冷库载冷剂间接制冷系统

　　【冷水机】摘要：本文将介绍如何减少氨的充注量，对载冷剂间接制冷系统的安全、环保和节能进行阐述，针对设备选型、节能经济优化、融霜系统优化及载冷剂的选择分别做了分析。最后阐述了载冷剂间接制冷系统相对氨制冷的优缺点，仅供参考。

关键词:制冷剂间接制冷系统中的氨。

氨作为一种低成本制冷剂，广泛应用于冷库、速冻食品等行业。但是氨有毒有刺激性，暴露在明火下会爆炸。一旦泄露，会造成严重的人身伤亡事故。同时，冷库主要建在人口密集的市场区域。2013年，吉林省和上海发生两起重大液氨泄漏事故，引起制冷行业的广泛关注。制冷剂间接制冷系统有效地解决了这个问题。

1.间接制冷系统概述。

1.1间接制冷:制冷剂与制冷剂进行低温传热，将低温制冷剂泵送至冷库房间循环，从而达到冷冻制冷的功能。在直接制冷剂难以应用的地方或无法使用直接制冷剂的特殊环境中，经常使用冷却剂代替直接制冷剂来冷却被冷却的物体(如中央空空调系统、冰蓄冷系统等)。).

1.2制冷剂:在以间接冷却方式工作的制冷装置中，将被冷却物体的热量传递给蒸发制冷剂的物质(如盐水、乙二醇、水、冰川制冷剂)。

2.间接制冷系统配置的优化。

2.1压缩机

氨的优良物理参数是首选，同时我们的目的是减少氨的充量，所以我们选择氨压缩机。目前氨制冷压缩机多为活塞式和螺杆式制冷压缩机。前者出现较早，应用广泛。其优点是:使用方便，运行可靠，管理经验成熟，制冷量范围广，单位制冷量耗电量较低，加工较简单，成本较低。其缺点是压缩机体积大，消耗金属多，占地面积大，易损件多，维护成本高，不能生产太多单机，能量无级调节困难。螺杆式压缩机结构简单，体积小，易损件少，重量轻，振动小，容积效率高，对湿压缩不敏感，无级调节。其缺点是单位冷却能力功耗略高于活塞式，喷油冷却使润滑油系统复杂庞大，油耗高，噪音大，对螺杆加工精度要求高。相对而言，螺杆式压缩机在氨制冷系统中更优于活塞式压缩机，因为它可以方便地控制排气温度。在直接制冷系统中，制冷剂输送到蒸发器进行制冷的管道大多较长，导致管道内冷量损失大，制冷剂压降和过热度大，压缩机气体传输系数降低，严重影响压缩机效率。采用冰川制冷剂间接制冷系统，制冷系统设备集中安装。压缩机与蒸发器之间距离小，制冷剂无需远程输送，其压降和过热度小，压缩机效率高。

2.2冷凝器

采用高效节能的蒸发式冷凝器，冷却塔和管壳式冷凝器组合在同一设备中。冷却塔既利用了冷凝水的显热，又充分利用了冷凝水蒸发成蒸汽的潜热。设置集水箱，水通过喷淋循环泵从集水箱输送到喷淋系统，并从喷嘴喷射到冷凝器盘管的表面。使风扇能够迫使空空气通过下导管和盘管表面，从而部分水蒸发，制冷剂中的热量被带走，从而冷凝盘管中的制冷剂，并将剩余的冷凝水返回集水箱。

2.3换热器

随着科学技术的发展和生产的需要，传统的管壳式换热器已经不能满足要求。这种换热器不仅传热能力不足，而且体积大，运输和维护费力。因此，建议使用板式换热器，它有几个优点:(1)传热性能好，体积小；(2)传热效率高；(3)对数平均温差大；(4)安装方便，可操作性强，结构不复杂。

2.4线圈。

蒸发器具有传热系数高、重量轻、不生锈、使用寿命长、安装方便等优点。铝管的导热系数达到210瓦，是铜管的5倍。

根据热力学，冰箱蒸发器的换热面积等于换热量除以换热系数，所以如果冰箱采用铝制排气管作为蒸发器，那么冰箱蒸发器的换热面积将会小5倍，不仅节省了冰箱蒸发的采购成本，还大大减少了冰箱蒸发器的吊装和承重工作量。

铝排气管传热系数的降低也减少了冷库蒸发器的总容积，从而减少了冷库工程的制冷剂充注量，大大降低了冷库的一次性投资。

3.节能与经济的优化。

制冷剂的一个优点是可以蓄冷，既可以抵消间接制冷不可避免的能耗损失，又可以高效利用移峰填谷动力，在夜间电价低的时候降低蓄冷制冷剂的温度。用冷却剂蓄冷有几个好处:(1)平衡电网峰谷负荷，减缓电厂和供配电设施建设，对国家节能，对客户节电；(2)可降低制冷主机装机容量。(3)充分利用夜间气温变化，提高制冷机组制冷量。

4.除霜系统的优化。

4.1线圈

盘管形式，高温冷却液用于温液除霜。与载冷系统相反，载冷剂与高温制冷剂进行热交换，高温载冷剂被一个接一个地泵送逆向输送到一个冷库进行温液除霜。与电融霜相比，暖融霜水箱的温升降低10℃左右，能耗降低9%左右。同时，有效利用高温制冷的热量，节约能源。

4.2空气冷却器

空冷器的形式是用水冲霜，用水泵或喷水装置将水喷在空冷器管道表面，使霜层被水的热量融化去除。用水结霜是一种非常有效的方法，操作简单，时间短。

5.冷却液的选择。

5.1盐水。

盐水的冻结温度随浓度而变化，氯化钙盐水的最低冻结温度为-55℃。氯化钠盐水的最低冻结温度为-21.2℃。而最常见的现象是点蚀、碳钢设备的电化学腐蚀、氧化膜的破坏和络合物的形成。久而久之，会严重腐蚀设备、管道和蒸发器。

5.2乙二醇

它们的性质稳定，可与水混溶，其溶液的冰点随浓度而变化。通常，它们的水溶液被用作冷却剂。虽然乙二醇溶液的冰点较低，可以达到-50℃以下，但溶液的粘度在低温下上升非常迅速，因此一般工业应用温度在-20℃以上。其水溶液具有腐蚀性的原因有三:1)乙二醇被氧化成酸性物质；2)电化学腐蚀；3)气泡破裂和气穴现象。

5.3改性多元醇(冰川制冷剂)

改性多元醇添加了缓蚀剂、增溶剂、水稳定剂和防霉剂，彻底解决了低温下的一些腐蚀问题和高粘度问题。温度可达-50℃，可满足冰箱、冰柜的温度要求。M3超级膜防锈技术和Modify2000复合改性技术是改性多元醇的核心技术，是冷却剂领域的前沿技术。

采用Modify2000复合改性技术处理的制冷剂具有五大优势。

(1)低温高流动性，降低系统能耗；

②防止管壁结垢，保持系统清洁；

③减少冷凝杂质，延长液体寿命；

(4)抑制液体挥发，减少消耗；

⑤抑制细菌霉变，防止生物污染。

6.冷却剂间接制冷过程示意图。

总结

与制冷相比，制冷剂系统具有诸多优点，可以减少氨的充注量，降低生产安全风险，有效保障人身安全。间接制冷，只有冷却液进入冷库车间，在常压下循环。维护简单，利用工业无线电波的波峰波谷进行冷藏，回收压缩机热量进行除霜，不停产即可改造氨库。