冷鏈物流倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)工程技術(shù)

楊健

（中國(guó)輕工建設(shè)工程有限公司，北京 100077）

上海南僑（金山）食品有限公司生產(chǎn)基地位于上海金山工業(yè)區(qū)，項(xiàng)目分為生產(chǎn)車間區(qū)和倉(cāng)儲(chǔ)物流區(qū)兩大部分。項(xiàng)目生產(chǎn)車間區(qū)制冷機(jī)組采用兩套德國(guó)Bitzer 活塞并聯(lián)水冷機(jī)組。低溫庫(kù)-18 ～-22℃為直接膨脹式制冷，熱氟除霜。中溫庫(kù)4～8℃為直接膨脹式制冷，自然融霜（無任何附加除霜裝置）。倉(cāng)儲(chǔ)物流區(qū)低溫制冷機(jī)組采用Bitzer 螺桿并聯(lián)機(jī)組，冷凝方式為蒸發(fā)式冷凝，油冷卻方式為熱虹吸式油冷。庫(kù)內(nèi)為直接膨脹式制冷，熱氟除霜。中溫庫(kù)采用間接制冷方式，制冷劑采用R134a，載冷劑為丙二醇。制冷機(jī)組采用Bitzer 緊湊型螺桿兩段式水冷冷水機(jī)組，庫(kù)內(nèi)為意大利LU-VE 鹵水換熱器，采用西門子三通電動(dòng)閥通過PID 精確控制庫(kù)溫。

1 圍護(hù)結(jié)構(gòu)安裝技術(shù)

1.1 冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)主材運(yùn)輸形式及施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)地堆放形式

冷庫(kù)維護(hù)結(jié)構(gòu)工程所需的PIR 夾芯板材質(zhì)量好、成本高，每箱庫(kù)板重量在1000kg 左右，25 噸吊車可以滿足卸車及垂直運(yùn)輸?shù)男枨螅盾嚨闹攸c(diǎn)是板材的保護(hù)、施工人員和現(xiàn)場(chǎng)其他人員的安全。

吊車和配套的吊帶：吊帶使用尼龍吊帶（嚴(yán)禁使用鋼絲繩），不小于100mm 寬，起吊時(shí)，要調(diào)整好吊帶長(zhǎng)度和承重位置，吊起時(shí)板材需處于平衡狀態(tài)，需加平衡梁，以防板材滑落。

堆放場(chǎng)地的要求：板材應(yīng)臨時(shí)堆放于堅(jiān)固，平整的地面上，盡量把板材堆放在施工面范圍內(nèi)；確保地面沒有積水以及在遭遇雨雪等惡劣天氣時(shí)地面不會(huì)積水；堆放場(chǎng)地應(yīng)遠(yuǎn)離腐蝕性環(huán)境并確保不會(huì)受到其他工種施工的影響。

1.2 墻板拼裝方式

考慮到庫(kù)板連接以后的強(qiáng)度、冷庫(kù)的規(guī)模尺寸及庫(kù)板厚度及食品衛(wèi)生的要求，庫(kù)板連接的槽口形式一般為為插入式。冷庫(kù)立板拼裝前，在板材凹槽面填2 ～3mm 中性硅膠，并噴涂瓶裝聚氨酯發(fā)泡劑4 ～6mm，加強(qiáng)板隙隔熱，防止產(chǎn)生冷橋。庫(kù)板拼裝時(shí)，采用固定連接件將板縫承接處固定，使板縫擠壓密實(shí)，防止縫隙過大產(chǎn)生冷橋。

1.3 庫(kù)板立板固定形式

墻板固定方式?jīng)Q定采用蘑菇頭穿過墻板與型鋼固定的方式連接。冷庫(kù)立板的固定措施采用兩套方案，方案一：在建筑砌筑墻體上加設(shè)50×50mm 角鐵，并與12#C 型鋼焊接固定。此方案適用于冷庫(kù)立板緊鄰的砌筑墻體跨度內(nèi)存在結(jié)構(gòu)構(gòu)造柱，角鐵固定在構(gòu)造柱上，提高庫(kù)板的固定強(qiáng)度，同時(shí)，通過對(duì)角鐵找平，能保證立板安裝的平整度。

在冷庫(kù)立板緊鄰的砌筑墻體跨度內(nèi)無構(gòu)造柱存在時(shí)，冷庫(kù)立板的固定方式適用第二套方案：采用雙面夾墻鋼板（鋼板規(guī)格為250×250×10mm）對(duì)砌筑墻體固定，12#C 型鋼焊接在夾墻鋼板上。

1.4 墻板的地面固定方式

墻板下端與地坪面接觸處要求用L 型鍍鋅鋼材固定，L型鍍鋅鋼材與地面用砼螺栓固定，為確保墻板底端密封性，須在L 型鍍鋅鋼材內(nèi)打密封膠。立板與地坪結(jié)合處預(yù)留5mm縫隙，發(fā)泡劑嵌縫。

