低温仓库及节能设备配置研究

来源:用户上传      作者: 贺有储

　　由于我国疆土辽阔，这对于食物的低温节能仓库的建设有很高的要求。低温仓库系统在温度40℃以下对食物进行储存。保证物料烘后原有色、香、味、营养成份、品质基本不变，便于储藏、运输和销售。运用新技术建立的仓库具有处理量大、降水幅度高、自动显示、报警、操作灵活、使用方便等优点。
　　
　　现在科技发达，人们的需求也是多种多样的。特别是食品方面很多是跨地域的。要确保低温食品在制造、储存、输送及销售等流通过程中保持低温状态，以维持食品品质，就需有优良的冷冻、冷藏设备、物流装备以及快速运作的物流体系。在发达国家，以移动式货架为主导的冷冻、冷藏自动化立体仓库普遍采用。而在我国冷冻、冷藏立体仓库技术成熟，但是目前我国还没有一座真正意义上的自动化冷冻、冷藏。
　　立体仓库的定义：在低温环境下，采用自动化控制，运用机械设备自动存取的立体仓库。这种仓库在我国至今仍为空白。
　　冷冻、冷藏立体仓库就温度因素而言，它是低温环境下的恒温库，要保持温度的“低”与“恒”，需要方方面面的设施和技术予以支持。要实现低温状态下的自动化控制，实施无人化存取，需要配备适应低温环境的设施和设备。冷冻、冷藏自动化立体仓库应满足以下要求：
　　
　　1.低温仓库的总体要求
　　1.1整体设施要求
　　低温库的土建工程与常温库是不一样的，尤其是配备有轨巷道堆垛机、高层货架的自动化立体仓库，库面地基除要防湿、防冻、地面要设保温层外，地基还需具备足够的承载能力，同时还必须考虑由于低温库在除霜、除水时产生水流的排放，库内要有排水通道，排水通道要根据库内设施位置确定。库房要保持低温环境，需高效制冷与保温，与普通低温库相比，还需考虑执行设备表面结霜、结冰的预防与清除。库内设施在结构上，与普通库也有差别。构件温度应力的预防与消除，防止设施结构的冷桥效应。穿堂的合理配置。
　　对于常温库，由于季节交替带来温度变化，因而材料产生热涨冷缩，形成交变应力，导致材料与结构间的疲劳损伤。而低温库它是低温环境下的恒温库，所以无须考虑温度应力影响。
　　1.2执行设备要求
　　执行装备如堆垛机、输送机与普通自动化立体仓库相比，从设计到制造都相对复杂，设备结构必须适应特殊要求，特别是环境达到冷冻温度时，首先要考虑设备在低温状态下如何保持正常运转。设施库材料的使用，必须避免采用低温冷脆性材料。对金属材料应用规范来讲，一般温域划分以-30℃为界，低于-30℃要选用低温性能好的材料。在制造过程中，各种构件需采用适应低温条件的加工工艺。构件的连接方式、构件的组装方式也必须适应低温条件。尤其是电气控制的可靠性，对自动化立体仓库的正常运作至关重要。再者运行车轮与导轨打滑的消除，低温润滑油的选用也不可忽略。
　　1.3热流控制要求
　　当物体内部温度不均匀时，热量会自动地从高温处传递到低温处，它是热交换的基本规则。其方式有3种，即传导、对流和幅射。冷藏冷、冻库内热交换以传导与对流为主。适当的温度及湿度，均匀的空气流速及分布，良好的卫生控制，有利于库内温度的均匀，至于温度系数的高低不会影响设备的正常运作。
　　热流干扰有多种形式，如货物的输入造成热量的入侵；货物的呼吸、库内照明、库门的开闭；又如出入通道形成热量的对流；作业热（如库内电器运转热、工作人员散热等）的散发，这些都会带来库内温度变化。要保持良好的低温环境，在设计结构布局、物流路径确定时必须考虑有效避免、降低热流干扰。同时迅速降低物品入库温度是很重要的措施，其中制品预冷是重要环节，可有效减少入库后对库内温度的干扰，所以预冷设施的合理配备必不可少。
　　对流是形成温度干扰最显著的形式，温差越大，对流越强，因此阻断热流是控制温度的关键，阻挡气体的流动有多种形式，有些看似简单的措施，却起着不可忽略的作用，如在通道口挂帘，避免开通时的瞬时对流，是阻断空气对流极为经济有效的方式。
