2024中国西部国际冷链物流与技术装备展览会暨第三届西部冷链峰会  

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    近年制冷行业火速发展的同时,“安全”和“环保”两大难题对冷链物流、食品冷加工设施制冷系统的选择和现有冷链物流、食品冷加工设施制冷系统的改造与升级领域产生了重大而又深远的影响。国家关于制冷工程的“安全”和“环保”问题制定了明确的国家法律文件和行政法规,同时国际范围内也有相应的国际条约,二者共同形成一个系统性的政策框架,所有工程行为都需要在这个框架下进行。
 
国家监管政策及导向
关于氨制冷系统相关政策
国家明确要取缔关闭一批违法企业,治理整改一批隐患企业,提升一批较好企业。要求在人员较多的生产场所严禁采用氨直接蒸发制冷系统。并规定氨构成重大危险源的临界数量为10吨。国务院安委会办公室定于20172月至11月开展专项治理验收工作。对全国涉氨制冷企业液氨使用专项治理情况开展全面验收,彻底消除作业场所采用氨直接蒸发制冷的空调系统和快速冻结装置未设置在单独作业间内的两类重大事故隐患,全面提升企业液氨使用安全水平,有效遏制重特大事故发生。

关于氟利昂制冷系统相关政策
截止到201011日,在全球范围内已实现了CFCs的全面淘汰。在 CFCs淘汰转换工作提前完成的基础上,在20079月份召开的《蒙特利尔议定书》第19届缔约方大会上,国际社会又进一步达成了加速淘汰 HCFCs”的调整案,该调整案规定:对于议定书第5条款缔约方(即通常所说的中国等发展中国家),其HCFCs消费量与生产量到2020年削 35%,到2025年削减67.5%,到2030年完成全部淘汰。
201610月《蒙特利尔议定书》第28次缔约方会议重点审议了关于 HFCs削减控制的修正案。最后形成了新的基加利修正案中国等主要发展中国家,自2024HFCs开始冻结,2029年削减10%,最终2045年实现削减80%
以保护地球臭氧层不受破坏,我国先后下发《关于严格控制新建使用含氢氟氯烃生产设施的通知》、《消耗臭氧层物质管理条例》等对其进行管理。在专项治理过程中,应严格避免产生以氟利昂制冷剂代替氨制冷剂的简单化做法所带来的环境问题;其中还明确要求:对人员较多的生产场所的制冷系统要采用载冷剂间接制冷系统

二氧化碳制冷系统缺点
运行压力高。CO2临界压力7.38MPa,CO2跨临界制冷循环的工作压力最高可达到10MPa约为传统制冷工质CFC或HCFC系统压力的6~8倍,对设计、设备尤其是阀门要求很高,且后期操作维护专业性要求高;CO2系统中如果有水分,不但会造成冰堵,CO2和水反应生产碳酸,对系统造成腐蚀;CO2的泄露危险性。大气中CO2和O2的浓度比为1:700。O2浓度下降1%~5%不会引起致命的危害,CO2浓度上升1%~5%是致命的;CO2冲霜的问题。如果采用电融霜,运行费用非常高。采用水融霜,融霜时间长,并且冷库地面会出现冻冰现象。通常采用工质融霜;停电时CO2系统压力升高。一旦制冷系统停止运行,必须保证辅助制冷系统可靠运行;由于需采用双系统工作,初投资较大,系统复杂。
 
一种优化的间接制冷系统
 

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  优化的二次制冷改造方案示意图
 
图中:1.压缩机;2.蒸发器;3、8.载冷剂储罐;4.膨胀阀;5.冷凝器;6.冷却水系统;7.热交换器;9.冷库间;10、11.载冷剂泵。
 
   二次制冷技术,也就间接制冷技术,在制冷系统管路增加二次冷却液储液罐,使制冷剂可以在一个局部小的范围内,将冷量传递给载冷剂,然后再通过泵在常压下将载冷剂的冷量传递给冷库实现制冷。本系统设有载冷剂储罐与蒸发器连接,蒸发器吸收储罐中载冷剂的热量,将载冷剂降温,载冷剂储罐与冷却泵连接,冷却泵将载冷剂运输到冷库间释放冷量,以达到制冷的目的;同时该系统在压缩机后设有热交换器及除霜液储罐,压缩机放出的热量进行热交换后储存在除霜液储罐中,当冷库间进行除霜时,将除霜液通过泵输送到冷库间进行热除霜;该系统中载冷剂与除霜液均为冰河冷媒专利产品,该系统解决了传统直接制冷系统存在的安全性问题,暖液除霜系统利用压缩机余热除霜,达到节能的目的。
 
本系统的优点是设有载冷剂储罐,其容量为载冷剂循环量的一倍以上,需要冷量时,载冷剂在冷库间及操作间常压循环,解决了传统氨冷库的安全性问题,也方便以后进行管路维修,同时当夜间电费低时,可以将制冷机满负荷运行,冷量储存在载冷剂中,白天用电量大时,可以关闭制冷机组,让储存的冷量进行循环,实现了电力的移峰填谷。
 
       此优化方案中所用载冷剂为辽宁冰河企业集团有限公司专利产品冰河冷媒,其特点是用量省、载冷能力强、防锈性能突出、无毒、无闪点解决了传统载冷剂存在的问题,使设备使用寿命至15年以上。相关物性参数对比见表1
 
表1 LM-12型载冷剂物性参数表
Tab.1 Physical properties of secondary refrigerantLM-12

      物性参数
冷库类型
库温
/
粘度
/  Pa·s
导热系数/W/( m·K)
密度/kg/m3
保鲜库
0
2.92*10-3
0.473
1031.0
冷藏库
-18
1.50*10-2
0.388
1075.0
低温库
-25
2.99*10-2
0.368
1086.0

 
间接制冷系统的特点
与直冷系统相比,间接制冷系统的优势特点如下:
(1)系统简单
采用间接冷却制冷系统,减小了制冷系统的体积,可使制冷剂的充注量减少;通过冰河冷媒载冷剂进行间接制冷,其管道为普通的水路系统,制冷管路安装简单、方便快捷,管道承压小,管材要求小且不易发生泄漏。
(2)安全性高
采用氟利昂制冷剂,不存在防爆问题;管道采用普通的水路,不易发生泄漏;采用载冷剂可使制冷系统集中,制冷剂不直接入库,一方面库内冷冻冷藏的食品不会受到污染,另一方面,与冷库的工作人员密集的工作地点分开,提高了人身安全性;即使发生泄漏,代价也低得多。
(3)环境友好
间接冷却系统中制冷剂系统集中在较小的地方,制冷剂的充注量减少,减少了HCFCs类和HFCs类制冷剂的使用,降低了对臭氧层的破坏性和温室效应。
(4)温度控制精度高
载冷剂的热容量大,库温易于保持稳定。间接冷却制冷系统因为温差远小于氟利昂或氨制冷剂直接制冷产生的温差,不需要安装加湿装置就能满足长期的保鲜。这种较高的温度精度控制利于食品的保鲜,