1、毕业设计 文 献综 述 建筑环境与设备工程 冷库的节能探讨 前言 20 世纪 9O 年代以来，能源问题已被列为世界五大问题之一。随着制冷空调技术应用的日益广泛，制冷空调装置消耗的能源也在日益增加。因此，制冷空调的节能正在引起人们越来越广泛的重视。低温冷库作为耗能大户，如何实现节能，已知受到了人们的关注。尤其在以节能环保为主题的当今社会，冷库的节能问题更关系到冷库行业的发展和社会竞争力。本文主要介绍了冷库的当今现状与问题，从而论述了冷库的节能方法，这对我国冷库的未来发展具有重要的意义。 正文 1 冷库的发展现状 近十年来 ，我国冷库发展较快，冷库贮藏容量和规模有了急剧增长，全国冷库总容量已达 3
2、0 万吨，上海市的冷库容量也达 4 万吨，其中相当一部分是库容量在 1000 吨以下的中小型冷库，广泛分布于水产、食品等行业，这些冷库的结构、功能、用途各不相同。在保证安全生产、满足经营需要的前提下，如何减少戚本、节约能耗、提高效益是人们普遍关心的问题。据统计我国冷库的动力费 (电耗 )约占整个冷库仓储成本的 25 30% 左右而且各冷库冷藏品的电耗值差异很大，中小型冷库的电耗值相比大型冷库平均要高 5%，所以对中小型冷库来说如何降低冷库的运行电耗已 成为企业生存之道 1。一般来说 ，冷库的热负荷是由围护结构传人热、货物产生热、通风换气热、电机运行热及操作经营热量等部分构成 2。 我国现有的一
3、大批冷库多为土建式冷库，建筑型式多为混合结构土建式，有单层和多层，具有墙体厚、寿命长、多层冷库占地面积小等特点 3。保温材料在过去多为稻壳和膨胀珍珠岩，近期建的冷库多为聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料 (现场发泡 ).我国的水产品冷库多以氨作为制冷剂，重力供液和氨泵供液的单、双级压缩制冷系统，冻结设备采用墙排管、顶排管或冷风机；也有少数冷库为满足特殊生产工艺要求， 采用隧道式冻结装置、搁架式冻结装置、平板冻结机、单冻机 (IQF)及组合式冻结柜等 4。制冰多采用盐水制冰，因为其制冰量 ,冰块规格有 3 t h 到 240 t h 十种，但这种冰在使用前还需加工。所以水产系统从 1960年代开始
4、引进和使用各种片冰机、板冰机和管冰机 ,这些设备占地面积小，自动化程度高，耗电少，劳动强度低，有广阔的应用前景 5。 目前我国水产品冷库存在如下一些问题主要有水产品冷库的能耗不平衡。以冷藏为例不同地区较低和较高能耗相差 8.33 倍；系统设计不合理。系统繁杂，没有综合考虑实际耗能与设计中出现最 大负荷之间的平衡关系；自动控制系统不完善。自动控制设施较少，或只是实现局部自控，不方便管理，劳动强度大 6。 2 冷库的节能措施与方法 2.1 减小库房冷损耗 具有一个良好的围护结构是保证低温环境的前提。在建设冷藏库时，可以采用导热系数较小和有一定厚度的材料，并注意围护结构的完整性，尽量避免冷桥和穿墙孔
5、的产生，这样可以减小库外热量向库内的传递，减小围护结构的冷负荷。 合适的冷藏温度是保证贮藏货物品质的前提，也是系统节能的一个方面。合适的冷藏温度，可以降低库内外温差，减少冷负荷量 7。 冷藏库门要随开 即关，这是每个冷库管理都有的规定，但是没有一座冷库能完全做到，这是有客观原因的。开门损失的热负荷是很大的，库门开启时间延长一倍，冷损耗会增加数倍 8。并因开门时间较长，还会使库外的高湿空气入侵，在门洞处结霜和结露而破坏库体结构。解决冷藏库门即时开关的最好办法也是自动控制，如果开门时间过长即自动关闭，其节能效果也是可观的。 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
6、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和防冻结两种选择，不同使用温 度的冷藏库门电加热丝的配置功率也不同，选配合适的加热功率可节能 2 9。 2.2 制冷操作的节能 制冷系统是冷库主要耗能部位，也是节能的主要部位。在冷库制冷系统运行时，压缩机一般都有调整，而附属设备却较为忽视它的管理。而实际上运行时更有节能潜力的是附属设备 10。以某万吨冷库为例，在冷库制冷系统运行时，由于工况不同，主机运行设备总功率为 150370 kW，附属设备却几乎都在满负荷运行，总功率约为 200 kW，附属设备耗电占冷库制冷系统耗电量的 57 35。因此，管理好附属设备，对
