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近年制冷行業(yè)火速發(fā)展的同時(shí)，“安全”和“環(huán)保”兩大難題對(duì)冷鏈物流、食品冷加工設(shè)施制冷系統(tǒng)的選擇和現(xiàn)有冷鏈物流、食品冷加工設(shè)施制冷系統(tǒng)的改造與升級(jí)領(lǐng)域產(chǎn)生了重大而又深遠(yuǎn)的影響。國(guó)家關(guān)于制冷工程的“安全”和“環(huán)保”問(wèn)題制定了明確的國(guó)家法律文件和行政法規(guī)，同時(shí)國(guó)際范圍內(nèi)也有相應(yīng)的國(guó)際條約，二者共同形成一個(gè)系統(tǒng)性的政策框架，所有工程行為都需要在這個(gè)框架下進(jìn)行。

 

國(guó)家明確要取締關(guān)閉一批違法企業(yè)，治理整改一批隱患企業(yè)，提升一批較好企業(yè)。要求在人員較多的生產(chǎn)場(chǎng)所嚴(yán)禁采用氨直接蒸發(fā)制冷系統(tǒng)。并規(guī)定氨構(gòu)成重大危險(xiǎn)源的臨界數(shù)量為10噸。國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室定于2017年2月至11月開(kāi)展專項(xiàng)治理驗(yàn)收工作。對(duì)全國(guó)涉氨制冷企業(yè)液氨使用專項(xiàng)治理情況開(kāi)展驗(yàn)收，消除作業(yè)場(chǎng)所采用氨直接蒸發(fā)制冷的空調(diào)系統(tǒng)和快速凍結(jié)裝置未設(shè)置在單獨(dú)作業(yè)間內(nèi)的兩類重大事故隱患，提升企業(yè)液氨使用安全水平，有效遏制重特大事故發(fā)生。

 

截止到2010年1月1日，在全球范圍內(nèi)已實(shí)現(xiàn)了CFCs的淘汰。在 CFCs淘汰轉(zhuǎn)換工作提前完成的基礎(chǔ)上，在2007年9月份召開(kāi)的《蒙特利爾議定書(shū)》第19屆締約方大會(huì)上，國(guó)際社會(huì)又進(jìn)一步達(dá)成了“加速淘汰 HCFCs”的調(diào)整案，該調(diào)整案規(guī)定：對(duì)于議定書(shū)第5條款締約方（即通常所說(shuō)的中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家），其HCFCs消費(fèi)量與生產(chǎn)量到2020年 削 減35%，到2025年削減67.5%，到2030年完成全部淘汰。

 

2016年10月《蒙特利爾議定書(shū)》第28次締約方會(huì)議重點(diǎn)審議了關(guān)于 HFCs削減控制的修正案。最后形成了新的“基加利修正案”中國(guó)等主要發(fā)展中國(guó)家，自2024年HFCs開(kāi)始凍結(jié)，2029年削減10%，最終2045年實(shí)現(xiàn)削減80%。

 

以保護(hù)地球臭氧層不受破壞，我國(guó)先后下發(fā)《關(guān)于嚴(yán)格控制新建使用含氫氟氯烴生產(chǎn)設(shè)施的通知》、《消耗臭氧層物質(zhì)管理?xiàng)l例》等對(duì)其進(jìn)行管理。 在專項(xiàng)治理過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格避免產(chǎn)生以“氟利昂制冷劑代替氨制冷劑”的簡(jiǎn)單化做法所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題”；其中還明確要求：“對(duì)人員較多的生產(chǎn)場(chǎng)所的制冷系統(tǒng)要采用載冷劑間接制冷系統(tǒng)”

 

 

間接冷卻是指制冷設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，通過(guò)載冷劑將被冷卻物體的熱量傳給制冷劑的一種制冷方式。間接制冷系統(tǒng)是在傳統(tǒng)直接冷卻系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增添了載冷劑循環(huán)部分。

 

其工作原理如圖1所示，儲(chǔ)液器（蓄冷器）G中的載冷劑液體經(jīng)載冷劑泵A循環(huán)至蒸發(fā)器B，在蒸發(fā)器內(nèi)與被冷卻物體進(jìn)行換熱，帶走其熱量，而后循環(huán)至換熱器E，在換熱器E中載冷劑與制冷劑進(jìn)行換熱，將其吸收的熱量傳遞給制冷劑，載冷劑被冷卻而后儲(chǔ)存至儲(chǔ)液器（蓄冷器）G中，最后再次進(jìn)入蒸發(fā)器E進(jìn)行換熱。

 

