谈冷库节能

谈谈冷库节能问题

作者：尹海蛟

能源，为世人所关注，是当今全球性需迫切解决的问题之一。能源之重要，就因为能源是国民经济建设、国防现代化等方面的基础，也是直接影响我国“四化”建设进程的重要问题。解决、利用好能源的思路应是开发和节约的并重，双管齐下。对于使用管理部门而言，应采取什么更适合节约能源的措施，是值得研究和探讨科题。笔者根据冷库的现状，浅析、探讨在当今条件下寻找出节能的途径。

冷库是食品冷冻加工、储存与流通的重要设施，在国民经济中占有重要地位。能源是国家经济建设的基本条件之一，节约能源是国家经济建设的长远战略方针。作为耗电大户的冷库，在长期国营企业的体制下，存在大量不重视能源管理与浪费能源的现象，随着能源市场与世界的接轨，特别是我国加入世界贸易组织，任何企业必须与世界各国优秀的企业竞争市场，此时，企业产品的质量和成本将决定一个企业的生死存亡，能源在冷库产品成本中占有重要地位，搞好节能工作将对冷库企业的经济效益提高发挥重要作用。因此分析、研究冷库行业制冷系统耗电情况，探讨制冷系统操作运行中的节能措施与方法，对节约能源、降低冷库企业生产成本，提高经济效益具有现实意义。

1. 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％。而冷库又是冷藏业中的主要的用电部门(位)，因此，对于冷藏业来说，节能的核心部门就是冷库。目前，据不完全统计折算，冷库的制冷系统所耗能源，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)；对于冻结物冷藏间冷藏一吨冷冻食品，平均耗电量为0.4度，天(其中耗电指标每吨有高达为1.4度/天，耗电指标低的每吨也达0.2度/天)；对于冷却物冷藏间冷藏一吨食品，平均耗电为0.5度，天(其中耗电指标有高达1度，天，耗电低的也达0.3度，天)。由此可见。在冷库内冻结和冷藏食品各种工况下的能源消耗随着地区之间、企业之间、冷库的设计状况和管理水平等不同，存在着较大的差别，因而，对于冷库制冷系统通过技术改造和科学管理达到节能的目的，有很大的潜力，大有可用“武”之处。

2．节约能源的途径

对冷库有诸多节约能源的途径，如结合利用建筑空间，充分发挥多功能的作用；合理使用设备，加强科学管理，提高设备利用率；选用加工新工艺，新设备和高新技术等等。

2．1选用新工艺，新设备和新技术的设计方案

2．1．1缩小制冷剂蒸发温度与冷库内温度的温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3—4％。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。因为小的温差值能使库房获得较大的相对湿度，能减缓库房内空气中热负荷的交换程度，从而达到减少贮藏食品的干耗，尤其对未进行包装处理的贮藏食品，更应采用小的温度差。

2．1．2根据不同的冷藏食品和不同的贮藏期，确定相应的贮藏温度值针对各类食品，特别是肉食类在低温贮藏期间的生化变化及嗜低温细菌滋长和繁殖被抑制的程度，可确定相应最佳的贮藏温度，如不超过半年的低温贮藏，一般采用的贮藏温度为-18—-15℃；超过半年时间的贮藏，应采用≤-18℃的低温；对于含脂肪量大的食品，如含脂肪较多的鱼类，为防止低温贮藏期脂肪的氧化，应采用低于-18℃的贮藏温度，最好为-24一-20℃的温度。由此可见，采取了不同的贮藏温度后，对于某些食品，特别是属短时期贮藏，就相当于上述分析提高了制冷系统的蒸发温度，从而也就提高了制冷压缩机的制冷量。

2．1．3冻结间配用双速或变速风机。食品在冻结过程中，实际上释放热量是不均匀的放热过程，而相应对冷却设备的需冷量亦是不均匀的。食品的冻结过程可分为三个阶段，即第一阶段是冷却阶段，食品的温度由>0℃降至0~C左右；第二阶段是冰晶形成阶段，食品温度由0~C左右降至-5℃左右；第三阶段是冻结降温阶段，食品由-5℃降至-15℃左右。从上分析可知，食品冻结的三个阶段中，第二个阶段所需制冷量最大，此时冻结间的所有设备要全部投入工作，而在首尾两个阶段，由于单位时间内热负荷较少，可适当降低冷风机的风速，减少风量，以达到节约电能的目的。若冻结间采用的冷风机仅是一种转速，无法可调，那样就会影响到冻结过程中循环风量和室内吹风速度的调节。从而增加电能的消耗。

2．1．4减少冷库围护结构单位热流量的指标在冷库设计中，低温冷库的外墙的单位热流量q 一般采用11.63W左右，如果能将q 降至到6.9W／则对于一座5000T~10000T级的低温冷库，据估计，动力费可下降10％左右。当然，单位热流量指标的降低，就意味着围护结构的隔热层要加厚，一次性的投资费用提高了，但与冷库经常运行费用的减少相比较，那么，无论从经济角度还是从技术管理角

