重慶長之江制冷--關(guān)于節(jié)能冷庫節(jié)能解決方案介紹

我們大家都知道，隨著經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，環(huán)境污染問題、能源緊張問題和食品安全問題越來越引起世界各國人民的關(guān)注。制冷行業(yè)發(fā)展的趨勢是節(jié)能、環(huán)保和安全。有關(guān)資料表明我國冷庫年耗電量130KW/年.m3，而國外發(fā)達國家僅為我們的一半左右，隨著冷鏈物流業(yè)和其他應(yīng)用領(lǐng)域的迅速發(fā)展，需要制冷服務(wù)的行業(yè)越來越廣泛，這就越發(fā)突顯了節(jié)能降耗的重要性，相對于制冷行業(yè)，節(jié)能降耗在我國大有可為。 下面我們以冷庫為例來具體分析一下，可能實現(xiàn)的節(jié)能措施。

要做一個合乎規(guī)范的成功的冷庫工程，可能從土建開始，我們就需要配合用戶，因為不是所有的冷庫都經(jīng)過設(shè)計院設(shè)計，有些用戶就是自己找來建筑公司就進行施工，而建筑公司并不是專一的針對冷庫建筑的，很多時候會按照土建的傳統(tǒng)做法來施工，進而出現(xiàn)偏差。比如，目前的冷庫建設(shè)過程中，屢屢會遇到地圈梁標高不合乎冷庫要求，用戶在需要保溫的時候，只好砸碎冷庫門的地圈梁。相信我們在座的各位領(lǐng)導(dǎo)有的也遇見過類似的情況。

我們從冷庫的建設(shè)開始來看一下，從開始建設(shè)就需要注意的問題，本門學(xué)科也是制冷專業(yè)的一項專業(yè)基礎(chǔ)課。

第一， 冷庫建筑

冷庫是用隔熱材料建筑的低溫密閉式庫房，所有的保溫材料都具有相對的吸潮性，而保溫材料一旦吸潮，它的傳熱系數(shù)會急劇增加，再加上水分可能會凍結(jié)，也就達不到原本的保溫效果，許多年久失修的冷庫就是這樣。 在建設(shè)一座冷庫時，從地基開始，就要嚴格按照冷庫建筑來進行，很多用戶不重視地面的隔汽防潮層，比如許多果蔬類冷庫的建設(shè)，除了氣調(diào)庫會做隔汽防潮層之外，很多冷風(fēng)庫就是簡單的基礎(chǔ)、保溫層等。而實際上，以大蒜庫為例，在冷庫使用的過程中，為了保證庫內(nèi)的相對濕度，其地面是長期積水的，試想如果沒有良好的隔汽防潮層，地面的保溫層就會很快失去作用，這種變化也往往容易被忽視，為了保持溫度，我們的機器只有頻繁開啟，耗電量也就增加了。這在現(xiàn)實生活中處處可見，有的冷庫業(yè)主埋怨用幾年后冷庫耗電增多，也有的總是以為自己的機器不好，其實在這個時候，冷庫是已經(jīng)達到設(shè)計溫度的，與壓縮機是沒有關(guān)系的。只是冷庫溫升的速度很快，相同的一個小低溫庫，有的5、6個小時才開一會機器，還有的最多一個小時就開機了。

另外一個建設(shè)過程的措施，就是墻壁的土建和保溫，在這個過程中，我們工程公司也要注意到和土建的配合，土建工程的傳統(tǒng)做法一般是先加蓋屋頂后在屋里抹面，但這往往會耽誤我們的保溫以及安裝工作，因為冷庫的特殊性，加蓋屋蓋以后墻面很長時間也不會干透，直接影響下一步的工作。所以，一個有經(jīng)驗的安裝公司就會提前告訴客戶，讓客戶對土建方的施工組織進行改變。

