冷庫(kù)是食品冷凍加工、儲(chǔ)存與流通的重要設(shè)施，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。能源是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的基本條件之一，節(jié)約能源是國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。
作為耗電大戶的冷庫(kù)，在長(zhǎng)期國(guó)營(yíng)企業(yè)的體制下，存在大量不重視能源管理與浪費(fèi)能源的現(xiàn)象，隨著能源市場(chǎng)與世界的接軌，特別是我國(guó)加入世界貿(mào)易組織，任何企業(yè)必須與世界各國(guó)優(yōu)秀的企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)，此時(shí)，企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和成本將決定一個(gè)企業(yè)的生死存亡，能源在冷庫(kù)產(chǎn)品成本中占有重要地位，搞好節(jié)能工作將對(duì)冷庫(kù)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提高發(fā)揮重要作用。因此分析、研究冷庫(kù)行業(yè)制冷系統(tǒng)耗電情況，探討制冷系統(tǒng)操作運(yùn)行中的節(jié)能措施與方法，對(duì)節(jié)約能源、降低冷庫(kù)企業(yè)生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益具有現(xiàn)實(shí)意義
現(xiàn)狀
冷庫(kù)是消耗電能比較大的部門(mén)，據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，僅商業(yè)系統(tǒng)的食品冷藏業(yè)，總耗能折合用電量約為17.3億度，占全國(guó)耗能的1.8%。若單以耗電而言，約為5.7億度，占全國(guó)發(fā)電量的1.6%。而冷庫(kù)又是冷藏業(yè)中的主要的用電部門(mén)(位)，因此，對(duì)于冷藏業(yè)來(lái)說(shuō)，節(jié)能的核心部門(mén)就是冷庫(kù)。目前，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)折算，冷庫(kù)的制冷系統(tǒng)所耗能源，每?jī)鼋Y(jié)一噸白條肉平均耗電量約為110度(其中耗電指標(biāo)有高達(dá)180度，噸，耗電指標(biāo)低的也達(dá)到70度，噸);對(duì)于凍結(jié)物冷藏間冷藏一噸冷凍食品，平均耗電量為0.4度，天(其中耗電指標(biāo)每噸有高達(dá)為1.4度/天，耗電指標(biāo)低的每噸也達(dá)0.2度/天);對(duì)于冷卻物冷藏間冷藏一噸食品，平均耗電為0.5度，天(其中耗電指標(biāo)有高達(dá)1度，天，耗電低的也達(dá)0.3度，天)。由此可見(jiàn)。在冷庫(kù)內(nèi)凍結(jié)和冷藏食品各種工況下的能源消耗隨著地區(qū)之間、企業(yè)之間、冷庫(kù)的設(shè)計(jì)狀況和管理水平等不同，存在著較大的差別，因而，對(duì)于冷庫(kù)制冷系統(tǒng)通過(guò)技術(shù)改造和科學(xué)管理達(dá)到節(jié)能的目的，有很大的潛力，大有可用“武”之處。
節(jié)約能源的途徑
對(duì)冷庫(kù)有諸多節(jié)約能源的途徑，如結(jié)合利用建筑空間，充分發(fā)揮多功能的作用;合理使用設(shè)備，加強(qiáng)科學(xué)管理，提高設(shè)備利用率;選用加工新工藝，新設(shè)備和高新技術(shù)等等。
選用新工藝，新設(shè)備和新技術(shù)的設(shè)計(jì)方案
