2013年暖通工程師專業(yè)輔導(dǎo)13

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　　冷庫(kù)節(jié)能與自動(dòng)控制

　　1 當(dāng)前冷庫(kù)自控現(xiàn)狀

　　冷庫(kù)自控雖然得到了全面普及，然而大多數(shù)冷庫(kù)的側(cè)重面只是安全保護(hù)，或者還增加了溫庫(kù)撿測(cè)和控制，對(duì)于全系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)和冷庫(kù)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(hù)，在實(shí)際運(yùn)行中的情況也不容樂觀，?別冷庫(kù)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(kù)協(xié)會(huì)對(duì)上海地區(qū)氨制冷系統(tǒng)冷庫(kù)的安全保護(hù)和自動(dòng)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(kù)自控的概況。

　　表1 上海部分氨系統(tǒng)冷庫(kù)自控狀況統(tǒng)計(jì)

　　自控設(shè)置和運(yùn)行狀況 被調(diào)查冷庫(kù)數(shù)量(座) 占統(tǒng)計(jì)數(shù)的百分比(%) 冷庫(kù)建成時(shí)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(yùn)行狀況很好的冷庫(kù)雖然只有5座，占統(tǒng)計(jì)數(shù)的9%，然而就是這些冷庫(kù)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(jī)的功能越來越強(qiáng)、自控程序越來越完善，系統(tǒng)優(yōu)化和節(jié)能的意識(shí)也越來越強(qiáng)。冷庫(kù)的節(jié)能和自動(dòng)控制的關(guān)系越來越緊密，要把冷庫(kù)的節(jié)能做好和做得更好，就必需把自動(dòng)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(kù)所采用的以下幾項(xiàng)自控內(nèi)容的實(shí)例對(duì)實(shí)現(xiàn)冷庫(kù)節(jié)能都起了相當(dāng)重要的作用。

　　2 如何做好冷庫(kù)節(jié)能的自動(dòng)控制

　　上述內(nèi)容的基本出發(fā)點(diǎn)是以氨為制冷工質(zhì)的集中式制冷系統(tǒng)的冷庫(kù)，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(kù)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(kù)。多工質(zhì)不同系統(tǒng)各類冷庫(kù)的廣泛應(yīng)用，極大地豐富了冷庫(kù)自動(dòng)控制的內(nèi)容，同時(shí)也為自動(dòng)控制在冷庫(kù)節(jié)能中的應(yīng)用提供了廣闊的用武之地。

　　2.1 冷庫(kù)節(jié)能的自動(dòng)控制由誰(shuí)來研究開發(fā)

　　冷庫(kù)節(jié)能的自動(dòng)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(jì)院或有能力的使用單位均可擔(dān)當(dāng)冷庫(kù)節(jié)能自動(dòng)控制的研究和開發(fā)。到目前為止廠商和設(shè)計(jì)院在該領(lǐng)域內(nèi)均已有所建樹。

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

　　2.2 冷庫(kù)節(jié)能自動(dòng)控制具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施配合

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

　　冷庫(kù)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(yùn)行管理得以實(shí)施，這就需要制冷技術(shù)人員在優(yōu)化制冷工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，熟悉節(jié)能需要、結(jié)合本項(xiàng)目特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出完整的冷庫(kù)節(jié)能自動(dòng)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(jì)，同時(shí)還能運(yùn)用其專業(yè)知識(shí)，使自控流程更為簡(jiǎn)化和優(yōu)化。冷庫(kù)節(jié)能是冷庫(kù)自動(dòng)控制重要組成部分，凡冷庫(kù)自動(dòng)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(kù)自動(dòng)控制行之有效?使冷庫(kù)節(jié)能落到實(shí)處。

　　冷庫(kù)節(jié)能自動(dòng)控制的試運(yùn)行也是十分重要的一環(huán)，在試運(yùn)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(yùn)行效果，與專業(yè)廠商商討修正措施。

　　3 冷庫(kù)節(jié)能自動(dòng)控制的若干做法和設(shè)想

　　節(jié)能是冷庫(kù)自動(dòng)控制的目的之一。

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

　　3.1.1 多點(diǎn)溫度參數(shù)的庫(kù)房溫度調(diào)節(jié)

　　以往庫(kù)房溫度調(diào)節(jié)以位式調(diào)節(jié)為主，對(duì)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(kù)房溫度理想的控制方式是以庫(kù)房的平均溫度、冷風(fēng)機(jī)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(kù)調(diào)節(jié)可以達(dá)到節(jié)能的要求，也能滿足某些庫(kù)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(yùn)行

　　由于同一系統(tǒng)的制冷壓縮機(jī)只能在同一個(gè)蒸發(fā)溫度下運(yùn)行，所以不同蒸發(fā)溫度的冷間如果?聯(lián)運(yùn)行，對(duì)于相對(duì)蒸發(fā)溫度較高的冷間就處于不節(jié)能的運(yùn)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(jī)雙溫冷庫(kù)的做法，在高溫庫(kù)回氣管上加背壓閥，在低溫庫(kù)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(yùn)行狀態(tài)下如果蒸發(fā)溫度能以庫(kù)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(jī)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(shí)作出相應(yīng)調(diào)節(jié)，則制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度將會(huì)相應(yīng)降低，使壓縮機(jī)的制冷量與熱負(fù)荷達(dá)到一個(gè)新的平衡點(diǎn)。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(duì)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(shí)調(diào)高蒸發(fā)溫度，使系統(tǒng)在另一?理想的平衡點(diǎn)上，則不但避免了浪弗、做到了節(jié)能，還減少了制冷壓縮機(jī)的頻繁起動(dòng)，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(jiǎn)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(tái)數(shù)調(diào)節(jié)。這兩種流量參數(shù)的調(diào)節(jié)都是與庫(kù)房冷分配設(shè)備制冷量以及庫(kù)房溫度直接相關(guān)的調(diào)節(jié)，也是冷庫(kù)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(kù)房、不同的庫(kù)存商品和不同的貯存期都有不同的庫(kù)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(kù)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(kù)溫和高精度控制。

　　對(duì)于多?冷間的庫(kù)房溫度控制，除了原有的庫(kù)房溫度設(shè)定值之外，宜加設(shè)庫(kù)溫超限控制值。這種雙因素的庫(kù)房溫度調(diào)節(jié)能做到制冷系統(tǒng)需要投入運(yùn)行時(shí)，不會(huì)因?yàn)?別庫(kù)房溫度的偏離而過早投入運(yùn)行;還可以根據(jù)當(dāng)時(shí)的實(shí)際情況不使冷間或制冷系統(tǒng)過早地仃止運(yùn)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(yùn)行控制

　　電力緊缺是當(dāng)前全國(guó)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(fèi)的?谷差價(jià)在許多城市實(shí)行而且價(jià)差還在逐步拉大。在不影響商品質(zhì)量的前提下，冷庫(kù)設(shè)置避高?運(yùn)行，有利于電網(wǎng)削?補(bǔ)谷，宏觀上幫助全局節(jié)能;微觀而言也有利于降低冷庫(kù)的運(yùn)行成本。