典型中等規(guī)模冷藏庫制冷系統(tǒng)中各部分的能耗分布如下:壓縮機的功耗為78%;冷藏庫內(nèi)風機能耗為15%;冷卻水泵能耗為4%;制冷劑泵能耗為1%;其他能耗為2%。從能耗分布可知,節(jié)省制冷系統(tǒng)的能量應主要從壓縮機和冷風機入手,主要措施如下。
1.合理錯峰運行 制冷系統(tǒng)應根據(jù)峰谷電價不同,盡可能避免在早、晚高峰時用電,而在夜間開啟壓縮機等,其電費只有白天的1/3。同時,由于夜間溫度低于白天,可降低冷凝溫度、提高制冷效率以節(jié)省耗電。如果冷藏庫中需低溫空調(diào),還可利用夜間制冰等形式蓄冷,白天釋放冷量滿足要求。
2.積極推廣制冷系統(tǒng)余熱利用 冷藏庫壓縮機在運轉(zhuǎn)中,其排氣溫度為90-100 ℃,在排氣總管上設置排熱回收熱交換器,可將排氣溫度降至60℃左右,再進入冷凝器,而進入熱交換器的液體(水、乙二醇、冷凍油等)可加熱溫升20℃左右。在國內(nèi)、外冷藏庫均有利用這種余熱的例子:以冷凍油、乙二醇作為媒介,回收余熱后作為冷藏庫地坪防凍的熱源;也可作為洗浴熱水的加熱源。
3.設定合適的控制精度 控制精度可以影響制冷機組的運行時間,但是控制精度應按貯藏商品和不同的貯存期的要求來設定。從節(jié)能的角度出發(fā),在不影響商品的品質(zhì)的條件下,控制精度宜取低不取高,不必片面追求高精度控制。
除了原有的庫房溫度設定值之外,對于多個冷藏間的庫房溫度控制,宜加設庫溫超限控制值,這種雙因素的庫房溫度調(diào)節(jié),能使制冷系統(tǒng)按需要投入運行,不會因為個別庫房溫度的偏離而過早投入運行;還可以根據(jù)當時的實際情況不使冷藏間或制冷系統(tǒng)過早地停止運行,充分利用現(xiàn)有能里并避免設備或系統(tǒng)的頻繁啟停。
4.減少不同蒸發(fā)溫度冷間的并聯(lián)運行 由于同一系統(tǒng)的制冷壓縮機只能在同一個蒸發(fā)溫度下運行,所以不同蒸發(fā)溫度的冷藏間如果并聯(lián)運行,就會使相對蒸發(fā)溫度較高的庫房處于高耗能運行狀態(tài),該冷藏間熱負荷越高其耗能就越高,應當盡量避免這種情況的出現(xiàn)。值得注意的是,在氟利昂制冷的雙溫冷藏庫中,在高溫庫回氣管上加背壓閥,在低溫庫回氣管上加單向閥,是不節(jié)能的典型做法,不應該提倡。
5.調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)
(1)多點溫度參數(shù)的庫房溫度調(diào)節(jié):庫房溫度理想的控制方式是以庫房的平均溫度、冷風機的進風及出風溫度為輸入參數(shù),編制適當?shù)目刂瞥绦颍ㄟ^PLC進行調(diào)節(jié)可以達到節(jié)能的要求,也能滿足某些庫房高精度溫度調(diào)節(jié)的需要。
(2)變蒸發(fā)溫度調(diào)節(jié):蒸發(fā)溫度以庫房熱負荷以及制冷系統(tǒng)制冷量為參數(shù)進行調(diào)節(jié),使壓縮機的制冷量與熱負荷達到一個動態(tài)的平衡點。既能達到節(jié)能的目的,又能使能全調(diào)節(jié)更為合理。但在實施變蒸發(fā)沮度調(diào)節(jié)時,很難控制制冷劑節(jié)流裝置,只能在小范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
(3)變流量調(diào)節(jié):制冷劑流量與空氣流量參數(shù)的調(diào)節(jié)都是與庫房冷分配設備制冷量以及庫房溫度直接相關(guān)的調(diào)節(jié),也是冷藏庫節(jié)能自控應予重視的內(nèi)容之一。通過變流量調(diào)節(jié)可以有效地減小風機或泵的功率,一般可以節(jié)能4%。
(4)相對濕度調(diào)節(jié):對于要求高相對濕度冷藏庫的調(diào)節(jié),盡量要求降低蒸發(fā)器表面與庫內(nèi)空氣的對數(shù)平均溫差,有必要時還可采用載冷劑間接制冷系統(tǒng)。此外還可采用空氣融霜和把融箱水還原給庫房的制冷系統(tǒng)。對于低相對濕度要求的冷藏庫調(diào)節(jié),要在達到相對濕度要求的同時減小冷藏庫的熱負荷,同時要避免氣流組織控制時帶入不必要的室外熱濕負荷。
6.推廣熱氣除霜方式,降低庫房溫升 空氣流經(jīng)蒸發(fā)器時,若蒸發(fā)器表面溫度低于0℃時,則在空氣冷卻和干燥同時蒸發(fā)器表面將會呈現(xiàn)出霜層,從而嚴重影響蒸發(fā)器的傳熱效果,致使產(chǎn)冷量下降,電耗增加。在我國對于采用頂、坡排管的蒸發(fā)器,一般采用手工掃霜的方法。對采用翅片型式蒸發(fā)器的冷風機,以往一般采用水沖霜方法。這些方法存在效率低、時間長等不利因素。國外一般均采用熱氣自動除霜,即將壓縮機排出的高壓熱氮氣引到蒸發(fā)器除霜,國內(nèi)一些新建冷藏庫也在逐步采用。它的好處是節(jié)能,沖霜應用熱源是高壓熱氨蒸氣,減輕了冷凝器負荷,它對蒸發(fā)器管子加熱是由管內(nèi)向管外進行,雖然管子的溫度可高達50℃,但只有當霜層全部融化、脫落后,翅片管才能對冷風機四周空氣加熱,但此時沖霜應立刻結(jié)束。同時在沖霜前可利用熱氣的壓力把積存蒸發(fā)器內(nèi)氨液和油排入到低壓捅內(nèi),這樣既減少了對氨液加熱量又可提高蒸發(fā)器傳熱效果。
7.實時計算控制,確保系統(tǒng)最佳節(jié)能運行 前面已經(jīng)分析到,在采用自動控制時,最好能實現(xiàn)實時控制,這樣可以隨時調(diào)整制冷系統(tǒng)的工作負荷,實現(xiàn)最優(yōu)化運行,達到節(jié)能目的。冷藏庫節(jié)能工作的實施,自動控制起到了十分重要的作用。不少單位在節(jié)能自控運行方面投入較大,并取得了相當成效。以Danfoss公司的產(chǎn)品及其在若干工程中的實施為例,其節(jié)能綜合措施和成效可基本歸納如下:①電子膨脹閥的應用,可節(jié)能10%;②按需融霜功能,可節(jié)能5%;③夜間回置的庫溫設定,可節(jié)能4%;④冷風機風扇運行控制,可節(jié)能3 %;⑤冷藏庫門防結(jié)露絲控制,可節(jié)能2%;⑥壓縮機組和冷凝風扇控制,可節(jié)能10%。
以上6條措施的綜合節(jié)能效果可達15%-34%。