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冷庫制冷系統(tǒng)運行中的節(jié)能降耗措施
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| 發(fā)布時間：2016-08-31 10:10:24 來源：山西恒信康制冷 瀏覽次數(shù)：2414 |
一、冷庫節(jié)能應(yīng)注意的節(jié)能控制
冷庫制冷系統(tǒng)運行時，在壓縮機的節(jié)能負荷調(diào)節(jié)的同時，例如以下注意方面:
(1)在不同工況和負荷的條件下，合理匹配壓縮機、冷風(fēng)機等設(shè)備，防止“大馬拉小車”引起的能源損耗。其中冷風(fēng)機耗能所占比例最大，約為38%～23%。仍以某萬噸冷庫為例，該萬噸冷庫的庫房分為20間，每間庫房的儲藏量為500t，每間庫房配有2臺冷風(fēng)機，每臺冷風(fēng)機上各裝有2.2kW軸流風(fēng)機3臺，全庫共計120臺軸流風(fēng)機。因風(fēng)量與制冷量成正比，而風(fēng)機是按最大制冷負荷配備的，在剛進貨期間，制冷量較大，風(fēng)機應(yīng)全部開啟。但當(dāng)貨物冷卻加工基本結(jié)束時，庫溫已趨平穩(wěn)，應(yīng)當(dāng)及時減少軸流風(fēng)機開啟臺數(shù)。若以每庫少開2臺軸流風(fēng)機計算，可少開40臺共88kW，比1臺6AW-12.5型壓縮機耗能還多，節(jié)能達25%。并且，多開風(fēng)機還極易產(chǎn)生熱量，增加系統(tǒng)的制冷耗能。
(2)對換熱設(shè)備進行有效管理，也能起到降低能耗的有效作用。因為當(dāng)蒸發(fā)溫度為-10℃時，冷凝溫度每下降1℃，壓縮機單位制冷量耗電減少2.5%～3.2%;當(dāng)冷凝溫度為30℃時，蒸發(fā)溫度每提高1℃，壓縮機單位耗電量則減少3.1%～3.9%。由此可見，管理好換熱設(shè)備，對降低能耗具有重要意義。
(3)換熱設(shè)備減少能耗措施：
①油多了及時放油：油的熱阻大大高于金屬，是鐵的20倍，換熱器表面附著油膜將使冷凝溫度上升，蒸發(fā)溫度下降，導(dǎo)致能耗增加。冷凝器表面附著0.1mm油膜時，氨制冷壓縮機制冷量下降16%，用電量增加12.4%;而蒸發(fā)器內(nèi)油膜達到0.1mm時，蒸發(fā)溫度將下降2.5℃，耗電將上升11%。同時，蒸發(fā)溫度過低，使油泥進入蒸發(fā)器后不易被帶回低壓循環(huán)桶，易造成蒸發(fā)器堵塞，因此應(yīng)盡量避免油進入換熱系統(tǒng)。
②及時排空氣:空氣在冷凝器中會提高冷凝溫度。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)空氣壓力達到0.2MPa時，耗電量將增加18%，制冷量下降8%，因此，應(yīng)盡力防止空氣滲入系統(tǒng)，并及時排出滲入的空氣。
③定期清除水垢和清洗循環(huán)水池:保持冷凝水清潔，冷凝器結(jié)垢1.5mm時，耗電量將增加9.7%。
④及時除霜:蒸發(fā)器表面結(jié)霜后，導(dǎo)致傳熱惡化，蒸發(fā)溫度下降，耗電量增加。
⑤利用夏季夜間低溫時降溫:當(dāng)?shù)貐^(qū)夏秋季節(jié)氣溫晝夜溫差達10℃以上，合理利用夜間低溫，節(jié)能效果明顯。
(4)正確估計冷庫實際耗冷量的變化
掌握食品加工過程的放熱量，外界氣溫、冷卻水溫變化、日常操作熱量等耗冷量的變化規(guī)律，做好日常管理記錄，隨時調(diào)整壓縮機的開機臺數(shù)，使開機壓縮機的產(chǎn)冷量適應(yīng)或接近冷庫實際耗冷量。
(5)保證滿足制冷負荷的前提下，盡可能減少開機臺數(shù)，提高壓縮機運行效率選擇開1臺制冷量大的壓縮機代替2臺制冷量小的壓縮機;選擇開單機雙級機代替兩臺配組式雙級機。
(6)調(diào)整開機時間 在不影響食品冷藏質(zhì)量的前提下，減少白天制冷壓縮機的運行時間(最好中午時段開機)，增加夜間制冷壓縮機的運行時間，即選擇用電低峰(即在深夜后開機);不但降低費用，而且夜間冷凝溫度較低，可降低壓縮機電耗。
二、減少冷庫保溫庫房冷量損失
(1)保證冷庫圍護結(jié)構(gòu)的保溫性能
