小型水产冷库的优化设计案例

制冷商情 2018-01-08 22:28:26

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湖北近十年来兴建一批五十至壹佰吨级冷库,起到了保证市场供给、促进渔业生产的积极作用, 也积累了冷库设计的经验。近年来节能工作日益为冷冻行业的管理人员所重视。各地针对冷库耗能显著的重点部位采取不少节能措施,得到很好效果。本文不想重叙以上内容,提出节能要在优化设计中首先取得。
就冷库而言,节能潜力最大的方面有冷源(动力设备), 隔热处理(库房建筑设计)及制冷工艺形式。现以湖北lOO吨级水产冷库(新洲、蕲春)的设计意图及使用效果为例,综述小型冷库设计与节能的内在关系。
一、冷库简介
新洲水产冷库1988年设计、1989年投产总造价42万元。蕲春水产冷库1987年设计,1988年投产、总造价38万元。(以上造价不包括外水、外电及土地费)
规模:冷藏容量:100’(50‘高温)
冷藏温度:低温-l8℃ 、高温-4℃
冻结能力;5‘/d
冻结温度; -23℃
该冷库为单层砖混结构、外墙阁楼均采用稻壳隔热,(墙体650mm、阁楼1200mm),底层软木隔热、自然通风防冻。建筑布置为: 机房与配电77m2 、冻结问44m2 、冻结物冷藏间88m2、冷却物冷藏问88m2、理鱼制冰间59m2、封闭式站台137m2、总建筑面积503m2 。
主要设备;压缩机8AS)10、4Av一10各一·台,冷风机KL]-350、KLL一150各一台。立式冷凝器LN35一台、玲却塔NBI-30 台,重力供液系统,热氨融霜,工艺供液管道与回气管道均沿库内墙架设.

二、冷库设计应以节能为前提
1. 冻结与冷藏规模的配比模式。
淡水渔区生产旺季均为每年的九月到次年元月,冻结使用期约4~ 5个月, 利用率低。冻鱼以外销为主、铁路冷藏机列运输。设计时综合考虑淡水渔业生产周期、最隹模数配比为5吨冻结50吨冷藏。这样采用一台8AsT-10压缩机供冻结与冷藏保温。能量使用合理。之所以采用这个模式配比,原因是5吨鱼正好一东风货车吨位,满足日常送鱼一次处理的要求。50吨冷藏为车皮模数,便于批量出库,有利外运安排。以此模数可根据需要组合若干级吨位冷库。该设计模式经验已在湖北推广多年,县级生产单位十分满意,即满足了旺季生产需要又节约了电耗和各项生产运输费用。杜绝了一次收鱼冻结不完或欠载冻结现象。
2. 100T/ST冷库选用一台8AsJ-10和一台4Av-10压缩机发挥了单双级各机型的优势,保证供冷需要。
鱼类在冻结过程中,其热量释放为三波阶段,冻结前期蒸发压力为23.6KPa左右,冷凝压力也在1166KPa上下,此时用4AV-10供冷,电机负载率得到充分发挥,制冷效率理想,时间约6~7小时。当进入第二阶段即冰晶生成带时,改换8AsJ-l0供冷, 利用该机能量词节使吸气压力控制在50~80KPa上下,这一阶段虽然库温下降慢,但鱼体温度却能顺利经过冰结点降至-5℃ ,时间约3小时。第三阶段吸气压力已在20KPa左右,此时库温下降较快, 并能保持在-23℃以下。鱼体温度降至冻结标准。这一阶段应减少冷风机上轴流风机台数,减少鱼体干耗与电耗。整个冻结降温过程还兼带冷藏保温、充分发挥了压缩机的制冷效率。二台主机互换台作、既满足设计要求又方便维修。总装机容量小于本省同级别冷库。据90年统计,该冷库冻结电耗为98kW·h/t,冷藏电耗为0.2kW·h/t.d。

