【中國制冷網(wǎng)】摘要：本文將介紹如何減少氨的充注量，對載冷劑間接制冷系統(tǒng)的安全、環(huán)保和節(jié)能進(jìn)行闡述，針對設(shè)備選型、節(jié)能經(jīng)濟(jì)優(yōu)化、融霜系統(tǒng)優(yōu)化及載冷劑的選擇分別做了分析。最后闡述了載冷劑間接制冷系統(tǒng)相對氨制冷的優(yōu)缺點(diǎn)，僅供參考。

　　關(guān)鍵詞：載冷劑 間接制冷系統(tǒng) 氨

　　"氨"作為一種低價(jià)的制冷劑被普遍應(yīng)用在冷庫及食品速凍等行業(yè)，但是氨具有毒性和刺激性氣息，遇明火會(huì)發(fā)作爆炸，一旦泄露會(huì)形成嚴(yán)重的人身傷亡事故，同時(shí)冷庫主要建立在人口密集的市場區(qū)域。2013年吉林省和上海市發(fā)生的兩起特大液氨泄露事故，引起了制冷行業(yè)的廣泛關(guān)注。載冷劑間接制冷系統(tǒng)有效解決了這個(gè)問題。

　　1、間接制冷系統(tǒng)概述

　　1.1 間接制冷：載冷劑與制冷劑進(jìn)行低溫傳熱，低溫的載冷劑被泵加壓輸送到冷庫間內(nèi)循環(huán)，從而達(dá)到冷凍冷藏的作用。在直接制冷劑不易應(yīng)用的位置或者不可運(yùn)用直接制冷劑的特殊環(huán)境中，常常用載冷劑替代直接制冷劑用來冷卻被冷卻物體（如：中央空調(diào)系統(tǒng)、冰蓄冷系統(tǒng)等）。

　　1.2 載冷劑：一種以間接冷卻方式工作的制冷裝置中，將被冷卻物體的熱量傳給正在蒸發(fā)的制冷劑的物質(zhì)（如：鹽水、乙二醇、水、冰河冷媒）。

　　2、間接制冷系統(tǒng)配置的優(yōu)化

　　2.1 壓縮機(jī)

　　制冷劑氨優(yōu)良的物性參數(shù)是首選，同時(shí)我們目的也是減少氨的充注量，故選擇氨壓縮機(jī)。目前，氨制冷壓縮機(jī)多為活塞式和螺桿式制冷壓縮機(jī)。前者出現(xiàn)較早，使用廣泛，其優(yōu)點(diǎn)在于：使用方便、運(yùn)行可靠、管理經(jīng)驗(yàn)成熟，冷量范圍大、單位制冷量耗電量較低，加工較簡單，造價(jià)較為低廉；其缺點(diǎn)是壓縮機(jī)體積大、耗金屬多、占地面積大，易損部件多，維護(hù)費(fèi)用高，單機(jī)產(chǎn)量不能太大，能量無級調(diào)節(jié)比較困難。而螺桿式壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、體積小、易損部件少、重量輕，振動(dòng)小，容積效率高、對濕壓縮不敏感，能實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)；其缺點(diǎn)是單位冷量耗電比活塞式稍高，噴油冷卻使?jié)櫥拖到y(tǒng)復(fù)雜而龐大，耗油高，噪聲大，螺桿的加工精度要求高。相對而言，因螺桿式壓縮機(jī)能方便地控制排氣溫度，在氨制冷系統(tǒng)中將優(yōu)于活塞式。采用直接制冷系統(tǒng)，制冷劑輸送至蒸發(fā)器進(jìn)行制冷所經(jīng)管路大多較長，管道冷量損失大，制冷劑壓降與過熱度都較大，壓縮機(jī)輸氣系數(shù)降低，嚴(yán)重影響壓縮機(jī)效率。采用冰河冷媒間接制冷系統(tǒng)，集中安裝制冷系統(tǒng)設(shè)備，壓縮機(jī)與蒸發(fā)器距離較小，制冷劑無需遠(yuǎn)距離輸送，其壓降與過熱度小，壓縮機(jī)效率高。

　　2.2 冷凝器

　　采用高效節(jié)能型蒸發(fā)式冷凝器，把冷卻塔和管殼式冷凝器結(jié)合在同一個(gè)設(shè)備中，冷卻塔不僅利用了冷凝水的顯熱，而且充分地利用了冷凝水蒸發(fā)成水蒸汽的潛熱；自帶一個(gè)集水槽，通過噴淋循環(huán)水泵將水從集水槽送到噴淋系統(tǒng)，從噴嘴噴淋到冷凝盤管表面，啟用風(fēng)機(jī)強(qiáng)迫空氣穿過下落水和盤管表面，使部分水蒸發(fā)，帶走制冷劑中的熱量，從而使盤管內(nèi)的制冷劑冷凝下來，剩余的冷凝水回到集水槽。

　　2.3 換熱器

　　隨著科技的發(fā)展和生產(chǎn)的需要，傳統(tǒng)的管殼式換熱器已經(jīng)達(dá)不到要求，這種換熱器不僅僅傳熱能力不足，而且體積較大，運(yùn)輸和維修都比較費(fèi)力，所以建議采用板式換熱器，相比有幾大優(yōu)勢：（1）傳熱性能良好，體積較小；（2）傳熱效率高；（3）對數(shù)平均溫差大；（4）安裝方便，可操作性強(qiáng)，沒有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

