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1、冷库节能解决方案各位领导：大家好！很荣幸能够今天和各位坐在一起，共同探讨关于冷库制冷系统的节能 问题，我是烟台凝新制冷科技有限公司的郝涛，在此也对各位领导能在百 忙之中光临本会场，表示衷心的感谢和热烈的欢迎！我们大家都知道，随着经济的发展和人们生活质量的提高，环境污染 问题、能源紧张问题和食品安全问题越来越引起世界各国人民的关注。制 冷行业发展的趋势是节能、环保和安全。有关资料表明我国冷库年耗电量 130KW/年.in?，而国外发达国家仅为我们的一半左右，随着冷链物流业和其 他应用领域的迅速发展，需要制冷服务的行业越来越广泛，这就越发突显 了节能降耗的重要性，相对于制冷行业，节能降耗在我国大有
2、可为。下面我们以冷库为例来具体分析一下，可能实现的节能措施。要做一个合乎规范的成功的冷库工程，可能从土建开始，我们就需要 配合用户，因为不是所有的冷库都经过设计院设计，有些用户就是自己找 来建筑公司就进行施工，而建筑公司并不是专一的针对冷库建筑的，很多 时候会按照土建的传统做法来施工，进而出现偏差。比如，目前的冷库建 设过程中，屡屡会遇到地圈梁标高不合乎冷库要求，用户在需要保温的时 候，只好砸碎冷库门的地圈梁。相信我们在座的各位领导有的也遇见过类 似的情况。我们从冷库的建设开始来看一下，从开始建设就需要注意的问题，本 门学科也是制冷专业的一项专业基础课。第一， 冷库建筑冷库是用隔热材料建筑的低
3、温密闭式库房，所有的保温材料都具有相 对的吸潮性，而保温材料一旦吸潮，它的传热系数会急剧增加，再加上水 分可能会冻结，也就达不到原本的保温效果，许多年久失修的冷库就是这 样。在建设一座冷库时，从地基开始，就要严格按照冷库建筑来进行，很 多用户不重视地面的隔汽防潮层，比如许多果蔬类冷库的建设，除了气调 库会做隔汽防潮层之外，很多冷风库就是简单的基础、保温层等。而实际 上，以苹果库为例，在冷库使用的过程中，为了保证库内的相对湿度，其 地面是长期积水的，试想如果没有良好的隔汽防潮层，地面的保温层就会 很快失去作用，这种变化也往往容易被忽视，为了保持温度，我们的机器 只有频繁开启，耗电量也就增加了。这
4、在现实生活中处处可见，有的冷库 业主埋怨用电多，也有的总是以为自己的机器不好，其实在这个时候，冷 库是已经达到设计温度的，与压缩机是没有关系的。只是冷库温升的速度 很快，相同的一个小低温库，有的5、6 个小时才开一会机器，还有的最多 一个小时就开机了。另外一个建设过程的措施，就是墙壁的土建和保温，在这个过程中， 我们工程公司也要注意到和土建的配合，土建工程的传统做法一般是先加 盖屋顶后在屋里抹面，但这往往会耽误我们的保温以及安装工作，因为冷 库的特殊性，加盖屋盖以后墙面很长时间也不会干透，直接影响下一步的 工作。所以，一个有经验的安装公司就会提前告诉客户，让客户对土建方 的施工组织进行改变。有
5、的客户对墙面不加处理就直接进行保温，也在一定程度上增加了冷 热气体的交换。如同冬天我们在一个砖砌的屋里，不处理墙面的房间很容 易感觉到外界冷空气的渗入。对于我们的冷库业主，我们都是建议对内墙 进行处理的，一般就是粗砂灰抹面。其次，尽量采用土建式冷库，因为组合冷库的保温性能普遍比土建冷 库差，尤其对于低温冷库。当然，对于那些临时的或者是室内组合类的冷 库，还是应该根据实际情况来决定。大体了解了冷库建筑之后，下面就是我们行业比较专业的一个方面： 第二， 冷库设备按照制冷系统的几大部件来说，首先是压缩机，对于较大规模的制冷 系统，我们优先采用半封闭式压缩机，目前的半封闭压缩机可以分成高温 和低温两种
