摘要：隨著冷藏技術(shù)的不斷發(fā)展，冷庫(kù)容量的迅速擴(kuò)大，如何高效低能冷藏保鮮已成為制約冷庫(kù)發(fā)展的瓶頸。本文針對(duì)如何配置適宜的換熱系統(tǒng)，如何提高換熱系統(tǒng)的冷藏效率，如何降低冷藏過(guò)程中的冷損失等問(wèn)題，通過(guò)技術(shù)措施對(duì)冷庫(kù)建設(shè)提出了合理化建議。

關(guān)鍵詞：冷庫(kù)、冷藏技術(shù)、節(jié)能措施、設(shè)備配置

Abstract: With the development of refrigeration technology, cold storage capacity expands very rapidly. How can we achieve high-effect and low-energy refrigeration? It has become the bottleneck of the development of cold storage. In this paper, I mainly talk about how to configure the appropriate heat transfer system, how to improve the heat transfer efficiency of refrigeration system and how to reduce the storage in the peocess of cold loss problems. I put forward some rational suggestions on refrigeration storage construction through technical measures.

Key words: refrigeration storage, refrigeration technnology, energy saving measures, device configration

冷庫(kù)是通過(guò)制冷設(shè)施的熱交換，使該空間內(nèi)的冷藏食品保持穩(wěn)定低溫以達(dá)到保鮮或冷藏的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。食品保鮮或保鮮主要憑借食品冷藏鏈，將易腐肉類、水產(chǎn)品、果蔬等通過(guò)預(yù)冷、加工、貯存和冷藏運(yùn)輸，最大限度的保持原有食品的色澤、營(yíng)養(yǎng)成分及口感，達(dá)到食品保質(zhì)保鮮，延長(zhǎng)食品保存期的目的，起到調(diào)劑淡、旺季市場(chǎng)的需求并減少生產(chǎn)與銷售過(guò)程中經(jīng)濟(jì)損耗的作用。

隨著人民生活水平的提高，人們對(duì)保鮮食品的需求也必將不斷增強(qiáng)，截止目前，我國(guó)現(xiàn)有冷凍冷藏能力已達(dá)900 多萬(wàn)噸，年耗電約35.8萬(wàn)度，與國(guó)外同等冷藏量耗能相比，能耗較大，約為日本平均水平的2.5倍，英國(guó)平均水平的2倍。當(dāng)代社會(huì)，低碳經(jīng)濟(jì)是追求目標(biāo)，因此，最大限度的做好冷庫(kù)的節(jié)能工作，是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切需要，也是大力發(fā)展“資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)”的基石。鑒于現(xiàn)狀，針對(duì)冷庫(kù)存在的耗能高、換熱系統(tǒng)配置不合理、運(yùn)行不協(xié)調(diào)、管理不科學(xué)等問(wèn)題，切實(shí)做好冷庫(kù)節(jié)能工作已是發(fā)展之根本。

全國(guó)現(xiàn)有冷庫(kù)中，多數(shù)冷庫(kù)仍采用以氨為制冷劑的集中式制冷系統(tǒng)，冷卻效果差、生產(chǎn)管理混亂、設(shè)備技術(shù)陳舊、自動(dòng)化程度比較低、能耗效率相對(duì)低下；同時(shí)在地基處理方面也存在嚴(yán)重的缺陷，通過(guò)地下?lián)Q熱的方式帶走了近22%的能量。我國(guó)現(xiàn)有冷庫(kù)耗能如表1所示。

表1                               單位（Kwh/m3.y）

中國(guó)		日本		英國(guó)
上海冷藏企業(yè)平均水平	國(guó)內(nèi)平均	先進(jìn)水平	平均水平	先進(jìn)水平	平均水平
76	131	32	48～56	16	60
0.58kWh/t·d	1.0kWh/t·d

由上表可以看出：我國(guó)冷藏企業(yè)總體耗電量比較大，全國(guó)平均水平遠(yuǎn)高于國(guó)外同行業(yè)平均水平，如我國(guó)冷藏耗電量全國(guó)平均為131 KWh /m3 ⋅ y，是英國(guó)平均水平的2 倍多，是日本平均水平的2.5 倍左右，即使是我國(guó)冷藏行業(yè)比較發(fā)達(dá)的上海，比國(guó)外同行業(yè)也仍然存在很大的差別，如上海冷藏企業(yè)耗電量平均水平為76 KWh /m³ ⋅ y，是英國(guó)先進(jìn)水平的4.7 倍左右，日本的2.4 倍左右。

⑴配置合理的換熱系統(tǒng)

換熱系統(tǒng)是冷庫(kù)的主要耗能系統(tǒng)，主要是由壓縮機(jī)、冷凝器、空氣冷卻器及貯液罐等組成。冷庫(kù)冷藏效果如何，主要表現(xiàn)在對(duì)其的選型與配置，尤其是壓縮機(jī)和冷凝器。