1.縮小制冷劑蒸發(fā)溫度與冷庫(kù)內(nèi)溫度的溫當(dāng)庫(kù)房?jī)?nèi)溫度一定時(shí)，隨著蒸發(fā)溫度與庫(kù)房?jī)?nèi)溫度溫差的縮小，蒸發(fā)溫度就能相應(yīng)的提高，此時(shí)，如果冷凝溫度保持不變，則就意味著制冷壓縮機(jī)制冷量的提高，也可以說(shuō)在獲得相同的制冷量的情況下，可以減少電能的消耗。根據(jù)估算，當(dāng)蒸發(fā)溫度每降低1℃，則要多耗電3—4%。另外，縮小溫差值對(duì)降低庫(kù)房?jī)?nèi)貯藏食品的干耗亦是極為有利的。因?yàn)樾〉臏夭钪的苁箮?kù)房獲得較大的相對(duì)濕度，能減緩庫(kù)房?jī)?nèi)空氣中熱負(fù)荷的交換程度，從而達(dá)到減少貯藏食品的干耗，尤其對(duì)未進(jìn)行包裝處理的貯藏食品，更應(yīng)采用小的溫度差。
2.根據(jù)不同的冷藏食品和不同的貯藏期，確定相應(yīng)的貯藏溫度值針對(duì)各類食品，特別是肉食類在低溫貯藏期間的生化變化及嗜低溫細(xì)菌滋長(zhǎng)和繁殖被抑制的程度，可確定相應(yīng)最佳的貯藏溫度，如不超過(guò)半年的低溫貯藏，一般采用的貯藏溫度為-18—-15℃ ;超過(guò)半年時(shí)間的貯藏，應(yīng)采用≤-18℃ 的低溫;對(duì)于含脂肪量大的食品，如含脂肪較多的魚(yú)類，為防止低溫貯藏期脂肪的氧化，應(yīng)采用低于-18℃ 的貯藏溫度，最好為-24一-20℃ 的溫度。由此可見(jiàn)，采取了不同的貯藏溫度后，對(duì)于某些食品，特別是屬短時(shí)期貯藏，就相當(dāng)于上述分析提高了制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度，從而也就提高了制冷壓縮機(jī)的制冷量。
3.凍結(jié)間配用雙速或變速風(fēng)機(jī)。食品在凍結(jié)過(guò)程中，實(shí)際上釋放熱量是不均勻的放熱過(guò)程，而相應(yīng)對(duì)冷卻設(shè)備的需冷量亦是不均勻的。食品的凍結(jié)過(guò)程可分為三個(gè)階段，即第一階段是冷卻階段，食品的溫度由>0℃降至0~C左右;第二階段是冰晶形成階段，食品溫度由0~C左右降至-5℃ 左右;第三階段是凍結(jié)降溫階段，食品由-5℃降至-15℃左右。從上分析可知，食品凍結(jié)的三個(gè)階段中，第二個(gè)階段所需制冷量最大，此時(shí)凍結(jié)間的所有設(shè)備要全部投入工作，而在首尾兩個(gè)階段，由于單位時(shí)間內(nèi)熱負(fù)荷較少，可適當(dāng)降低冷風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，減少風(fēng)量，以達(dá)到節(jié)約電能的目的。若凍結(jié)間采用的冷風(fēng)機(jī)僅是一種轉(zhuǎn)速，無(wú)法可調(diào)，那樣就會(huì)影響到凍結(jié)過(guò)程中循環(huán)風(fēng)量和室內(nèi)吹風(fēng)速度的調(diào)節(jié)。從而增加電能的消耗。
4.減少冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量的指標(biāo)在冷庫(kù)設(shè)計(jì)中，低溫冷庫(kù)的外墻的單位熱流量q 一般采用11.63W左右，如果能將q 降至到6.9W/則對(duì)于一座5000T~10000T級(jí)的低溫冷庫(kù)，據(jù)估計(jì)，動(dòng)力費(fèi)可下降10%左右。當(dāng)然，單位熱流量指標(biāo)的降低，就意味著圍護(hù)結(jié)構(gòu)的隔熱層要加厚，一次性的投資費(fèi)用提高了，但與冷庫(kù)經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的減少相比較，那么，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)角度還是從技術(shù)管理角度來(lái)考慮，采用降低冷庫(kù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量指標(biāo)還是合理合算的。
