制冷节能降耗

制冷系统降低能耗问题的探讨
强福悦
制冷系统能效低和能源浪费问题的存在，使得生产成本不能降低，直接影响了企业的经济效益，也使冻品质量得不到保障。

笔者根据环渤海沿岸一带水产品冷冻厂存在的能源浪费的实际情况，指出存在的问题，提出见解以供探讨。

1、制冷机的运行方式
制冷机的运行方式和运转台数应根据冻结量和室外气温的变化来调整。

有的冷冻厂却不管室外气温、冷凝压力、蒸发压力的高低和库房热负荷的大小，一律采用双级制冷压缩，造成不必要的能源浪费。

合理的运行方式是，在冻结间（或单冻机）刚进货后，其热负荷较大，蒸发压力较高（有时达
0.12mpa），其压缩比P k
P o≤8，应先采用单级制冷压缩，
当蒸发压力降下来后，其压缩比P k
P o＞8时再改用双级
制冷压缩运行方式。

在环渤海沿岸地区的春、秋季节，室外昼夜温差较大，只要符合单级制冷运行条件就可采用单级运行方式，能减少制冷机运转台数就尽量减少，以充分节约能源。

2、制冷系统运行存在的问题
制冷系统投入运行前应按规定的标准进行严格的排污、气密性试验和抽真空试验。

但有些冷冻厂在制冷设备安装完毕后急于投入运行，没有按规定的标准（压缩空气0.6Mpa)将系统中的污物（焊渣、铁锈等）彻底吹除，致使系统中残留的污物堵塞阀门和造成阀门内漏，影响了系统的安全操作、设备检修和高效运行。

在气密性试验和抽真空试验时如果草率从事，不按规定标准（气密性试验高压侧1.8mpa，低压侧
1.2mpa，保持24h；抽真空试验真空度86659pa，保持12h）严格执行，一旦投入运行就经常发生跑、冒、滴、漏现象，同时增加了系统的运行费用。

例如某氨制冷系统（冻结能力4t/次，冷藏能力100t）在投入运行前没有按规定标准做好各项试验而急于投产，运行后时常发生故障而停机检修，其系统灌氨量为3.2t，而
每年分几次补充的氨液达的2吨以上，使运行费用难以下降，制冷效率明显降低。

3、制冷系统设备的选型要合理匹配
如果制冷系统配套的制冷机、冷凝器、低压循环桶（或气液分离器）、蒸发器、中间冷却器、油分离器等设备的选型不合理，就会给制冷系统的安全经济运行带来困难。

如有的规模较小的制冷系统采用重力供液，所选用的氨氨液分离不合理，造成蒸发器中制冷剂循环量不足，使冻结时间延长和冷藏库温度达不到设计要求。

又如某冷冻厂冻结能力6t/次，冷藏库容量100t，所选用的氨液分离器为AF-65型（桶身直径D＝325mm）其正常工作状态的制冷剂贮量为18kg，由于系统中热负荷大而制冷剂循环量不足，难以控制氨液分离器的液位，造成制冷机时常“潮车”，冻结周期也长达24h/次，超出水产品正常冻结时间（8h/次）的2倍，既造成电能的严重浪费，又存在不安全因素。

后将氨液分离器AF－65型更换为AF-125型（桶身直径D＝600㎜），使冻结周期降至8h/次，缩短了16h，节约电耗2/3，冷藏库温度也保持在-20℃左右。

4、制冷的维修问题
制冷机正常的检修周期一般为，运转8000-10000h 即应进行大维修；运转3000-4000h进行中维修；运转1000h进行小维修。

按规定的运转时间对制冷机进行检修可以防患于未然，不致于在制冷机发生故障后再进行修理而影响生产。

如某冷冻厂投产三年未对制冷机进行过维修，造成去年秋季生产旺季时制冷机发生故障，停机检修10d既影响了正常生产又增加了设备的检修费用。

由于对制冷系统不及时进行维修，造成制冷机等设备各部件摩擦部位的间隙超标，缩短了设备的使用寿命，增加了润滑油的耗量，降低了制冷机的吸、排气效率，导致制冷效率降低，相应电耗增加。

5、冷藏库和冻结间的管理问题
冷藏库内冻品的堆垛高度和货物间距离不符合标准，致使同一库内的冻品温度不均匀和串级混装等，有的冻品在贮藏中因存放不当而造成品质下降甚至变质。

