常规冷库建设节能措施浅析

　　冷库是通过制冷设施的热交换，使该空间内的冷藏食品保持稳定低温以达到保鲜或冷藏的仓储系统。食品保鲜或保鲜主要凭借食品冷藏链，将易腐肉类、水产品、果蔬等通过预冷、加工、贮存和冷藏运输，最大限度的保持原有食品的色泽、营养成分及口感，达到食品保质保鲜，延长食品保存期的目的，起到调剂淡、旺季市场的需求并减少生产与销售过程中经济损耗的作用。 
　　随着人民生活水平的提高，人们对保鲜食品的需求也必将不断增强，截止目前，我国现有冷冻冷藏能力已达900 多万吨，年耗电约35.8万度，与国外同等冷藏量耗能相比，能耗较大，约为日本平均水平的2.5倍，英国平均水平的2倍。当代社会，低碳经济是追求目标，因此，最大限度的做好冷库的节能工作，是行业可持续发展的迫切需要，也是大力发展“资源节约型和环境友好型社会”的基石。鉴于现状，针对冷库存在的耗能高、换热系统配置不合理、运行不协调、管理不科学等问题，切实做好冷库节能工作已是发展之根本。 
　　 1.冷库耗能现状 
　　全国现有冷库中，多数冷库仍采用以氨为制冷剂的集中式制冷系统，冷却效果差、生产管理混乱、设备技术陈旧、自动化程度比较低、能耗效率相对低下；同时在地基处理方面也存在严重的缺陷，通过地下换热的方式带走了近22%的能量。我国现有冷库耗能如表1所示。 
　　表1 冷藏库耗电量对比 单位（Kwh/m3.y） 
　　由上表可以看出：我国冷藏企业总体耗电量比较大，全国平均水平远高于国外同行业平均水平，如我国冷藏耗电量全国平均为131KWh/m3・y，是英国平均水平的2 倍多，是日本平均水平的2.5 倍左右，即使是我国冷藏行业比较发达的上海，比国外同行业也仍然存在很大的差别，如上海冷藏企业耗电量平均水平为76KWh/m3・y，是英国先进水平的4.7 倍左右，日本的2.4 倍左右。 
　　 2.冷库建设技术节能措施 
　　2.1配置合理的换热系统 
　　换热系统是冷库的主要耗能系统，主要是由压缩机、冷凝器、空气冷却器及贮液罐等组成。冷库冷藏效果如何，主要表现在对其的选型与配置，尤其是压缩机和冷凝器。 
　　2.1.1压缩机的选型与配置技术 
　　压缩机是换热系统的核心部件之一，在冷库设计时往往采用最大负荷来进行压缩机的选型，根据负荷合理调整压缩机的台数或减少压缩机的工作缸数，使系统负荷和压缩机冷量相匹配，防止“大马拉小车”的现象，增加能耗。 
　　在压缩机的选型与配置过程中，尽量选择“1+1” 的匹配模式，即用一台较大压缩机配一台小压缩机的模式或者配套两台同等负荷的压缩机，使其均处于最佳运行状态，而非满负荷状态。压缩机的选型应根据实际制冷效果和制冷量大小来确定，压缩机的选型主要依据压缩比、排气量。一般情况下压缩机的压缩比为3.2-3.4，压缩机的级数由压缩效果的能效性确定，一般情况为4-6级。选择空压机的气量要和所需的排气量相匹配，并留有 10％左右的余量。如果用气量大而空压机排气量小，会造成空压机排气压力的大大降低，而不能驱动风动工具。排气量越大压缩机配的电机越大，不但价格高，而且浪费购置资金，使用时也会浪费电力能源。 
　　2.1.2冷凝器的选型与配置技术 
　　目前，国外应用最多冷凝器是蒸发式冷凝器，它具有换热速度快、换热完全、喷淋装置无堵塞等特性，它省去了冷却塔和水泵及循环水池的投资，冷却水流量仅为水冷式冷凝器的1/10，节能效果显著。在常规冷库的建设过程中，应尽量选择主流蒸发式冷凝器，不仅能充分利用外部自然条件实现制冷剂的制冷，同时对降低企业生产成本既有积极的意义。 
