隨著我國冷庫數量的不斷增加,冷庫的能耗總量也在逐年上升,隨之帶來運營成本的增加。然而,在我國冷庫建設中,大多數企業主要關注投資成本和眼前利益,冷庫設計也僅限于滿足基本的使用需求,對冷庫的節能環保和運營成本則較少考慮,造成我國很多冷庫成為高耗能冷庫。冷庫的節能設計與運營成本的控制成為業內越來越關注的課題。為了解在成本控制的前提下,冷庫的規劃設計需考慮哪些因素,節能設計包括哪些方面,以及運營管理方面需采用哪些措施,本刊記者采訪了太古冷藏倉庫有限公司董事總經理藍寶生先生。
記者:請結合我國冷庫建設運營成本現狀,談一下冷庫的節能設計對控制運營成本的意義。
藍寶生:冷庫建設的節能設計對控制運營成本的意義主要體現在以下幾個方面:
第一,保證貨物存儲的質量。目前國內的一些冷庫為了節約初期投資成本,采用了基本的或更低等級的設備,但是由于在投資期間未考慮節能設計,導致了運營成本的增加,所以在后期為了降低運營成本,只能采取長時間停機,最終導致了庫溫波動大,從而嚴重影響了貨物品質。
第二,冷庫的節能設計能更好地減少運營成本,增加市場競爭力。由于采用了很多先進技術,冷庫的節能設計會造成初期投資費用增加。但在后期冷庫運營中,設備能夠按需運行,可節省運行成本。另一方面,由于設備實現了自動控制,減少了人員現場的巡檢力度,節約了人工成本。很多采用節能設計的冷庫項目的投資回報率相當可觀,所以節能設計能夠保證企業在市場競爭中占有優勢。
第三,由于采用了節能技術,選用了節能產品,設備運行的用電量減少,從而減少了運行費用。
記者:冷庫在規劃設計階段,為實現節能與成本控制應考慮哪些因素?
藍寶生:冷庫在規劃設計階段需考慮以下幾個因素:
1.工廠的合理選址。合理的地理位置能夠讓儲運更方便,設計階段需對冷庫的運行模式做到心中有數,先模擬冷庫運行時可能碰到的問題,再進行設計改進。
2.冷庫操作流程在設計階段規范化,并確保規范到運營流程中。在設計過程中,需模擬冷庫的運行模式,將模擬過程運用到日后的操作過程中,并形成標準化落實于運營過程中,真正做到設計服務于運營,運營以設計為基礎。
3、整體建筑的保冷隔氣設計完善。圍護結構、隔熱層的傳熱量占冷庫總熱負荷的20%~35%,所以減少圍護結構的熱負荷可以達到節能的目的。增加圍護結構保溫層厚度會增加初期投資,這就要求在冷庫建設時,需根據冷庫使用年限確定最佳圍護結構保溫層厚度,做到設計和日后的運行相匹配。
4.采用新技術和高能效設備。應選擇切實有效的高能效設備,同時注重設備的投資回報率,在設備投入前需進行大量的咨詢和分析,確保設備的應用能夠減少運行成本。
5.選擇合理的倉儲設備,如叉車、貨架。太古的冷庫是高架庫,所以應選擇合適的貨架,但是如果貨架過高、叉車無法放貨也將導致庫存量的降低。因此選擇合適的倉儲設備也可以降低倉儲成本。
6.充分利用再生能源,如太陽能、地源熱泵。再生能源在減少能源消耗的同時,也可以減少對環境的影響,所以應積極考慮采用。
7.充分利用余熱進行換熱,減少額外加熱費用和成本。通過熟悉冷庫的整套設備系統,了解冷庫的用熱系統,用制冷系統排出的熱量加熱設備,減少額外成本。
此外,還需考慮節能電器設備的選擇等。
記者:太古冷庫的節能設計包括哪些方面,其中運用了哪些關鍵技術?
