劉 釗
松下冷機系統(大連)有限公司
冷庫現狀及冷庫節能途徑
劉 釗
松下冷機系統(大連)有限公司
冷庫是采用人工制冷的方法讓固定空間達到規定的溫度便于儲藏物品的建筑物,起到延長被儲藏物保質期的作用。冷庫廣泛應用于食品、制藥、化工、果蔬、禽肉、超市、醫院等行業。目前我國現有冷庫容量達到2200 萬噸,但是結構性并不十分合理,已經初顯過剩現象,不少冷庫資源存在閑置的狀況,同時在智能化、綠色化、高效化等方面,與發達國家相比,仍有不小差距。冷藏技術的發展和冷庫容量的迅速增加必然關系到能源消耗問題。我國冷庫能耗一般占整個冷鏈物流企業能耗的70%以上。
冷庫;節能;現狀分析
制冷是耗能較大的行業之一,作為食品低溫流通中樞的冷庫目前廣泛采用的壓縮式制冷裝置,消耗大量電能。據統計,制冷設備能耗已占全國耗電量的15%左右。因此,制冷裝置的節能是我國節能工作中重要的一環。
1.1 冷庫結構不合理
雖然我國冷庫在近年來得到長足的發展,但是在結構性方面還存在不合理現象,主要表現在以下幾個方面:一是冷庫結構形式不合理,傳統的單層冷庫、多層冷庫較多,裝配式、立體式、節能智能庫相對較少;二是區域分布不合理,超過50%的冷庫集中在江蘇、山東、上海、海南等東部地區,中西部地區冷庫占比卻不足;三是儲藏物結構不合理,偏重于肉禽類、果蔬類、水產品類。
1.2 部分冷庫設計不盡規范,存在諸多安全隱患
國內很多冷庫屬于無證設計、安裝,缺乏統一標準,缺乏特種設備安全技術檔案現象較為普遍。操作人員未經專業培訓無證上崗,管理人員安全意識淡薄。部分容積500m3以上以氨為制冷劑的土建食品冷庫,其庫址選擇、地基處理、制冷設備安裝等方面嚴重不符合《冷庫設計規范》的要求,存在諸多安全隱患。許多冷庫名為氣調庫卻達不到氣調的目的,部分低溫庫一建成就面臨停用或只能按高溫庫降級使用的局面。
1.3 冷庫的隔熱材料過去很長一段時間都采用軟木、稻殼、聚苯乙烯等
就目前來說,采用聚氨酯現場發泡最為合適,由于聚氨酯硬質泡沫塑料的導熱系數很小,隔熱層可做得較薄,這樣可以增加庫內的容積,而且施工快速、粘結牢固、內外無接縫、隔水隔熱性能都很好,其內表面用金屬鋁板圍護即可,總熱惰性指標低于1.5,僅為軟木隔熱混凝土內墻的16%~20%。
1.4 節能未受足夠重視
冷庫屬于耗能大戶,已占我國耗電量的1/7左右。隨著世界性能源短缺和國家對節能環保的重視,冷庫行業也將面臨如何降低能耗的問題。影響冷庫能耗的因素主要有冷庫類型、保溫材料種類的選擇、制冷劑的選用、冷風機排管布置及融霜方式、是否采用變頻調速控制、冷庫運行的智能程度等。
2.1 溫度控制精準化
傳統中大型冷庫由于空間大,溫度的精準控制比較難,溫度偏差比較大。然而規范科學的溫度控制是保證貯藏物品質的關鍵。由于冷庫客觀存在區域溫差和空間溫差,并不能維持一個恒定的絕對平均溫度和最適溫度,這一缺點直接影響著冷凍食品的質量和企業的經濟效益。因此,必須采取有效的技術措施,調節和嚴格控制區域空間溫差,最大限度地縮小冷庫各區域的溫度差異,實現冷庫溫度控制的精準化,使存儲食品處在最佳的溫度狀態,這是冷庫發展的一項重大技術課題,值得進一步研究和探討。
2.2 注重節能材料的選擇
建筑節能措施有減少太陽輻射熱、庫門外設置空氣幕等。減少太陽輻射熱會減少冷庫的能耗,達到節能效果。影響太陽輻射熱的因素有冷庫外表面積、太陽輻射的強度、冷庫壁面太陽的吸收率等,所以建設冷庫時,在滿足冷庫容量的情況下,盡量選擇建筑外表面積較小的結構。而太陽輻射的強度會隨著季節、天氣的不同發生較大變化,因此根據物理學原理,冷庫外表面最好選用白色或顏色較淺的涂料,增大反射太陽輻射能力。空氣幕安裝在庫門外上方,從空氣幕噴出的氣流能夠阻止庫外熱空氣直接進入庫內。如果庫內也安裝空氣幕,形成雙層空氣幕,節能效果將更加顯著。PVC門簾和空氣幕配合使用,節能效果更優。
2.3 變頻調速技術的應用
隨著科學技術發展,變頻調速因其節能,高效,減噪,可靠等優點,廣泛應用到工業控制的各個領域,變頻調速技術在冷庫節能應用領域潛力巨大,可應用在壓縮機、冷風機、冷庫大門等設備改造中。風機設備變頻節能效果可以做到節能20%~50%,對變頻風機在低溫冷庫應用中節能效果進行研究,在不同工況下,變頻風機的使用節能效果顯著,庫內工況溫度越低,使用變頻風機節能效果更顯著。對變頻控制技術在冷庫門運行控制中應用可行性進行討論,認為變頻控制技術可以實現冷庫快速開啟,避免因冷庫門開關所造成人員夾傷、車輛損傷等安全問題。
2.4 管理方面的節能措施
(1)執行大、中、小維修制度。根據使用情況和壓縮機磨損規律,一般壓縮機運行10000h后應大修,5000h應中修,1000h應小修。(2)加強庫門的維護與管理。主要包括三個方面:第一,對冷藏門進行有效地維護,確保冷藏門的無故障啟閉。第二,盡量減少開門時間和次數。第三,增設PVC軟門簾或高效率空氣幕,并建議增設回籠間,頂部用鍍鋅板覆蓋,便于定期除霜。
綜上所述,雖然我國目前冷庫發展還相對落后,但相信隨著大量制冷工作者的不懈努力,我國的冷庫面貌會發生巨大轉變,而節能的問題,說到底是人的問題,只要我們在設計中考慮嚴謹,同時再加強科學管理,認真把住“冰、霜、水、門、燈”這五關,做到及時調整閥門、及時沖霜、及時放油、及時除垢、及時放空氣,這樣我們就一定能把冷庫節能問題處理好。
[1] 孫忠宇,程有凱. 冷庫現狀及冷庫節能途徑[J]. 節能,2007,07:53-54+3.
[2] 王賀. 冷庫系統節能及優化研究[D]. 重慶大學,2008.
[3] 李夔寧,王賀,吳治娟,郭寧寧. 冷庫節能途徑探討[J]. 制冷技術,2008,02:1-4+12.