冷庫工程的節(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(jìn)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(jī)房集中供冷。
(3)合理配備冷量,壓縮機(jī)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(jī)對冷庫制冷裝置自動控制。
具體做法分為:
(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. 冷庫工程圍護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)的漏冷量與冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量成正比,要降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量,一是隔熱材料熱導(dǎo)率要;二是圍護(hù)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(jī)的能量調(diào)節(jié)方法
壓縮機(jī)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(rèn)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(jī)的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而改變系統(tǒng)的制冷量,使之與冷庫熱負(fù)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(jìn)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(jī)啟、?刂疲@種調(diào)節(jié)方法最簡單,適用于小規(guī)模冷庫和負(fù)荷變化不太劇烈的場合;否則,壓縮機(jī)的頻繁啟停會造成額外的能量損耗,對壓縮機(jī)的壽命影響也較大,F(xiàn)就不同的能量調(diào)節(jié)方式分述如下。
a) 壓縮機(jī)運行臺數(shù)控制
這種方式常用于多臺壓縮機(jī)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(jī)進(jìn)行組配,最好采用同系列不同容量的機(jī)組,基本能級由最小的壓縮機(jī)擔(dān)任。
b) 氣缸卸載
冷庫常用的活塞式壓縮機(jī)一般都配有氣缸卸載機(jī)構(gòu),這種機(jī)構(gòu)能夠?qū)飧椎奈鼩忾y頂開,使機(jī)器運行過程中卸載缸不起壓縮作用。
B. 壓縮機(jī)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(jī)群的能量調(diào)節(jié),可以將壓縮機(jī)運行臺數(shù)和氣缸卸載結(jié)合起來進(jìn)行,采用分級步進(jìn)的程序調(diào)節(jié)方式。這種方式能級可以分得較細(xì),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
我國冷庫工程中習(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(yuǎn)少于殼管式冷凝器。。
B. 做好冷凝器系統(tǒng)的使用維護(hù)
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(yán)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(jì)地運行。
(4)盡量減少潤滑油進(jìn)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(jī)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(jì)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(jī)運轉(zhuǎn)時。排氣溫度一般在60—140℃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(jìn)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?梢姳WC系統(tǒng)穩(wěn)定運行和壓縮機(jī)正常的排氣溫度,是減少潤滑油進(jìn)入系統(tǒng)的前提。
B. 分離潤滑油和定期放油
由 壓縮機(jī)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jī)房、庫房的操作管理
A. 防 止不凝性氣體進(jìn)入系統(tǒng)不凝性氣體進(jìn)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(fù)壓運行,以防止不凝性氣體進(jìn)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(jī)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(jī)時,應(yīng)保證風(fēng)幕機(jī)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(jìn)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(jī),降低壓縮機(jī)電耗。
為了提高壓縮機(jī)運行的經(jīng)濟(jì)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(fù)荷的前提下,盡可能減少開機(jī)臺數(shù),提高壓縮機(jī)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(hù)與管理。主要包括三個方面:第一,對冷藏門進(jìn)行有效地維護(hù),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(jī)的制冷負(fù)荷直接與庫房的需要進(jìn)行平衡匹配后確定冷庫開機(jī)時問是最合理的,即壓縮機(jī)不停機(jī),根據(jù)庫溫和負(fù)荷變化增減臺數(shù)和進(jìn)行輸氣量調(diào)節(jié)。