冷庫節能如何實現？
時間：2021年05月13日 點擊： 1409 次
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冷庫節能如何實現？
冷庫是通過制冷設施的熱交換，使該空間內的冷藏食品保持穩定低溫以達到保鮮或冷藏的倉儲系統。食品保鮮或保鮮主要憑借食品冷藏鏈，將易腐肉類、水產品、果蔬等通過預冷、加工、貯存和冷藏運輸，大限度的保持原有食品的色澤、營養成分及口感，達到食品保質保鮮，延長食品保存期的目的，起到調劑淡、旺季市場的需求并減少生產與銷售過程中經濟損耗的作用。
隨著人生活水平的提高，人們對保鮮食品的需求也必將不斷增強，截止目前，我國現有冷凍冷藏能力已達900 多萬t，年耗電約35.8萬度，與國外同等冷藏量耗能相比，能耗較大，約為日本平均水平的2.5倍，英國平均水平的2倍。當代社會，低碳經濟是追求目標，因此，大限度的做好冷庫的節能工作，是行業可持續發展的迫切需要，也是大力發展“資源節約型和環境友好型社會”的基石。鑒于現狀，針對冷庫存在的耗能高、換熱系統配置不合理、運行不協調、管理不科學等問題，切實做好冷庫節能工作已是發展之根本。
1.冷庫耗能現狀
全國現有冷庫中，多數冷庫仍采用以氨為制冷劑的集中式制冷系統，效果差、生產管理混亂、設備技術陳舊、自動化程度比較低、能耗效率相對低下；同時在地基處理方面也存在嚴重，通過地下換熱的方式帶走了近百分之22的能。我國現有冷庫耗能如表1所示。
表1 冷藏庫耗電量對比 單位（Kwh/m3.y）
由上表可以看出：我國冷藏企業總體耗電量比較大，全國平均水平遠高于國外同行業平均水平，如我國冷藏耗電量全國平均為131KWh/m3?y，是英國平均水平的2 倍多，是日本平均水平的2.5 倍左右，即使是我國冷藏行業比較發達的上海，比國外同行業也仍然存在很大的差別，如上海冷藏企業耗電量平均水平為76KWh/m3?y，是英國先進水平的4.7 倍左右，日本的2.4 倍左右。
2.冷庫建設技術節能措施
2.1配置合理的換熱系統
換熱系統是冷庫的主要耗能系統，主要是由壓縮機、冷凝器、空氣器及貯液罐等組成。冷庫冷藏效果如何，主要表現在對其的選型與配置，尤其是壓縮機和冷凝器。
2.1.1壓縮機的選型與配置技術
壓縮機是換熱系統的核心部件之一，在冷庫設計時往往采用大負荷來進行壓縮機的選型，根據負荷合理調整壓縮機的臺數或減少壓縮機的工作缸數，使系統負荷和壓縮機冷量相匹配，防止“大馬拉小車”的現象，增加能耗。
在壓縮機的選型與配置過程中，盡量選擇“1+1” 的匹配模式，即用一臺較大壓縮機配一臺小壓縮機的模式或者配套兩臺同等負荷的壓縮機，使其均處于運行狀態，而非滿負荷狀態。壓縮機的選型應根據實際制冷效果和制冷量大小來確定，壓縮機的選型主要依據壓縮比、排氣量。一般情況下壓縮機的壓縮比為3.2-3.4，壓縮機的級數由壓縮效果的能效性確定，一般情況為4-6級。選擇空壓機的氣量要和所需的排氣量相匹配，并留有百分之10左右的余量。如果用氣量大而空壓機排氣量小，會造成空壓機排氣壓力的大大降低，而不能驅動風動工具。排氣量越大壓縮機配的電機越大，不但價錢高，而且浪費購置資金，使用時也會浪費電力能源。
2.1.2冷凝器的選型與配置技術
目前，國外應用多冷凝器是蒸發式冷凝器，它具有換熱速度快、換熱完全、噴淋裝置無堵塞等特性，它省去了塔和水泵及循環水池的投資，水流量僅為水冷式冷凝器的1/10，節能效果顯著。在常規冷庫的建設過程中，應盡量選擇主流蒸發式冷凝器，不僅能充分利用外部自然條件實現制冷劑的制冷，同時對降低企業生產成本既有積極的意義。
