一、前言
浙东沿海是著名的东海渔场，渔业资源丰富。随着捕捞技术的发展，高速、大马力、重吨位渔船的普及，水产品产量逐年增加，水产品加工业得到了快速的发展。水产品有鲜活、易腐、汛期产量集中，季节性强等特点。经过保鲜及冷冻加工，可以保持产品鲜度、质量，便于贮藏、运输、均匀供应市场。新建的水产品冷藏库普遍从传统的一 1 8 ℃设计温度降低到 一 2 3 ℃以下，以满足 日益发展的水产品加工和贮藏的需要。水产品冷冻加工工艺表现为规模化、现代化的特点，冷冻水产品数量、品种和质量不断提高。冷冻设备和装置制造业得到稳步发展 ，传统的搁架式冻结和盐水制冰技术得到提高，更适合水产生产性冷库的旺季大呑吐量需求，制冷装置节能降耗技术得到普遍重视。
二、冻结间结构及形式
鱼类的冻结需要消耗很大的冷量，产生这些冷量需消耗大量的电能，因此电能的消耗是鱼类冷冻加工企业的主要消耗。对一个从事鱼类冷冻加工的水产冷库来说，能否以最小的电能消耗，生产出质优、物美、价廉的冻结鱼类食品，是企业能否生存的必要条件，也是能否具有良好经济效益和市场竞争力的关键。
目前新建的水产冷库，投资方对项目的能耗格外关注，在对鱼类食品冷冻、冷藏设施的技术方案中的电能消耗，一般都有要求进行多个方案比较而择优而定。水产冷库在上世纪八十年代之前，鱼类的冻结方式多以隧道式为主。这种方式是用空气做冷却介质对食品进行冻结，把吊笼或鱼车在加工车间装盘后推入冻结间冻结。优点是进出冻劳动强度较轻，但缺点是该冻结间一次性投入、电耗、鱼类食品的干耗均较大。90年代后，新建冷库已逐步采用半接触式搁架冻结装盘。搁架冻结装置不管从一次性投资、还是电耗、干耗等方面均优于隧道式冻结。在早期搁架式排管设计中，我们考虑把进出冻高度控制在十二层内，十二层以上的采用R80弯头作为预冷排管，以增加蒸发面积。在后期设计中使搁架式排管的U型弯头全部设计成R105，以满足旺季生产性冷库快速进冻的需求。
搁架排管形式以分上下二层氨泵强制供液方式，其目的是使热氨冲霜时方便、快捷。氨机操作过程中，氨泵供液时因通路长度缩短，两相流体回液时比较正常，故制冷工操作相对简单。
各项技术数据如下：配比45～50㎡蒸发面积/吨鱼；风量≥8000m3/吨鱼；轴流风机型号：LFF-6-5，N=2.2kw，风压≥250pa；制冷量9～10kw/吨鱼；供液总管φ45×3-2根；回气总管根据冻结间管路远近选用φ89×4～φ108×4-2根。冻结时间以水产经济鱼类10Kg块冻为例7～8h/冻；电耗≤60Kwh/吨鱼。冻结间搁架及风机布置见图1所示。
三、冷藏库冷却设备结构及形式
冷藏库温度的稳定除了应有良好的库体保温层外，对库房内冷却设备的结构与形式需要有更高的要求。水产冷库中的库房冷却设备传统上一直采用顶排管或顶排管加墙排管形式。考虑鱼类食品干耗原因，很少采用冷风机组的冷却设备。目前中小型水产冷库（尤其是小型冷库），在制冷系统设计过程中，为保证鱼类食品的质量，冷藏温度由原来的-18℃降到-23℃；冷藏机器制冷量在配置上先考虑冻结所需冷量，当冻结制冷量配足后，一般情况下，再考虑很好配置冷藏部分的冷量，这主要是企业方减少投资之需要。因而在冷藏库冷却设备设计过程中，快速降低库房温度显得尤为重要。实际使用中，在冻结间进出冻期间，才安排冷藏库的降温。
冷藏库冷却设备形式采用U型顶排管，配管比为：库房面积≤500㎡时，配比≥1.5㎡蒸发面积/㎡库房；库房面积≥500㎡时，配比≥1.35～1.40㎡蒸发面积/㎡库房。上层排管离库房顶面为300～400mm，并保持水平；下层排管以每档1cm距离下降。这种做法的目的是使在氨泵强制供液的情况下，氨液能分配均匀，并且在冲霜排液时减少存液量。多组顶排管并联供回时，采用同程回路方式，但回汽总管应高出上层顶排管10cm左右，以保证制冷压缩机停机时，顶排管内存有一定量的氨液，满足冷藏库热随性所需，并能有效防止开机制冷倒液。当库房净高度大于7m时，考虑设置墙排管，墙排管供液回汽应单独从分调节站接出。当库房负荷按50W/吨配制冷压缩机时，库温在-16℃～-23℃仅需开机90分钟左右。
