冷库节能途径的探讨

冷库节能途径的探讨第一页，共三十八页，编辑于2023年，星期日摘要：节能减排是当今全球最重要议题之一。本文从我国冷库的现状出发，指出冷库节能的必要性，并从各种节能途径论述，从设计方面，技术方面，设备方面和控制方面等多角度提出冷库节能的思路。关键词：冷库节能现状途径第二页，共三十八页，编辑于2023年，星期日一、引言

能源问题可以说是当今全球最值得关注的问题之一。面对全球的能源紧缩，自然已经向人类敲响了警钟。节能减排已经成为各国经济发展之中最重要的议题。在成熟高效的新型能源得到充分发展之前，如何节约有限的能源是目前各国面临的首要问题。食品的冷藏冷冻由于量大范围广，一直是耗能较大的产业。冷库在整个电力消耗中占有很大比重，所以发展冷库的节能新技术及节能改造，是十分有必要的。第三页，共三十八页，编辑于2023年，星期日二、我国冷库能耗的现状

冷库是消耗电能比较大的部门，据有关部门统计，仅商业系统的食品冷藏业，总耗能折合用电量约为17.3亿度，占全国耗能的1.8％。若单以耗电而言，约为5.7亿度，占全国发电量的1.6％。每冻结一吨白条肉平均耗电量约为110度(其中耗电指标有高达180度/吨，耗电指标低的也达到70度/吨)第四页，共三十八页，编辑于2023年，星期日三、冷库在各环节中耗能的分析和各种节能途径的探讨

冷库的合理运行是各个环节上的设备相互配合的结果，其中每一个环节都有可能存在浪费能源的情况。如果不加以合理的措施，那么浪费的能量是相当可观的。下面就从几个环节入手，分析能耗原因并探讨解决方法。第五页，共三十八页，编辑于2023年，星期日1.减少冷库热负荷方面

1.1冷库的围护结构第六页，共三十八页，编辑于2023年，星期日低温冷库的库温一般会在-25℃左右，而在夏季室外的日间温度则一般为30℃以上，也就是说在冷库的围护结构两侧温差将有60℃左右，加上日间的太阳辐射热，使得从墙体和顶棚向库内传热形成的热负荷相当可观，是整个库内热负荷的重要组成部分。增强围护结构的保温性能主要通过加厚隔热层，应用优质隔热层，和应用合理的设计方案等。第七页，共三十八页，编辑于2023年，星期日1.1.1隔热层厚度

在冷库设计中，低温冷库的外墙的单位热流量q一般采用11.63W左右。据估计，如果能将q降至到6.9W，则对于一座5000T~10000T级的低温冷库，动力费可下降10％左右。当然，要加厚围护结构的隔热层，一次性的投资费用将会提高，但与冷库经常运行费用的减少相比较，无论从经济角度还是从技术管理角度来考虑，还是比较合理的。第八页，共三十八页，编辑于2023年，星期日1.1.2下面是几种优质隔热材料的介绍：材料优点成本硬质聚氨酯泡沫塑料质轻，强度高，吸水性小，k值小，耐低温，施工效率高，没有接缝，是目前较常用产品价格偏高软木容重小，k值小，不易燃价格高自熄聚苯乙烯泡沫塑料质轻，k值小，吸水性小，耐低温，耐酸碱，价格较低阻燃聚乙烯泡沫塑料质轻，k值小，防水性好价格适中憎水性复合硅酸盐保温涂料（海泡石）新产品，k值较小，抗老化，阻燃性较好价格较高第九页，共三十八页，编辑于2023年，星期日1.1.3在设计中，常用两种方法降低外表面吸热：

第一是墙体外表面宜采用白色或浅色，增强反射能力。在夏季强烈的阳光下，白色表面的温度比黑色表面的温度低25℃至30℃之多；第二是在外墙表面做遮阳围护或者通风夹层。这种方法在实际中施工较复杂，应用较少。做法是在隔热墙间隔一段距离设置外围护结构，使其形成夹层，在夹层上下设置通风口，形成自然通风，这样可以带走外围护所吸收的太阳辐射热。第十页，共三十八页，编辑于2023年，星期日1.2冷藏库门

