大型制冷系統自動控制與節能方法初探

張振華 肖家峰

摘 要 近年來，有關能源的話題逐漸被人們重視，科學的發展、社會的進步使得人類對于能源的需求越來越大，能源的充足與否也成為決定一個國家發展水平的重要因素。而我國現行的制冷系統，一般都存在著嚴重的能源浪費問題，行業的發展趨勢對制冷系統提出了更高的要求，越來越多的用戶開始不僅關注其制冷效果，也越來越重視整個制冷系統的效率，是否能夠穩定運行以及最重要的節能問題。本文以冷藏庫為研究對象，首先分析了我國冷藏庫的發展現狀以及制冷系統的現狀和存在的問題，并就這些問題提出了相應的自動控制與節能改進方式，旨在促進我國制冷行業向智能化和環保化方向的發展。

關鍵詞 大型制冷系統 自動控制 節能

中圖分類號：TB657 文獻標識碼：A

對于制冷系統而言，其在安全穩定的條件下進行運行時最能使整個系統達到最佳的能效比。因此，利用現代科技對大興制冷系統采用自動控制和節能技術。

1國內冷藏庫的發展現狀

我國冷庫的制冷工藝相對于歐美等發達國家而言起步較晚，發展也比較落后。在制冷劑的選擇上，由于氟利昂對于環境的危害較大，所以世界上基本都是用氨作為制冷劑。在壓縮機方面，目前我國用的較多的是活塞式壓縮機，但是隨著帶有經濟器的壓縮機的出現，其安全性高、無極能量調節等優點吸引著行業的領先者，所以我國也大有以此取代活塞式壓縮機的趨勢。在冷凝器方面，我國現在普遍采用的是水冷式冷凝器，而國外則以蒸發式冷凝器為主，其無論是在性能還是節能方面的效果都顯著高于水冷式冷凝器。

2冷庫制冷設備及系統設計現狀

我國現行冷庫一般采用的是氨泵集中式供冷系統，包括單級壓縮以及雙級壓縮兩套制冷系統。制冷系統的設備組成包括以下幾種：（1）壓縮機：壓縮機是冷藏庫制冷系統最為核心的設備，在整個制冷系統中起著重要的作用。其能否與整個系統進行良好的匹配，對于整個系統的能效和節能效果具有很大的影響。（2）冷凝器：我國目前的大型制冷系統裝置采用的都是水冷式冷凝器，壓縮機排放出來的高壓氨氣通過冷凝器上部的殼體進入，在低溫的管道外凝結成為液體，氨液隨后順著管流入冷凝器下部的貯液器中。此外，部分冷凝水會經由冷凝器上部的配水箱沿管道流下最終匯集在水池中。（3）蒸發器：-15℃的高溫政法庫房采用冷風機強制循環冷卻，而-33℃的低溫庫房則采用直接蒸發的光滑管排管。除上述外制冷系統還包括低壓循環桶、集油器、空氣分離器、氨泵等一系列裝置。

制冷系統的自動控制是一個較嚴密的封閉系統，為了實現制冷裝置持續正常的進行，自動控制系統需要實現對溫度、壓力、流量等一系列參數的自動調節。

3大型制冷系統自動控制與節能方法

3.1大型制冷系統的自動參數調節

制冷系統的自動控制是一個封閉的系統，制冷劑在制冷系統中進行循環流動，具體的運行情況由 系統的參數進行反應。自動控制系統應該采用最為先進的計算機算法進行設計，保證系統反應出來的環境溫度變化、冷卻物體的溫度變化、冷卻誰的容量和溫度變化等能夠真實反映系統的運行情況，從未最為合理地控制整個系統的制冷效果以及能耗，保證其安全有效的運行。

3.2大型制冷系統的節能方法

3.2.1定期清除冷凝器管壁上的水垢

冷凝器在運行一段時間之后，表明形成的水垢會增加其管壁的厚度，這就會導致冷凝器管壁的熱阻增加，冷凝效果進一步惡化，情況嚴重時甚至造成冷凝器管道的阻塞，因此，為了降低水垢對冷凝器的影響，應該定期對水垢進行清除，同時對于冷卻水的水質進行靜電、磁化、離子交換等處理。具體情況根據設備的性能具體確定。

3.2.2避免不凝氣體和及時排放不凝性氣體

在大型制冷系統運行的過程中，由于操作不規范以及系統負壓運行等一系列的原因，空氣這種不凝氣體很容易進入冷凝器中，造成系統的制冷能力大大減少，更好增加。所以在使用制冷系統時，必須按照相關的規范和要求進行操作，防止不凝性氣體進入制冷系統，最大程度地保證設備的正常節能運行。

3.2.3定期放油

壓縮機排放出來的潤滑油一部分會進入冷凝器及其他相關裝置的管道中，造成設備底部的油漬沉淀，給整個制冷裝置的運行造成不利影響。因此，除了選擇良好的油分離器之外，還要分析潤滑油的滲出量等，避免油漬的堆積，造成電耗的增加。

3.2.4維持最佳的中間壓力和溫度

壓縮機的兩級制冷循環存在最佳的中間壓力（溫度），在此最佳條件下運行，整個系統的制冷系數能夠達到最大。一般冷凝裝置的設計最佳溫度（壓力）和實際操作時的最佳壓力（溫度）不同，應該從各個企業的角度具體確定最佳的條件。此外，不同季節和不同環境中，也應該考慮最佳中間壓力和溫度的差異。

4結語

制冷行業在我國近年來的發展較為迅速，但是整體上而言，其余西方發達國家還是存在較大的差距，無論是大型制冷系統的自動化控制還是節能方面，都比價落后。隨著能源的稀缺性越來越大，我國也應該重視這一嚴峻的問題，積極就一些能耗較大的設備和系統進行節能化研究，利用走動控制系統更好地實現節能的目標。通過以我國冷藏庫行業的大型制冷系統為例，希望本文可以在一定程度上為制冷行業未來的發展提供一定的發展方向。

作者簡介：張振華（1966.12-）湖北省黃石市人，本科，黃石東貝制冷有限公司副總工程師，研究方向：商用制冷設備電氣自動化。

參考文獻

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