冷庫具有良好的圍護結(jié)構(gòu)是保證冷庫內(nèi)低溫環(huán)境的前提。新建冷庫設(shè)計時，應(yīng)采用導(dǎo)熱系數(shù)較小的保溫材料做圍護結(jié)構(gòu)，并注意圍護結(jié)構(gòu)的完整性，盡量避免冷橋和穿墻孔的產(chǎn)生，減小庫外熱量向庫內(nèi)的傳遞，進而減小冷庫圍護結(jié)構(gòu)的冷負荷的損耗。
(2)合理的開機控制合適的蒸發(fā)溫度
①制冷壓縮機是冷庫最主要的耗電設(shè)備。在冷庫設(shè)計中，一般根據(jù)全年出現(xiàn)的最大機械負荷工況確定配機，以滿足熱負荷高峰期要求。然而在實際運行中，由于存在著食品冷加工與貯藏的淡旺季變化，全年晝夜氣溫的變化和其他的變化因素，往往設(shè)計時所選配的壓縮機滿負荷運行時間較短，低負荷運行時間長，因此壓縮機大部份運行時間處于小于設(shè)計負荷工況下運行，節(jié)能潛力大。目前多數(shù)冷庫仍然采用人工操作調(diào)整開機，盲目開機現(xiàn)象普遍存在。保證貯藏食物品質(zhì)的前提是冷藏庫內(nèi)具有合適的冷藏溫度，這也是體現(xiàn)出系統(tǒng)節(jié)能的一項指標(biāo)。因為合適的冷藏溫度，可以降低庫內(nèi)外的溫差，有利于減少冷負荷量，降低制冷系統(tǒng)的用電負荷。
②在制取相同冷量時，提高蒸發(fā)溫度能使壓縮機的功率消耗減少。因為當(dāng)冷凝溫度不變時，提高蒸發(fā)溫度，壓縮機的吸入壓力也相應(yīng)升高，吸入蒸汽的比容減少，單位容積制冷量增加，以及壓縮比減少，輸汽系數(shù)提高，制取相同冷量時耗能就減少。
例如對于壓縮機，當(dāng)蒸發(fā)溫度每升高l℃，每千瓦時的產(chǎn)冷量將提高2.4%左右，節(jié)能效果顯著。日常操作時，應(yīng)根據(jù)不同冷藏食品品種、質(zhì)量和不同貯藏期的要求來確定相應(yīng)合理的貯藏溫度。適當(dāng)提高蒸發(fā)溫度，不但能縮小傳熱溫差，減少食品干耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，且可提高壓縮機單位軸功率制冷量。避免冷凝溫度升高現(xiàn)象發(fā)生。
當(dāng)壓縮機的吸入溫度保持不變時，冷凝溫度升高，單位容積制冷量減少，壓縮比增大，輸汽系數(shù)降低，制取相同冷量時，能耗增加。例如冷凝溫度每降低1℃，單位軸功率制冷量將提高2.6%左右。因此，保持較低的冷凝溫度，對減少壓縮機功耗是有益的。 (3)定時及時除霜
冷風(fēng)機運行中，由于霜層的逐漸增厚，傳熱系數(shù)下降，風(fēng)量減少，風(fēng)機功率增加，冷風(fēng)機產(chǎn)冷量急劇下降。因此，冷風(fēng)機運行一定時間后，必須融霜。目前我國以氨為工質(zhì)的大中型冷庫，設(shè)計中大多采用水與熱氨相結(jié)合的融霜方式，而實際操作中，為了方便，減少操作程序，更多地采用單獨的水沖霜法。
水沖霜雖然簡單易行，但它存在著許多不足之處：
①能耗大，庫溫回升快。水沖霜需要增加水泵電耗，除霜時對庫內(nèi)加熱量大，庫溫上升快，一般除霜后需1～2小時降溫才能恢復(fù)除霜前庫溫。
②不能解決蒸發(fā)器內(nèi)積油問題。
③若融霜中水溢出或濺到地面，將造成對地坪隔熱層的破壞。
④融霜時間相對較長。
因此，建議盡量采用熱氨融霜法。
熱氨融霜法因為加熱融霜是從內(nèi)部向外擴展，對庫溫影響小，融霜后降溫快，避免了水沖霜的不足，值得提倡使用。但是需在冷風(fēng)機接水盤上增設(shè)電加熱器，防止融下的霜水再結(jié)冰堵塞下水道。此外，融霜期間應(yīng)盡量避免開啟庫門。
(4)減小冷庫門冷氣損耗
冷藏庫門要隨開即關(guān)，減小開門負荷損失。如冷庫門開啟時間延長一倍，冷損耗會增加數(shù)倍，同時冷庫門打開時間較長，還會使庫外的高濕空氣入侵，在門洞處極易結(jié)霜和結(jié)露，從而破壞庫體結(jié)構(gòu)。解決冷藏庫門即時開關(guān)的最好辦法就是采用自動控制結(jié)構(gòu)。如果開門時間過長，冷庫門自動關(guān)閉，實現(xiàn)其節(jié)能的效果。庫門面積，特別是庫門高度對冷損耗的影響相當(dāng)大。研究表明，對于冷氣外泄，冷藏庫門的高度比其寬度影響大得多，因此應(yīng)盡量降低其高度。冷藏庫門的電加熱絲功率有防結(jié)露和防凍結(jié)兩種選擇，不同使用溫度的冷藏庫門電加熱絲的配置功率不同，選配合適的加熱功率可節(jié)能2%。為減少門洞所造成的能量損失和結(jié)構(gòu)破壞，可在門洞處設(shè)置門廳或風(fēng)幕，減少庫外高溫、高濕空氣的入侵，減小冷負荷，提高系統(tǒng)效益。
