1. 冷蔵倉庫の熱負荷軽減
1. 冷蔵室のエンベロープ構造
低温冷蔵倉庫の庫内温度は通常-25℃前後ですが、夏季の屋外日中気温は通常30℃以上です。つまり、冷蔵倉庫の囲い構造の両側の温度差は約60℃になります。太陽放射熱が高いため、壁や天井から倉庫への熱伝達によって生じる熱負荷は大きく、倉庫全体の熱負荷の重要な部分を占めています。囲い構造の断熱性能を高めるには、主に断熱層の厚みを増すこと、高品質の断熱層を適用すること、そして合理的な設計スキームを適用することが重要です。
2. 絶縁層の厚さ
もちろん、外皮構造の断熱層を厚くすると、一時的な投資コストは増加しますが、冷蔵倉庫の定期的な運用コストの削減と比較すると、経済的観点や技術管理の観点から、より合理的です。
外表面の熱吸収を減らすために一般的に使用される2つの方法
1つ目は、壁の外側を白色または淡色にすることで反射率を高めることです。夏の強い日差しの下では、白色の表面温度は黒色の表面温度よりも25～30℃低くなります。
2つ目は、外壁の表面に日よけや通気層を設ける方法です。この方法は施工が複雑で、あまり利用されていません。断熱壁から一定の距離を置いて外壁構造をサンドイッチ状に設け、その上下に通気孔を設けることで自然換気を実現し、外壁が吸収した日射熱を逃がすことができます。
3. 冷蔵室のドア
冷蔵倉庫は人員の出入りや荷物の積み下ろしが頻繁に行われるため、倉庫の扉は頻繁に開閉する必要があります。倉庫の扉に断熱工事が施されていない場合、庫外の高温空気の浸入や人員の発熱により、一定の熱負荷が発生します。そのため、冷蔵倉庫の扉の設計も非常に重要です。
4. クローズドプラットフォームを構築する
冷却にはエアクーラーを使用し、温度は1℃～10℃まで下げることができます。スライド式の冷蔵ドアとソフトシールジョイントを備えており、基本的に外気温の影響を受けません。小型冷蔵室の場合は、入口にドアバケットを設置することができます。
5.電動冷蔵ドア（追加の冷気カーテン）
初期の片開きドアの開閉速度は0.3～0.6m/sでしたが、現在では高速電動冷蔵庫のドアの開閉速度は1m/s、両開き冷蔵庫のドアの開閉速度は2m/sに達しています。危険を回避するため、閉まる速度は開速度の約半分に制御されています。ドアの前面にはセンサー式自動スイッチが設置されており、開閉時間の短縮、積み下ろし効率の向上、作業員の待機時間の短縮を目的としています。
6. 倉庫内の照明
ナトリウムランプなど、発熱量が少なく、消費電力が少なく、高輝度の高効率ランプを使用してください。高圧ナトリウムランプの効率は通常の白熱ランプの10倍ですが、消費電力は非効率なランプの1/10に過ぎません。現在、一部の先進的な冷蔵倉庫では、発熱量と消費電力が少ない新型LEDが照明として使用されています。
2. 冷凍システムの作業効率を向上させる
1. エコノマイザー付きコンプレッサーを使用する
スクリュー圧縮機は、負荷変動に合わせて20～100%のエネルギー範囲で無段階に調整可能です。冷却能力233kWのエコノマイザ付きスクリュー式ユニットは、年間4,000時間運転した場合、年間10万kWhの電力を節約できると試算されています。
2. 熱交換装置
水冷式のシェルアンドチューブ型コンデンサーの代わりに、直接蒸発型コンデンサーを使用することをお勧めします。
これにより、水ポンプの消費電力を節約できるだけでなく、冷却塔やプールへの投資も節約できます。さらに、直接蒸発式凝縮器は水冷式の1/10の水流量しか必要としないため、水資源を大幅に節約できます。
3. 冷蔵室の蒸発器側では、蒸発管の代わりに冷却ファンが推奨される。
これは材料を節約するだけでなく、高い熱交換効率も実現します。また、無段階速度調節機能付きの冷却ファンを使用すれば、倉庫内の負荷変動に合わせて風量を調整できます。商品は入庫直後はフルスピードで運転し、温度を急速に下げます。商品が設定温度に達した後は速度を低下させ、頻繁な起動・停止による電力消費と機械損失を回避します。
4. 熱交換装置内の不純物の処理
エアセパレーター：冷凍システム内に非凝縮性ガスが存在する場合、凝縮圧力の上昇により吐出温度が上昇します。データによると、冷凍システムに空気が混入し、その分圧が0.2MPaに達すると、システムの消費電力は18%増加し、冷却能力は8%低下します。
オイルセパレーター：蒸発器内壁の油膜は、蒸発器の熱交換効率に大きく影響します。蒸発管内に0.1mmの油膜が存在すると、設定温度を維持するために蒸発温度が2.5℃低下し、消費電力が11%増加します。
5. 凝縮器内のスケール除去
スケールの熱抵抗は熱交換器の管壁の熱抵抗よりも高く、伝熱効率に影響を与え、凝縮圧力を上昇させます。凝縮器内の水管壁のスケールが1.5mm厚くなると、凝縮温度は元の温度より2.8℃上昇し、消費電力は9.7%増加します。さらに、スケールは冷却水の流動抵抗を増加させ、水ポンプの消費電力を増加させます。
スケールを防止および除去する方法としては、電子磁気水装置によるスケール除去およびスケール防止、化学酸洗によるスケール除去、機械によるスケール除去などがあります。
3. 蒸発装置の霜取り
霜層の厚さが10mmを超えると、熱伝達効率が30％以上低下し、霜層が熱伝達に大きな影響を与えていることがわかります。パイプ壁の内外の測定温度差が10℃、保管温度が-18℃の場合、パイプを1か月間運転した後でも、熱伝達係数K値は元の値の約70％にしか達しないことが判明しており、特に空気冷却器のリブで顕著です。シートチューブに霜層があると、熱抵抗が増加するだけでなく、空気の流動抵抗も増加し、ひどい場合は無風で送り出されます。
消費電力を削減するため、電気加熱除霜ではなく温風除霜を採用することが望ましい。コンプレッサーの排熱を除霜の熱源として利用することができる。霜戻り水の温度は、通常、凝縮器水の温度より7～10℃低い。処理後、凝縮器の冷却水として利用することで、凝縮温度を下げることができる。
4.蒸発温度調整
蒸発温度と倉庫内の温度差が小さくなれば、それに応じて蒸発温度を上げることができます。この時、凝縮温度が変わらなければ、冷凍コンプレッサーの冷却能力が上がることを意味します。つまり、同じ冷却能力が得られるということです。この場合、消費電力を削減できます。試算によると、蒸発温度が1℃下がると、消費電力は2～3％増加します。さらに、温度差の低減は、倉庫に保管されている食品の乾物消費量を削減するのにも非常に有益です。
投稿日時: 2022年11月18日