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冷库制冷系统的技术更新与优化 ——访烟台冰轮股份有限公司高级工程师任传林

近年来，我国冷链物流发展渐热，冷库的功能正在发生变化，由传统的“仓储型”向“流通配送型”转变。另一方面，在国家政策的大力提倡与支持下，“节能、环保、安全”成为冷库建设的发展要求和趋势。这些都对冷库温控技术优化提出了更高的要求。其中，冷库制冷技术在实现保障冷库温度稳定、降低冷库能耗等方面发挥着极其重要的作用，其发展进步成为业内关注的热点问题。日前，本刊记者采访了烟台冰轮股份有限公司高级工程师任传林，请他分享了我国目前冷库制冷技术的应用现状与发展趋势、制冷系统的优化改造，以及烟台冰轮的最新产品和解决方案等内容。

记者：请介绍目前常用的冷库制冷技术的特点与应用现状。

任传林：冷库制冷系统中常用的是氨制冷系统和氟利昂制冷系统，近几年自然工质CO2的应用也得到了快速的发展。由于氟利昂破坏臭氧层以及产生温室效应等环境问题，国际上已达成完全禁用CFCs、逐渐限制使用HCFCs制冷剂的共识，我国作为《蒙特利尔议定书》和《京都议定书》等一系列环境公约的缔约国，已开始进入HCFCs制冷剂逐步淘汰的进程。同时，鉴于液氨制冷剂使用中存在安全性保障的问题，人们在选择液氨制冷剂时更加谨慎。

其实，氨用作制冷剂已达120年之久，其ODP(臭氧层消耗潜能值)为零，GWP(全球变暖潜能)也为零，是环境友好型制冷剂。氨具有优良的热力学特性、泄漏易被发现、价格低廉等特点，被广泛应用于冷库制冷系统。在大型冷库制冷系统中，氨系统占80%以上，是具有应用前景的工质。当然氨制冷剂并不是十全十美的，由于具有毒性、可燃和爆炸性等劣势，其使用受到了限制。随着氨制冷技术和控制技术的进步，氨制冷系统的安全性会得到进一步保障，氨制冷系统的应用会进一步得到拓展。

氟利昂系列制冷剂中，HCFC-22(氟利昂22)的应用最广泛，但是它作为一种ODS(消耗臭氧层)物质，是被《蒙特利尔议定书》规定的限制物之一。随着HCFCs被逐步淘汰，其使用量会越来越少，至2030年除既有系统维修用外，将不允许新增R22制冷系统。现在，HCFCs制冷剂的替代物多为混合制冷剂，如R404A、R407C、R410、R507A等。这些HCFC-22替代物虽然ODP值低，但是其高的GWP值，使之只能作为过渡性的替代品。

CO2是天然存在的物质，它的ODP为零，GWP仅为1(基准值)，是最为友善的环保制冷剂。作为制冷剂使用的CO2 ，无论是自然提取或是利用工业废气，都有助于减少或延缓温室气体的排放。CO2作为制冷剂有许多独特的性质，如良好的安全性和化学稳定性，不可燃，也不会分解出有害气体，可适应各种润滑油和常用机械零部件材料;单位容积制冷量高，可减小制冷系统尺寸;动力粘度低，流动压损小;导热系数较大，换热效率更高。虽然CO2制冷剂应用的时间很短，但是它代表了制冷剂向自然工质方向发展的趋势。国际制冷学会原主席Gustav Lorentzen先生认为：“CO2是无可取代的制冷工质。” 当然，CO2制冷剂也有缺点，其运行压力较常规制冷剂高，造成制冷系统建造成本相应增加。

记者：在您看来，冷库制冷技术呈现怎样的发展趋势?分别应用的关键技术有哪些?