①壓縮機(jī)的選型與配置技術(shù)

壓縮機(jī)是換熱系統(tǒng)的核心部件之一，在冷庫(kù)設(shè)計(jì)時(shí)往往采用最大負(fù)荷來(lái)進(jìn)行壓縮機(jī)的選型，根據(jù)負(fù)荷合理調(diào)整壓縮機(jī)的臺(tái)數(shù)或減少壓縮機(jī)的工作缸數(shù)，使系統(tǒng)負(fù)荷和壓縮機(jī)冷量相匹配，防止“大馬拉小車”的現(xiàn)象，增加能耗。

在壓縮機(jī)的選型與配置過(guò)程中，盡量選擇“1+1” 的匹配模式，即用一臺(tái)較大壓縮機(jī)配一臺(tái)小壓縮機(jī)的模式或者配套兩臺(tái)同等負(fù)荷的壓縮機(jī)，使其均處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，而非滿負(fù)荷狀態(tài)。壓縮機(jī)的選型應(yīng)根據(jù)實(shí)際制冷效果和制冷量大小來(lái)確定，壓縮機(jī)的選型主要依據(jù)壓縮比、排氣量。一般情況下壓縮機(jī)的壓縮比為3.2-3.4，壓縮機(jī)的級(jí)數(shù)由壓縮效果的能效性確定，一般情況為4-6級(jí)。選擇空壓機(jī)的氣量要和所需的排氣量相匹配，并留有 10％左右的余量。如果用氣量大而空壓機(jī)排氣量小，會(huì)造成空壓機(jī)排氣壓力的大大降低，而不能驅(qū)動(dòng)風(fēng)動(dòng)工具。排氣量越大壓縮機(jī)配的電機(jī)越大，不但價(jià)格高，而且浪費(fèi)購(gòu)置資金，使用時(shí)也會(huì)浪費(fèi)電力能源。

②冷凝器的選型與配置技術(shù)

目前，國(guó)外應(yīng)用最多冷凝器是蒸發(fā)式冷凝器，它具有換熱速度快、換熱完全、噴淋裝置無(wú)堵塞等特性，它省去了冷卻塔和水泵及循環(huán)水池的投資，冷卻水流量?jī)H為水冷式冷凝器的1/10，節(jié)能效果顯著。在常規(guī)冷庫(kù)的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)盡量選擇主流蒸發(fā)式冷凝器，不僅能充分利用外部自然條件實(shí)現(xiàn)制冷劑的制冷，同時(shí)對(duì)降低企業(yè)生產(chǎn)成本既有積極的意義。

蒸發(fā)式冷凝器的選型方法目前常用的有單位面積冷負(fù)荷估算法與概算-校核法。單位面積冷負(fù)荷估算法即先粗選一個(gè)冷凝熱流密度值, 后再計(jì)算冷凝面積, 根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇冷凝器的型號(hào)及臺(tái)數(shù)。概算-校核法的計(jì)算步驟為: (1) 粗估熱流密度值,計(jì)算冷凝面積； (2) 設(shè)計(jì)冷凝器盤(pán)管的結(jié)構(gòu),按標(biāo)準(zhǔn)選擇配風(fēng)量與配水量; (3) 按設(shè)計(jì)的空氣參數(shù)求出進(jìn)口空氣的焓值,再根據(jù)空氣流量、冷凝負(fù)荷計(jì)算出口空氣的焓值；(4)計(jì)算管內(nèi)冷凝放熱系數(shù)、水膜換熱系數(shù)、水膜表面與濕空氣熱質(zhì)當(dāng)量換熱系數(shù), 然后選取各層導(dǎo)熱的熱阻；(5) 計(jì)算傳熱系數(shù)、對(duì)數(shù)平均溫差及所需的冷凝面積。如果計(jì)算的結(jié)果與預(yù)估不符, 再假設(shè)熱流密度, 直至兩者相等為止。

⑵采取地基隔熱處理措施

地基隔熱處理措施是指針對(duì)不同地域的冷庫(kù)因不同季節(jié)地表溫度與庫(kù)內(nèi)溫度存在的溫差，為防止此溫差引起的能源浪費(fèi)而采取的一系列地基處理措施。它包含特制沙層、隔熱層、通氣管層及地表層。經(jīng)過(guò)隔熱處理后的地基與簡(jiǎn)單處理的地基相比，相同條件下的能耗前者只是后者的1/4～1/5。在地基隔熱處理措施中，最為重要的是隔熱層和通氣管層的設(shè)計(jì)，在隔熱層設(shè)計(jì)中需選擇適宜的聚高彈性的隔熱材料，并運(yùn)用整體鏈接技術(shù)，使整個(gè)冷庫(kù)地基實(shí)現(xiàn)防潮、防震、防局部溫變的目的。在通氣管道的設(shè)計(jì)中應(yīng)注意橫向、縱向管道全部聯(lián)通并在各個(gè)方向上的通風(fēng)措施建設(shè)，在通風(fēng)管道端頭還應(yīng)設(shè)置必要的防護(hù)網(wǎng)，避免小動(dòng)物在其內(nèi)部搭窩而堵塞通風(fēng)。

