冷庫制冷裝置在正常運行管理中,電能消耗是冷庫生產成本的主要部分,約
占總成本的25% ~30%或更多。如何減少制冷裝置的電能消耗,達到降低生
產成本的目的,對于冷庫生產企業提高制冷裝置的運行效率,取得巨大的經
濟效益具有重要意義。提出了提高冷庫制冷裝置效率的基本措施,對冷庫企
業減少能源消耗,降低生產成本具有重要的指導意義。
1、 定期清除冷凝器管壁上的水垢
水冷式冷凝器運行一定時間后,冷凝器的表面會形成水垢,水垢無形中使冷
凝器管壁增加了一層厚度,由于冷凝器鋼壁的導熱系數 較大( 50W/m·K),
而水垢的導熱系數 很小( =1.2~1.4W/m·K),只有前者的2.4% ~2.8
%。這樣就導致冷凝器管壁的傳熱熱阻增加,使冷凝器的冷凝效果惡化。結
垢嚴重時還可使冷凝器管道堵塞。據有關資料統計,冷凝器水側表面1.5
mm的水垢,會造成冷凝溫度升高約2.8℃,而使制冷裝置功耗增加9% ~10
%,從而增大了企業的運行成本?。結垢還會腐蝕設備,縮短設備的使用壽命
。所以一般殼管式冷凝器使用1~2年以后,必須除垢,保證制冷裝置能常、
安全、經濟地運行。冷凝器的除垢方法通常有手工清洗、機械清洗、電子除
垢和化學清洗四種。為了減少冷凝器內壁結垢的可能性,除了定期進行除垢
處理外,對制冷裝置的冷卻水(包括補給用水)必須作必要的水質處理。常見的
水質處理方法有靜電、磁化、離子交換、高頻電子和化學等5種方法。用戶可
根據冷庫生產企業的設備情況和技術力量選擇合適的水質處理方法。
2、防止不凝性氣體進入系統和及時排放不凝性氣體
在冷庫制冷裝置的操作管理過程中,由于加油和加注制冷劑操作不規范、系統
負壓運行等各種原因,使大量空氣(不凝性氣體的主要成分是空氣)進入制冷系
統,使冷凝面積減少,造成系統冷凝壓力提高,必將導致系統制冷能力的下降
,功耗增加。又因空氣的絕熱指數(=1.41)大于氨的絕熱指數(=1.28),因
此,當制冷系統存在不凝性氣體時,制冷壓縮機的排氣溫度因冷凝壓力升高和
壓縮空氣而額外升高。另外,制冷系統有不凝性氣體存在時,其中的氧氣和水
蒸氣對裝置設備有一定的腐蝕作用,減少了制冷裝置的使用壽命。由于不凝性
氣體給制冷裝置帶來不良后果,所以必須采取措施,如遵守操作規程(加油、
加注制冷劑操作等),避免裝置出現負壓運行等,以防止不凝性氣體進入裝置并
及時通過空氣分離器排放不凝性氣體。
3、定期放油
由壓縮機排出的潤滑油雖然在油分離器中可以大部分被分離下來,但仍有一部
分進入冷凝器和其它裝置管路中,凝結在管壁上或沉淀在設備的底部,給制冷
裝置的正常運行帶來危害。實驗證明:冷凝器管壁上粘附0.1mm的油污,制
冷壓縮機的產冷量下降16%,耗電量增加12%;而當潤滑油進入低壓裝置粘附
在蒸發器內表面時,0.1mm的油膜,會使得蒸發溫度下降2.5℃,壓縮機的
功耗增加12%_2J。其次油積聚在設備和管道內,便工作容積減少,又因油的
粘度大,遇到臟物和機械雜質易混合成膠狀物,這種膠狀物在流過面積較小的
管道或者閥門時,又易造成堵塞,引起制冷工況紊亂。因此,為了減少潤滑油
進入裝置,除了設置性能良好的油分離器外,還應根據壓縮機耗油情況,分析
制冷裝置潤滑油的含量,采取有效措施將其排出,以提高制冷裝置傳熱效果,
降低電耗。
4、及時除霜
冷庫制冷裝置運行一定時間后,庫內空氣中的水分會析出凝結在蒸發器管壁上,
如不及時除掉,會越積越厚,產生熱阻。冰霜的導熱系數要比蒸發器鋼壁小80
%L3 以上,因此,霜層的存在將明顯影響蒸發器的傳熱系數。致使制冷裝置制
冷量減少,耗功增大,特別是翅片管蒸發器,霜層的影響更加明顯,它不僅增
加導熱熱阻,而且使翅片管的傳熱面積減少,翅片間空氣流動受阻,管外一側
的放熱系數降低。根據有關試驗,當蒸發器管內外溫差At=10℃時,裝置如果
沒有采取任何除霜措施,一個月后,蒸發器的傳熱系數大約只有原來的70%。
所以及時除霜,保證蒸發器有高的傳熱系數,才能保證制冷裝置正常運行,實
現高效節能。
5、在生產允許的前提下,盡量增加夜間開機時間,以降低冷凝溫度 .