由于冷库经常需要人员进出，装卸货物，库门需要经常开闭。如果没有在库门这个环节做好隔热工作，那么由于库外高温空气渗入和人员的热量带入也将产生一定的热负荷。因此对冷库库门的设计也是很有意义的。第十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期日1.2.1建造封闭式月台，

用冷风机降温，温度可达1℃~10℃，并设有滑开式冷藏门，软性密封接头，冷藏车可直接靠到月台上，实行门对门的装卸，作业，使进出库基本不受外界温度的影响。小型冷库可在进门处建造门斗。第十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期日1.2.2电动冷藏门，

早期单扇速度为0.3~0.6m/s，目前高速电动冷藏门开启速度达到了1m/s，双扇冷藏门开启速度达到2m/s。为避免危险，关闭速度控制在开启速度的一半左右。门前装有传感式自动开关。这些装置都是旨在缩短开关门时间，提高装卸效率，减少操作人员停留时间。第十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期日第十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期日门前加装冷风幕，并采用行程开关，在开门同时冷风幕启动，隔断库外空气进入库内。第十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期日1.3库内照明

工作人员养成随手关灯的习惯，或采用自动控制的延迟关灯。采用发热量小，功率小，亮度高的高效灯具，如钠灯。高压钠灯效率是普通白炽灯的10倍，而能耗仅为低效灯具的1/10。目前在一些比较先进的冷库中使用新型LED作为照明，发热量和能耗更小。第十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期日2.提高制冷系统的工作效率方面第十七页，共三十八页，编辑于2023年，星期日2.1压缩机组

压缩机是冷库中最重要的耗电设备之一，压缩机的耗电约占整个冷库总耗电量的80%以上。冷库设计时,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和其它的变化因素,往往设计所选配的冷库压缩机满负荷运行时间较短,低负荷运行时间长,以至于压缩机大部分时间处于小于设计负荷工况下运行。在我国，普遍存在着冷库压缩机电动机负载较低的情况。第十八页，共三十八页，编辑于2023年，星期日2.1.1使用带有经济器的螺杆式压缩机组代替旧式的活塞式机组。

据估算，一台冷量233kW的带有经济器的螺杆式机组，按年运行4000小时计算，一年可节电十万度。另外螺杆式压缩机可以在20~100%能量区间无极调节，以适合负荷的变化。第十九页，共三十八页，编辑于2023年，星期日第二十页，共三十八页，编辑于2023年，星期日2.2换热设备

2.2.1优先选用直接蒸发式冷凝器代替水冷的壳管式冷凝器。这样不仅省去了水泵的耗电，而且节省了冷却塔，水池的投资。另外直接蒸发式冷凝器需要水的流量仅为水冷式的1/10，可以节约大量的水资源。第二十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期日第二十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期日2.2.2冷库内的蒸发器端优先选用冷风机代替蒸发排管。

这样不仅节省材料，换热效率较高，而且如果使用无极调速的冷风机，可以通过改变风量来适应库内负荷的变化。货物刚入库可以全速运行，快速降低货物温度；待货物达到预定温度后降低转速，避免了频繁启停造成的耗电和机器损耗。第二十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期日第二十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期日2.2.3换热设备中杂质的影响

空气分离器：制冷系统中存在不凝性气体时导致排温因冷凝压力升高而升高。由于空气的绝热指数n=1.41，大于氨的绝热指数n=1.28。资料显示，当制冷系统中混有空气时其分压力达到0.2MPa，系统耗电将增加18%，制冷量下降8%。目前常采用人工放空气，成本较低，但是周期较长，不及时，有的厂家数月或者半年才排放一次。另外可以加装自控装置实现自动操作。第二十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期日第二十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期日氨式系统中的油分离器：由于压缩机内的润滑油不溶于氨溶液，在被制冷剂带出之后，会粘附在蒸发器内壁上。而油的热阻较高，会大大影响蒸发器换热效率。当蒸发器管内有0.1mm厚的油膜，为保持设定的温度要求，蒸发温度就要下降2.5℃，耗电量增加11%。第二十七页，共三十八页，编辑于2023年，星期日冷凝器中的水垢的清除水垢的热阻也高于换热器的管壁，会影响传热效率，升高冷凝压力。当冷凝器内水管壁结水垢1.5mm时，冷凝温度就要比原来的温度上升2.8℃，耗电量增加9.7%。另外水垢还会增大冷却水的流动阻力，增大水泵的能耗。目前预防和清除水垢的方法有电子磁水器除垢防垢、化学酸洗除垢、机械除垢等，本文不再赘述。第二十八页，共三十八页，编辑于2023年，星期日3.蒸发设备的除霜

