辛修瑞　牛繼開　白鑫源　潘晨光

松下冷鏈（大連）有限公司　遼寧大連　116600

1　引言

隨著經(jīng)濟發(fā)展，人們對于食品保鮮更加的重視，冷庫建設(shè)也飛速發(fā)展，新建的食品冷庫越來越多，而且應(yīng)用新技術(shù)，自動化的程度也逐漸提高。隨著效益的要求，節(jié)能減耗也被高度關(guān)注。在設(shè)計中，根據(jù)國內(nèi)外最新在科學(xué)技術(shù)方面的成就和經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，謹慎地應(yīng)用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備以及新工藝，使將要投入使用的冷庫系統(tǒng)在生產(chǎn)流程中節(jié)約能源、方便維修操作，同時提高在設(shè)計、使用、維護和保養(yǎng)方面的技術(shù)含量，使冷庫在運行過程中真正實現(xiàn)安全、環(huán)保和節(jié)能。

2　冷庫發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

2.1　制冷技術(shù)發(fā)展簡史

在中國、埃及、希臘等文明古國的歷史上都有人類利用天然冰作為冷源使用的歷史。但是利用天然冷源難以將溫度降到零攝氏度以下，隨著社會的發(fā)展，已經(jīng)難以滿足人們的需求。隨著工業(yè)革命開始，人們逐漸采用人工的方法進行制冷。在1755年的愛丁堡，數(shù)學(xué)教授庫侖和他的學(xué)生利用乙醚在真空下結(jié)冰的現(xiàn)象解釋了融化和汽化現(xiàn)象，導(dǎo)出了潛熱的概念，這就是現(xiàn)代制冷技術(shù)的雛形。

早期資本主義急迫的需求使得制冷技術(shù)得到迅速的提高。20世紀后，制冷技術(shù)有了更大的發(fā)展，日本、美國、芬蘭、加拿大等國家冷庫行業(yè)發(fā)展迅速。在20世紀70年代前，以氨為制冷劑的集中式制冷系統(tǒng)普遍應(yīng)用于國外，直到70年代后期，各個國家開始逐漸采用R22作為制冷劑的分散式制冷系統(tǒng)。到了20世紀80年代分散式的制冷系統(tǒng)在國外得到迅速地發(fā)展，冷卻設(shè)備的排管也進化成了冷風(fēng)機。

現(xiàn)在食品工業(yè)已經(jīng)成為制冷技術(shù)應(yīng)用最多的領(lǐng)域，肉類、水產(chǎn)品、水果、蔬菜、禽蛋都有季節(jié)性和區(qū)域性的限制，為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量和供給，就要在低溫條件下對食品進行加工、貯藏、運輸和銷售。冷庫、冷藏船也應(yīng)運而生。

2.2　國內(nèi)冷庫的發(fā)展趨勢

解放前，我國冷庫技術(shù)十分落后，全國各類冷庫貯存量僅有兩萬多噸。解放后，由于國內(nèi)工業(yè)、農(nóng)業(yè)、科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，加快了冷庫制冷技術(shù)進步的同時也提高了冷庫的規(guī)模，進入21世紀，國內(nèi)現(xiàn)有各種冷庫總?cè)萘恳堰_750萬噸。在食品工業(yè)的現(xiàn)代化進程中，食品從生產(chǎn)加工、貯藏運輸、銷售的所有過程都應(yīng)該保持在一定的低溫條件下，這樣一條冷藏網(wǎng)絡(luò)被稱為“冷鏈”。冷鏈可以保證食品的質(zhì)量，減少生產(chǎn)及分配過程中的損耗。由此可見，制冷和貯藏功能在冷鏈中的地位至關(guān)重要。在過去的幾年，國內(nèi)某些城市的大型冷庫都借鑒了國際上先進冷藏行業(yè)的技術(shù)，把功能單一的貯藏型冷庫升級為擁有多種功能的高級低溫食品輸配中心。我國加入WTO之后，所面臨的國際國內(nèi)市場競爭日趨激烈。在制冷行業(yè)中，我國生產(chǎn)的分體空調(diào)器、電冰箱、部分制冷機器設(shè)備、溴化鋰吸收式冷水機組等產(chǎn)品雖然在國際市場具有一定的競爭力，但在制冷壓縮機的研究開發(fā)、制冷空調(diào)、智能化、網(wǎng)絡(luò)化運行等方面仍然和國際先進水平具有明顯的差距。因此，國家投入巨資促進基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等措施，并且這些措施也帶動了“冷鏈”的建設(shè)。而水果、蔬菜、養(yǎng)殖加工業(yè)、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)方面、花卉業(yè)等新興行業(yè)的興起，也給冷凍冷藏業(yè)的發(fā)展帶來十足動力。

