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低溫陳列柜的節能——系統技術的改善

   2022-04-11 37
核心提示:1.并聯機組商家一般按照夏季的最大負荷選擇冷凝機組,在春、秋、冬季節以及24內,隨者室外溫度降低,風冷機組制冷能力增大;另外

1.并聯機組商家一般按照夏季的最大負荷選擇冷凝機組,在春、秋、冬季節以及24內,隨者室外溫度降低,風冷機組制冷能力增大;另外,由于室內溫度下降、柜內無照明或陳列柜夜間加蓋或加罩,將引起陳列柜冷凍負荷減少。對于單臺壓縮冷凝機組,一觳夏季僅中午和下午滿負荷運行,早晚可能開停機運行,而春秋冬季間斷運行。假設在夏季陳列柜的最大冷凍負荷值是100%,在冬季根據陳列柜使用溫度的不同,負荷將相應減少20%~60%。

若采用多機并聯機組,則能根據負荷的不同,依次停止壓縮機,提高運轉效率。運行表明,用2臺并聯機組可以節能17%,而用合理設計的三臺并聯機組,節能可達20%。至于機組的控制問題,通常2臺并聯機組可使用壓力控制來實現,而對于3臺以上的并聯機組則必須使用微電腦控制。其優點在于:①節能方面看,通過電子壓力傳感器監測吸氣壓力,使多臺壓縮機在最佳狀態下運轉,中溫場合節能10%一15%,低溫場合節能5%~10%;②從使用壽命看,多臺壓縮機的交替運轉,各臺運轉率平均,可使整個機組的壽命提高;③從窗口功能看,運轉數據、設定壓力、壓縮機啟停、除霜等都能通過液晶顯示盤確認,一目了然。

2.采用混合制冷劑過冷系統在一定的冷凝溫度和蒸發溫度下,采用過冷循環理論上總是有利的,而且過冷度越大,對循環越有利。

但是僅僅依靠冷凝器本身來使液體過冷,其過冷度總是有限的。若采用輔助循環過拎主循環中冷凝器出口到節流閥人口的液體制冷劑,可提高制冷循環的效率,達到節能的目的。

圖13-2是帶混合制冷劑過冷的循環系統圖,在鋪助循環中使用了一個三支流的熱交換器,去變溫過冷主循環中的液體制冷劑。選配合適的混合制冷劑可較好地實現其變溫過冷過程。表13-2列出了輔助循環采用不同制冷劑進行過冷時主循環性能的改善情況,主循環采用制冷劑R507,軸助循環分別采用R22、混合制冷劑1和混合制冷劑2進行過冷。

由圖13-2和表13-2可以看出,采用合適的混合制冷劑,輔助循環過冷主循環制冷劑液體能夠顯著提高制冷循環的制冷量和COP(能效比)值。采用輔助循環后增加的制冷量可以給更多的陳列柜提供冷量,或者在保持原來制冷量的基礎上,選用較小功率的制冷機組。實驗證明,帶輔助過冷循環的制冷系統,雖然系統復雜,設備增加了,但采用合適的混合制冷劑后,系統進行的制冷效率可提高40%以上,是采用常規冷凝器機械制冷過冷效率的兩倍;同時采用結構緊湊的三支流過冷器,省去了原冷凝器機械過冷的體積,在制冷量不變時,使由主輔循環做成的機組整體體積大小甚至比原機組降低30%。

3.合理的融霜方式及融霜控制方式陳列柜融霜的方式有許多,如自然融霜、熱蒸汽融霜、電加熱融霜等。

自然融霜不需要額外的融霜熱源,因此節能控制也簡單。但是提供融霜熱量少,融霜時間長,目前在超市陳列柜系統使用較少。

電加熱融霜是目前大多陳列柜所采用的融霜方式,適用于中低溫陳列柜。

用于融霜的熱量中僅僅有15%有效,其余85%用于加熱蒸發器盤管,耗散在陳列柜內部,又增加了制冷負荷。由于加熱時,空氣與蒸發器盤管上的霜層進行的是對流換熱,由外到內,所以換熱較慢,融霜時間較長,柜內溫升快,影響了食品品質。這種融霜方式簡單可行,融霜可靠,控制回路也簡單;但需要額外的熱量,并且熱量利用率較低。

熱汽融霜方式多應用于兩臺以上陳列柜的集中供冷系統,融霜時,一部分高溫壓縮機排氣引入需要融霜的蒸發器。與電加熱融霜不同,熱蒸汽融霜沒有引入額外的熱源(電源),而是利用壓縮機高溫排氣融霜,高溫氣體和蒸發器盤管進行對流換熱,盤管再和管外霜層進行傳導換熱,由內及外,換熱效果好,融霜時間短,柜內溫升小,能耗相對較小。但是,系統融霜控制比較復雜,同時高壓蒸汽流過蒸發器,對蒸發器盤管耐壓性要求較高。

融霜控制方式對陳列柜能量效率和柜內溫度波動影響很大,目前大多采用定時融霜和溫控融霜。作為新的融霜方式,即時融霜還未普遍被采用定時融霜簡單易行,但是無法準確控制融霜效果。因為受陳列柜結構、柜內要求溫度、周圍環境溫濕度、陳列柜前人流量以及季節變化等諸多因素的影響,蒸發器結霜量有所變化,每次所需時間不一定相同。如果采取較長的時間來保證徹底融霜,則會導致能量消耗增加,柜內溫升較快,融霜后還要除去過多的無效熱量。

溫控融霜,是用溫控器來采集融霜時陳列柜內溫度或者出風口溫度,并進行合理的換算,當達到設定溫度時就結束。因為要保證不超過柜內某一溫度,這種方式可能會導致融霜不徹底。即時融霜可以縮短融霜時間,降低制冷系統的能耗,并且提高陳列柜內溫度控制的精確度,保證了柜內食品的品質。即時融霜技術已投入研究多年,其中包括測量流過蒸發器前后的空氣壓差、溫差以及利用纖維視覺傳感器來測量霜層厚度等。但是因為流過蒸發器前后空氣的壓差、溫差等受很多因素的影響,如翅片間距、翅片形狀、蒸發器結構、霜層厚度、霜層均勻性等,使得壓差、溫差的測量存在一點雅度,另外測量霜層厚度的高靈敏度傳感器的開發也是難題,所以即時融霜技術還需進一步完善、改進。

隨著大型超市的不斷發展,冷凍冷藏陳列柜的使用量越來越大,陳列柜的節能越發顯得重要。陳列柜的節能一方面要求本身結構和技術的改進,如優化設計風幕、蒸發器結構、防露加熱器的控制等;另一方面與陳列柜使用運行的一系列配套技術也必須發展,如并聯機組的應用、新工質的采用、截冷劑系統的使用等;同時對超市空調環境的溫濕度也有一定的要求。只有綜合考慮各種相關因素,才能最大限度降低冷凍冷藏陳列柜的能量消耗。

 
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