任传林：现代冷库的功能已经由“低温仓储型”向“流通型”、“流通配送型”转变，货物流通越来越表现出快速、准确、小批量的特点，要求仓库的温度范围越来越扩大，温度控制越来越精准，多温区存储、变温冷藏间等已经由个性化需求变成了普遍需求。与之相适应，冷库制冷技术的发展将主要表现在温度控制的多样性和精准性，同时也更加注重安全性、节能性和环保要求。

首先，自动控制技术、网络技术、远程监控技术的不断提高，为制冷系统自动控制提供了发展空间，制冷系统在高效节能、安全防护、降低生产成本等方面都发生了新的变革。因此，制冷系统自动控制水平的提高以及与冷库自动管理系统的融合，将成为现代商业流通对冷库管理的特定要求。

其次，降低工质充注量是制冷系统集成设计追求的目标。通过优化设计，简化与完善制冷循环，实现氨制冷系统的小型化，不仅有利于制冷系统安全，也有利于降低冷库投资和节约运行能耗。节能和环保已成为我们面临的重大课题，随着制冷剂强化传热、高效压缩机等技术的逐步完善，制冷设备的整体质量将更有保障，运行能效比也将不断提高。

此外，“互联网+”为冷库制冷技术的优化提供了重要途径。利用互联网的强大功能，可实现对制冷系统运行状态的即时监控和管理，企业可随时掌握制冷系统的安全、能耗等信息，有利于提升企业管理水平。

记者：如何对现有的冷库制冷系统进行优化改造，以满足安全、节能、环保的使用要求?

任传林：许多运营中的冷库由于各种原因，存在着存储功能单一、达不到安全和环保要求、运行效率低而费用高、客户使用不便等问题，无法满足现代冷库的经营需要。旧冷库制冷系统的改造包括安全改造、节能改造、自控控制和制冷设备改造，改造目标要视具体项目情况而定，在尽可能满足其使用要求的同时，提高运行效率，并保证系统运行安全及满足环保要求。

具体来说，冷库中60%以上的能源是制冷系统消耗的，制冷剂、系统形式的选择直接影响制冷系统的运行效率，因此在冷库改造时应该予以重点关注。同时冷库保温结构的隔热性能、冷库的使用管理也与冷库节能有直接关系。采用自动控制技术，不仅可以节省操作管理人员，保证冷库温度的稳定和控制精度，同时也可以保证系统安全。由于每个制冷系统都有其独特性和改造目标，因此对旧冷库制冷系统的改造应该由具备物流知识、建筑知识、制冷知识的专业人员来操作，通过对不同方案的比较，选出更适合企业自身需求的改造升级方案。

值得注意的是，制冷系统废热回收利用是近几年发展起来的节能技术，如果在冷库运营中需要热源时可以考虑冷凝热的回收利用。

记者：请介绍烟台冰轮在冷库制冷技术领域的最新产品和解决方案。

任传林：“安全”、“节能”和“环保”一直是烟台冰轮关注和追求的目标。烟台冰轮在制冷技术创新上不断取得突破，始终走在行业的前列。我们研发的产品中，具有安全、环保和节能优势的CO2制冷系统已经获得了广大客户的信赖，NH3/CO2复叠制冷系统关键技术研究与系统开发应用荣获中国制冷学会“科技进步特等奖”和山东省“科技进步一等奖”。

在氨制冷系统安全保障方面，烟台冰轮不仅积极推广安全制冷剂CO2的应用，大幅减少液氨制冷剂的充注量(与传统氨制冷系统相比减少80～90%)，也研发了ASDS主动防御安全系统，从根本上对氨制冷系统进行安全管控，最大程度地保证人员和设备的安全，目前ASDS技术在国际上处于领先行列。

在节能运行方面，烟台冰轮开发了IEMC智能型能量管控系统。IEMC是针对制冷系统运行安全、稳定、节能的综合解决方案，通过制冷原理节能、综合管理节能两个途径，最大化地提高了系统的运行效率，降低了企业的生产成本，这是靠常规操作无法实现的。在能源综合利用方面，烟台冰轮推出了全热回收系统，将制冷系统排向环境空间的冷凝热加以回收利用，在行业中率先实现冷热联供。

在提高制冷系统操作管理水平方面，烟台冰轮依托物联网+MOON技术，建立了基于物联网的管理平台，覆盖制冷系统设计、制造、安装调试、运行管理、系统升级等全过程服务，依托庞大的智能专家库，通过大数据分析，进行智能分析诊断，可全方位为客户提供技术支持服务。

    资料来源：《物流技术与应用》冷链增刊2016年9期
    转载时间：2016年11月07日
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