由此可見，伴隨著科學(xué)技術(shù)的逐漸地發(fā)展，國家實力的顯著提高，一大批由中國生產(chǎn)的新型、高效的冷庫空調(diào)制冷裝置、冷藏運輸制冷裝置、低溫實驗制冷裝置等必將出現(xiàn)在全世界個各個角落，我國的制冷空調(diào)業(yè)界也會迎來春天。

3　冷庫行業(yè)的節(jié)能與環(huán)保

3.1　節(jié)能

冷庫圍護結(jié)構(gòu)除了承受外界的風(fēng)雨侵襲外，還主要起著隔熱、防潮的作用。因此，在設(shè)計和施工中，通常會在合適的厚度范圍內(nèi)，選取耐低溫性能好、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率低、成本又不能過高的保溫材料；同時要做好防潮處理，否則會降低保溫材料的保溫性能。另外，還要盡量注意避免產(chǎn)生冷橋，這樣可以減少由庫外向庫內(nèi)傳遞熱量，從而降低了制冷成本和能源消耗。在確保被冷卻物溫度的同時，要合理確定蒸發(fā)溫度、冷凝溫度、庫溫等參數(shù)。冷庫冷間中設(shè)備、設(shè)施的節(jié)能，包括庫門、PVC門簾以及鏟車、燈光等，還有隔熱層、隔氣層的保證，貨物進區(qū)冷庫的管理等等；制冷系統(tǒng)設(shè)備的合理操作也能影響到節(jié)能問題，例如合理開機，降低壓縮機電耗，目前很多的冷庫還在采用人工操作調(diào)整開機，盲目開機的現(xiàn)象依舊普遍，為了提高壓縮機運行的安全性和減少能源的浪費，應(yīng)做到正確估計冷庫實際耗冷量的變化，及時調(diào)整，在足冷負荷的前提下，要減少開機的臺數(shù)與次數(shù)，從而提高壓縮機的工作效率。[3]

現(xiàn)階段，使用最多的冷凝器是水冷式的，相應(yīng)的必須配備傳統(tǒng)上的冷卻塔和水泵及循環(huán)水池，造成初始投資大，因此相比國外普遍采用的蒸發(fā)式冷凝器就顯得能耗比較大。從能耗角度考慮，冷庫可以采用蒸發(fā)式冷凝器，除了省去初始投資的巨額費用以外，還可以讓壓縮機功率節(jié)省10%，其節(jié)能效果是相當可觀的。在選擇蒸發(fā)器時必須選定一個合適的蒸發(fā)溫度，參照國外的一些統(tǒng)計資料，可以適當?shù)卦黾诱舭l(fā)器的工作面積，爭取最大限度的節(jié)能。增加新技術(shù)，例如：利用循環(huán)水泵變頻控制實現(xiàn)冷庫制冷降低能耗。在普通的制冷循環(huán)中，節(jié)流閥前的液體制冷劑應(yīng)該進行再冷卻，以提高制冷量和循環(huán)的制冷系數(shù)，避免能源的浪費，降低運行的成本。[4]

