制冷系统如何进行节能

　　制冷系统节能的措施,合理选用高性能隔热材料，减少冷量损失，以减少能耗,冷库的隔热材料过去很长一段时间都采用软木、稻壳、聚苯乙烯等。就目前来说，采用聚氨酯冷库板现场发泡最为合适，由于聚氨酯硬质泡沫塑料的热导率很小，隔热层可做得较薄，这样可以增加库内的容积，而且施工快速、黏结牢固、内外无接缝、隔水隔热性能都很好，其内表面用金属铝板围护即可，总热惰性指标低于1.5，仅为软木隔热混凝土内墙的16％～20％。(2)选用单机双级压缩机当制冷系统的蒸发温度较低时，一般采用双级压缩机。在选配制冷压缩机时，应考虑优先选用单机双级制冷压缩机，而不是配组双级制冷压缩机。制取同样冷量，在相同的工况条件下，配组双级机比单机双级机多耗电20％左右；同时占地面积大，耗材多，连接管道、管件多，相对维修量大。因此在允许的条件下，尽量采用单机双级制冷压缩机。

　　采用分散型制冷装置,制冷剂为氟里昂的制冷系统采用分散型的布置方式。将单元式制冷机组(它体积小，重量轻，占地少，在冷问边角地方即可安装)分散设置到各冷间或每个穿堂内，不再设置集中机房。每套机组与一个或几个冷问组成一个单元，形成一个独立的制冷系统，在冷库屋顶集中安装冷却水塔，分别与各冷间各楼层的冷凝水管相通。分散型布置在施工时，尽量将压缩机安装在靠近各自冷间较近的地方，以减少制冷管道的连接长度，也可将压缩机集中在一起。目前国外的分散型制冷系统采用较多，如日本等国推出的带节能电脑控制系统的分体式制冷机组，具有冷库库温预测控制，最佳融霜控制，额定用电控制和制冷优化控制等功能。据有关资料介绍，它与不装节能电脑装置的同类机组相比节电10％。

　　设计建造大容量单体冷库,大型冷库的外表面比相同容量的多问小冷藏问小。在容积相同的情况下，外界侵入大冷藏问的热量要小于侵入小冷藏间的热量，因而大容量单体冷库的冷量损失较小，较为节能。目前在冷藏业比较先进的国家，一般冷库库房净高8～10m，冷库的平均容积在50000m³以上。

　　采用封闭式月台,对于冷库采用封闭月台，在国外已广为流行，特别是低温冷库，应该积极采用。低温冷库采用封闭低温月台有如下优点:①低温月台能最大限度地保证冷冻品的质量。当冷冻品在运输周转中时间较长，难以迅速进入低温库内时，低温月台的优势就十分明显。②低温月台能大大地减少进入低温空间的热负荷。由外界进入封闭式低温月台的热负荷被设置在低温月台的蒸发器吸收了。必须指出，与低温库内的蒸发温度比较，低温为台的蒸发器工作在较高的蒸发温度下。显然，较高的蒸发温度下运行费用将明显降低。③外界空气中大部分水蒸气将在低温月台的蒸发器处凝结成为水，这样就大大地减少了进入低温库内的水分。否则。这些水分将进入低温库内，在低温库内的蒸发器处凝结成为霜。这一方面将使蒸发器效率下降，另一方面使融霜的频率明显增加。这两方面都将使运行的能耗增加。应该说明，封闭月台中控制的湿度也不应过低，否则，设置在低温月台的蒸发器将很快结霜，低温库内的问题就转移到了月台。

