2013年暖通工程師專業(yè)輔導(dǎo)13

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　　冷庫節(jié)能與自動控制

　　1 當(dāng)前冷庫自控現(xiàn)狀

　　冷庫自控雖然得到了全面普及，然而大多數(shù)冷庫的側(cè)重面只是安全保護，或者還增加了溫庫撿測和控制，對于全系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)和冷庫的節(jié)能控制還很少涉及。另一方面，即便已得到全面普及的安全保護，在實際運行中的情況也不容樂觀，?別冷庫的自控設(shè)施甚至成了“聾子的耳朵”只成了裝飾門面的擺設(shè)。近年來上海冷藏庫協(xié)會對上海地區(qū)氨制冷系統(tǒng)冷庫的安全保護和自動控制情況作了調(diào)查，具體情況見表l所示。該調(diào)查數(shù)據(jù)作為豹之一斑反映了當(dāng)前冷庫自控的概況。

　　表1 上海部分氨系統(tǒng)冷庫自控狀況統(tǒng)計

　　自控設(shè)置和運行狀況 被調(diào)查冷庫數(shù)量(座) 占統(tǒng)計數(shù)的百分比(%) 冷庫建成時間

　　較差、一般 40 70 1990年以前

　　較好 12 21 1990年以前

　　很好 5 9 1990年以后

　　1所示自控設(shè)置和運行狀況很好的冷庫雖然只有5座，占統(tǒng)計數(shù)的9%，然而就是這些冷庫代表了當(dāng)今的潮流和方向。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自控元件越來越先進(jìn)、可變程序控制器(PLC)和微機的功能越來越強、自控程序越來越完善，系統(tǒng)優(yōu)化和節(jié)能的意識也越來越強。冷庫的節(jié)能和自動控制的關(guān)系越來越緊密，要把冷庫的節(jié)能做好和做得更好，就必需把自動控制搞好和搞得更好。上述五座代表當(dāng)今潮流和先進(jìn)水平的冷庫所采用的以下幾項自控內(nèi)容的實例對實現(xiàn)冷庫節(jié)能都起了相當(dāng)重要的作用。

　　2 如何做好冷庫節(jié)能的自動控制

　　上述內(nèi)容的基本出發(fā)點是以氨為制冷工質(zhì)的集中式制冷系統(tǒng)的冷庫，當(dāng)今以鹵代烴為制冷工質(zhì)的分散式、準(zhǔn)集中式、集中式制冷系統(tǒng)的冷庫得到了很大的發(fā)展，其自控程度也往往高于以氨為制冷工質(zhì)的集中式制冷系統(tǒng)冷庫。多工質(zhì)不同系統(tǒng)各類冷庫的廣泛應(yīng)用，極大地豐富了冷庫自動控制的內(nèi)容，同時也為自動控制在冷庫節(jié)能中的應(yīng)用提供了廣闊的用武之地。

　　2.1 冷庫節(jié)能的自動控制由誰來研究開發(fā)

　　冷庫節(jié)能的自動控制主要涉及的內(nèi)容是節(jié)能控制程序的編制和自控元器件的選用。作為自控元器件的廠商、專業(yè)設(shè)計院或有能力的使用單位均可擔(dān)當(dāng)冷庫節(jié)能自動控制的研究和開發(fā)。到目前為止廠商和設(shè)計院在該領(lǐng)域內(nèi)均已有所建樹。

　　冷庫節(jié)能的自動控制最好能由廠商和設(shè)計院共同研制開發(fā)(可以廠商為主，設(shè)計院配合)，在使用單位的實施過程中完善定型并不斷研發(fā)新產(chǎn)品。

　　2.2 冷庫節(jié)能自動控制具體項目的設(shè)計和實施配合

　　一個具體項目節(jié)能自動控制的實施過程往往是通過設(shè)計、安裝調(diào)試、試運行、效果考核?修正，直至符合設(shè)計要求達(dá)到節(jié)能目的為至。當(dāng)項目要求內(nèi)容有所變比時，可隨時修改?滿足要求。

　　冷庫的節(jié)能往往需要通先進(jìn)的制冷改備、合適的系統(tǒng)匹配、靈話的應(yīng)變措施和嚴(yán)格的運行管理得以實施，這就需要制冷技術(shù)人員在優(yōu)化制冷工藝設(shè)計的基礎(chǔ)上，熟悉節(jié)能需要、結(jié)合本項目特點，設(shè)計出完整的冷庫節(jié)能自動控制流程圖。根據(jù)自控流程圖，電氣自控技術(shù)人員才能完成其電氣自控設(shè)計，同時還能運用其專業(yè)知識，使自控流程更為簡化和優(yōu)化。冷庫節(jié)能是冷庫自動控制重要組成部分，凡冷庫自動控制均由制冷和電氣兩部分內(nèi)容組成，只有在兩方面技術(shù)人員的共同努力下才能使冷庫自動控制行之有效?使冷庫節(jié)能落到實處。

　　冷庫節(jié)能自動控制的試運行也是十分重要的一環(huán)，在試運行中應(yīng)和使用單位和專業(yè)廠商保持密切聯(lián)系，與使用單位探討運行效果，與專業(yè)廠商商討修正措施。

