臨沂瑞華制冷設(shè)備有限公司
氨制冷節(jié)能專家
冷庫項目制冷方案分析
制冷系統(tǒng)按制冷介質(zhì)（制冷劑）的不同分為氨（R717）制冷系統(tǒng)和氟利昂（以下簡稱氟）制冷系統(tǒng)，兩種系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，適用于不同的場合。選用何種制冷方案，對于該項目的初投資、日后的運行費用、安全等具有很大的差異，本文針對嘉康屠宰廠的規(guī)模和運行特點，依據(jù)制冷原理中的氨、氟特性，壓縮機組結(jié)構(gòu)特點和國家相關(guān)政策等因素為依據(jù)，做如下分析：
一、氨、氟制冷系統(tǒng)的歷史沿革
在工業(yè)制冷中，氨系統(tǒng)已被應(yīng)用了70多年，技術(shù)已相當(dāng)成熟，因而多年來技術(shù)上無大進步，由于控制閥門和元器件價格昂貴，實現(xiàn)自動化成本很高，故國內(nèi)應(yīng)用中一直未能實現(xiàn)全自動化，雖然如此，但因為其冷量大、單機功率大的特點。在大型制冷系統(tǒng)中還是被廣泛應(yīng)用，很多情況下都是因為設(shè)計院的工程師熟悉氨系統(tǒng)的原因，設(shè)計時習(xí)慣采用該制冷系統(tǒng)。氟系統(tǒng)自上世紀(jì)70年代以來，被逐漸采用。因氟的熱工性能不如氨，且單機制冷量太小，所以初期僅用于小的制冷系統(tǒng)。隨著單個壓縮機匹數(shù)越做越大，同時又出現(xiàn)了并聯(lián)技術(shù)，可以將多個壓縮機并聯(lián)組成一個機組，此舉完全解決了氟機功率小無法應(yīng)用于大系統(tǒng)的缺陷，加之易于實現(xiàn)全自動控制的優(yōu)點（農(nóng)牧美益肉類廠用的壓縮機單機功率125匹），所以被逐漸用于較大系統(tǒng)。05年之后我國屠宰業(yè)、物流業(yè)等開始廣泛使用氟系統(tǒng)，并取得了良好效果。
二、氨制冷系統(tǒng)的優(yōu)、缺點
A、優(yōu)點
1、 在蒸發(fā)溫度較高、冷凝溫度較低時，氨的熱工性能較之氟性能好，單位容積制冷量略高。從這個意義上講氨系統(tǒng)較為省電。
2、 氨機造價低。由于單個氨機制冷量可達到250 kW甚至更大，而氟機（低溫工況）最大為100kW，若要用于大冷量工況，就必須多機并聯(lián)，因此，在大功率（100kW以上）的情況下，氨機明顯較氟并聯(lián)機組價格低。
3、 制冷劑價格低，如1噸液態(tài)氨為4～5千元，1噸常用的R22制冷劑為2萬多元。
4、 氨系統(tǒng)若發(fā)生泄漏易被發(fā)現(xiàn)。
B、缺點
1、 氨有毒且易燃易爆，國內(nèi)氨系統(tǒng)不時有事故發(fā)生。
2、 少量氨泄漏就可導(dǎo)致儲藏品受到污染，大量泄漏則危及人身安全。
3、 氨系統(tǒng)不能布置在有人操作的場所，特別在對食品安全要求較高的場所，須采用乙二醇進行二次換熱，從而造成系統(tǒng)能量損失。
4、 氨液充注量需求大，造成總成本上升。
5、 氨系統(tǒng)除機組外，還有許多諸如儲液罐、循環(huán)桶等輔機（俗稱瓶瓶罐罐），這些設(shè)備對空間要求高（一般機房高度為7M以上），機房占地面積（大約為氟機的4～5倍）。
6、 因單個氨機的功率大，當(dāng)用于多溫度的工藝環(huán)境下，調(diào)節(jié)不易、能耗高。
7、 需人工值守機房,難于實現(xiàn)全自動控制（目前國內(nèi)沒有全自動運行的成功案例）。
8、 需定期檢修和更換軸封。
三、氟制冷系統(tǒng)的優(yōu)、缺點
A 優(yōu)點
1、 氟無毒無味、可直接用于任何作業(yè)場所，無需二次換熱；
2、 雙級螺桿可達到-40～-50℃的蒸發(fā)溫度，非常適合于速凍；
3、 制冷劑充注量小，一般為氨機的1/2或1/3；
4、 機房要求高度低（一般為5米）、機房占地面積小。以農(nóng)牧屠宰廠為例，占地面積僅為100平方米左右；
5、 壓縮機并聯(lián)運行，可實現(xiàn)自動能量調(diào)節(jié)；
6、 可實現(xiàn)全自動控制和遠(yuǎn)程監(jiān)測報警，可保存庫房各溫度參數(shù)，機房無需專人值守。
B缺點
1、 氟的熱工性能不如氨，單位換熱效率低；
2、 制冷劑單價較氟高出4~5倍；
