第十三章 制冷和冷库
第一节 制冷概述 一、制冷的意义 人工机械制冷发明以来，不过百年，但发展迅速，已为各方面所采用。初期主要是制冰。逐渐推广至冷藏，冷藏运输及食品速冻、冻藏等。目前我国冷库的总容量比解放初期增加了几百倍。在制冷机制造方面发展也很快。如活塞式制冷压缩机，不但能在全国各主要城市普遍制造，而且向着多气缸、短行程、高转速、高效率方面发展。
冷冻在食品工业的应用是相当广泛的，它的作用是作为食品加工的手段和防止食品腐败。冷冻贮藏食品，能延长食品保存期限，减少食品损耗，以及加工冷冻食品等。 食品保藏方法主要有罐藏、冷藏、干藏、化学保藏等。
其中冷冻保藏具有以下几种优点： (1)较好地保持食品原有的色、香、味，营养价值。冷冻保藏较长时间后，食品无显著的坐化。 (2)增加易腐食品的供应时间，解决季节性生产与常年消费之间的矛盾。特别是速冻方便食品，深受消费者的欢迎。 (3)使用冷藏运输，长途输送易腐食品，保证质量良好。使产区和销区或加工工厂有机地联系起来。 (4)利用冷藏运输和冷藏库，可延长食品厂(如罐头厂等)的加工季节，解决淡、旺季之间的矛盾。
我国肉类、水产的速冻，早已成为一个工业门类，如肉类、水产联合加工厂等。果蔬的速冻在很多工厂已大批生产，正在逐步形成工业。 罐头厂，乳品厂，蛋品厂，糖果冷饮厂等食品工厂，几乎都有冷冻机房及冷藏库的设置。
二、人工制冷的方法 人工制冷技术系采用下列物理过程实现的。 1、融解 固体吸热后变为液体，如1Kg冰变成水，可吸收334.94KJ热量。 2、升华 固体吸热后直接变为气体叫升华。如固体二氧化碳即“干冰”在一个大气压下的升华温度为－78.5℃，每Kg干冰变为气体时，约需吸收573.59KJ热量。
3、沸腾(蒸发) 液体受热达到沸点之后，即沸腾蒸发吸热，这时液体逐渐变成气体。制冷中应用最广的是氨和氟利昂—12。 氨在1大气压下，沸点为－33.4℃，此时，每1公斤氨液沸腾，完全变成气体，需要吸收1368.46KJ热量。 氟利昂—l2在1大气压下，沸点为－29.8℃，此时，每1公斤液态氟利昂—12沸腾，完全变成气体，需要吸收167.35KJ热量。
三、压缩制冷原理 热量总是从高温物体传向低温物体。要迫使热量由低温物体(即被冷却物体)传向温度较高的周围介质，必须在中间有一个耗能的补偿过程才能实现。压缩式制冷是通过电动机和压缩机做功来补偿；吸收式制冷是通过热能为动力，利用溶液的某些特性进行工作循环完成的；蒸汽喷射式制冷是利用具有一定压力的蒸汽的喷射吸引和扩散实现对工质进行做功补偿的；热电式制冷是利用直流电流通过半导体时产生热电效应补偿的。生产应用最多的是压缩式制冷系统。
压缩式制冷的工作过程主要有压缩、冷凝、膨胀和蒸发四个阶段，如图所示。 系统中循环的介质为制冷剂。压缩机吸收蒸发器中的饱和蒸汽压缩成高温高压的过热蒸汽，在冷凝器中被吸出热量，冷凝成高压液体，液态制冷剂经膨胀阀后压力和温度降低，低温低压的液态制冷剂进入蒸发器后，吸收被冷却物体或周围介质的热量汽化为低压气体。低压制冷剂气体又进入压缩机，形成一个反复循环过程。在此循环过程中，制冷剂从气态变为液态，向周围介质放出热量，又从液体变成气态，从被冷却物体吸收热量，达到制冷的目的。
目前国内多采用氨压缩制冷循环。 按压缩次数可分为 单级压缩制冷循环和双级压缩制冷循环两种。
1、氨压缩制冷循环原理 氨液在1大气压下，吸热气化后，其低压低温蒸汽必须设法回复到液体状态，才能继续进行制冷。这就需要通过压缩机和冷凝器来完成。氨制冷循环原理见图。
氨的低压低温蒸汽，在压缩机内压缩成高压高温的过热蒸汽为等熵过程。如图中1——>2所示。氨的高压高温过热蒸汽，其温度高于环境介质(水或空气)的温度，其压力使氨蒸汽能在常温下冷凝成液体状态。因而排至冷凝器时，经冷却、冷凝成高压的氨液，把热量传给冷却水为等压过程，如图中2——>3所示。高压液体通过膨胀阀时，因节流而降压，在压力降低的同时，氨液因沸腾蒸发吸热，而使其本身的温度也相应下降(只要降压足够，就可使其温度降低到所需要的低温)为等焓过程，如图中3——>4所示。把这种低压低温的氨液引入蒸发器，蒸发吸热，发生冷效应，使周围空气及物料温度下降为等压等温过程，如图中4——>l所示。从蒸发器出来的低压低温蒸汽重新进入压缩机，这样就完成了—次制冷循环。
2、单级压缩制冷循环原理 氨的低压蒸汽，在气缸内压缩成高压的过热蒸汽(等熵过程，图中1——2)。经油分离器进入冷凝器冷却、冷凝成氨液，把热量传给水(等压过程2——3)。高压氨液从贮氨器经调节站，通过膨胀阀节流降压(等焓过程3——4)。在氨液分离器分离后，氨液进入冷排(蒸发器)，发生冷效应(等压等温过程4——1)使冷库内的空气及物料温度下降。从蒸发器出来的低温低压蒸汽，经过氨液分离器分离后，再进入压缩机压缩。
制冷机——是实现反卡诺循环的机件，总称为制冷机(冷冻机)、实际上是指为实现制冷循环必需连在一起的许多机件。制冷机是习惯用语，综合了压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等等机件。为了提高制冷机效率以及保证制冷系统安全稳定等目的，一般还都设置了油分离器、空气分离器、贮氨器、氟液分离器等附属设备。
3、双级压缩制冷循环原理 有时生产上要求压缩机要在高压端压力(冷凝压力)对低压端压力(蒸发压力)比值很高时工作。单级压缩，压缩终温很高，会引起运行困难。如须用高着火点的润滑油，且润滑油的粘度随着温度上升而降低，被高温氨气带出的润滑油也较多，同时高温下润滑油与氨都会引起慢性分解。还会引起气缸热变形等。若采用双级压缩制冷，能改善这些不利因素。
双级氨压缩制冷循环，是指来自蒸发器的氨蒸汽要经两次压缩后，才进入冷凝器。在两次压缩中间过程设置中间冷却器，用中压氨液的蒸发吸热来冷却第一次压缩的过热蒸汽。 双级压缩制冷循环有以下特点： (1)压缩机的压缩比和排气温度降低，气缸容积效率提高，且润滑良好。 (2)消耗于压缩机的功减少。如蒸发温度为 -30度，冷凝温度为30度，采用氨中间冷却的双级压缩，可较采用单级压缩制冷系统省功近l0%。 （3）设备投资较大，操作较复杂。 一般当压缩比 ＞8时，采用双级压缩较为经济合理。
四、制冷剂和载冷剂 制冷剂——在直接蒸发式制冷系统中循环，通过其本身的状态变化，来传递热量的工质称为制冷剂(冷冻剂)。 载冷剂——在间接蒸发式制冷系统中起传递冷效应的介质称为载冷剂(冷媒)。载，冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却，然后再去冷却物料或冷藏库。 一般以氨、氟利昂—12等循环于制冷系统中担负传热使命的工质称为制冷剂。以氯化钠盐水、氯化钙盐水、冰、冰盐等称为载冷剂。
对制冷剂的要求： （一）热力学上的要求。易于蒸发和液化，制冷剂的沸腾温度、凝固温度要低，冷凝压力不宜过高。单位产冷量大，制冷剂的蒸发潜热大，蒸汽容积小。导热系数和散热系数大，以提高热交换器的传热效率。 （二）物理化学上的要求。制冷剂对金属不应有腐蚀作用。比重和粘度要小，使制冷剂在循环流动时阻力小。化学性质稳定，不燃烧，在压缩机所产生的高压高温下不分解，制冷剂与润滑油应当不起化学作用。 （三） 生理学上的要求。制冷剂要无毒、无害。 （四）经济上的要求。制冷剂应易于购得，价格低廉。
1、常用制冷剂 常用制冷剂主要有氨、氟利昂（12或22等）以及液态的氮、二氧化碳等。 （1）氨(NH3) 具有良好的热力学性质，在工业中被广泛采用。氨在1个大气压下的蒸发温度为－33.4℃，液体的密度为681.8Kg/m3。在通常的工作条件下，蒸发器中的压力高于l大气压，可防止空气渗入制冷系统中。夏季水温较高时，其冷凝压力仍不致超过15大气压，通常在9～14大气压之间。
氨的气化潜热大，单位容积产冷量比较大，因而可以缩小压缩机和其他设备的尺寸。 氨几乎不溶于油中，但其吸水性强，可以避免在系统中形成冰塞。工业用氨所含的水分不得超过0.2% 。 氨对于黑色金属(钢铁)不腐蚀。若氨中含有水分时，则对铜及铜合金具有强烈的氧化作用。因此氨制冷机及其管道不能使用钢及铜合金。但氨对青铜和磷铜腐蚀性较小，故压缩机的活塞环或轴瓦等部件，有时也有使用这些材料。
氨有一种强烈的特殊臭气，对人体有害，空气中按容积含有1% 以上氨时，就可能发生中毒事故。氨为可燃物，若空气中含有容积13. 1～26 氨有一种强烈的特殊臭气，对人体有害，空气中按容积含有1% 以上氨时，就可能发生中毒事故。氨为可燃物，若空气中含有容积13.1～26.8% 的氨时，遇火焰即有爆炸的危险。为减少氨对空气的污染，有些国家对氨已加以限制。 由于氨易购、价低，目前在我国制冷业应用比较广泛。
（2）氟利昂—12(CF2Cl2) 是一种对人体生理危害性最小的制冷剂。无色、无臭、不燃烧、无爆炸性。在535℃下，尚不分解，唯与水或氧气混合时，再加热分解成对人有害的毒气——光气。氟利昂—12在没有水分时，对铜、钢、镀锌铁、铅、锡等金属无腐蚀性。
在1大气压下，氟利昂—12的沸点为－29.8℃，液体的密度为1486Kg/m3。在一般工作条件下，冷凝器中的压力不会超过11大气压。氟利昂—12极易溶解于油中，使油的粘度降低，为保证润滑可靠，必须用粘度较高的润滑油。氟利昂—12与水不化合，故在氟利昂—12制冷机中，如有水存在会引起膨胀阀冰塞。氟利昂—12的含水量不得超过0.0025%。氟利昂—12的渗透能力很强，能透过极细的缝隙，因无臭味，渗漏不易发现。
氟利昂—12单位容积产冷量较小。因此，氟利昂—12压缩机的尺寸较相同产量的氨压缩机为大。氟利昂—12的比重大，循环时阻力大，要减小这种阻力，须降低制冷机中制冷剂的流动速度，通过加大其流通断面(如加大管径等)来达到。
