冷库设计标准 GB50072-2021
6.3 制冷系统与设备选择
6.3.1 制冷系统的设计蒸发温度应符合下列规定：
1 冷间的湿度没有工艺要求时，冷间温度和制冷系统蒸发温度的温差应根据经济性原则确定，并且直接式制冷系统不宜超过10℃、间接式制冷系统不宜超过15℃；
2 冷间的湿度有工艺要求时，冷间温度和制冷系统蒸发温度的温差应首先满足湿度要求；
3 在集中式制冷系统内，对于温度接近、运行特性互不影响的蒸发温度，经济分析可行时宜合并设置；
4 二氧化碳制冷系统的高温级蒸发温度和二氧化碳冷凝温度的温差应根据经济性原则确定，且不宜超过5℃。
6.3.2 制冷系统冷凝温度应根据经济性原则确定，并应符合下列规定：
1 大、中型制冷系统和氨制冷系统不宜高于40℃；
2 小型制冷系统不宜高于50℃；
3 对于冷凝侧二氧化碳同时用作间接式制冷的二氧化碳复叠式制冷系统，冷凝温度的确定还应遵循系统简化的原则。
6.3.3 制冷剂的选择应符合下列规定：
1 对于生产性冷库和物流冷库，其中具有分拣、配货功能的穿堂或封闭站台不应采用氨直接蒸发制冷；
2 商用冷库不应采用氨；
3 大、中型冷库和大、中型制冷系统不宜采用卤代烃及其混合物在冷间内直接蒸发制冷。
6.3.4 载冷剂的选择应符合下列规定：
1 商用冷库不应采用氨水溶液载冷剂；
2 氨水溶液载冷剂的质量浓度不应超过10%；
3 对于大、中型制冷系统，载冷剂使用温度低于-5℃时，宜采用二氧化碳；
4 盐水载冷剂的凝固温度应低于设计蒸发温度，并且温差不应小于5℃。
6.3.5 大、中型的生产性冷库和物流冷库宜采用集中式制冷系统。
6.3.6 对于制冷剂采用卤代烃及其混合物的直接蒸发制冷系统，不宜采用多倍循环供液。
6.3.7 冷间冷却设备的选择应符合食品冷加工或冷藏的要求，并应符合下列规定：
1 对于设计温度高于0℃的冷间内的或需要频繁除霜的冷却设备，宜采用空气冷却器；
2 对于储存块冰的冰库，冷却设备宜采用冷排管；
3 食品冻结加工应根据不同食品冻结工艺要求选用相应的冻结装置；
4 冷却设备不应危害食品安全。
6.3.8 冷间冷却设备在一个除霜或清洗周期内的实际换热量不应小于该冷间冷却设备负荷。
6.3.9 冷间冷却设备的实际换热量应按照设计工况通过校核计算确定。
6.3.10 冷间冷却设备内每一通路的压力降宜控制在制冷剂对应的饱和温度降低1℃的范围内。
6.3.11 现场组装冷排管的设计应符合下列规定：
1 氨冷排管不应采用铜、铝及其合金管，管内不应镀锌；
2 采用热气融霜的冷排管和二氧化碳冷排管不应按低温低应力工况选用材料；
3 冷排管采用碳钢或低合金钢管制作时，二氧化碳冷排管腐蚀裕量不应小于2mm，氨冷排管腐蚀裕量不应小于1.5mm，卤代烃及其混合物冷排管腐蚀裕量不应小于1mm；
4 冷排管强度和刚度应按照外表面结冰、管内全部充满液态制冷剂计算；
5 翅片冷排管的翅片构造应方便扫霜操作，翅片与管的连接不应在扫霜和融霜操作时松动，翅片的机械强度应保障扫霜操作时不变形；
6 宜采取减少冷排管内制冷剂灌注量的措施。
6.3.12 大、中型冷库的空气冷却器不宜采用电融霜。
6.3.13 冷间内的空气分配系统应符合下列规定：
1 当冷间采用上送风方式时，贴附射流区应无遮挡，并且贴附射流距离不应小于设计要求的送风距离；
2 冷间内货区的气流组织应均匀；
3 冷藏间降温时，货区各处温差不应超过冷藏间温度波动范围。
6.3.14 制冷压缩机（制冷压缩机组）的选择应符合下列规定：
1 各蒸发温度系统的制冷压缩机（制冷压缩机组）的总制冷量不应小于相应机械负荷；
