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替代氨、氟利昂、CO2直冷的載冷技術

冰河冷媒     2019-07-03

  2016年初,中國冷鏈物流聯盟秘書處采集了1000家重點聯絡企業的數據,我國冷庫總容量達3035.28萬噸。根據國際冷藏庫協會的統計數據,2014年中國冷庫總容量已經達到3320萬噸,2015年達到4320萬噸。這些冷庫絕大多數為氨制冷系統。根據國家安全生產監督管理總局的不完全統計,最近5年我國涉氨冷庫發生安全生產事故約110起,其中泄漏事故占47.4%,火災事故占39.7%,爆炸事故占7.8%,綜合事故占5.1%。氨有刺激性臭味、有毒、空氣中氨的含量達到0.5%~0.6%時,人在其中停留半小時即可中毒,達到11%~13%即可點燃,達到16%~25%時遇明火就會爆炸。氨構成重大危險源的臨界數量為10噸,10噸以上即為重大危險源,大型冷庫沿用液氨直接制冷,需經得住嚴格的安全監管!

 

 

  由于上述眾所周知的原因,當前冷凍冷藏系統改擴建市場異常活躍,有許多廠家將液氨直冷系統改為氟利昂直冷系統;有的企業新建冷庫采用間接制冷系統;也有制冷機廠家在推廣二氧化碳制冷系統。究竟哪一種方案更安全高效、節能環保?經營冷庫的企業不知道,設計冷庫的專家們目前也沒有達成行業共識。
  氟利昂是《蒙特利爾議定書》中限制并最終停止使用的制冷劑,氯氟烴類:R11、R12、R113、R114、R115、R500、R502等目前已禁止使用,氫氯氟烴類:R22、R123、R141b、R142b等被視為過渡性替代物質,R22被限定2020年淘汰,發展中國家可以推遲10年。氫氟烴類、R134a、R125、R32、R404A、R407C、R410A、R152、R507等氣候變暖潛能值高在《聯合國氣候變化框架公約》京都議定書中定性為溫室氣體。采用氟利昂直接制冷方式顯然不是長久之計!國家安監局下發的《涉氨制冷企業液氨使用專項治理技術指導書》管四函(2013)28號指出專項治理過程中,應嚴格避免產生以“氟利昂制冷劑代替氨制冷劑”的簡單化做法所帶來的環境問題”,其中還明確要求:“對人員較多的生產場所的制冷系統要采用載冷劑間接制冷系統”。CO2由于它的臨界溫度與臨界壓力決定了它不適應單一制冷系統獨立運行,必須用復疊制冷方式來實現制冷循環。一種制冷劑單一制冷系統能夠達到所需溫度盡量不選用復疊制冷方式,其能耗與單一制冷系統相比要大得多。與氨或氟相比,在低溫貯存庫所需同樣蒸發溫度下CO2的運行壓力無論在低壓側還是高壓側其壓力都比氨系統、氟系統高的多。一旦CO2氣體側泄露達到一定濃度會使人窒息,液體泄露會形成干冰氣化成CO2氣體同樣危害較大。CO2制冷系統試壓要高達5.0Mpa,對管材、管件、閥門等提出更高要求,成本也更大。
  眾所周知,較大的工業制冷系統如果采用直接制冷方式,需要充裝大量的制冷劑。這些制冷劑不是對大氣環境有危害,就是對生產環境有危害。制冷劑在高壓下在車間里循環,管路系統要求嚴格,一個環節出現故障,將影響整個系統。 由于存在這些問題,直接制冷方式很少應用于大型制冷系統,主要應用在民用冰箱、空調等小型制冷設備上。這也正是直接制冷冷庫進行安全改造的根本原因—— 直冷方式不適合大型制冷系統!
  間接制冷方式需要使用較多的載冷劑,一旦載冷劑選擇不當又會帶來新的問題。有些載冷劑易燃、易爆、有毒,有些載冷劑冰點不夠低,有些載冷劑嚴重銹蝕金屬。長期以來,載冷劑主要是工業鹽、乙二醇等水溶液。這些載冷劑載冷能力小、消耗大,腐蝕金屬、存在安全隱患。由于這些缺陷,使得制冷系統日常運行和維護費用很高,使用壽命卻很短。確切地說,一個新建載冷系統,如果使用單一的鹽或乙二醇水溶液載冷劑,經過5-6年時間,該循環系統就會在鹽或醇類溶液的腐蝕下出現多點滲漏現象,這時修復很困難。因為載冷劑銹蝕而損壞設備,造成停產的現象有很多。通過改進載冷劑來改進制冷工藝的方法經常被人忽視。
  如何解決上述諸多問題,建設一個即安全又經濟的冷藏系統是目前冷凍冷藏行業急需解決的問題。

一種優化的間接制冷解決方案
安全——只有載冷劑進入冷藏車間,常壓循環,安全無害;
環保——制冷劑僅在機房循環,用量僅為直接制冷方式的1/10以內,常壓環保型載冷劑在車間循環,有效避免環境污染;
節能——通過載冷劑蓄冷節電,載冷劑蓄熱除霜節能;
經濟——可以采用氨機或氟機,成本低廉,維護簡單;
智能——可實現全自動控制,操作集中在一臺電腦上。并可實現遠程群控,節省人工。
【制冷系統組成:1.制冷機組;2.冷卻塔,冷凝器(庫外);3.冷風機,換熱排管(庫內);4.循環泵組,融霜裝置及制冷自控系統;5.冷媒。】


 

一種專業載冷劑——冰河冷媒
三高: 高沸點、高熱熔、高導熱系數
三低: 低冰點、低粘度、低毒性
三無: 不易燃易爆、不銹蝕金屬、不污染環境


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