（3）氟利昂—22(CHF2CL) 在1大气压下，其蒸发温度为－40.8℃，具有蒸发温度低，冷凝压力低，操作安全(不会爆炸)，无臭、无毒、易于自动化等优点。氟利昂—22的溶水性大于氟利昂—l2，工作时发生冰塞现象较少。 氟利昂—22，目前在我国应用于中、小型，自动化程度较高的制冷系统中，大型冷库(万吨库)也有采用。
2、载冷剂 常用的载冷剂是氯化钠、氯化钙盐水，其冷却系统见图。盐水在制冷机蒸发器中，将热量传送给制冷剂而被冷却，由盐水泵送到冷库中，吸收热量。受热后的盐水返回蒸发器循环使用。乳品厂冷却牛乳的冷排中，一般都用盐水，以防氨的渗漏而使牛乳有异味。制冰及棒冰多用盐水冷却，将盛有水或棒冰料液的金属模桶，放在低温(-10℃以下)盐水中，很快就冻结成冰。
食品上，有时用冷水、冰或冰盐来进行冷却或保藏食品。用冰冷却只能达到零度，如果要将物料降低到0℃ 以下，则可采用冰盐混合物，冰中加盐后，其混合物的融点要降低。 空气或水是最便宜和容易获得的载冷剂。空气的缺点是热容量大小。水的热容量虽大，但水的凝固点高，只能在0℃以上使用。在0℃以下，都采用盐水作为载冷剂。
工业上一般都采用氯化钠(NaCl)，氯化钙(CaCl2)，氯化镁 (MgCl2) 等调制盐水。氯化钠盐水共晶点为－21 工业上一般都采用氯化钠(NaCl)，氯化钙(CaCl2)，氯化镁 (MgCl2) 等调制盐水。氯化钠盐水共晶点为－21.2℃，此时密度为1170 Kg/m3。 氯化钙盐水共晶点为－55℃ ，此时密度为1286Kg/m3。盐水作为载冷剂，其缺点是对金属有强烈的腐蚀作用，造成盐水系统的设备需要经常更换。在盐水中加抗腐剂或减少盐水与空气的接触，可以减弱盐水的腐蚀作用。
第二节 制冷压缩机 一、压缩机分类 制冷压缩机有活塞式、离心式、螺杆式及吸附式等多种。其中活塞式使用最多，是对制冷剂压缩作功，获得能量，然后经冷凝、膨胀，形成能吸热的冷源。我国已有中小型活塞式制冷压缩机系列产品。国外活塞式制冷压缩机的发展是提高效率和能量调节的灵活性，扩大使用范围、采用多种电源，改善电机的性能和电子计算机、热泵的应用等。
1、按活塞的运动方式 (1)往复式压缩机：其活塞在气缸里作往复的直线运动，在食品厂和冷库多用这种。 (2)回转式压缩机：活塞在气缸内作旋转运动，冰箱采用此种压缩机，本章不予叙述。 2、按一台压缩机中蒸汽被压缩的次数 分为单级和双级． 3、按蒸汽在气缸内的流向 分为顺流式与逆流式。 4、按气缸中心线位置 分为立式、V式、W(角度)式和S式等。
5、按压缩机组的封闭程度 (1)开启式：压缩机的功率输入轴伸出曲轴箱外，电机通过联轴器或皮带轮与压缩机轴输入端相联接，在曲轴伸出端装有油封。 (2)半封闭式：压缩机与电机外壳为一体，构成一个密封机壳，不需要装油封。 (3)全封闭式：压缩机与电机封密在一个容器内，形成一个整体从机外表看，只有压缩机吸排气管和电机导线。
6、按压缩机的冷量 (1)小型：其制冷量小于5万kcal/h； (2)中型：其制冷量为5～40万kcal/h； (3)大型：其制冷量在40万kcal/h以上。 7、按压缩方式 分为单作用和双作用。 我国“中小型活塞式单级制冷压缩机基本参数(JB955—67)规定的国家系列产品，按气缸直径分为5、7、10、12.5、17cm5种基本系列。其中5、7cm系列的为全密封形。式、半封闭形式，10～17cm系列的多属开启式。
二、压缩机型号表示方法 机型的表示方法 每一台压缩机的基本型式都用一定符号表示，它包括气缸数、所用制冷剂的种类、气缸排列的型式、气缸直径等内容，表中列举几种不同型号的中小型压缩机参数。
三、活塞式压缩机原理 活塞式压缩机按缸数可分为单缸和多缸。按气缸中心线布置方式可分为卧式和立式。
1.卧式压缩机工作原理 卧式压缩机一般为双作用泵，气缸中心线为水平的。 活塞向左动时，左缸内气体被压缩，压力增大，将排气阀打开，进行排气；而右边气缸进行吸气。活塞向右运动时，则左边气缸吸气，右边气缸排气。 卧式压缩机的构造，主要由机架、气缸、吸气阀、排气阀、填料、活塞、活塞环、曲轴连杆机构以及润滑装置所构成。 卧式压缩机产冷量大，机身笨重，占地面积大，转速慢，操作稳定，气缸(因受活塞重量作用)单面磨损大。
2.立式压缩机工作原理 图示为立式、单作用、直流式氨压缩机工作原理图，它主要由气缸体、气缸、活塞、连杆、曲轴、曲轴箱、进排气阀门、假盖等组成，其工作过程是当活塞向下运动时，吸气门被打开，制冷剂蒸汽经吸气阀进入活塞上部的气缸中，当活塞向上远动时，吸汽阀门关闭，活塞继续向上运动，气缸中的制冷剂受压缩，当气压达一定程度时，即顶开假盖的排气阀门，制冷剂蒸汽排出气缸，压入高压管路中。 在气缸体内装有气缸套、活塞环和进排气阀等件。曲轴箱是固定压缩机等部件的基座，内装曲柄连杆机构，箱的下部存放润滑油，曲柄连杆的运动靠电机驱动。
3.高速多缸制冷压缩机结构 图示为高速多缸制冷压缩机结构。气缸的配置有V、W和S型。曲轴转速为700～2000r/min。功率为10～150kw。气缸套装在曲轴箱的上部。气缸套上部设有弹簧和气阀组(垫圈，吸、排气阀片，假盖等)。吸气孔道在气缸套凸缘上。工作时汽阀借助于阀片前后的压力差自动开启和关闭，达到吸气和排气的目的。气缸套的外侧装有负荷控制装置，它能使压缩机在启动时，关闭吸气阀，空负荷运转，然后顶开吸气阀，压缩机进入正常工作状态；当负荷变化时，能和油分配阀或电磁阀配套使用，达到分段加载或卸载，调节制冷量的目的。另外这种压缩机上还有润滑、冷却和传动系统。
四、螺杆制冷压缩机组 吸收式制冷机是利用溶液的特性来完成其工作循环并制取冷量的。蒸汽喷射式制冷机也是以消耗热能完成其工作循环的；压缩式制冷机是依靠消耗电能作为补偿过程，即将低压蒸汽变为高压蒸汽是通过原动机和压缩机来实现的。补偿过程的不同，形成了三种制冷机各自的特点。与吸收式、蒸汽喷射式等制冷机比较，蒸汽压缩式制冷机效率高，在制冷业被广泛采用。
下面是蒸汽压缩式制冷压缩机的分类： 1、速度型—离心式； 2、容积型—回转式（单螺杆、双螺杆、滑片式）、活塞式。 由分类可以看出，螺杆式属于容积型压缩机，与离心式又同属于回转式。当螺杆式压力比升高时，容积效率降低很少，活塞式制冷压缩机接近螺杆式，即螺杆式显示出典型的活塞式制冷压缩机的特性。另外，螺杆式的转速高，又显示出离心式的压缩特性。按用途，螺杆式压缩机可分成动力、工艺及制冷等三类。制冷用的称螺杆式制冷压缩机。根据螺杆转子数，目前将LyshoIm型螺杆称为双螺杆，zimmern创建的蜗杆型螺杆称单螺杆。
（1）螺杆制冷压缩的循环 图为单级螺杆压缩制冷机组及系统循环图。 由于螺杆式制冷压缩机以喷射大量的油来保持其良好的性能，所以油的处理装置必须设置，为此，一般螺杆式制冷压缩机实际运用中均组成机组形式。图中虚线所围方框表示了螺杆式制压缩机组。机组中除压缩机l外，还包括油分离器3，油过滤器4，油泵5，油冷却器6，油分配管7，以及能量调节装置2等。图中8为蒸发器， 9为冷凝器。
2.螺杆制冷压缩原理 双螺杆的一对互相啮合、旋向一左一右的阴阳转子，其中阴转子的齿是凹型，阳转子则为凸型。如将阳转子的齿当作活塞，阴转子的齿槽(齿槽与机体内圆柱面，端壁面共同构成工作容积称基元容积)视作气缸，这就如同活塞式制冷压缩机的工作过程。随着一对转子的旋转，转子的基元容积由于阴阳转子的齿相继侵入而发生改变。
在机体的一端有吸入口，另一端有排出口。吸入时，气体经吸入口进入基元容积对(阴阳转子各有一基元容积共同组成一对基元容积)，因为转子的回转，转子的齿连续地脱离另一转子的齿槽，齿槽空间容积增大，直到容积达最大值时，吸气终了，如图a。这时基元容积对才与吸入口隔开，此时即压缩开始。在压缩过程中基元容积对又逐渐地推移，容积也逐渐地缩小，气体被压缩，如图b。
转子继续地旋转，在某一特定位置(根据工况确定的压力比而求取的转角位置或螺杆某一长度)，基元容积必与排气口沟通(所谓固定容积比的压缩机的特性)，压缩终了，如图c。此刻也即是排气开始，排出过程如图d所示，直至气体排尽为止。基元容积对由于空间接触线分隔之故，排气的同时，基元容积对在吸气端再次进行吸气，接着又压缩、排气，如此循环不息，完成压缩机吸气、压缩、排气的工作循环。
第三节 制冷压缩系统 的附属装置 在制冷循环过程中，制冷剂要经过物态的变化(气态—液态)，还要经过压力、速度、密度、温度等物理参数的变化。为了保证氨液均匀地进入蒸发器，而氨气又能及时的被压缩机抽走。同时，在压缩后，高压氨气又不可避免地要从压缩机中带出一些润滑油。
整个闭合的制冷系统中，也会因结合处不够严密，而渗入一些空气。氨及润滑油在高压高温下，也会有少量的分解。为改善制冷机工作条件，保证良好的制冷效果，延长制冷机使用寿命，制冷机除四大主件(压缩机，冷凝器，膨胀阀，蒸发器)外，还必须有其他的装置和设备，这些装置和设备统称为制冷机的附属设备。 制冷机附属设备的种类和形式很多，我们只将主要的和常用的几种，予以概括介绍：冷凝器、膨胀阀、蒸发器、油分离器、贮氨器与排液桶、氨液分离器、空气分离器、中间冷却器、凉水装置、控制装置。
一.冷凝器 冷凝器与蒸发器都是制冷机的热交换器，它们是制冷机四大主件中的两大件。冷凝器作用是使高压高温的过热蒸汽冷却、冷凝成高压氨液，并将热量传递给周围介质水或空气)。 冷凝器按结构及冷却介质的不问，可分为壳管式、淋水式、双管对流式、组合式、蒸发式、气冷式等。冷凝器的种类虽很多，但具有相同的作用原理。这里只介绍我国食品工业中最常用的冷凝器。
1.立式壳管冷凝器 壳管式冷凝器分为立式及卧式两种。 立式壳管式冷凝器。如图，系钢板圆柱壳体， 两端焊有管板各一块， 壳内有直径51× 3或38×3无缝钢管与管板焊接或密切张紧，不同根数钢管做成各种冷凝面积，冷却水自顶部进入配水箱，经分水器沿管子内壁顺流而下，水不是充满管子断面，而形成一薄层水层，淋洗管子内表面。氨气自壳体中上部引入，遇冷后在钢管外凝结，从壳体下部引出。传热系数A＝700～900W/m2·K。单位面积热负荷Qf＝3500～4100w/m2。最高工作压力为20大气压。