　　3 冷庫節(jié)能自動控制的若干做法和設(shè)想

　　節(jié)能是冷庫自動控制的目的之一。

　　3.1 關(guān)于庫房溫度和蒸發(fā)溫度調(diào)節(jié)

　　3.1.1 多點溫度參數(shù)的庫房溫度調(diào)節(jié)

　　以往庫房溫度調(diào)節(jié)以位式調(diào)節(jié)為主，對蒸發(fā)溫度往往不作調(diào)節(jié)，很難達(dá)到好的節(jié)能效果。

　　庫房溫度理想的控制方式是以庫房的平均溫度、冷風(fēng)機的進(jìn)風(fēng)及其出風(fēng)溫度為輸入?yún)?shù)，編制適當(dāng)?shù)目刂瞥绦?，通過PLC進(jìn)行調(diào)節(jié)。如此溫庫調(diào)節(jié)可以達(dá)到節(jié)能的要求，也能滿足某些庫房高精度溫度調(diào)節(jié)的需要，目前己可達(dá)到0.250C的精度要求，節(jié)能約10%。

　　3.1.2 ?少不同蒸發(fā)溫度冷間的?聯(lián)運行

　　由于同一系統(tǒng)的制冷壓縮機只能在同一個蒸發(fā)溫度下運行，所以不同蒸發(fā)溫度的冷間如果?聯(lián)運行，對于相對蒸發(fā)溫度較高的冷間就處于不節(jié)能的運行狀態(tài)，該冷間熱負(fù)荷越高就越不節(jié)能。應(yīng)當(dāng)盡量避免這種情況的出現(xiàn)。氟利昂制冷系統(tǒng)中一機雙溫冷庫的做法，在高溫庫回氣管上加背壓閥，在低溫庫回氣管上加單向閥，是不節(jié)能的典型做法，不應(yīng)提倡而宜廢止。

　　3.1.3 變蒸發(fā)溫度調(diào)節(jié)

　　在某一運行狀態(tài)下如果蒸發(fā)溫度能以庫房熱負(fù)荷以及制冷系統(tǒng)制冷量為參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，則既能達(dá)到節(jié)能的目的還能使能量調(diào)節(jié)更為合理。一般而言，制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器和制冷壓縮機的配備基本都能滿足最高負(fù)荷的需要。如果冷間熱負(fù)荷減少而制冷量不能及時作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，則制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度將會相應(yīng)降低，使壓縮機的制冷量與熱負(fù)荷達(dá)到一個新的平衡點。而蒸發(fā)溫度的降低反過來卻增加了蒸發(fā)器的制冷量，面對己減少的熱負(fù)荷必然形成頻繁啟停的后果。蒸發(fā)溫度每變化10C，相應(yīng)增減的電能約3～5%。如果及時調(diào)高蒸發(fā)溫度，使系統(tǒng)在另一?理想的平衡點上，則不但避免了浪弗、做到了節(jié)能，還減少了制冷壓縮機的頻繁起動，是一舉兩得的節(jié)能措施。

　　3.1.4 變流量調(diào)節(jié)

　　以往氨制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器的制冷劑流量基本沒有變流量調(diào)節(jié);氟利昂系統(tǒng)蒸發(fā)器的制冷劑流量，大多數(shù)只做到簡單的比例調(diào)節(jié)?？諝饫鋮s器的空氣流量大多數(shù)沒有調(diào)節(jié)或者只有雙速及風(fēng)扇臺數(shù)調(diào)節(jié)。這兩種流量參數(shù)的調(diào)節(jié)都是與庫房冷分配設(shè)備制冷量以及庫房溫度直接相關(guān)的調(diào)節(jié)，也是冷庫節(jié)能自控應(yīng)于重視的內(nèi)容之一。

　　3.1.5 設(shè)定合適的控制精度和加設(shè)超限控制

　　不同的庫房、不同的庫存商品和不同的貯存期都有不同的庫房溫度及其控制精度要求。從節(jié)能的角度出發(fā)，只要不影響商品的品質(zhì)，庫房溫度宜取高不取低、控制精度宜取低不取高，不必偏面追求過低的庫溫和高精度控制。

　　對于多?冷間的庫房溫度控制，除了原有的庫房溫度設(shè)定值之外，宜加設(shè)庫溫超限控制值。這種雙因素的庫房溫度調(diào)節(jié)能做到制冷系統(tǒng)需要投入運行時，不會因為?別庫房溫度的偏離而過早投入運行;還可以根據(jù)當(dāng)時的實際情況不使冷間或制冷系統(tǒng)過早地仃止運行，充分利用現(xiàn)有能量?避免設(shè)備或系統(tǒng)的頻繁啟仃。

　　3.1.6 設(shè)置避高?運行控制

　　電力緊缺是當(dāng)前全國各地存在的普遍現(xiàn)象，用電?谷的巨差更加重了電力緊缺，為此電費的?谷差價在許多城市實行而且價差還在逐步拉大。在不影響商品質(zhì)量的前提下，冷庫設(shè)置避高?運行，有利于電網(wǎng)削?補谷，宏觀上幫助全局節(jié)能;微觀而言也有利于降低冷庫的運行成本。