
Q2-1=mC(t1-t2)/3600*24(kW)
式中 m＿平均一昼夜最大进货量或最大生产量，kg；
C＿被冷却物质的比热容，KJ/(kg•℃);
t1,t2＿分别为冷却物质冷却前后的温度，℃。
（2）冻结过程热量计算
冻结过程的热量由三部分组成：货物从最初始温度t0冷却到它开始冻结的温度t；进一步冷却货物在等温度t下冻结，冻结后货物温度从t降到t2。计算公式如下：
Q2-2=m[C1(t0-t)+335dw+C2(t-t2)]/3600*24
或 Q2-2=m(h2-h1)/3600*24(kW)
式中 d＿货物中的含湿量，kg/kg;
W＿货物冷却到t2 时含湿量中的冻结率；
C1＿货物冻结前的比热容，kJ(kg•℃) ;
m＿平均一昼夜最大进货量，kg;
C2＿货物冻结后的比热容，kJ/(kg•℃);
h1, h2＿冷冻前后的货物质量比焓值，kJ/kg.
(3)回冷过程的热量计算
Q2-3=m[335d(W2-W1)+C2(t2-t1)]/3600*24(kW)
式中W2＿回冷后温度t2时货物含湿量中的冻结率；
W1＿回冷前温度t1时货物含湿量中的冻结率。
3、通风换气热量Q3
一些贮藏蔬菜、水果的冷间，需定时地用室外新鲜空气更换冷间内的空气，排除二氧化碳，维持冷间内空气含氧量，以保持蔬菜和水果的新鲜，进入冷间的室外空气被冷却到冷间空气参数所放出的热量称换气热。计算公式如下：
Q3=nVρ(hw-hn)/3600*24(kW)
式中 V＿冷间的净容积，m3:
n＿冷间每昼夜需要的换气次数，一般为3～6次；
ρ＿冷间内空气的密度，kg/m3：
hw＿室外空气的质量比焓值，kJ/kg:
hn＿冷间空气的质量比焓值，kJ/kg。
4、操作热量Q4
（1）人体热量Q4-1
Q4-1=0.125nq4-1*10-3(kW)
式中 q4-1＿每个人产生的热量，当库温高于或等于-0.5℃时为280W，当库温低于-5℃时为400W；
n＿同时操作人员数；
0.125＿工作系数，即假定工作人员在24h内平均有3h在冷库内工作。
（2）开门热量Q4-2 冷库开门时外界空气侵入，从而带进热量。计算公式为：
Q4-2=Fq4-2*10-3(kW)
式中 F＿冷库面积，m2；
q4-2＿1m2冷库面积的平均开门热量，见表7-3.
表7-3
此表的数值适用于层高3.6米。当层高更高时，其数值成比例地增加。
小型冷库的总负荷计算起来比较麻烦，一般利用1m2冷库
积的统计性综合标，可以作近似估算。
利用下式和表7-4可估出冷库负荷的近似值：
Q=qFF*10-3(kW)
式中 F＿冷库面积，m2；
qF＿冷库单位面积负荷综合指标值。
表 7-4
冷库的容量可按下式计算：
G=UmFH/1000(t)
式中 Um＿冷藏货物单位平均容重，kg/m3:
F＿库内有效堆货面积，m2:
H＿库房有效堆积高度，m。
各类冷冻食品的Um值如表7-5所示。
表7-5
库房的有效堆积面积是除去库内柱子、距墙或设备应留出的面积及走道面积以后的面积。
低温冷藏库的库容量计算公式与高温库相同。
第三节、小型冷库的制冷与电气控制系统
就冷库的制冷设备而言，有氨制冷系统和氟制冷系统，小型冷库基本上都采用氟制冷系统，制冷机组为半封闭式或全封闭式。
一、 氨制冷系统简述
氨制冷系统采用氨作为制冷剂，大多使用开启式压缩机及配套设备，适用于商业食品、工矿企业的食品低温冷藏，这种冷库配用直接蒸发式的冷却排管，具有结构简单、成本低、操作维护方便的特点。
系统主要由制冷压缩机、水冷冷凝器、贮液器、过滤器、节流阀、氨液分离器、蒸发器等组成，按顺序用无缝钢管连接起来，如图7-6所示。
氨液分离器5装在节流阀6与蒸发器4之间，安装高度应比蒸发器顶面高1m以上。液体经节流阀6节节流降压后流至氨液分离器5，由于高度差的作用流向蒸发器，供液的动力是重力，所以称重力供液。由于氨对铜材有腐蚀作用，氨制冷系统中的部件都选用钢材制作。压缩机机体为铸造件，主轴材料为球墨铸铁，活塞使用铝合金材料，吸、排气阀片用不锈钢制成，冷凝器用钢板弯成形，管束采用无缝钢管，封盖亦为铸造件，连接管道全部采用无缝钢管。
