伴随着近些年节能减排与碳中和的各种号召,与我们正常的生活息息相关的食品冷冻存储与运输等能耗“大户”的绿色发展渐渐成为制冷行业新的焦点。而冷库的节能方向主要在耗电量高,能效低的领域。处于-18~-20℃的冷藏库覆盖面广,能耗高,相变蓄冷材料的出现,给了这一些企业新的最优解。
低温冷藏库的能耗指标一直没有一个统一的标准,因为不同冷藏库的保温,地理位置,进出货量,末端制冷形式盘管、冷风机,制冷剂,制冷形式等都不一样。导致每一个冷库都有自己的能耗指标,没法统一比较,国家标准也没明确这一块的标准指标。因此蓄冷节能也应该要依据冷库的真实的情况做调整。下面将分析几种冷库的典型及节能方式。
首先我们应该了解冷库的负荷组成,冷库负荷最重要的包含围护结构负荷,进货货物负荷(不超过库容量的10%),照明、设备、人员操作负荷。其中维护结构的负荷占比达20~30%,货物负荷占比60%左右,其他占10%。
当冷库周转率低时,其主要负荷在维护结构,因此能通过在库内板粘贴相变材料,在谷电时蓄冷,白天无需再开机,即可满足冷库制冷需要;或者通过相变蓄冷材料罐储冷,在库内墙面布置排管,通过载冷剂循环实现谷电供冷。当周转率较高的冷库,货物的负荷比较大,因此就需要主动式降温,这里就要采用相变蓄冷材料罐储冷,然后通过载冷剂循环供冷库降温。
根据冷库不同的周转率,制定不同的蓄冷方案。考虑在冷库板内侧占贴相变蓄冷材料的便利性及空间占用成本,可以统一采用相变蓄冷材料罐储冷。在计算储冷量时,按周转率不同,计算实际冷库日累计负荷Q。根据相变材料的相变热H,储冷罐效率0.7,计算相变材料用量m,m=Q/(H*0.7)。另外根据冷库所在地的谷电时段,计算冷机配置功率,P=Q/T,T谷电小时数。这样配置的系统,能够完全满足谷电供冷的日常需求。
其实由于换热温差的存在,冷库相变蓄冷系统制冷效率是降低的,理论上讲能耗应该是增加的。但是由于蓄冷时负荷比较集中,冷机只需要启停一次,传统的冷机一天启停大于10次,因此蓄冷系统相对的提高了冷机的制冷效率,同时也提高了设备的寿命。
另外相变蓄冷系统,冷间的循环温度更稳定,化霜周期长,化霜的能耗更低,换热效率更高。因此在能耗上跟直冷系统比应该相当,甚至更低。冷库相变蓄冷的最大优势是在节省运行电费上,采用谷电全天供冷时,电费最少可低至原来电费的50%(峰谷电差价越大,电费节省越明显)。
以某万吨冷库为例,计算全天冷量约2.16*107Kj。折算冷机用电量约4000kwh,年耗电量约144万度电。按用电均价1元/度,谷电价格0.5元/度算,年节省电费约72万元。蓄冷材料用量约102吨,相变蓄冷剂单价1万元/吨,材料投资回收期约1.4年。如果只需要保证峰电期间的用冷,蓄冷量能够大大减少65%,蓄冷系统体积更小,投资也相应减小。
在相变蓄冷材料领域,作为深耕载冷剂三十年的冰河冷媒为响应国家号召,同时也为帮助更多的制冷同仁完成节能减排的绿色发展,潜心研发出了涵盖不同温域,适用多种工况的相变蓄冷材料。超过300kJ/kg的储能密度,从-10到-20℃的温度覆盖,超千次的循环实验,冰河冷媒相变蓄冷材料以其优越的性能和经济性,助力制冷行业节能增效。
对于冷库相关产业,应用相变蓄冷材料,从大的方向看是响应绿色发展的号召,从小的方向看则也是减少了本身的能源消耗,提高了经济效益,所以从长远来看,结合相变蓄冷材料应用制冷行业的相变蓄冷系统,将是未来的一大发展的新趋势,越早布局,效益的显著性越明显。