四、盐水制冰形式及特点
水产冷库制冰形式发展至今，一直在原有的盐水制冰的方式上进行改革与更新。沿海冷库渔船机冰供应大多为100Kg/块，岸上用冰为50Kg/块。为满足渔业生产的需要，要求机冰生产规模大、冻结速度快、电耗少。尤其是机冰生产的电耗，是企业方经济效益的关键。
降低能耗主要需做到以下点：
1、增加蒸发面积
桶式制冰原料水在盐水池里冻结过程中，温度下降近似分二个阶段。第一阶段，水释放显热，温降迅速，此时传热温差大，传热效率较高，使压缩机处在超载边缘。第二阶段当水温下降至0℃～-1℃时，冰水处在两相共存状态，此时水释放大量潜热，温度曲线呈平坦状，冰晶生成随着往桶中心推进，冰层厚度增加，传热热阻增加，传热效果亦越来越差。在整个制冰时间内，冰冻热负荷是时刻变化的，平均析热量可用Q表示，Q=K·F·△t。在设计中往往在确定传热系数K，温差△t后，把析热量看成一个常数来选用蒸发器面积，然而，由此得出的蒸发面积往往偏小，不能满足冰冻初期负荷的需要。由于蒸发面积限制，导致循环中低温制冷剂没有充分发挥热交换、吸收更多热量的作用。为此在初选时尽量选用较大蒸发面积的盐水蒸发器。若保持盐水温度不变，在同样的热负荷Q下，由于传热面积F增大，传热温差△t减少，蒸发温度就可提高，制冰能耗显然降低。
目前沿海生产性冷库机冰生产中，蒸发面积配比已经达到11～12m2/吨冰。
2、 控制冰块空心度
制冰过程中，水在冰桶内由表及里逐渐地被冷却直至结成冰，导热热阻则随着冰层变厚而增加。由于冰块中心水的盐浓度越来越大，冰点下降，结冰速度亦越来越慢。测试证明，要冻结冰块中心部分15%的水，需要用40～50%的全部制冰时间。由此可见，严格控制冰的空心度，可缩短制冰时间，这既减少电耗，又能提高产量。
沿海生产性冷库机冰生产目前已形成了不成文的习惯，成品机冰重量均在85～90斤/块之间。机冰冻结时间仅为15～17小时，比通常制冰时间缩短一倍。
3、 制冷系统设计及操作的合理性
氨泵供液制冰系统已愈来愈被广大厂家所采用，这主要是氨泵供液系统的制冷剂循环量数倍于蒸发量，使蒸发器经常保持满管，有充分的润湿表面，蒸发器全部蒸发面积的换热性能得到充分发挥，而制冷剂在蒸发器内成雾态环流状流动，气体流速远大于液体流速，使液体能完全贴附于管壁流动，从而强化了制冷剂和管壁面换热功能。由于大量氨液冲刷，还不易积油，致使传热系数大幅度递增。
压缩机制冷量配置上，如采用100Kg/块冰块时，选用7.5kw/吨冰。选用稍大些冷凝器，降低冷凝压力及温度；控制100Kg装机冰冰池最大尽量不超过50吨，这样可缩短冰池长度，提高盐水流速，同时加快制冰冻结速度，降低能耗。
在实际操作过程中，制冷压缩机（冰池一次性冻结时）工作12～13小时，停机后利用搅拌器工作2～3小时。此时机冰出冻后冰块不易变脆、易碎、易溶。
冰池平面布置见图2所示。
五、机房制冷系统设计及特点：
沿海水产中小型冷库生产规模基本分为以水产品加工为主的冻结及冷藏和以销售机冰为主的制冰库二类。机冰生产的制冷系统上面已经陈述。这是着重以冻结、冷藏为主的系统进行说明。
1、压缩机配置上应大小结合，便于灵活用于冻结生产的需要。
搁架式冻结间大小一般控制在12～17吨/间，不宜太大。可缩短进出冻时间，防止搁架式排管由于进冻时间过长而化霜。压缩机配置小吨位冻结间用S812.5A或LG16，大吨位冻结间用8AST17或LG20机组。
2、各冻结间间中低压系统尽量分开。 冻结间二间以上时，设计中可利用冷藏系统循环桶单独供各冻结间。中压系统各设中间冷却器，使先进冻冻结间与后进冻冻结间之间吸气压力、温度互不影响。设计分调节站时，把冻结冷藏放在一起，回汽与热氨冲霜阀、供液与排液阀上下同一大小，上下总管分别接通各自低压循环桶。压缩机吸汽也分别连接各系统低压循环桶。这样使氨机操作更方便，对鱼货及时进出冻更有利。详见图3所示。 |
