大中型冷藏库节能技术现状与趋势

大中型冷藏库节能技术现状与趋势摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越大中型冷藏库节能技术，冷藏库节能技术对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍大中型冷藏库节能技术现状与趋势的有关内容。关键词冷藏库；节能；制冷；技术；趋势；abstract:withthesocialdevelopmentandprogress,weareincreasinglylargeandmedium-sizedenergy-savingtechnologyofcoldstorage,coldstorageenergy-savingtechnologiesinreallifeisofgreatsignificance.thispaperdescribestheenergy-savingtechnologystatusandtrendsinlargeandmedium-sizedcoldstorage.keywordscoldstorage;energyconservation;refrigeration;technology;trend;引言现代冷藏装置中首先发展起来的是冷藏库。冷藏库是对易腐烂食品进行加工和贮藏的设施，实际上就是大型的固定式冰箱，简称冷库。19世纪末冷藏库最早出现在美国和澳大利亚，当时的冷藏库主要是为了解决易腐食品在运输过程中的冷却和短期贮藏问题。经过一个多世纪的发展，冷藏库已经成为发展食品工业不可缺少的手段，成为国民经济的一个组成部分”，冷藏库的总容量已经可以作为衡量一个国家食品工业和制冷事业发展水平的指标。近几十年来，各国的冷藏库容量都有较大的增长。到20世纪末，全世界冷藏库总容量超过5100万t。中国冷藏库总容量也超过500万t。随着我国改革开放和经济的迅速发展，各地区新建冷藏库遍地开花，从城市到乡村，从沿海到边疆，各种冷藏库星罗棋布。20世纪70年代以来，能源问题已被列为世界基本矛盾之一。随着冷藏技术的发展和库容量的迅速增加，制冷消耗的能源也在迅速增加。因此，冷藏库的节能正在引起制冷和食品行业越来越广泛的重视。一、冷藏库的节能食品在冷库的低温下贮藏，抑制了引起食品腐败变质的微生物的生命活动和食品本身的呼吸作用，因此食品可以在较长时间内保持其原有的质量而不会腐烂。根据冷库贮藏物品及时间的不同，采用不同的冷藏库温度。但通常冷库内的温度低于环境温度，要保持冷库的低温，就需要通过制冷装置移走冷库中的热量。冷库中的热量包括两部分：1)周围环境传入冷库的热量；2)冷库内产生的热量—包括照明动力设备、人员及食品产生的热量。二、冷库的制冷剂自1987年蒙特利尔议定书签订以来，经过20年来世界各国的努力，对消耗臭氧层物质的控制和淘汰取得了重大的成果。发达国家己经完成了cfc的淘汰，进入hcfc淘汰阶段。发展中国家包括我国对cfc的淘汰也接近完成。在替代制冷剂中，应用比较多的hfc有r134a、r404a、r507a、r4o7c和r41oa等。这些替代制冷剂被称为“环保工质”、“绿色工质”等。但是，它们的全球变暖潜能值gwp高达1300一3800，属于温室效应气体。根据京都协议，又面临淘汰。因此，人们重新将目光转向对地球生态系统无害的氨、二氧化碳等自然工质。根据联合国环境规划署的研究报告，从长远的观点看，非压缩式制冷的重要性可能提升。但压缩式制冷将仍然是最重要的制冷方式。从中期观点看，压缩式制冷/空调领域的重要制冷剂只有五组:氨、二氧化碳、碳氢化合物及其混合物、氟烃(hfcs)、氢氟醚类化合物(hfes)、水。国际制冷学会最新的文献提出，在蒸发温度一35℃以上，氨制冷剂的热力性质是所有制冷剂中最佳的，即在蒸发温度一35℃以上，采用氨制冷剂运行能耗最低。在蒸发温度一35℃以下的低温，c02与氨复叠系统的能耗和一次投资都具有优势。