有的客戶對墻面不加處理就直接進行保溫，也在一定程度上增加了冷熱氣體的交換。如同冬天我們在一個磚砌的屋里，不處理墻面的房間很容易感覺到外界冷空氣的滲入。對于我們的冷庫業(yè)主，我們都是建議對內(nèi)墻進行處理的，一般就是粗砂灰抹面。

其次，盡量采用土建式冷庫，因為組合冷庫的保溫性能普遍比土建冷庫差，尤其對于低溫冷庫。當(dāng)然，對于那些臨時的或者是室內(nèi)組合類的冷庫，還是應(yīng)該根據(jù)實際情況來決定。

大體了解了冷庫建筑之后，下面就是我們行業(yè)比較專業(yè)的一個方面：

第二， 冷庫設(shè)備

按照制冷系統(tǒng)的幾大部件來說，首先是壓縮機，對于較大規(guī)模的制冷系統(tǒng)，我們優(yōu)先采用半封閉式壓縮機，目前的半封閉壓縮機可以分成高溫和低溫兩種機型，通常我們要根據(jù)系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度來選擇壓縮機，比如建設(shè)的是低溫庫，那么就應(yīng)當(dāng)采用低溫機型，因為這個時候在形同的蒸發(fā)溫度下，低溫機型的制冷量會和大10匹的高溫機一樣。以比澤爾為例：一臺低溫機4G-20.2的制冷量就相當(dāng)于一臺高溫機4G-30.2的制冷量。而兩者的輸入功率一個低溫機是15KW，高溫機則是22KW，在不超過壓縮機電機應(yīng)用范圍的情況下，采用低溫機會減少不必要的無功損耗。也就是說，要確保壓縮機的軸功率不超過名義輸入功率，運轉(zhuǎn)電流不超過額定電流，這樣才是相對比較安全的。

螺桿壓縮機或者活塞壓縮機的選擇，螺桿式壓縮機因其長期適合24小時運轉(zhuǎn)的特性。其性能與效率大幅提升，歐美等發(fā)達國家，低溫冷凍冷藏系統(tǒng)中，開始逐步取代保守的活塞式機型成為規(guī)范配置。

由于螺桿式壓縮機具有結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、能效比高、易損件少和操

作調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點，半封閉活塞式制冷壓縮機一統(tǒng)天下的局面已得到改變，螺桿壓縮機正逐步替代活塞式壓縮機，占據(jù)著越來越大的市場份額。 我們用數(shù)據(jù)來看一下同樣匹數(shù)的半封閉活塞壓縮機和半封閉螺桿壓縮機的性能，在低溫庫運行工況（- 25，+30℃）時，比澤爾低溫活塞機6G-30.2制冷量36750W；比澤爾低溫螺桿壓縮機HSN5363-30的制冷量為50600W，也就是說相同匹數(shù)的螺桿機制冷量增加了38%。隨著蒸發(fā)溫度的下降，活塞機的效率就會越來越低，當(dāng)蒸發(fā)溫度達到- 40℃時，6G-30.2的制冷量僅為14480W，而HSN5363-30的制冷量為26700W，幾乎是活塞機的兩倍。所以在一些溫度較低-30℃以下的場合里，有的時候為了得到相同的制冷量，采用活塞并聯(lián)機組的價格可能還會超過螺桿壓縮機。 舉例說明：假如一個速凍間需要達到-30℃，每小時的速凍量大約為300Kg左右，按照蒸發(fā)溫度-40℃，冷凝溫度+40℃選型，采用R404A，我們選用一臺比澤爾HSN7461-70的低溫螺桿壓縮機，它的制冷量為52700W；為了得到相同的制冷量，我們需要采用活塞并聯(lián)機組，三臺6F-40.2壓縮機并聯(lián)，它的制冷量為17570W*3=52710W。這樣我們就可以看出很多差距，制冷機組的名義功率大了幾乎一倍，活塞式壓縮機組的易損件數(shù)量眾多...還有其他的維護方面的麻煩。

