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冷库系统节能降耗方法措施
冷库具有良好的围护结构是保证冷库内低温环境的前提。新建冷库设计时,应采用导热系数较小的保温材料做围护结构,并注意围护结构的完整性,尽量避免冷桥和穿墙孔的产生,减小库外热量向库内的传递,进而减小冷库围护结构的冷负荷的损耗。那么下面是由我为大家分享整理的冷库系统节能降耗方法措施,欢迎大家阅读浏览。
一、冷库节能应注意的节能控制
冷库制冷系统运行时,在压缩机的节能负荷调节的同时,例如以下注意方面:
(1)在不同工况和负荷的条件下,合理匹配压缩机、冷风机等设备,防止“大马拉小车”引起的能源损耗。其中冷风机耗能所占比例最大,约为38%~23%。例:某万吨冷库为例,该万吨冷库的库房分为20间,每间库房的储藏量为500t,每间库房配有2台冷风机,每台冷风机上各装有22kW轴流风机3台,全库共计120台轴流风机。因风量与制冷量成正比,而风机是按最大制冷负荷配备的,在刚进货期间,制冷量较大,风机应全部开启。但当货物冷却加工基本结束时,库温已趋平稳,应当及时减少轴流风机开启台数。若以每库少开2台轴流风机计算,可少开40台共88kW,比1台6AW-125型压缩机耗能还多,节能达25%。并且,多开风机还极易产生热量,增加系统的制冷耗能。
(2)对换热设备进行有效管理,也能起到降低能耗的有效作用。因为当蒸发温度为-10℃时,冷凝温度每下降1℃,压缩机单位制冷量耗电减少25%~32%;当冷凝温度为30℃时,蒸发温度每提高1℃,压缩机单位耗电量则减少31%~39%。由此可见,管理好换热设备,对降低能耗具有重要意义。
(3)换热设备减少能耗措施:
①油多了及时放油:油的热阻大大高于金属,是铁的20倍,换热器表面附着油膜将使冷凝温度上升,蒸发温度下降,导致能耗增加。冷凝器表面附着01mm油膜时,制冷压缩机制冷量下降16%,用电量增加124%;而蒸发器内油膜达到01mm时,蒸发温度将下降25℃,耗电将上升11%。同时,蒸发温度过低,使油泥进入蒸发器后不易被带回低压循环桶,易造成蒸发器堵塞,因此应尽量避免油进入换热系统。
②及时排空气:空气在冷凝器中会提高冷凝温度。当系统内空气压力达到02MPa时,耗电量将增加18%,制冷量下降8%,因此,应尽力防止空气渗入系统,并及时排出渗入的空气。
③定期清除水垢和清洗循环水池:保持冷凝水清洁,冷凝器结垢15mm时,耗电量将增加97%。
④及时除霜:蒸发器表面结霜后,导致传热恶化,蒸发温度下降,耗电量增加。
⑤利用夏季夜间低温时降温:当地区夏秋季节气温昼夜温差达10℃以上,合理利用夜间低温,节能效果明显。
(4)正确估计冷库实际耗冷量的变化 。掌握食品加工过程的放热量,外界气温、冷却水温变化、日常 *** 作热量等耗冷量的变化规律,做好日常管理记录,随时调整压缩机的开机台数,使开机压缩机的产冷量适应或接近冷库实际耗冷量。
(5)保证满足制冷负荷的前提下,尽可能减少开机台数,提高压缩机运行效率。选择开1台制冷量大的压缩机代替2台制冷量小的压缩机;选择开单机双级机代替两台配组式双级机。
(6)调整开机时间。在不影响食品冷藏质量的前提下,减少白天制冷压缩机的运行时间(最好中午时段开机),增加夜间制冷压缩机的运行时间,即选择用电低峰(即在深夜后开机);不但降低费用,而且夜间冷凝温度较低,可降低压缩机电耗。
二、减少冷库保温库房冷量损失
(1)保证冷库围护结构的保温性能
冷库具有良好的围护结构是保证冷库内低温环境的前提。新建冷库设计时,应采用导热系数较小的保温材料做围护结构,并注意围护结构的完整性,尽量避免冷桥和穿墙孔的产生,减小库外热量向库内的传递,进而减小冷库围护结构的冷负荷的损耗。
(2)合理的开机控制合适的蒸发温度
