大型制冷系統(tǒng)自動(dòng)控制與節(jié)能方法初探

張振華 肖家峰

摘 要 近年來，有關(guān)能源的話題逐漸被人們重視，科學(xué)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步使得人類對(duì)于能源的需求越來越大，能源的充足與否也成為決定一個(gè)國(guó)家發(fā)展水平的重要因素。而我國(guó)現(xiàn)行的制冷系統(tǒng)，一般都存在著嚴(yán)重的能源浪費(fèi)問題，行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)制冷系統(tǒng)提出了更高的要求，越來越多的用戶開始不僅關(guān)注其制冷效果，也越來越重視整個(gè)制冷系統(tǒng)的效率，是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行以及最重要的節(jié)能問題。本文以冷藏庫(kù)為研究對(duì)象，首先分析了我國(guó)冷藏庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及制冷系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在的問題，并就這些問題提出了相應(yīng)的自動(dòng)控制與節(jié)能改進(jìn)方式，旨在促進(jìn)我國(guó)制冷行業(yè)向智能化和環(huán)?；较虻陌l(fā)展。

關(guān)鍵詞 大型制冷系統(tǒng) 自動(dòng)控制 節(jié)能

中圖分類號(hào)：TB657 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

對(duì)于制冷系統(tǒng)而言，其在安全穩(wěn)定的條件下進(jìn)行運(yùn)行時(shí)最能使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最佳的能效比。因此，利用現(xiàn)代科技對(duì)大興制冷系統(tǒng)采用自動(dòng)控制和節(jié)能技術(shù)。

1國(guó)內(nèi)冷藏庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)冷庫(kù)的制冷工藝相對(duì)于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家而言起步較晚，發(fā)展也比較落后。在制冷劑的選擇上，由于氟利昂對(duì)于環(huán)境的危害較大，所以世界上基本都是用氨作為制冷劑。在壓縮機(jī)方面，目前我國(guó)用的較多的是活塞式壓縮機(jī)，但是隨著帶有經(jīng)濟(jì)器的壓縮機(jī)的出現(xiàn)，其安全性高、無極能量調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)吸引著行業(yè)的領(lǐng)先者，所以我國(guó)也大有以此取代活塞式壓縮機(jī)的趨勢(shì)。在冷凝器方面，我國(guó)現(xiàn)在普遍采用的是水冷式冷凝器，而國(guó)外則以蒸發(fā)式冷凝器為主，其無論是在性能還是節(jié)能方面的效果都顯著高于水冷式冷凝器。

2冷庫(kù)制冷設(shè)備及系統(tǒng)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

我國(guó)現(xiàn)行冷庫(kù)一般采用的是氨泵集中式供冷系統(tǒng)，包括單級(jí)壓縮以及雙級(jí)壓縮兩套制冷系統(tǒng)。制冷系統(tǒng)的設(shè)備組成包括以下幾種：（1）壓縮機(jī)：壓縮機(jī)是冷藏庫(kù)制冷系統(tǒng)最為核心的設(shè)備，在整個(gè)制冷系統(tǒng)中起著重要的作用。其能否與整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行良好的匹配，對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的能效和節(jié)能效果具有很大的影響。（2）冷凝器：我國(guó)目前的大型制冷系統(tǒng)裝置采用的都是水冷式冷凝器，壓縮機(jī)排放出來的高壓氨氣通過冷凝器上部的殼體進(jìn)入，在低溫的管道外凝結(jié)成為液體，氨液隨后順著管流入冷凝器下部的貯液器中。此外，部分冷凝水會(huì)經(jīng)由冷凝器上部的配水箱沿管道流下最終匯集在水池中。（3）蒸發(fā)器：-15℃的高溫政法庫(kù)房采用冷風(fēng)機(jī)強(qiáng)制循環(huán)冷卻，而-33℃的低溫庫(kù)房則采用直接蒸發(fā)的光滑管排管。除上述外制冷系統(tǒng)還包括低壓循環(huán)桶、集油器、空氣分離器、氨泵等一系列裝置。

制冷系統(tǒng)的自動(dòng)控制是一個(gè)較嚴(yán)密的封閉系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)制冷裝置持續(xù)正常的進(jìn)行，自動(dòng)控制系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、流量等一系列參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。

3大型制冷系統(tǒng)自動(dòng)控制與節(jié)能方法

3.1大型制冷系統(tǒng)的自動(dòng)參數(shù)調(diào)節(jié)