再看我們最關(guān)心的價格問題，超雙制冷的價格體系里70匹的低溫螺桿風(fēng)冷機組13萬左右，而40匹三并聯(lián)的低溫機組加上風(fēng)冷器的價格大約為18萬左右。不論站在那一個角度，在這種情況下選擇螺桿壓縮機對我們來說，應(yīng)該是一個最佳的選擇。

從實際使用情況來看：我們在座的大都是這方面的專家，大家都知道低

溫工況下壓縮機的回氣就會結(jié)霜，而且回氣可能帶有一定數(shù)量的未完全蒸發(fā)的液體，尤其在蒸發(fā)器結(jié)霜之后，壓縮機頭上霜就會比較嚴重，這時候只是回流的氣體經(jīng)過電機進行了熱交換。假如較多的液體進入壓縮腔，由于液體不可壓縮，會對活塞壓縮機閥片、密封墊等易損件造成極大程度的損害，吸氣閥片一旦斷掉，就會把活塞、閥板破壞，甚至進而演變成連桿斷裂、電機燒毀等重大故障。而螺桿壓縮機不是往復(fù)式壓縮，對濕行程不敏感，直接噴油的措施也使得少量的制冷劑液體迅速蒸發(fā)，保證了壓縮機的安全。由此可見，無論從可靠性還是節(jié)能和降低造價方面，我們都應(yīng)該大力推廣螺桿壓縮機。與我們對螺桿的認識一樣，現(xiàn)在大型的食品加工廠，比如肉聯(lián)廠和水產(chǎn)類加工廠，只要是速凍量較大的，采用的大都是螺桿壓縮機。

其次，冷凝器方面，盡可能的使用蒸發(fā)式冷凝器，蒸發(fā)式冷凝器結(jié)合了風(fēng)冷和水冷的優(yōu)點，而且用水量不到水冷凝器的十分之一，它的冷凝溫度低，約相當(dāng)于本地區(qū)的濕球溫度，而且我們都知道，由于水冷式冷凝器水是在管內(nèi)流動，流速較慢，所以結(jié)垢系數(shù)也就相對較大，每年都需要進行清理，對于我們氟利昂系統(tǒng)的水冷凝器而言，由于普遍采用的是高效管，內(nèi)徑較細，清理很困難而且還有破壞冷凝器的可能。蒸發(fā)式冷凝器的水是高速在管外噴淋，特殊的橢圓管結(jié)構(gòu)確保了每根換熱管都被水包圍，換熱效率得到了最佳化。它的盤管組是整體熱浸鋅結(jié)構(gòu)，抗銹蝕能力強，徹底消除了客戶的后顧之憂。據(jù)統(tǒng)計，采用蒸發(fā)式冷凝器比較其他冷凝方式節(jié)能20%左右。

以一臺30匹的高溫壓縮機為例，假定蒸發(fā)溫度為-10℃，無壓力損失，

使用風(fēng)冷式冷凝器的制冷量為39KW，軸功率17.5KW，此時壓縮機的吸氣絕對壓力為0.35Mpa，冷凝溫度按照+50℃，此時對應(yīng)的排氣絕對壓力是2 Mpa，壓縮機的實際壓縮比是5.7；

使用水冷式冷凝器制冷量為45.5KW，軸功率14.9KW，此時壓縮機的吸氣絕對壓力為0.35Mpa，冷凝溫度按照+37℃，此時對應(yīng)的排氣絕對壓力是1.45 Mpa，壓縮機的實際壓縮比是4.2；

使用蒸發(fā)式冷凝器的制冷量為49.3KW，軸功率13.4KW，此時壓縮機的吸氣絕對壓力為0.35Mpa，冷凝溫度按照+30℃，此時對應(yīng)的排氣絕對壓力是1.2 Mpa，壓縮機的實際壓縮比是3.4；