①制冷压缩机是冷库最主要的耗电设备。在冷库设计中,一般根据全年出现的最大机械负荷工况确定配机,以满足热负荷高峰期要求。然而在实际运行中,由于存在着食品冷加工与贮藏的淡旺季变化,全年昼夜气温的变化和其他的变化因素,往往设计时所选配的压缩机满负荷运行时间较短,低负荷运行时间长,因此压缩机大部份运行时间处于小于设计负荷工况下运行,节能潜力大。目前多数冷库仍然采用人工 *** 作调整开机,盲目开机现象普遍存在。保证贮藏食物品质的前提是冷藏库内具有合适的冷藏温度,这也是体现出系统节能的一项指标。因为合适的冷藏温度,可以降低库内外的温差,有利于减少冷负荷量,降低制冷系统的用电负荷。
②在制取相同冷量时,提高蒸发温度能使压缩机的功率消耗减少。因为当冷凝温度不变时,提高蒸发温度,压缩机的吸入压力也相应升高,吸入蒸汽的比容减少,单位容积制冷量增加,以及压缩比减少,输汽系数提高,制取相同冷量时耗能就减少。
例如:对于压缩机,当蒸发温度每升高1℃,每千瓦时的产冷量将提高24%左右,节能效果显著。日常 *** 作时,应根据不同冷藏食品品种、质量和不同贮藏期的要求来确定相应合理的贮藏温度。适当提高蒸发温度,不但能缩小传热温差,减少食品干耗,提高产品质量,且可提高压缩机单位轴功率制冷量。避免冷凝温度升高现象发生。
当压缩机的吸入温度保持不变时,冷凝温度升高,单位容积制冷量减少,压缩比增大,输汽系数降低,制取相同冷量时,能耗增加。例如冷凝温度每降低1℃,单位轴功率制冷量将提高26%左右。因此,保持较低的冷凝温度,对减少压缩机功耗是有益的。
(3)定时及时除霜
冷风机运行中,由于霜层的逐渐增厚,传热系数下降,风量减少,风机功率增加,冷风机产冷量急剧下降。因此,冷风机运行一定时间后,必须融霜。目前我国以氨为工质的大中型冷库,设计中大多采用水与热氨相结合的融霜方式,而实际 *** 作中,为了方便,减少 *** 作程序,更多地采用单独的水冲霜法。
水冲霜虽然简单易行,但它存在着许多不足之处:
①能耗大,库温回升快。水冲霜需要增加水泵电耗,除霜时对库内加热量大,库温上升快,一般除霜后需1~2小时降温才能恢复除霜前库温。
②不能解决蒸发器内积油问题。
③若融霜中水溢出或溅到地面,将造成对地坪隔热层的破坏。
④融霜时间相对较长。
因此,建议尽量采用热氨融霜法。热氨融霜法因为加热融霜是从内部向外扩展,对库温影响小,融霜后降温快,避免了水冲霜的不足,值得提倡使用。但是需在冷风机接水盘上增设电加热器,防止融下的霜水再结冰堵塞下水道。此外,融霜期间应尽量避免开启库门。
(4)减小冷库门冷气损耗
冷藏库门要随开即关,减小开门负荷损失。如冷库门开启时间延长一倍,冷损耗会增加数倍,同时冷库门打开时间较长,还会使库外的高湿空气入侵,在门洞处极易结霜和结露,从而破坏库体结构。解决冷藏库门即时开关的最好办法就是采用自动控制结构。如果开门时间过长,冷库门自动关闭,实现其节能的效果。库门面积,特别是库门高度对冷损耗的影响相当大。
研究表明,对于冷气外泄,冷藏库门的高度比其宽度影响大得多,因此应尽量降低其高度。冷藏库门的电加热丝功率有防结露和防冻结两种选择,不同使用温度的冷藏库门电加热丝的配置功率不同,选配合适的加热功率可节能2%。为减少门洞所造成的能量损失和结构破坏,可在门洞处设置门厅或风幕,减少库外高温、高湿空气的入侵,减小冷负荷,提高系统效益。
(5)库内照明控制
库房照明按冷库制冷设计手册的规定为18~58W/m2 ,但在实际工程中由于使用的需要,往往超过该规定,有的甚至达到10W/m2左右。如果忘了关灯,不但浪费照明电能,还会增加冷藏间和制冷系统的热负荷,为此增加简单的自动控制可避免出现照明浪费。当冷库门关闭5~15min后,如果照明灯开关未关,可采用自动关闭关闭照明。照明延时的时间应超过工人在内的一次作业时间,避免误关冷库内的照明灯。如果有误关灯情况发生,须借助库房长明灯和冷藏库门的安全设置进行开启,以保障工作人员的 *** 作安全。
(6)使用机械化 *** 作
当进行食品的装卸和搬运时,常会有大量的工人入库工作,极易造成库内的`热负荷瞬时增大,从而使库内的温度波动增大,降低贮藏效果,同时也增大了制冷系统的冷负荷,对系统节能工作极为不利。因此,采用机械化 *** 作可避免大量工人同时入库 *** 作,从而达到系统节能的效果。
