1. 冷蔵倉庫の熱負荷を軽減する
1. 冷蔵倉庫の外殻構造
低温冷蔵倉庫の保管温度は一般的に-25℃前後であるのに対し、夏の屋外日中温度は一般的に30℃以上となるため、冷蔵倉庫の囲い構造の両側の温度差は約60℃にもなります。高い日射熱により、壁や天井から倉庫への熱伝達によって生じる熱負荷は相当なものとなり、倉庫全体の熱負荷の重要な部分を占めます。外皮構造の断熱性能を高めるには、主に断熱層を厚くしたり、高品質の断熱層を使用したり、合理的な設計案を採用したりすることが有効です。
2. 絶縁層の厚さ
もちろん、外装構造の断熱層を厚くすると初期投資コストは増加しますが、冷蔵倉庫の通常の運用コストの削減と比較すると、経済的な観点からも技術的な管理の観点からも、より合理的です。
外面の熱吸収を低減するために一般的に用いられる方法は2つある。
まず、壁の外側の表面は反射能力を高めるために白または明るい色にするべきです。夏の強い日差しの下では、白い表面の温度は黒い表面よりも25℃から30℃低くなります。
2つ目は、外壁表面に日よけ構造または換気層を設ける方法です。この方法は実際の施工がより複雑で、あまり用いられていません。この方法は、断熱壁から一定の距離を置いて外側の囲い構造を設置してサンドイッチ構造を形成し、その上下に換気口を設けて自然換気を行うことで、外側の囲いが吸収した太陽放射熱を排出するというものです。
3. 冷蔵庫のドア
冷蔵倉庫では、商品の積み下ろしのために従業員の出入りが頻繁に行われるため、倉庫のドアは頻繁に開閉されます。倉庫のドアに断熱対策が施されていない場合、倉庫外の高温の空気の侵入や従業員の体温によって一定の熱負荷が発生します。したがって、冷蔵倉庫のドアの設計は非常に重要な意味を持ちます。
4. 閉鎖型プラットフォームを構築する
エアクーラーを使用して冷却することで、庫内温度を1℃～10℃まで下げることができ、スライド式の冷蔵ドアとソフトシーリングジョイントを備えているため、基本的に外気温の影響を受けません。小型冷蔵庫であれば、入口にドアバケツを設置することも可能です。
5．電動冷蔵ドア（追加の冷気カーテン付き）
初期の片開きドアの速度は0.3～0.6m/sでした。現在では、高速電気冷蔵庫ドアの開閉速度は1m/sに達し、両開き冷蔵庫ドアの開閉速度は2m/sに達しています。危険を避けるため、閉閉速度は開閉速度の約半分に制御されています。ドアの前にはセンサーによる自動スイッチが設置されています。これらの装置は、開閉時間を短縮し、積み下ろし効率を向上させ、作業者の待機時間を短縮するように設計されています。
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電球の10倍で、エネルギー消費量は非効率なランプのわずか1/10です。現在、より高度な冷蔵倉庫では、発熱量とエネルギー消費量が少ない新型LEDが照明として使用されています。
2. 冷凍システムの稼働効率を向上させる
1. エコノマイザー付きコンプレッサーを使用する
スクリューコンプレッサーは、負荷変動に合わせて20～100%のエネルギー範囲で無段階調整が可能です。冷却能力233kWのエコノマイザー付きスクリュー式ユニットは、年間4,000時間の運転を前提として、年間100,000kWhの電力を節約できると推定されます。
2. 熱交換装置
水冷式シェルアンドチューブ型凝縮器の代替として、直接蒸発式凝縮器が好ましい。
これにより、ウォーターポンプの消費電力を削減できるだけでなく、冷却塔やプールの設置費用も節約できます。さらに、直接蒸発式凝縮器は水冷式に比べて必要な水流量がわずか1/10で済むため、大量の水資源を節約できます。
3. 冷蔵庫の蒸発器側では、蒸発管の代わりに冷却ファンを使用するのが望ましい。
これにより、材料の節約だけでなく、高い熱交換効率も実現できます。さらに、無段階速度調整機能付きの冷却ファンを使用すれば、倉庫内の負荷の変化に合わせて風量を調整できます。商品は倉庫に搬入された直後からフルスピードで運転され、商品の温度を素早く下げます。商品が所定の温度に達すると速度が低下し、頻繁な起動と停止による電力消費と機械損失を回避します。
4. 熱交換装置における不純物の処理
空気分離器：冷凍システム内に非凝縮性ガスが存在すると、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：蒸発器の内壁に付着する油膜は、蒸発器の熱交換効率に大きな影響を与えます。蒸発器チューブ内に0.1mmの厚さの油膜が存在する場合、設定温度を維持するために蒸発温度は2.5℃低下し、消費電力は11%増加します。
5. コンデンサー内のスケール除去
スケールの熱抵抗は熱交換器の管壁よりも高いため、熱伝達効率に影響を与え、凝縮圧力を上昇させます。凝縮器内の水管壁に1.5mmのスケールが付着すると、凝縮温度は元の温度と比較して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れ抵抗を増加させ、ウォーターポンプのエネルギー消費量を増加させます。
スケール防止および除去方法としては、電子磁気水処理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、機械的スケール除去などが挙げられる。
3. 蒸発装置の霜取り
霜層の厚さが 10 mm を超えると、熱伝達効率が 30% 以上低下し、霜層が熱伝達に非常に大きな影響を与えることがわかります。パイプ壁の内外の温度差が 10 °C、保管温度が -18 °C の場合、パイプを 1 か月運転した後、熱伝達係数 K の値は元の値の約 70% にしかならないことが判明しました。特に、エア クーラーのリブでは顕著です。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、空気の流れ抵抗も増加し、ひどい場合は無風状態で送風されます。
消費電力を削減するため、電気加熱式除霜ではなく温風除霜を用いることが望ましい。コンプレッサーの排熱を除霜の熱源として利用できる。霜戻り水の温度は、一般的に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使用することで、凝縮温度を下げることができる。
4. 蒸発温度の調整
蒸発温度と倉庫内の温度差が小さくなれば、蒸発温度をそれに応じて上げることができます。このとき、凝縮温度が変わらないということは、冷凍コンプレッサーの冷却能力が増加することを意味します。つまり、同じ冷却能力が得られる場合、消費電力を削減できると言えます。推定によると、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、温度差を小さくすることは、倉庫に保管されている食品の乾燥消費量を削減する上でも非常に有益です。
投稿日時：2022年11月18日