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冷库废冷利用

冷库融霜或融冰中排摔的融霜水或融冰水(“废冷”)以及合理回收利用的价值.用融霜水和融冰水作为过冷介质对进入冷凝器中的制冷剂过冷,升温后的水还可以作为冷却水系统的循环补充水,从而提高制冷系统的运行效率,对减少冷库能源消耗,降低运行成本具有一定的指导意义.
  制冷系统运行中,由于冷库内的空气具有一定湿度,且库房中制冷设备蒸发器表面温度通常低于库内空气的露点温度,所以当空气流过蒸发器表面时就会析出凝结水并结霜.尤其在冷藏果蔬产品时,由于库内空气要求含湿量很高,又需要定时补充 定量的室外空气换气,结霜更为严重.通常在空气相对湿度大于50%,温度在一1—7℃ 左右时最容易结霜,而空气干球温度在一5—5℃范围,相对湿度 ≥85%时则结霜最为严重.因此。无论高温库还是低温库在运行中,其冷却设备都不可避免地要出现结霜现象。
  冷却设备换热表面结霜后,因霜层的导热率低,形成了较大的热阻,若不及时清除,就会导致换热情况恶化,换热量降低.从而使压缩机吸气温度降低,排气温度升高;另一方面,由于霜层堵住了换热管或换热翅片之间的间隙,使通过其中的空气流动阻力增加,换热系数减小,也同样大大影响了换热器效率.其结果是库房温度拉不下来,机组制冷能力下降,运行费用增大,甚至不能正常工作,因此必须及时进行融霜处理.
  本文讨论了清除霜层的融霜水能否再回收利用.因为这种融化的霜水温度较低,应该有再利用价值.大多数冷库往往是将其作为“废冷”自自排放掉了.对于有制冰间的冷库而言,每天排掉的融冰用水再利用价值更高.
  融霜及融冰
  冷库在对蒸发器进行融霜的手段上,通常采用以下几种.
  水融霜
  水融霜一般用于空气冷却器融霜,通过淋水装置向蒸发器表面淋水,使霜层被水流带来的热量融化,从排水管排走.水融霜效率高,操作程序也比较简单,被广泛采用.融霜水源可以直接用自来水,或者专门设置融霜的循环水泵.既可以节省水量,又有助于冷却水的降温,是比较经济合理的.
  电加热融霜
  这种融霜是利用电加热元件产生的热量把空气冷却器表面的霜屡融化.电加热融霜因其操作方便、易于实现自动控制和使用电能、节约用水而被广泛应用在各种制冷场合.
  热汽融霜
   热汽融霜对氨系统而言,是将压缩机排出的热氨气引进蒸发器,将蒸发器暂时当成冷凝器,利用热氨冷凝时所放出的热量,将蒸发器表面的霜层融化.蒸发器内原来积存的氨液和润滑油,则借热氨加压或者重力排人融霜排液桶或低压循环贮液桶.一般情况下蒸发顶排管或墙排管使用这种方法时要辅以人工扫霜效果更好.低温库中空气冷却器一般不单独采用热氨融霜,因为这样融霜后的冰壳不易脱落,影响制冷效果.对于氟系统,则采用热氟融霜 .
  热汽一水融霜
  此种方式融霜时先将热氨送人蒸发器来加热管外部的霜层,从而使融化后的冰壳与蒸发器表面脱离,然后淋水,利用一定的水流量与流速把冰壳快速冲掉.
  比较而言,热汽一水融霜对空冷器是效果最好的融霜方式,热汽融霜可以从霜层内部加热,霜层容易从冷却表面脱落,且与周围空气换热量少,其除霜效率比较高.热汽除霜操作复杂,只适用于制冷剂直接蒸发的冷却系统,但从节能角度考虑,还是应大力推广的。
  无论哪一种融霜方式都是要除掉蒸发器表面的霜层.与此同时,除掉的冰霜以及融霜水带走了品位不低的“废冷”.如果采取措施,合理地进行回收利用,能节省冷库的运行费用.
  对沿海一些有制冰间的水产冷库来说,每天都有大量的融冰水排出,一般这种融冰水的温度较低(15℃以下),比一些地区的深井水温还低.制冰间的输冰滑道及储冰库里还经常堆积的许多碎冰(约占冰产量的3% 一5%)也存在有大量潜在的“废冷”.将融霜水、融冰水以及碎冰等这些“废冷”蓄存起来,用于氨液过冷,能够提高冷库的经济效益.
  “废冷”的能量回收
  以一个100 t冻肉冷藏库为例,其容积为16 m×8 In×4.7 m,库内采用冷风机作为冷却设备.在进行冲霜操作中,每小时需要融化的结霜量G为
  式中G1为食品干耗,kg/h;
  为库内外湿压差构成的湿负荷,kg/h.经计算,G=14.37 kg/h.
  融霜所需要的热量由以下几部分组成:
  式中:Q 为一18℃的冰融化成O℃的冰水所需要的热量,W;Q:为为防止冰水重新冻结,需要把冰水加热到不能再冻结的温度(一般是5℃)所需的热量,W;Q,为蒸发器、水盘、金属框架升温的加热量,W;Q 为蒸发器盘管内残存的制冷剂工质的吸热量,W;Q5为散发到环境中的热量,w.除霜效果的优劣,是否节能,除了Q。、Q 是必要的,其他3项越小越好,因为当冷库投入正常运转时,这些热量必须要消耗冷量来抵消,即在由冷一热一冷的能量转化中,要付出多余的能量.如果将废弃的排霜水回收加以利用,就可以尽量减少能量的损耗.
  经过计算,可以得到每小时融霜所需热量为5424.7 kJ.
  由此可见,将上述的“废冷”收集起来,投入一定的设备加以回收,可以得到能量的合理利用.
  自来水1或制冷压缩机冷却水放人融冰池2中融冰,然后融冰水溢流至蓄冷水箱6,在箱内放置换热盘管作为热交换器,管内灌氨液.融霜水可直接引入蓄冷水箱6内(或直接引入集水箱5),碎冰由输冰滑道经溜斗进入蓄冷水箱6内.这样一来,冰霜融化继续吸收蓄冷水箱水中潜热,放热后的水则使氨液得到了过冷.从蓄冷水箱出来的水再溢流至集水箱5,然后通过水泵4送至冷却塔作为循环冷却水的补充水。由于CL1],-t温度仍较低,还能提高冷凝效果.

  对有制冰间的水产冷库来说,经粗略计算大约每制取1 t冰就有节省1 kW ·h电的收益,而回收“废冷”设备的投资,对于日产机冰500 t的冷库,当年即可全部收回.

  结 语
  制冷系统在运行中,冷却设备结霜是必然的,我们能够做到的是研究除霜方法的合理性以及除霜时对库温的控制以及“废冷”回收的问题.在运行中必须注意以下的问题.

  冷库运行中,应选择合理的融霜方式,原则上在尽量减少库温波动,保证正常运行的前提下,选择产生“废冷”较少的方法.

  对冷库中的融霜水、融冰水、生产加工中产生的碎冰等“废冷”应加以合理的回收利用,从而为冷库的运行带来经济效益.

  对融霜水这种“废冷”的回收利用,不但适用于水冷或蒸发冷方式的制冷系统,也同样适用于风冷系统中对制冷剂的过冷.
  在回收“废冷”的问题上,应该妥善解决“废冷”水的过滤、净化问题

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