　　2.4 盤管

　　冷庫蒸發(fā)器具有換熱系數(shù)高、重量輕、不生銹、使用壽命長、安裝方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，鋁排管導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)210W是銅管換熱系數(shù)的5倍。

　　根據(jù)熱力學(xué)冷庫蒸發(fā)器的換熱面積等于換熱量除以換熱系數(shù)，那么冷庫采用鋁排管作為蒸發(fā)器那么冷庫的蒸發(fā)器的換熱面積就要小5倍，這樣一來不僅節(jié)省了冷庫蒸發(fā)的采購成本而且也大大的減少了冷庫蒸發(fā)器的吊裝與承重工作量。

　　由于鋁排管換熱系數(shù)的減少也使冷庫蒸發(fā)器的總?cè)莘e減少，從而減少冷庫工程的載冷劑充注量，從而大大的減少了冷庫的一次性投資。

　　3、節(jié)能經(jīng)濟(jì)性優(yōu)化

　　載冷劑不同于制冷劑的一個(gè)優(yōu)勢是可以蓄冷，不僅可以抵消間接制冷不可避免的能耗損失，還可以高效利用移峰填谷用電，夜間電價(jià)低谷期，拉低載冷劑溫度做蓄冷。利用載冷劑蓄冷存在幾大優(yōu)勢：（1）平衡電網(wǎng)峰谷荷，減緩電廠和供配電設(shè)施的建設(shè)，對國家而言是節(jié)能的，對客戶來講是費(fèi)電省錢的；（2）能使制冷主機(jī)的裝機(jī)容量減少。（3）充分利用夜間氣溫變化，提高了制冷機(jī)組的產(chǎn)冷量。

　　4、融霜系統(tǒng)優(yōu)化

　　4.1 盤管

　　盤管形式的采用高溫載冷劑進(jìn)行暖液融霜。與載冷系統(tǒng)相反，載冷劑與高溫制冷劑進(jìn)行換熱，將高溫的載冷劑用泵加壓反向輸送到逐個(gè)冷庫間，進(jìn)行暖液融霜。暖液融霜相比電融霜庫溫升高約少10℃，能耗降低9%左右。同時(shí)有效利用高溫制冷的熱量，起到節(jié)能的作用。

　　4.2 冷風(fēng)機(jī)

　　冷風(fēng)機(jī)形式的采用水沖霜，利用水泵或噴水裝置向冷風(fēng)機(jī)管表面噴水，使霜層被水的熱量融化并去掉的方法。水沖霜操作簡單、時(shí)間短，是非常有效的方法。

　　5、載冷劑的選擇

　　5.1 鹽水

　　鹽水的凝固溫度隨濃度而變，氯化鈣鹽水的最低凝固溫度為-55℃；氯化鈉鹽水的最低凝固溫度為-21.2℃。氯化鈣和氯化鈉溶液對設(shè)備腐蝕性很大，最常見的現(xiàn)象是形成點(diǎn)腐蝕、碳鋼設(shè)備的電化學(xué)腐蝕、破壞氧化膜、形成絡(luò)合物。時(shí)間久了會(huì)嚴(yán)重腐蝕設(shè)備、管道、蒸發(fā)器。

　　5.2乙二醇

　　性質(zhì)穩(wěn)定，與水混溶，其溶液的凝固點(diǎn)隨濃度而變,通常用它們的水溶液作為載冷劑。雖然乙二醇溶液的凝固點(diǎn)低,可達(dá)-50℃以下，但是低溫下溶液的粘度上升非常迅速,因此，一般工業(yè)應(yīng)用溫度為-20℃以上。其水溶液有腐蝕性，原因有三個(gè)：1）乙二醇氧化成酸性物質(zhì)；2）電化學(xué)腐蝕；3）氣泡潰滅穴蝕。

　　5.3 改性多元醇（冰河冷媒）

　　經(jīng)過改性的多元醇，添加了防腐蝕劑、增溶劑、水穩(wěn)劑、防霉劑等，徹底解決了一些腐蝕問題和低溫黏度大的問題。溫度可達(dá)-50℃，均可滿足冷藏庫、冷凍庫的溫度要求。M3超膜防銹技術(shù)和Modify2000復(fù)合改性技術(shù)是改性多元醇的核心技術(shù)，在載冷劑領(lǐng)域?qū)儆诩舛思夹g(shù)。

　　經(jīng)過Modify2000復(fù)合改性技術(shù)處理的載冷劑，具有5大優(yōu)勢。

　　①低溫流動(dòng)性強(qiáng)，降低系統(tǒng)能耗；

　　②阻止管壁結(jié)垢，保持系統(tǒng)清潔；

　　③減少凝結(jié)雜質(zhì)，延長液體壽命；

　　④抑制液體揮發(fā)，減少使用消耗；

　　⑤抑制細(xì)菌霉變，防止生物污染。

　　6、載冷劑間接制冷流程示意圖

　　7、總結(jié)

　　載冷劑制冷系統(tǒng)相比制冷存在很多優(yōu)勢，減少氨的充注量，降低生產(chǎn)安全風(fēng)險(xiǎn)，有效的保障人身安全。間接制冷只有載冷劑進(jìn)入冷庫車間，常壓循環(huán)，維修維護(hù)簡單、工業(yè)用電波峰波谷蓄冷、回收壓縮機(jī)熱量融霜、氨庫可實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)改造。