蒸發式冷凝器的選型方法目前常用的有單位面積冷負荷估算法與概算-校核法。單位面積冷負荷估算法即先粗選一個冷凝熱流密度值, 后再計算冷凝面積, 根據計算結果選擇冷凝器的型號及臺數。概算-校核法的計算步驟為: (1)粗估熱流密度值,計算冷凝面積； (2)設計冷凝器盤管的結構,按標準選擇配風量與配水量; (3)按設計的空氣參數求出進口空氣的焓值,再根據空氣流量、冷凝負荷計算出口空氣的焓值；(4)計算管內冷凝放熱系數、水膜換熱系數、水膜表面與濕空氣熱質當量換熱系數, 然后選取各層導熱的熱阻；(5)計算傳熱系數、對數平均溫差及所需的冷凝面積。如果計算的結果與預估不符, 再假設熱流密度, 直至兩者相等為止。
2.2采取地基隔熱處理措施
地基隔熱處理措施是指針對不同地域的冷庫因不同季節地表溫度與庫內溫度存在的溫差，為防止此溫差引起的能源浪費而采取的一系列地基處理措施。它包含特制沙層、隔熱層、通氣管層及地表層。經過隔熱處理后的地基與簡單處理的地基相比，相同條件下的能耗前者只是后者的1/4～1/5。在地基隔熱處理措施中，重要的是隔熱層和通氣管層的設計，在隔熱層設計中需選擇適宜的聚高彈性的隔熱材料，并運用整體鏈接技術，使整個冷庫地基實現防潮、防震、防局部溫變的目的。在通氣管道的設計中應注意橫向、縱向管道全部并在各個方向上的通風措施建設，在通風管道端頭還應設置必要的防護網，避免小動物在其內部搭窩而堵塞通風。
2.3圍護結構采用節能型隔熱層厚度
圍護結構、隔熱層的傳熱量占冷庫總熱負荷的百分之20-百分之35，所以減少圍護結構的熱負荷可以達到節能的目的。圍護結構得熱量Q1= KA（TW-TF）n，從傳熱公式可知，傳熱量與三個因素有關，即傳熱面積A(m)、傳熱系數K（W/K?℃）和傳熱溫差ΔT(℃)。傳熱溫差與庫外環境溫度和貯藏食品所需要的庫內溫度有關，傳熱系數主要由圍護結構內外壁面的對流換熱系數及圍護結構熱阻構成，圍護結構熱負荷與保溫層厚度成反比，適當增加保溫層厚度將降低能源損失，減少冷庫的運行費用。
2.4提高蒸發溫度
適當提高蒸發溫度，能縮小傳熱溫差，減少壓縮機的功率消耗，提高產冷量，有資料顯示，對于壓縮機，蒸發溫度每升高1℃，每千瓦電機每小時的產冷量將提高百分之2.4左右，一般制冷裝置都是按滿負荷條件下設計的，但在實際運行中很多情況不是滿負荷運行，所以在制冷量減少時，提高蒸發溫度，即減少傳熱溫差，同樣可以達到降溫的效果。
2.5減少通過冷藏門的熱濕空氣浸入
冷庫門的開閉將會引起很大的冷量散失，冷藏門的性能可能使能耗增加百分之15或者更多。若不及時關閉冷庫門，導致大量的熱空氣進入冷庫，熱濕空氣的結合容易在冷風機和蒸發器表面結霜，并且還會打破冷庫溫度場的平衡，加重制冷機組的負擔。
減少冷庫門的冷損耗應該注意以下幾方面：
①設計時應盡量減小冷庫門的面積，特別注意降低冷庫門高度，研究證明，冷庫門高度方向的跑冷要比寬度方向大的多。
②增加風幕阻止冷庫冷損耗，并且做到風幕與冷庫門的智能化，即伴隨著冷庫門開閉的同時啟動和關閉風幕。
2.6采取智能控制系統，充分利用自然溫差我國晝夜溫差大，據統計，冷凝溫度每下降1℃，可減少壓縮機功耗百分之1.5, 單位軸功率制冷量將提高百分之2.6左右。夜間環境溫度低，冷凝溫度也將會下降，據統計,海洋性氣候地區晝夜溫差可達到6～10℃，氣候晝夜溫差可達10～15℃，南方地區晝夜溫差可達到8～12℃，所以增加夜間開機時間，有利于冷庫節能。
我國是耗能大國，在國民經濟高速發展的今天，大力推廣節能技術，普遍采取節能措施是實現協調可持續發展的重要舉措之一。本文通過對冷庫現狀分析，針對高耗能的工序提出具體的技術節能措施。低溫保鮮儲藏是未來的發展方向，推廣冷庫的節能措施也是必然趨勢。
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