我國晝夜溫差變化大,海洋性氣候地區為610℃;大陸性氣候地區10 -15℃ ,
平均溫差約10℃左右。根據有關資料,冷凝溫度每下降1℃,可減少壓縮機功
耗19.5%。夜間運行時,由于周圍環境溫度及冷卻水溫的下降,冷凝溫度隨
之下降。這樣,在上述溫差范圍內可節能約在15%以上。因此,在不影響企業
生產及保證允許的庫溫波動范圍情況下,盡量增加夜間開機時間,降低制冷裝
置運行時的冷凝溫度,以達到節能的目的。但值得注意的是,通過降低冷凝溫
度的方法來提高壓縮機的制冷量,減少功耗,只能從冷凝器的選型及日常的操
作管理方面加以考慮。如果以增加冷凝水量或通過其它形式的動力消耗來降低
水溫的方法而使冷凝溫度降低是不合理的,冷庫常用的立式殼管式冷凝器的傳
熱溫差△£每增加1℃,需增加循環水量約2×10 H13/( ·s),因此需額外增加循
環水的動力消耗,此額外的動力消耗要比由此帶來的經濟效益大得多。當然,
并不是冷凝溫度(壓力)越低越好,對某些制冰或高溫貯藏的直接膨脹或重力供
液裝置,當環境溫度較低時,冷凝壓力過低會造成供液困難,此時應該減少循
環水泵或冷卻塔風機的運行臺數,以保障正常供液。
6、適當提高運行裝置的蒸發溫度
制冷裝置的蒸發溫度受食品冷加工工藝要求限制,因此在有特殊要求的食品凍
結加工過程中,不要隨意提高蒸發溫度。但我國大多數冷庫企業中,冷庫冷藏
間負荷遠小于設計熱負荷,一般只有設計負荷的20%-30%。根據 Q=K·F·At這
一計算公式,當裝置傳熱面積F不變,傳熱系數 略有變化的前提下,凍藏間負
荷p。減少較多時,可適當減少蒸發溫度與庫內空氣的傳熱溫差 ,也就是在庫
內溫度不變的情況下,提高運行裝置的蒸發溫度。根據有關資料,蒸發溫度提
高1℃,可節能約2.0%,因此裝置的蒸發溫度如果提高5℃ ,就可使裝置節
能約10%。另外,由于蒸發溫度的提高,減少了蒸發器與庫內空氣的傳熱溫差
,從而減少了食品的干耗,提高了食品的質量,使裝置的經濟效益進一步提高
。這一點在冷庫制冷裝置的操作管理中值得引起有關人員的重視。
7、維持可以中間壓力(溫度)
兩級壓縮制冷循環中,存在一個可以中間壓力(溫度),按此壓力(溫度)運行時,
裝置的制冷系數(COP) 大。在制冷裝置的設計中,一般是按設計條件的可以中
間壓力(溫度)來選配壓縮機的。但冷庫制冷裝置在實際運行過程中,運行條件
和設計工況往往有較大的差別。所以,應該從企業的角度來考慮可以中間壓力
(溫度)的問題。對氨或氟里昂一12制冷裝置而言,可以中間溫度£ (制冷劑的
溫度和壓力是一一對應的)可按下式計算 :tm =0.4tk +0.6t。+3℃式中 tk一
冷凝溫度,℃;to一蒸發溫度,℃。從上式可知,可以中間壓力(溫度)取決于
制冷裝置的冷凝溫度和蒸發溫度。對冷庫制冷裝置來說,壓縮機已經確定,蒸
發溫度受工藝條件限制,一般可認為是穩定的。所以影響可以中間壓力(溫度)
的主要因素是冷凝壓力(溫度),它隨環境溫度的變化而變化。對某個確定的蒸
發溫度而言,當制冷壓縮機容量不變時,對應于每一個冷凝溫度,兩級壓縮制
冷循環總存在一個固有的中間壓力(溫度),而這個固有的中間壓力(溫度)與可
以中間壓力(溫度)往往是不一致的。因此,注意在不同的季節調整中間壓力(溫
度),使之與可以中間壓力(溫度)盡可能一致。這樣,就能使制冷裝置的制冷系
數 大,電耗 小。
8、制冷壓縮機執行大、中、小維修制度
制冷壓縮機能否經常處于完好的運轉狀態、保持高效率,除了合理使用外,還
要做好El常的維護和修理工作。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。在檢修過程中,要認真
細致,檢查各零部件的允許公差,裝配間隙。如活塞式制冷壓縮機,在檢修過
程中要嚴格控制汽缸的余隙、活塞環的間隙等。否則的話,必將導致壓縮機輸
氣系數的減少,影響其制冷量。
9、加強技術管理。以保證節能措施的落實
在冷庫制冷裝置操作管理中,首先要有嚴格的管理體制,建立廠部、車間、班
組的耗能核算指標,堅持車間日志記錄制度,凡是涉及耗電、制冷劑、水、油
等環節,都應有檢測儀表,做到日清月結,統一制表核算。其次,應提高操作
管理人員的技術素質,不斷提高科學管理水平。制定獎懲制度,對敬業愛崗,
對節能有突出成績者進行獎勵。對造成能源浪費或導致事故者,采取紀律處分
和經濟處分相結合的措施。當然,冷庫制冷裝置操作管理的節能措施還有許多
方面。如及時維護冷庫圍護結構、減少各種冷橋損失、嚴格庫門管理制度等等
。應該說明的是:冷庫制冷裝置的節能措施不僅是提高裝置制冷效率,減少能
耗,還關系到冷凍食品加工企業的產品質量,企業生產能力和運營成本。一個
嚴格操作管理制度的冷庫制冷裝置,不僅能保持高效率低成本,而且還可以提
高制冷裝置的安全性能并延長其使用壽命。