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制冷系统节能优化与改善大气环境的考虑


制冷技术

2007年第2期

制冷系统节能优化与改善大气环境的考虑
刘岩松 (烟台冰轮股份有限公司烟台264000) 【摘 要】本文从制冷系统节能的角度Ⅲ发.分析了系统叫以提供节能的各个环节,在了解分析现状的基础上,总结了如何进

行制玲系统节能同时改善大气环境的一些方法,给fn了些有效的节能措施,前瞻性的提

出了些值得探讨的设想。

【关键词】廿能优化融霜冷热回收环保
0前言 我国是能源消耗大国,2002年以来,我囝的能源

R22并联机组应用的用户,应优先选择带有热氟融霜 功能的装置,若项目处在分析期,末端蒸发器也可以 考虑采用送风温度始终高于其露点温度的不结霜非 标冷风机,辅助水冲霜,以此降低食品冷加工过程的
运行费用;

消耗增长一直高}cI)P增长,2000乍我国的能源消 费弹性系数,即能耗增长率与GDP增长率的比值尚 为O.47,2002年升高到1.19,2003年再上升到1.42, 2004年此系数高达1.8以上。超过1的能源消费弹 性系数所反映的是,我们的高增长是建立在更高消耗 和高排放基础上的。随着科技进步和人们思想认识 的挺高,如何合理节能并减少大气热排放是当前一个 时期比较突m的L个问题,在食品加工企业中,制冷 系统是主要动力消耗单位,包括了电力、水消耗,优化 方案、合理控制是制冷系统节能的晕要前提。 目前,制冷系统应用最为广泛的是R22系统和 R717系统,在项目的设计和施工、运行中,有渚多现
实的环节值得我们节能优化。


系统的设计优化主要考虑:譬如多个冻结问采用 一台并联机组为主机时,已临近降温终了的房间将受 初投人冻结间的影响,库温很快回升,使冻结食品品 质下降,应采取避免各问库温互相影响的技术措施; 北方地区冷凝器应优先选择町在冬季干球工况运行
的蒸发式冷凝器;

目前开发的R22系统自动控制程序,分为温度 或蒸发压力控制两种控制方式,冲霜控制程序一般是 根据冷风机运行时间削断。这种控制模式在实际使 用中尤其低温冷藏环节,由于冷风机供液方式为上供 下回,并且直接膨胀方式的供液量较少,系统小具有 蓄冷能力,停机后库温回升相对较快,压缩机频繁启 动,电能消耗比氨制冷系统要大得多,有用户统计,低 温冷藏库在压缩机停机后回升平均每小时1度,牦电 平均o,8kwh/(i.d)。可以在系统设计上考虑采用 电子膨胀阀与PIc控制器结合的控制方式,个别系 统可以考虑变蒸发温度或变蒸发压力调节系统,以避 免压缩机频繁启动。
2其他方面的优化考虑

R22系统的优化系统 R22并联机组的推广使用,使制冷系统非常容易

的实现了自动控制和系统简洁化,系统安全性得到提 高。经过近期考察多个项目使用运行的R22并联机 组系统,在实际运行中,R22系统多方面需要进行节 能优化设计: R22系统冲霜方式的选择对系统节能影响较大, 在低温冷冻、冷藏中,R22系统冲霜方式一般为电热 融霜,个别项目附以水冲霜。据国内统计,一般冷库 制冷系统中,热气融霜冷风机的总耗电量约占25%, 而冷风机采用电热融霜时需要额外耗电约占总耗电 的20%,可以看出电热融霜是非常不节能的。国内 各并联机组生产厂在热氟融霜的开发利用中,绝大多 数厂家可以提供的系统服务仅氟泵供液系统可以采 用热氟融霜,而占据大半市场的直接膨胀供液系统, 一般采用电热融霜,远不能满足节能要求。对于有

包括R7】7系统在内的其他制冷系统,考虑的优 化措施主要有:压缩机功率消耗节能措施、老系统的 冷风机改造、系统的废热回收和废冷回收、泵类的效 率分析与改进、系统保温的改进等。 压缩机能耗优化主要表现在电机与工况的配套, 在低温工况下,电动机要考虑不稳定工况运行和安全 裕度较大,厂家配套电机功率与实际稳定工提时的轴

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2007年第2期

制冷技术

功率差距变大,造成电耗严重,低温冷藏系统一般常 年运行,所配备的压缩机应该考虑变频撺制;压缩机 台数较多并需要考虑投资的项目,在电机丰句件可以满 足的条件下可以采用超频技术。大型冷藏库的主机 为避免压缩机频繁启动,为减少对电网冲击,可以考
虑采用软启动。