2 对于集中式制冷系统，各蒸发温度宜选择多台制冷压缩机（制冷压缩机组），其制冷量搭配应保障制冷系统在最小负荷时能够安全、经济运行；采用单台制冷压缩机（制冷压缩机组）时，其制冷量应能够调节，保障制冷系统在最小负荷时能够安全、经济运行；
3 对于分散式制冷系统，系统负荷波动大时应选择多台或带制冷量调节的单台制冷压缩机（制冷压缩机组），并应保障制冷系统在最小负荷时能够安全、经济运行；
4 二氧化碳制冷系统运行过程中无法保障工作压力小于系统设计压力时，应配置辅助制冷机组，辅助制冷机组的蒸发温度与其控制的二氧化碳压力对应饱和温度的温差不宜大于10℃，制冷量应大于二氧化碳系统的漏热量。
6.3.15 制冷系统内的中间冷却器、液体分离器、油分离器、冷凝器、冷凝-蒸发器、贮液器、低压循环贮液器、制冷剂循环泵、集油器、空气分离器、干燥-过滤器应通过设计或校核计算确定，并应与制冷系统内相应制冷压缩机（制冷压缩机组）、蒸发器的运行参数匹配。
6.3.16 对于冷凝温度运行范围有严格要求的制冷系统，冷凝器排热量应能够调节，并且调节范围能够满足冷却介质温度最低时制冷系统按最小能级安全、经济运行。
6.3.17 对于只有一台制冷压缩机（制冷压缩机组），并且制冷量不能调节的制冷系统，冷凝器排热量应能够保障制冷系统蒸发温度在上限运行时冷凝温度不超过上限。
6.3.18 大、中型制冷系统宜采用蒸发式冷凝器。
6.3.19 蒸发式冷凝器的标定排热量应按照实际工况修正，实际工况应包括下列因素：
1 制冷系统设计冷凝温度和当地夏季空调室外计算湿球温度；
2 水垢、污垢和油污对换热的影响；
3 安装环境中其他热源、空气流通不畅的影响。
6.3.20 风冷冷凝器的标定排热量应按照实际工况修正，实际工况应包括下列因素：
1 制冷系统设计冷凝温度和当地夏季空调室外计算干球温度；
2 污垢和油污对换热的影响；
3 安装环境中其他热源、太阳辐射、空气流通不畅的影响。
6.3.21 制冷剂循环泵宜采用屏蔽泵。
6.3.22 大、中型制冷系统内的冷冻油向系统外排放时，应通过集油器等设备分离其中的制冷剂。
6.3.23 氨制冷系统和大、中型卤代烃及其混合物制冷系统内的不凝性气体向系统外排放时，应通过不凝性气体分离器等设备分离其中的制冷剂。
6.3.24 卤代烃及其混合物、二氧化碳制冷系统应设置制冷剂水分含量显示装置和干燥剂可更换的干燥装置。
条文说明
6.3.1 经济性原则指制冷系统或设备的初投资与全寿命周期的运行费用的总和最经济。在一般情况下初投资与全寿命周期的运行费用的关系是矛盾的，降低初投资往往导致全寿命周期的运行费用增加；反之亦然，如减少冷间温度和制冷系统蒸发温度的温差往往导致冷却设备换热面积增加，从而增加投资，但是同时也使蒸发温度提高，使压缩机的制冷系数也随之提高，从而减少运行能耗。温度接近的蒸发温度指相差不超过3℃~5℃。运行特性包括负荷波动情况、冷间温度和蒸发温度的温差要求、制冷量的总量及占比、运行时间的同步性等方面。
6.3.3 本条第1款、第2款规定的目的是保障安全。第3款规定的目的是降低环保政策风险。我国是《蒙特利尔议定书》和《联合国气候变化框架公约》的缔约国，按条约规定，目前常用的卤代烃及其混合物类制冷剂中的氢氯氟烃（HCFCs）类已经进入总量削减阶段，详见原环保部《关于严格控制新建、改建、扩建含氢氯氟烃生产项目的通知》（环办〔2008〕104号）；氢氟烃（HFCs）类由于全球变暖潜能值（GWP值）高属于过渡性质，而大、中型制冷系统的使用寿命往往在20年以上，为降低环保政策风险，尽量减少卤代烃及其混合物的灌注量和泄漏可能性是目前最经济、可行的技术措施；基于上述形势，新建工程不应采用HCFCs类制冷剂，不宜大量采用GWP值高的HFCs类制冷剂，现在使用HCFCs类制冷剂的工程在改建、扩建时应符合相关政策。