1.5 吊粱做法及頂板的固定方式

在結(jié)構(gòu)頂板嵌入膨脹螺栓，固定φ10 通長(zhǎng)絲桿，通過調(diào)節(jié)器校核吊頂板的平整度。絲桿下方連接冷庫(kù)專用吊頂鋁材。吊頂鋁材的布置方向與頂板拼裝方向垂直，吊頂鋁材外露。按照我單位的施工經(jīng)驗(yàn)，50mm 厚吊頂板所采用的吊頂鋁材間距一般為3m 一道，75mm 厚吊頂板所采用的吊頂鋁材間距一般為4m一道，150mm 厚吊頂板所采用的吊頂鋁材間距一般為5m 一道。吊頂鋁材及其附屬構(gòu)件穿板材節(jié)點(diǎn)須做斷冷橋處理。依照設(shè)計(jì)圖紙，采用PVC 套管，管內(nèi)聚氨酯發(fā)泡，并做隔汽處理。

1.6 墻板轉(zhuǎn)角、頂板與墻板連接方式

立板轉(zhuǎn)角節(jié)點(diǎn)處預(yù)留缺口，缺口處用灌式PU 填充劑填實(shí)，填充密實(shí)后用100×100×2mm 鍍鋅角鋼裝飾，裝飾角鋼陰角兩側(cè)涂密封膠做氣密處理。頂板與立板轉(zhuǎn)角也須預(yù)留缺口，PU 填充劑填實(shí)，室內(nèi)陰角用64×1mm 圓弧鋁材收邊，室外陽角1mm 彩鋼板收邊。

1.7 地面保溫及隔汽層施工工藝

地面斷熱層為B2 級(jí)XPS 擠塑保溫板，密度40kg/m3，抗壓強(qiáng)度300kPa。擠塑板錯(cuò)縫搭設(shè)，專用膠水或冷橋套筒釘固定。PE 搭接寬度可為70mm?？刹捎枚』z帶將PE 膜與PE 膜、PE 膜與XPS 板層粘結(jié)。

2 制冷工藝管道安裝技術(shù)

（1）儲(chǔ)庫(kù)制冷系統(tǒng)按照制冷劑劃分主要分為氨制冷（NH3）、氟利昂制冷(CFC/HCFC/HFC) 和二氧化碳制冷(CO2)三類制冷技術(shù)方案。①氨（NH3）作為制冷劑的優(yōu)點(diǎn)是：對(duì)臭氧層危害小、容易獲取、價(jià)格低廉、壓力適中、單位制冷量大、放熱系數(shù)高、幾乎不溶解于油、流動(dòng)阻力小、；其缺點(diǎn)是：對(duì)銅及銅合金有腐蝕作用，有刺激性臭味、有毒、易燃易爆，一旦泄露危害極大。②氟利昂制冷系統(tǒng)(CFC/HCFC/HFC)：氟利昂在常溫下都是無色、無味氣體、易揮發(fā)液，透明、介電常數(shù)低、臨界溫度高、易液化、溶于油，無味或略有氣味，無毒或低毒，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但對(duì)大氣臭氧層破壞嚴(yán)重。目前，氟利昂系列冷媒一部分已禁用，一部分限制使用。③二氧化碳制冷系統(tǒng)(CO2)：二氧化碳作為一種自然制冷劑，具有高密度和低粘度，其流動(dòng)損失小、傳熱效果良好，制冷能力大。最重要的是，費(fèi)用低易獲取、穩(wěn)定性好、安全無毒，不可燃。缺點(diǎn)是運(yùn)行壓力高，需專業(yè)維護(hù)。與其他制冷劑相比，CO2具有環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)和單位容積制冷量高等性能方面上的明顯優(yōu)勢(shì)，有著很好的應(yīng)用前景。

（2）冷鏈儲(chǔ)庫(kù)無論采取上述哪種制冷方案，制冷系統(tǒng)管道由于處于低溫環(huán)境下且工作壓力超過16kg/cm2（如制冷劑采用CO2系統(tǒng)會(huì)超過40kg/cm2），屬于壓力管道范疇，其重要性不容忽視。因此，制冷系統(tǒng)管道安裝應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范施工。

3 成果分析

（1）減排環(huán)保。項(xiàng)目低溫部分（-18 ～-22℃）采用直接膨脹式制冷系統(tǒng)，制冷劑全部采用R507 環(huán)保工質(zhì)符合國(guó)際公約及國(guó)家相關(guān)規(guī)定（與R404a 相比更有優(yōu)勢(shì)）。高效的換熱系統(tǒng)相比同類國(guó)產(chǎn)品牌氟利昂充注量減少25%以上。

項(xiàng)目中溫部分（4 ～6℃）采用間接制冷系統(tǒng)，制冷劑采用R134a 環(huán)保工質(zhì)符合國(guó)際公約及國(guó)家相關(guān)規(guī)定，載冷劑采用丙二醇。相比直接膨脹式制冷氟利昂充注量?jī)H為10%～15%左右。