结构： 有氨气进口，氨液出口，安全阀，放空阀，放油阀，压力表，均压管和混合气出口等接头。 立式壳管式冷凝器适用于水质较差，而水源丰富的地区。一般安装在机器的外面，离入口不远的地方，底部水槽同时也是冷凝器的底座。
优点： (1)占地面积小，可安装在室外。 (2)传热系数较高，由于冷却水以薄层降落，有蒸发吸热的作用，因此传热系数并不低于卧式冷凝器。 (3)冷却水水质要求低，不易发生堵塞。 (4)清除水垢容易。 缺点： (1)设备运转时，用水量较多。 (2)泄漏时不易发现，到发现时已损失很多。
2.卧式壳管冷凝器 见图，外壳为钢板制圆柱壳体，两端焊有管板各一块，壳体内部有直径25×2.5无缝钢管与管板焊接或密切张紧，由钢管的不同长度及不同根数，而形成各种冷凝面积。冷凝器两端装水盖各一个，钢管内的冷却水，借水盖内的挡板多程转折进出，增加流速。氨气自壳体上部引入，受冷后在钢管外凝结，氨液在壳体下部引出。
卧式冷凝器中水速达到0.8～1m/s时，传热系数k＝ 700～900w/m2·k，单位面积热负荷Of＝3500～4100w/m2。最高工作压力为20大气压。 卧式冷凝器清洗不容易，冷却水需要清洁的软水，以避免常因清除水垢而停工。当进出口水的温度差< 3.5℃ 时，说明水垢有一定的厚度，已必须清洗。选用此种冷凝器必需有两台以上，以免因清洗冷凝器而使整个制冷机房停工。
卧式冷凝器上有氨气进口、氨液出口、液面计、压力表、安全阀。放空阀、放油阀、均压管等接头。卧式冷凝器安装在机房内。 卧式壳管式冷凝器适用于水温较低，水质较好的条件。由于它结构紧凑，传热系数高，常用于中型及大型的氟利昂制冷机组中，便于实现制冷自动化。
3.淋水式冷凝器 见图，由2～6组直径57× 3.5无缝钢管的排管组成，每组有管子14根及中间氨液引出口5个，每一组排管的冷凝面积为15m2。 冷却水自顶部进入配水箱，沿排管外表面顺流向下，水部分蒸发。氨气自排管底部进入上升时遇冷凝结，氨液在中部引出，流入贮氨器。 为减少管间距，蛇形排管以单管管端稍弯曲成斜角焊接而成。
传热系数K=800～1000w/m2. k，单位面积热负荷Qf＝3500～4600w/m2 传热系数K=800～1000w/m2.k，单位面积热负荷Qf＝3500～4600w/m2.k。传热系数较高，由于氨气自底部进入冷凝器，使水与制冷剂之间基本上是对流的。润滑油几乎都沉降于底部的管子(油膜妨碍传热)。及时排出冷凝器中的氨液，使传热面积不因有氨液存在而受影响。提高冷凝器的传热效果。 冷凝器上有放油，放空和混合气体出口等接头。最高工作压力为20大气压。 淋水式通用于空气相对湿度较低，水源不足或水质特别差的条件。应安装在室外通风良好的地方，如布置在机房或冷库的平屋顶上面。
4.蒸发式冷凝器 如图所示。由换热管组、供水喷淋装置和风机等组成。制冷剂蒸汽从管组上部的进气集管，分配给每根蛇形管后与冷却水进行热交换，冷凝后经出液集管导至贮液器中。冷却水喷淋在管外壁上，一部分冷却水受热蒸发变成水蒸汽，在风机作用下，被空气带走，另一部分冷却水，沿管外壁成膜层向下流，落入水池中，利用水泵送到喷水器；如此循环流动。水池中的水量需要补充，所需水量，由水量调节阀控制。
这种冷凝器的特点是因部分冷却水蒸发，吸收大量汽化潜热，故捎耗水量很少，仅管式冷凝器的1/25～1/50，但设备与作业的费用较大。管排间水垢难清除，水需要软化处理。
5.空冷式冷凝器 利用空气将高温高压的过热蒸汽冷凝成高压氨液。
二、膨胀阀 膨胀阀又称节流阀，它是制冷机的重要机件之一。在管路系统中起着降压和控制流量的作用。高压液体通过膨胀阀时，经节流而降压，使氨液的压力，由冷凝压力降低到所要求的蒸发压力。在压力降低的同时，氨液因沸腾蒸发吸热，而使其本身的温度降低到需要的低温，然后将低压低温氨液送入蒸发器。膨胀阀还可以控制送入蒸发器的氨液量，调节蒸发器的工况。
1、手动膨胀阀 手动膨胀阀从其外形及总体结构来看，它与普通阻流阀相似如图。只是阀芯的构造比较特殊。阀芯有针形(公称直径较小的)和V形缺口(公称直径较大的)两种。螺纹是细牙的，当手轮转动时，阀门开启度的变化较小。阀孔有一定的形状和结构，能起节流作用，并能较精确地控制所通过的氨量。操作时，一般开启度为l/3—1/4周，不超过一周，否则易失去节流作用。 这种膨胀阀，结构简单，但不能随热负荷的变化而自动调节。在氟利昂制冷装置中已使用热力膨胀阀进行自动调节。
2、热力膨胀阀 它是利用蒸发器出口处蒸汽的过热度来调节制冷剂的。如图所示，由感应元件(感温包)、膜片、阀体、阀座等组成。在制冷机组正常运转条件下，感应元件灌注剂压力等于膜片下气体压力与弹簧压力之和，处于平衡状恋。如供制冷剂不足，引起蒸发器出口处回汽，过热度增大，感温包温度升高，使膜片下移，阀口的开启度增大，直至供液量与蒸发量相当时，再得到平衡。故热力膨胀阀能自动调节阀的开启度，供液量随负荷大小自动增减，可保证蒸发器的传热面积得到充分利用，使压缩机正常安全地运行。
蒸发器的作用是制冷剂吸收被冷却介质的热量。 三、蒸发器 蒸发器的作用是制冷剂吸收被冷却介质的热量。 蒸发器按被冷却介质的性质可分为三大类： 1、冷却液体载冷剂的蒸发器 通称为液体冷却器。如水冷却器、盐水冷却器等。在这类蒸发器中，制冷剂在管外吸热，液体载冷剂依靠液泵在管内循环流动，可采用闭式循环，也可采用开式循环。按结构又分为卧管式、立管式、螺旋管式和蛇管式等多种。
2、冷却空气的蒸发器 这类蒸发器的型式繁多，制冷剂在管内蒸发，空气在外侧流动。空气的流动属于自然对流，如设在冷库库房中的墙排管、顶排管；若蒸发器是装在一个箱体内，而空气是依靠风机进行强制循环，则称为冷风机或空气冷却器。 3、冷却冷冻物料的接触式蒸发器 制冷剂在传热间壁的一例蒸发，间壁的另一侧与被冷却或被冻结的物料直接接触。例如平板冻结装置中的板式蒸发器等。
（一）立管式蒸发器 立管式带开启式水箱的蒸发器如图，分别由2～8个单位蒸发器组成。每个单位蒸发器由上下两支水平总管，中间焊接许多直立短管制成，有10、15、20及40m2四种蒸发面积。整个蒸发器由输液总管，回气总管，氨液分离器，集油器及远距离液面指示器等接头。蒸发器里装有卧式搅拌器，以维持流速，使盐水在箱内循环。为避免盐水溢出，在上部有盐水溢流管。为了放空盐水进行修理，在下部有排水管。为了减少外部传热损失，水箱(池)的底及四周壁均有绝热层。
该蒸发器的效率，一般认为较高。当蒸发温度和盐水温度差为5～6℃ ，盐水循环速度为0. 3～0 该蒸发器的效率，一般认为较高。当蒸发温度和盐水温度差为5～6℃ ，盐水循环速度为0.3～0.4m/s时，每m2表面积可吸收热量2300～2900w/m2，传热系数K＝ 500～600w/m2·k。能达到较高的传热系数，这是因为氨液充满了蒸发器，因而能很好地利用传热表面，由于制冷剂的循环，蒸汽能很快地脱离直立短管的传热表面。 立管中氨的循环路线如图，氨液自上部通过导液管，进入蒸发器，导液管插入直立粗管中，几乎快伸到下总管处，这样能保证液体立即进入下总管，而后才进入立管，立管中充满着氨液，几乎达到上总管的水平。
由于细管的相对传热面大，发生猛烈的沸腾，保证了制冷剂的循环，制冷剂自下总管，通过直立细管至上总管。由于制冷剂的循环，大大提高了蒸发器的传热效果。 优点： 构造简单，传热效率高，检修清理方便。 缺点： 蒸发管组腐蚀快，特别是采用NaCl盐水时腐蚀更快。
（二）卧式壳管蒸发器 卧式壳管式蒸发器的结构如图所示，与壳管式冷凝器相似。在钢制的圆筒形壳体的两端焊管板，其间装管簇。一般作成多程式，即载冷剂在蒸发器的管内往返流动，多次与制冷剂进行热交换。载冷剂(盐水或水)由泵的作用，由下方流入从上方流出。氨液自壳体下部进入在管簇间沸腾吸热蒸发，蒸汽由上部排出。这种蒸发器的优点是传热效果较好，结构简单，占地面积小，因载冷剂循环系统密封，对设备腐蚀性小，缺点是当盐水泵因故障停止运转时，可能发生冻结，造成管簇破裂。
（三）冷却排管 冷却排管的类型，按管组在库房中的安装位置分为墙管、顶管和搁架式三种。按结构分有立管、盘管和横管三类，按管的表面形式分为此滑管与翅片管两类，对于氨直接冷却系统用无缝钢管焊制，对盐水间接冷却采用镀锌焊接管制作。冷却排管结构比较简单，但钢材消量大，国内冷藏肉类的库房，多采用此种冷却装置。
常用的冷却排管有以下几种： 1.立式冷却排管 它由若干立管与上下集管组成，氨液由下集管进入并充满管组，氨气由上集管引出，排管的容量为排管容积的80%。这种排管的优点是制冷剂汽化后容易排出，传热效果较好，但排管较高时；因液柱静压作用，下部制冷剂的蒸发温度较高。
2.单列盘管式墙排管 如图所示为单列盘管式冷却排管，管总长一般不超过120m，管间距为110～220mm，制冷剂在同一侧进出，在重力供液系统中，氨液由下部进入，氨气由上部排出。这种排管的优点是灌氨量较小，约为排管容积的50%，但制冷剂汽化后不会很快排出管外，降低了传热效果。
3.顶排管 它是吊装在冷库顶板下，每组排管各有上下两根集管，其间焊接U形排管；供液管接在下集管底部，出汽管接在．上集管顶部，这样利用热氨除霜时，便于从排管中排出润滑油，并可缩短除霜时间。这种排管的灌氨量为排管容积的50%，该排管结霜比较均匀。
4.翘片管 光滑管冷排由于空气侧的给热系数低，因此其传热系数K值是很小的。为了提高传热效果，可采用翅片管，以扩大空气侧的散热面积，即在光滑的无缝钢管外表面上，嵌以用酸洗过或镀锌的铁片，铁片厚度为0.5～1㎜。