　　蒸发式冷凝器的选型方法目前常用的有单位面积冷负荷估算法与概算-校核法。单位面积冷负荷估算法即先粗选一个冷凝热流密度值, 后再计算冷凝面积, 根据计算结果选择冷凝器的型号及台数。概算-校核法的计算步骤为: (1)粗估热流密度值,计算冷凝面积； (2)设计冷凝器盘管的结构,按标准选择配风量与配水量; (3)按设计的空气参数求出进口空气的焓值,再根据空气流量、冷凝负荷计算出口空气的焓值；(4)计算管内冷凝放热系数、水膜换热系数、水膜表面与湿空气热质当量换热系数, 然后选取各层导热的热阻；(5)计算传热系数、对数平均温差及所需的冷凝面积。如果计算的结果与预估不符, 再假设热流密度, 直至两者相等为止。 
　　2.2采取地基隔热处理措施 
　　地基隔热处理措施是指针对不同地域的冷库因不同季节地表温度与库内温度存在的温差，为防止此温差引起的能源浪费而采取的一系列地基处理措施。它包含特制沙层、隔热层、通气管层及地表层。经过隔热处理后的地基与简单处理的地基相比，相同条件下的能耗前者只是后者的1/4～1/5。在地基隔热处理措施中，最为重要的是隔热层和通气管层的设计，在隔热层设计中需选择适宜的聚高弹性的隔热材料，并运用整体链接技术，使整个冷库地基实现防潮、防震、防局部温变的目的。在通气管道的设计中应注意横向、纵向管道全部联通并在各个方向上的通风措施建设，在通风管道端头还应设置必要的防护网，避免小动物在其内部搭窝而堵塞通风。 
　　2.3围护结构采用节能型隔热层厚度 
　　围护结构、隔热层的传热量占冷库总热负荷的20％-35％，所以减少围护结构的热负荷可以达到节能的目的。围护结构得热量Q1= KA（TW-TF）n，从传热公式可知，传热量与三个因素有关，即传热面积A(m)、传热系数K（W/K・℃）和传热温差ΔT(℃)。传热温差与库外环境温度和贮藏食品所需要的库内温度有关，传热系数主要由围护结构内外壁面的对流换热系数及围护结构热阻构成，围护结构热负荷与保温层厚度成反比，适当增加保温层厚度将有效降低能源损失，减少冷库的运行费用。 
　　2.4提高蒸发温度 
　　适当提高蒸发温度，能缩小传热温差，减少压缩机的功率消耗，提高产冷量，有资料显示，对于压缩机，蒸发温度每升高1℃，每千瓦电机每小时的产冷量将提高2.4％左右，一般制冷装置都是按满负荷条件下设计的，但在实际运行中很多情况不是满负荷运行，所以在制冷量减少时，提高蒸发温度，即减少传热温差，同样可以达到降温的效果。 
　　2.5减少通过冷藏门的热湿空气浸入 
　　冷库门的开闭将会引起很大的冷量散失，冷藏门的性能不良可能使能耗增加15％或者更多。若不及时关闭冷库门，导致大量的热空气进入冷库，热湿空气的结合容易在冷风机和蒸发器表面结霜，并且还会打破冷库温度场的平衡，加重制冷机组的负担。 
　　减少冷库门的冷损耗应该注意以下几方面： 
　　①设计时应尽量减小冷库门的面积，特别注意降低冷库门高度，研究证明，冷库门高度方向的跑冷要比宽度方向大的多。 
　　②增加风幕阻止冷库冷损耗，并且做到风幕与冷库门的智能化，即伴随着冷库门开闭的同时启动和关闭风幕。 
　　2.6采取智能控制系统，充分利用自然温差我国昼夜温差大，据统计，冷凝温度每下降1℃，可减少压缩机功耗1.5%, 单位轴功率制冷量将提高2.6%左右。夜间环境温度低，冷凝温度也将会下降，据统计,海洋性气候地区昼夜温差可达到6～10℃，大陆性气候昼夜温差可达10～15℃，南方地区昼夜温差可达到8～12℃，所以增加夜间开机时间，有利于冷库节能。 
　　我国是耗能大国，在国民经济高速发展的今天，大力推广节能技术，普遍采取节能措施是实现全面协调可持续发展的重要举措之一。本文通过对冷库现状分析，针对高耗能的工序提出具体的技术节能措施。低温保鲜储藏是未来的发展方向，推广冷库的节能措施也是必然趋势。