錢讓龍

（冰輪環(huán)境技術(shù)股份有限公司，廣東 廣州510000）

最近這些年我國(guó)的冷鏈物流業(yè)迅速發(fā)展，冷庫(kù)在物流儲(chǔ)存中發(fā)揮的作用越來(lái)越大，隨著冷庫(kù)容量的不斷增加，怎樣解決能耗是冷鏈系統(tǒng)亟待解決的問(wèn)題。本文利用研究南方和北方冷庫(kù)制冷系統(tǒng)能耗差異性，并結(jié)合最近十年間國(guó)內(nèi)純物流冷庫(kù)的建設(shè)狀況，以華北和華南兩個(gè)地區(qū)的冷庫(kù)為例，分別從不一樣的制冷系統(tǒng)、不同的庫(kù)容量、不一樣的制冷系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)南北方冷庫(kù)運(yùn)作過(guò)程中制冷能耗進(jìn)行理論上的計(jì)算，將南方和北方的冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的能耗情況進(jìn)行綜合的對(duì)比分析。

1 能耗現(xiàn)狀和節(jié)能途徑

隨著我國(guó)冷庫(kù)規(guī)模和數(shù)量的快速發(fā)展，其運(yùn)行過(guò)程中的能耗已經(jīng)成為不可忽視的問(wèn)題。構(gòu)成冷庫(kù)能耗的因素有幾個(gè)方面，如圖1 所示。

圖1 國(guó)內(nèi)某大型冷庫(kù)能耗構(gòu)成

從圖1 不難看出，70%的冷庫(kù)能耗是來(lái)源于供冷用能，風(fēng)機(jī)用能占據(jù)12.3%，由此80%以上的能耗來(lái)源于制冷系統(tǒng)。然后能耗統(tǒng)計(jì)按照月度統(tǒng)計(jì)，如圖2 所示。

圖2 冷庫(kù)制冷系統(tǒng)月耗電量與室外干球溫度關(guān)系

從圖2 中不難看出，室外的溫度也影響冷庫(kù)能耗大小。所以，冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的節(jié)能降耗措施應(yīng)該從兩方面入手：其一是把庫(kù)房的冷負(fù)荷降下來(lái)，其二是最大限度提升冷庫(kù)制冷系統(tǒng)的制冷能力。

2 南北方冷庫(kù)制冷系統(tǒng)概況

2.1 總體分類

結(jié)合最近十年間物流冷庫(kù)在國(guó)內(nèi)構(gòu)建狀況，再?gòu)睦鋷?kù)置身的地區(qū)不同、庫(kù)容量、冷庫(kù)類型、制冷系統(tǒng)四個(gè)方面，在理論上對(duì)冷庫(kù)制冷系統(tǒng)能耗進(jìn)行分析計(jì)算，進(jìn)行總體分類，詳情見(jiàn)表1所示。

表1 總體情況分類

2.2 模型構(gòu)建

按照上面介紹的四類庫(kù)容量，按照上面4 種庫(kù)容量建立不同冷間數(shù)量、層數(shù)區(qū)別、各不相同庫(kù)房規(guī)格的物理模型，模型涵蓋的內(nèi)容包括單層裝配庫(kù)、多層土建庫(kù)、高架庫(kù)等。其中多層土建庫(kù)冷間容積與冷間庫(kù)容量之比為3.7 立方米/t；單層裝配庫(kù)為5.6 立方米/t；高架庫(kù)為7.2 立方米/t。

2.3 冷庫(kù)的保溫參數(shù)

根據(jù)我國(guó)的冷庫(kù)的保溫方式和參數(shù)，對(duì)冷庫(kù)屋頂、外墻、內(nèi)墻、樓板及地面進(jìn)行計(jì)算，得出數(shù)據(jù)為：屋頂、外墻保溫利用的聚氨酯發(fā)泡為200 毫米厚度，采用150 毫米的厚聚氨酯發(fā)泡實(shí)施地面保溫，樓板和內(nèi)墻不采取保溫措施。