3、 單機功率較氨機小，在大功率的情況下要并聯(lián)運行，從而使得機組造價提高。
四、兩種制冷系統(tǒng)的適用場所
綜上所述，氨機適用于溫度恒定，波動小，冷量大，空間大的場所。如大型冷庫、啤酒廠工藝制冷間等，這些場所基本上是無人作業(yè)。溫度要求是單一的、壓縮機工作狀態(tài)穩(wěn)定。此時氨的熱工性能好、氨機造價低等優(yōu)勢凸顯。
氟機適用于溫差大、負(fù)載變化大，有人工作的場所。如中小型冷庫群、大型配餐車間以及冷庫區(qū)人流密度比較大的情況。在這種情況下,制冷機可制成多臺并聯(lián)機組。這種機組可根據(jù)負(fù)荷大小進行自動調(diào)節(jié)，如當(dāng)一個機組由五個壓縮機組成時，系統(tǒng)會根據(jù)負(fù)載變化自動指令壓縮機全開或部分壓縮機。這樣就彌補了氟較氨熱工性能差的缺陷，甚至更為節(jié)能。又因為沒有輔機，機組可就近安裝在制冷間旁。制冷劑的充注量少、整個制冷系統(tǒng)造價降低。此一點彌補了并聯(lián)機組較貴的缺陷。
五、運行費用的分析
運行費用一般指用電量（因兩種系統(tǒng)的用水量一致、故略去不述）以及工人值班費用和維修費用。
在大型冷庫和冷庫日換貨量不大的情況下，氨系統(tǒng)用電量低于氟系統(tǒng)，反之則大于氟系統(tǒng)；
因無值守人員，年節(jié)省該項費用28萬元（3000元/人月×8人×12個月）；
維修費用按服務(wù)外包計，氟系統(tǒng)10萬/年，氨系統(tǒng)20萬/年，年節(jié)省10萬元。
六、安全和環(huán)保問題
由于氨易燃、易爆、有毒的特性。其不僅在制冷場所的應(yīng)用上有所不便，對附近居民亦形成威脅，政府不允許在居民區(qū)和人流密度大的場合使用氨系統(tǒng)。屠宰廠現(xiàn)址若日后居民增多，難免有新的麻煩。
氟利昂是飽和碳?xì)浠衔锏姆?、氯、溴衍生物之總稱，按其化學(xué)元素組成成份分為：
1、 鹵代烴（CFC），含氟、氯、碳，其代表為R502、R12；
2、 含氯鹵代烴（HCFC）含氫、氟、氯、碳，其代表為R22；
3、 無氯鹵代烴（HFC），含氫、氟、碳，其代表為R404A。
這些元素中只有氯離子會破壞臭氧層，按蒙特利爾公約，CFC已禁用，HCFC發(fā)展中國家可生產(chǎn)至2015年，使用至2030年，HFC則無禁令。
HCFC因現(xiàn)時價格較便宜被廣泛應(yīng)用，HFC的價格較貴，在歐美品牌的壓縮機里，這兩種產(chǎn)品都可被使用?？照{(diào)制冷系統(tǒng)用的也都是氟利昂，因此，氟利昂不環(huán)保，日后會被禁用是一種誤解。
七、壓縮機品牌和結(jié)構(gòu)
氨機一般都為國產(chǎn)，主要是“大冷”和“煙冷”這兩家生產(chǎn)采用開啟式結(jié)構(gòu)，需定期維護保養(yǎng)、更換軸封。
氟機一般都為進口，主要是德國比澤爾、美國開利、日本神鋼等，采用半封閉結(jié)構(gòu)，無泄露之虞，無需更換零件，只需不定期更換油即可。（油變色、變稀才需更換）
中型冷庫氨、氟制冷系統(tǒng)優(yōu)缺點對照一覽表
序號 | 對比內(nèi)容 | 氨系統(tǒng) | 氟系統(tǒng) |
1 | 安全性 | 低 | 高 |
2 | 初始投資總費用 | 不確定 | 不確定 |
3 | 運行費用 | 不確定 | 不確定 |
4 | 控制系統(tǒng) | 手動、半自動 | 全自動、遠(yuǎn)程監(jiān)控 |
5 | 適用場所 | 大冷量、單一溫度、溫度波動小 | 大中冷量，多溫度，溫度波動大 |
6 | 制冷劑熱工性能 | 較好 | 較差 |
7 | 制冷機組價格 | 較低 | 較高 |
8 | 制冷劑價格 | 較低4～5元/KG | 較高22～25元/KG |
9 | 壓縮機結(jié)構(gòu)特點 | 開啟式定期保養(yǎng)、換油、換軸材 | 半封閉或不定期換油 |
10 | 機房面積 | 大（400㎡） | 小（120㎡） |
11 | 環(huán)保 | 好 | 較好、好 |
12 | 值機人工費用 | 28萬 | 0 |
說明：初始投資費用和運行費用需待該項目的設(shè)計說明出來后才可定量分析，故本表的表述為“不確定”。
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