（2）高效節(jié)能。并聯(lián)機(jī)組采用PLC 智能機(jī)組控制系統(tǒng)，壓縮機(jī)部分使用無級(jí)能調(diào)系統(tǒng)，使庫(kù)內(nèi)的負(fù)荷與壓縮機(jī)輸出的能量相匹配，吸氣壓力的的波動(dòng)控制在0.2bar 以內(nèi)，節(jié)能提高7%左右。該系統(tǒng)相比傳統(tǒng)控制系統(tǒng)減少了壓縮機(jī)的啟動(dòng)次數(shù)，大大降低了壓縮機(jī)因?yàn)轭l繁啟動(dòng)引起的電機(jī)壽命降低和冷凍油流失的問題，保證設(shè)備安全可靠的運(yùn)行。

低溫庫(kù)內(nèi)控制部分采用PLC 智能熱氟除霜控制系統(tǒng)，結(jié)合蒸發(fā)器和膨脹閥特性精確控制過熱度，極大地延長(zhǎng)了風(fēng)機(jī)的結(jié)霜周期，相比傳統(tǒng)熱氟除霜控制系統(tǒng)，庫(kù)溫波動(dòng)控制在1℃以內(nèi)，能耗降低25%以上。該系統(tǒng)采用了“壓差”技術(shù)融霜，使蒸發(fā)器的K 值始終處于最合理階段。完全實(shí)現(xiàn)了蒸發(fā)器蒸發(fā)溫度在0℃以下，無任何輔助除霜裝置情況下的穩(wěn)定運(yùn)行，既避免了電熱除霜的功耗，也解決了電除霜的庫(kù)溫波動(dòng)問題。

間接換熱系統(tǒng)采用PLC 智能控制系統(tǒng)，利用丙二醇儲(chǔ)能罐的特性和峰谷電電價(jià)差額，將儲(chǔ)能罐內(nèi)丙二醇溫度降低以維持白天冷庫(kù)運(yùn)行時(shí)使用，盡量避免在白天峰電時(shí)開機(jī)，在電費(fèi)支出上節(jié)省30%以上。

（3）技術(shù)創(chuàng)新：①在融霜技術(shù)中采用“測(cè)厚技術(shù)”及壓差技術(shù)相結(jié)合，即保證了經(jīng)濟(jì)型的同時(shí)，又保證了蒸發(fā)器“K值”在最合理范圍內(nèi)運(yùn)行。②采用了蒸發(fā)器出口與壓縮機(jī)吸氣口的壓差與PLC 結(jié)合控制了過熱度即保證了壓縮機(jī)運(yùn)行的安全平穩(wěn)同時(shí)又保證了經(jīng)濟(jì)性。③螺桿機(jī)100%的能量調(diào)節(jié)及活塞機(jī)的準(zhǔn)無級(jí)調(diào)解，極大地提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)型。④采用大風(fēng)量低風(fēng)壓技術(shù)及過熱度精確控制，加長(zhǎng)了蒸發(fā)器的結(jié)霜周期，使結(jié)霜成本大大降低，庫(kù)溫波動(dòng)減少。

（4）智能物聯(lián)網(wǎng)預(yù)警系統(tǒng)：①大數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)。冷庫(kù)各個(gè)參數(shù)數(shù)據(jù)采集點(diǎn)1200 多個(gè)，服務(wù)器空間數(shù)據(jù)可保留2 年，有效避免人工數(shù)據(jù)記錄的高錯(cuò)誤率。②節(jié)能管理。根據(jù)大數(shù)據(jù)及時(shí)分析冷庫(kù)使用狀態(tài)，調(diào)整冷庫(kù)節(jié)能運(yùn)行方案。③通知管理。設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)語音、短信及時(shí)準(zhǔn)確通知相關(guān)責(zé)任人，短信主動(dòng)查詢及修改設(shè)備參數(shù)。④遠(yuǎn)程調(diào)試診斷。當(dāng)制冷系統(tǒng)故障報(bào)警時(shí)，工程師可根據(jù)大數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程調(diào)試、診斷，系統(tǒng)自動(dòng)給出故障原因及處理建議。⑤系統(tǒng)所有關(guān)鍵信息均為完全記錄日志化并可導(dǎo)入文檔。⑥手機(jī)APP 訪問，工作更輕松，隨時(shí)隨地查詢、設(shè)置冷系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

4 結(jié)論及建議

綜上所述，要想充分利用冷庫(kù)資源來推動(dòng)冷鏈物流的發(fā)展，必須首先對(duì)整個(gè)冷庫(kù)鏈進(jìn)行整合，要大力建造和改進(jìn)新型冷庫(kù)，讓用在冷鏈物流上的冷庫(kù)真正起到冷鏈環(huán)節(jié)作用，而不只是冷藏作用，其次，要將冷鏈物流所涉及的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)性等各種問題集中起來考慮，協(xié)調(diào)相互間的關(guān)系，爭(zhēng)取讓整個(gè)冷鏈物流系統(tǒng)高速運(yùn)轉(zhuǎn)。