冷库项目制冷方案分析

临沂瑞华制冷设备有限公司

氨制冷节能专家

冷库项目制冷方案分析

制冷系统按制冷介质（制冷剂）的不同分为氨（R717）制冷系统和氟利昂（以下简称氟）制冷系统，两种系统各有优缺点，适用于不同的场合。选用何种制冷方案，对于该项目的初投资、日后的运行费用、安全等具有很大的差异，本文针对嘉康屠宰厂的规模和运行特点，依据制冷原理中的氨、氟特性，压缩机组结构特点和国家相关政策等因素为依据，做如下分析：

一、氨、氟制冷系统的历史沿革

      在工业制冷中，氨系统已被应用了70多年，技术已相当成熟，因而多年来技术上无大进步，由于控制阀门和元器件价格昂贵，实现自动化成本很高，故国内应用中一直未能实现全自动化，虽然如此，但因为其冷量大、单机功率大的特点。在大型制冷系统中还是被广泛应用，很多情况下都是因为设计院的工程师熟悉氨系统的原因，设计时习惯采用该制冷系统。氟系统自上世纪70年代以来，被逐渐采用。因氟的热工性能不如氨，且单机制冷量太小，所以初期仅用于小的制冷系统。随着单个压缩机匹数越做越大，同时又出现了并联技术，可以将多个压缩机并联组成一个机组，此举完全解决了氟机功率小无法应用于大系统的缺陷，加之易于实现全自动控制的优点（农牧美益肉类厂用的压缩机单机功率125匹），所以被逐渐用于较大系统。05年之后我国屠宰业、物流业等开始广泛使用氟系统，并取得了良好效果。

二、氨制冷系统的优、缺点

A、优点

1、 在蒸发温度较高、冷凝温度较低时，氨的热工性能较之氟性能好，单位容积制冷量略高。从这个意义上讲氨系统较为省电。

2、 氨机造价低。由于单个氨机制冷量可达到250 kW甚至更大，而氟机（低温工况）最大为100kW，若要用于大冷量工况，就必须多机并联，因此，在大功率（100kW以上）的情况下，氨机明显较氟并联机组价格低。

3、 制冷剂价格低，如1吨液态氨为4～5千元，1吨常用的R22制冷剂为2万多元。

4、 氨系统若发生泄漏易被发现。

B、缺点

1、 氨有毒且易燃易爆，国内氨系统不时有事故发生。

2、 少量氨泄漏就可导致储藏品受到污染，大量泄漏则危及人身安全。

3、 氨系统不能布置在有人操作的场所，特别在对食品安全要求较高的场所，须采用乙二醇进行二次换热，从而造成系统能量损失。

4、 氨液充注量需求大，造成总成本上升。

5、 氨系统除机组外，还有许多诸如储液罐、循环桶等辅机（俗称瓶瓶罐罐），这些设备对空间要求高（一般机房高度为7M以上），机房占地面积（大约为氟机的4～5倍）。

6、 因单个氨机的功率大，当用于多温度的工艺环境下，调节不易、能耗高。

7、 需人工值守机房,难于实现全自动控制（目前国内没有全自动运行的成功案例）。

8、 需定期检修和更换轴封。

三、氟制冷系统的优、缺点

A 优点

1、 氟无毒无味、可直接用于任何作业场所，无需二次换热；

2、 双级螺杆可达到-40～-50℃的蒸发温度，非常适合于速冻；

3、 制冷剂充注量小，一般为氨机的1/2或1/3；

4、 机房要求高度低（一般为5米）、机房占地面积小。以农牧屠宰厂为例，占地面积仅为100平方米左右；

5、 压缩机并联运行，可实现自动能量调节；

6、 可实现全自动控制和远程监测报警，可保存库房各温度参数，机房无需专人值守。

B缺点

1、 氟的热工性能不如氨，单位换热效率低；

2、 制冷剂单价较氟高出4~5倍；

3、 单机功率较氨机小，在大功率的情况下要并联运行，从而使得机组造价提高。

四、两种制冷系统的适用场所

综上所述，氨机适用于温度恒定，波动小，冷量大，空间大的场所。如大型冷库、啤酒厂工艺制冷间等，这些场所基本上是无人作业。温度要求是单一的、压缩机工作状态稳定。此时氨的热工性能好、氨机造价低等优势凸显。

  氟机适用于温差大、负载变化大，有人工作的场所。如中小型冷库群、大型配餐车间以及冷库区人流密度比较大的情况。在这种情况下,制冷机可制成多台并联机组。这种机组可根据负荷大小进行自动调节，如当一个机组由五个压缩机组成时，系统会根据负载变化自动指令压缩机全开或部分压缩机。这样就弥补了氟较氨热工性能差的缺陷，甚至更为节能。又因为没有辅机，机组可就近安装在制冷间旁。制冷剂的充注量少、整个制冷系统造价降低。此一点弥补了并联机组较贵的缺陷。

五、运行费用的分析

运行费用一般指用电量（因两种系统的用水量一致、故略去不述）以及工人值班费用和维修费用。

在大型冷库和冷库日换货量不大的情况下，氨系统用电量低于氟系统，反之则大于氟系统；

因无值守人员，年节省该项费用28万元（3000元/人月×8人×12个月）；

    维修费用按服务外包计，氟系统10万/年，氨系统20万/年，年节省10万元。

六、安全和环保问题

由于氨易燃、易爆、有毒的特性。其不仅在制冷场所的应用上有所不便，对附近居民亦形成威胁，政府不允许在居民区和人流密度大的场合使用氨系统。屠宰厂现址若日后居民增多，难免有新的麻烦。

氟利昂是饱和碳氢化合物的氟、氯、溴衍生物之总称，按其化学元素组成成份分为：

1、 卤代烃（CFC），含氟、氯、碳，其代表为R502、R12；

2、 含氯卤代烃（HCFC）含氢、氟、氯、碳，其代表为R22；

3、 无氯卤代烃（HFC），含氢、氟、碳，其代表为R404A。

这些元素中只有氯离子会破坏臭氧层，按蒙特利尔公约，CFC已禁用，HCFC发展中国家可生产至2015年，使用至2030年，HFC则无禁令。

HCFC因现时价格较便宜被广泛应用，HFC的价格较贵，在欧美品牌的压缩机里，这两种产品都可被使用。空调制冷系统用的也都是氟利昂，因此，氟利昂不环保，日后会被禁用是一种误解。

七、压缩机品牌和结构

氨机一般都为国产，主要是“大冷”和“烟冷”这两家生产采用开启式结构，需定期维护保养、更换轴封。

氟机一般都为进口，主要是德国比泽尔、美国开利、日本神钢等，采用半封闭结构，无泄露之虞，无需更换零件，只需不定期更换油即可。（油变色、变稀才需更换）

中型冷库氨、氟制冷系统优缺点对照一览表

说明：初始投资费用和运行费用需待该项目的设计说明出来后才可定量分析，故本表的表述为“不确定”。

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