可見，與風(fēng)冷式冷凝器相比，采用蒸發(fā)冷后，壓縮機制冷量增加了26%，耗電量卻下降了23%；與水冷式冷凝器相比，采用蒸發(fā)冷后，壓縮機制冷量增加了8%，耗電量卻下降了10%。采用蒸發(fā)冷帶來的優(yōu)勢還有壓縮機的排氣壓力下降了，排氣溫度也就相應(yīng)的降低了。壓縮機的運行工況得到了改善，壓縮比明顯下降，潤滑情況也變得良好，壓縮機的使用壽命也就得到了延長。夏天沖霜水把冷量帶回了冷卻水池，冷卻水的溫度得到了下降，冷凝壓力就會降低，壓縮機的制冷量會得到適當(dāng)增加，同時軸功率也會得到適當(dāng)?shù)慕档停M一步實現(xiàn)了節(jié)能?？紤]到冬季水溫較低，我們就在控制系統(tǒng)上做文章，冬季蒸發(fā)式冷凝器需要工作時只讓水泵開啟，這樣冷卻水把熱量有效回收到水池里，水池的水不會結(jié)冰也加快了沖霜的速度，這種相互關(guān)聯(lián)的方式保證了系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，做到了每個環(huán)節(jié)的節(jié)能降耗。 蒸發(fā)器方面，目前很多冷庫面對的都是蒸發(fā)器面積不足，這樣就導(dǎo)致了壓縮機的吸氣壓力遠遠偏離飽和蒸發(fā)壓力，也就是說，機組實際運行的壓

力對應(yīng)的蒸發(fā)溫度遠遠低于實際要求，這樣就使得制冷劑的單位容積制冷量減少，壓縮比增大，輸氣系數(shù)下降，耗功增加。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，蒸發(fā)溫度每下降1℃，耗能增加3-4%。設(shè)計人員要注意選擇合適的蒸發(fā)面積。 以冷風(fēng)機為例，目前傳統(tǒng)的DL系列也就是4.5mm片距的冷風(fēng)機，在水果蔬菜庫的應(yīng)用當(dāng)中，就會出現(xiàn)結(jié)霜很快的現(xiàn)象，這就需要反復(fù)進行化霜，多耗電能不說，也耽誤了食品的降溫，尤其按照以往的做法， 有的設(shè)計人員會為用戶選擇電化霜的冷風(fēng)機，這樣的冷風(fēng)機的化霜功率比對應(yīng)的壓縮機功率還要大，化霜產(chǎn)生的熱量還需要壓縮機帶走，這樣一個冷庫就很容易出現(xiàn)反復(fù)化霜，庫溫達不到的惡性循環(huán)。所以我們現(xiàn)在對于這類的冷庫不會選擇這種片距的冷風(fēng)機，而是采用6mm片距的DD系列產(chǎn)品，這樣看似設(shè)備投資增加了一部分，但是這在以后的設(shè)備運行中很短的時間就可以收回成本。一般情況下采用自動水化霜型式，一臺2.2KW的水泵就基本可以滿足化霜需求，化霜的速度也比電化霜型式快得多。

制冷劑的選擇： 

目前我們習(xí)慣采用的一般是氟利昂R22，它的價格比較低廉，所以被廣泛的采用，按照國際規(guī)定，對我們發(fā)展中國家來說，2025年R22逐步減產(chǎn)，到2030年停止使用。這不會影響到我們的設(shè)備，如果需要換成環(huán)保制冷劑，制冷系統(tǒng)只需要進行清潔和更換冷凍油就可以實現(xiàn)。

在我們的傳統(tǒng)觀念里，低溫制冷劑比如R404A價格比較昂貴，所以在一些速凍類的系統(tǒng)里大部分的采用的仍舊是R22，其實，這是一種錯誤的理念，一套低溫速凍裝置往往需要的制冷劑不是很多，比如一個小的速凍間也可能就是幾十公斤，它在整套系統(tǒng)里的價格不是至關(guān)重要的。