藍寶生:在冷庫的節能設計中,太古冷鏈沿承一貫遵循的設計標準,秉承打造綠色可持續建設的理念,執行嚴格的節能設計,取得了國內首例冷庫LEED鉑金獎和金獎。經過測算,在嚴格保證貨物存儲溫度,且暫時庫存率<50%的前提下,太古冷庫單位耗電量為0.78kwh/(噸*天),即如果滿庫,太古冷庫單位耗電為0.39kwh/(噸*天),遠低于冷卻物冷藏單位耗電量參考值:大中型≤0.6kwh/(噸*天)。
太古冷庫的節能設計主要包括以下幾個方面:
1.選擇高能效的系統,如單機雙級或單機單級配比,或針對系統設計單機雙級的高性能制冷系統。在制冷系統設備選擇中首先考慮系統COP(能效比?)最大化,而不是單獨設備的COP最大化,因此整套系統的優化才是設備選擇的標準和依據。
2.制冷系統排出余熱的充分回收并加以利用。從而減少需熱設備的用電能耗,減少用電輸入。目前地坪加熱和熱氨融霜采用的都是壓縮機的排氣熱量。若僅考慮地坪加熱部分,按照地坪加熱量為每米20w,太古一個冷庫需要的加熱管道為13千米計算,預計每年可節省用電近220萬度。
3.采用LED照明。傳統的照明功率大,同時散熱量也大,而低溫冷庫要求的是盡量少的熱量攝入,避免增加制冷系統的額外負荷。在達到同樣的照度的情況下,LED比傳統的照明設備投入數量減少,同時散熱量降低,大大減少了冷庫的熱負荷。按照太古的標準,冷庫基本每年因照明減少的散熱量近15萬度。
4.選擇合適厚度的PIR保溫板,減少冷庫逃冷。冷庫的保冷性能好會減少外界環境對冷庫溫度的影響。通過圍護結構的漏冷量與冷庫圍護結構單位熱流量成正比,因此需選擇合適厚度的PIR保溫板,降低圍護結構單位熱流量。
5.運轉設備采用變頻配套,如壓縮機變頻、風機變頻等。使用變頻技術,通過變頻控制器實時檢測風機和壓縮機等的運行參數,從而平滑調整壓縮機的轉速,進而改變系統的制冷量,使之與冷庫熱負荷相匹配,保證系統工作在最高效率工況,實現節能的目的。
6.中水回收并進行水處理,可將中水使用在耗水多的設備,降低耗水量。
7.太陽能設計。太古冷庫中充分利用太陽能,較好地實現了節能目的。
8.地源熱泵設計。在設計中會根據地理環境選擇適宜的節能產品,充分利用再生能源減少對環境的危害。如在北方地區,為了避免冬季時空調的使用效率低以及節省蒸汽管網的初裝費,選用地源熱泵,既減少設備初期投資,同時也節省了運行成本。
9、制冷和庫內照明等設備采用智能控制系統運行。設備的智能控制可以減少人為的誤操作或不操作導致的能源浪費,減少設備的運行成本。另一方面,也避免了因誤操作導致的不必要的維護成本的增加。
10、采用自動快速門,減少頻繁進出庫引起的濕熱空氣對流進入冷庫帶來的損耗。熱空氣通過庫門開啟時滲入庫內,不僅造成庫溫升高,而且大量的熱濕交換可造成冷風機或排管結霜,導致庫溫波動、影響食品質量。選擇自動快速門,可以避免因人為操作導致的不必要的熱量進入冷庫,從而減少冷庫負荷。
11、配備電氣智能系統。每一臺設備配備計量儀表,為提高節能運行提供準確數據分析依據,以發現設備的操作是否正常,并對異常的設備及時進行維護和處理,避免系統能源浪費。
12、設置自動空氣分離器,及時排除系統中不凝性氣體。不凝性氣體會增加系統能耗,自動的系統檢測可減少人工成本,同時保證系統的高能效運行。
13、采用遠程控制和監視系統,及時發現問題并處理。遠程控制系統能夠減少人工成本,確保系統報警及時通知到人,從而及時處理設備問題,提高冷庫運行效率。
14、采用合適的水處理系統,減少設備結垢造成的換熱量下降。為避免人為檢查的疏忽,太古冷庫采用了水處理系統,及時對設備的結垢程度自動分析并處理,保證了設備的高效運行。
記者:為實現成本控制,太古冷庫在運營管理方面采用了哪些方法?
藍寶生:冷庫在運營管理方面采用的措施與方法如下:
1.在保證存儲貨品質量的前提下,采用錯峰操作,保證經濟有效地使用供電。冷凍倉儲的基礎是保證貨品的存儲質量,在該前提下,科學減少用電高峰期間設備的運行,從而節省電費,降低運營成本。
2.實行完善的設備維護措施,真正做到預防性維護。預防重于維修,加大對設備的巡檢力度,并做到有問題及時處理、不拖延、不滯后,讓所有的問題都在初始階段得以處理和解決,避免因為小問題形成大問題后,造成維修成本大幅增加。
3.嚴格執行設備檢查機制,保證設備的高效運行。制定嚴格的巡檢制度,并不斷總結和更新設備最優運行的狀態參數,同時各工廠之間不斷溝通操作模式以及優化運行參數,確保設備在最優狀態下工作。
4.不斷改進操作流程,減少人員成本,提高工作效率。各部門之間不斷溝通,將操作和能耗掛鉤,不斷改進操作流程。
5.做好制冷系統的維護。主要措施包括:首先,壓縮機組需定期保養。除了設備的巡檢外,嚴格執行按照廠家建議的保養時間,對機組進行維護保養,防止設備未能及時保養造成更多的維修費用。其次,根據系統結霜情況,及時使用熱氣融霜方式進行人工除霜,以減少不必要的能耗。第三,每天巡檢,確保設備無跑冒漏滴現象。此外,還需定期對系統進行放油操作、定期清除冷凝器的水垢等。
6.合理使用冷庫,提高庫房利用率
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