摘要：本文围绕冷库保温门在冷库运营中能耗损失的占比分析来阐述其在制冷系统中的重要作用，结合冷库保温门在应用中的问题做出部分归纳并推荐几款隔热保温性能良好的冷库门做简单的介绍，希望和更多人分享经验。
关键词：控制变量法、阻挡冷热空气对流、减少湿热空气、消除薄雾、减少化霜
1、前言：
随着人们对美好生活各方面的需求不断增加，国内社会服务需求质量也在不断的提升，国家政策鼓励支持食品、医疗、化工等相关冷链消费行业不断的创新升级，冷链行业在数量发展的同时，必须考虑质量的提高。节能环保、低碳绿色、产业优化是时代发展的大趋势，国内目前大规模新建、改建的冷库遍地开花，但是由于各种原因，大多数地区的冷库重量不重质，低寿命、高能耗成为国内大多冷库的常态，如何提高国内的冷库质量，降低运营成本，这是冷链行业一个谈论不断的话题。与其他任何行业一样，创新升级、不断发展新技术、提高已有技术在应用方面的优化，才是最终的解决方向，此文在分析冷库保温门重要性的同时介绍国内外几款保温隔热性能良好的冷库门，结合不同运营需求的冷库进行技术应用分析，希望以此提高大家对冷库保温门在冷库保温节能中的重要性认识。希望冷库保温门行业不断的创新发展，冷链行业不断建设高质量低能耗的冷库，为实现冷链行业可持续绿色运营更进一步。
2．冷库保温门在冷库系统中的重要性
冷库门作为冷库运营中开启时直接对外空气对流的唯一通道，其良好的保温隔热效果对冷库系统至关重要。
下面数据分析采用一间净尺寸为18M*50M*5M的冷库（默认配置10℃低温穿堂，有且只有一个尺寸为1.8*2.4门洞），以每日开门次数200次和600次为变量，以每天门全开时间60min和120min为变量，控制变量法分析冷冻库-20℃和保鲜库0℃时分别由冷库门引起的冷量流失。
2.1．-20℃冷冻库门的热量损失
变量：开门次数200次（普通物流冷库）和600次（航空配餐类冷库）
根据美国ASHRAE制冷手册（2010）中提出的分析方法，得出如下计算公式：
qt = VA (hi – hr)Pr Dt，
其中，qt为由门直接引起的热量流失平均值，KW ；V为空气平均速度，取值范围0.3~1.5m/s，此处取1m/s；A为冷库门打开的面积，此处默认全开，㎡ ；hi / hr分别为室外、室内空气焓值，kj/kg； r为室内空气密度，kg/ m3；Dt为开门时间百分比。
Dt=（P*θp+60 *θo)/(3600θd)，
其中，P为开门次数；θp为每次冷库门开启关闭所用的时间，s，此处取值20S；θo为门一直保持全开的时间，min；θd为每天冷库设备的运转时间，h，此处取值24h。
（1）当冷库温度-20℃，冷库门对外为10℃低温穿堂，每日开门次数200次。
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经计算，此条件下的冷库门冷量损失为25.3KW——结果①
（2）当冷库温度-20℃，冷库门对外为10℃低温穿堂，每日开门次数600次。
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经计算，此条件下的冷库门冷量损失为52KW——结果②
结论一：计算结果①②可以看出，对于-20℃低温库而言，在冷库内外温差相同时，开门次数越多，冷量损失越多，所以冷库运营中减少开门次数很重要，尽量做到保证运营的同时减少开门次数。
2.2． 0℃保温库门的热量损失
（1）当冷库温度0℃，冷库门对外为10℃低温穿堂，每日开门次数200次。
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经计算，此条件下的冷库门冷量损失为10.5KW——结果③
（2）当冷库温度0℃，冷库门对外为10℃低温穿堂，每日开门次数600次。
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经计算，此条件下的冷库门冷量损失为21.5KW——结果④
结论二：计算结果③④可以看出，对于0℃中温库而言，在冷库内外温差相同时，开门次数越多，冷量损失越多，所以冷库运营中减少开门次数很重要，尽量做到保证运营的同时减少开门次数。
2.3．门处的冷量损失在冷库整体冷负荷的占比
如下表货物参数，分别计算出该冷库在0℃库温（保鲜库）和-20℃库温（冷冻库）时的设备冷负荷分别为153KW和97KW。
