冷库库房管理中的节能
冷库是用于食品冷冻和冷藏,并保持一定低温的特殊建筑物,地坪、墙壁和屋顶都敷设有一定厚度的防潮气层和隔热层,以减少外界热量的传入,同时,为了减少吸收太阳的辐射热,冷库的外墙表面一般都涂成白色或浅色。
由于冷库建筑具有以上特点,所以,除了在设计和建筑施工要以严格的隔热性、密封性、坚固性和抗冻性来保证建筑质量外,在日常使用管理中,也应该根据冷库的特性,实行科学管理,保证安全生产,以达到延长使用寿命,降低生产成本,节约维修费用,提高企业经济效益的目的。
对蒸发温度低于-30℃的系统,双级压缩系统相对于单级压缩机组有以下几个优点:
1、 节省系统的运行费用
在同样制冷量的系统,双级压缩系统的总轴功率比单级压缩机组要低,参见下面的“经济器VS双级压缩”一节。
2、 对电网要求降低
主要表现在以下两个方面:
a、 双级压缩系统中电机额定功率的总和小于单级压缩机组电机额定功率的总和;
b、 分级启动降低了压缩机启动电流,减小启动电流对电网的冲击;
3、 部分负荷运行的
a、 在部分负荷下,经济器对单级压缩机组已失去了意义,故单级压缩机组在部分负荷下的效率进一步降低;
b、 对双级压缩系统,在部分负荷下通过高、低压级压缩机能量的调节,仍可以维持在一个较高的效率下运行;
4、 高、低压级压缩机的运行
高、低压级压缩机均运行在效率较高点,充分发挥了内容积比调节的优势,对单机而言其COP值高;机组运行时的油温、排温适中;
5、 中间压力下可以附带附加的负荷,实现双温工况
在类似冷库的系统中,通常需要多个不同的蒸发温度。对低于-30℃的工况可采用双级压缩,在中间压力下,可增加高压级压缩机的数量或排量,提供附加的负荷,向冷藏室、冷却间等供冷。
对螺杆机而言,当蒸发温度长期小于等于-30℃时,并不是所有情况都需要采用双级压缩,当所需制冷量较小时,可采用单台带经济器螺杆式制冷机组以简化系统,只有系统所需制冷量较大,且蒸发温度长期小于等于-30℃时,才宜采用双级压缩。
以上五种循环方式中,对同样型号的高压级、低压级压缩机而言,有以下两个特点:
1、 中间完全冷却系统的COP值较中间不完全冷却系统的COP值高。这是因为,在中间完全冷却的情况下,高压级的吸气过热度低,吸气比容小,质量流量大。
2、 两级节流系统较一级节流系统的COP值高,这是因为:
a、 两级节流系统中的中间冷却器实质上是一个闪蒸器,不存在传热和传热温差,向蒸发器供液的温度更低,也就是制冷剂液体的过冷度更大。
b、 节流次数越多,则节流损失越小。
因此,根据以上两个特点,系统d的COP值应是五种循环中高的。但是,两级节流制冷循环方式也有不利的两个因素:
1、 两级节流系统向蒸发器供液的状态是饱和液体,在节流机构前由于阻力及环境热量的传入等因素易产生闪发蒸汽,故不适宜向远处或高处供液。
2、 两级节流系统的负荷调节困难。中间冷却器中制冷剂的流量等于蒸发器的蒸发量,当负荷变化时,必须不断调节节流元件的开启度,或采用较大容积的中间冷却器。
中间冷却器作为换热器,仅应用于一级节流系统,不同的冷却循环方式,中间冷却器的结构也不相同。
a、 中间不完全冷却
用于R22、R717等各种制冷剂,可采用满液式蒸发器、干式蒸发器或壳-绕管式结构。
b、 中间完全冷却
目般仅应用于R717,采用壳-盘管式结构,低压级的排气管一直通入到筒体的下部的R717液体中。低压级排气从排气温度降低到中间饱和温度的过程是一个气液混合的过程,只需考虑蒸发供液量的问题,不存在换热面积的问题,故中间冷却器的热负荷仅为液体过冷的负荷,与中间不完全冷却循环一致。
对数平均温差可按下式计算:
式中,tl为进入中间冷却器的液体温度,一般就是冷凝器的出液温度;tm为中间饱和温度;tout为从中间冷却器过冷的出液温度。
由于壳-盘管式结构的中间冷却器换热管采用螺旋盘管,故流体在管内的对流换热系数有所增强,可乘以修正系数ε,
式中,d为换热管内径,R为螺旋管曲率半径。
II、中间冷却器用于两级节流系统,通常又称为闪蒸器。它仅仅是一个压力容器,而不是一个换热器,故其设计、制造难度及成本均大大降低。