冷庫發展現狀以及節能與環保

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

隨著經濟發展，人們對于食品保鮮更加的重視，冷庫建設也飛速發展，新建的食品冷庫越來越多，而且應用新技術，自動化的程度也逐漸提高。隨著效益的要求，節能減耗也被高度關注。在設計中，根據國內外最新在科學技術方面的成就和經驗的基礎上，謹慎地應用新技術、新材料、新設備以及新工藝，使將要投入使用的冷庫系統在生產流程中節約能源、方便維修操作，同時提高在設計、使用、維護和保養方面的技術含量，使冷庫在運行過程中真正實現安全、環保和節能。

2　冷庫發展現狀與趨勢

2.1　制冷技術發展簡史

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，隨著社會的發展，已經難以滿足人們的需求。隨著工業革命開始，人們逐漸采用人工的方法進行制冷。在1755年的愛丁堡，數學教授庫侖和他的學生利用乙醚在真空下結冰的現象解釋了融化和汽化現象，導出了潛熱的概念，這就是現代制冷技術的雛形。

早期資本主義急迫的需求使得制冷技術得到迅速的提高。20世紀后，制冷技術有了更大的發展，日本、美國、芬蘭、加拿大等國家冷庫行業發展迅速。在20世紀70年代前，以氨為制冷劑的集中式制冷系統普遍應用于國外，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。到了20世紀80年代分散式的制冷系統在國外得到迅速地發展，冷卻設備的排管也進化成了冷風機。

現在食品工業已經成為制冷技術應用最多的領域，肉類、水產品、水果、蔬菜、禽蛋都有季節性和區域性的限制，為了保證產品的質量和供給，就要在低溫條件下對食品進行加工、貯藏、運輸和銷售。冷庫、冷藏船也應運而生。

2.2　國內冷庫的發展趨勢

解放前，我國冷庫技術十分落后，全國各類冷庫貯存量僅有兩萬多噸。解放后，由于國內工業、農業、科學技術的持續發展，加快了冷庫制冷技術進步的同時也提高了冷庫的規模，進入21世紀，國內現有各種冷庫總容量已達750萬噸。在食品工業的現代化進程中，食品從生產加工、貯藏運輸、銷售的所有過程都應該保持在一定的低溫條件下，這樣一條冷藏網絡被稱為“冷鏈”。冷鏈可以保證食品的質量，減少生產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重要。在過去的幾年，國內某些城市的大型冷庫都借鑒了國際上先進冷藏行業的技術，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，所面臨的國際國內市場競爭日趨激烈。在制冷行業中，我國生產的分體空調器、電冰箱、部分制冷機器設備、溴化鋰吸收式冷水機組等產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、制冷空調、智能化、網絡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設施建設、調整產業結構等措施，并且這些措施也帶動了“冷鏈”的建設。而水果、蔬菜、養殖加工業、農業、畜牧業方面、花卉業等新興行業的興起，也給冷凍冷藏業的發展帶來十足動力。

由此可見，伴隨著科學技術的逐漸地發展，國家實力的顯著提高，一大批由中國生產的新型、高效的冷庫空調制冷裝置、冷藏運輸制冷裝置、低溫實驗制冷裝置等必將出現在全世界個各個角落，我國的制冷空調業界也會迎來春天。

3　冷庫行業的節能與環保

3.1　節能

冷庫圍護結構除了承受外界的風雨侵襲外，還主要起著隔熱、防潮的作用。因此，在設計和施工中，通常會在合適的厚度范圍內，選取耐低溫性能好、導熱系數小、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生冷橋，這樣可以減少由庫外向庫內傳遞熱量，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，要合理確定蒸發溫度、冷凝溫度、庫溫等參數。冷庫冷間中設備、設施的節能，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，貨物進區冷庫的管理等等；制冷系統設備的合理操作也能影響到節能問題，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整開機，盲目開機的現象依舊普遍，為了提高壓縮機運行的安全性和減少能源的浪費，應做到正確估計冷庫實際耗冷量的變化，及時調整，在足冷負荷的前提下，要減少開機的臺數與次數，從而提高壓縮機的工作效率。[3]

現階段，使用最多的冷凝器是水冷式的，相應的必須配備傳統上的冷卻塔和水泵及循環水池，造成初始投資大，因此相比國外普遍采用的蒸發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省10%，其節能效果是相當可觀的。在選擇蒸發器時必須選定一個合適的蒸發溫度，參照國外的一些統計資料，可以適當地增加蒸發器的工作面積，爭取最大限度的節能。增加新技術，例如：利用循環水泵變頻控制實現冷庫制冷降低能耗。在普通的制冷循環中，節流閥前的液體制冷劑應該進行再冷卻，以提高制冷量和循環的制冷系數，避免能源的浪費，降低運行的成本。[4]

3.2　環保

環保是當今熱門話題，冷庫的環保方面主要體現在制冷劑上，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，到現今新組成的如R134a、R404a、R407c、R410a、R290都是目前比較廣泛應用和新生的冷劑。由于氟利昂破壞臭氧層的關系，解決制冷劑的問題將大大改善制冷劑對環境的影響，從而達到環保的目的。

在制冷行業中，為了全面正確衡量制冷劑對全球氣候變化的影響，為了正確協調《京都協議》和《蒙特利爾議定書》的要求，制冷系統導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、石油和煤燃料生產電力時產生的CO2也會產生溫室效應，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和制冷劑排放的直接效應這兩種主要方式，間接效應取決于制冷系統的效率以及能源來自何處，直接效應取決于制冷劑的GWP值、氣體釋放量和考慮時間框架長度，單純對于制冷系統而言，間接效應對TEWI的影響要比直接效應大得多。

近年來，對于是否完全淘汰HCFC類物質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的數值已經很低了，對全球氣候變化的影響非常小。若現在用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類物質時，不應“一刀切”，盲目地淘汰HCFC-123這類HCFC類物質并不合理。綜合《京都協議》和《蒙特利爾議定書》的要求，專家普遍認與其淘汰HCFC-123，不如設法提高此類機組的效率，減少對全球氣候變化產生更為不利的影響的可能。

4　結束語

節能是一項綜合復雜的系統工程，必須進行科學合理的設計，嚴格實行施工工程監理，并在運行管理中持之以恒的按照國家規范、規定和標準操作，實施項目管理，才能取得最佳的節能效果，做到投入小、產出高，發揮出最大的節能效果。

[1] 李敏. 冷庫制冷工藝設計. 機械工業出版社， 2010(6).

[2] 孫忠寧， 程有凱. 冷庫現狀及冷庫節能途徑[J]. 節能， 2007(7).

[3] 馮毅， 黃煥文. 冷庫能耗問題及結構優化. 制冷技術.

[4] 陳國洪. 氟利昂冷庫制冷系統節能改造的分析. 制冷與空調， 2009.

[5] 徐世瓊. 新編制冷技術回答[M]. 北京：中國農業出版社， 1999.