翅片的结构形式很多，主要有如下几种： (1)套片式——翅片是套装的，在排管装配前套上，并用胀管法固定在管子上。 (2)绕钢片式——是用特制的绕片机，将钢带绕在管子上，二端焊接固定。 绕钢片式翅片管如图，是螺旋形的，加工方便，但有时接触不良，故必须镀锌。在冷风机的蒸发器上应用较多。 采用翅片管，能提高排管的传热效果，节约无缝钢管，并减少系统内所需的制冷剂量及安装冷却设备的场地。
（四）冷风机 食品工业中常用的是于式冷风机。它是靠空气通过冷风机内的蒸发排管来冷却管外强制流动的空气。将它装在库房顶上或侧上方，叫做吊顶式冷风机；装在冷库内的地坪上，叫做落地式冷风机。如图翅片蒸发管装在箱体内，空气由下部进入，氨气从上部卸出。有的在管组上面设有冲霜淋水管，底部有集水箱。
四、油分离器 在制冷循环过程中，压缩后的高压制冷剂蒸汽要从压缩机中带出一些润滑油，整个闭合制冷系统中，也会因闭合不严密而渗入一些空气或杂质，因此为改善和适应制冷机的工况，保证正常安全运行，获得良好的制冷效果，延长制冷机的使用寿命，除制冷机的主要装置外，还需要其它附属设备。这些装置的种类和形式很多，现将制冷系统中常用的附属装置简介如下。
油分离器又称分油器，用于分离压缩后的氨气中所挟带的润滑油，以防止润滑油进入冷凝器，使传热条件恶化。油分离器的工作原理是借油滴和制冷剂蒸汽的比重不同，利用增大管道直径降低流速，并改变制冷剂的流动方向；或靠离心力作用，使油滴沉降而分离。对于蒸汽状态的润滑油，则采用洗涤或冷却的方式降低蒸汽温度，使之凝结为油摘而分离。有的则采用过滤等方法来增强分离效果。
目前国内常用的油分离器，用于氨制冷的有洗涤式、填料式和离心式三种，用氟利昂。制冷的为过滤式油分离器。 集油器是汇集从氨制冷系统的油分离器、冷凝器及其他装置中分离出来的氨、油混合物，使油在低压状态下与混杂的氨再进行分离，然后分别放出，这样既保证放油安全，又减少制冷剂的损失。 集油器的结构是金属立式圆筒形容器，筒体上有进油管、放油管、回气管及压力表等。较大的集油器装有玻璃管液面指示器。
图中所示为洗涤式油分离器。它由钢制圆筒壳体、上下封头、放油口和氨液进口等构成，进气管道通到液面以下。工作时筒内必须保持一定高度的氨液，自压缩器来的带油的混合气体进入分离器中，由氨液进行洗涤降温，油滴被分离出来，因其比重比氨液大，逐渐降沉于筒底；筒内的氨液在洗涤时与氨油混合气体产生换热而被汽化，随同被洗涤的氨气经伞形挡板由出气口排出。该油分离器的分离率约80～85%。
五、贮氨器与排液桶 贮液器的功用是贮存和调节供给制冷系统内各部分的液体制冷剂，满足各设备的供液安全运行。贮液器可分高压贮液器、低压贮液器、排液桶和循环贮液桶。 各种贮液器的结构大致相同，都是用钢板焊成的圆柱形容器；简体上装有进液、出液、放空气、放油、平衡管及压力表等管接头；但各种贮液器的功用不同。
(一)高压贮液器 设在冷凝器之后，与冷凝器排液管直接联通，使冷凝器内的制冷剂液体能通场地流入高压贮液器，这样可充分利用冷凝器的冷却面积，提高其传热效果。 另外当蒸发器热负荷变化时，制冷剂的需要量随之变化，贮液器能起调节制冷剂循环量的作用。 (二)低压贮液器 只在大型制冷设备中使用．其功用是收集蒸发器回气管路上氨液分离器中分离出来的低压氨液，以免液滴随回气冲入压缩机。具有多种蒸发温度的制冷系统中，应分别设置低压贮液器。
(三)排液桶 它的功用是当冷库中排管冲霜时，用来暂时贮存排管排出的氨液。排液桶的容积，应能容纳需要冲霜各库房中最大房间的氨液量。 (四)循环贮液桶 循环贮液桶是用于氨泵供液制冷系统的重要装置，它既能稳定地保证氨泵循环所需的低压氨液，又能对库房的回气进行汽液分离。循环贮桶的结构与氨液分离器相似。
六、氨液分离器 氨液分离器的作用，一种，仅是分离来自蒸发器的氨液，防止氨液进入压缩机发产生敲缸。另一种是兼用来分离节流后的低压氨液中所带的无效蒸汽，以提高蒸发器的传热效果，还能起到调剂分配氨液的作用。 氨液分离器有立式、卧式和T型三种结构型式。图示是常用的一种立式氨液分离器。它是一个圆筒壳体，其上有氨气进出口、氨液进出口、安全阀、放油口及压力表等。氨液分离器的工作原理与油分离器类同。
七、空气分离器 制冷循环系统虽是密封的，但在首次加氨前，不可能将整个系统抽成绝对真空。补充润滑油与制冷剂时，也有空气进入系统。润滑油与制冷剂在很高的排气温度下，会分解产生不凝结气体。工作时低压管路压力过低，系统不够严密，也会渗入空气。以上情况往往在冷凝器与高压贮存器等设备内聚集有气体。从而降低冷凝器的传热系数，引起冷凝温度升高，增加压缩机的电耗。空气分离器是用以分离排出系统中的不凝结气体，保证制冷系统正常运行。 空气分离器的型式很多，常用的有套管式（如四重管式空气分离器）和立式两种，主要用于大中型制冷系统，在小型制冷装置中，通常将空气含量大的混合气体直接排出系统，以求系统简化。
图示为套管式空气分离器。它由四个同心套管焊接而成，从内向外数。第一管与第三管，第二管与第四管分别接通，第四管与第一管间接旁通，其上装有节流阀。工作时来自节流阀的氨液，进入一、三管蒸发吸热而汽化，氨气由第三管上的出口被压缩机吸走。自来冷凝器与高压贮液器的混合气体，进入第二、四根管，其中氨气因受冷凝结为液体由第四根管下部经节流阀再回收引到第一管中蒸发，分离出来的不凝结气体(包括空气)由第二根管引入存水的容器中放出，从水中气泡多少和大小可以判断系统中的空气是否已放尽，当系统中的空气接近放净时，水中无大气泡，当水温升高时，说明有氨气放出，应停止放气操作。
八、中间冷却器 中间冷却器装在双级(或多级)压缩制冷系统中，用以冷却低压级压缩机排出的过热气体进行级间冷却，以保证高压级压缩机的正常工作。另外它具有分离低压级排气中挟带的润滑油，以及冷却制冷剂，使制冷剂获得较大过冷度的功用。如图所示。在氨制冷系统中，中间冷却器均采用氨液冷却的方法。来自低压级缸的过热蒸汽进入器内，并伸入氨液液面以下，经氨液的洗涤而迅速被冷却，氨气上升遇器内伞形挡板，将其中挟带的润滑油分离出来以后进入高压级压缩机。用于洗涤的氨液从器顶部输入。高压贮液器的氨液，从器下部进入蛇管；由于蛇管浸于低温中，使蛇形管内的高压氨液过冷。当需要检修中间冷却器时，器内氨液由放液口排出。
九、凉水装置 1、凉水装置 制冷系统中的冷凝器、过冷器及制冷压缩机的气缸等，都需要不断地用大量水冷却，而这些冷却水吸热后温升只3—4℃，通常是用凉水装置将吸热后的冷却水降温后重复使用。
凉水装置的型式很多，常用的有点波填料凉水塔，如图。 它是依靠水一空气对流换热和蒸发冷却原理使水降温的高效冷却装置。冷凝器等设备的回水通过自动旋转的布水器从上向下喷淋，水滴沿点波填料的表面成膜状向下流动，空气在顶部风机作用下，从下部进入塔体，由下而上在塔内与水流逆向运动进行热交换。这种装置结构紧凑，占地面积小，冷却效果好，耗水量低，
BL—50型点波式冷却塔的性能参数如下： 冷却水量L＝50m3／h；当空气于球温度为31.5℃，湿球温度为28℃，大气压力为753mmHg，进水温度36℃，出水温度32℃，冷却水温降4℃时，循环水自身的蒸发量约为0.7%；淋水密度为13m3/m2．h。 此种冷却塔适用于配套15万kcal／h的氨制冷机。
2、氨泵 氨泵用来将贮液器中的低压氨液不断地输送到蒸发器，使氨液强制流动，增加流速，以提高制冷效能。氨泵有多种型式，常用的有齿轮氨泵、离心氨泵和屏蔽氨泵。
十、控制装置 阀门和控制器是用来控制、调节制冷系统中流体的流量、压力、液面和冷库(箱、柜等)内空气温度等参数。分手动和自动两类。常用的有截止阀、止回阀、节流阀、安全阀、电磁阀、温度控制器、液面控制器、恒压阀、高低压控制器，还有自冲冲霜、电动门、氨泵回路等自动控制装置，种类繁多。 这里只介绍以下几项：
1、电磁阀 电磁阀是以电磁力为动力自动开启或截断管道系统的阀门。串接在制冷系统管路中，受手动开关和各种控制器发出的电信号而动作。 一般安装在贮液器(或冷凝器)与膨胀阀之间，电磁阀的线圈与压缩机电机相连，在压缩机停车时，电磁阀立即关闭，冷凝器停止向蒸发器供液。电磁阀也可与冷库内的温度继电器配合使用，当库温上升到温度继电器调定值时，温度继电器的触点接通，起动冷风机与压缩机，同时电磁阀也因通电使阀门打开，反之自动关闭。
电磁阀的型式很多，其工作原理基本一致，通常分为直通式和继电式(或称导压式)两种，图为直通式电磁阀结构，上半部为电磁线包，下半部为阀体。线包一通电，吸上动铁芯，阀口即开，线包失电，在自重和弹簧作用使动铁芯落下，阀口即闭。这种电磁阀，结构简单，工作灵敏可靠，但电磁头的力量有限，只适于小口径的电磁阀，多用于氟利昂制冷机。对大口径的管道，则采用导压式电磁阀。
2、温度控制器 作用：是使冷藏库(箱)等冷冻设备的温度恒定。常用的温控器以压力式居多，常和电磁阀配合使用。图是波纹管式温度控制器原理图，波纹室经毛细管与感温包相连接，组成一密封容器，内充低沸点液体，感温包接收温度讯号变为压力传到波纹室，使波纹管对杠杆产生顶力矩，杠杆承受顶力矩和主弹簧的拉力矩。杠杆与拨臂为一体，动触头9与静触头ll串连在压缩机的电机电路中，杠杆绕支点转动时，拨臂随之摆动，使动触头9与静触头11闭合或断开，从而控制压缩机的开动或停车。即当感温包感受的温度降到调定下限时，波纹室内压力下降，杠杆绕支点顺时针转动，动触头9与静触头11断开，电机停转；当感温包感受的温度上升达上限时，动触头9与静触头11闭合，压缩机运转。温差用制动螺钉来调节，冷藏库（箱）温度高低通过调节螺钉改变主弹簧的拉力大小来实现。这种温度控制器，主要用于小型冷库与冷藏柜。