我們來比較一下一臺相同的壓縮機在低溫工況下的有關(guān)參數(shù)：

以一臺6F-40.2的壓縮機為例，假定運行工況為（-35，+30℃），采用R22時壓縮機的產(chǎn)冷量為25100W，而采用R404A，它的制冷量就變成了30500W，增加了21%。根據(jù)兩者的熱力性質(zhì)，這個時候采用R22吸氣壓力為0.03Mpa，排氣壓力1.1 Mpa，壓縮比為1.2/0.13=9.2;而采用R404A吸氣壓力為0.07Mpa左右，排氣壓力1.30Mpa，壓縮比為1.40/0.17=8.2左右。

根據(jù)以上的數(shù)據(jù)我們可以看到，低溫工況下采用R404A，壓縮機的壓縮比相應(yīng)的有所下降，制冷量增加了很多，采用R22做制冷劑，5臺6F-40.2的制冷量，相當(dāng)于采用R404A做制冷劑，4臺6F-40.2的制冷量。可見，我們對于低溫庫尤其是速凍間，我們盡可能的還是要采用R404A，這樣即實現(xiàn)了節(jié)能也達到了環(huán)保的目的，因為目前我們大多數(shù)時候是把它當(dāng)做取代R22的制冷劑。

目前我們供給國外的產(chǎn)品比較多，我們可以親身感受到，無論是大國還是小國，他們選用的壓縮機都是帶“Y”的，制冷上用的制冷劑都是R404A或者是407C之類的。那么為了響應(yīng)國家的節(jié)能減排，我個人認為，我們也應(yīng)該盡量選擇環(huán)保類的制冷劑，為保護環(huán)境盡一份力。

以上是關(guān)于冷庫建筑和設(shè)備選擇的有關(guān)問題，是前期和中期的工作，當(dāng)這些按照我們的計劃完成，冷庫正常運行，后期的運行管理就是節(jié)能降耗的關(guān)鍵所在了。

第三，冷庫的運行管理

可能有的人認為這個運行管理是用戶的事情，但是很多時候我們面對的

都是沒有經(jīng)營、管理過冷庫的用戶，他們也不知道一些相對專業(yè)的管理細節(jié)。有專業(yè)人員操作管理設(shè)備的氨制冷系統(tǒng)可能有相對成熟的管理經(jīng)驗，但我們現(xiàn)在的氟利昂系統(tǒng)一般沒有專業(yè)人員去維護。因為“自動化”“不需要人員管理”這些都是我們面對客戶時，提出的賣點，也就是優(yōu)越于氨制冷系統(tǒng)的地方。因此我們也需要了解這些，能夠回答客戶的疑問。 1、簡單來說，冷庫的日常管理要把握好“冰、霜、水、門、燈”五個環(huán)節(jié)。防止水、汽滲入隔熱層，冷庫內(nèi)的墻面、頂棚、門框上應(yīng)無冰、無霜、無水。要做到隨時清除。低溫庫的地面不能有積水以免凍結(jié)成冰。庫內(nèi)的蒸發(fā)器要及時除霜。蒸發(fā)器霜層會造成庫溫下降緩慢，耗能增加以及壓縮機濕行程，嚴重威脅到設(shè)備的安全運行。冷庫門要經(jīng)常進行檢查，如發(fā)現(xiàn)冷庫門變形或者密封條受損要及時修復(fù)。同時為了減少庫房內(nèi)外的冷熱交換，最好在庫門上方加設(shè)風(fēng)幕機，如果沒有風(fēng)幕機，出入庫人員要隨手關(guān)門，同時做到人走燈熄，每天下班后專人檢查。

2、針對不同的產(chǎn)品確定不同的儲藏溫度。例如儲藏時間不超過半年的低溫冷藏食品，一般采用的是-15~-18℃，這樣就適當(dāng)提高了系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，從而提高了壓縮機的制冷量，節(jié)約了電能。只有那些儲藏時間超過半年的食品，為了確保它的品質(zhì)，可以將庫溫設(shè)定在-18℃以下。