6.3.4 二氧化碳作为载冷剂使用时通过潜热传递热量，能耗优于通过显热传递热量的盐水载冷系统。盐水载冷剂包括但不限于乙二醇、丙烯乙二醇、氯化钠、氯化钙的水溶液，应无毒、不燃、无刺激性气味、无腐蚀或轻微腐蚀。
6.3.5 对于包含多个冷间的冷库，所有冷间共用一套制冷系统时可称为“最标准的”集中式制冷系统，所有冷间各自用不同的制冷系统时可称为“最标准的”分散式制冷系统，在上述二者之间还存在部分冷间共用一套制冷系统，部分冷间各自用不同的制冷系统等状况，实际工程设计时需要根据经营、技术、经济、法规等要求分析后选用，对于大、中型的生产性冷库和物流冷库，集中式制冷系统往往具备投资少、可靠性高、调配灵活、节能等优势。
6.3.6 本条规定的目的是在本标准第6.3.3条第3款的基础上进一步减少卤代烃及其混合物的灌注量和泄漏可能性。
6.3.7 本条第1款内的频繁除霜指除霜间隔时间在正常运行的情况下不超过2天~3天，如果有其他特殊要求，也可延长到几周，甚至几个月。本条第4款指冷却设备的材质、构造等，如与食品直接或间接接触的材质应符合卫生要求。
6.3.8 冷间冷却设备的实际换热量在一个除霜或清洗周期内是变化的，如果冷却设备负荷和实际换热量都能够逐时计算，在每个时段实际换热量都不应小于冷却设备负荷，不能逐时计算时则要求实际换热量的最小值不应小于冷却设备负荷的稳态计算值。
6.3.11 翅片构造应方便扫霜操作指扫霜工具能够方便地清扫翅片和管道的每个换热面，没有死角。尽量减少冷排管内的制冷剂灌注量对于减轻氨制冷剂泄漏的危害、降低卤代烃及其混合物制冷剂的环保政策风险是目前最经济、可行的技术措施。
6.3.12 本条适用于多数冷间采用空气冷却器的大、中型冷库，如果仅个别冷间采用空气冷却器，技术和经济分析认为电融霜是最优选择时则本条规定不适用。
6.3.13 冷间内的空气分配系统包括有风道（导风装置）的空气分配系统和无风道（导风装置）的空气分配系统；冷藏间温度波动范围参见本标准第3.0.7条的相关规定，如当冷藏间要求温度波动范围为±1℃时，冷藏间降温时货区各处温差不应超过2℃。
6.3.14 总制冷量指同一蒸发温度所有制冷压缩机制冷量的总和。制冷系统最小负荷指制冷系统在正常运行时实际存在的最小负荷，不一定是最小冷却设备的换热量。由于目前国内绝大多数地区的维修条件能够满足要求，因此本条规定不要求配置备用制冷压缩机（制冷压缩机组），但是对于维修条件不能够满足要求的个别地区或不允许故障停机的制冷系统，可酌情配置备用制冷压缩机（制冷压缩机组）。
6.3.15 制冷系统内需要按本条规定选型的设备包括但不限于本条所述各项设备。
6.3.16 对于不同类型的冷凝器，冷却介质温度最低的内涵也不同。对于采用空气冷却的冷凝器，最低环境温度可按冬季空调室外计算温度取值；对于采用冷却水冷却的冷凝器，最低环境温度可按冬季空调室外计算温度对应的冷却水温度取值，最低为3℃~5℃。
6.3.17 在没有其他特殊要求的情况下，“冷凝温度不超过上限”指冷凝温度不超过高压报警（保护）压力对应的饱和温度。
6.3.22 本条所述设备不包括压缩机。
6.3.23 本条是为减少制冷系统内制冷剂的损失而制定的。氨虽然便宜，但是有毒性，不宜直接排放；卤代烃及其混合物不仅价格较高，而且污染环境，也不宜直接排放。对于二氧化碳制冷系统，除有特殊要求外，其制冷系统内的不凝性气体可直接排放。
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