浅谈全自动化立体化冷库的建设

摘要：介绍了浙江地区某食品公司的8000吨全自动化立体冷库的建造工程，包含冷库区域划分、钢结构、围护保温结构、自动化物流系统、制冷系统等。

关键词：全自动化立体冷库物流系统制冷系统 热氟融霜

中图分类号：TQ025.3 文献标识码：A文章编号：

一、全自动化立体冷库概述

近几年，随着土地在我国基础设施建设中日益紧张，大型冷库建设又开始采用高层建筑方案，但传统依赖人工与电梯搬运的多层冷库，已无法满足冷库在食品低温冷链流通体系中所应具有的仓储、分拣包装、物流配送功能。已经开始借鉴国外食品流通领域中采用的先进的自动化立体冷库物流技术。

所谓立体自动化冷库指的是：在采用预制装配式隔热围护结构的单层冷库内设有轻型钢制作的多层高位货架，供存放货物的托盘用，托盘的装卸依靠巷道式堆垛起重机，根据电子计算机的指令在库内进行水平和垂直移动，可从指定的货格中取出或放入货物托盘，并用平面输送带进行货物进出库的自动化操作。冷库的装有空气冷却器，是库房上部空间形成低温空气层，靠对流进行冷却，以保持库内设定的温度。

图1：立体自动化仓库示意图

（一）立体自动化冷库的优点：

1、库内装卸和堆垛作业及库温控制，制冷设备运行全部实行自动化，库内不需要任何操作人员。

2、可确保库存商品按照“先进先出”原则进行管理，有利于提高商品贮藏质量和减少损耗。

3、装卸作业迅速，吞吐量大。

4、采用计算机管理，能随时提供库存货物的品名、数量、货位和库温履历、自动结算保管费用和开票等，提高了管理效率，并大大减少了管理人员。

（二）立体自动化冷库的缺点及特殊要求：

1、初次投资费用较大，对操作管理人员的技术水平要求较高。但随着国外技术的引进吸收，目前我国大部分低温物流设施设备已实现了国产化，降低了造价。极大的降低了自动化立体冷库的建设成本，缩短了建设周期。

2、执行装备如货架、堆垛机、穿梭车、输送机等设备都必须适应冷态环境的特殊要求，避免低温冷脆，保证冷态起制动和冷态运行的可靠性。

3、电器元件在低温状态下的安全、可靠性是至关重要的，元器件的选用，安装工艺将直接影响使用效果。

二、本工程建设概况：

本工程地址为浙江省。该冷库存储能力为8000吨，贮藏温度-18℃~-22℃，储存货物以速冻水饺、汤圆为主。

图2：库体平面布局

功能区域划分：

整座立体化冷库系统按其功能共划分为：进货区；低温存储区；出货区；两个缓冲区；装车区及立体仓库监控区。

1.进货区：负责进库货物的分拣、整理工作。其工艺流程为：进货——码盘——整理——捆扎——入货信息输入——叉车放托盘——输送小车运入缓冲区。

（1）码垛：把货物放入托盘中，利用RF手持终端把入库的货物信息录入系统并把该信息与托盘捆绑在一起。

(2)用叉车把码完垛的物资放入到立体仓库入库输送机上，按下确认按钮，同时固定条码阅读器读取入库托盘的信息。

(3)入库口上方的LED电子显示屏显示物资的名称、规格、数量及批次等入库信息

2.缓冲区：负责连接进/出货区和低温存储区，为无人员操作的低温中间隔离区域，缓冲区两端均为自动平移冷库门，当货物进出存储区时，两扇门始终有一扇保证关闭，有效地阻隔了外界热源对冷库的侵袭，减少了热负荷及冷库内库温的波动。

3.低温存储区：负责速冻产品的低温贮藏，货物摆放及进出作业均为计算机控制。为无人员操作区域。货物进入存储区后根据计算机设定由输送小车传送到指定货架的巷道堆垛机，并由堆垛机放置到指定的货位。

4.装车区：为出库近装车保温门处区域。该区域主要用于出库作业时货物的缓存、分拣及配单（配车）的作用。

库体结构组成及隔热围护：

本工程主体框架采用钢结构，墙体及屋面保温采用聚氨酯双面彩钢保温板，地面为混凝土浇注，地下为架空通风层。主体低温存储区长度方向跨度达80米，宽度方向36米，库内净高21米，库区内为无柱结构。

库内制冷系统：

制冷系统的划分：

本系统依据蒸发温度划分为2个系统:

（1）-28℃~-32℃系统：负责一个低温存储区制冷负荷，制冷主机采用单机双级螺杆变频压缩机组，可依据库内温度及吸气压力的变化调节压缩机的转速，从而达到节能降低运行成本的目的；末端蒸发器采用落地式高效空气冷却器，并制作木质风道，形成有组织送风。可在库内达到送风均匀，温度场均匀；冷凝器采用蒸发式冷凝器。

（2）-10℃~-5℃系统：负责1个进货区及7个缓冲区制冷负荷，制冷主机采用并联活塞压缩机组，并配备风冷冷凝器。末端采用高效空气冷却器，直接冷却方式。

本系统制冷剂为氟利昂，采用直接膨胀供液方式，融霜方式为电融霜。依据设定值进行定期自动融霜动作。

2．制冷系统的自动控制：

(1)系统大量采用电磁阀、吸气压力调节阀、排气压力调节阀、溢流阀等自控阀门，严格的控制了系统的吸、排气压力，热氟融霜压力，制冷运行及融霜运行交替时各部件的动作时间及顺序。从而达到系统的全面自控目的。

(2)系统采用PLC控制，依据库内温度传感器及压缩机吸气压力传感器的感应信号对压缩机组的开停、压缩机转速的变频调节、供液电磁阀的启闭等做出自动控制。并可通过设置对热氟融霜系统

3.系统的节能:

(1) 以前的星-三角启动,电机的负担非常大,再启动时需要10分钟左右的间隔。采用变频器进行软启动,所以不需要间隔,可以快速地重新启动。

(2) 通过变频器的转数控制,可以无级地控制冷冻制冷能力,通过防止多余的降温，发挥较高的节能性能。综上所述，随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，消费观念在不断进步。我国要确保食品在加工、储存、输送及销售等流通过程中保持品质，就需要有完善的低温冷冻冷藏设施与物流装备，快速运作的物流体系。而自动化立体冷库则满足了这一需求，势必成为日后冷藏物流行业的主要形式及支柱。

参考文献

岳孝方，陈汝东.《制冷技术与应用》.同济大学出版社，1992

丁俊发.《中国物流》》.中国物资出版社，2007

田奇.《仓储物流机械与设备》.机械工业出版社，2008

于学军，张国治.《冷冻冷藏食品的贮藏与储运》.化学工业出版社，2007