霜是热交换的不良导体，霜层过厚，就会极大地降低传热性能。当冷却排管表面的霜层厚度达到与管壁的厚度相同时。霜层的热阻约比钢管的热阻大99~443倍，当霜层厚度>10㎜时，其传热效率下降30％左右以上，可见霜层对传热影响有如此之大。经测定，当管壁内外测温差为10℃时，库温在-18℃，排管工作一个月后，其传热系数K值大约只有原来数值的70％左右，尤其冷风机中的肋片管，当结有霜层时，不但热阻增大，而且空气的流动阻力亦增加，严重时其至无风送出。第二十九页，共三十八页，编辑于2023年，星期日除霜的方式通常有自然除霜、电加热融霜、热气融霜、液体冲霜等。优先选用热气融霜代替电加热融霜，减少耗电。可以利用压缩机排热作为融霜热源。第三十页，共三十八页，编辑于2023年，星期日3.2融霜的控制

目前冷风机融霜基本采用半自动控制或者定时融霜控制，存在的问题是：融霜指令可能不及时或滞后，融霜过程带入热量过多。为了节能，冷风机的融霜应当做到全自动控制。可以采用PLC控制，把固定的定时加热融霜改成按需融霜，亦即对每次实际融霜的情况通过记忆功能记忆並分析，从而确定最佳的融霜周期。按需融霜较定时融霜节能约10％。第三十一页，共三十八页，编辑于2023年，星期日3.3冲霜回水

冲霜回水的温度一般比冷凝器进水温度低7~10℃，经过处理后可以作为冷凝器的冷却水，降低冷凝温度。第三十二页，共三十八页，编辑于2023年，星期日4.蒸发温度调节

缩小制冷剂蒸发温度与冷库内温度的温差，当库房内温度一定时，随着蒸发温度与库房内温度温差的缩小，蒸发温度就能相应的提高，此时，如果冷凝温度保持不变，则就意味着制冷压缩机制冷量的提高，也可以说在获得相同的制冷量的情况下，可以减少电能的消耗。根据估算，当蒸发温度每降低1℃，则要多耗电2~3%。另外，缩小温差值对降低库房内贮藏食品的干耗亦是极为有利的。第三十三页，共三十八页，编辑于2023年，星期日5.其他节能途径

夜间用电一方面可以因为夜间用电“谷期”节约电费，另一方面可以平衡发电厂发电机组的功率，使其不会在一天中有较大的功率波动，从宏观的意义上来说，也是节约能源。所以应该大力提倡。特别是在冷库中速冻和制冰两个方面利用价值较高。另外可以利用冰蓄冷技术，在夜间制取的冰在白天产生一部分冷量，可以在一定程度上承担一部分负荷，减小系统所需功率。第三十四页，共三十八页，编辑于2023年，星期日5.2压缩机余热

北方冷库在冬季使用时，在地坪下埋设钢管，向钢管通入压缩机余热加热的水，防止地坪冻胀。余热可以作为蒸发器冷却盘管的融霜热源蒸发器的余热作为热水储存，净化之后可以作为冷库工作人员的生活热水第三十五页，共三十八页，编辑于2023年，星期日5.3其他设备的自动控制：

电子膨胀阀的釆用，可节能10％；按需融霜功能，可节能5％；夜间回置的库温设定，可节能4％；冷风机风扇运行控制，可节能3％；冷库门防结露控制，可节能2％；压缩机组和冷凝风扇控制，可节能10％；以上6条措施的综合节能效果，可达15～34％。太阳能，地源热泵，水源热泵，变频技术等，本文不再赘述。5.4新技术的应用

第三十六页，共三十八页，编辑于2023年，星期日5.5完善冷藏链，产品的预冷等

速冻食品在入库前进行预冷，食品