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冷庫制冷系統運行中的節能降耗措施
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| 發布時間：2016-08-31 10:10:24 來源：山西恒信康制冷 瀏覽次數：2342 |
一、冷庫節能應注意的節能控制
冷庫制冷系統運行時，在壓縮機的節能負荷調節的同時，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、冷風機等設備，防止“大馬拉小車”引起的能源損耗。其中冷風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臺冷風機，每臺冷風機上各裝有2.2kW軸流風機3臺，全庫共計120臺軸流風機。因風量與制冷量成正比，而風機是按最大制冷負荷配備的，在剛進貨期間，制冷量較大，風機應全部開啟。但當貨物冷卻加工基本結束時，庫溫已趨平穩，應當及時減少軸流風機開啟臺數。若以每庫少開2臺軸流風機計算，可少開40臺共88kW，比1臺6AW-12.5型壓縮機耗能還多，節能達25%。并且，多開風機還極易產生熱量，增加系統的制冷耗能。
(2)對換熱設備進行有效管理，也能起到降低能耗的有效作用。因為當蒸發溫度為-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%;當冷凝溫度為30℃時，蒸發溫度每提高1℃，壓縮機單位耗電量則減少3.1%～3.9%。由此可見，管理好換熱設備，對降低能耗具有重要意義。
(3)換熱設備減少能耗措施：
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，蒸發溫度下降，導致能耗增加。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%;而蒸發器內油膜達到0.1mm時，蒸發溫度將下降2.5℃，耗電將上升11%。同時，蒸發溫度過低，使油泥進入蒸發器后不易被帶回低壓循環桶，易造成蒸發器堵塞，因此應盡量避免油進入換熱系統。
②及時排空氣:空氣在冷凝器中會提高冷凝溫度。當系統內空氣壓力達到0.2MPa時，耗電量將增加18%，制冷量下降8%，因此，應盡力防止空氣滲入系統，并及時排出滲入的空氣。
③定期清除水垢和清洗循環水池:保持冷凝水清潔，冷凝器結垢1.5mm時，耗電量將增加9.7%。
④及時除霜:蒸發器表面結霜后，導致傳熱惡化，蒸發溫度下降，耗電量增加。
⑤利用夏季夜間低溫時降溫:當地區夏秋季節氣溫晝夜溫差達10℃以上，合理利用夜間低溫，節能效果明顯。
(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律，做好日常管理記錄，隨時調整壓縮機的開機臺數，使開機壓縮機的產冷量適應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，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)調整開機時間 在不影響食品冷藏質量的前提下，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)保證冷庫圍護結構的保溫性能
冷庫具有良好的圍護結構是保證冷庫內低溫環境的前提。新建冷庫設計時，應采用導熱系數較小的保溫材料做圍護結構，并注意圍護結構的完整性，盡量避免冷橋和穿墻孔的產生，減小庫外熱量向庫內的傳遞，進而減小冷庫圍護結構的冷負荷的損耗。
(2)合理的開機控制合適的蒸發溫度
①制冷壓縮機是冷庫最主要的耗電設備。在冷庫設計中，一般根據全年出現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計負荷工況下運行，節能潛力大。目前多數冷庫仍然采用人工操作調整開機，盲目開機現象普遍存在。保證貯藏食物品質的前提是冷藏庫內具有合適的冷藏溫度，這也是體現出系統節能的一項指標。因為合適的冷藏溫度，可以降低庫內外的溫差，有利于減少冷負荷量，降低制冷系統的用電負荷。
②在制取相同冷量時，提高蒸發溫度能使壓縮機的功率消耗減少。因為當冷凝溫度不變時，提高蒸發溫度，壓縮機的吸入壓力也相應升高，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，輸汽系數提高，制取相同冷量時耗能就減少。
例如對于壓縮機，當蒸發溫度每升高l℃，每千瓦時的產冷量將提高2.4%左右，節能效果顯著。日常操作時，應根據不同冷藏食品品種、質量和不同貯藏期的要求來確定相應合理的貯藏溫度。適當提高蒸發溫度，不但能縮小傳熱溫差，減少食品干耗，提高產品質量，且可提高壓縮機單位軸功率制冷量。避免冷凝溫度升高現象發生。