3、高低压压力控制器 高低压压力控制器是一种受压力讯号控制的电开关。由控制冷凝压力的高压压力控制器和控制蒸发压力的低压压力控制器组合而成，安装在压缩机上，用来监视压缩机吸气、排气的压力变化，起到保护压缩机安全的作用。图示为目前应用较普遍的KD型高低压力控制器。其工作原理是制冷剂蒸汽通过毛细管将压力作用到波纹管上，使波纹管产生变形；如果低压气体压力高于调定值上限时，波纹管受压缩，通过传动棒芯、传动杆，克服弹簧的压力，将微动开关按扭按下，此时电路接通，压缩机正常运转。如果低压气体压力低于调定值下限时，低压调节弹簧的弹力超过波纹管的压力，使波纹伸长、传动棒抬起，微动开关按扭亦随之抬起，电路被断开，压缩机停止运行。高压部分的动作原理与低压部分相同。
4、液位控制器 它用于控制冷系统容器中的液位，通常只作为控制液位的一次元件，必须与二次仪表或其他执行元件配合使用。目前国内应用较多的有YY型系列液位控制器和YJ型系列遥控液位器计两种。YJ型遥控液位计包括浮球控制器和电气盒两部分，图为浮球控制器的结构，液位计内液面与其所联设备内液面在同一水平，当设备内液面变化时，则浮球上升或下降，从而使浮球杆及线圈上下移动，线圈电抗发生改变，输出位移信号。当线圈电抗改变到一定值时，通过电器盒内的晶体管开关线路，按所调定的液位高度，吸动继电器触头，打开或关闭设备进液电磁阀，控制进液情况，稳定液位高度。
第四节 冷藏库 一、冷藏库的作用与分类 冷藏库是利用库房和制冷设备，进行冷冻、冷却和贮藏农产品、食品最广泛的设施。
(一)作用 (1)使易腐产品能较长时间保存，不同程度地保持原有颜色、外型和营养价值，以调节市场供求，解决产品季节性生产和消费平衡性的矛盾。 (2)为农产品、食品加工厂长时间均衡加工创造条件。 (3)供大型副食店、菜场和食堂短期或临时贮存食品之用。故我国很多农产品、食品加工厂和商业、饮食业等单位都建有大小不等的冷藏库。
(二)分类 1、冷库按容量分为： 大型冷库(5000t以上)； 中型冷库(1500～5000t)； 小型冷库(1500t以下)。
2、按使用性质分为： (1)生产性冷库：主要建在产地。如用于肉、禽、蛋、鱼的冷加工或冷藏，具有较大冷却和冻结能力和一定库容量。通常是畜禽加工厂的重要组成部分。 (2)分配性冷库：主要建在消费中心，具有较大容量，能长期贮藏冷加工的食品，以调节淡旺季节，保证市场供应，其冻结能力较小。 (3)混合性冷库：兼有生产性和分配性冷库的特点。
3、按使用要求分为： (1)高温冷库：主要冷藏果品、蔬菜、鲜蛋等食品，一般库温4～ －2℃。 (2)低温冷库：主要冷冻并冻藏肉类、水产品等，一般库温为－8～－30℃。 (3)空调库：在常温条件下贮藏米、面、药材、酒等，一般库温在10～15℃。
二、冷藏库的组成 冷库的组成：除必设机房外，根据使用要求、冷藏冻结物品种、加工工艺和贮存量不同，由不同车间和设施构成。如冷却间、速冻间、冷藏间、冻藏问、制冰间、分级清洗间、调节站、配电间、货物升降装置、氨库和冷却塔等。机房是冷库的主要动力间，机房安装制冷压缩机及配用附属设备，有的还设有零配件间与卫生间。 见图为500t小型冷藏库平面图。
冷库的布置主要在于确定冷库建筑物的形式 为了缩小冷库外围结构的表面积，冷库的建筑物外型最好呈正方形。冷库有单层冷库和多层冷库，建筑物外形有方形和条形。冷库的坐向(方位)不同，太阳辐射的热量是不同的。在确定冷库建筑物的形式、坐向时，必须因地制宜地进行。 我国多层楼冷库多数采用无梁楼盖的结构形式，是钢筋水泥现浇结构，柱网布置为6×6m，层高为4.2～4.8m。单层冷库层高为4～5m。采用稻壳绝热的平屋顶冷库，要设置阁楼层，阁楼层高度为2.5～3m。
(一)冷藏库冷间的设置。 冷库根据使用上的不同、贮藏产品的种类、加工工艺条件、贮藏温度、贮藏量等而设置各种不同的冷间，如冷却间、速冻间、冷藏间、冻藏间、过道走廊等。根据需要可设置接收台、楼梯间、升降机间等，以及机器房，办公室等。 冷却间，温度2～－2℃，降低产品温度。 速冻间，温度－23～－28℃ ，使产品快速冻结，如使肉类，鱼类，禽类，果蔬等食品速冻。 冷藏间，温度2～4℃，已冷却食品的贮藏。 冻藏间，温度－18℃以下，已冻结食品的贮藏。 万用间，温度在0℃左右或－15℃左右，可冷冻或冷藏食品。
（二）冷间所需面积的确定 冷间容量的确定应考虑下列因素，再经计算得出。 1、冷却间或速冻间(生产性库房)的容量决定于 (1)每月最大的进货量，并应考虑到进货的不均衡情况。 (2)货物堆放形式。 (3)货物冷冻所需时间及货物装卸所需时间。 2、冷藏间或冻藏间(贮藏性库房)的容量决定于 （1）冷却间或速冻间的生产能力。 （2）货物堆放形式。 （3）贮藏时间。
冷库的布置应考虑到冷却间、速冻间、冷藏间、冻藏间、回笼间、过道走廊(川堂)、接收台、升降机间、楼梯间等最合理配置。 （三）冷库的布置 冷库的布置应考虑到冷却间、速冻间、冷藏间、冻藏间、回笼间、过道走廊(川堂)、接收台、升降机间、楼梯间等最合理配置。 回笼间一般不布置冷分配设备，但其外墙应敷有足够的绝热材料。采用常温川堂，可防止滴水，改善劳动条件，但必须装有风幕，以减少库门开启时的耗冷量。
风幕(空气幕)是利用空气射流原理，用机械方法，在冷库门扇开启时，用鼓风机使空气以一定的角度(喷射角15°～25°)强制循环，在门洞正面造成一股匀速类似于屏障的扁平风幕，用来隔绝或减少库内外冷热空气的对流交换，减少库内耗冷量。目前，冷库库门上装置风幕的已相当广泛。 高温库房与低温库房，应分区布置(包括上下左右)。把温度相同的库房(冷间)布置在一起，以减少绝热层厚度和保持库房温度相对稳定。
在多层楼冷库中，属于生产性库房(如分选间、冷却间、速冻间等)，暂存性库房(如冷却物短期贮藏间、收发问)一般多布置在底层。第二层以上，一般都是贮藏性库房。多层楼冷库的层数，以不超过七层为宜，以使土壤荷重不超过1.5～2.5大气压，减低对桩基的要求。同时当层数超过七层时，接收台的长度将不敷使用，底层的面积也不够布置全部生产性库房和暂贮性库房。
冷库的建设场地，应选择交通方便的地方，在布置冷库时，必须配置足够的货运工作场所，并尽可能缩短运输路线。 罐头食品厂的冷库应首先考虑： (1)卫生条件好；(2)操作运输方便； (3)冷量损失少。即应靠近实罐车间而远离锅炉房。 冷库机房设置在主要建筑物旁侧的附属建筑物中，机房通常划分为压缩机间、附属设备间、零件间、办公室、卫生间等。
三.冷却方法 冷底库房冷却方法，按各冷间的用途，贮藏食品所要求的温湿度，食品的包装方法及贮藏期限等，采用的有排管冷却，空气冷却和混合冷却。 1、排管冷却常采用在贮藏未包装速冻产品的冻藏间，贮藏冷却产品的冷藏间。也可采用在小型冷库的冷却间及速冻间。 排管是制冷蒸发器，在各管阻力相同的条件下，将氨液均衡地供给各冷排管组，才能使冷排有效工作。冷排的供液方式有重力供液与氨泵供液两种。请参阅本节的制冷供液方式部分。
2、空气冷却是较先进的冷却方法，广泛采用在产品加工冷却强度较大的冷间(冷却间、速冻间)，贮藏冷却产品的冷藏间，贮藏包装速冻产品的冻藏间。空气冷却较适合于低温(在－28～－30℃ 时)贮藏未包装产品的冻藏间(肉、鱼等)，在这种温度下，产品的干耗较小。当贮藏温度－18～－20℃时，应采用排管冷却。
空气冷却(强制通风、冷风冷却)： 是利用冷风机的鼓风机，将被降温的空气强制送入冷库内，来冷却易腐食品，而后这种吸热升温的空气，吸回冷风机，再次冷却循环使用。根据冷却要求不同，冷风机可装风道或不装风道。空气冷却的通风管道见图，大多是采用黑白铁皮、木板或石棉水泥板做的，安装在天棚下，设置风道时，应注意配风的均匀。 空气冷却应用在冷藏水果和新鲜鸡蛋的高温库房，因为高温库如装顶、墙排管，则易于淌水，并且这些易腐食品的冷藏，还需要适当地换气。在冷却间，速冻间等冷却强度较大的库房，一般都采用空气冷却。
3、 混合冷却是既采用排管冷却，又采用空气冷却的冷却方法。制冷量大，适合于果品、鲜蛋的冷藏间和速冻间，以及肉类的冷却间和速冻间等。
设计空气冷却系统时，必需注意减少产品的干缩。在速冻间和冷却间，在产品中间空气流速为l. 0～2 设计空气冷却系统时，必需注意减少产品的干缩。在速冻间和冷却间，在产品中间空气流速为l.0～2.0m/s，在贮藏间的产品中间空气流速应当是较小的(应＜ 0.1～0.2m/s。 空气冷却装置——台座式或悬吊式冷风机，它将冷却排管，冲霜水管和鼓风机等设备，组合成一台紧凑的机组；具有占地面积小，施工快，金属耗量小，食品冷加工过程，降低干耗，容易自动化等优点，因此，新建冷库较多地采用空气冷却。
四、冷库的冷分配装置 库房冷分配装置主要包括冷却排管和冷风机，这里分别加以介绍。 1、库房冷却排管 (蒸发器的一种)，安装在近墙处，称墙排管；安装在顶棚处，称顶棚排管；用架子平放者，称搁架排管。 小型速冻间有时采用搁架式冷却排管，这种排管密度大，传热面积大，制冷能力大、可以速冻小量蔬菜、家禽、分割肉等小型食品。速冻时须将食品放在镀锌铁皮成地锡铁皮的盘子内，以免食品冻结在排管上。
库房常用的冷却排管(冷排管)，按管子的连接方法，可分为立管式冷却排管及盘管式冷却盘管（有单列盘管和双列盘管两种）。此外，冷排管按冷却表面形式，又可分为光滑管及翅片管两大类。翅片管在上一节已介绍，请复习。
2、空气冷却装置 除冷却排管外，还有冷风装置，将冷却排管，冲霜水管和鼓风机等设备组合成一台紧凑的机组，占地少，施工快，金属耗量小，食品冷加工过程快，降低干耗，容易自动化。因此，新建冷库多采用空气冷却。常用台座式或悬吊式冷风机。
冷风机根据冷却表面的类型分： （1） 干式(管式)冷风机——此种冷风机的传热，是空气通过热交换器，将热量传送给盘管中蒸发的制冷剂或循环的盐水而受到冷却。目前，这种冷风机在冷库中采用较多。 （2）湿式(淋洒式、吨射式)冷风机——此种冷风机的传热，系空气直接与在制冷机蒸发器中冷却过的液体载冷剂(盐水或水)，进行热交换，热量由空气直接传送给盐水(或水)。 （3）干湿混合式冷风机——这种冷风机盘管内用制冷剂直接蒸发吸热，管外用盐水淋浇。
