小型风冷型装配式冷库热回收改装

赖伟彬，刘文利，陈伟群

(广东省机械技师学院，广州 510450)

随着社会的发展和生活水平的提高，小型风冷型装配式冷库在蔬菜、肉类市场和中小型饭店应用越来越普遍。通常蒸汽压缩式制冷系统都是采用压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器及辅助设备串联而成；低温低压的制冷剂蒸汽通过吸气管被吸入至压缩机中，经过压缩产生高温高压的制冷剂蒸汽，通过冷凝器把制冷剂冷凝成中温高压的液体，再经过节流阀进行节流降压成低温低压的液体，液体制冷剂在蒸发器中蒸发吸收热量从而达到制冷的目的。

在冷凝过程中，冷凝器向环境中释放了大量的热能污染周边环境。同时小型风冷型装配式冷库的使用者往往也是居住在冷库的附近，他们经常需要通过使用电或燃气来加热水作为生活用水。针对这两个问题，可以通过对小型风冷型装配式冷库冷凝器的冷凝热进行回收；一来可以减少周边环境的“热污染”，二来可以提供生活热水，减少用户的经济开支。

1 小型风冷型装配式冷库热回收改装

1.1 小型风冷型装配式冷库制冷系统的改装

(1)改装前单温单库传统的制冷系统(见图1)。

图1 改装前传统单温单库的制冷系统

图4 改装前单温单库小型风冷式冷库的控制电路

图2 改装后单温单库的制冷系统

图3 压力风速控制器

传统的制冷系统主要是由蒸汽压缩式制冷的四大部件和相应的辅助元件组成，制冷剂在系统中不断的循环变化从而达到对库温降温的目的。

(2)改装后单温单库的制冷系统(见图2)。

改装后的制冷系统是在原来的基础上增加了一套回热装置(回热盘管、保温水箱)和冷凝器出口端增加了压力风速控制器(见图3)与其它辅助器件。其工作过程：设备刚开始工作时水温较低，高温高压的制冷剂蒸汽从排气管进入回热器盘管对水进行加温后再进入冷凝器，此时冷凝器风机处于停止状态；一段时间后随着水温的升高冷凝压力也随之升高，在此同时压力风速控制器接通冷凝器风机，使一部分热量从冷凝器中散出以保持系统压力的稳定(冷凝器风机分高、中、低三个档位，通过压力风速器的压力的设定来控制风速的档位)。

1.2 电气控制的改装

(1)改装前单温单库小型风冷式冷库的控制电路(见图4)。

图5 改装后单温单库小型风冷式冷库的控制电路

图6 简易实验装置

传统的小型风冷型装配式冷库电控系统主要是采用温控器来同时控制压缩机和冷凝风扇电机的运转；风扇电机只有一个档位，制冷时通过风机把冷凝器的热量散出，来达到制冷系统压力的稳定。

(2)改装后单温单库小型风冷式冷库的控制电路(见图5)。

改装后的控制电路是在原来传统控制系统的基础上增加了压力风速控制器PA，及把原有的冷凝器单速电机改为三速电机。其工作原理是：当制冷系统运行一定时间后高压压力稍微高于制冷系统正常运行的压力，此时、压力风速控制器接通冷凝风机低速档把多余的热量从冷凝器散出，随着水温的不断升高使冷凝风机的档位也随之发生变化，以保证冷库在正常的压力下运行制冷(注：压力风速控制器可以根据三种不同温度设置相对应不同的三种压力)。同时为了减少成本投入，不另设水温温控器，水温控制直接通过压力风速控制器温度相对应的压力来设定在50～60℃之间；另一种方案也可以加装温控器来监测水箱里的水温，以便更直观的掌握水温加热的情况。

1.3 简易实验装置(见图6)

2 热回收效果及经济价值分析

通过一个常见的小型风冷型装配式冷库来确定增加热回收系统后带来的经济效益。假如一个15m3并采用R404A制冷剂的某品牌2P压缩机(性能参数如表1)小型风冷型装配式冷藏库，并按照10个人每人40升/天的洗浴热水量来计算。

(1)所需热量：

年平均水温取15℃，热水温度设定55℃；

日用热水量:40×10=400L=400(kg)

则所需热负荷:

Qn=CM△T=1×400×(55-15) =66880(kJ/天)

(2)冷凝器的热量：

因ZB19KQE为固排式压缩机，查得压缩排气量为6.8m3/h；在压焓图中查出压缩机吸气比容为0.0466.8m3/kg。

表1 某品牌ZB19KQE压缩机制冷量与输入功率

型号 HP冷凝温度(℃)制冷量(W)输入功率r(W)蒸发温度(℃) 蒸发温度(℃)-25-20-15-10-5055-15ZB19KQE2.030289035504350525063007500890014701480 40249030503750455054506500770018401880 5025403100375045505450645023002370

则系统中制冷剂流量为：

L=6.8÷0.046=147.83(kg/h)

同时在压焓图中查得h2=400kJ/kg、h3=250kJ/kg，

则冷凝器的热量为：

Qk=(400-250)×147.83=22173.9(kJ/h)

(3)回收的热量把水从15℃加热至55℃所需要的时间：

66880kJ÷22173.9kJ/h =3.02h

(4)投资成本估价(如表2)：

表2 投资成本估价

材料估价400L保温水箱1个1800～2500元压力风速控制器1个1000元三速电机1个150元管材、人工1000元合计4650元

按照冷库使用寿命15年来计算，增加热回收系统不但没有改变原有冷库的冷冻、冷藏功能，还同时在投资成本较小的情况下带来显著的经济效益。在平时生活用水方面我们除了要购买昂贵的热水器还要每年支付不少的燃气费或电费。从安全的角度出发，热回收装置实现了人机分离，比燃气热水器、电热水器更加安全、可靠。

3 结束语

本文介绍的小型风冷型装配式冷库改造回收冷凝热，提供生活热水，具有节能环保的意义和显著的经济效益。节能环保，资源的合理利用一直以来作为当今中国的一个重要问题，冷库节能是我们制冷技术发展的一种趋势，其中冷藏库热回收型热泵管道机组有系统简单、投资少、节能环保等独特的优越性，在长期使用冷库制冷设备的场合，无论大、中、小型设备在新建和改造工程项目中都具有广泛的应用前景。

[1] 李明忠，孙兆礼.中小型冷库技术[M].上海：上海交通大学出版社， 1997:7-313-01334-5

[2] 宋玉明.冷库技术[M].北京:中国劳动社会保障出版社(2版)，2008:978-7-5045-7128-1