冷藏库的节能技术

2 冷藏库的隔热和防潮隔汽
2.1 冷库围护结构的隔热
为了减少通过围护结构（墙、屋顶、地坪等）传入冷 库的热量，就必须采取隔热措施，即选择适当的隔热材 料和确定合理的隔热层厚度。隔热层有块状的、板状的 和松散的几种，包括玻璃纤维、聚苯乙烯泡沫塑料、聚 氨酯泡沫塑料、软木、稻壳、麦糠、炉渣和膨胀珍珠岩 等。聚氨酯泡沫塑料的气泡结构几乎全部不相连通，属 闭孔型泡沫塑料，隔热性能好，且具有一定的防潮和隔 汽功能；它在常温下，可以预制成板状，也可以现场发 泡，施工方便；它本身可以与金属、非金属材料粘结，所 以隔热层没有接缝，整体性好，强度高，粘着力强。因 此，聚氨酯泡沫塑料是各种冷藏库首选的隔热材料[1]。
参考文献： [1] 韩宝琦，李树林. 制冷空调原理及应用[M]. 北京：机械工业出版社，
2003. [2] 张建一. 制冷装置节能技术[M]. 北京：机械工业出版社，2000. [3] GB50072- 2001，冷库设计规范[S].
制冷空调 Refrigeration Air Conditioning
与电力机械 & Electric Power Machinery
技术交流
冷藏库的节能技术
吕卫东
（福建省第五建筑工程公司，福建 泉州 362000）
摘要：分析了影响冷藏库负荷的主要因素；从冷藏库的设计、施工和制冷装置的操作运行等 环节，提出了冷藏库的节能措施。
根据以上分析，减少太阳辐射热的方法是采用白 色涂料的冷库外壁。因为白色的外表面对日照有很高 的反射率，会减少太阳辐射的影响；而且白色表面对长 波有很高的辐射率，在晴朗的夜晚，由于外表面对天空 的长波辐射，使建筑物的温度降低，降低了冷库的制冷 负荷。中国建筑科学研究院曾在常州自行车厂作过试 验，原来的屋面是水泥屋面，后来在屋面喷洒石灰水 后，屋面外表面温度下降了 19~24℃，屋内表面温度下 降了 16.4~19℃[2]。另有资料报导，夏季在强烈的太阳照 射下，白色表面的温度可比黑色表面低 25~30℃。
失减少了 57%。
于冷藏库的业主，实现制冷装置夜间运行会获得显著
以上主要分析了减少周围环境向冷库的传热。尽 的经济效益。
管如此，通过围护结构向冷库的传热引起的热负荷在 冷库总负荷中仍占有较大的比例，一般为 20%~35%， 小型冷库中甚至可占总负荷的 50%[1]。
（3）合理选择冷藏库的通风换气时间[3]。对于一些 有通风换气要求的冷藏库，通风换气引起的负荷是比 较大的，因为冷藏库内、外的温湿度差很大，室内外热
障率增加，运行的安全可靠性降低。因此，应尽可能使 对于冷藏库的业主具有多方面的综合效益，广大制冷
制冷装置在较低的冷凝温度下运行。为了实现制冷装 工作者及冷藏库业主应有充分的认识。
置在较低的冷凝温度下运行，安排制冷装置在夜间运
行是很重要的。因为夜间的环境湿球温度较低，无论是 各种水冷式或空气冷却式冷凝器，都会使冷凝温度降 低。这样就会使制冷装置的制冷量增加，能耗降低，达 到节能效果。应该注意的是，在冷库制冷工艺设计中要 选择合适的冷凝温度，如果设计中选择较低的冷凝温 度，可能会导致在实际运行中出现较高的冷凝温度。因
众所周知，冷藏库的基本冷源是人工制冷，而人工 制冷必须消耗能量。20 世纪 70 年代以来，能源问题已 被列为世界基本矛盾之一。随着冷藏技术的发展和库 容量的迅速增加，制冷消耗的能源也在迅速增加。因 此，冷藏库的节能正在引起制冷和食品行业越来越广 泛的重视。