干式冷风机在0℃ 以下使用时，盘管经常结霜，造成空气通道减少及热阻增大。冲霜时，必须停止冷风机的工作，用水淋浇霜层，使霜融化除去。湿式冷风机不结霜，但盐水腐蚀金属，使盘管迅速损坏(因有氧气存在)，目前已很少采用。食品工业中常用的是干式冷风机。干式冷风机又分为台座式与悬吊式两种。
（1）立式冷却排管 立管式冷排见图 ，用无缝钢管直径57× 3.5或直径38× 2.2，高度2.5～3.5m为竖管，管与管的中心距为110～130mm，上下横管用直径89× 3.5或直径76× 3.5焊接组成。氨液由下横管进入，氨气由上横管排出。立管式冷排用于重力供液系统。 立管式墙排管的优点，容易排除其中所形成的气体及积油，从而保证了传热效果，结霜情况良好。当这种墙排管较高时，由于液柱较高，而使下部制冷剂的燕发温度升高，尤其是在蒸发温度较低的系统中更为显著，这是其主要缺点。
（2）单列冷却盘管 盘管式冷排又可分为单列盘管式冷排如图及双列盘管式冷排。 盘管式冷排，一般用直径57× 3.5(热轧钢)或直径38×2.2(冷轧钢)的无缝钢管焊接而成。直径57X 3.5的冷排，每供液回路的总长度不得超过200m。直径38× 2.2的冷排，每供液回路的总长不得超过120m。 墙排管应布置在靠外墙一边，墙排管中心线离地面较高处或离墙壁的间距，光滑管应不小于150mm，翅片管应不小于200mm。 顶棚排管的布置，上层顶管中心线离开顶棚(平顶)的间距，光滑管不小于250mm，翅片管不小于300mm。
（3）双列冷却盘管 如图。 盘管式冷排，一般用直径57×3.5(热轧钢)或直径38×2.2(冷轧钢)的无缝钢管焊接而成。直径57× 3.5的冷排，每供液回路的总长度不得超过200米。直径38× 2.2的冷排，每供液回路的总长不得超过120m。 墙排管应布置在靠外墙一边，墙排管中心线离地面较高处或离墙壁的间距，光滑管应不小于150mm，翅片管应不小于200mm。 顶棚排管的布置，上层顶管中心线离开顶棚(平顶)的间距，光滑管不小于250mm，翅片管不小于300mm。
（4）台座式冷风机 台座式(落地式)冷风机如图，是横管式冷风机的一种。对蒸发器供液方式、过去多采用重力供液。目前，较多采用氨泵供液，用数倍于翅片盘管内蒸发量的氨液不断循环。这样可以显著地提高盘管的传热效率，便于自动控制。氨泵供液，多采用上进下出，即非淹没式氨泵循环。 空气由外壳下部进风口进入冷风机，被翅片盘管冷却，经鼓风机，由外壳上部出风口出风。鼓风机是装在外壳上部，一般装有2～4个离心式鼓风机，连接在同一轴上，由电动机带病动，电动机用托架固定在外壳的外面。根据库房耗冷量选用冷风机。 台座式冷风机一般都装在库内的墙旁。也可装在川堂小，则应按其温度差情况，将冷风机包裹绝热层。此种冷风机在食品冷库中应用较多。
（5）干式悬吊冷风机 干—150悬吊式(吊顶式)冷风机如图，蒸发器有翅片盘管10组，每组有翅片盘管12根，共有120根，无缝钢管直径25× 2.5，长度为1850mm，翅片尺寸为127× 470 x0.5mm的黑铁皮，片距为13mm，套片式翅片盘管成组后镀锌防锈。每组盘管冷却面积为15m，10组共150m2。配03—114号轴流风机两台(每台7700m3/h)，配JO3—8022、1.5千瓦电动机。出风风速可达10m/s。 整个冷风机用金属吊杆，固定在顶棚上。为提高热交换效果，上面有冲霜水管(进水),下面有集水盆(排水)，当蒸发器积霜过厚使出风量减少，进出口空气温差过小时，即要进行冲霜。 干—150悬吊式冷风机制冷量较小，用于小型冷库。
五、冷库制冷系统设备选择 制冷系统是由制冷剂循环系统、冷却水循环系统、润滑油循环系统(间接冷却中还有载冷剂循环系统)以及相应的设备、管道、仪表等构成的一个封闭循环系统的总称。系统的各部分联合作用，达到制冷的目的。制冷系统又大致可分为机房系统和库房冷却系统，实际上有的设备划分不明显，有的设备如冷凝器多设在室外。机房系统一般包括压缩机、中间冷却器、油分离器、冷凝器、贮氨器、空气分离器、总调节站和节流阀等装置。
(一) 制冷系统的选用。因地制宜，根据情况考虑采用某种制冷系统，必须符合下列要求。 (1)整个制冷循环，包括整套制冷机器与设备(制冷装置)必须符合制冷原理。对冷却对象所要求的温度应保持稳定，并能调节供液量。 (2)尽可能使系统简单化，管网布置应短缩管路路线，节省钢材，减少冷量损失。 (3)调节工作要做到简单稳定，应尽可能防止润滑油进入冷却设备。有条件时，尽量采用自动控制，保证操作安全可靠，提高劳动生产率。 (4)注意人身安全，制冷剂——氨是有毒的化学物品，应注意安全技术。在机房要设紧急抽风装置，紧急泄氨阀，并备有防毒用具等，以保障人身安全，防止事故发生。
(二)蒸发温度与冷凝温度 (1)1500吨以上的冷库，氨蒸发温度不得超过三个。1500吨以下的冷库，允许有两个蒸发温度。蒸发温度之确定，除满足冷却要求外，还应考虑尽可能使系统简化及运转经济，蒸发温度一般不宜超过三个。 (2)蒸发温度。蒸发温度与库房温度差8～10℃。盐水冷却系统，蒸发温度与盐水温度差5℃，如库房温度为±10℃ 时，盐水温度为－10℃，氨蒸发温度为－15℃ 。 (3)冷凝温度。立式、卧式壳管式，淋激式和组合式冷凝器的冷凝温度较冷却水出水温度高4～6℃ ，蒸发式冷凝器的冷凝温度较夏季室外湿球温度高5～10℃ 。
1.压缩机选择 压缩机的一般选择原则： （1）制冷压缩机的总负荷，按库房各冷间的耗冷量加以汇总修正确定。 （2）冷库所需制冷压缩机的总负荷较大时，宜选用大型压缩机，以减少台数，简化系统，但整个冷库中的压缩机，不得少于两台，以防因压缩机发生故障而停止供冷，且避免在淡季时压缩机长期在小负荷下运转。
（3）不同蒸发系统的压缩机，应考虑到各系统之间相互代替的可能性，以便各零件的互换使用。 （4）选用压缩机应按其制造厂规定的技术条件计算。如缺少资料可按前一机部部颁标准《中小型活塞式单级制冷压缩机型式与基本参数》(JB955—67)考虑。 （5）按氨制冷压缩机的使用条件，高低压的压缩比小于8时，即－15℃蒸发温度的制冷系统，采用单级压缩机。若压缩比大于8时，即－28～ －33℃蒸发温度的制冷系统，则采用双级压缩机。
2.冷凝器选择 冷凝器的选型，主要按制冷设备的制冷量、机房布置、当地的水温、水质、水量及气象条件确定。 (1)立式冷凝器适用于水质较差、水源丰富的地区，一般布置在冷库机房外面，常用于大、中型冷库。 (2)卧式冷凝器适用于水温较低、水质较好的地区，一般布置在室内与中小型制冷机组配套，亦用于船舶制冷装置。 (3)淋水式冷凝器适用于空气干燥、水源不足和水质较差的地区，布置在室外通风良好的地方。一般与氨制冷设备配套。 (4)蒸发式冷凝器适用于水源困难的地区，一般布置于厂房的顶部或通风良好的地方。 (5)空气冷却式冷凝器，主要适用于小型氟利昂制冷装置。
3.制冷供液方式选择 库房冷却系统有氨液分离器、低压循环桶、氨泵、液体冷剂调节站、冷分配装置(蒸发器)。 在直接冷却(制冷剂蒸发时直接吸收库内热量)系统中，供液方式可分三种。 (1)直接膨胀供液系统 借冷凝压力与蒸发压力差经节流阀，直接向冷分配装置供液。系统简单；因无分离装置，节流后的制冷剂是两相流，影响传热效率。热负荷变化较大时，易造成湿行程。只适于装热力膨胀阀的小型氟利昂制冷机组。氨制冷很少用。
(2)重力供液系统 它是借低压氨液本身的重力进行供液。工作流程是氨气经压缩机、油分离器进入冷凝器，冷凝后的氨液进入高压贮液桶，再经调节阀后送入氨液分离器，将节流所产生的氨气分离，然后氨液利用位能，流入调节站，进入蒸发器。氨液在蒸发器被汽化后，再进入氨液分离器，将其中液滴分离出去，重新进入压缩机。为满足供液所需的静液柱，氨液分离器掖面需高于冷分配设备最高点0.5～2m。
优点： A利用氨液分离器将节流生成的闪发气体分离出来，利于提高冷分配设备的传热效能，用调节阀的开启度调节各蒸发器的进液量，对并联排管的均匀供液有利。 B同一蒸发温度的冷分配设备可使用一个膨胀阀和氨液分离器，节省膨胀阀，简化操作，回气经分离器，避免了湿行程的发生。 C供液中有氨液分离器的缓冲作用，因而容易实现正常工况的操作调节。
缺点是： A氨液在较小压差下流动，放热系数小，蒸发器的换热强度较低。 B用一个氨液分离器向多个同层库房供液时，因冷却设备阻力较大，制冷剂有再汽化的可能。如供液路长短不一，供液不均。 C在热负荷变化大或供液距离较长时，还需在机房内设氨液分离器。目前我国不少中小型冷藏库仍采用这种供液方式。
(3)氨泵供液方式 这种供液系统是利用氨泵向蒸发器输送低温(低压)氨液。其组成与工作过程与重力式供液方式基本相同。主要差别是它有氨泵再循环系统，设置低压循环贮液器，代替了重力供液的氨液分离器。高压氨液经节流进入低压循环器，在器内将闪发气体和液体分离，其液体被氨泵吸入后送入蒸发器，蒸发器中产生的蒸汽和未蒸发的氨液一起回到低压循环贮液器再次被分离。气体进入吸入管，分离出的氨液汇同补充来的氨液供泵再循环。
这种氨泵供液的优点是： A依靠氨泵输液，进液压力较高，即使管路配液不均，仍保证结霜均匀。 B氨液在蒸发排管内被迫流动，且循环量大，传热效果好，不易积油，不产生过热，蒸发温度稳定，不易击缸。 C操作简单，便于集中控制实现系统的自动化。 其缺点是设备费用动力消耗较高，大中型冷藏库采用这种供液方式。
4.冷分配装置的选择 冷分配装置(蒸发器)的选择如下所述： (1)冷却排管 卧式壳管蒸发器，常用船舶或陆上的小型制冷机组。立式、盘管式墙排管适用冷藏间、冻藏间。顶排管常用于低温冷藏间、冰库和小型冻结间。一般均按排管的特性、冷间的要求、建筑尺寸和冷间所处的位置等因素，先选出排管类型、求得冷却面积，再确定排管的尺寸和排数。 (2)冷风机 它多用于冻结间、冷却间和冷藏间的强制通风。一般亦按冷间特点、建筑尺寸和所需冷却面积，选配冷风机的型号和台数。
