冷庫制冷設(shè)備的節(jié)能途徑

張偉秋 陳橋

摘 要：冷凍裝置在冷藏過程的節(jié)能技術(shù)中起著重要的作用，在實(shí)際生活中具有積極意義。這不僅是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益的必然要求，也是冷凍裝置在冷藏過程中研究節(jié)能的重要原因之一，是為了進(jìn)一步滿足社會(huì)、環(huán)境和其他綜合性利益最大化。在此背景下，我們將以“冷藏冷凍裝置”為主要分析對象，就如何使用節(jié)能作為參考，進(jìn)行實(shí)際的提案和對策。

關(guān)鍵詞：冷庫;制冷設(shè)備;節(jié)能途徑

近年來，隨著冷凍技術(shù)的快速發(fā)展，冷庫的儲藏也迅速增加，冷凍的能源消耗也迅速增加。因此，有關(guān)冷凍機(jī)節(jié)能的研究越來越廣泛。

1 冷庫制冷裝置節(jié)能選型分析

1.1 制冷壓縮機(jī)的選型

冷庫的能量消耗在整個(gè)冷凍系統(tǒng)中是最大的。在冷藏能力特定的情況下，選擇不同的壓縮器與冷藏的能量消耗直接相關(guān)。一般來說，小型冷藏采用完全密封型壓縮機(jī)。中型冷庫中一般采用活塞式半封閉式壓縮機(jī)和螺桿冷凍機(jī)。螺桿冷凍壓縮機(jī)和氨冷凍壓縮機(jī)可以選擇大規(guī)模冷藏。同時(shí)，通過綜合計(jì)算有效體積、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、冷凍品的儲存量和儲藏頻率，成為冷庫節(jié)能的關(guān)鍵。

1.2 冷凝器的選擇

冷凍處理系統(tǒng)中冷凝器是重要的裝置之一。在冷凍循環(huán)中，將壓縮機(jī)吐出的過熱蒸汽凝結(jié)成液體是主要作用。無論該類型的選擇是否妥當(dāng)，大部分都會(huì)影響冷卻裝置的經(jīng)濟(jì)及通常的使用。在冷藏的實(shí)際應(yīng)用中，水冷式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器具有節(jié)能性，特別是在蒸發(fā)器冷凝器中具有良好的傳熱效率，緊湊的節(jié)奏，適應(yīng)不同地區(qū)和季節(jié)的特性，成為了節(jié)能冷凍裝置的第一選擇。

1.3 蒸發(fā)器的選擇

冷卻風(fēng)扇的蒸發(fā)管群和冷排氣管是否是蒸發(fā)器的蒸發(fā)面積的增加是促進(jìn)傳熱的最有效的方法。一次投資可能很大，但操作節(jié)能效果非常好。在低溫冷藏的構(gòu)建中，使用蠟型蒸發(fā)器起著冷藏的作用。冷藏溫度和蒸發(fā)溫度變動(dòng)較小，溫度維持和持續(xù)時(shí)間長，節(jié)能效果顯著。蒸發(fā)器除霜模式的選擇也是與節(jié)能有關(guān)的重要部分。在大型及中型冷庫的冷凍系統(tǒng)中，蒸發(fā)器通常不使用高能量消耗的電除霜模式，但小型氟利昂冷凍系統(tǒng)可以使用電除霜模式來簡化管線，但是適當(dāng)?shù)碾娏Ω鶕?jù)熱來設(shè)定霜層熔融是必需的。

也就是說，在冷庫的冷凍系統(tǒng)中，壓縮機(jī)最消耗能量。因此，選擇高性能、高效率、節(jié)能的冷凍壓縮機(jī)，合理確定壓縮器的能量調(diào)整方法，并以最低限度的能量消耗運(yùn)行壓縮器，以達(dá)到節(jié)能的目的。冷凝器在運(yùn)行過程中消耗很多電能，所以冷凝器的節(jié)能是冷藏節(jié)能的重要部分。蒸發(fā)電容器是一種高效節(jié)能的熱交換裝置。它通過水的蒸發(fā)潛熱吸收冷媒釋放的熱量。蒸發(fā)電容器減少循環(huán)水量，減少水泵的消耗功率，不僅節(jié)約能源，還節(jié)約水，在電容器顯熱的傳熱階段保存冷卻水。為了達(dá)到節(jié)能的目的，蒸發(fā)器的種類和構(gòu)造因不同的冷庫而不同，為了獲得節(jié)能的效果，需要根據(jù)使用類型選擇適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)器。

2 冷庫制冷裝置節(jié)能管理分析

2.1 冷凝器定期除垢

水冷電容器經(jīng)過一定時(shí)間后進(jìn)行尺度形成，冷凝管壁的厚度逐漸增加。冷凝器內(nèi)水管壁規(guī)模達(dá)到1.5mm，冷凝溫度上升2.8℃，耗電增加9.7%。如果規(guī)模嚴(yán)重的話，它甚至?xí)钄嚯娙萜鞯墓艿馈Ｒ驗(yàn)榭s放會(huì)腐蝕裝置，所以大幅縮短裝置的使用年限。因此，根據(jù)局部的水質(zhì)條件，在使用期間后，必須對電容器進(jìn)行descaled，主要的目的是確保冷庫的節(jié)能操作有效。descaling有四種方法：手動(dòng)清洗、機(jī)械清洗、電子解卷和化學(xué)清洗。同時(shí)對冷凍裝置的冷卻水進(jìn)行必要的水質(zhì)處理。主要方法是磁化，靜電和離子交換。

