錢讓龍

（冰輪環(huán)境技術(shù)股份有限公司，廣東 廣州510000）

最近這些年我國的冷鏈物流業(yè)迅速發(fā)展，冷庫在物流儲存中發(fā)揮的作用越來越大，隨著冷庫容量的不斷增加，怎樣解決能耗是冷鏈系統(tǒng)亟待解決的問題。本文利用研究南方和北方冷庫制冷系統(tǒng)能耗差異性，并結(jié)合最近十年間國內(nèi)純物流冷庫的建設(shè)狀況，以華北和華南兩個地區(qū)的冷庫為例，分別從不一樣的制冷系統(tǒng)、不同的庫容量、不一樣的制冷系統(tǒng)為研究對象，對南北方冷庫運作過程中制冷能耗進行理論上的計算，將南方和北方的冷庫制冷系統(tǒng)的能耗情況進行綜合的對比分析。

1 能耗現(xiàn)狀和節(jié)能途徑

隨著我國冷庫規(guī)模和數(shù)量的快速發(fā)展，其運行過程中的能耗已經(jīng)成為不可忽視的問題。構(gòu)成冷庫能耗的因素有幾個方面，如圖1 所示。

圖1 國內(nèi)某大型冷庫能耗構(gòu)成

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

圖2 冷庫制冷系統(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能耗大小。所以，冷庫制冷系統(tǒng)的節(jié)能降耗措施應(yīng)該從兩方面入手：其一是把庫房的冷負(fù)荷降下來，其二是最大限度提升冷庫制冷系統(tǒng)的制冷能力。

2 南北方冷庫制冷系統(tǒng)概況

2.1 總體分類

結(jié)合最近十年間物流冷庫在國內(nèi)構(gòu)建狀況，再從冷庫置身的地區(qū)不同、庫容量、冷庫類型、制冷系統(tǒng)四個方面，在理論上對冷庫制冷系統(tǒng)能耗進行分析計算，進行總體分類，詳情見表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容量，按照上面4 種庫容量建立不同冷間數(shù)量、層數(shù)區(qū)別、各不相同庫房規(guī)格的物理模型，模型涵蓋的內(nèi)容包括單層裝配庫、多層土建庫、高架庫等。其中多層土建庫冷間容積與冷間庫容量之比為3.7 立方米/t；單層裝配庫為5.6 立方米/t；高架庫為7.2 立方米/t。

2.3 冷庫的保溫參數(shù)

根據(jù)我國的冷庫的保溫方式和參數(shù)，對冷庫屋頂、外墻、內(nèi)墻、樓板及地面進行計算，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

冷庫制冷系統(tǒng)有很多種類型，計算對象壓縮機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，選用凱絡(luò)文作為CO2用冷風(fēng)機。桶泵應(yīng)該選擇選海密梯克CAM系列。壓縮機組的類型選擇要考慮幾種系統(tǒng)。

（1）氨桶泵系統(tǒng)：壓縮機選用帶經(jīng)濟器的比澤爾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。

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

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

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

3 南北方冷庫制冷系統(tǒng)能耗分析

3.1 冷庫制冷系統(tǒng)理論計算

（1）耗電量計算。計算冷庫在夏天制冷系統(tǒng)耗電量的范圍包括，對不同制冷設(shè)備每日耗電量以及占比的計算，計算結(jié)果表明，在冷庫制冷系統(tǒng)中，耗電量最大的是壓縮機，占60%～70%整體系統(tǒng)能耗；其次占據(jù)20%左右的是冷風(fēng)機能耗，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)荷計算。經(jīng)過分析夏天里冷庫內(nèi)各類冷負(fù)荷計算值以及占有比例，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 南北方不同庫容量的能耗對比

本文將以南方的廣州和北方的北京地區(qū)的多層土建庫為例，利用氨制冷系統(tǒng)對庫容量進行分析，通過嚴(yán)格分析0.5 萬噸到4.0 萬噸冷庫制冷系統(tǒng)制冷的能耗，數(shù)據(jù)表明，針對多層土建庫制冷系統(tǒng)，無論是廣州和北京地區(qū)多層土建庫的制冷系統(tǒng)的耗能，皆會伴隨增加的庫容量而降低，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)冷庫的容量分別為0.5、1.0、2.0 和4.0 萬噸時，針對多層土建庫生產(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，對于氨制冷系統(tǒng)下的不同庫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

利用氨類型的制冷系統(tǒng)，以兩萬噸的庫容量為例，通過分析廣州地區(qū)和北京地區(qū)類型不同的冷庫生產(chǎn)冷氣的能耗，能耗結(jié)果見圖3。

從圖3 可以看出，2 萬噸庫容量的單層裝配庫、多層土建庫及高架庫的氨制冷系統(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；針對同樣的庫容量、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。通過數(shù)據(jù)顯示，廣州地區(qū)2 萬噸多層土建庫生產(chǎn)冷氣的耗能高出北京地區(qū)3.5%，而單層裝配庫生產(chǎn)冷氣的耗能高出北京地區(qū)8.4%，而兩萬噸高架庫生產(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，庫容量相同的情況下，南方和北方的單層裝配庫、多層土建庫及高架庫的生產(chǎn)冷氣耗費的能量差異不大，兩者只是9%以下的能耗差[3]。

圖3 不同冷庫類型氨制冷系統(tǒng)的能耗

3.4 不同系統(tǒng)的能耗對比

還是以廣州和北京地區(qū)庫容量為2 萬噸的多層土建庫為例，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)。通過對比顯示：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。通過對比數(shù)據(jù)顯示，針對兩萬噸庫容的多層土建庫不同制冷系統(tǒng)能耗比較廣州和北京地區(qū)趨勢基本一致，而相同制冷系統(tǒng)的能耗差距不明顯。南方和北方兩萬噸的多層土建庫不同制冷系統(tǒng)的能耗從高到低的順序為氟/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

本文通過冷庫容量不同、制冷系統(tǒng)不同、冷庫類型不同，比較分析了我國南北方地區(qū)冷庫生產(chǎn)冷氣的能耗。通過對我國南北方地區(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)的能耗以及對氨、r404a 和CO2作為制冷劑的分析比較，得出我國南北方地區(qū)蓄冷系統(tǒng)的能耗差異不大的結(jié)論，為我國南方和北方不同地區(qū)冷庫的制冷系統(tǒng)的節(jié)能減耗工作提供理論和數(shù)據(jù)的參考[4]。