六、冷库的绝热结构 为了减少外界热量侵入冷库，保证库内温度均衡，减少冷量损失，冷库外围的建筑结构必须有一定厚度的绝热材料。绝热材料热力性质的好坏，就直接影响到库内食品的冷冻加工过程和制冷设备的冷负荷，影响到冷库的经营费用。由此可见，在冷库设计中，正确地选用绝热材料，并且有足够的厚度是极为重要的。冷库质量合乎要求的绝热结构，其造价约为冷库总造价的20～40%，因此，必须很好地重视对绝热材料的选择。
绝热结构约为冷库总造价的20～40% ，因此，必须很好地重视对绝热材料的选择。 （一）绝热材料 绝热结构约为冷库总造价的20～40% ，因此，必须很好地重视对绝热材料的选择。 对绝热材料的要求 (1)导热系数小，绝热效果好。 (2)吸湿性和含湿量小，因为材料中存在水分，会增大导热系数，降低绝热效果。绝热材料应愈干燥愈好。 (3)比重小，绝热材料中应含有均匀的微小气泡。同一种材料，它含有的气泡数目愈多，则导热系数愈小。
(4)不易霉烂和变质，经久耐用。 (5)耐火性，不易燃烧或最好不能燃烧。 (6)耐冻性，冻结时不应降低其机械强度。 (7)无气味、无毒、对食品无污染。 (8)价格低廉，资源丰富。 (9)使用方便，施工简单，容易切削和加工成各种形态． (10)地坪用绝热材料，还应有良好的抗压强度。
1.绝热材料的性能
2、绝热材料 1) 有机质绝热材料 大部分有机质绝热材料的缺点： （1）易受潮； （2）易受细菌和霉菌的繁殖（各种泡沫塑料除外），而失去功效； （3）易燃烧。
(1)聚苯乙烯泡沫塑料 将颗粒状的聚苯乙烯，用丁烷或戊烷作发泡剂，通过水蒸气进行预发泡，然后装入模具中，在蒸汽下进行二次发泡，使颗粒融成一体，即成聚苯乙烯泡沫塑料制品。在加入发泡剂前，加入适量溴化物，可提高自熄性。导热系数小，绝热效果好。 (2)聚胺脂(聚胺基甲酸乙酯)泡沫塑料 近年来使用较多。导热系数小，可现场发泡后喷涂或浇灌成型。抗压强度为2.5～5大气压，并可用于地坪绝热。
(3)软木板(碳化软木) 是栓皮栎树的外皮，经破碎，筛分，加压，烘焙等加工过程，并在高温高压下压制成各种形状的软木板，是一种传统的理想的绝热材料。有以下优点： A导热系数小，密度为150～280Kg/m3的干燥软木板，其导热系数 0.05～0.07w/m·k。 B不易受潮。 C轻便易于切削加工和安装。 D不易燃烧。 E具有足够的强度，可作地坪绝热料。F能抗霉菌繁殖。
(4)稻壳 稻谷的外皮，又称砻糠，绝热性较好，不易吸收水分，且颇耐腐烂。在小型冷库或节省资金的情况下，可以选用，但须爆晒干燥，愈干愈好。
2) 矿物质绝热材料 有机质绝热材料相比，优点：A不燃烧。 B经久耐用。C不会被细菌和霉菌所腐蚀。但一般导热系数偏大，并不易施工。 (1) 泡沫混凝土 用水和水泥加泡沫乳剂(水胶，松香及硼酸钾的混合体)，搅拌后的液体物质可灌在模子中，制成各种形状的成品。是绝热、防寒和隔音的建筑材料，曾广泛使用，唯导热系数较大，易吸潮，目前已少用。
(2)矿质棉 由若干种矿石和矿渣制成，用细空气流或蒸汽吹过熔融的泥灰岩或矿渣，使之成为极细的矿质纤维,其中含有玻璃状硬化的小粒（<10%）。很脆，须浸以粘结物(沥青、焦油等)，出厂时再制成薄卷或平板，瓦形板，扇形板，矿质毡。将矿质棉制成毡条，密度为250Kg/m3，导热系数 0.07w/m.k。 (3)矿渣 适用于小型冷库工程。灰渣及炉渣的绝热性能较差，且密度相当大，通常在600～1000Kg/m3之间。锅炉炉渣及其制品的导热系数 0.17～0.23w/m.k。修建小型库房，冰窖和冰库时，可用锅炉炉渣做墙壁或基础的绝热材料。
3、防潮材料 为防止绝热材料因受潮而降低绝热效果，必须在绝热层表面敷设防潮材料。常用防潮材料有以下几种。 1）沥青 是一种粘性物质，是石油蒸馏后的副产品。对沥青的主要要求是水蒸气不能渗透，有足够的粘合性，能牢固地粘合在建筑材料和绝热材料上。 沥青乳化液(沥青48%，水50%，乳化剂2%)或沥青溶液(汽油，苯及其他溶剂)，使用时，就不必溶化沥青，可使绝热工程简化。
2）油毡 又称油毛毡，以易溶的沥青涂在特殊厚纸的一面成两面。并撒上一层粉末状的矿物质而制成。在冷库绝热结构中，都敷设在绝层的热侧，用沥青粘合。 3）塑料薄膜 近年来已作为防潮材料。常温施工，用特种粘合剂将聚乙烯薄膜粘成连续的防潮层。此法不需加热，费用低廉，施工简便。
（二）冷库的绝热结构 绝热结构是冷库外部围护结构有关的建筑部分和绝热层的组合。冷库的承重结构和绝热层的处理，有内绝热式和外绝热式两种。内绝热式是把绝热层粘贴在承重结构的内侧，此种结构的最大缺点，是绝热层不连续，需采用大量的防“冷桥”措施，故目前较少采用。外绝热式是绝热层设在承重结构的外侧，在绝热层外有一层防护外墙，这种形式的优点是绝热层连续，施工简便，便于装配化等。因此，我国多层楼冷库建设中，广泛采用外绝热式的结构形式。 大型冷库的外墙常采用板状绝热材料。图是用软木的冷库绝热结构。
1、绝热结构的要求 (1)绝热层应具有足够的厚度和连续性。以免形成所谓“冷桥”造成冷量损失。“冷桥”即是绝热层的漏洞。如梁柱或其他建筑构件穿过绝热层之处，需设法加固绝热层。又如用板状的绝热材料，在施工时，必须分层错缝，以保证绝热层的连续性。绝热层的厚度，可通过计算确定。 (2)防止绝热层受潮，以免降低绝热效果及绝热层损坏。 (3)绝热层应牢固地固定在围护结构上，以免脱落。 (4)防止绝热层受鼠类等侵害及燃烧。
2、墙壁绝热结构 大型冷库的外墙常采用板状绝热材料。见软木的冷库绝热结构图。也可采用泡沫塑料或泡沫玻璃等. 小型冷库的外墙也可用粒状绝热材料，但须在外墙内侧涂沥青及油毡，防止绝热层受潮。当粒状绝热材料发生沉降时，必须及时地补充填实，以保证绝热层的连续性。图是用砻糠的冷库绝热结构。 间壁绝热结构与相邻两室温度差有关，温差少于4℃时，可不作绝热。温差较大时，必须敷设绝热材料。绝热材料应敷在温度较低的一侧，以防材料受潮。当砖墙厚度只有1/2砖时、在高温侧、必须敷设防潮的水泥砂浆抹面层。
空气中水蒸气的分压力，随着温度的升高而增大。因此冷库墙的高温侧与低温侧会造成蒸汽分压力差。使水蒸气从高温侧向低温侧渗透。因此防潮层应敷设在绝热材料的高温侧，也可两侧敷设。同温库房的间隔墙，可不做防潮。防潮层采用500克石油沥青油毡，并用石油沥青粘贴，施工中必须保证防潮层的连续性。
3、楼板绝热结构 楼板在温差较大时，应在较冷的一侧敷设绝热层，并在绝热层较热一侧设置防潮层，这样可以使水蒸气不易从较热室一侧侵入绝热材料。 如将绝热材料做在楼板上部，则可显著简化绝热层的敷砌手续，但必须在绝热层上加敷混凝土层。如绝热材料做在楼板下部，则敷砌工作比较困难，并且必须小心地将绝热材料固定在楼板上。楼板绝热结构见图. 如上下两层库房的温度相接近，则楼板上下可不敷砌绝热材料。
4、屋面绝热结构 冷库屋面的绝热层与屋顶的形式有关，如屋顶为四坡闷顶时，则天棚上部的绝热层。 常用板状或粒状绝热材料。防潮层可做在绝热材料的上部。如为平屋顶时，绝热层常用板状绝热材料见图。如平屋顶又需用粒状绝热材料(如若糠等)时，必须为绝热层而加建阁楼层。 当采用可燃性绝热材料时，各楼层间用泡沫混凝土层隔开，防止在发生火灾时，烧坏整个冷库的绝热层。这种泡沫混凝土层称为防火带。
5、地面的绝热结构 在冷库设计及施工中，地坪不仅要有良好的绝热层，还必须采取地下防冻措施，防止冷库地坪下土壤冻结和膨胀。地下防冻措施有： (1)架空防冻，即建立地下室或半地下室，大型冷库较多采用，效果好，造价高。设置冷风机后，即可作为高温库用。 (2)通风防冻(半架．空防冻)，满堂式或非满堂式的自然通风或机械通风防冻。南方用自然通风较多；强制通风，北方较多。库内地板高度，一般和月台高度相平。通风管道的进出风口，应高于室外地面，使积水不能侵入风管，管底应高于地下水位，并考虑凝结水的排除。
(3)加热管防冻，埋设地下防冻油管，用蒸汽或用高压热氨气来加热l0号或20号轻柴油循环加热。也可用乙二醇防冻措施。 (4)电热防冻，埋设地下电加热器，一般用直径10～16钢筋作为热电阻(电加热器)，电耗量约为7w/m2，小型库可采用。 (5)加厚地坪绝热层，小型库常用，常与自然通风的通风道结合。
(6)改良土壤，增加盐分降低冰点，缺点是盐分易流失。通风道的地坪绝热结构见图，可配置鼓风机帮助通风。夏季向通风道内吹入外界热空气，冬季外界气温低时，可将空气用热风机加热后，吹入通风孔道内。 当库房温度在－5 0C以上时，地坪下可不砌筑通风道，因为建筑物四周侵入的热量，可防止土壤的冻结。 温度高于0oC的库房，地坪可不做绝热层，但应沿外墙周边填以深为0.5m，米的煤渣，这样可减少冷量的损失。
6、设备和管路的绝热层 对于在非低温房间(如机房、过道)内的低温管路，容器设备，为了减少冷量损失，均须敷设(包裹)绝热层。 设备绝热层的厚度，一般为150～200mm，要通过计算。绝热层表面包金属网后，用石棉水泥抹面，注意防裂。对包裹绝热层的设备的基础上要加垫木。 管路在安装好并进行试漏后，才能包裹绝热层。绝热层的厚度，随管径大小及温差不同而异。一般当管径为50mm时，绝热层的厚度约为50mm，当管径为70～90mm时，绝热层的厚度约为70～100mm。管路的绝热层结构见图。
第五节 气调冷藏设备和装配库 气调冷藏是将冷藏与气调贮藏相结合，即除能控制贮藏库内的温度外，还控制气体的组成，使库内的氧和二氧化碳的含量，有适当的配合，并保持一定湿度，主要用于果蔬贮藏，能获得良好的保鲜效果。
