摘要：隨著冷藏技術(shù)的不斷發(fā)展，冷庫容量的迅速擴大，如何高效低能冷藏保鮮已成為制約冷庫發(fā)展的瓶頸。本文針對如何配置適宜的換熱系統(tǒng)，如何提高換熱系統(tǒng)的冷藏效率，如何降低冷藏過程中的冷損失等問題，通過技術(shù)措施對冷庫建設(shè)提出了合理化建議。

關(guān)鍵詞：冷庫、冷藏技術(shù)、節(jié)能措施、設(shè)備配置

Abstract: With the development of refrigeration technology, cold storage capacity expands very rapidly. How can we achieve high-effect and low-energy refrigeration? It has become the bottleneck of the development of cold storage. In this paper, I mainly talk about how to configure the appropriate heat transfer system, how to improve the heat transfer efficiency of refrigeration system and how to reduce the storage in the peocess of cold loss problems. I put forward some rational suggestions on refrigeration storage construction through technical measures.

Key words: refrigeration storage, refrigeration technnology, energy saving measures, device configration

冷庫是通過制冷設(shè)施的熱交換，使該空間內(nèi)的冷藏食品保持穩(wěn)定低溫以達(dá)到保鮮或冷藏的倉儲系統(tǒng)。食品保鮮或保鮮主要憑借食品冷藏鏈，將易腐肉類、水產(chǎn)品、果蔬等通過預(yù)冷、加工、貯存和冷藏運輸，最大限度的保持原有食品的色澤、營養(yǎng)成分及口感，達(dá)到食品保質(zhì)保鮮，延長食品保存期的目的，起到調(diào)劑淡、旺季市場的需求并減少生產(chǎn)與銷售過程中經(jīng)濟(jì)損耗的作用。

隨著人民生活水平的提高，人們對保鮮食品的需求也必將不斷增強，截止目前，我國現(xiàn)有冷凍冷藏能力已達(dá)900 多萬噸，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(dāng)代社會，低碳經(jīng)濟(jì)是追求目標(biāo)，因此，最大限度的做好冷庫的節(jié)能工作，是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，也是大力發(fā)展“資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會”的基石。鑒于現(xiàn)狀，針對冷庫存在的耗能高、換熱系統(tǒng)配置不合理、運行不協(xié)調(diào)、管理不科學(xué)等問題，切實做好冷庫節(jié)能工作已是發(fā)展之根本。

全國現(xiàn)有冷庫中，多數(shù)冷庫仍采用以氨為制冷劑的集中式制冷系統(tǒng)，冷卻效果差、生產(chǎn)管理混亂、設(shè)備技術(shù)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(yán)重的缺陷，通過地下?lián)Q熱的方式帶走了近22%的能量。我國現(xiàn)有冷庫耗能如表1所示。

表1                               單位（Kwh/m3.y）

中國		日本		英國
上海冷藏企業(yè)平均水平	國內(nèi)平均	先進(jìn)水平	平均水平	先進(jìn)水平	平均水平
76	131	32	48～56	16	60
0.58kWh/t·d	1.0kWh/t·d

由上表可以看出：我國冷藏企業(yè)總體耗電量比較大，全國平均水平遠(yuǎn)高于國外同行業(yè)平均水平，如我國冷藏耗電量全國平均為131 KWh /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(yè)比較發(fā)達(dá)的上海，比國外同行業(yè)也仍然存在很大的差別，如上海冷藏企業(yè)耗電量平均水平為76 KWh /m³ ⋅ y，是英國先進(jìn)水平的4.7 倍左右，日本的2.4 倍左右。

⑴配置合理的換熱系統(tǒng)

換熱系統(tǒng)是冷庫的主要耗能系統(tǒng)，主要是由壓縮機、冷凝器、空氣冷卻器及貯液罐等組成。冷庫冷藏效果如何，主要表現(xiàn)在對其的選型與配置，尤其是壓縮機和冷凝器。

①壓縮機的選型與配置技術(shù)

壓縮機是換熱系統(tǒng)的核心部件之一，在冷庫設(shè)計時往往采用最大負(fù)荷來進(jìn)行壓縮機的選型，根據(jù)負(fù)荷合理調(diào)整壓縮機的臺數(shù)或減少壓縮機的工作缸數(shù)，使系統(tǒng)負(fù)荷和壓縮機冷量相匹配，防止“大馬拉小車”的現(xiàn)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(fù)荷的壓縮機，使其均處于最佳運行狀態(tài)，而非滿負(fù)荷狀態(tài)。壓縮機的選型應(yīng)根據(jù)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(jù)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(shù)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 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(qū)動風(fēng)動工具。排氣量越大壓縮機配的電機越大，不但價格高，而且浪費購置資金，使用時也會浪費電力能源。

②冷凝器的選型與配置技術(shù)

目前，國外應(yīng)用最多冷凝器是蒸發(fā)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，它省去了冷卻塔和水泵及循環(huán)水池的投資，冷卻水流量僅為水冷式冷凝器的1/10，節(jié)能效果顯著。在常規(guī)冷庫的建設(shè)過程中，應(yīng)盡量選擇主流蒸發(fā)式冷凝器，不僅能充分利用外部自然條件實現(xiàn)制冷劑的制冷，同時對降低企業(yè)生產(chǎn)成本既有積極的意義。