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对此冷库来说，当每天的冷库门全开时间为60min时，1扇1.8*2.4的冷库门的冷量流失在整个冷库的冷负荷中所占的百分比如下表所示。
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如上述计算过程，当每天的冷库门全开时间为120min时，1扇1.8*2.4的冷库门的冷量流失在整个冷库的冷负荷中所占的百分比如下表所示。
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结论三：由上述分析和统计结果得出，对于冷库来说，每天的开门次数越多，门保持全开的时间越长，由冷库门所流失的冷量越多。特别对于-20℃冷冻库来说，每小时由门流失的冷量占整个冷库总冷负荷的比重达到2 %以上，在冷库运营管理中，减少冷库门的开启次数和开启时间对节能具有关键的作用。
3．国内目前冷库门应用情况
在个人的制冷设计施工职业生涯中，遇到许多冷库由于各种原因造成冷库门损坏、更换案例，怎样选择合适的冷库门应该从设计初期就开始重视被越来越多的运营方所接受，在合适的同时使用寿命也越来越多被提及。
经过实践和调查，目前国内冷库门应用中存在的问题有大致如下几个方面。
结构材质方面：
（1）平移冷库门导轨有基础的左右移动功能，缺少前后上下分离贴合交替动作，增加了摩擦和降低了密封，致使冷库门胶条、导轨的破损几率增加，寿命减少；
（2）密封胶条质量不过关。在冷库低温和门框发热线的双重作用下，国内的密封胶条在冷库运营1年左右便出现硬质化现象，失去大部分密封性能；
冷库门类型方面
（1）缺少有效的、使用寿命长的用于低温库大尺寸门洞单独或者配套使用的保温门及辅助设备，国内目前大多使用需要经常更换的PVC软门帘；
（2）风幕机的使用没有与时俱进，隔绝热空气进入冷库的方法没有创新进步，使用效果不尽人意。
上述的问题在制冷行业不断发展的今天，已经越来越明显的呈现在大家面前，但是基于目前的国内市场，冷库门作为一个偏冷门、使用范围不广的行业，还没有得到大力的有效的研究发展。在此，特意收集国内外几种具有代表意义的冷库门和大家分享，以供同行业及相关人士的了解应用。
4．几种高效节能冷库保温门的应用
从上述冷库门冷量流失分析中可以看出，要减少冷库门的冷量损失，需要减少每天的开门次数和冷库门开启的时间。下面介绍的几种冷库门改进措施和几款冷库门应用很适合当今物流行业进出货高频率、大门洞情况下使用，能有效的阻断热空气进入冷库，冷量外渗透。
4.1 通过改进冷库门结构材质的方法
（1）轨道上升级浮开沉闭系统插接件
为确保冷库门的保温密封性，减少机械摩擦，延长寿命，在冷库门的上导轨加装插接件实现平缓的浮开沉闭功能。
传统的冷库平移门具有左右移动的基本功能，安装该插接件后，冷库平移门还可以实现开关门过程中上下、前后的联动动作。即冷库门开启，门板上升并且往冷库开门正侧前移，减少密封条和地面、门框两部分的摩擦，从而保证了冷库门的使用寿命。
国内现阶段大多数冷库门是在轨道上切槽，不能完全达到平缓的浮开沉闭功能，并且每次开槽的尺寸公差也不同，最佳的效果不能保证。
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（2）门框上改进密封条材质和结构
为确保冷库门的密封条使用寿命，应该选择发泡松软、双密度、高弹性、低导热系数的优质橡胶。其性能参数如下：
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改进后的密封条整体有两部分密度组成，在嵌入槽内的部分采用密度较硬的橡胶材质，确保和门框的固定牢固。与门框和地面接触的部分采用密度较软的橡胶材质，确保良好的密封性，整体密封条的使用年限可达到15年。一般质量的密封条采用相同硬度的橡胶，密封条通过紧固件压在门框上或者门板上，更换麻烦，外形上没有很好的利用密封条内部形成独立空间加强隔热的工艺，一般1年左右质地变硬。
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4.2 通过改进冷库门类型的方法
（1）PVC软帘自由门
