簡單分析我們現(xiàn)在冷庫的節(jié)能技術(shù)發(fā)展問題
摘要：冷庫的節(jié)能問題關(guān)系到冷庫行業(yè)的發(fā)展和社會競爭力的提升。本文概述了當(dāng)前我國冷庫行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題，從設(shè)計節(jié)能和管理節(jié)能兩方面分析，指出了冷庫的節(jié)能方向，提出了一些可行的節(jié)能途徑，這對企業(yè)降低能耗具有一定的實際指導(dǎo)意義。
1引言
制冷是耗能較大的行業(yè)之一，作為食品低溫流通中樞的制冷設(shè)備——冷庫，消耗大量電能。據(jù)統(tǒng)計，制冷設(shè)備能耗已占全國耗電量的15％左右。但是，從近幾年冷庫發(fā)展和使用情況來看，冷庫的設(shè)計和管理上還存在不少問題，例如制冷效果差、技術(shù)配套不規(guī)范、使用成本高，從而導(dǎo)致了不必要的能源浪費。冷庫的制冷和動力用電，是冷庫成本的主要部分，約占總成本的25％一40％。減少裝置的電能消耗，降低生產(chǎn)成本，對于冷庫企業(yè)具有相當(dāng)大的經(jīng)濟效益。
2正文
2．1我國冷庫行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
2．1．1國內(nèi)冷庫發(fā)展現(xiàn)狀
1955年，我國開始建造第一座冷庫，總?cè)萘?萬噸，1968年開始，北京建造第一座水果機械冷庫，1978年又建造第一座氣調(diào)庫，截至1991年底，我國已建冷庫413．5萬噸。1995年由開封空分集團有限公司首次引進組合式氣調(diào)庫先進工藝，并在山東龍口建造15 000t氣調(diào)冷庫獲得成功，開創(chuàng)了國內(nèi)大型組裝式氣調(diào)冷庫的成功先例。1997年又在陜西西安建造了一座10 000噸氣調(diào)冷庫，氣密性能達到國際先進水平。
近幾年來，我國冷庫建設(shè)發(fā)展十分迅速，主要分布在各水果、蔬菜主產(chǎn)區(qū)以及大中城市郊區(qū)的蔬菜基地。據(jù)統(tǒng)計，全國現(xiàn)有冷凍冷藏能力已達500多萬噸，其中外資、中外合資和私營冷庫約占50萬噸，國有冷庫450多萬噸，分屬于內(nèi)貿(mào)、農(nóng)業(yè)、外貿(mào)和輕工系統(tǒng)，其中內(nèi)貿(mào)系統(tǒng)冷庫容量達300多萬噸，占全國總量的60％以上。我國商業(yè)系統(tǒng)擁有果蔬貯藏庫面積達200多萬平方米，倉儲能力達130多萬噸，其中機械冷藏庫70多萬噸，普通庫為60多萬噸。
2．1．2國內(nèi)冷庫存在的問題
我國作為農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)大國，冷庫的發(fā)展還是明顯落后。主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
(1)設(shè)備利用率低，表現(xiàn)在一是空間利用率低，二是周年利用率低；
(2)部分冷庫設(shè)計不盡規(guī)范，存在諸多安全隱患；
(3)設(shè)備技術(shù)落后，管理粗放，制冷方式落后；
(4)冷庫節(jié)能措施未引起足夠重視；
(5)冷卻設(shè)備能耗大，自動化控制程度低下；