5.綜合利用冷庫(kù)建筑空間，充分發(fā)揮多功能作用。利用凍結(jié)間有旺、淡季之分，而淡季又大于旺季時(shí)間。在淡季可兼作冷藏間，以貯藏包裝成形的食品。這樣既增加使用效率和經(jīng)濟(jì)效益;減輕了圍護(hù)結(jié)構(gòu)等的各種損壞，解決了對(duì)相鄰冷藏間的溫度影響;加快了食品凍結(jié)速度，時(shí)間縮短，使食品質(zhì)量更佳;還可配合冷風(fēng)機(jī)的使用，貯藏特殊食品超低溫環(huán)境的要求。
加強(qiáng)科學(xué)管理?yè)?jù)
調(diào)查可發(fā)現(xiàn)，在許多冷藏企業(yè)，目前，節(jié)能管理工作較薄弱，企業(yè)中能源浪費(fèi)現(xiàn)象較嚴(yán)重(國(guó)營(yíng)企業(yè)大于私營(yíng)企業(yè)或大型企業(yè)大于中、小型企業(yè))。為此，通過(guò)加強(qiáng)企業(yè)的科學(xué)管理和積極進(jìn)行技術(shù)改造，能節(jié)省不少能源和提高企業(yè)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
1.保證良好的熱交換效果在實(shí)際使用管理過(guò)程中，要確保冷卻水的流量，采取防垢措施，改善水質(zhì)，減緩熱交換器的結(jié)垢程度，保證熱交換器的傳熱效果，降低冷凝壓力(冷凝溫度)，以達(dá)到節(jié)約電能。據(jù)計(jì)算可知，冷凝溫度在25℃ 一加℃之間，當(dāng)降低1℃ ，可節(jié)省電能3.2%左右。
2.定期或及時(shí)放油、放空氣，確保傳熱面積的利用率。對(duì)傳熱部件，要注意管內(nèi)壁的油污、主要是制冷劑中夾帶的冷凍油，如果油量過(guò)多時(shí)，將在傳熱表面上形成油漠，熱阻增大，使放熱系數(shù)降低。據(jù)有關(guān)資料介紹，當(dāng)蒸發(fā)器管內(nèi)有0.1mm厚的油膜，為保持設(shè)定的溫度要求，蒸發(fā)溫度就要下降2.5℃ ，耗電量增加ll% ;當(dāng)冷凝器內(nèi)水管壁結(jié)水垢1.5mm時(shí)，冷凝溫度就要比原來(lái)的溫度上升2.8℃ ，耗電量增加9.7%;當(dāng)制冷系統(tǒng)中混有不凝結(jié)氣體，其分壓力值達(dá)到0.196Mpa時(shí)，耗電量將增加18%。因此，在使用管理中，要保持傳熱設(shè)備良好的傳熱效果和充分利用傳熱面積，達(dá)到降低制冷的能量消耗。
3.淘汰能耗大的各類型號(hào)、老設(shè)備的制冷壓縮機(jī)由于冷庫(kù)的建造和時(shí)段所選用的設(shè)備、型號(hào)有所不同，由于使用管理水平存在著差異，長(zhǎng)時(shí)間的工作又缺少必要的維修保養(yǎng)等因素，使制冷壓縮機(jī)的制冷能力不適應(yīng)設(shè)計(jì)時(shí)的熱負(fù)荷，從而增加了壓縮機(jī)的工作周期，這樣，耗電量等指標(biāo)也將增大，使運(yùn)行的費(fèi)用上升，因而，要根據(jù)壓縮機(jī)的實(shí)際參數(shù)測(cè)定，及時(shí)更新超標(biāo)的制冷壓縮機(jī)。從理論上講，技改的費(fèi)用投入暫時(shí)增加了，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)運(yùn)行視角看，還是經(jīng)濟(jì)可行的。
4.節(jié)約用水量制冷系統(tǒng)用水主要是冷凝器用水;制冷壓縮機(jī)氣缸冷卻水套用水;蒸發(fā)器、冷風(fēng)機(jī)沖霜用水。節(jié)約用水既能達(dá)到節(jié)省水量，又能達(dá)到節(jié)省電能。為了能更好地節(jié)約用水，充分水的再利用，這不但可節(jié)省水費(fèi)，也能更好地發(fā)揮各設(shè)備的使用效能，冷庫(kù)的制冷系統(tǒng)可采用循環(huán)供水方式，例如冷凝器用水若采用循環(huán)用水，即配用冷卻水塔或采用蒸發(fā)式冷凝器，則實(shí)耗水量?jī)H為5% 左右;再如制冷壓縮機(jī)的氣缸冷卻水套用水，每臺(tái)機(jī)器用水時(shí)一般在2—4T，h，日積月累，耗水量是相當(dāng)可觀的;再如利用庫(kù)房冷風(fēng)機(jī)的沖霜水，用此部分水溫很低，若將其引回用于冷凝器，這既減少了水量的損失，又達(dá)到降低冷凝壓力的目的。