目前在我国各个行业中运行的冷库，估计冷库数量的80%是使用氨作制冷剂的，其余20%数量的冷库(多半是中、小型冷库)中，制冷剂主要采用了无毒而较为安全的氯氟烃cfcs(r12)和卤代氯氟烃(r22)。如前所述，这两种制冷剂由于属于消耗臭氧层物质或部分消耗臭氧层物质，而国际上己停止或限制其使用了。笔者对国内外大中型冷库制冷剂使用情况进行了调研。在文献阁中共有56个国家的973个冷库简介，对其采用的制冷剂进行统计，发现说明其制冷剂的有231家，其中采用氨的占已知数的90%以上(表l)。结果表明:在国内外大中型冷库中，目前采用氨制冷剂是主流。采用氨制冷剂的关键问题是安全问题。减少系统的灌氨量，是安全使用氨的根本性措施。目前，co:系统成为大型氨制冷系统新一代制冷剂关注的重点，co2/nh3复叠式制冷系统目前已经实际应用，并具有较大的发展潜力。coz/nh3复叠式制冷系统的特点是:扬长避短，发挥了两种天然制冷剂的优点，避开了缺点。不仅可以降低初次投资，提高效率，而且大大减少了系统的充氨量，大大提高整个冷加工企业的安全系数。三、冷库运行中的节能趋势(1)冷库运行中在保证冷库温度的前提下，尽可能采用较高的蒸发温度。据文献介绍，当蒸发温度由-5℃降至一30℃时，在同样制冷量下，能耗会增大1倍以上。也有资料指出，制冷装置的蒸发温度每升高19c，节能2%.-3%。可见蒸发温度的变化对制冷装置的能耗影响很大，因此应尽可能避免蒸发温度过低。(2)合理确定冷凝温度。由于冷凝温度与冷凝压力相对应，冷凝温度升高，冷凝压力也随着升高，将使制冷压缩机的排气压力升高，压缩比增大。这就会使压缩机的输气系数降低，功耗增大，经济性下降。另一方面，压缩比增大会使压缩机排气温度升高，压缩机的故障率增加，运行的安全可靠性降低。因此，应尽可能使制冷装置在较低的冷凝温度下运行。为了实现制冷装置在较低的冷凝温度下运行，安排制冷装置在夜间运行是很重要的。因为夜间的环境湿球温度较低，无论是各种水冷式或空气冷却式冷凝器，都会使冷凝温度降低。这样就会使制冷装置的制冷量增加，能耗降低，达到节能效果。应该注意的是，在冷库制冷工艺设计中要选择合适的冷凝温度，如果设计中选择较低的冷凝温度，可能会导致在实际运行中出现较高的冷凝温度。因为按较低的冷凝温度设计，由于冷凝负荷较小，选择的冷凝器传热面积就较小。当运行中冷凝温度高于设计值时，实际冷凝负荷增大，按较低的冷凝温度选用的冷凝器将不能满足需要，实际冷凝温度将会升高，能耗增大，制冷装置效率下降。制冷装置安排在夜间运行，不仅使单位制冷量能耗降低，具有直接的节能效益，而且对地区电网具有“移峰填谷”的社会效益。目前各地都在推行峰谷电价差，冷库在夜间运行可以享受到较低的电价。所以，对于冷藏库的业主，实现制冷装置夜间运行会获得显著的经济效益。(3)合理选择冷藏库的通风换气时间。对于一些有通风换气要求的冷藏库，通风换气引起的负荷是比较大的，因为冷藏库内、外的温湿度差很大，室内外热湿交换对冷库负荷的影响也大。如果安排在凌晨5:00—6:00，这时环境空气的温湿度都比较低，而且空气比较清新，由通风换气引起的热湿负荷也就相对较小。一些高温冷库的运行经验都证明了这一点。结束语随着经济的发展和生活水平的提高，冷藏库得到了迅速的发展，作为能耗大户，冷藏库的节能也受到了业界的关注。冷藏库的节能包括冷藏库的设计、施工、制冷装置的操作运行等各个环节。一个设计不合理，操作管理不善的冷藏库，其能耗水平可比节能的冷藏制冷装置高2—3倍。因此，冷藏库的节能不仅具有社会效益，而且对于冷藏库的业主具有多方面的综合效益，广大制冷工作者及冷藏库业主应有充分的认识。参考文献[1]韩宝琦，李树林.制冷空调原理及应用[m].北京:机械工业出版社，2011.[2]张建一制冷装置节能技术[m].北京:机械工业出版社，2010.[3]gb50072-2010，冷库设计规范[s].注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。