在整个冷链过程中,食品都要求贮存在一个合适的低温环境下,在冷藏库中的时间最长。冷藏库是食品冷藏链中的重要环节。
近几年,我国的冷藏库发展很快,2007年全国人均占有冷藏库容积29L,但与世界上先进国家相比差距仍很大。我国在冷藏库能效技术方面更落后于发达国家,表13-1为中国、日本、英国冷藏库耗电量的对比。
从表13-1中可看出,对中国冷藏库进行技术改造和科学管理以达到节能的目的,其潜力是很大的。从整个系统的能耗考虑,冷藏库的能耗主要包括两部分:一是冷藏库为保证低温环境所需要的能量;二是产生冷量的制冷系统所需要的能量。从节能角度出发,需要对这两部分能耗进行控制。
一、减小库房冷损耗1.保证冷藏库围护结构的性能
(1)选用导热系数小的隔热材料:性能优良的隔热材料首先应具备导热系数小的特点,常用隔热材料的导热系数范围是0.024一0.139W/(m·K)。目前我国冷藏库建造中选取的保温材料中,高分子化学合成有机隔热材料,如聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、聚乙烯化学交联发泡体(PEF)等所占比重较大。
(2)隔热层达到节能型厚度:20世纪80年代,各国规定了冷藏库围护建筑的热流密度(每小时在每平方米面积上通过围护结构传人的最大热量),法国取7一8W/m2,美国6.3W/m2,日本7.2W/m2,将按此标准选用的隔热层厚度称之为节能型厚度。我国1984年颁布的冷藏库设计规范GB】72一1984,将热流密度值规定为8.1一12.8W/m,比其他国家的标准值大得多,即冷藏库设计的保温性能上的要求不及上述几个国家。实际上,只要投资允许,采用节能型隔热厚度,无论对新库的设计还是老库的改造,都其有重要的现实意义。
(3)域少从库顶和墙壁进人的热量:通过库顶和墙壁传人库内的热量不仅由库内外的大气温差引起,而且太阳的辐射热也是很重要的一部分。夏季采用石油沥青油毡做防水层的库顶油毡,其表面对太阳辐射的反射率很低,大量吸热使温度可升至70℃左右。目前已有厂家生产外侧粘贴镀铝膜的反光油毡,采用这种反光油毡可大大提高屋顶对太阳辐射的反射率。此外,冷藏库的外墙宜涂成白色或浅色,以减少太阳辐射热。
(4)避免冷桥和缝隙漏冷:容易形成冷桥的地方主要有冷藏库中的梁、柱子和穿墙管道,地坪和墙体的连接处,门洞外面的局部地面等,这些地方的保温层和隔气防潮层一定要做好。采用现场发泡喷涂聚氨醋的方式对库顶、库内墙面和地面进行处理,可形成一个连续的保温层,再在地面上做一层混凝土层,以便具有足够的承载力。
2.减小冷藏库门的冷损耗冷藏库门打开时热空气必定会流人库内,这不仅会使库温升高,还会将大量水蒸气带人库内,使蒸发器结霜加快,增加融霜次数,造成库温波动。
冷藏库门要随开随关。研究表明,当库门敞开的时间由7s延长至15s时,通过门的冷损量增加了3.3倍,即门洞微开的时间增加一倍,其冷损失将增加数倍。解决库门即时开关最好的办法是自动控制,冷藏库门装有定时回路的自动关门器,开门和关门的时间在3~5s内。
在满足使用的前提下,冷藏库门的面积应该尽量小。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。
20世纪80年代前后,我国建造的容量较大的冷藏库一觳都设置有穿堂,货物进出库时可避免库内空气与大气直接连通。但近年来,为便于商品搬运机械化和节约用地等,新建的冷藏库基本都不设计穿堂,而采用冷藏库门直接与常温穿堂或大气空间连通。为减少开门时空气的流人,通常是在冷藏库门上设置空气幕,以阻止库外空气直接侵人库内。实践表明,设计、安装及调整合理的冷风幕(即保证冷风幕喷口与门框有适当的倾斜和风速),开门时约有80%
的空气可被阻挡。
此外,从20世纪70年代起,国外就在冷藏库上使用透明聚氯乙烯门帘替代冷风幕,实践证明效果良好。据报道,采用聚氯乙烯门帘,可减少库门开启时流入热量的50%以上。这种门帘采用3mm×200mm(厚度×宽度)的透明聚氯乙烯软片交叉搭接,悬挂在冷藏间门洞口的冷侧。当然,在安装空气幕的基础上,如再增设聚氯乙烯门帘,效果会更好。
3.库房照明冷藏库照明按2001年《冷藏库设计规范》规定,照度由原10~20x提高到不低于20lx,中外合资企业在对冷藏库改造时曾要求照度达到120~150lx。冷藏库中以往均采用白炽灯照明,由于白炽灯只有6%的电光转换效率,94%的电能转变成热能散发在库房内,增加了不应增加的热负荷。
低温节能灯又称紧凑型荧光灯,一只26W低温节能灯,其照度在301x左右,使用寿命在3000一12000h。例如,上海市有总计10000t的冷藏库在改造中采用26W低温节能灯代替了60W白炽灯,既提高了冷藏库照度,每年又可节约用电7.5万kW·h。
4,尽量使用机械化操作使用机械化操作可避免大量工人同时入库操作,否则会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,同时也增大了冷负荷,对系统节能工作极为不利。
5.采用封闭式月台采用封闭式低温月台的方案,既能最大限度地保证冻品的质量,又可以明显减小由于温差而从外界进人冷藏库的热负荷,还能大大减少进入低温空间的水分:既减少了除霜频率,又提高了制冷效率。然而采用封闭式月台会增加相应的土建费用和增加进出货的难度。