1 冷藏库的节能
食品在冷库的低温下贮藏，抑制了引起食品腐败 变质的微生物的生命活动和食品本身的呼吸作用，因
4 防止和减少冷库建筑中的冷桥[1，2]
当有导热系数较大的建筑构件、管道及其吊卡支 架等穿过冷库围护结构的隔热层时，便形成了冷热交 换的通道，称为冷桥（或热桥）。冷桥的存在，破坏了隔 热层和防潮隔汽层的完整性和严密性，容易使隔热材 料受潮失效，墙、柱所形成的冷桥可以使地坪下土壤冻 胀，危及冷库建筑结构的安全。暴露在空气中的冷桥会 在其表面产生凝结水或冰霜，增加冷库围护结构 的热 负荷。所以在冷库的设计和施工中，应采取合理的结 构，避免形成冷桥。对于那些不可避免会形成冷桥的构 件和管道等必须采取适当的措施，即用导热系数较小 的隔热材料对形成冷桥的构件或管道等进行隔热处 理，增大其热阻，将冷桥产生的不良影响减少到最小的 程度。
83 No.3/2010
总第133期 第31卷
制冷空调 Refrigeration Air Conditioning
与电力机械 & Electric Power Machinery
技术交流
择或设计。库门打开时，空气幕应能随着开启。有文献 为按较低的冷凝温度设计，由于冷凝负荷较小，选择的
指出，正确安装的空气幕，可使因冷库门开启而引起的 冷凝器传热面积就较小。当运行中冷凝温度高于设计
- 5℃降至 - 30℃时，在同样制冷量下，能耗会增大 1 倍 以上。也有资料指出，制冷装置的蒸发温度每升高
7 结语
1℃，节能 2%~3%。可见蒸发温度的变化对制冷装置的 能耗影响很大，因此应尽可能避免蒸发温度过低。
（2）合理确定冷凝温度[1，2]。由于冷凝温度与冷凝压
随着经济的发展和生活水平的提高，冷藏库得到 了迅速的发展，作为能耗大户，冷藏库的节能也受到了 业界的关注。
选定隔热材料后，就需要确定隔热层的厚度。隔热 层越厚，传热量越小，敷设隔热层的成本就越高。冷藏
82 No.3/2010 总第133期 第31卷
技术交流
制冷空调 Refrigeration Air Conditioning
& Electric Power Machinery 与电力机械
库的设计中，通常取围护结构的传热量为 11.63W/m2， 根据这个指标就可以确定隔热层的厚度[1~3]。这样确定 的隔热层厚度称为标准隔热层厚度。
湿交换对冷库负荷的影响也大。如果安排在凌晨
6 冷库运行中的节能
5：00~6：00，这时环境空气的温湿度都比较低，而且空
（1）冷库运行中在保证冷库温度的前提下，尽可能 采用较高的蒸发温度。据文献[2]介绍，当蒸发温度由
气比较清新，由通风换气引起的热湿负荷也就相对较 小。一些高温冷库的运行经验都证明了这一点[3]。
3 减少太阳辐射热
冷库外表面受太阳的直接照射，使进入冷库内的 热量增加，如果采取措施减少太阳辐射的影响，冷库的 热负荷就会减少，就能减少冷库能耗，节省运行费用。
太阳辐射热与冷库的建筑外表面积、太阳辐射的 强度等因素有关。冷库设计时应选择单位库容量的冷
5 在冷藏库大门设置合理的空气幕