这款国外进口的PVC软帘自由门是难得的性价比高的冷库用门。它由5~10mmPVC软帘整体做成，门架可用镀锌铁板或不锈钢折弯焊接成型，门帘可用于-40℃及以上低温环境，特别适合与其他常规冷库门配合使用，具备代替风幕机的良好作用，有效减少冷库门处冷热空气对流的面积和时间，还不消耗电能，节能效果明显，是目前国内很受欢迎的产品。
此PVC软帘自由门采用进口PVC材质，相比一般用于冷库门帘的PVC，它在低温下的柔软性能更加稳定长久，抗冲击性强。冷库运营中冷库门一直开启，配套的PVC软帘自由门由叉车直接冲开，叉车离开瞬间其软帘自动合上，具有很好的阻挡冷热空气对流的效果。并且其材质透视性较强，能很好的看清冷库门口内外的人员情况，避免出现意外。
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（2）空气门（Air Door）
这款门源自美国一家具有百年做门历史的公司，整体来说是冷库门中的贵族，隔热节能性强大，价格不菲，特别适用于大型物流中心冷库，此类冷库货物高频进出，冷库门尺寸较大，冷库门全天开启，任何自由门或者高速卷帘门的使用都会影响进出货效率。此款冷库门可以做到冷库门全天开启时阻隔空气对流，冷库门处无雾无霜无结冰现象，消除冷库内的薄雾产生，降低大门通道的维护成本，储藏的货物上无霜冻现象，显著降低制冷损耗，降低风机除霜压力，整体提高冷库的储运量。目前国内晶雪公司联合美国公司研发生产的空气门在2013年被保得国际贸易公司用于上海某大型外企低温库，门洞尺寸达到2.5*6.3m，阻挡湿热空气的有效性达到90%以上。
空气门的原理是在冷库门的门口加装一套具有除湿功能循环风系统。该系统设计成出风回风一体，该循环风在系统装置的处理下温度始终保持在露点温度以下，形成干空气风幕屏障，阻断湿空气进入库内，如图8所示。这样的空气墙可以根据冷库温度的不同加装1~3道，形成更强大的节能效果。一般0℃以上库温的冷库采用一个单元冷库门（AC），-25℃以上库温的冷库采用两个单元冷库门组合（DCAV），-25℃以下库温的冷库采用三个单元冷库门组合（3CAV）。空气门可以配合安装在现存的双开或者单开平移门上，能最大限度的降低使用时的能耗，保证减少大部分的湿热空气进入冷库。
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（3）水平风幕机
这款水平风幕机是在传统风幕机的基础上改进升级的，传统的风幕机都是安装在冷库门口的上方，风口向下送风，但是由于风幕机的射程有限，往往门洞尺寸较大时就削弱了风幕的作用，门洞越高，这种削弱越明显，甚至失去大部门阻挡外部湿热空气进入冷库的作用。考虑到高门洞的冷库使用，这款水平风幕机的作用便凸显出来，不仅有出风口，还有回风口，增加了风幕强度。出回风口安装在冷库门的两侧，形成横向的风幕，缩短了风幕的射程，让整个门洞风幕无死角。并且可以根据门洞的高度配置多道横向风幕，达到最佳隔热的效果。
但是与上述空气门相比，此款水平风幕机不能单独使用，一定需要配合冷库门使用，初投资相对空气门低很多，适合安装在已有冷库门但是湿度较大冷库中，可以起到减少库内湿度，减少冷库门口结冰的作用。
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结语：冷库的节能是由制冷系统和保温系统共同决定的，要想冷库低能耗运营，每个细节都值得深入思考和研究。感谢给以本次论文提供大量资料和数据的行业前辈和同僚！
参考文献：
[1] 美国-《ASHRAE制冷手册》-2010
[2] 《冷库设计规范》GB 50072-2010
[3] 《冷库设计规范》GB 50072-2001
[4] 李敏.《冷库制冷工艺设计》-2016 机械工业出版社
[5] 杨世铭 陶文铨 《传热学》-2006 高等教育出版社
[6] 美国Jamison门业有限公司样本-2011
[7] 日本前川公司水平风幕机样册-2014
[8] 江苏晶雪节能科技股份有限公司冷库门样册-2017社
[9] 意大利MTH冷库门制造有限公司样册-2014
作者简介：伏齐燕：1992.04，女，汉族， 云南省曲靖市陆良县人，上海应用技术大学，本科学历，建筑环境与设备工程专业，从事制冷保温领域，冷库设计施工工作五年，参与国内多个大中小型冷库设计施工工作。