3. 单层冷库还是采用重力供液系统为好。
小型冷库均为单层,采用重力供液系统完全可以满足供液要求。大可不必采甩氨泵强制供液。氨泵供液循环量较重力供液多4~5倍。虽制冷效率强于重力供液,然而无甩功消耗多于重力供液。加上氨泵的电耗现实存在,故小型单层冷库采甩重力供液在甩节约设备投资、常年维修费用及电耗上明显地优于氨泵供液系统。

4. 工艺设计应在减少越缩机“湿冲程”现象做文章。
由于小型冷库设计紧凑,工艺管道相刑较短 压缩机的“湿冲程”现象是小型冷库常有的事。压缩机湿冲程不但不安全,而且从来潮车开始至恢复正常供冷少则几十分钟、多则几个小时,此时压缩机运行却不作有用的功, 电耗十分可观。为此,设计氨液分离器应接计算有意识在规格上加大一个档次。有条件的地方在回气总管上增加一个积液桶,尽量防止压缩机“湿冲程” 现象发生。
对于采用氨泵供液系统,在小型冷库回气总管相对较短的情况下,有意识降低液位控制器标高,将低压循环桶内原设计液面标高下降100mm,这样既不影响氨泵正常上液又减少了“湿冲程” 现象。
5. 优化设计可减少管道耗冷。
该冷库设计机房紧靠主库,供液回气管道均架设在库内,直观上便于检查各库的供液降温效果。安装方便、免包绝缘,管道较架设库外为短。减少外墙体工艺穿孔,相应减少冷桥。该冷库包括顶排管在内只用了3.2吨钢材,是同级别冷库用材量最少的冷库之一。
6. 建筑设计与节能的关系。
库体保温效果决定供冷时间长短及冷藏货物温度变化大小。库容越小,蓄能效果越差,其温度变化幅度越大,直接影响着商品质鼍及电耗。冷库外围结构传热占冷库总热负荷20%~35% 。
土建库保温性能要比装配库好,其原因在于库体蓄热系数较装配库大,保温效果好。充分利用本省廉价资源(稻壳)做保温材料,在渔区是十分受欢迎的。造价较低。目前湖北省也有一些装配库,冷藏门直接对外,门的启闭频繁,若不开机,库容不满时,曾观察过一小时回升3℃, 耗冷十分可观。为此对工期要求短、资金雄厚的单位,建议库板应在现有的基础上(-18℃ 、板厚100mm)加厚50mm,并增加封闭式兼作理鱼间、脱盘间用站台以域少开门耗冷。有资料表明,当板厚分别增加50~100mm,库耗冷分别减少4~7 。该水产冷库设计5米宽与库通长的封闭式站台起到了理鱼、装盘、转运、托盘、进出货等综合功能、特别对门的减少冷耗起了很好的作用。
7. 冻结形式的选择
冻鱼常用冻绪装置形式不外乎吹风式冻结,管槊式冻结,平板冻结及盐水浸没式冻结。现就常用的吹风式冻结与管架式冻结进行对比,我认为管架式冻结进货时问太长,劳动强度犬,耗冷严重,不宜在淡水渔区推广。本文介绍的冷库采用吹风式冻结、鱼架配小型手动液压铲车(湖北金山机械厂生产)取代吊轨吊笼,进出货时间短,推送十分方便。随着小包装食品发展, 采用网片搁架装置,使小包装产品在网片上下二面均直接受风换热,则其表面放热系数提高,减少冻结时间。
8. 为适应小型冷库建筑紧凑,方便操作的特点,选用便于清洗的立式冷凝器,以便投产后定期清洗、降低冷凝压力,清洗后可降低lkg/cra (9.8×10 Pa)。同时还考虑冲霜水的再利用,压缩机冷却水的再循环,调试中系统的高真空度(该库抽空至720mmHg真空度、并从冷凝器中放空数次)。以上作法都是以节能为前提。

三、结论
1. 优化设计与合理操作是冷库节能的重要手段,节能工作首先要从优化设计中取得。
2. 设计方案疵建立在充分了解当地资源、使用功能、投资能力的基础上,建筑与工艺设计做到既使用合理又方便操作与维修。主机选型应杜绝大马拉小车的现象。
3. 封闭式站台应在水产冷库中给于推广。