2.4 類型選擇

冷庫(kù)制冷系統(tǒng)有很多種類型，計(jì)算對(duì)象壓縮機(jī)組的選擇要具備一定的代表性。冷凝器的選擇應(yīng)該為CXV 系列的BAC 蒸發(fā)式。選擇卡貝歐作為氨、氟利昂用冷風(fēng)機(jī)，選用凱絡(luò)文作為CO2用冷風(fēng)機(jī)。桶泵應(yīng)該選擇選海密梯克CAM系列。壓縮機(jī)組的類型選擇要考慮幾種系統(tǒng)。

（1）氨桶泵系統(tǒng)：壓縮機(jī)選用帶經(jīng)濟(jì)器的比澤爾OSNA 系列開啟式。

（2）氟利昂（R404A）系統(tǒng)：最好選擇HSN 系列半封閉式壓縮機(jī)。

（3）氨/CO2復(fù)疊系統(tǒng)：壓縮機(jī)選擇OSKA 系列開啟式，CO2機(jī)組的壓縮機(jī)選擇可為SL-30K 系列半封閉活塞壓縮機(jī)。

（4）氨/CO2載冷系統(tǒng)：壓縮機(jī)選用帶經(jīng)濟(jì)器的OSNA 系列開啟式。

（5）氟利昂（R404A）/CO2復(fù)疊系統(tǒng)：壓縮機(jī)選擇HSK 系列半封閉式，4NSL-30K 系列半封閉活塞壓縮機(jī)適用于CO2機(jī)組。

3 南北方冷庫(kù)制冷系統(tǒng)能耗分析

3.1 冷庫(kù)制冷系統(tǒng)理論計(jì)算

（1）耗電量計(jì)算。計(jì)算冷庫(kù)在夏天制冷系統(tǒng)耗電量的范圍包括，對(duì)不同制冷設(shè)備每日耗電量以及占比的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果表明，在冷庫(kù)制冷系統(tǒng)中，耗電量最大的是壓縮機(jī)，占60%～70%整體系統(tǒng)能耗；其次占據(jù)20%左右的是冷風(fēng)機(jī)能耗，能耗占比10%左右的是蒸發(fā)式冷凝器，占比最小的是桶泵，僅占大約能耗的5%。

（2）冷負(fù)荷計(jì)算。經(jīng)過(guò)分析夏天里冷庫(kù)內(nèi)各類冷負(fù)荷計(jì)算值以及占有比例，得出的結(jié)果是：熱量占比最大的是貨物，占據(jù)冷庫(kù)整體負(fù)荷的一半左右；占據(jù)總負(fù)荷三分之一的是操作熱量；而維護(hù)結(jié)構(gòu)冷負(fù)荷只占總負(fù)荷的五分之一左右[2]。

3.2 南北方不同庫(kù)容量的能耗對(duì)比

本文將以南方的廣州和北方的北京地區(qū)的多層土建庫(kù)為例，利用氨制冷系統(tǒng)對(duì)庫(kù)容量進(jìn)行分析，通過(guò)嚴(yán)格分析0.5 萬(wàn)噸到4.0 萬(wàn)噸冷庫(kù)制冷系統(tǒng)制冷的能耗，數(shù)據(jù)表明，針對(duì)多層土建庫(kù)制冷系統(tǒng)，無(wú)論是廣州和北京地區(qū)多層土建庫(kù)的制冷系統(tǒng)的耗能，皆會(huì)伴隨增加的庫(kù)容量而降低，但從兩者的比較，北京地區(qū)的多層土建制冷系統(tǒng)的能耗要低于廣州地區(qū)。當(dāng)冷庫(kù)的容量分別為0.5、1.0、2.0 和4.0 萬(wàn)噸時(shí)，針對(duì)多層土建庫(kù)生產(chǎn)冷氣的能耗廣州地區(qū)分別高出北京地區(qū)3.3%、3.1%、3.4 和4.3%。不難看出，對(duì)于氨制冷系統(tǒng)下的不同庫(kù)容量的多層土建制冷系統(tǒng)的能耗，南方和北方存在的差異不大，均小于5%的平均能耗差距。

3.3 不同類型的能耗對(duì)

