冷庫項目制冷方案分析

臨沂瑞華制冷設備有限公司

氨制冷節能專家

冷庫項目制冷方案分析

制冷系統按制冷介質（制冷劑）的不同分為氨（R717）制冷系統和氟利昂（以下簡稱氟）制冷系統，兩種系統各有優缺點，適用于不同的場合。選用何種制冷方案，對于該項目的初投資、日后的運行費用、安全等具有很大的差異，本文針對嘉康屠宰廠的規模和運行特點，依據制冷原理中的氨、氟特性，壓縮機組結構特點和國家相關政策等因素為依據，做如下分析：

一、氨、氟制冷系統的歷史沿革

      在工業制冷中，氨系統已被應用了70多年，技術已相當成熟，因而多年來技術上無大進步，由于控制閥門和元器件價格昂貴，實現自動化成本很高，故國內應用中一直未能實現全自動化，雖然如此，但因為其冷量大、單機功率大的特點。在大型制冷系統中還是被廣泛應用，很多情況下都是因為設計院的工程師熟悉氨系統的原因，設計時習慣采用該制冷系統。氟系統自上世紀70年代以來，被逐漸采用。因氟的熱工性能不如氨，且單機制冷量太小，所以初期僅用于小的制冷系統。隨著單個壓縮機匹數越做越大，同時又出現了并聯技術，可以將多個壓縮機并聯組成一個機組，此舉完全解決了氟機功率小無法應用于大系統的缺陷，加之易于實現全自動控制的優點（農牧美益肉類廠用的壓縮機單機功率125匹），所以被逐漸用于較大系統。05年之后我國屠宰業、物流業等開始廣泛使用氟系統，并取得了良好效果。

二、氨制冷系統的優、缺點

A、優點

1、 在蒸發溫度較高、冷凝溫度較低時，氨的熱工性能較之氟性能好，單位容積制冷量略高。從這個意義上講氨系統較為省電。

2、 氨機造價低。由于單個氨機制冷量可達到250 kW甚至更大，而氟機（低溫工況）最大為100kW，若要用于大冷量工況，就必須多機并聯，因此，在大功率（100kW以上）的情況下，氨機明顯較氟并聯機組價格低。

3、 制冷劑價格低，如1噸液態氨為4～5千元，1噸常用的R22制冷劑為2萬多元。

4、 氨系統若發生泄漏易被發現。

B、缺點

1、 氨有毒且易燃易爆，國內氨系統不時有事故發生。

2、 少量氨泄漏就可導致儲藏品受到污染，大量泄漏則危及人身安全。

3、 氨系統不能布置在有人操作的場所，特別在對食品安全要求較高的場所，須采用乙二醇進行二次換熱，從而造成系統能量損失。

4、 氨液充注量需求大，造成總成本上升。

5、 氨系統除機組外，還有許多諸如儲液罐、循環桶等輔機（俗稱瓶瓶罐罐），這些設備對空間要求高（一般機房高度為7M以上），機房占地面積（大約為氟機的4～5倍）。

6、 因單個氨機的功率大，當用于多溫度的工藝環境下，調節不易、能耗高。

7、 需人工值守機房,難于實現全自動控制（目前國內沒有全自動運行的成功案例）。

8、 需定期檢修和更換軸封。

三、氟制冷系統的優、缺點

A 優點

1、 氟無毒無味、可直接用于任何作業場所，無需二次換熱；

2、 雙級螺桿可達到-40～-50℃的蒸發溫度，非常適合于速凍；

3、 制冷劑充注量小，一般為氨機的1/2或1/3；

4、 機房要求高度低（一般為5米）、機房占地面積小。以農牧屠宰廠為例，占地面積僅為100平方米左右；

5、 壓縮機并聯運行，可實現自動能量調節；

6、 可實現全自動控制和遠程監測報警，可保存庫房各溫度參數，機房無需專人值守。

B缺點

1、 氟的熱工性能不如氨，單位換熱效率低；

2、 制冷劑單價較氟高出4~5倍；

3、 單機功率較氨機小，在大功率的情況下要并聯運行，從而使得機組造價提高。

四、兩種制冷系統的適用場所

綜上所述，氨機適用于溫度恒定，波動小，冷量大，空間大的場所。如大型冷庫、啤酒廠工藝制冷間等，這些場所基本上是無人作業。溫度要求是單一的、壓縮機工作狀態穩定。此時氨的熱工性能好、氨機造價低等優勢凸顯。

  氟機適用于溫差大、負載變化大，有人工作的場所。如中小型冷庫群、大型配餐車間以及冷庫區人流密度比較大的情況。在這種情況下,制冷機可制成多臺并聯機組。這種機組可根據負荷大小進行自動調節，如當一個機組由五個壓縮機組成時，系統會根據負載變化自動指令壓縮機全開或部分壓縮機。這樣就彌補了氟較氨熱工性能差的缺陷，甚至更為節能。又因為沒有輔機，機組可就近安裝在制冷間旁。制冷劑的充注量少、整個制冷系統造價降低。此一點彌補了并聯機組較貴的缺陷。

五、運行費用的分析

運行費用一般指用電量（因兩種系統的用水量一致、故略去不述）以及工人值班費用和維修費用。

在大型冷庫和冷庫日換貨量不大的情況下，氨系統用電量低于氟系統，反之則大于氟系統；

因無值守人員，年節省該項費用28萬元（3000元/人月×8人×12個月）；

    維修費用按服務外包計，氟系統10萬/年，氨系統20萬/年，年節省10萬元。

六、安全和環保問題

由于氨易燃、易爆、有毒的特性。其不僅在制冷場所的應用上有所不便，對附近居民亦形成威脅，政府不允許在居民區和人流密度大的場合使用氨系統。屠宰廠現址若日后居民增多，難免有新的麻煩。

氟利昂是飽和碳氫化合物的氟、氯、溴衍生物之總稱，按其化學元素組成成份分為：

1、 鹵代烴（CFC），含氟、氯、碳，其代表為R502、R12；

2、 含氯鹵代烴（HCFC）含氫、氟、氯、碳，其代表為R22；

3、 無氯鹵代烴（HFC），含氫、氟、碳，其代表為R404A。

這些元素中只有氯離子會破壞臭氧層，按蒙特利爾公約，CFC已禁用，HCFC發展中國家可生產至2015年，使用至2030年，HFC則無禁令。

HCFC因現時價格較便宜被廣泛應用，HFC的價格較貴，在歐美品牌的壓縮機里，這兩種產品都可被使用。空調制冷系統用的也都是氟利昂，因此，氟利昂不環保，日后會被禁用是一種誤解。

七、壓縮機品牌和結構

氨機一般都為國產，主要是“大冷”和“煙冷”這兩家生產采用開啟式結構，需定期維護保養、更換軸封。

氟機一般都為進口，主要是德國比澤爾、美國開利、日本神鋼等，采用半封閉結構，無泄露之虞，無需更換零件，只需不定期更換油即可。（油變色、變稀才需更換）

中型冷庫氨、氟制冷系統優缺點對照一覽表

說明：初始投資費用和運行費用需待該項目的設計說明出來后才可定量分析，故本表的表述為“不確定”。

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