二、 氟制冷系统
氟制冷系统分为水冷冷凝机组合风冷冷凝机组。主要由制冷压缩机、风（水）冷冷凝器、贮液器、过滤器、干燥器、电磁阀、节流阀和蒸发器组成，如图7-7所示。系统连接管管径在22mm以下时用紫铜管，管径在25mm以上时用无缝钢管。
图7-7氟制冷系统流程图
小型冷库的氟里昂制冷系统多采用直接供液方式，制冷剂从冷凝器或贮液器中经膨胀阀节流后直接供给蒸发器或冷却排管。供液量是靠热力膨胀阀对冷却排管的过热度进行控制的。
蒸发器或冷却排管是冷却空气的装置，用于冷冻和冷藏降温，在空气强制性循环式的冷库中，它与风机及除霜装置一起构成冷风机。冷风机是一种冷却空气的设备，一般在氟制冷系统中以干式冷风机使用较为广泛。
冷藏库用氟里昂冷风机的新型产品有L型、D型、DL型等，L型系列冷风机用于0℃以上的冷藏库，可以贮藏水果、蔬菜、禽蛋等新鲜食品。D系列冷风机用于-15℃左右的低温库，可以贮存肉类、水产品等。D1系列的冷风机用于速冻库，最低温度可达-30℃。这几种冷风机均采用高翻双边翅片，低噪声高效风机，不锈钢电热融霜系统。不锈钢加热器端部用硬橡胶封结，安全可靠。冷风机的结构如图7-8所示。
三、制冷系统的融霜
小型冷库冷却排管的表面温度常低于空气的露点温度，当空气流过冷却排管表面时就会析出凝结水使盘管表面结霜，特别是冷藏水果、蔬菜时。由于困空气含湿量大，又需要定时补充一定量的室外空气进行换气，结霜更为严重。结霜将导致换热量降低，从而影响制冷效果。对于强制通风冷却系统，结霜还会使通风量降低，制冷量下降。根据冷库的具体条件极冷却方式，通常采用自然融霜、热气融霜和电热融霜等方式。
自然融霜方式是对冷却盘管实行常温的水冲霜或停机后使库温上升，依靠环境空气使其温度回升至3～5℃后，让霜层自然融化。这种融霜方式对一些库存量不多、冷冻贮藏要求不高的小型冷库比较适用。
热气融霜是把压缩机排出的制冷剂高温蒸气的一部分引入冷却排管，利用其放出的汽化潜热融化冷却排管表面的霜层。热气融霜一般用于具有两组或多组蒸发器的制冷系统中。
电热融霜是利用电加热器对冷却排管加热使霜层融化。它较热气融霜简单，操作也更为方便。它多用于强制冷却的冷库系统。电热融霜的控制方式有三种：一种是利用一个带点触点的时间定时器来控制融霜电加热器，它能按照具体的融霜要求，设定一定控制参数而自动控制每天融霜的次数和时间；第二种是利用一个压差继电器，检查空气冷却盘管结霜后造成的空气流动阻力，根据盘管前后的压差变化来关闭供液电磁阀，启动融霜电加热器，蒸发盘管即被加热而霜层融化，电热融霜时间一般由温控器控制；第三种是利用低压控制器启闭融霜电加热器，并由延时控制器控制融霜时间。
四、 小型冷库的电气控制
小型冷库的电源一般为380V、50Hz。最简单的电路是三相电动机的启动电路，有压力继电器和油压差继电器对制冷压缩机进行保护，温控器控制制冷系统的开停。控制电路如图7-9所示，从图中可以看出，温度控制器与电动机的交流接触器的线圈相串联，当总开关和手动开关闭合时，电流便通过温度控制器KT及KS、KP等触点把交流接触器的线圈接通而压缩机作制冷运行。当温度控制器的感温包受到库内低温环境的影响时，由于感温包内感温剂的压力变化使波纹管收缩而导致电触点脱离，于是交流接触器断开，压缩机即停止运行。当库内温度上升时，感温包内压力升高，导致电触点接通，压缩机又进行制冷运行。
第四节、小型冷库的机型选择、安装与维护调试
一、机型的选择和辅助设备
冷库负荷实际上就是冷贮食品时消耗的冷量。计算热负荷的目的在于根据它的数值确定冷却设备的容量并选择制冷机组。冷库的每个冷间热量，乘上一个安全系数K，就可得到冷间冷却设备的负荷：
QL=K∑Qj
式中 QL＿冷间冷却设备负荷，kW;
K＿安全系数，包括总负荷计算中的误差和一些，有考虑到的热量。一般取1.1～1.5；
7-9图
∑Qj＿每个冷间的热量之和，kW.