(7)采用封闭式月台装卸货
采用封闭式低温月台的方式,既能最大限度地保证冷冻食品的质量,又可以明显减小由于温差从外界进入冷藏库的热负荷,还能大大地减少进入低温空间的水分,降低了除霜频率,提高了系统的制冷效率。然而采用封闭式月台的冷库将会增加其相应的土建费用和增加进出货的难度。
三、冷库节能的自动控制系统
(1)冷库节能的自动控制
冷库节能的自动控制涉及到节能控制程序的编制和自控元器件的选用。作为自控元器件的生产厂商、专业设计院或有能力的使用单位等均可承担冷库节能自动控制的研究和开发。但是从控制系统的实用性及其效率角度的考虑,冷库节能的自动控制最好由厂商和设计院共同研制开发(可以厂商为主,设计院配合),在使用单位的实施过程中不断地完善,不断研发出新的自控产品。
(2)冷库节能自动控制具体的设计及运用
冷库节能自动控制的实施过程往往是通过设计、安装调试、试运行、效果考核并修正,直至符合设计要求达到节能目的为止。当工程项目内容有所变化时,可随时修改并满足冷库使用单位的要求。冷库的节能往往需要通过先进的制冷设备、合适的系统匹配、灵活的应变措施和严格的运行管理得以实现,这需要制冷技术人员在优化制冷工艺设计的基础上,熟悉节能需要、结合工程项目的特点,设计出完整的冷库节能自动控制流程。电气自控技术人员根据自控流程完成电气自控设计,同时运用专业知识,使自控流程更为简化和优化。
冷库节能是冷库自动控制重要组成部分,冷库自动控制由制冷和电气两部分内容组成,只有在所有技术人员的共同努力下才能使冷库自动控制行之有效,并使冷库节能落到实处。冷库节能自动控制的试运行也是十分重要的一环,在试运行中应和使用单位和专业厂商保持密切联系,与使用单位分析运行效果,与专业厂商商讨修正措施,在冷库的日常运行管理中,人是最主要的因素。
;物联网与各种网络的关系物联网(InternetofThings)的概念最早在1998年由美国MIT大学的KevinAshton教授提出,把RFID技术与传感器技术应用于日常物品中形成物联网,着重的是物品的标记。2005年ITU以InternetofThings为题发布互联网报告,强调物品联网。近年随着移动互联网技术和云计算技术的发展,特别是节能环保和社会安全等需求,物联网再度受到关注,但聚焦在通过感知达到智能服务的目的。在2010年我国的政府工作报告所附的注释中对物联网有如下的说明:是指通过信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。它是在互联网基础上延伸和扩展的网络。
传感网使用传感器作为感知元件,应用上可以无需基础网络,通常也不强调智能分析与决策。物联网使用传感器、RFID、激光扫描器、红外标记、普通条码、二维码、全息光学条码、GPS等作为感知元件,需要通过基础网络实现物与物和人与物互联,强调对感知数据的汇聚和挖掘及分析决策。物联网的组成包括三部分,即泛在化的传感节点及网络、异构性的网络基础设施、普适性的数据分析与服务。物联网与传感网的区别不在于联网的物件数量而在于感知单元的多样性和感知结果的智能利用,可以说传感网是物联网的一个子集。
物联网的底层借助RFID和传感器等实现对物件的信息采集与控制,通过传感网将传感器等感知节点的信息汇集,并连到核心网络,基础网络是物联网的重要组成部分,用于承载物物互联或物与人互联的信息传递,物联网的上层实现信息的处理和决策支持。物联网可用的基础网络可以有很多种,通常互联网最适合作为物联网的基础网络。尽管下一代互联网将以支持物联网的应用作为主要目标之一,但物联网并不是互联网的下一代,物联网可以说是互联网上的一种业务或应用。物联网强调的是认知,是互联网向感知平台和数据挖掘两个方向的拓展。物联网与互联网上传统业务相比有不同的特点:在物联网以公众网络(例如互联网)作为基础网络平台的情况下,物联网相当于互联网上面向特定任务来组织的专网(***)。互联网是全球性的,但物联网往往是行业性的或区域性的,物联网的行业应用的多样性与承载平台的通用性之间需要有中间件来适配。
