机械冷库冷藏原理

机械冷库冷藏原理

一、什么是机械冷藏

冷藏是在有良好隔热性能的库房中借助机械冷凝系统的作用，将库内的热传递到库外，使库内的温度降低并保持在有利于水果和蔬菜长期贮藏的范围内。冷藏的优点是不受外界环境条件的影响，可以终年维持产品所需要的温度。冷库内的温度、相对湿度和通风都可以控制调节。但是冷库是一种永久性的建筑，费用较高，因此在建冷库之前应对库址的选择、库房的设计、冷凝系统的选择和安装、库房的容量都应仔细考虑，同时也要注意到将来的发展。尽管冷库有许多优越性，但是水果和蔬菜都是活的有机体，冷藏的寿命还是有限的。

二、机械冷藏原理

水果和蔬菜进入冷库时带有大量田间热和呼吸热，此外，库体的漏热、包装箱携带的田间热以及灯光照明、机械和人员操作所产生的热负荷都需用排除，以便维持冷库中的低温。这个过程是通过制冷剂的状态变化来完成的，机械制冷的工作原理是利用制冷剂从液态变为气态时吸收热的特性，使之在封闭的制冷机系统中状态互变，使库内水果和蔬菜的温度下降，并维持恒定的低温条件，达到延缓果蔬衰老、延长贮藏寿命和保持品质的目的。当前普遍应用的制冷剂是氨和卤代烃或氯氟碳化物。氨是大型冷藏设备中常用的制冷剂，其价格低廉、沸点温度低、气化潜热大，但漏泄时对人体皮肤和粘膜易产生伤害，含水时易腐蚀金属，氨与油和空气混合达到一定浓度时，有爆炸和燃烧的危险，应当注意避免。由于这些缺点，在近代中、小型制冷设备中，多被氟里昂所代替。我国正在积极采取措施，淘汰当前普遍使用的R12、R22等制冷剂，广泛开展CFCS替代物的研究。

三、冷库的结构

1、隔热和防潮层

冷库除了有良好、牢固的库房框架建筑外，还应有隔热和防潮层。隔热层起隔绝库内外热的传递作用，保证冷库内的适宜低温。隔热材料应选择导热系数小、无臭味、不易吸潮、重量轻且价格低廉易得为宜。设计人员应根据冷库所处地区的实际情况和具体条件设计合理的隔热层厚度，以保证冷库有效而经济运转。冷库的六面受外温影响不同，如果冷库顶部隔热层之上加有屋盖，形成一层缓冲空间，隔热层厚度可小一些;长时间受阳光照射的墙面比阴面墙壁的隔热层厚度又需大一些。冷库建筑的地面温度变化也受到地温影响，对隔热层的要求也可灵活处理。

防潮层是冷库结构中另一重要组成部分，缺少防潮层时，冷热空气在隔热层中相遇，达到露点即会凝结成水滴，隔热材料受潮后，隔热性能降低。一般可以在隔热层两面加防潮层，也可只做外防潮层。常用沥青、油毡、塑料涂层、塑料薄膜或金属板做成的防潮层，这样冷库使用寿命可以得到延长。

2、制冷系统

制冷系统是冷库宏博重要的设备，由蒸发器、压缩机、冷凝器和调节阀、风扇、导管和仪表等构成，制冷剂在密封系统中循环，并根据需要控制制冷剂供应量的大小和进入蒸发器的次数，以便获得冷库内适宜的低温条件。制冷系统的大小应根据冷库容量大小和所需制冷量选择，即蒸发器、压缩机和冷凝器等与冷库所需排除的热量相匹配，以满足降温需要。蒸发器安装在冷库内，利用鼓风机将冷却的空气吹向库内各部位，大型冷藏库常用风道连接蒸发器，延长送风距离，扩大冷风在库内的分布范围，使库温下降更加均匀。压缩机是制冷系统的“心脏”，推动制冷剂在系统中循环，一般中型冷库压缩机的制冷量大约在3000-5000kcal/h范围内，设计人员将根据冷库容量和产品数量等具体条件进行选择。冷凝器的作用是排除压缩后的气态制冷剂中的热，使其凝结为液态制冷剂。冷凝器有空气冷却、水冷却和空气与水结合的冷却方式。空气冷却只限于在小型冷库设备中应用，水冷却的冷凝器则可用于所有形式的制冷系统。制冷机组的制冷量可根据对库内温度的监测，采用人工或自动控制系统启动或停止制冷运转，以维持贮藏果蔬所需的适宜温度。目前有不少冷藏库安装了微机系统，监测和记录库温变化。制冷剂在蒸发器内气化时，温度将达到0℃以下，与库内湿空气接触，使之达到饱合，在蒸发器外壁凝成冰霜，而冰霜层不利于热的传导，影响降温效果。因此，在冷藏管理工作中，必须及时除去冰霜，即所谓“冲霜”。冲霜可以用冷水喷淋蒸发器，也可以利用吸热后的制冷剂引入蒸发器外盘管中循环流动，使冰霜融化。