利用氨類型的制冷系統(tǒng)，以兩萬(wàn)噸的庫(kù)容量為例，通過(guò)分析廣州地區(qū)和北京地區(qū)類型不同的冷庫(kù)生產(chǎn)冷氣的能耗，能耗結(jié)果見(jiàn)圖3。

從圖3 可以看出，2 萬(wàn)噸庫(kù)容量的單層裝配庫(kù)、多層土建庫(kù)及高架庫(kù)的氨制冷系統(tǒng)能耗，廣州地區(qū)分別為0.1821kW.h.d-1.t-1、0.2012kW.h.d-1.t-1 和0.2412kW.h.d-1.t-1；針對(duì)同樣的庫(kù)容量、同樣類型的制冷系統(tǒng)，北京地區(qū)能耗分別為0.1758kW.h.d-1.t-1、0.1843kW.h.d-1.t-1 和0.2649kW.h.d-1.t-1。通過(guò)數(shù)據(jù)顯示，廣州地區(qū)2 萬(wàn)噸多層土建庫(kù)生產(chǎn)冷氣的耗能高出北京地區(qū)3.5%，而單層裝配庫(kù)生產(chǎn)冷氣的耗能高出北京地區(qū)8.4%，而兩萬(wàn)噸高架庫(kù)生產(chǎn)冷氣的耗能，北京地區(qū)卻比廣州地區(qū)高8.9%。不難看出，庫(kù)容量相同的情況下，南方和北方的單層裝配庫(kù)、多層土建庫(kù)及高架庫(kù)的生產(chǎn)冷氣耗費(fèi)的能量差異不大，兩者只是9%以下的能耗差[3]。

圖3 不同冷庫(kù)類型氨制冷系統(tǒng)的能耗

3.4 不同系統(tǒng)的能耗對(duì)比

還是以廣州和北京地區(qū)庫(kù)容量為2 萬(wàn)噸的多層土建庫(kù)為例，分別做了以氨、R404a 及CO2為制冷劑的不同的制冷系統(tǒng)的能耗的對(duì)比，這些制冷系統(tǒng)分別氨/CO2復(fù)疊、氨泵、氟直膨（R404a）、氟泵（R404a）、氨/CO2載冷及氟/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)比顯示：氟/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)成為廣州地區(qū)耗能最高，數(shù)值為0.2382kW.h.d-1.t-1，能耗最低的為氨泵制冷系統(tǒng)，數(shù)值顯示為0.1821kW.h.d-1.t-1；北京地區(qū)能耗最高的為氟/CO2復(fù)疊制冷系統(tǒng)，數(shù)值為0.2290kW.h.d-1.t-1，能耗最低的為氨泵制冷系統(tǒng)，數(shù)值為0.1758kW.h.d-1.t-1。通過(guò)對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，針對(duì)兩萬(wàn)噸庫(kù)容的多層土建庫(kù)不同制冷系統(tǒng)能耗比較廣州和北京地區(qū)趨勢(shì)基本一致，而相同制冷系統(tǒng)的能耗差距不明顯。南方和北方兩萬(wàn)噸的多層土建庫(kù)不同制冷系統(tǒng)的能耗從高到低的順序?yàn)榉?CO2復(fù)疊>氟泵（R404a）>氟直膨（R404a）>氨/CO2復(fù)疊>氨/CO2載冷>氨泵。

4 結(jié)論

本文通過(guò)冷庫(kù)容量不同、制冷系統(tǒng)不同、冷庫(kù)類型不同，比較分析了我國(guó)南北方地區(qū)冷庫(kù)生產(chǎn)冷氣的能耗。通過(guò)對(duì)我國(guó)南北方地區(qū)氨制冷系統(tǒng)的蓄冷能力、多層民用蓄冷、單層組合蓄冷和高架蓄冷系統(tǒng)的能耗以及對(duì)氨、r404a 和CO2作為制冷劑的分析比較，得出我國(guó)南北方地區(qū)蓄冷系統(tǒng)的能耗差異不大的結(jié)論，為我國(guó)南方和北方不同地區(qū)冷庫(kù)的制冷系統(tǒng)的節(jié)能減耗工作提供理論和數(shù)據(jù)的參考[4]。