6、机型，通常我们要根据系统的蒸发温度来选择压缩机，比如建 设的是低温库，那么就应当采用低温机型，因为这个时候在形同的蒸发温 度下，低温机型的制冷量会和大10 匹的高温机一样。以比泽尔为例：一台 低温机的制冷量就相当于一台高温机的制冷量。而两者的输入功率一个低 温机是15KW，高温机则是22KW，在不超过压缩机电机应用范围的情况下， 采用低温机会减少不必要的无功损耗。也就是说，要确保压缩机的轴功率 不超过名义输入功率，运转电流不超过额定电流，这样才是相对比较安全 的。螺杆压缩机或者活塞压缩机的选择，螺杆式压缩机因其长期适合24 小 时运转的特性。其性能与效率大幅提升，欧美等发达国家，低温冷冻冷藏
7、系统中，开始逐步取代保守的活塞式机型成为规范配置。由于螺杆式压缩机具有结构简单、运行可靠、能效比高、易损件少和 操作调节方便等优点，半封闭活塞式制冷压缩机一统天下的局面已得到改 变，螺杆压缩机正逐步替代活塞式压缩机，占据着越来越大的市场份额。我们用数据来看一下同样匹数的半封闭活塞压缩机和半封闭螺杆压缩机的性能，在低温库运行工况(-25, +30C )时，比泽尔低温活塞机制冷 量36750W；比泽尔低温螺杆压缩机HSN5363-30的制冷量为50600W，也就 是说相同匹数的螺杆机制冷量增加了38%。随着蒸发温度的下降，活塞机的 效率就会越来越低，当蒸发温度达到-40C时，的制冷量仅为14480
8、W，而 HSN5363-30的制冷量为26700W，几乎是活塞机的两倍。所以在一些温度较 低-30C以下的场合里，有的时候为了得到相同的制冷量，采用活塞并联机 组的价格可能还会超过螺杆压缩机。举例说明：假如一个速冻间需要达到-30C，每小时的速冻量大约为 300Kg左右，按照蒸发温度-40C，冷凝温度+40C选型，采用R404A，我们 选用一台比泽尔HSN7461-70的低温螺杆压缩机，它的制冷量为52700W；为 了得到相同的制冷量，我们需要采用活塞并联机组，三台压缩机并联，它 的制冷量为17570W*3=52710W。这样我们就可以看出很多差距，制冷机组的 名义功率大了几乎一倍，活塞式压缩
9、机组的易损件数量众多.还有其他的 维护方面的麻烦。再看我们最关心的价格问题，烟台凝新制冷的价格体系里70匹的低温 螺杆风冷机组13万左右，而40匹三并联的低温机组加上风冷器的价格大 约为18万左右。不论站在那一个角度，在这种情况下选择螺杆压缩机对我 们来说，应该是一个最佳的选择。从实际使用情况来看：我们在座的大都是这方面的专家，大家都知道 低温工况下压缩机的回气就会结霜，而且回气可能带有一定数量的未完全 蒸发的液体，尤其在蒸发器结霜之后，压缩机头上霜就会比较严重，这时 候只是回流的气体经过电机进行了热交换。假如较多的液体进入压缩腔， 由于液体不可压缩，会对活塞压缩机阀片、密封垫等易损件造成极大
10、程度 的损害，吸气阀片一旦断掉，就会把活塞、阀板破坏，甚至进而演变成连 杆断裂、电机烧毁等重大故障。而螺杆压缩机不是往复式压缩，对湿行程 不敏感，直接喷油的措施也使得少量的制冷剂液体迅速蒸发，保证了压缩 机的安全。由此可见，无论从可靠性还是节能和降低造价方面，我们都应 该大力推广螺杆压缩机。与我们对螺杆的认识一样，现在大型的食品加工 厂，比如肉联厂和水产类加工厂，只要是速冻量较大的，采用的大都是螺 杆压缩机。其次，冷凝器方面，尽可能的使用蒸发式冷凝器，蒸发式冷凝器结合 了风冷和水冷的优点，而且用水量不到水冷凝器的十分之一，它的冷凝温 度低，约相当于本地区的湿球温度，而且我们都知道，由于水冷式冷
11、凝器 水是在管内流动，流速较慢，所以结垢系数也就相对较大，每年都需要进 行清理，对于我们氟利昂系统的水冷凝器而言，由于普遍采用的是高效管 内径较细，清理很困难而且还有破坏冷凝器的可能。蒸发式冷凝器的水是 高速在管外喷淋，特殊的椭圆管结构确保了每根换热管都被水包围，换热 效率得到了最佳化。它的盘管组是整体热浸锌结构，抗锈蚀能力强，彻底 消除了客户的后顾之忧。据统计，采用蒸发式冷凝器比较其他冷凝方式节 能 20%左右。以一台30匹的高温压缩机为例，假定蒸发温度为-10C，无压力损失， 使用风冷式冷凝器的制冷量为39KW，轴功率，此时压缩机的吸气绝对压力 为，冷凝温度按照+50C，此时对应的排气绝对