求得QL后，选定制冷剂并确定适当的蒸发温度（蒸发温度比库温低8～10℃），然后根据传热理论计算，即可确定所需冷却设备容量的大小。
冷却设备应根据食品冷藏的要求来选择。其基本要是：冷冻食品和冷却的冷藏库可采用墙盘管、顶盘管或冷风机，冻结食品的冷库应采用搁架式盘管或平板冻结器等冻结设备。另外，库房内要实现良好的气流组织，保证通风换气。使用冷风机的冷藏间应采用均匀送风，风速不宜大于0.3m/s，换气次数每日不少于2～3次，宜采用机械通风，其新鲜空气应先作冷却处理，新风口与排风口应留有一定的距离。
冷藏库主要按温度、库容量、速冻、冷冻、冷藏等要求对制冷机组进行选择。小型冷库的设计选型要经过复杂的热量计算和制冷量计算，最后才能确定。实际操作中，也可参照表7-6进行选择。
表7-6
二．小型冷库的安装
小型冷库是由制冷设备和库体建筑两部分构成的，在安装中也包括对这两部分的安装操作要求。拼装式冷库的库体在安装中一般由制造厂家专人负责，并严格操作规程安装。尽管如此，但对用户的地基、基础和环境条件仍有一定的要求，这一点基本上和土建冷库的要求一致。由于冷库是一种在特定温度和相对湿度下贮藏食品的专用建筑物，所以不仅仅要考虑它的库容量，还要考虑它整体结构的隔热性、密封性、坚固性和抗冻性。
1、机组的安装
压缩冷凝机组与蒸发器组距离要尽量靠近，以减少管道中压力和温度的损失，并使冷凝机组远离热源。机房的环境温度一般不超过35℃，不低于10℃。机房应宽敞，空气要流通，机组的周围应有足够的供管理人员操作的位置，至少不少于1m。压缩冷凝机组应保持清洁，严禁露天安装。机组在安装前，一般只进行外观的清洗或检查，不准拆卸机器的零部件。制冷设备的基础要有足够的强度，通常基础质量是压缩冷凝机组质量的2～5倍，为了减少振动和噪声，在机座与基础之间应加设减振装置，如橡胶减振垫、弹簧等。
2、蒸发器的安装
蒸发器有冷风机和冷却排管两种。冷风机要水平安装，风扇与电动机旋转时振动和噪声要小，安装位置要考虑使气流流动合理，如气流应前出后回。安装位置应距回风 墙250mm以上，以减少回风阻力。出风气流要照顾到每个角落，温度要趋于均匀。冷却排管式蒸发器分顶排、墙排、搁架排等。安装顶排管要与冷库屋顶平行，距屋顶约300mm左右，安装墙排管要与库墙面平行，距墙面约150mm。
3、冷凝器安装
冷凝器安装时要进行18MPa压力的气密试验。冷凝器出液管应向贮液器倾斜，坡度1/1000。蒸发器安装前也要进行气密试验，可用16MPa的氮气试压。蒸发器的冷却排管底座与基础面之间应加50～100mm厚的绝热硬木垫，并涂沥青防腐。
4、制冷管道的安装
制冷设备的各大部件安装就绪后，开始连接其间的管道。管道的连接方式一般有焊接、螺纹连接和法兰连接。除安装与检修必须用螺纹连接或法兰连接的地方外，尽量采用焊接。螺纹连接时，螺纹上应涂铅油或聚四氟乙烯密封带；法兰连接时，法兰结合面应做出凹凸止口，并在止口内加入1～3mm厚、两面涂有铅油的中压石棉板垫。
制冷压缩机排气管到油分离器的水平段向油分离器方向倾斜0.3%～0.5%；冷凝器出液管到高压贮液器水平段向高压贮液器方向倾斜1.5%～1.0%；蒸发器回气管水平段向压缩机方向倾斜0.1%～0.3%。管子的连接弯曲半径要大，并应考虑管子的热胀冷缩，因此当低压管长超过100m、高压管长超过50m时，应在管路的适当位置加伸缩头。墙管支撑座应加绝热硬木垫，墙管应离开墙壁150m以上，顶棚管应离开顶棚300mm以上。
（1）管道材料的选择 对于氟系统小型设备，连接管径小于ø22mm时全部采用紫铜管，大于ø25mm时，全部采用10号无缝钢管。氨系统连接管一般均采用10号无缝钢管。冷凝器的冷却水系统采用镀锌管，同一台制冷设备连接管的管径不同，制冷设备中气管比液管粗，吸气管比排气粗。安装时应按机组说明书选配管径。