蒸發(fā)式冷凝器的選型方法目前常用的有單位面積冷負(fù)荷估算法與概算-校核法。單位面積冷負(fù)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(jù)計算結(jié)果選擇冷凝器的型號及臺數(shù)。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(shè)計冷凝器盤管的結(jié)構(gòu),按標(biāo)準(zhǔn)選擇配風(fēng)量與配水量; (3) 按設(shè)計的空氣參數(shù)求出進(jìn)口空氣的焓值,再根據(jù)空氣流量、冷凝負(fù)荷計算出口空氣的焓值；(4)計算管內(nèi)冷凝放熱系數(shù)、水膜換熱系數(shù)、水膜表面與濕空氣熱質(zhì)當(dāng)量換熱系數(shù), 然后選取各層導(dǎo)熱的熱阻；(5) 計算傳熱系數(shù)、對數(shù)平均溫差及所需的冷凝面積。如果計算的結(jié)果與預(yù)估不符, 再假設(shè)熱流密度, 直至兩者相等為止。

⑵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(jié)地表溫度與庫內(nèi)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(jīng)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，最為重要的是隔熱層和通氣管層的設(shè)計，在隔熱層設(shè)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(shù)，使整個冷庫地基實現(xiàn)防潮、防震、防局部溫變的目的。在通氣管道的設(shè)計中應(yīng)注意橫向、縱向管道全部聯(lián)通并在各個方向上的通風(fēng)措施建設(shè)，在通風(fēng)管道端頭還應(yīng)設(shè)置必要的防護(hù)網(wǎng)，避免小動物在其內(nèi)部搭窩而堵塞通風(fēng)。

⑶圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用節(jié)能型隔熱層厚度

圍護(hù)結(jié)構(gòu)、隔熱層的傳熱量占冷庫總熱負(fù)荷的20％-35％，所以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱負(fù)荷可以達(dá)到節(jié)能的目的。圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱量Q₁ = KA（T_W-T_F）n ，從傳熱公式可知，傳熱量與三個因素有關(guān)，即傳熱面積A (m)、傳熱系數(shù)K（W/K·℃）和傳熱溫差ΔT (℃)。傳熱溫差與庫外環(huán)境溫度和貯藏食品所需要的庫內(nèi)溫度有關(guān)，傳熱系數(shù)主要由圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外壁面的對流換熱系數(shù)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻構(gòu)成，圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷與保溫層厚度成反比，適當(dāng)增加保溫層厚度將有效降低能源損失，減少冷庫的運行費用。

⑷提高蒸發(fā)溫度

適當(dāng)提高蒸發(fā)溫度，能縮小傳熱溫差，減少壓縮機的功率消耗，提高產(chǎn)冷量，有資料顯示，對于壓縮機，蒸發(fā)溫度每升高1℃，每千瓦電機每小時的產(chǎn)冷量將提高2.4％左右，一般制冷裝置都是按滿負(fù)荷條件下設(shè)計的，但在實際運行中很多情況不是滿負(fù)荷運行，所以在制冷量減少時，提高蒸發(fā)溫度，即減少傳熱溫差，同樣可以達(dá)到降溫的效果。

⑸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，冷藏門的性能不良可能使能耗增加15％或者更多。若不及時關(guān)閉冷庫門，導(dǎo)致大量的熱空氣進(jìn)入冷庫，熱濕空氣的結(jié)合容易在冷風(fēng)機和蒸發(fā)器表面結(jié)霜，并且還會打破冷庫溫度場的平衡，加重制冷機組的負(fù)擔(dān)。

減少冷庫門的冷損耗應(yīng)該注意以下幾方面：

①設(shè)計時應(yīng)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(fēng)幕阻止冷庫冷損耗，并且做到風(fēng)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(guān)閉風(fēng)幕。

⑹采取智能控制系統(tǒng)，充分利用自然溫差

我國晝夜溫差大，據(jù)統(tǒng)計，冷凝溫度每下降1℃，可減少壓縮機功耗1.5%, 單位軸功率制冷量將提高2.6%左右。夜間環(huán)境溫度低，冷凝溫度也將會下降，據(jù)統(tǒng)計,海洋性氣候地區(qū)晝夜溫差可達(dá)到6～10℃，大陸性氣候晝夜溫差可達(dá)10～15℃，南方地區(qū)晝夜溫差可達(dá)到8～12℃，所以增加夜間開機時間，有利于冷庫節(jié)能。

我國是耗能大國，在國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，大力推廣節(jié)能技術(shù)，普遍采取節(jié)能措施是實現(xiàn)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措之一。本文通過對冷庫現(xiàn)狀分析，針對高耗能的工序提出具體的技術(shù)節(jié)能措施。低溫保鮮儲藏是未來的發(fā)展方向，推廣冷庫的節(jié)能措施也是必然趨勢。

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