　　采用高效节能双速或变速电机的冷风机,冷库的电能消耗85％以上在食品的冻结环节上，所以优良的冻结间设计尤为重要。根据食品在冻结过程中热量释放不均匀状况，对食品在冻结过程中采用三个温度段来进行。第一阶段是冷却阶段，食品温度由常温状态降至一1℃左右；第二阶段是食品内水分形成冰结晶阶段，食品温度由-1℃左右降至-5℃；第三阶段是冻结降温阶段，食品温度由-5℃降至-15℃左右。其中第二阶段因食品内水分形成冰结晶过程而发生相变，释放冻结潜热，需要冷量最多，此时冻结间所配的冷风机需全部投入运行，而在第三阶段由于单位时问内热负荷逐渐减少．可适当降低风速，减少风量，以达到节能的目的。以往冻结间采用的冷风机仅是一种转速无法调节，随着双速、变速电机的出现与普及，冻结的循环风量和室内吹风速度可以得到调节而达到节能的目的。在冷却问或冷藏间进行冷却的食品．由于入库时热负荷较大，使系统蒸发压力急剧升高，此时应减少冷风机的出风量，而不应开高速挡使风量过大。当制冷压缩机运转一段时间后，随着蒸发压力的稳定，冷间温度也逐渐下降，食品表面温度已较低，但食品未冻结，内部仍有大量热量，这时应逐渐提高风速加大冷风机的风量。再经过一段时间的运行，当食品表面温度已达到储藏要求，内部温度虽然略高于储藏温度，但热量向外传递已较缓慢时，这时冷间热负荷较小，则应使冷风机在低风量下运行。

　　合理确定制冷压缩机的能量调节方法,制冷压缩机作为制冷循环的动力部件，是冷库最主要的用电设备。为了使冷库系统适应不同工况的要求，使制冷量与负荷尽量匹配，因此有必要对压缩机进行能量调节。具体可根据冷库的性质、规模和压缩机的种类等因素，选择不同的能量调节方法，从而减少用电消耗。①多能级优化组合进行能量调节目前冷库制冷系统的能量调节方法一般采用制冷压缩机启、停控制，这种调节方法最简单，适用于小型冷库和负荷变化不大的场合；否则，制冷压缩机的频繁启停会造成额外的能量损耗，对制冷压缩机的寿命影响也较大。对于大、中型冷库的制冷压缩机群，更适合多能级能量调节。一方面使制冷压缩机的制冷能力分级，与变动的负荷相适应；另一方面可使制冷压缩机轻载或空载启动，减小启动电流，延长其使用寿命。能级的划分要结合实际使用情况，并非越细越好；否则制冷压缩机会启停频繁。首先要保证最常用能级和基本能级，还要做好各能级的优化组合。现就不同的能量调节方式分述如下:a．制冷压缩机运行台数控制这种方式常用于多台制冷压缩机联合供冷的场合，简单易行。应用时需注意尽量避免选择完全相同的数台压缩机进行组配，最好采用同系列不同容量的机组，基本能级由最小的压缩机担任。b．气缸卸载冷库常用的活塞式制冷压缩机一般都配有气缸卸载机构，这种机构能够将气缸的吸气阀顶开，使机器运行过程中卸载缸不起压缩作用。通常用气缸卸载的方法可以使一台八缸压缩机处于50％、75％、100％能级工作，同时还可以实现对压缩机的轻载启动，不必使用大容量的电动机。c．制冷压缩机运行台数与气缸卸载相结合对于大、中型冷库中活塞式制冷压缩机群的能量调节，可以将制冷压缩机运行台数和气缸卸载结合起来进行，采用分级步进的程序调节方式。这种方式能级可以分得较细，适合于蒸发温度低、能量级数较多的场合。实际上按需要来划定能级和分级数，没必要每一个能级都使用。②采用变频控制技术采用制冷压缩机的启停方式来进行能量调节，制冷装置制冷量与冷库热负荷并不能很好地匹配，而且不易保证库温的精度。使用变频技术，通过变频控制器对冷库温度、相对湿度和环境温湿度等运行参数实施实时检测，相应地平滑调整压缩机的转速，进而改变系统的制冷量，使之与冷库热负荷相匹配，保证系统工作在最高效率工况、实现节能的目的。但变频控制初投资较高，可根据冷库的规模和性质决定是否采用。对于分散性冷库和小型船舶冷库，其更具有实用意义。

　　缩小制冷蒸发温度与库温的温差,当库房温度一定时，随着蒸发温度与库房温度差的缩小，蒸发温度就能相应提高。此时，如果冷藏温度保持不变，则意味着制冷压缩机制冷量的提高，也就是说要获得相同的冷量可以少消耗电能。据估算，蒸发温度每降低1℃，则要多耗电3％～4％。同时，温差的缩小有利于降低库房储藏食品的干耗，因而小的温差能使库房获得较大的相对温度，能减缓库房内空气中热质交换程度，从而达到减少储藏食品的干耗，尤其对未包装的储藏食品更为有利。对制冷系统也可减少凝结食品析出水分所需冷量。