产品在贮藏中的损失甚小，据有的国家统计，冷藏库产品的损失率为21. 3%，而气调冷藏库产品的损失率为4 产品在贮藏中的损失甚小，据有的国家统计，冷藏库产品的损失率为21.3%，而气调冷藏库产品的损失率为4.8% 。现在这种贮藏在英国、法国、意大利等国应用较广。我国目前的果蔬贮藏除冷藏外，多采用薄膜封闭气调，有垛封和袋封两种方法，垛封是将消石灰撤在垛内以吸收CO2，袋封是定期开袋换入新鲜空气。这类方法成本较低，使用方便，近几年还研制出与薄膜封闭配合使用的分子筛气调机，即CO2吸附机组，亦取得成效。自1985年开始国内自行设计建造了500～1000t的气调冷藏库，后来又引进一些1000～2000t的气调冷藏设备。
气调冷藏设备，主要包括 1、库房和制冷机组； 2、氮气发生器； 3、二氧化碳吸附机组； 4、其它装置。
一、库房和制冷系统 气调冷藏库的库房结构和制冷设备，与一般机械冷藏库基本相同。但要求库房有更高的气密性，可在四壁内侧和顶板加衬金属薄板或不透气的塑料板，或涂喷塑料层，库门等都要有气密装置，严防漏气。
氮发生器又称催化降氧机，它的作用主要用产生的N2冲淡库内的O2。 二、氮气发生器 氮发生器又称催化降氧机，它的作用主要用产生的N2冲淡库内的O2。 1、管式氮发生器 如图。由反应器、电炉、风机和水洗塔等组成。反应器由抗热合金制造，上部装有铂等催化剂，以降低燃烧温度，避免产生有毒的氮氧化合物和其他物质。下部是一个管状气体热交换器。
工作流程是来自库内的气体或库外空气，通过风机与液比石油气或其他可以气化的燃料如丙烷、煤油等混合，进入反应器燃烧，烧掉气体中的氧，其余的气体经水洗冷却净化后，除残留的很少的O2(1～4% )，主要是N2。燃烧还生成CO2也是气调贮藏所需要的。冷风通过管式换热器，吸入燃烧过程中的热量，变为热风，用来预热进入反应器的气体，以节约热能。
JDL—PN氮气常压吸咐(PSA)系统由两组碳分子筛(CMS)床构成，每一组筛床都被安装于各自的机械加工成的吸咐塔中。 经预处理的压缩空气从底部进入第一组在线筛床，并穿过CMS；氧气和其它痕量气体优先被CMS吸咐，氮气则穿越筛床。经过一定的预定时间以后，当在线床快要被所吸咐的气体饱和时，系统自动将该筛床转至再生状态，此时，第二个已再生过的筛床则转至在线状态接替进行分离过程。
三、CO2洗涤 （吸附）机组 也称碳分子筛。它的作用是排除库内过多的CO2，并净化气体，常用干式CO2洗涤吸附机组。 由两个吸附罐、空气循环的风机、吸入新鲜空气的风机及导管、阀门等组成，如图所示。吸附罐是一个密封的圆筒形容器，罐上下装有滤网，罐内装满吸附剂(活性碳等)。两个吸附罐通过柔性导管和转换阀门连接，阀门由电器控制。工作时从气调库来的空气经风机进入罐内，其中CO2被活性碳吸附后，再回到气调库中。耀内活性碳吸附CO2达饱和时，用新鲜空气吹洗，使CO2脱附。当一个罐吸附CO2时，另一罐同时进行脱附。
四、 装配库及其安装 冷库以玻璃钢作面板、硬质聚氨酯泡沫塑料作保温材料，采用先进工艺制成复合板壁，其重量轻，比强度高、隔热性能好（λ< 0.02kcal/m.H.0C），耐腐蚀、老化，防蛀、不霉。在较低温度下使用更能显示其优越性，玻璃钢冷库填补了国内一项空白。 因冷库保温性能优越，故降温速度快、保温时间长。与其他材料生产的冷库相比，可节能约30～40% 。
库房板壁实行专业化生产，形成系列、互换性强。通过其不同的组合，可形成多种规格和形式的库房供选择，为用户充分利用现有场地和建筑空间提供了方便。目前，产品有室内、室外两大类型；单间、二间、套间、多间式均可承制；冷风机或蒸发排管两种冷分配装置任选，缺水地区可配风冷制冷机。 库体采用板壁内部预埋件扎式联接，装拆搬运方便，安装周期仅是工建冷库的1/30～1/20，中小冷库一般 3～5天。
装配库的组成 库体与一般冷库类似，但采用内装聚氨酯泡沫塑料包温材料的玻璃钢板组合而成。拆装方便。 如图为小型装配库的库体，制冷可选用开启式、半封闭式、全封闭式压缩机。
第六节 速冻设备 速冻设备适用于快速冻结小包装或小块的食品（块状、片状、粒状等），如用聚乙烯薄膜包装的分割肉块、鱼块、贝类、家禽、水果、蔬菜等。冻结温度一般－30～－40℃ 。 对于1/2只或1/4只猪、牛的眮体肉，大鱼及其他尺寸较大和形状不规则的食品来说，速冻器是不适用的。
加速食品冻结的方法有： (1)降低传热介质的温度，一般速冻器冻结温度为－30～－40℃ 。 (2)减少食品的厚度，30～100mm，食品厚度愈薄，冻结时间愈短，且成不等比关系。如在-10度的盐水中，10mm厚的肉，冻结时间为10min，而100mm厚的肉，冻结时间却需要275min。
(3)增加传热系数值 ①将食品放在很大速度的气流内，即空气强制循环速冻法和流态化床速冻法。 ②将食品放在液体内。浸渍式，即在冷盐水内降温冻结，由于影响食品原有风味，在食品速冻中较少采用。喷淋式，即利用液氨等液化气体喷淋在食品上，获得超速冻结。 ③将食品放在与食品两边密切贴合的金属冷却面之间，进行降温冻结。
速冻器的结构种类很多，按其冷却方法不同，大体上可分为空气式，液体浸渍式，接触式，液化气体喷淋式等四种形式。目前应用较多的有平板式（接触式或箱式）速冻器和空气强制循环（空气式）速冻器。 按结构分为 1、箱式（平板式）； 2、隧道式； 3、流化床式； 4、螺旋式； 5、浸渍接触式等型式； 6、带式（包括碟式速冻机、带预冷间的连续单冻机）
一、箱式速冻机 这种速冻器在鱼类速冻中应用较多，其冻结时间视肉块的厚度而定。当氨的蒸发温度为-30℃ 时，则装在盒中的50mm厚的肉块，其冻结时间约为1.5小时。
平板式速冻器的特点： （1）间歇操作，操作周期长，包括产品装料和卸料时间。 （2）生产能力比较小，因此，往往要采用多个速冻器，并增加不少操作人员。 （3）人工劳动繁重，包括原料预处理、包装、装料和卸料。 （4）食品与蒸发板接触处，如接触不良，则热阻增大，速冻器生产能力急剧下降。
这里主要介绍平板速冻器的结构， 平板式速冻器如图，外壳的骨架是由角铁或槽钢制成，外壳用绝热材料包裹，蒸发板共有11块，为了减轻重量，蒸发板是用铝制成，蒸发板夹层中装有蒸发盘管，板管间隙也可灌入盐水。板的大小为1300×1100×40mm。 氨液是经过与垂直总管相连接的软橡皮管供给蒸发板。总管与速冻器上面的氨液分离器相连接。氨气从蒸发板另一组同样的橡皮管引出，经氨液分高器分离后，被抽至压缩机。
蒸发板间距为40～70mm，可根据速冻食品的厚度来调节，在蒸发板之同放有木板条，其高度应高出食品厚度 2～3mm，用以固定板间距，保证食品不全被压坏。(油压机升降机构)是安装在速冻器的下部。要速冻的食品放人蒸发板之间，用油压机将板移动上升，缩小板间隙，热量直接由食品传到与食品密切贴合的蒸发板。
二、隧道式速冻机 隧道式速冻机也是一种空气强制循环的速冻器。一般主要由绝热隧道、蒸发器、液压传动、输送轨道、风机等五部分组成。 隧道式速冻机主要由隧道体、蒸发器、风机、料架或不锈钢传动网带等组成。被速冻的物料放在料架的各层筛盘中或网带上通道隧道，空气通过蒸发器降温，然后送入隧道中，川流于物料之间使其速冻。冻结物料的作业方法与隧道式逆流干燥设备相同；冷风与物料方向相反。
速冻温度为－35℃时，青刀豆的冻结约 45min。隧道内装有传动网带的速冻机工作过程如图所示。第一、二级传动玩带的运行速度可以分别控制，冷风分别吹到网带上，穿过物料层，再经蒸发器与风机，循坏使用。物料先通过第一级网带，运行较快，料层较薄，使表面冻结；然后转入第二级网带，运行较慢，料层较厚，使整个物料全部冻结，得到单一速冻产品。特点是可冻结产品的范围广，泠冻效率较高，冲霜迅速，清洗方便。
三、流化床式速冻机 流化床式速冻机的结构 由多孔板（或带）、风机、制冷蒸发器等组成。如图所示。工作过程是将前处理后颗粒状食品，从多孔板一端送入。铺放厚度约2～12cm，视产品性状而异。空气通过蒸发器、风机，由多孔板底部迸入向上吹送，使产品呈沸腾状态流动，并使低温冷风与颗粒全面地直接接触，冷冻速率大大加强。这种设备的冷风流速约8m/s循环流动。风温-35度，一般蔬菜的速冻时间为3～5min。其特点是成单体冻结，连续作业。为速冻蔬菜的理想设备。
四、螺旋式速冻机 该机属空气强制循环的速冻装置，近年来应用较多。 特点： 结构紧凑，占地少，连续作业，冻结迅速，适于薄肉片、鱼片、冰激淋和泠点心多种食品加工。但设备费用较高。
结构： 由柔性传送带、中心转筒、风机、风幕、传功、变速、冲洗、安全、制冷等装置组成。柔性传送带（链条）构成一个螺旋循环回路，如图。当中心转筒转动时，利用装在中心转筒上的板条与链条的摩擦力，使绕在中心转筒上的链条运功。物料由入口送进，放在柔性传动带上，绕中心转筒由下部螺旋向上移动，同时冷风通过制冷机、风机和传送带，对物料迸行冻结，循环使用。物料冻结后由上部卸出。为了延长链条的使用寿命，设置了翻转机构，使链条两端论流磨损。风幕安装在物料进、出口处，以减少泠量损失。
螺旋式速冻机采用氟利昂双级压缩制冷系统，蒸发器为钢管铝翅片结构，冷风温度为-5～-40℃，可以调节。在泠风温度－35℃，冻结时间30min的条件下，处理能力为100～500 Kg/h。
五、浸渍式速冻机 浸渍式（包括喷淋）速冻法是将被冻结物料直接和温度很低的液化气体或液态制冷剂接触，制成速冻产品。现使用的制冷剂有液态氮、液态二氧化碳和氟利昂（R12）等，也有使用低温盐水的，如图。该装置的特点是结构简单，使用寿命长，可超速单体冻结，但成本高。
液氮冻结装置： 这类装置多为隧道式结构，隧道内有传送带，喷雾器或浸渍器和风机等装置。如图所示为液氮喷淋冻结装置，食品从一端置于传送带上，随带移动，依次通道预泠区、冻结区和均温区，最后由另端卸出。液氮贮于隧道外，以一定压力引入冻结区迸行喷淋或浸渍冻结，液氮吸热后形成的氮气，温度仍很低，约为-10～-5℃，通过风机，将其送入隧道前段迸行预冻。在冻结区，食品与－200℃的液氮接触而迅速冻结。