2.2 防止不凝性氣體進(jìn)入系統(tǒng)

在冷藏中的冷凍裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)、管理的實(shí)際情況下，如果供油、填充冷媒的運(yùn)轉(zhuǎn)沒有標(biāo)準(zhǔn)化，則冷凍系統(tǒng)充滿空氣，冷凍能力降低，容易增加能源消耗。將非冷凝氣體混入冷凍系統(tǒng)中，當(dāng)其分壓達(dá)到0.16MPa時(shí)，耗電約增加18%。因此，有必要防止非凝縮性氣體的侵入。一旦輸入，就必須在時(shí)間內(nèi)放電。一般來說，在嚴(yán)格對應(yīng)于操作步驟的情況下，通常通過空氣分離器實(shí)現(xiàn)非凝縮性氣體的吐出，獲得良好的防止效果。

2.3 定期進(jìn)行放油

當(dāng)冷凍壓縮器工作時(shí)，所吐出的大部分潤滑油可以由油分離器分離，但其中的一部分還進(jìn)入冷凝器或其他裝置管線，然后管道壁或裝置的底部凝結(jié)或沉淀。在蒸發(fā)器線圈上有厚度為0.1mm的油膜的情況下，為了維持設(shè)定的溫度條件，蒸發(fā)溫度下降到2.5℃，耗電增加了10%以上。因此，除了選擇具有優(yōu)異性能的油分離器之外，還需要根據(jù)壓縮裝置的實(shí)際油消耗量分析冷凍裝置內(nèi)的潤滑油的含量，并采取合理的對策來排出。由此，能夠有效地提高冷凍裝置的傳熱效果，能夠降低消耗功率。

2.4 冷庫蒸發(fā)器的合理調(diào)節(jié)與及時(shí)除霜

冷藏中的冷凍裝置在一定時(shí)間內(nèi)運(yùn)行，冷藏中的水分凝結(jié)在0℃以下的蒸發(fā)器的管壁上形成frost霜，在時(shí)間內(nèi)未除去的情況下，堆積變厚，產(chǎn)生熱阻。冷卻能力下降，能源消耗大幅增加。當(dāng)層厚大于10mm時(shí)，霜層的熱阻一般大于銅、鋁和鋼管。當(dāng)管壁內(nèi)外溫度差為10℃，儲藏溫度為-18℃時(shí)，運(yùn)轉(zhuǎn)1個(gè)月后冷藏系統(tǒng)的冷庫的傳熱率k約為原值的70%。如果霜非常嚴(yán)重，不僅會(huì)增加熱阻，還會(huì)增加空氣阻力。因此，蒸發(fā)器的表面應(yīng)及時(shí)解凍，以確保制冷系統(tǒng)的高效節(jié)能運(yùn)行。

2.5 防止蒸發(fā)溫度過低

蒸發(fā)溫度和倉庫溫度的差異通常在7～10℃之間。在我國一般使用的蒸騰溫度中，果蔬冷藏的蒸發(fā)溫度大致為-10℃，冷凍室為-28℃，冷凍室為-33℃，實(shí)際運(yùn)行中，許多果蔬儲藏的溫度差在15℃左右。在歐洲和其他發(fā)達(dá)國家，蒸發(fā)溫度和倉庫溫度的差異是3-5℃。蒸發(fā)溫度和倉庫溫度的溫差越大，蒸發(fā)溫度越低，冷凍系數(shù)的降低和能量消耗的增加就越大。當(dāng)蒸發(fā)溫度降低1℃時(shí)，當(dāng)其他條件沒有變化時(shí)，估計(jì)耗電將增加1～2%。此外，隨著溫差的增加，空氣冷卻器的除濕能力增加，倉庫濕度降低，這增加了食品的干燥消費(fèi)，降低了食品質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜上所述，冷藏過程中冷凍裝置的節(jié)能型選擇和節(jié)能管理對冷凍系統(tǒng)的有效性具有非常重要的作用和影響。高效冷藏不僅需要科學(xué)合理的設(shè)備類型選擇設(shè)計(jì)，還要通過適當(dāng)?shù)拇胧┰趯?shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)和管理過程中實(shí)現(xiàn)節(jié)能。本研究是長期的系統(tǒng)的，需要持續(xù)的徹底的研究，與實(shí)現(xiàn)企業(yè)和國家的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境的利益等綜合性的利益有關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈?qū)W明.冷庫制冷系統(tǒng)冷凝器結(jié)垢成因及清洗方法[J].清洗世界，2019，25（02）：29-33.

[2]張建一，陳海洋.兩次節(jié)流循環(huán)在氨制冷系統(tǒng)的效率分析[A].走中國創(chuàng)造之路——2011中國制冷學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C].2017：112.