(6)我國冷庫中的除霜周期和除霜時間一般都有很大的隨意性；
(7)制冷系統(tǒng)維修措施不力，設(shè)施設(shè)備老化嚴重；
(8)商業(yè)冷庫價格競爭激烈，形成不良競爭。
由此可見，我國的冷庫的節(jié)能潛力很大。
2．2冷庫的節(jié)能途徑
冷庫的節(jié)能途徑基本可以分為設(shè)計節(jié)能和管理節(jié)能兩個方面。對于已建成的冷庫，節(jié)能應(yīng)首先從管理方面去考慮，同時在資金許可的條件下，要盡可能進行技術(shù)改造，更換陳舊高耗能設(shè)備，并采用自動控制的制冷工藝。
2．2．1設(shè)計節(jié)能
根據(jù)設(shè)計節(jié)能原理確定設(shè)計節(jié)能的途徑可以有以下幾個方面：
(1)合理確定設(shè)計參數(shù)。
(2)推廣分散式制冷系統(tǒng)，不用冷庫集中機房集中供冷。
(3)合理配備冷量，壓縮機制冷量與冷庫實耗冷量的合理匹配。
(4)在低溫冷藏庫中設(shè)計封閉低溫月臺。
(5)推薦冷庫設(shè)計采用熱氣融霜，及時融霜對冷庫節(jié)能運行是十分有利的。
(6)在自動控制方面，冷庫最重要的是采用計算機對冷庫制冷裝置自動控制。
具體做法：
（1）理選用高性能隔熱材料
高性能隔熱材料的使用，雖然在一定程度上增加了用戶的一次性投資，但在長期的使用中可大大減少綜合運行費用，能最大程度地提高資本投資回報率，體現(xiàn)節(jié)能收益。
A.冷庫圍護結(jié)構(gòu)的隔熱
由于建筑的特殊性，保溫隔熱是節(jié)約能源的重要因素。通過圍護結(jié)構(gòu)的漏冷量與冷庫圍護結(jié)構(gòu)單位熱流量成正比，要降低圍護結(jié)構(gòu)單位熱流量，一是隔熱材料熱導(dǎo)率要小；二是圍護結(jié)構(gòu)層要厚。在建庫技術(shù)上，隔熱材料逐漸由軟木、稻殼、聚苯乙烯等向性能更好的聚氨酯發(fā)展。
B.制冷管道和設(shè)備的隔熱
制冷系統(tǒng)隔熱的目的，是為了減少設(shè)備和管道內(nèi)的制冷劑及載冷劑從環(huán)境介質(zhì)吸熱，降低由于內(nèi)外溫差所引起的冷量損耗；防止設(shè)備和管道外表面結(jié)露、結(jié)霜；改善勞動條件和工作環(huán)境，保證人工制冷的效果等。熱氨沖霜管道的隔熱則是為了減少制冷劑蒸氣的熱量損失、縮短沖霜時間、提高沖霜效果。
（2）合理確定壓縮機的能量調(diào)節(jié)方法
壓縮機作為制冷循環(huán)的動力部件，是冷庫最主要的用電設(shè)備。我認為主要從以下方面著手。
A.采用變頻控制技術(shù)
使用變頻技術(shù)，通過變頻控制器對冷庫溫度、相對濕度和環(huán)境溫濕度等運行參數(shù)實施實時檢測，相應(yīng)地平滑調(diào)整壓縮機的轉(zhuǎn)速，進而改變系統(tǒng)的制冷量，使之與冷庫熱負荷相匹配，保證系統(tǒng)工作在最高效率工況、實現(xiàn)節(jié)能的目的多能級優(yōu)化組合進行能量調(diào)節(jié)
目前冷庫制冷系統(tǒng)的能量調(diào)節(jié)方法一般采用壓縮機啟、停控制，這種調(diào)節(jié)方法最簡單，適用于小規(guī)模冷庫和負荷變化不太劇烈的場合；否則，壓縮機的頻繁啟停會造成額外的能量損耗，對壓縮機的壽命影響也較大。現(xiàn)就不同的能量調(diào)節(jié)方式分述如下。
a)壓縮機運行臺數(shù)控制