（2）排气管的连接 从压缩机抛弃截止阀到冷凝器的管道为排气管。排气管的上升立管应装在油分离器后，保证在低负荷下带不走的油或停机后冷凝的液体制冷剂只能回到油分离器，以防止“湿冲程”事故。水平管段应顺制冷剂流动方向向下倾斜，防止停机后排气管内的油和气体制冷剂冷凝成液体返回压缩机，避免压缩机再次启动时出现“湿冲程”事故。当冷凝器位置高于压缩机的高度2.5～3m时，排气管应设U形弯头。高度差超过3m 时，立管部分要安装止逆阀，以防再次启动时出现“湿冲程”事故。
（3）输液管的连接 从冷凝器到膨胀阀的管道称为输液管。氟系统输液管道中装有过滤器、电磁阀等部件，刘松阻力大，可引起制冷剂液体在管道中产生闪发气体（液化气体），从而使制冷量下降。连接时膨胀阀至蒸发器的连接管要尽可能地短，并包扎良好的绝热层，以减少冷量损失。氨系统贮液器管路经过滤器至氨液分离器，流速控制在0.5～1.25m/s，压力不应大于0.02Mpa。冷凝器与贮液器应有高度差，制冷剂靠重力流入贮液器，进液管流速应低于0.5m/s。
（4）吸气管的连接 慈宁宫蒸发器末端至压缩机低压截止阀的管道称吸气管或回气管。吸气管的压力降将影响制冷设备的产冷量。因此，氟系统回气管的压力降，应不超过与饱和蒸发温度相差1℃时所对应的压力降。
（5）冷却水管道的连接 冷却水管道采用镀锌管，供水压力应不低于0.127Mpa，进出水管应装有水截止阀，以便于维修。进出水管管径应大于或等于冷凝器进出水接管的管径，以保证有充分的冷却水量。冷凝器进水口在下部，出水口在上部，注意不要接反，以免影响冷凝效果。
5.电气线路的敷设
机组电动机应专线供电，并尽可能装置指示电压电流的仪表。要按控制线路图的要求接通电源、安全及自动控制器，在正式运转前，应对电动机作通路运转和安全控制装置的释放试验。
调试时要按照制冷机及全套冷却设备的要求进行，注意观察压力和温升的变化情况，试车时间必须超过24h，试车后应将干燥过滤器内的吸附剂干燥更换。
三、 小型冷库的维修与调试
1、 补充制冷剂
小型冷库的制冷系统一般采用氟里昂蒸汽压缩式冷凝机组，密封严格的系统和设备以及连接管道不应有泄漏，可长期进行制冷运转。但有的开启式压缩机和半封闭压缩机采用螺纹紧固封盖密封，蒸发器的接头采用法兰密封，而氟里昂又极易在螺纹连接处或铸件材料的砂眼、疏松部位渗漏， 运行中难以避免制冷剂的遗失。这时，采用充压检漏有时很难查找到具体的泄露点。因此，在小型冷库的日常维护和检修中，有时需要对制冷系统补充制冷剂。
在补充制冷剂之前，首先要确认系统有无泄漏，可在不排除系统内制冷剂的状态下，用电子检漏仪或肥皂水进行检漏，要仔细查找每一个螺丝连接处和密封盖、法兰连接口以及焊口。在排除有明显渗漏的情况下，可决定不对系统抽真空，仅补充制冷剂。
对于较小的开启式压缩机制冷系统，可利用压缩机低压吸气阀的旁通口添加制冷剂蒸气对于带有贮液器的小型装置，可在贮液器的进液旁通阀处补充液态制冷剂。对系统配置条件有一定的要求，但比较快捷。一般在维修中经常前者。
低压补充制冷剂蒸气的方法是：首先在停机状态下倒足压缩机的吸气阀杆，旋下旁通阀的锥状堵丝，然后把带有检修压力表的输气管接上旁通阀，用钢瓶中的制冷剂将输气管中的空气排出，将制冷剂钢瓶直立。确认连接正确且没有泄露之后，顺时针旋进打开低压阀，启动压缩机进行正常的制冷运行。这时观察高压压力值和旁通连接管上的低压压力指示只，如缺少制冷剂可看到高、低压压力值均偏低，运行20～30min后，压力趋于稳定，此时可打开加气检修阀手轮，让钢瓶中的制冷剂蒸气被压缩机吸入，同时观察低压压力指针，如钢瓶内的制冷剂压力与压缩机的吸气压力平衡，且钢瓶内的制冷剂蒸气越来越少时，可将钢瓶置于40℃左右的温水中，使其加速蒸发。在不断地充注制冷剂蒸气的同时，观察蒸发器的结霜情况、温度指示值以及系统各部件表面的温度。当压力值及运行状况符合要求后，即可停止充注。停止充注时先要逆时针将低压阀阀杆倒足，旋下连接输气管，然后在旁通孔上接上原部件（一般解压力表或高、低压继电器）。