值偏大(见下表)
中佗面积热流量 ’Ⅳm2
日木

法围


美曰
6 31

中国
8一i2

在确定完保温材料类别和对应的技术参数后,日 常选用保温厚度有节能型或经济型两种,选用节能型 保温厚度有十分明显的经济意义,我国电力资源比较 紧张,电力成本较高,电价费用较高,制冷项目建设应 综合分析比较运行费用、一次性投资、项目周期等经 济参数,优先选择节能型保温厚度,尤其对于大型低 温冷藏库等低温工况系统可有效降低运行费用。
系统自动控制对节能也有直接的影响,制冷系统

在常见的制冷系统中,老式冷风机或小厂生产的 冷风机一般没有运行特性计算过程和对冷风机的实 验分析,样本中也无冷风机的特性曲线图或表,仅凭 制冷量和射程、蒸发面秘等方面选择冷风机,使冷风 机效率低下。叶轮是风机的关键部件,对f老式风机 可采取换新式叶轮的方式改进效率;冷风机的布置方 式应结合货物堆码状况,利用堆垛通道兼做布风通 道,合理布风,使温度场均匀;冷冻机或速冻问系统还 要考虑冷风出风方向对食l锗冻结速度和干耗的影响。
很少有项月能对制冷系统的废热与废冷进行综

自动控制的模式较多,常见一般有:直接蒸发系统的 蒸发温度调节、蒸发压力调节,间接冷却系统的变流
量调节,与手动操作相比,自动控制可以实理实对计

算,减少操作延时,摊高控制精度。样近几年的制冷 系统发展中,R22系统一般都实现了自动控制,比较 大的厂家采取的控制方式以蒸发压力为中心控制点: R717系统也在自动化上开始了成功应用,譬如我公 司承接青岛爱通物流冷藏库,烟台万华制冷站项目 等,以蒸发温度或蒸发压力为中心控制点。自动化控 制的选择可以使系统保持在最佳工作状态,对于系统 运行、操作人员要求等有直接的节能意义,经济效益
对比十分明显。 在两级制冷压缩机的低温工况中,中间压力的确

合利用,譬如肉类加工厂一方面采用锅炉等设备将热 源输送到生产线,一方面制冷系统的冷凝废热排至大 气,造成能源浪费。制冷系统的冷凝热回收对于T厂 节能有十分积极的经济意义,压缩机排气管道侧加设 换热器,制取的热水可以用于生活、生产线的清洗甚 至生产线的直接使用。冷凝热负荷的减少也十分有 利于制冷系统的能耗降低,降低冷凝温度.呵以明显 提高压缩制冷量。制冷系统废冷回收包括冲霜时的 废冷、低温库地下通风管或通风层的废冷、无保温的 低温部位等,可冷回收的主要是前两项,制冷系统冲 霜可采用水冲霜,冲霜回水可作为室内舒适空调的冷 源,经换热后再循环至冲霜水池,低温库地下通风管 或通风层的空气夏季经除味、杀菌处理后町直接用于 室内舒适空调送风,尤其大型冷库地下构造为架空层 时,循环使用空气,可满足要求不高的舒适性空凋,譬 如机房控制室,办公室、换装间等局部隔间的夏季空 调需求。 系统保温分为冷库库体保温及设备管道保温,其 l}t冷库库体保温厚度计算在保温材料类型确定的情 况下,取决于围护结构总热阻的取值,而总热阻大小 又取决于倒护结构每平方米面积每小时允许进入库 内的热量,即单位面积热流量,我国在GB50072— 200l《冷库设计规范》中给出r单位面积热流量范围 的推荐值:8—12w/m2,在一般计算中取中问值 10w/m2,与发达国家相比,我国的单位面积热流量取

定也影响整个制冷循环的制冷系数和运行的经济性, 在蒸发压力和冷凝压力已给定的情况下,刘应有一个 最佳的中间压力(中间温度)。无级能量调节的螺杆 压缩机组,可以通过微调制冷压缩机的能量调节来调 整稳定于最佳中间压力(中间温度)条件下工作。对 于冷凝温度保持恒定而蒸发温度发生变化时,可以通 过自动控制系统使系统自适应稳定于最佳中间压力
(中间温度)条件下工作。 结束语

对一个发展中的高能源消耗国家来说,每个单位 的节能于本单位有直接的经济效益,于国家经济持续 发展有着重大意义,制冷系统只是其中的个体,本文 只列举了系统中部分町以考虑节能的环节,如何让 制冷系统发挥最大效率,降低能耗,同时也减少热排 放,保护环境,是每个制冷工作者考虑的重要问题。

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制冷系统节能优化与改善大气环境的考虑
作者: 作者单位: 刊名: 英文刊名: 年,卷(期): 被引用次数: 刘岩松 烟台冰轮股份有限公司,烟台,264000 制冷技术 REFRIGERATION TECHNOLOGY 2007(2) 1次

引证文献(1条) 1.万锦康.张青.曹广荣.厉建国.龚海辉 半封闭单机双级压缩机制冷系统的经济性与可靠性分析[期刊论文]-流体机 械 2008(6)

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