制冷系統(tǒng)的自動(dòng)控制是一個(gè)封閉的系統(tǒng)，制冷劑在制冷系統(tǒng)中進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，具體的運(yùn)行情況由 系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行反應(yīng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)該采用最為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)算法進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)反應(yīng)出來的環(huán)境溫度變化、冷卻物體的溫度變化、冷卻誰的容量和溫度變化等能夠真實(shí)反映系統(tǒng)的運(yùn)行情況，從未最為合理地控制整個(gè)系統(tǒng)的制冷效果以及能耗，保證其安全有效的運(yùn)行。

3.2大型制冷系統(tǒng)的節(jié)能方法

3.2.1定期清除冷凝器管壁上的水垢

冷凝器在運(yùn)行一段時(shí)間之后，表明形成的水垢會(huì)增加其管壁的厚度，這就會(huì)導(dǎo)致冷凝器管壁的熱阻增加，冷凝效果進(jìn)一步惡化，情況嚴(yán)重時(shí)甚至造成冷凝器管道的阻塞，因此，為了降低水垢對(duì)冷凝器的影響，應(yīng)該定期對(duì)水垢進(jìn)行清除，同時(shí)對(duì)于冷卻水的水質(zhì)進(jìn)行靜電、磁化、離子交換等處理。具體情況根據(jù)設(shè)備的性能具體確定。

3.2.2避免不凝氣體和及時(shí)排放不凝性氣體

在大型制冷系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，由于操作不規(guī)范以及系統(tǒng)負(fù)壓運(yùn)行等一系列的原因，空氣這種不凝氣體很容易進(jìn)入冷凝器中，造成系統(tǒng)的制冷能力大大減少，更好增加。所以在使用制冷系統(tǒng)時(shí)，必須按照相關(guān)的規(guī)范和要求進(jìn)行操作，防止不凝性氣體進(jìn)入制冷系統(tǒng)，最大程度地保證設(shè)備的正常節(jié)能運(yùn)行。

3.2.3定期放油

壓縮機(jī)排放出來的潤(rùn)滑油一部分會(huì)進(jìn)入冷凝器及其他相關(guān)裝置的管道中，造成設(shè)備底部的油漬沉淀，給整個(gè)制冷裝置的運(yùn)行造成不利影響。因此，除了選擇良好的油分離器之外，還要分析潤(rùn)滑油的滲出量等，避免油漬的堆積，造成電耗的增加。

3.2.4維持最佳的中間壓力和溫度

壓縮機(jī)的兩級(jí)制冷循環(huán)存在最佳的中間壓力（溫度），在此最佳條件下運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)的制冷系數(shù)能夠達(dá)到最大。一般冷凝裝置的設(shè)計(jì)最佳溫度（壓力）和實(shí)際操作時(shí)的最佳壓力（溫度）不同，應(yīng)該從各個(gè)企業(yè)的角度具體確定最佳的條件。此外，不同季節(jié)和不同環(huán)境中，也應(yīng)該考慮最佳中間壓力和溫度的差異。

4結(jié)語(yǔ)

制冷行業(yè)在我國(guó)近年來的發(fā)展較為迅速，但是整體上而言，其余西方發(fā)達(dá)國(guó)家還是存在較大的差距，無論是大型制冷系統(tǒng)的自動(dòng)化控制還是節(jié)能方面，都比價(jià)落后。隨著能源的稀缺性越來越大，我國(guó)也應(yīng)該重視這一嚴(yán)峻的問題，積極就一些能耗較大的設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能化研究，利用走動(dòng)控制系統(tǒng)更好地實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。通過以我國(guó)冷藏庫(kù)行業(yè)的大型制冷系統(tǒng)為例，希望本文可以在一定程度上為制冷行業(yè)未來的發(fā)展提供一定的發(fā)展方向。

作者簡(jiǎn)介：張振華（1966.12-）湖北省黃石市人，本科，黃石東貝制冷有限公司副總工程師，研究方向：商用制冷設(shè)備電氣自動(dòng)化。

參考文獻(xiàn)

[1] 李永方，李象，昌旭等.基于空調(diào)制冷系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（16）：4959.

[2] 司聞?wù)?，劉圣勇，遠(yuǎn)方等.水蓄冷對(duì)光伏半導(dǎo)體制冷系統(tǒng)節(jié)能的影響[J].河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，51（04）：530-535.