有的水产品冷冻厂的冻结间还存在以下问题：同
一产品入冻同一库房的入库间隔时间长，冻品中途加水缺乏规律，加水过多满地乱溅或加水过少造成冻品风干等。

因此造成冷库耗冷量的增大而使冻结周期延长，并使冻品块型和质量受到影响。

另外目前仍有50%左右的冷冻厂的冷藏库和冻结间的库门未安装风幕和保温门帘，操作人员进出库又不注意随手关门，从而造成热负荷增大而浪费能源。

6、应及时消除冷凝器水垢
冷凝器的循环水中含有的微量元素和杂质会在其管壁形成水垢，由于水垢的导热系热较小（λ
=6.255-8.34kj/m·h·℃),引起热阻增大，使传热效率明显降低，造成冷凝压力P K升高而使电耗增加。

例如某制冷系统投入运行8年没有清除过冷凝器的水垢，冷凝器管壁结垢厚达1.2㎜，造成冷凝器压力P K比正常压力升高0.23MPa，制冷机运行中的电能消耗增加19%左右。

目前清除冷凝器水垢的方法主要有3种：一是采用静电水垢控制器来预防和清除水垢；二是采用软轴洗管器进行机械除垢；三是采用化学酸洗除垢。

这3种方法对于立式、卧式壳管式冷凝器都适用。

7、应及时排放制冷系统中的不凝气体
根据制冷系统的运行参数来确定系统中是否含有不凝气体，如含有不凝气体则会造成制冷机排气温度t p和冷凝压力P K升高。

从而导致制冷效率降低和电能消耗增加。

所以要根据制冷系统的运行状况及时排放出不凝气体，以利于系统安全经济运行。

8、应及时排除系统中的油污
制冷系统在运行中有部分润滑油进入冷凝器和蒸发器等热交换设备，滞留在其内管壁并形成油腻，使热阻增大，传热系数K值减小，由于系统中的热交换设备积油，其有效传热面积F相当减少，当热负荷Q0一定时，随着K、F值的减小，冷凝或蒸发时的平均传热温差△t m则增大，高压侧的冷凝压力P K升高，低压侧的蒸发压力P0降低，制冷量减少，同时也延长了制冷机的运转时间，功耗增大，制冷效率降低。

据资料介绍，在热交换器内管壁附有0.1mm厚的油膜时，所
产生的热阻相当于厚度为33mm钢板的热阻，它将使冷凝压力P K升高0.1Mpa,冷凝温度t k升高3℃，增加电耗9%；它将使蒸发温度降低2.5℃，增加电耗11%，所以要及时将系统中滞留的油污排除，尽量不使油污进入系统。

一旦确定冷凝和蒸发系统中存在有油污便要采取果断措施排除，必要时可在生产淡季将制冷剂抽至高压贮液桶，用0.6Mpa压缩空气吹除的方法排出低压系统中的油污。

9、蒸发器应及时除霜
由于霜层的导热系数比蒸发器金属管的导热系数小，其值是金属管的1/200-1/300，当蒸发器的外部包有霜层时其传热热阻增大，制冷量减少，造成冻结时间的延长和冷藏库降温缓慢，相应增加了电耗，因此冻结间应每冻结一次就除霜；冷藏库则视其结霜的实际情况进行除霜，一般每隔半年除霜一次为宜。

这样就能使蒸发器的传热系数K值增大，制冷效率提高，节省电耗。

10、冻融循环和“冷桥”的危害
冷库存在冰融循环和“冷桥”，既缩短了冷库的使用寿命，又造成保温效果不良而浪费能源。

例如有的冷冻厂缺乏冷库管理和维护常识，在生产淡季停止冻结间的降温后就敞开库门，使库温回升到常温，造成冻融循环，从而破坏了库体结构的坚固性，使库内墙壁的水泥抹面脱落，地面冻酥，隔热隔气性能下降，保温材料（稻壳、珍珠岩、软木板、玻璃纤维等）严重受潮，造成恢复生产时库房降温困难且保温性能下降。

按规定低温库房停止使用后，库温仍应保持在-5℃以下，以防止库体冻融。

另外，有的冷库的顶部吊点、墙柱、楼板、管道支架和吊架等部位因处理不当而产生“冷桥”，即增大了库房热负荷，又对库体结构造成损害，也使库温难以达到设计要求，延
长了制冷机的运行时间，浪费了能源。

综上所述，制冷系统的节能和管理工作十分重要，它不仅直接影响着企业的经济效益，而且还关系到制
冷系统的安全、经济、高效的运行，必须引起有关企业的高度重视。

(此文入选中国制冷学会《2000年中国食品冷藏链大会暨冷藏链配套装备展示会论文集》。