对于设有贮液器的装置，可多充一些制冷剂。有的制冷设备，在贮液器之后、电磁阀之前的官道上，或是过滤器的壳体上，专门安装一个充注制冷剂的三通截止阀，在阀嘴上可充注液态制冷剂。
2.补充润滑油
正常运行中的制冷装置，一般不会缺少润滑油。正确的蒸发器设计及管道的合理安装，可以使润滑油和制冷剂蒸气一起回流至压缩机曲轴箱。只有在新安装的系统，其装置中的各部件会缺乏一定量的润滑油贮备，或检修后的制冷装置，可能会出现压缩机润滑油不足的现象。开启式氟里昂制冷压缩机充注冷冻油一般有三种方法：从曲轴箱下部加入；从加油孔中加入；从稀奇截止阀的旁通孔加入。常用的方法是从吸气截止阀的旁通孔加注润滑油，具体操作如下：
关闭稀奇截止阀的多用通道，启动压缩机运转几分钟，将曲轴箱中的制冷剂排入冷凝器中，然后关闭高压截止阀，使曲轴箱内呈真空状态。停机后旋下（排气）高压截止阀上的旁通孔堵塞，放出高压腔内气体。旋下吸气截止阀上旁通孔堵塞，并接上锥形接头，接头上连接软管或紫铜管，把管子的另一端插入润滑油杯或其他容器中。启动压缩机运转片刻停机，将管道中和曲轴箱内残存的蒸气从高压截止阀的旁通孔排出。继续开启压缩机，润滑油在大气压的作用下吸入输油管路，进入曲轴箱。观察曲轴箱视油镜，当油面高度达到视油镜中线时，停止充注。拆下锥形接头，旋上堵塞并拧紧。启动压缩机，排出曲轴箱内混入的空气后旋紧高压截止阀的堵塞。最后开启吸、排气截止阀。
3.小型冷库设备调试
冷库设备调试主要是调节膨胀阀的开启度，控制制冷剂供给蒸发器的流量。调节稳定后，使冷库的温度在设定的范围内波动。
氟制冷系统运行一段时间，库温下降至温控器调定温度时，压缩机将停转，当库温上升后，温控器又接通压缩机电路，继续制冷运行。对于膨胀阀开启度的调试要与库温要求以及制冷设备的制冷量相结合，并综合多种因素进行调试。
例如：一座小型冷库，制冷剂为R12，要求保持库温-10℃，调试时冷凝器冷却水温度为+30℃，调试方法如下：
启动压缩机，在初始阶段库内温度比较高，将膨胀阀的开启度加大，待蒸发器出口处开始结霜后，再加大1/4圈开始度。运行一段时间后，把低压压力表的压力值调整到0.1MPa左右，所对应的蒸发温度为-11℃左右。在这段运行时间里，要注意观察低压表的变化，随着库温的逐步下降，低压压力也随着逐步下降。在调节过程中，每一次的调整量不宜过大，每调1/8～1/4圈后要运行一段时间，压力和温度慢慢下降的同时，回气管结霜状况也有变化。运行相对比较稳定后，在调膨胀阀，调至霜层结到压缩机的吸气口为止。要注意不能使霜层结到压缩机机体上。如此反复调整，使库温下降至-10℃，低压压力表指向0.051Mpa（蒸发温度为-20℃）。
在调整过程中要时刻注意高压表的数值变化。按照冷凝温度与冷却水温度之间的关系，在冷却水为+30℃的情况下，合理的冷凝温度应比+30℃高5～9℃左右，相应的冷凝压力为0.784MPa左右。若高压能稳定在0.78Mpa上下，同时蒸发器结霜均匀，吸气温度在-5～0℃，热交换器能保持在15℃的过热度最为理想。如果无温度计，检查结霜情况时，当霜层结到吸气口处则认为是理想的。在整个运行过程中，由于热力膨胀的作用，压缩机回气管会出现化霜、结霜、化霜的反应变化，这是正常状况。
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