1. Het verminderen van de warmtebelasting van koelopslag
1. Omhulselstructuur van een koelopslag
De opslagtemperatuur van een koelcel ligt doorgaans rond de -25 °C, terwijl de buitentemperatuur overdag in de zomer meestal boven de 30 °C ligt. Dit betekent dat het temperatuurverschil tussen de twee zijden van de koelcel ongeveer 60 °C bedraagt. De hoge zonnestraling zorgt voor een aanzienlijke warmtebelasting door warmteoverdracht van de wanden en het plafond naar de opslagruimte, wat een belangrijk onderdeel vormt van de totale warmtebelasting van de opslagruimte. Het verbeteren van de thermische isolatieprestaties van de constructie gebeurt voornamelijk door het verdikken van de isolatielaag, het gebruik van hoogwaardige isolatiematerialen en het toepassen van een doordacht ontwerp.
2. Dikte van de isolatielaag
Het verdikken van de warmte-isolatielaag van de gebouwschil verhoogt uiteraard de eenmalige investeringskosten, maar vergeleken met de verlaging van de reguliere bedrijfskosten van de koelopslag is dit vanuit economisch en technisch oogpunt een verstandigere keuze.
Er worden doorgaans twee methoden gebruikt om de warmteabsorptie van het buitenoppervlak te verminderen.
Ten eerste moet de buitenkant van de muur wit of lichtgekleurd zijn om het reflectievermogen te verbeteren. Bij fel zonlicht in de zomer is de temperatuur van een wit oppervlak 25 tot 30 graden Celsius lager dan die van een zwart oppervlak.
De tweede methode is het aanbrengen van een zonwerende omhulling of een ventilatielaag op het oppervlak van de buitenmuur. Deze methode is in de praktijk ingewikkelder en wordt minder vaak gebruikt. De methode houdt in dat de buitenconstructie op een afstand van de isolatiemuur wordt geplaatst, zodat een sandwichconstructie ontstaat. Boven en onder de ventilatielaag worden ventilatieopeningen aangebracht voor natuurlijke ventilatie, waardoor de door de buitenconstructie geabsorbeerde zonnewarmte kan worden afgevoerd.
3. Deur van de koelcel
Omdat er in een koelmagazijn vaak personeel in en uit moet om goederen te laden en te lossen, moet de deur regelmatig geopend en gesloten worden. Zonder warmte-isolatie ontstaat er warmte door de instroom van warme buitenlucht en de lichaamswarmte van het personeel. Daarom is het ontwerp van de deur van een koelmagazijn van groot belang.
4. Bouw een gesloten platform
Gebruik een luchtkoeler om af te koelen; de temperatuur kan oplopen tot 1℃~10℃. De koelcel is voorzien van een schuifdeur met zachte afdichting en is daardoor vrijwel ongevoelig voor de buitentemperatuur. Bij een kleine koelcel kan een deurvak bij de ingang worden geplaatst.
5. Elektrisch gekoelde deur (extra koudeluchtgordijn)
De openingssnelheid van enkelvleugelige deuren lag aanvankelijk tussen de 0,3 en 0,6 m/s. Tegenwoordig bereiken snelopenende elektrische koelkastdeuren een openingssnelheid van 1 m/s, en dubbelvleugelige deuren zelfs 2 m/s. Om gevaar te voorkomen, wordt de sluitsnelheid geregeld op ongeveer de helft van de openingssnelheid. Voor de deur is een automatische schakelaar met sensor geïnstalleerd. Deze voorzieningen zijn ontworpen om de openings- en sluitingstijd te verkorten, de laad- en losefficiëntie te verbeteren en de wachttijd voor de operator te verminderen.
6. Verlichting in het magazijn
Gebruik hoogrendementslampen met een lage warmteontwikkeling, een laag stroomverbruik en een hoge helderheid, zoals natriumlampen. Het rendement van hogedruk-natriumlampen is tien keer zo hoog als dat van gewone gloeilampen, terwijl het energieverbruik slechts tien keer lager is dan dat van minder efficiënte lampen. Tegenwoordig worden in sommige geavanceerdere koelhuizen nieuwe LED's gebruikt voor de verlichting, die minder warmte genereren en een lager energieverbruik hebben.
2. Verbeter de efficiëntie van het koelsysteem
1. Gebruik een compressor met een economizer.
De schroefcompressor kan traploos worden aangepast binnen een energiebereik van 20 tot 100% om aan de veranderende belasting te voldoen. Naar schatting kan een schroefcompressor met een economizer en een koelvermogen van 233 kW jaarlijks 100.000 kWh aan elektriciteit besparen bij een bedrijfstijd van 4.000 uur.
2. Warmtewisselaars
De directe verdampingscondensor heeft de voorkeur als vervanging voor de watergekoelde buizenwarmtewisselaar.