這種方式常用于多臺壓縮機聯(lián)合供冷的場合，簡單易行。應(yīng)用時需注意盡量避免選擇完全相同的數(shù)臺壓縮機進行組配，最好采用同系列不同容量的機組，基本能級由最小的壓縮機擔(dān)任。
b)氣缸卸載
冷庫常用的活塞式壓縮機一般都配有氣缸卸載機構(gòu)，這種機構(gòu)能夠?qū)飧椎奈鼩忾y頂開，使機器運行過程中卸載缸不起壓縮作用。
B.壓縮機運行臺數(shù)與氣缸卸載相結(jié)合
對于大、中型冷庫中活塞式壓縮機群的能量調(diào)節(jié)，可以將壓縮機運行臺數(shù)和氣缸卸載結(jié)合起來進行，采用分級步進的程序調(diào)節(jié)方式。這種方式能級可以分得較細，適合于蒸發(fā)溫度低、能量級數(shù)較多的場合。
（3）保證冷凝器系統(tǒng)的良好運行
大、中型冷庫的制冷系統(tǒng)，多采用既有單級壓縮又有雙級壓縮的綜合系統(tǒng)，由于單、雙級壓縮由冷凝壓力的一致性，在實際的冷庫制冷裝置運行中，冷凝器系統(tǒng)消耗大量的電能，是制冷系統(tǒng)節(jié)能中重要的一環(huán)。
A.選用低能耗的蒸發(fā)式冷凝器
我國冷庫中習(xí)慣采用殼管式冷凝器。它是利用水溫升高的顯熱來帶走冷凝熱。殼管式冷凝器冷卻水的流量大，水泵的能耗明顯大于蒸發(fā)式冷凝器。蒸發(fā)式冷凝器主要通過水的蒸發(fā)潛熱來吸取制冷劑的冷凝熱，冷卻水的耗用量遠少于殼管式冷凝器。。
B.做好冷凝器系統(tǒng)的使用維護
對于國內(nèi)普遍使用殼管式冷凝器的情形，通常要注意以下兩個環(huán)節(jié)。首先要定期清除殼管式冷凝器管壁上的水垢。水垢使得冷凝器管壁的傳熱熱阻增加，接導(dǎo)致冷凝效果惡化，造成制冷循環(huán)的效率下降，耗能增加；結(jié)垢嚴重時還會腐蝕設(shè)備，縮短設(shè)備的使用壽命。所以一般殼管式冷凝器使用一段時問后，必須除垢，以保證制冷裝置經(jīng)濟地運行。
（4）盡量減少潤滑油進入系統(tǒng)
換熱器管壁上粘附有潤滑油，會使換熱器的傳熱性能急劇下降．壓縮機的功耗增加，同時油積聚在設(shè)備和管道內(nèi)，使工作容積減少。為了減小潤滑油對系統(tǒng)經(jīng)濟運行的影響，可采取下列措施。
A.維持正常的排氣溫度
壓縮機運轉(zhuǎn)時。排氣溫度一般在70—150℃之間。在這樣的溫度下，一方面將會有部分潤滑油蒸發(fā)成為油蒸氣；另一方面，由于排氣氣流速度也可能攜帶一定大小的油微粒。潤滑油隨氣流進入系統(tǒng)中的數(shù)量與制冷劑的排氣溫度直接相關(guān)。根據(jù)試驗資料，由表l可以看出，當(dāng)排氣溫度越高時，油的蒸發(fā)率也越高。可見保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行和壓縮機正常的排氣溫度，是減少潤滑油進入系統(tǒng)的前提。
B.分離潤滑油和定期放油
由壓縮機排出的潤滑油雖然大部分可以在油分離器中被分離出來。但仍有一部分進入換熱器和其它裝置管路，凝結(jié)在管壁上或積存在設(shè)備的底部，給制冷裝置的正常運行帶來危害。為了減少潤滑油進入裝置，除了設(shè)置性能良好的油分離器外，還應(yīng)根據(jù)壓縮機耗油情況，分析制冷裝置潤滑油的含量，采取措施將其排出。
2．2．2管理節(jié)能
（1）規(guī)范執(zhí)行機房、庫房的操作管理