由于一般冷库建筑具有内冷、外热的特点，因此当 开启冷库大门时，在库内外风压和热压的作用下，冷库 大门处将产生强烈的热湿交换，导致冷库负荷的增加， 所以通常在冷库Байду номын сангаас门处设置空气幕，以减少冷库内外 的热湿交换[1~3]，为了确保空气幕的隔热效率，对空气幕 的宽度、空气流速及其吹出角度等都应进行合理的选
2.2 冷库围护结构的防潮隔汽
隔热层有隔热作用，但是受潮后它的隔热性能严 重降低。隔热层受潮主要是空气中的水蒸气渗透到隔 热层内遇冷凝结造成的。冷藏库内外温差较大，高温侧 空气中的水蒸气不断进入隔热层，遇冷后就会凝结成 水，积聚在隔热层材料内，使隔热材料受潮，造成隔热 性能降低，甚至失效。为了保护隔热层材料不受潮，在 隔热材料外设置防潮隔汽层是必要的。根据要求，当冷 库内外的温度差超过 5℃时，就应当在高温侧设置防 潮隔汽层[1]。
制冷装置安排在夜间运行，不仅使单位制冷量能
使冷藏库的投资增加多少，但是却能减少冷库大门处 耗降低，具有直接的节能效益，而且对地区电网具有
的热湿交换，从而节约能源，不失为一种简单实用的方 “移峰填谷”的社会效益。目前各地都在推行峰谷电价
法。据文献[2]介绍，采用 PVC 门帘后，冷库门的冷量损 差，冷库在夜间运行可以享受到较低的电价。所以，对
力相对应，冷凝温度升高，冷凝压力也随着升高，将使
冷藏库的节能包括冷藏库的设计、施工、制冷装置
制冷压缩机的排气压力升高，压缩比增大。这就会使压 的操作运行等各个环节。一个设计不合理，操作管理不
缩机的输气系数降低，功耗增大，经济性下降。另一方 善的冷藏库，其能耗水平可比节能的冷藏制冷装置高
面，压缩比增大会使压缩机排气温度升高，压缩机的故 2~3 倍。因此，冷藏库的节能不仅具有社会效益，而且
库建筑外表面较小的结构。太阳辐射强度随地区、季 节、一天中的时间、天空中的云彩、空气中的水蒸气含 量等的不同而不同。冷库壁面吸收的太阳辐射热是由 冷库的朝向及表面对太阳的吸收率决定的。冷库建筑 物的朝向在设计中应综合考虑。冷库壁面太阳热的吸 收率主要取决于壁面材料的化学成分、表面光滑状况、 表面颜色等[1]，其中表面颜色是影响太阳吸收率的主要 因素。冷库表面颜色越浅，反射太阳辐射热的能力越 大，对太阳热的吸收率就越小，例如白色墙面或屋顶对 太阳热的吸收率不到黑色表面的 25%[2]。
热湿交换减少 10%以上。这一方面减少了冷损失，另 值时，实际冷凝负荷增大，按较低的冷凝温度选用的冷
一方面减少了进入冷库的水分，减少了冷库中的冰霜。 凝器将不能满足需要，实际冷凝温度将会升高，能耗增
另外，根据一些冷藏库的运行经验，在冷库大门安装一 大，制冷装置效率下降。
个 PVC 门帘，再配合空气幕的使用，这种方法并没有
20 世纪 80 年代以后，由于世界性的能源危机，各 国对节能问题日益重视，很多国家建议冷库的隔热层 适当加厚，比如日本提出了采用比标准隔热层厚度增 加 25%的节能型隔热层厚度[2]。中国电力资源比较缺 乏，采用节能型隔热层厚度比发达国家具有更重要的 意义。小型冷藏库的能耗指标较高，当库内外温度等条 件相同时，100m3 的冷库单位容积耗能量是 10 000m3 冷库的 6~7 倍，所以增加隔热层厚度对小型冷库的节 能有更重要的意义。当然，选用节能型隔热层厚度会增 加一些冷库建筑及施工的投资。根据经验，采用节能型 隔热层的冷库，隔热工程投资约增加 25%，而且一般在 冷库运行 2~3a 内可由节约的能源费中回收[2]。