(5)庫內(nèi)照明控制
庫房照明按冷庫制冷設(shè)計手冊的規(guī)定為1.8～5.8W/m2 ，但在實際工程中由于使用的需要，往往超過該規(guī)定，有的甚至達到10W/m2左右。如果忘了關(guān)燈，不但浪費照明電能，還會增加冷藏間和制冷系統(tǒng)的熱負荷，為此增加簡單的自動控制可避免出現(xiàn)照明浪費。當(dāng)冷庫門關(guān)閉5～15min后，如果照明燈開關(guān)未關(guān)，可采用自動關(guān)閉關(guān)閉照明。照明延時的時間應(yīng)超過工人在內(nèi)的一次作業(yè)時間，避免誤關(guān)冷庫內(nèi)的照明燈。如果有誤關(guān)燈情況發(fā)生，須借助庫房長明燈和冷藏庫門的安全設(shè)置進行開啟，以保障工作人員的操作安全。
(6)使用機械化操作 暖通在線
當(dāng)進行食品的裝卸和搬運時，常會有大量的工人入庫工作，極易造成庫內(nèi)的熱負荷瞬時增大，從而使庫內(nèi)的溫度波動增大，降低貯藏效果，同時也增大了制冷系統(tǒng)的冷負荷，對系統(tǒng)節(jié)能工作極為不利。因此，采用機械化操作可避免大量工人同時入庫操作，從而達到系統(tǒng)節(jié)能的效果。
(7)采用封閉式月臺裝卸貨
采用封閉式低溫月臺的方式，既能最大限度地保證冷凍食品的質(zhì)量，又可以明顯減小由于溫差從外界進入冷藏庫的熱負荷，還能大大地減少進入低溫空間的水分，降低了除霜頻率，提高了系統(tǒng)的制冷效率。然而采用封閉式月臺的冷庫將會增加其相應(yīng)的土建費用和增加進出貨的難度。
三、冷庫節(jié)能的自動控制系統(tǒng)
(1)冷庫節(jié)能的自動控制
冷庫節(jié)能的自動控制涉及到節(jié)能控制程序的編制和自控元器件的選用。作為自控元器件的生產(chǎn)廠商、專業(yè)設(shè)計院或有能力的使用單位等均可承擔(dān)冷庫節(jié)能自動控制的研究和開發(fā)。但是從控制系統(tǒng)的實用性及其效率角度的考慮，冷庫節(jié)能的自動控制最好由廠商和設(shè)計院共同研制開發(fā)(可以廠商為主，設(shè)計院配合)，在使用單位的實施過程中不斷地完善，不斷研發(fā)出新的自控產(chǎn)品。
(2)冷庫節(jié)能自動控制具體的設(shè)計及運用
冷庫節(jié)能自動控制的實施過程往往是通過設(shè)計、安裝調(diào)試、試運行、效果考核并修正，直至符合設(shè)計要求達到節(jié)能目的為止。當(dāng)工程項目內(nèi)容有所變化時，可隨時修改并滿足冷庫使用單位的要求。冷庫的節(jié)能往往需要通過先進的制冷設(shè)備、合適的系統(tǒng)匹配、靈活的應(yīng)變措施和嚴(yán)格的運行管理得以實現(xiàn)，這需要制冷技術(shù)人員在優(yōu)化制冷工藝設(shè)計的基礎(chǔ)上，熟悉節(jié)能需要、結(jié)合工程項目的特點，設(shè)計出完整的冷庫節(jié)能自動控制流程。電氣自控技術(shù)人員根據(jù)自控流程完成電氣自控設(shè)計，同時運用專業(yè)知識，使自控流程更為簡化和優(yōu)化。冷庫節(jié)能是冷庫自動控制重要組成部分，冷庫自動控制由制冷和電氣2部分內(nèi)容組成，只有在所有技術(shù)人員的共同努力下才能使冷庫自動控制行之有效，并使冷庫節(jié)能落到實處。冷庫節(jié)能自動控制的試運行也是十分重要的一環(huán)，在試運行中應(yīng)和使用單位和專業(yè)廠商保持密切聯(lián)系，與使用單位分析運行效果，與專業(yè)廠商商討修正措施，在冷庫的日常運行管理中，人是最主要的因素。從以上幾個方面入手提高管理水平，實現(xiàn)冷庫的節(jié)能運行，以取得良好的經(jīng)濟效益。
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