全方位攻略—冷库制冷系统节能降耗!

制冷百科 2018-05-27 13:49:16
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一、冷库节能应注意的节能控制 

  

冷库制冷系统运行时,在压缩机的节能负荷调节的同时,例如以下注意方面:      


  (1)在不同工况和负荷的条件下,合理匹配压缩机、冷风机等设备,防止“大马拉小车”引起的能源损耗。其中冷风机耗能所占比例最大约为38%~23%例:某万吨冷库为例,该万吨冷库的库房分为20间,每间库房的储藏量为500t,每间库房配有2台冷风机,每台冷风机上各装有2.2kW轴流风机3台,全库共计120台轴流风机。因风量与制冷量成正比,而风机是按最大制冷负荷配备的,在刚进货期间,制冷量较大,风机应全部开启。但当货物冷却加工基本结束时,库温已趋平稳,应当及时减少轴流风机开启台数。若以每库少开2台轴流风机计算,可少开40台共88kW,比1台6AW-12.5型压缩机耗能还多节能达25%。并且,多开风机还极易产生热量,增加系统的制冷耗能。   




  (2)对换热设备进行有效管理,也能起到降低能耗的有效作用。因为当蒸发温度为-10℃时,冷凝温度每下降1℃,压缩机单位制冷量耗电减少2.5%~3.2%;当冷凝温度为30℃时,蒸发温度每提高1℃,压缩机单位耗电量则减少3.1%~3.9%。由此可见,管理好换热设备,对降低能耗具有重要意义。   


        (3)换热设备减少能耗措施: 

①油多了及时放油:油的热阻大大高于金属,是铁的20倍,换热器表面附着油膜将使冷凝温度上升,蒸发温度下降,导致能耗增加。冷凝器表面附着0.1mm油膜时,制冷压缩机制冷量下降16%,用电量增加12.4%;而蒸发器内油膜达到0.1mm时,蒸发温度将下降2.5℃耗电将上升11%。同时,蒸发温度过低,使油泥进入蒸发器后不易被带回低压循环桶,易造成蒸发器堵塞,因此应尽量避免油进入换热系统。 



  ②及时排空气:空气在冷凝器中会提高冷凝温度。当系统内空气压力达到0.2MPa时,耗电量将增加18%制冷量下降8%,因此,应尽力防止空气渗入系统,并及时排出渗入的空气。


  ③定期清除水垢和清洗循环水池:保持冷凝水清洁,冷凝器结垢1.5mm时,耗电量将增加9.7%。      


  ④及时除霜:蒸发器表面结霜后,导致传热恶化,蒸发温度下降,耗电量增加。 


  ⑤利用夏季夜间低温时降温:当地区夏秋季节气温昼夜温差达10℃以上,合理利用夜间低温,节能效果明显。      


  (4)正确估计冷库实际耗冷量的变化 。掌握食品加工过程的放热量,外界气温、冷却水温变化、日常操作热量等耗冷量的变化规律,做好日常管理记录,随时调整压缩机的开机台数,使开机压缩机的产冷量适应或接近冷库实际耗冷量。      


  (5)保证满足制冷负荷的前提下,尽可能减少开机台数,提高压缩机运行效率。选择开1台制冷量大的压缩机代替2台制冷量小的压缩机;选择开单机双级机代替两台配组式双级机。   

   

  (6)调整开机时间。在不影响食品冷藏质量的前提下,减少白天制冷压缩机的运行时间(最好中午时段开机),增加夜间制冷压缩机的运行时间,即选择用电低峰(即在深夜后开机);不但降低费用,而且夜间冷凝温度较低,可降低压缩机电耗。   


二、减少冷库保温库房冷量损失

     

(1)保证冷库围护结构的保温性能      


 冷库具有良好的围护结构是保证冷库内低温环境的前提。新建冷库设计时,应采用导热系数较小的保温材料做围护结构,并注意围护结构的完整性,尽量避免冷桥和穿墙孔的产生,减小库外热量向库内的传递,进而减小冷库围护结构的冷负荷的损耗。     

 



  (2)合理的开机控制合适的蒸发温度      


  ①制冷压缩机是冷库最主要的耗电设备。在冷库设计中,一般根据全年出现的最大机械负荷工况确定配机,以满足热负荷高峰期要求。然而在实际运行中,由于存在着食品冷加工与贮藏的淡旺季变化,全年昼夜气温的变化和其他的变化因素,往往设计时所选配的压缩机满负荷运行时间较短,低负荷运行时间长,因此压缩机大部份运行时间处于小于设计负荷工况下运行,节能潜力大。目前多数冷库仍然采用人工操作调整开机,盲目开机现象普遍存在。保证贮藏食物品质的前提是冷藏库内具有合适的冷藏温度,这也是体现出系统节能的一项指标。因为合适的冷藏温度,可以降低库内外的温差,有利于减少冷负荷量,降低制冷系统的用电负荷。   


  ②在制取相同冷量时,提高蒸发温度能使压缩机的功率消耗减少。因为当冷凝温度不变时,提高蒸发温度压缩机的吸入压力也相应升高,吸入蒸汽的比容减少,单位容积制冷量增加,以及压缩比减少输汽系数提高制取相同冷量时耗能就减少。 


  例如:对于压缩机,当蒸发温度每升高1℃,每千瓦时的产冷量将提高2.4%左右,节能效果显著。日常操作时,应根据不同冷藏食品品种、质量和不同贮藏期的要求来确定相应合理的贮藏温度。适当提高蒸发温度,不但能缩小传热温差,减少食品干耗,提高产品质量,且可提高压缩机单位轴功率制冷量。避免冷凝温度升高现象发生。      