M2M(Machine-to-Machine)与物联网有关,M2M通信与物联网的核心理念一致,不同之处是物联网的概念和所采用的技术及应用场景更宽泛,M2M主要聚焦在无线通信网络应用上,是物联网应用的一种主要方式。与物联网有关的还有CPS(CyberPhysicalSystem),CPS是计算、通信与物理过程的综合,CPS与物联网有类似的能力,物联网通过数据挖掘可得到决策建议,但通常是要上报主管人员再决定是否要采取措施,而CPS强调循环反馈,要求系统能够在感知物理世界之后通过通信与计算再自动执行对物理世界的反馈控制措施。从物与物通信进一步扩展到物与人以及人与人通信,支持个人和/或设备无论何时、何地、何种方式以最少的技术限制接入到服务和通信的能力,这种网络发展的愿景被称为泛在网。
在物联网上所用的通信技术比较成熟,但仍需要考虑物联网节点多功率小且需要接力传送等特点进行适配。
物联网通常有很多传感器节点,在传感过程中,首先是需要识别被感知的对象和感知信息。在给定任务的情况下使用最少数量的节点并最省功耗是物联网设计的目标。节点的传输距离、节点的合理分层分簇、拓扑控制等一系列节点的几何布局,是物联网感知层面设计的主要问题。根据应用和服务对物联网节点分群分簇,每簇会有一个节点负责搜集数据并将集合的数据传到网关,簇头的选择需要考虑节点的存储、过滤和聚合能力,为了不致过早耗掉簇头的电能,每簇内各节点可能需要轮流担任簇头。由于物联网节点数量密集,覆盖范围宽,而且新的物品的加入将要求节点添加或删除等,在节点的配置上要从减少安装和维护成本考虑,要尽可能少用人工干预,其次是网络发现技术,要求节点能够发现在其所处环境内的相邻节点的存在和身份,以便协商分享的任务,在物联网中网络是动态变化的,新的物品的加入将改变网络的拓扑,而且物品的特征还会随自治程度而变,物联网应具有基于智能匹配来对网中的节点自动发现和指配、自动部署与激活、解除激活和性能监视,还可以在任何时间对所分配的作用进行调整和调度。
有些节点由于制造的不一致,缺陷需要在出厂前校正,由于环境影响、老化等原因使所感知的数据有偏差,还需要在数据收集时校正或去除,还需要考虑传感器与环境之间的耦合关系。在感知数据的报送方式上,分为主动式和反应式两种。物联网收集的数据如果原封不动地存储将占用海量存储资源,必须通过压缩去掉重复冗余的数据,并且需要开发图像信息检索方法和搜索引擎,以有效提高物联网设施的利用效率。收集的数据不限于被感知物件的信息,还包括与事件的发生可能有相关性的政府数据、市民产生的数据等,要在认证安全、隐私保护等方面对数据进行过滤与正确性的确认。为了全面准确提供智能决策,希望有多源甚至异构的数据,通过多数判决和推理分析,去逼近真实环境,最后利用专家系统和数学模型,参考历史数据,综合异构来源的多种信息,进行分析推理,给出决策。
物联网需要有网管,控制物联网节点的休眠和叫醒,检测和登记节点的移动、发现相邻节点,并且在一个特定区域内均衡和调度传感任务等。需要关注物联网能量获取与存储及节能问题,实现能量测量和电量不足的预报以及动态功率优化等能量管理。从安全与隐私来看,物联网是双刃剑,它能对生产安全、反恐维稳和家居安全起积极作用,但如果感知数据偏差太大和判决失误,将弄巧反拙,因此对物联网的可靠性和安全及隐私需要足够重视。
物联网是两化融合的切入点,也是民生服务的新亮点,其应用面很宽,将带动新的产业特别是现代服务业的发展,其社会效益高于经济效益。物联网看似门槛不高,但如何在给定任务的情况下最大化网络的生命周期和最小化组网及应用成本均是严峻的挑战。低成本、高可靠、长寿命的传感器和RFID是物联网推广应用的前提,数据挖掘与智能分析是体现物联网效益的关键,也是物联网的薄弱环节。当前对物联网的理论和技术的研究还落后于应用示范,未来需要在物联网技术方面加大创新开发力度。同时还要重视统筹规划、资源共享,务求实效。
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