12、压力是2 Mpa，压缩机的实 际压缩比是；使用水冷式冷凝器制冷量为，轴功率，此时压缩机的吸气绝对压力为， 冷凝温度按照+37C，此时对应的排气绝对压力是Mpa,压缩机的实际压缩 比是；使用蒸发式冷凝器的制冷量为，轴功率，此时压缩机的吸气绝对压力 为，冷凝温度按照+30C，此时对应的排气绝对压力是Mpa，压缩机的实际 压缩比是；可见，与风冷式冷凝器相比，采用蒸发冷后，压缩机制冷量增加了26%， 耗电量却下降了23%；与水冷式冷凝器相比，采用蒸发冷后，压缩机制冷量 增加了8%，耗电量却下降了10%。采用蒸发冷带来的优势还有压缩机的排 气压力下降了，排气温度也就相应的降低了。压缩机的运行工况得到了改
13、 善，压缩比明显下降，润滑情况也变得良好，压缩机的使用寿命也就得到 了延长。夏天冲霜水把冷量带回了冷却水池，冷却水的温度得到了下降， 冷凝压力就会降低，压缩机的制冷量会得到适当增加，同时轴功率也会得 到适当的降低，进一步实现了节能。考虑到冬季水温较低，我们就在控制 系统上做文章，冬季蒸发式冷凝器需要工作时只让水泵开启，这样冷却水 把热量有效回收到水池里，水池的水不会结冰也加快了冲霜的速度，这种 相互关联的方式保证了系统的正常运转，做到了每个环节的节能降耗。蒸发器方面，目前很多冷库面对的都是蒸发器面积不足，这样就导致 了压缩机的吸气压力远远偏离饱和蒸发压力，也就是说，机组实际运行的 压力对应的蒸
14、发温度远远低于实际要求，这样就使得制冷剂的单位容积制 冷量减少，压缩比增大，输气系数下降，耗功增加。统计数据表明，蒸发 温度每下降lc,耗能增加3-4%。设计人员要注意选择合适的蒸发面积。以冷风机为例，目前传统的DL系列也就是片距的冷风机，在水果蔬菜 库的应用当中,就会出现结霜很快的现象,这就需要反复进行化霜,多耗 电能不说,也耽误了食品的降温,尤其按照以往的做法, 有的设计人员会 为用户选择电化霜的冷风机,这样的冷风机的化霜功率比对应的压缩机功 率还要大,化霜产生的热量还需要压缩机带走,这样一个冷库就很容易出 现反复化霜,库温达不到的恶性循环。所以我们现在对于这类的冷库不会 选择这种片距的冷
15、风机，而是采用6mm片距的DD系列产品，这样看似设备 投资增加了一部分,但是这在以后的设备运行中很短的时间就可以收回成 本。一般情况下采用自动水化霜型式，一台的水泵就基本可以满足化霜需 求，化霜的速度也比电化霜型式快得多。制冷剂的选择目前我们习惯采用的一般是氟利昂R22,它的价格比较低廉，所以被广 泛的采用，按照国际规定，对我们发展中国家来说，2025年R22逐步减产, 到2030年停止使用。这不会影响到我们的设备，如果需要换成环保制冷剂， 制冷系统只需要进行清洁和更换冷冻油就可以实现。在我们的传统观念里，低温制冷剂比如 R404A 价格比较昂贵，所以在 一些速冻类的系统里大部分的采用的仍旧是
16、R22,其实，这是一种错误的理 念，一套低温速冻装置往往需要的制冷剂不是很多，比如一个小的速冻间也可能就是几十公斤，它在整套系统里的价格不是至关重要的。 我们来比较一下一台相同的压缩机在低温工况下的有关参数：以一台的压缩机为例，假定运行工况为(-35, +30C)，采用R22时 压缩机的产冷量为25100W，而采用R404A，它的制冷量就变成了 30500W， 增加了 21%。根据两者的热力性质，这个时候采用R22吸气压力为，排气压 力Mpa，压缩比为二;而采用R404A吸气压力为左右，排气压力，压缩比为= 左右。根据以上的数据我们可以看到，低温工况下采用R404A，压缩机的压缩 比相应的有所下降，制冷量增加了很多，采用R22做制冷剂，5台的制冷量， 相当于采用R404A做制冷剂，4台的制冷量。可见，我们对于低温库尤其是 速冻间，我们尽可能的还是要采用R404A，这样即实现了节能也达到了环保 的目的，因为目前我们大多数时候是把它当做取代