3、低溫冷藏間宜采用頂排管 排管的蓄冷量大，由于它吊裝在庫內(nèi)上方，當(dāng)壓縮機停止工作后，排管內(nèi)部的氟利昂也會適度的吸熱蒸發(fā)，而且采用排管沒有了電機，也就相當(dāng)于直接節(jié)約了電能，也避免了這類的冷庫容易結(jié)冰，導(dǎo)致電機燒毀故障的發(fā)生。采用排管的另外一個好處就是食品的干耗會減少很多，相應(yīng)的帶來了經(jīng)濟效益。采用冷風(fēng)機的低溫冷藏庫故障點

很多，如果采用電化霜會增加很大的電能消耗，采用水化霜，次數(shù)久了，滴水就可能積攢成冰，假如電機翅片被凍住，電機就會燒毀，更換時的勞動強度也大。加上風(fēng)機的下水管也很容易凍住，維修顯得非常麻煩。很多時候用戶是根據(jù)我們的推薦采用蒸發(fā)器的，我們應(yīng)該站在節(jié)能降耗的角度來向客戶推薦，同時也是給我們自己的公司售后服務(wù)減少了很多負擔(dān)。 4、冷藏食品盡量包裝冷藏 冷藏食品如沒有包裝，在儲藏過程中干耗較大，能量消耗也就大。而包裝的食品在儲藏過程中干耗接近為零。由于食品的干耗大大減少，蒸發(fā)器的融霜次數(shù)也就減少了，壓縮機的無用功也就降到最少，實際上也就起到了節(jié)約能源的作用。

5、及時淘汰能耗大的設(shè)備 例如目前還有一部分小型氨制冷的冷庫，年久失修，還要專人開機。不僅耗費人力物力，也是一個很大的安全隱患。近年來這樣的冷庫發(fā)生重大事故的不在少數(shù)，因此在一些地區(qū)這樣的冷庫建設(shè)，已經(jīng)不在批復(fù)之列。除此之外，還有一部分采用電化霜冷風(fēng)機的冷庫，經(jīng)常因為電加熱管燒毀進而燒穿冷風(fēng)機銅管，導(dǎo)致整個系統(tǒng)的氟利昂全部泄露，還有的冷庫因為加熱管著火造成重大事故，所以說，這部分設(shè)備無論從客戶自身的角度還是從節(jié)能降耗角度來看都應(yīng)該淘汰更換。 6、及時清理冷凝器和系統(tǒng)內(nèi)的空氣 我們在前面討論過，蒸發(fā)溫度不變的情況下，冷凝溫度越高，壓縮機的單位耗功越大，單位制冷量越小。對于風(fēng)冷式冷凝器要經(jīng)常檢查是否有灰塵等，必要時清除。如果系統(tǒng)采用的是水冷方式，每運行半年左右就要清理一次。數(shù)據(jù)顯示當(dāng)冷凝器的水垢達到1.5mm時，冷凝溫度要比原來上升2.8℃，耗電增加9.7%。氟利昂系統(tǒng)在維修和填充制冷劑過程中，可能會進入空氣，導(dǎo)致壓縮機排氣壓力升高，

也可能導(dǎo)致系統(tǒng)冰堵，這些都是管理人員需要注意到的問題。 7、條件允許的話，盡量利用低谷電對于某些要求不是很嚴格的冷藏物品，可以在白天高峰用電的時候不讓制冷系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，而是利用夜間集中降溫，尤其是冬季。當(dāng)然這可能適合的只有一些貯藏動物食品的冷庫，比如貯藏貂食之類的低溫庫。 第四，改變觀念，實現(xiàn)能源的再利用。因為我們的壓縮機排出的是高溫的氣體，為了解決冬季的取暖問題，我們可以通過一個換熱器把這部分熱量回收，集中供給房間。這樣的方式不適合已經(jīng)有集中供暖的房間，適合一些小型的辦公場所，比如冷庫的辦公室和值班室等，在一定程度上減少了空調(diào)或者是電暖氣的用電量。這樣的方法我們是已經(jīng)有采用過的。

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