　　提高蒸发温度的措施主要是适当增大蒸发器或冷风机的传热面积。在操作时根据冷问热负荷的变化随时调节供液量的大小，使换热温差控制在允许范围内的最小值。在整个降温过程中，注意观察蒸发压力的变化，调配好制冷压缩机，使制冷压缩机制冷量与冷间的热负荷相匹配。当库房温度达到要求，但被冷却物的温度还没有达到要求时，应减少供液量，减开冷风机，并使制冷压缩机减载运转。如蒸发压力过低，就应停止制冷压缩机的运转，待压力回升后再开机。

　　保证冷凝器系统的良好运行,在实际的冷库制冷装置运行中，冷凝器系统消耗大量的电能，是制冷系统节能中重要的一环。冷凝器系统运行是否良好，也影响到整个制冷系统的经济运行。①选用低能耗的蒸发式冷凝器。我国冷库中习惯采用壳管式冷凝器。它是利用水温升高的显热来带走冷凝热。目前基本上采用循环水，需要配置冷却塔，而冷却塔的工作原理又与蒸发式冷凝器相近，这样就增加了冷却塔的投资、占地和维护管理成本。由于壳管式冷凝器冷却水的流量大，水泵的能耗明显大于蒸发式冷凝器。蒸发式冷凝器主要通过水的蒸发潜热来吸取制冷剂的冷凝热，冷却水的耗用量远少于壳管式冷凝器。由于其结构紧凑、体积小、节水节电，近年来在国内的使用有逐年增加的趋势。而在国外，冷库中蒸发式冷凝器的应用已经非常普遍。②做好冷凝器系统的使用维护。对于国内普遍使用壳管式冷凝器的情形，通常要注意以下两个环节。首先要定期清除壳管式冷凝器管壁上的水垢。水冷式冷凝器运行一定时间后，冷凝器的水管壁面会形成水垢。水垢使得冷凝器管壁的传热热阻增加，直接导致冷凝效果恶化，造成制冷循环的效率下降，耗能增加；结垢严重时还会腐蚀设备，缩短设备的使用寿命。所以一般壳管式冷凝器使用一段时间后，必须除垢，以保证制冷装置经济地运行。此外，一项重要工作就是定期检修冷却塔，宜按厂家建议的程序，定期对不同部件检查和保养。应经常观察、检查通风机的运转情况，检查旋转布水器或喷头布水是否正常。

　　制冷装置自动控制及微机的应用,制冷装置自动控制和微机的应用可以快速、精确实现库房冷间温度自动调节与遥测及蒸发器的冷却排管自动除霜，冷加工工艺流程的程序控制，制冷压缩机的自开、停和能量调节，对氨泵、水、油、放空气系统的自动控制及最佳工况的调节。对冷库的节能，稳定冷间温度、降低损耗，保证食品质量及实现冷库的现代化管理具有实际意义。

　　规范执行机房、库房的操作管理，提高操作管理人员的节能意识,要根据制冷系统的工况参数变化，及时合理地调整制冷系统。同时要注意及时融霜、放油、除垢和放空气。当制冷系统的低压设备中存有因混入过多水分而难以蒸发的氨液时，这些氨液占据蒸发器的有效容积，造成蒸发压力过低，降温困难，耗电增加，因此必须设法将其排出，必要时要更换制冷剂。另外要加强冷库管理，针对冷库跑冷点较多的状况，应做到尽量减少人员进出、随手关灯、随手关门、确保冷风幕的工作正常等，以减少冷耗。对于蔬菜保鲜库，通风换气十分必要。除严寒季节在白天进行通风换气外，其他季节应在气温较低的夜间和清晨进行通风，以尽量减少外界热量的侵入；在通风换气的同时，要开启制冷机，以减免库内温度的升高。

　　利用制冷装置的废热与余冷，冷凝器中释放出来的热量是制冷装置的废热。如有条件可采取措施收集利用废热，以减少其他能源的消耗，达到节能的目的。比如将冷凝器流出的冷却水作为蒸发器冲霜水，用余热加热空气供冬季取暖等。制冷装置的余冷主要是冻结间的冷风机冲霜水。冲霜后的水温低于10℃，如将冲完霜的水集中到水池内作冷凝器的冷却水使用，既改善了制冷工况，增大了制冷量，又可减少冷却耗水。