度来考虑，采用降低冷库围护结构单位热流量指标还是合理合算的。

2．1．5综合利用冷库建筑空间，充分发挥多功能作用。利用冻结间有旺、淡季之分，而淡季又大于旺季时间。在淡季可兼作冷藏间，以贮藏包装成形的食品。这样既增加使用效率和经济效益；减轻了围护结构等的各种损坏，解决了对相邻冷藏间的温度影响；加快了食品冻结速度，时间缩短，使食品质量更佳；还可配合冷风机的使用，贮藏特殊食品超低温环境的要求。

2．2加强科学管理据

调查可发现，在许多冷藏企业，目前，节能管理工作较薄弱，企业中能源浪费现象较严重(国营企业大于私营企业或大型企业大于中、小型企业)。为此，通过加强企业的科学管理和积极进行技术改造，能节省不少能源和提高企业可观的经济效益。

2．2．1保证良好的热交换效果在实际使用管理过程中，要确保冷却水的流量，采取防垢措施，改善水质，减缓热交换器的结垢程度，保证热交换器的传热效果，降低冷凝压力(冷凝温度)，以达到节约电能。据计算可知，冷凝温度在25℃一加℃之间，当降低1℃，可节省电能3．2％左右。

2．2．2定期或及时放油、放空气，确保传热面积的利用率。对传热部件，要注意管内壁的油污、主要是制冷剂中夹带的冷冻油，如果油量过多时，将在传热表面上形成油漠，热阻增大，使放热系数降低。据有关资料介绍，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ll％；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％；当制冷系统中混有不凝结气体，其分压力值达到0．196Mpa时，耗电量将增加18％。因此，在使用管理中，要保持传热设备良好的传热效果和充分利用传热面积，达到降低制冷的能量消耗。

2．2．3淘汰能耗大的各类型号、老设备的制冷压缩机由于冷库的建造和时段所选用的设备、型号有所不同，由于使用管理水平存在着差异，长时间的工作又缺少必要的维修保养等因素，使制冷压缩机的制冷能力不适应设计时的热负荷，从而增加了压缩机的工作周期，这样，耗电量等指标也将增大，使运行的费用上升，因而，要根据压缩机的实际参数测定，及时更新超标的制冷压缩机。从理论上讲，技改的费用投入暂时增加了，但从长远运行视角看，还是经济可行的。

2．2．4节约用水量制冷系统用水主要是冷凝器用水；制冷压缩机气缸冷却水套用水；蒸发器、冷风机冲霜用水。节约用水既能达到节省水量，又能达到节省电能。为了能更好地节约用水，充分水的再利用，这不但可节省水费，也能更好地发挥各设备的使用效能，冷库的制冷系统可采用循环供水方式，例如冷凝器用水若采用循环用水，即配用冷却水塔或采用蒸发式冷凝器，则实耗水量仅为5％左右；再如制冷压缩机的气缸冷却水套用水，每台机器用水时一般在2—4T，h，

日积月累，耗水量是相当可观的；再如利用库房冷风机的冲霜水，用此部分水温很低，若将其引回用于冷凝器，这既减少了水量的损失，又达到降低冷凝压力的目的。

2．2．5对库房冷却排管要及时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>lOmm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，所以，管壁上结霜后传热系数降低，制冷量减少，为了达到相同的制冷效果，则耗电量大增。经测定，当管壁内外测温差为lO℃时，库温在-l8℃，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。为此，要定期将蒸发器表面进行扫霜或冲霜处理。此外，对传热件表面的防锈，粘结的空气灰尘，将都有较大的热阻，从而导致放热系数下降。冷库制冷系统的科学管理能达到节能的方面是很多的，如运转降温时，根据库房的热负荷调配启、停压缩机；杜绝开“太平车”和“大马拉小车”的操作方法，保持制冷系统的正常供液，防止过大的回冷过热度；冷库冷藏门要积极维护，严格控制它的开启数次和时间，保持良好的严密性。

2．3冷藏食品的结构改革为冷库节能开创了新渠道随着生产的发展和人民生活水平的提高，当前市场冷冻食品的改革刻不容缓，冷冻食品的结构改革为冷库的节约能源带来了基本条件。

2．3．1肉胴体分割剔骨的节能效果将肉胴体进行分割剔骨，改变以往的白条肉冻结和冷藏的做法。据统计资料介绍，肉胴体经分割，剔骨、去肥膘处理后进行冻结贮藏，节省冻结能耗50％，节省低温冷藏空间5O一55％，节能效果是明显的。

2．3．2冷藏肉食品包装化的节能效果以往冷藏食品因无包装，直接影响冷冻食品在贮藏时的干缩损耗和能量消耗。若将肉胴体分割后进行包装，这将使包装的冷冻食品在贮藏期间的干耗基本上接近零，由于食品的干耗大大减少，减少蒸发器融霜次数，制冷压缩机的无效功率降低到最小的程度，实际上就起到了节约能源的作用。

2．3．3根据市场需要，有计划地控制肉类数量，使冷冻肉改为冷却肉，适应市民吃营养，吃新鲜的饮食新观念。冷却肉不仅在外观，营养等品质方面保持的最佳质量，在能量消耗上也只有冻结肉的40％左右，同样起到了节约能源的作用。