5.房冷卻排管要及時(shí)除霜霜是熱交換的不良導(dǎo)體，霜層過(guò)厚，就會(huì)極大地降低傳熱性能。當(dāng)冷卻排管表面的霜層厚度達(dá)到與管壁的厚度相同時(shí)。霜層的熱阻約比鋼管的熱阻大99—443倍，當(dāng)霜層厚度>lOmm時(shí)，其傳熱效率下降30%左右以上，可見(jiàn)霜層對(duì)傳熱影響有如此之大，所以，管壁上結(jié)霜后傳熱系數(shù)降低，制冷量減少，為了達(dá)到相同的制冷效果，則耗電量大增。經(jīng)測(cè)定，當(dāng)管壁內(nèi)外測(cè)溫差為lO℃ 時(shí)，庫(kù)溫在-l8℃，排管工作一個(gè)月后，其傳熱系數(shù)K值大約只有原來(lái)數(shù)值的70%左右，尤其冷風(fēng)機(jī)中的肋片管，當(dāng)結(jié)有霜層時(shí)，不但熱阻增大，而且空氣的流動(dòng)阻力亦增加，嚴(yán)重時(shí)其至無(wú)風(fēng)送出。為此，要定期將蒸發(fā)器表面進(jìn)行掃霜或沖霜處理。此外，對(duì)傳熱件表面的防銹，粘結(jié)的空氣灰塵，將都有較大的熱阻，從而導(dǎo)致放熱系數(shù)下降。冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的科學(xué)管理能達(dá)到節(jié)能的方面是很多的，如運(yùn)轉(zhuǎn)降溫時(shí)，根據(jù)庫(kù)房的熱負(fù)荷調(diào)配啟、停壓縮機(jī);杜絕開(kāi)“太平車”和“大馬拉小車”的操作方法，保持制冷系統(tǒng)的正常供液，防止過(guò)大的回冷過(guò)熱度;冷庫(kù)冷藏門(mén)要積極維護(hù)，嚴(yán)格控制它的開(kāi)啟數(shù)次和時(shí)間，保持良好的嚴(yán)密性。
2.3冷藏食品的結(jié)構(gòu)改革為冷庫(kù)節(jié)能開(kāi)創(chuàng)了新渠道隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，當(dāng)前市場(chǎng)冷凍食品的改革刻不容緩，冷凍食品的結(jié)構(gòu)改革為冷庫(kù)的節(jié)約能源帶來(lái)了基本條件。
2.3.1肉胴體分割剔骨的節(jié)能效果將肉胴體進(jìn)行分割剔骨，改變以往的白條肉凍結(jié)和冷藏的做法。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料介紹，肉胴體經(jīng)分割，剔骨、去肥膘處理后進(jìn)行凍結(jié)貯藏，節(jié)省凍結(jié)能耗50% ，節(jié)省低溫冷藏空間5O一55%，節(jié)能效果是明顯的。
2.3.2冷藏肉食品包裝化的節(jié)能效果以往冷藏食品因無(wú)包裝，直接影響冷凍食品在貯藏時(shí)的干縮損耗和能量消耗。若將肉胴體分割后進(jìn)行包裝，這將使包裝的冷凍食品在貯藏期間的干耗基本上接近零，由于食品的干耗大大減少，減少蒸發(fā)器融霜次數(shù)，制冷壓縮機(jī)的無(wú)效功率降低到最小的程度，實(shí)際上就起到了節(jié)約能源的作用。
2.3.3根據(jù)市場(chǎng)需要，有計(jì)劃地控制肉類數(shù)量，使冷凍肉改為冷卻肉，適應(yīng)市民吃營(yíng)養(yǎng)，吃新鮮的飲食新觀念。冷卻肉不僅在外觀，營(yíng)養(yǎng)等品質(zhì)方面保持的最佳質(zhì)量，在能量消耗上也只有凍結(jié)肉的40%左右，同樣起到了節(jié)約能源的作用。
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