　　1.4电气控制要求
　　电器元件在低温状态下的安全性、实用性和耐久性是自动化控制的关键，也就是说电器元件必须有高可靠度指标。同时安装的工艺直接影响控制质量，也必须有高可靠度要求。配电柜保温，防霜、电气独立元件的保温、防冻措施，滑导线运行机构的保温防霜方式、电刷加热温度等均需适宜
　　有些电器元件无低温性环境工作性能，需要个体保温。有些电器元件出现故障后会产生冻结，如何解冻，实施快速维修，恢复功能，它直接影响自动化立体仓库的正常运行和工作效率，是必须完善解决的问题。
　　1.5弱化“冷桥”效应进行
　　在库内构件与库体连接部位，电缆的出入通道，应当连续而均匀地覆盖保温材料，如果在实际设计和施工中造成“短路”，形成“冷桥”将导致该部位形成热交换源，致使建筑物的整体保温性能下降。“冷桥”的存在会造成冷凝现象，构件表面凝结的水滴，会影响建筑中设备以及产品的安全，并导致金属表面腐蚀，影响建筑物的正常使用。
　　
　　2.低温仓库方面的节能要求
　　在低温仓库中节能体现在风机变频调速。通过低温冷库蒸发器风机在不同工作库温下的变频试验研究，表明风机采用变频调速控制运行后，不仅功耗降低，系统的有效制冷量明显增加，且库温越低增益越大，对于提高经济效益和节约能源有重要意义。
　　速冻冷库配备大功率的冷风机是制冷工艺与生产工艺的要求。速冻库内的货物要求在16h，甚至8h内“冻透” 至-18℃ ，即谓“一冻／日”和“二冻／日”。速冻库在运行l～2d，时后，库温可降至-2O℃～-28℃ 的所需库温，通过与空气的强制对流换热，食品表面温度被冷冻至-20℃以下，而此时食品内部温度仍处于比较高的O℃以上。在此后更长的时间里，通过与外表面的热传导散热，食品内部水分被冻结，逐渐地形成冰晶，从而完成速冻的生产要求。在整个速冻过程中，冷风机都是以额定的转速在运转。
　　速冻库在达到所需库温后，影响食品内部冻结快慢的主要因素是食品内部与外表面间的传热温差，而不是食品表面的风速，食品表面风速对食品内部降温速率的影响明显降至次要地位。在维持所需的库温条件下，若风机改变转速运行，则会使被冷环境的额外负荷也发生相应变化。因此，有必要对在这个阶段中运行的冷风机进行变频调速的性能研究，探讨变频调速的节能意义，进而达到速冻库系统节能的目的。
　　
　　3.地间仓库总体规划阶段应该注意的问题
　　3.1以市场为导向，依据具体国情为基本方向来筹建地间仓库
　　（1）在规划准备阶段，应分析上游供应商、下游顾客特性，确定中间节点的设施配备。
　　（2）系统规划包括对物流路线、流动频率、设施规模进行设计，要形成快捷合理的储存物流供应链。
　　（3）因为不同制品，不同企业具有不同的特点，设计要满足个性化要求。
　　（4）对技术经济性指标，应结合企业经济实力、物流水平要求，选择相应的规模与自动化程度。
　　3.2与客户的沟通
　　在建设低温仓库时候需要对不同的商品特性要有非常深入的了解，对制品公司的企业物流系统需要有充分的了解，同时也应该让制品公司对所做的每一步都理解认可。建设冷库是不允许失败的，冷库一旦失败就是废库，无法挽救。那么对于人力物力财力的浪费是巨大的。
　　
　　参考文献
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　　[2]姜波，张远新，刘化鹏. 低温沥青混合料的研究与应用[J]. 黑龙江交通科技，2000（3）.
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　　[作者单位：士德古斯（苏州）建筑工程有限公司深圳分公司广东深圳518040]

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