制冷劑在換熱器E內(nèi)經(jīng)過(guò)換熱后蒸發(fā)成低溫低壓氣體狀態(tài)，被壓縮機(jī)C吸入后壓縮至相對(duì)高溫高壓的氣體狀態(tài)，制冷劑氣體進(jìn)入冷凝器D與冷卻介質(zhì)進(jìn)行換熱，制冷劑氣體被冷卻冷凝為高壓液態(tài)，經(jīng)過(guò)節(jié)流裝置F節(jié)流降價(jià)至兩相狀態(tài)，最后制冷劑再次進(jìn)入換熱器D進(jìn)行換熱，循環(huán)就這樣周而復(fù)始的進(jìn)行。

 

此優(yōu)化方案中所用載冷劑為冰河冷媒科技（朝陽(yáng)）有限公司有限專利產(chǎn)品冰河冷媒，其特點(diǎn)是用量省、載冷能力強(qiáng)、防銹性能突出、無(wú)毒、無(wú)閃點(diǎn)解決了傳統(tǒng)載冷劑存在的問(wèn)題，使設(shè)備使用壽命至15年以上。相關(guān)物性參數(shù)對(duì)比見(jiàn)表1。

 

與直冷系統(tǒng)相比，間接制冷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)如下：

采用間接冷卻制冷系統(tǒng)，減小了制冷系統(tǒng)的體積，可使制冷劑的充注量減少；通過(guò)冰河冷媒載冷劑進(jìn)行間接制冷，其管道為普通的水路系統(tǒng)，制冷管路安裝簡(jiǎn)單、方便快捷，管道承壓小，管材要求小且不易發(fā)生泄漏。

 

采用氟利昂制冷劑，不存在防爆問(wèn)題；管道采用普通的水路，不易發(fā)生泄漏；采用載冷劑可使制冷系統(tǒng)集中，制冷劑不直接入庫(kù)，一方面庫(kù)內(nèi)冷凍冷藏的食品不會(huì)受到污染，另一方面，與冷庫(kù)的工作人員密集的工作地點(diǎn)分開(kāi)，提高了人身安全性；即使發(fā)生泄漏，代價(jià)也低得多。

 

間接冷卻系統(tǒng)中制冷劑系統(tǒng)集中在較小的地方，制冷劑的充注量減少，減少了HCFCs類和HFCs類制冷劑的使用，降低了對(duì)臭氧層的破壞性和溫室效應(yīng)。

 

載冷劑的熱容量大，庫(kù)溫易于保持穩(wěn)定。間接冷卻制冷系統(tǒng)因?yàn)闇夭钸h(yuǎn)小于氟利昂或氨制冷劑直接制冷產(chǎn)生的溫差，不需要安裝加濕裝置就能滿足長(zhǎng)期的保鮮。這種較高的溫度精度控制利于食品的保鮮，減少了食品的干耗，避免了不必要的損失，節(jié)省了費(fèi)用。

 

當(dāng)壓縮機(jī)停車(chē)后，受溫控的變頻載冷劑泵繼續(xù)低流量運(yùn)轉(zhuǎn)，可維持冷庫(kù)較長(zhǎng)時(shí)間的溫度要求。由于載冷劑溫度的回升呈緩升曲線，期間直冷可能量調(diào)節(jié)至低負(fù)荷補(bǔ)冷。

 

壓縮機(jī)不需要頻繁地啟動(dòng)，設(shè)備的使用期限延長(zhǎng)。故障率低、維修費(fèi)用低、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、壽命長(zhǎng)。相比于直接冷卻系統(tǒng)，其回油特性更佳。

 

運(yùn)行費(fèi)用包括制冷費(fèi)用、頻繁啟動(dòng)費(fèi)用和除霜費(fèi)用三個(gè)方面。直接冷卻系統(tǒng)蒸發(fā)溫度相對(duì)較高，制冷電費(fèi)低，但由于其頻繁啟動(dòng)且需要進(jìn)行除霜，故其產(chǎn)品干耗量大，頻繁啟動(dòng)電費(fèi)高，除霜費(fèi)用高，綜合運(yùn)行費(fèi)用高。

 

間接制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度相對(duì)較低，熱量損失大，制冷電費(fèi)較高，但其不需要頻繁啟動(dòng)，且其除霜的量和次數(shù)較小，產(chǎn)品干耗量小，甚至不消耗除霜電能，故其綜合運(yùn)行費(fèi)用低。另外間接制冷系統(tǒng)可靈活利用峰平谷電價(jià)移峰填谷降低運(yùn)行成本。

 

間接冷卻制冷系統(tǒng)載冷劑的選擇非常重要，會(huì)影響系統(tǒng)安全性與綜合性能。專業(yè)載冷劑系統(tǒng)COP值優(yōu)于乙二醇。一些非專業(yè)載冷劑對(duì)系統(tǒng)有腐蝕性，存在安全隱患。間接制冷系統(tǒng)載冷劑的選擇非常重要。本文推薦使用專業(yè)載冷劑冰河冷媒。