⑶圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用節(jié)能型隔熱層厚度

圍護(hù)結(jié)構(gòu)、隔熱層的傳熱量占冷庫(kù)總熱負(fù)荷的20％-35％，所以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的熱負(fù)荷可以達(dá)到節(jié)能的目的。圍護(hù)結(jié)構(gòu)得熱量Q₁ = KA（T_W-T_F）n ，從傳熱公式可知，傳熱量與三個(gè)因素有關(guān)，即傳熱面積A (m)、傳熱系數(shù)K（W/K·℃）和傳熱溫差ΔT (℃)。傳熱溫差與庫(kù)外環(huán)境溫度和貯藏食品所需要的庫(kù)內(nèi)溫度有關(guān)，傳熱系數(shù)主要由圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外壁面的對(duì)流換熱系數(shù)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱阻構(gòu)成，圍護(hù)結(jié)構(gòu)熱負(fù)荷與保溫層厚度成反比，適當(dāng)增加保溫層厚度將有效降低能源損失，減少冷庫(kù)的運(yùn)行費(fèi)用。

⑷提高蒸發(fā)溫度

適當(dāng)提高蒸發(fā)溫度，能縮小傳熱溫差，減少壓縮機(jī)的功率消耗，提高產(chǎn)冷量，有資料顯示，對(duì)于壓縮機(jī)，蒸發(fā)溫度每升高1℃，每千瓦電機(jī)每小時(shí)的產(chǎn)冷量將提高2.4％左右，一般制冷裝置都是按滿負(fù)荷條件下設(shè)計(jì)的，但在實(shí)際運(yùn)行中很多情況不是滿負(fù)荷運(yùn)行，所以在制冷量減少時(shí)，提高蒸發(fā)溫度，即減少傳熱溫差，同樣可以達(dá)到降溫的效果。

⑸減少通過(guò)冷藏門(mén)的熱濕空氣浸入

冷庫(kù)門(mén)的開(kāi)閉將會(huì)引起很大的冷量散失，冷藏門(mén)的性能不良可能使能耗增加15％或者更多。若不及時(shí)關(guān)閉冷庫(kù)門(mén)，導(dǎo)致大量的熱空氣進(jìn)入冷庫(kù)，熱濕空氣的結(jié)合容易在冷風(fēng)機(jī)和蒸發(fā)器表面結(jié)霜，并且還會(huì)打破冷庫(kù)溫度場(chǎng)的平衡，加重制冷機(jī)組的負(fù)擔(dān)。

減少冷庫(kù)門(mén)的冷損耗應(yīng)該注意以下幾方面：

①設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量減小冷庫(kù)門(mén)的面積，特別注意降低冷庫(kù)門(mén)高度，研究證明，冷庫(kù)門(mén)高度方向的跑冷要比寬度方向大的多；

②增加風(fēng)幕阻止冷庫(kù)冷損耗，并且做到風(fēng)幕與冷庫(kù)門(mén)的智能化，即伴隨著冷庫(kù)門(mén)開(kāi)閉的同時(shí)啟動(dòng)和關(guān)閉風(fēng)幕。

⑹采取智能控制系統(tǒng)，充分利用自然溫差

我國(guó)晝夜溫差大，據(jù)統(tǒng)計(jì)，冷凝溫度每下降1℃，可減少壓縮機(jī)功耗1.5%, 單位軸功率制冷量將提高2.6%左右。夜間環(huán)境溫度低，冷凝溫度也將會(huì)下降，據(jù)統(tǒng)計(jì),海洋性氣候地區(qū)晝夜溫差可達(dá)到6～10℃，大陸性氣候晝夜溫差可達(dá)10～15℃，南方地區(qū)晝夜溫差可達(dá)到8～12℃，所以增加夜間開(kāi)機(jī)時(shí)間，有利于冷庫(kù)節(jié)能。

我國(guó)是耗能大國(guó)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，大力推廣節(jié)能技術(shù)，普遍采取節(jié)能措施是實(shí)現(xiàn)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的重要舉措之一。本文通過(guò)對(duì)冷庫(kù)現(xiàn)狀分析，針對(duì)高耗能的工序提出具體的技術(shù)節(jié)能措施。低溫保鮮儲(chǔ)藏是未來(lái)的發(fā)展方向，推廣冷庫(kù)的節(jié)能措施也是必然趨勢(shì)。

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