A.防止不凝性氣體進入系統(tǒng)不凝性氣體進入冷凝器，會使冷凝面積減少，造成系統(tǒng)冷凝壓力提高，導(dǎo)致系統(tǒng)制冷能力的下降、功耗增加。另外，其中的氧氣和水蒸氣對裝置設(shè)備有一定的腐蝕作用。因此，必須遵守加油、加注制冷劑、抽真空的操作規(guī)程，避免裝置出現(xiàn)負壓運行，以防止不凝性氣體進人裝置。同時還應(yīng)及時通過空氣分離器排放不凝性氣體。
B.及時除霜，生產(chǎn)中蒸發(fā)器管壁上的霜層超過一定厚度，如不及時除掉，將降低蒸發(fā)器的傳熱性能，致使制冷裝置制冷量減少、耗功增大。所以及時除霜，保證蒸發(fā)器有較高的傳熱系數(shù)，才能保證制冷裝置正常運行、實現(xiàn)高效節(jié)能。
C.加強庫門管理，熱空氣通過庫門開啟時滲入庫內(nèi)，不僅造成庫溫升高，而且大量的熱濕交換使冷風(fēng)機或排管結(jié)霜，導(dǎo)致庫溫波動、影響食品質(zhì)量。當(dāng)設(shè)有風(fēng)幕機時，應(yīng)保證風(fēng)幕機與庫門的同步工作，減少庫門耗冷、提高冷庫的使用效果。
D.盡量減小進貨溫度及通風(fēng)換氣溫差貨物入庫時的溫度與庫溫之差越小越好。 因此，在允許的情況下，可通過調(diào)整采收時間、入庫時間和庫外降溫等預(yù)冷方法，盡量減少帶入庫內(nèi)的貨物熱量，防止庫溫的波動、減少制冷能耗。
(2)合理開機，降低壓縮機電耗。
為了提高壓縮機運行的經(jīng)濟性與合理性，研究結(jié)果表明應(yīng)遵循兩個原則。第一，正確估計冷庫實際耗冷量的變化。第二，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。
(3)定期清除冷凝器管壁上的水垢，避免冷凝溫度升高。
(4)執(zhí)行大、中、小維修制度。
(5)加強庫門的維護與管理。主要包括三個方面：第一，對冷藏門進行有效地維護，確保冷藏門的無故障啟閉。第二，盡量減少開門時間和次數(shù)。第三，增設(shè)PVC軟門簾或高效率空氣幕，并建議增設(shè)回籠間，頂部用鍍鋅板覆蓋，便于定期除霜。
(6)注意保持隔熱材料的保溫效果。更換部分已失去保溫效果的隔熱材料時，要同時檢查防潮材料。
(7)把壓縮機的制冷負荷直接與庫房的需要進行平衡匹配后確定冷庫開機時問是最合理的，即壓縮機不停機，根據(jù)庫溫和負荷變化增減臺數(shù)和進行輸氣量調(diào)節(jié)。
3總結(jié)
以上是對我國冷庫目前發(fā)展?fàn)顩r及存在問題的簡要概述，通過問題的提出介紹了一些冷庫節(jié)能的途徑。雖然我國目前冷庫發(fā)展還相對落后，但相信隨著大量制冷工作者的不懈努力，我國的冷庫面貌會發(fā)生巨大轉(zhuǎn)變，而節(jié)能的問題，說到底是人的問題，也就是說，冷庫行業(yè)要搞好，必須眼睛向內(nèi)，強化管理，深挖內(nèi)潛，盤活存量資產(chǎn)；必須堅持“效益第一”的原則，精打細算，盡量用少的投入實現(xiàn)高效的產(chǎn)出。這就要求我們在設(shè)計中考慮嚴謹，同時認真把住“冰、霜、水、門、燈”這五關(guān)，做到及時調(diào)整閥門、及時沖霜、及時放油、及時除垢、及時放空氣，這樣我們就一定能把冷庫節(jié)能問題處理好，面對國際市場，冷藏企業(yè)才有競爭力，才能在國際競爭中處于不敗之地。
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