7、于节能工作将起到重要 作用。 冻结是食品冷加工的主要方式，冻结过程需要的制冷量大大高于冷藏，消耗的能量大节能潜力也很大。一般来讲，冻结应该是二段冻结，即先预冷后冻结。为了保证良好的传热效果，要求冷空气风速较高，风量大，因而风机的能耗在冻结过程中占了相当比例，减少风机的功耗，一方面减少风机的能耗，另一方面也减少了制冷系统的负荷，即降低能耗 11。有两种方法可以减少风机的功耗：其一是调节运行风机的台数，当冻结负荷减少，冻结问中一部分风机可以停止运行。其二是降低风机的转速，风机功率是其转速的三次方，降低转速，使风机的功耗明显降低 降低风机转速需要变速电机或变速装置，需增加投资。调节风机功耗的节能效益
8、，主要取决于冻结间利用率和当地电价 12。需通过技术经济分析确定。 2.3 制冷操作的节能 定期检修：运转的制冷机械，包括压缩机、氨泵等，在连续的运转过程中，由于自然磨损、故障磨损、阀片泄漏等原因，其机械、制冷效率发生不 同程度的下降，以至产生效率越来越低的问题，需要定期检修，保持完好状态，恢复设备效能 13。 提高检修质量 14：压缩机的检修，要控制好余隙，在保证安全的前提下，尽量减小余隙容积，以增大输气系数。电机气隙越小，磁阻 也越小，无功需要量也小。气隙磁阻占电机磁阻的 70一 80，气隙所需无功功 率占电机全部无功功率的 30左右，而轴承磨损，轴的振动及弯曲等都会造成偏心，气隙不匀，使
9、电机功率增加 。 电器自控元件在冷库高湿、腐蚀性气体环境中工作时，很容易发生失灵 ，要及时维修，保证其有效运行，才能体现其经济价值 15。 结论 通过对现阶段我国冷库各个方面存在的问题进行分析，提出了各种不同的节能方式。随着冷藏库在冷链系统起到的作用越来越重要，其节能成为重要的研究课题。由以上分析可知，冷库节能要综合考虑多种因素的影响，冷库 技术与设备必须与时俱进、创新发展。只有这样，冷库企业才有竞争力。 参考文献 1 王一农冷库工程施工与运行管理 M北京：机械工业出版社， 2003 2 谢晓榕中小型水产冷藏库的节能设计 J制冷， 1998 (3)： 33 36 3 JongHoYoon， E
10、uy JoonLee， MoncefKrarti optimization of Koreanerop storage insulation systemsJ Energy Conversion and Management 2003 44： 1 145 1 162 4 沈学明 ,郑智丹 .冷库制冷装置操作管理中的节能技术 J.流体机械 ,2003,31(8) 5 谈向东冷库建筑 M北京：中国轻工业出版社， 2006 6 郑贤德制冷原理与装置 M北京：机械工业出版社 ,2001. 7 王秀松制冷技术的原理与应用 M建材工业版社， 1994 8 张健一英国冷藏库的节能研究 J冷藏技术 ,1997
11、. 9Meffect H F TH， Ainfante Ferreira C Energy efficiency of transport refrigeration unitsC 20th International Congress of Refrigeration， IIR IIF， Sydney， 1999 10 杨昭，谭晶莹，李喜宏等制冷压缩机变频技术节能原理与经济效益分析 J压缩机技术 ,2005. 11 王一农主编冷库工程施工与运行管理 M北京：机械工业出版社 ,2006 12 张敏，张萍制冷 工艺设计 M北京 :中国商业 出版社 ,1997 13 李夔宇 ， 王贺 ，吴治娟，等冷库节能途径探讨 J制冷技术 ,2008. 14 时阳，朱兴旺，姬鹏先等 .冷库设计与管理 M北京 :中国农业科学技术 出版社 ,2006 15 孙忠宁，程有凯冷库现状及冷库节能途径 J节能 ,2007.