當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
冷風機運行中，由于霜層的逐漸增厚，傳熱系數下降，風量減少，風機功率增加，冷風機產冷量急劇下降。因此，冷風機運行一定時間后，必須融霜。目前我國以氨為工質的大中型冷庫，設計中大多采用水與熱氨相結合的融霜方式，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小時降溫才能恢復除霜前庫溫。
②不能解決蒸發器內積油問題。
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。但是需在冷風機接水盤上增設電加熱器，防止融下的霜水再結冰堵塞下水道。此外，融霜期間應盡量避免開啟庫門。
(4)減小冷庫門冷氣損耗
冷藏庫門要隨開即關，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，在門洞處極易結霜和結露，從而破壞庫體結構。解決冷藏庫門即時開關的最好辦法就是采用自動控制結構。如果開門時間過長，冷庫門自動關閉，實現其節能的效果。庫門面積，特別是庫門高度對冷損耗的影響相當大。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，因此應盡量降低其高度。冷藏庫門的電加熱絲功率有防結露和防凍結兩種選擇，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能2%。為減少門洞所造成的能量損失和結構破壞，可在門洞處設置門廳或風幕，減少庫外高溫、高濕空氣的入侵，減小冷負荷，提高系統效益。
(5)庫內照明控制
庫房照明按冷庫制冷設計手冊的規定為1.8～5.8W/m2 ，但在實際工程中由于使用的需要，往往超過該規定，有的甚至達到10W/m2左右。如果忘了關燈，不但浪費照明電能，還會增加冷藏間和制冷系統的熱負荷，為此增加簡單的自動控制可避免出現照明浪費。當冷庫門關閉5～15min后，如果照明燈開關未關，可采用自動關閉關閉照明。照明延時的時間應超過工人在內的一次作業時間，避免誤關冷庫內的照明燈。如果有誤關燈情況發生，須借助庫房長明燈和冷藏庫門的安全設置進行開啟，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，極易造成庫內的熱負荷瞬時增大，從而使庫內的溫度波動增大，降低貯藏效果，同時也增大了制冷系統的冷負荷，對系統節能工作極為不利。因此，采用機械化操作可避免大量工人同時入庫操作，從而達到系統節能的效果。
(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，提高了系統的制冷效率。然而采用封閉式月臺的冷庫將會增加其相應的土建費用和增加進出貨的難度。
三、冷庫節能的自動控制系統
(1)冷庫節能的自動控制
冷庫節能的自動控制涉及到節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廠商、專業設計院或有能力的使用單位等均可承擔冷庫節能自動控制的研究和開發。但是從控制系統的實用性及其效率角度的考慮，冷庫節能的自動控制最好由廠商和設計院共同研制開發(可以廠商為主，設計院配合)，在使用單位的實施過程中不斷地完善，不斷研發出新的自控產品。
(2)冷庫節能自動控制具體的設計及運用
冷庫節能自動控制的實施過程往往是通過設計、安裝調試、試運行、效果考核并修正，直至符合設計要求達到節能目的為止。當工程項目內容有所變化時，可隨時修改并滿足冷庫使用單位的要求。冷庫的節能往往需要通過先進的制冷設備、合適的系統匹配、靈活的應變措施和嚴格的運行管理得以實現，這需要制冷技術人員在優化制冷工藝設計的基礎上，熟悉節能需要、結合工程項目的特點，設計出完整的冷庫節能自動控制流程。電氣自控技術人員根據自控流程完成電氣自控設計，同時運用專業知識，使自控流程更為簡化和優化。冷庫節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部分內容組成，只有在所有技術人員的共同努力下才能使冷庫自動控制行之有效，并使冷庫節能落到實處。冷庫節能自動控制的試運行也是十分重要的一環，在試運行中應和使用單位和專業廠商保持密切聯系，與使用單位分析運行效果，與專業廠商商討修正措施，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，實現冷庫的節能運行，以取得良好的經濟效益。
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