  当压缩机的吸入温度保持不变时,冷凝温度升高,单位容积制冷量减少,压缩比增大,输汽系数降低,制取相同冷量时,能耗增加。例如冷凝温度每降低1℃,单位轴功率制冷量将提高2.6%左右。因此,保持较低的冷凝温度,对减少压缩机功耗是有益的。      

  (3)定时及时除霜      


  冷风机运行中,由于霜层的逐渐增厚,传热系数下降,风量减少,风机功率增加,冷风机产冷量急剧下降。因此,冷风机运行一定时间后,必须融霜。目前我国以氨为工质的大中型冷库,设计中大多采用水与热氨相结合的融霜方式,而实际操作中,为了方便,减少操作程序,更多地采用单独的水冲霜法。      


  水冲霜虽然简单易行,但它存在着许多不足之处:     


  ①能耗大,库温回升快。水冲霜需要增加水泵电耗,除霜时对库内加热量大,库温上升快,一般除霜后需1~2小时降温才能恢复除霜前库温。


  ②不能解决蒸发器内积油问题。     


  ③若融霜中水溢出或溅到地面,将造成对地坪隔热层的破坏。


  ④融霜时间相对较长。 


  因此,建议尽量采用热氨融霜法。热氨融霜法因为加热融霜是从内部向外扩展,对库温影响小,融霜后降温快,避免了水冲霜的不足,值得提倡使用。但是需在冷风机接水盘上增设电加热器,防止融下的霜水再结冰堵塞下水道。此外,融霜期间应尽量避免开启库门。      



  (4)减小冷库门冷气损耗


  冷藏库门要随开即关,减小开门负荷损失。如冷库门开启时间延长一倍,冷损耗会增加数倍,同时冷库门打开时间较长,还会使库外的高湿空气入侵,在门洞处极易结霜和结露,从而破坏库体结构。解决冷藏库门即时开关的最好办法就是采用自动控制结构。如果开门时间过长,冷库门自动关闭,实现其节能的效果。库门面积,特别是库门高度对冷损耗的影响相当大。


研究表明,对于冷气外泄,冷藏库门的高度比其宽度影响大得多,因此应尽量降低其高度。冷藏库门的电加热丝功率有防结露防冻结两种选择,不同使用温度的冷藏库门电加热丝的配置功率不同,选配合适的加热功率可节能2%。为减少门洞所造成的能量损失和结构破坏,可在门洞处设置门厅或风幕,减少库外高温、高湿空气的入侵,减小冷负荷,提高系统效益。


  (5)库内照明控制      


  库房照明按冷库制冷设计手册的规定为1.8~5.8W/m2 ,但在实际工程中由于使用的需要,往往超过该规定,有的甚至达到10W/m2左右。如果忘了关灯,不但浪费照明电能,还会增加冷藏间和制冷系统的热负荷,为此增加简单的自动控制可避免出现照明浪费。当冷库门关闭5~15min后,如果照明灯开关未关,可采用自动关闭关闭照明。照明延时的时间应超过工人在内的一次作业时间,避免误关冷库内的照明灯。如果有误关灯情况发生,须借助库房长明灯和冷藏库门的安全设置进行开启,以保障工作人员的操作安全。


  (6)使用机械化操作


  当进行食品的装卸和搬运时,常会有大量的工人入库工作,极易造成库内的热负荷瞬时增大,从而使库内的温度波动增大,降低贮藏效果,同时也增大了制冷系统的冷负荷,对系统节能工作极为不利。因此,采用机械化操作可避免大量工人同时入库操作,从而达到系统节能的效果。


  (7)采用封闭式月台装卸货 


  采用封闭式低温月台的方式,既能最大限度地保证冷冻食品的质量,又可以明显减小由于温差从外界进入冷藏库的热负荷,还能大大地减少进入低温空间的水分,降低了除霜频率,提高了系统的制冷效率。然而采用封闭式月台的冷库将会增加其相应的土建费用和增加进出货的难度。


三、冷库节能的自动控制系统

 

     (1)冷库节能的自动控制


  冷库节能的自动控制涉及到节能控制程序的编制和自控元器件的选用。作为自控元器件的生产厂商、专业设计院或有能力的使用单位等均可承担冷库节能自动控制的研究和开发。但是从控制系统的实用性及其效率角度的考虑,冷库节能的自动控制最好由厂商和设计院共同研制开发(可以厂商为主,设计院配合),在使用单位的实施过程中不断地完善,不断研发出新的自控产品。



  (2)冷库节能自动控制具体的设计及运用 


  冷库节能自动控制的实施过程往往是通过设计、安装调试、试运行、效果考核并修正,直至符合设计要求达到节能目的为止。当工程项目内容有所变化时,可随时修改并满足冷库使用单位的要求。冷库的节能往往需要通过先进的制冷设备、合适的系统匹配、灵活的应变措施和严格的运行管理得以实现,这需要制冷技术人员在优化制冷工艺设计的基础上,熟悉节能需要、结合工程项目的特点,设计出完整的冷库节能自动控制流程。电气自控技术人员根据自控流程完成电气自控设计,同时运用专业知识,使自控流程更为简化和优化。


冷库节能是冷库自动控制重要组成部分,冷库自动控制由制冷和电气两部分内容组成,只有在所有技术人员的共同努力下才能使冷库自动控制行之有效,并使冷库节能落到实处。冷库节能自动控制的试运行也是十分重要的一环,在试运行中应和使用单位和专业厂商保持密切联系,与使用单位分析运行效果,与专业厂商商讨修正措施,在冷库的日常运行管理中,人是最主要的因素


从以上几个方面入手提高管理水平,实现冷库的节能运行,以取得良好的经济效益。


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