3.2　環(huán)保

環(huán)保是當今熱門話題，冷庫的環(huán)保方面主要體現(xiàn)在制冷劑上，目前制冷劑多種多樣，從以前的氨到氟利昂R22,到氟系列等等，到現(xiàn)今新組成的如R134a、R404a、R407c、R410a、R290都是目前比較廣泛應(yīng)用和新生的冷劑。由于氟利昂破壞臭氧層的關(guān)系，解決制冷劑的問題將大大改善制冷劑對環(huán)境的影響，從而達到環(huán)保的目的。

在制冷行業(yè)中，為了全面正確衡量制冷劑對全球氣候變化的影響，為了正確協(xié)調(diào)《京都協(xié)議》和《蒙特利爾議定書》的要求，制冷系統(tǒng)導(dǎo)致全球變暖除了制冷劑的GWP值的影響外，還有另一個方面的因素，即維持制冷系統(tǒng)運行所需要的如化石烯料或電力等等能源的消耗，而天然氣、石油和煤燃料生產(chǎn)電力時產(chǎn)生的CO2也會產(chǎn)生溫室效應(yīng)，因此提出了TEWI（變暖影響總當量）指標。TEWI考慮了能源消耗引起的間接效應(yīng)和制冷劑排放的直接效應(yīng)這兩種主要方式，間接效應(yīng)取決于制冷系統(tǒng)的效率以及能源來自何處，直接效應(yīng)取決于制冷劑的GWP值、氣體釋放量和考慮時間框架長度，單純對于制冷系統(tǒng)而言，間接效應(yīng)對TEWI的影響要比直接效應(yīng)大得多。

近年來，對于是否完全淘汰HCFC類物質(zhì)制冷劑的討論也比比皆是。例如之前使用HCFC-123替代CFC-11的離心式冷水機組，由于HCFC-123機組的泄漏率低于1%，GWP值也很低（90），其直接效應(yīng)普遍在0.2%～0.5%之間，非常低，而且這類機組的效率也很高，也就是說盡管HCFC-123的ODP不為零，但實際0.012的數(shù)值已經(jīng)很低了，對全球氣候變化的影響非常小。若現(xiàn)在用HFC-134a替代HCFC-123，雖然ODP減少了0.012%，但GWP值卻高了13.3倍。[5]因此，有的專家認為，在淘汰HCFC類物質(zhì)時，不應(yīng)“一刀切”，盲目地淘汰HCFC-123這類HCFC類物質(zhì)并不合理。綜合《京都協(xié)議》和《蒙特利爾議定書》的要求，專家普遍認與其淘汰HCFC-123，不如設(shè)法提高此類機組的效率，減少對全球氣候變化產(chǎn)生更為不利的影響的可能。

4　結(jié)束語

節(jié)能是一項綜合復(fù)雜的系統(tǒng)工程，必須進行科學(xué)合理的設(shè)計，嚴格實行施工工程監(jiān)理，并在運行管理中持之以恒的按照國家規(guī)范、規(guī)定和標準操作，實施項目管理，才能取得最佳的節(jié)能效果，做到投入小、產(chǎn)出高，發(fā)揮出最大的節(jié)能效果。

[1] 李敏. 冷庫制冷工藝設(shè)計. 機械工業(yè)出版社， 2010(6).

[2] 孫忠寧， 程有凱. 冷庫現(xiàn)狀及冷庫節(jié)能途徑[J]. 節(jié)能， 2007(7).

[3] 馮毅， 黃煥文. 冷庫能耗問題及結(jié)構(gòu)優(yōu)化. 制冷技術(shù).

[4] 陳國洪. 氟利昂冷庫制冷系統(tǒng)節(jié)能改造的分析. 制冷與空調(diào)， 2009.

[5] 徐世瓊. 新編制冷技術(shù)回答[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社， 1999.