Dit bespaart niet alleen energie voor de waterpomp, maar ook de investering in koeltorens en koelbassins. Bovendien verbruikt de directe verdampingscondensor slechts 1/10 van de waterdoorvoer van het watergekoelde type, wat een aanzienlijke besparing op water oplevert.
3. Aan de verdamperzijde van de koelinstallatie heeft de koelventilator de voorkeur boven de verdamperbuis.
Dit bespaart niet alleen materiaal, maar zorgt ook voor een hoge warmteoverdrachtsefficiëntie. Als er een koelventilator met traploze snelheidsregeling wordt gebruikt, kan het luchtvolume worden aangepast aan de veranderende belasting in het magazijn. De goederen kunnen direct na het laden in het magazijn op volle snelheid draaien, waardoor de temperatuur snel daalt. Zodra de goederen de gewenste temperatuur hebben bereikt, wordt de snelheid verlaagd, waardoor het energieverbruik en de slijtage door frequent starten en stoppen worden voorkomen.
4. Behandeling van onzuiverheden in warmtewisselaars
Luchtafscheider: Wanneer er niet-condenseerbaar gas in het koelsysteem aanwezig is, zal de uitlaattemperatuur stijgen als gevolg van de toename van de condensatiedruk. Uit gegevens blijkt dat wanneer het koelsysteem wordt gemengd met lucht en de partiële druk 0,2 MPa bereikt, het energieverbruik van het systeem met 18% toeneemt en het koelvermogen met 8% afneemt.
Olieafscheider: De oliefilm op de binnenwand van de verdamper heeft een grote invloed op de warmteoverdrachtsefficiëntie. Wanneer er een oliefilm van 0,1 mm dik in de verdamperbuis aanwezig is, zal de verdampingstemperatuur met 2,5 °C dalen en het energieverbruik met 11% toenemen om de ingestelde temperatuur te handhaven.
5. Verwijderen van kalkaanslag in de condensor
De thermische weerstand van kalkaanslag is ook hoger dan die van de buiswand van de warmtewisselaar, wat de warmteoverdrachtsefficiëntie beïnvloedt en de condensatiedruk verhoogt. Wanneer de waterleidingwand in de condensor 1,5 mm kalkaanslag vertoont, stijgt de condensatietemperatuur met 2,8 °C ten opzichte van de oorspronkelijke temperatuur en neemt het energieverbruik met 9,7% toe. Bovendien verhoogt de kalkaanslag de stromingsweerstand van het koelwater en het energieverbruik van de waterpomp.
Er zijn verschillende methoden om kalkaanslag te voorkomen en te verwijderen, zoals ontkalken en antikalken met een elektromagnetisch waterapparaat, chemisch beitsen, mechanisch ontkalken, enzovoort.
3. Ontdooien van de verdampingsapparatuur
Wanneer de dikte van de ijslaag meer dan 10 mm bedraagt, daalt het warmteoverdrachtsrendement met meer dan 30%, wat aantoont dat de ijslaag een grote invloed heeft op de warmteoverdracht. Er is vastgesteld dat wanneer het gemeten temperatuurverschil tussen de binnen- en buitenkant van de buiswand 10 °C is en de opslagtemperatuur -18 °C, de warmteoverdrachtscoëfficiënt K na een maand gebruik nog maar ongeveer 70% van de oorspronkelijke waarde bedraagt, met name bij de ribben in de luchtkoeler. Wanneer een buis met ijsvorming aanwezig is, neemt niet alleen de thermische weerstand toe, maar ook de luchtweerstand. In ernstige gevallen kan dit leiden tot luchtverlies door gebrek aan luchtstroom.
Het is aan te raden om heteluchtontdooiing te gebruiken in plaats van elektrische verwarming om het energieverbruik te verminderen. De restwarmte van de compressor kan als warmtebron voor de ontdooiing worden gebruikt. De temperatuur van het retourwater is over het algemeen 7 tot 10 °C lager dan de temperatuur van het condensorwater. Na behandeling kan het worden gebruikt als koelwater voor de condensor om de condensatietemperatuur te verlagen.
4. Aanpassing van de verdampingstemperatuur
Als het temperatuurverschil tussen de verdampingstemperatuur en de magazijntemperatuur wordt verkleind, kan de verdampingstemperatuur dienovereenkomstig worden verhoogd. Als de condensatietemperatuur in dat geval gelijk blijft, betekent dit dat het koelvermogen van de koelcompressor toeneemt. In dit geval kan hetzelfde koelvermogen worden bereikt, terwijl het energieverbruik wordt verlaagd. Schattingen wijzen uit dat een verlaging van de verdampingstemperatuur met 1 °C leidt tot een toename van het energieverbruik met 2 tot 3%. Bovendien is het verkleinen van het temperatuurverschil ook zeer gunstig voor het verminderen van het droogverbruik van opgeslagen levensmiddelen.
Geplaatst op: 18 november 2022