冷庫供配電系統(tǒng)節(jié)能的幾個問題

1、1 前言 近年來，隨著我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展，人民 生活水平及消費水平隨之提高，對冷凍冷藏食品 的需求量日益加大。而消費者對食品的安全意識 及要求的日益加強，也成為食品冷鏈物流系統(tǒng)發(fā) 展的契機，作為冷鏈物流系統(tǒng)的核心冷庫的建設(shè) 正在迅速增加。冷庫對電能的需求相當可觀，我 國的能源形勢卻不容樂觀，近年來全國 2/3 的地 區(qū)出現(xiàn)不同程度的電力緊張。因此降低能耗，節(jié) 約能源，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，完成國民經(jīng)濟和社 會發(fā)展第十一個五年規(guī)劃綱要要求節(jié)能 20%的 目標，是設(shè)計人員必須認真思考的問題。 2 供配電系統(tǒng)的節(jié)能 供配電系統(tǒng)設(shè)計是電氣設(shè)計的核心部分，供 配電系統(tǒng)設(shè)計的合理性對電氣設(shè)備投資、運行及 管理

2、有直接影響。電氣系統(tǒng)的能耗由配電系統(tǒng)損 耗和變壓器損耗組成，又可分為可變損耗和固定 損耗兩部分；變壓器的鐵損、配電線路及電容器 的介質(zhì)損耗、儀表及互感器的鐵損等只要接通電 源就會產(chǎn)生，是固定損耗，其大小與電壓和頻率 有關(guān)，約占系統(tǒng)損耗的 10%20%；變壓器的銅損、 單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢 配電線路的銅損與負荷率、電網(wǎng)電壓等因素有 關(guān)，是可變損耗，約占系統(tǒng)損耗的 80%90%。因 此，在安全、可靠的前提下供配電系統(tǒng)的經(jīng)濟性 和合理性是整個系統(tǒng)經(jīng)濟、合理的關(guān)鍵。 2.1 供電電壓等級及配變電所位置的選擇 配電系統(tǒng)的損耗與電源電壓有直接關(guān)系，對 于相同長度與截

3、面的配電線路輸送功率相同時 其線路損耗與電壓的平方成反比。因此采用較高 配電電壓深入負荷中心，縮短低壓供電半徑，即 可以減少線路損耗，還可以減少電壓降，保證供 電質(zhì)量。 參照全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施電 氣第 3.1.3：低壓線路的供電半徑一般不宜超 過 200m，當供電容量超過 500kw，供電距離超過 200m 時，宜考慮增設(shè)配變電所。 對于大型冷庫，通常采用氨作制冷劑，其用 電負荷一般集中在制冷機房，約占冷庫總用電負 荷的 50%以上，配變電所的位置應盡可能靠近制 冷機房設(shè)置，以減少低壓側(cè)線路損耗。對于裝配 式小型冷庫，多采用氟利昂做制冷劑，其制冷機 單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩

4、相隔.再見彷若癡人夢.重逢 組相對分散，應根據(jù)負荷分布及使用確定合理的 配變電所位置。 因此供電電壓等級及配變電所位置的確定 應根據(jù)供電容量、負荷使用情況及當?shù)仉娋W(wǎng)狀 況，兼顧初期投資、運行管理費用等因素綜合考 慮。 2.2 變壓器容量及臺數(shù)的選擇 變壓器容量是依據(jù)負荷計算確定的。冷庫的 負荷計算通常采用需要系數(shù)法確定，根據(jù)冷庫 設(shè)計規(guī)范GB50072-2001 第 7.1：冷庫的電力負 荷宜按需要系數(shù)法計算，全庫電力負荷需要系數(shù) 可采用 0.550.70。當冷庫電力負荷大于 315kVA 且淡旺季負荷相差較大時，在保證氨壓縮機可靠 啟動的條件下，宜選用 2 臺變壓器。變壓器的負 荷率可采用

5、0.80.9。 變壓器的損耗占電氣系統(tǒng)損耗中重要的部 分。變壓器輕載運行，空載損耗增加，系統(tǒng)電能 損耗增加；但變壓器負荷率過高，變壓器效率降 低，也會增加能耗；同時變壓器容量大也會增加 初期投資。因此合理選擇變壓器容量能夠有效降 低損耗，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟性，同時還應考慮選用 單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢 損耗值小的節(jié)能型變壓器。 冷庫運行大多分淡旺季，根據(jù)負荷大小設(shè) 2 臺以上變壓器，依據(jù)負荷的季節(jié)性變化靈活投 切，能夠減少變壓器輕載引起的損耗。 3 制冷系統(tǒng)的電氣節(jié)能 制冷系統(tǒng)節(jié)能涉及到制冷壓縮機、冷凝器、 冷風機等多個環(huán)節(jié)，需要對每個環(huán)節(jié)實行節(jié)能控 制，僅對其

6、中一點是不夠的。制冷系統(tǒng)的能耗主 要在壓縮機和冷凝器上。 通常制冷壓縮機由制冷工藝確定，有螺桿式 機組和活塞式機組。螺桿式壓縮機可以實現(xiàn)制冷 量的無級調(diào)節(jié)，相比活塞式壓縮機可以達到一定 的節(jié)能功效。目前普遍采用的能量調(diào)節(jié)方式是滑 閥調(diào)節(jié)，即在螺桿壓縮機的機體上，安裝一調(diào)節(jié) 滑閥，通過滑閥的移動改變壓縮機陰陽轉(zhuǎn)子的有 效長度，以達到能量調(diào)節(jié)的目的，調(diào)節(jié)范圍一般 是 10%100%內(nèi)的無級調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)過程中，功率 與輸氣量在 50%以上的負荷運行時幾乎是成正比 關(guān)系，但在 50%以下時，性能系數(shù)則會大幅度下 降，其能效比下降顯著，顯得經(jīng)濟性較差。因此 單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若

7、癡人夢.重逢 部分負荷下的能效比要低于滿負荷時的能效比。 這是由于電機轉(zhuǎn)速并未改變，造成在滑閥調(diào)節(jié)過 程中，耗電功率較大。通過采用變頻器，利用變 頻器內(nèi)置的 PID 調(diào)節(jié)器，對壓縮機的吸入口壓力 進行控制，使之維持不變。吸入口壓力與吸入口 溫度存在一定的對應關(guān)系，采用變頻器控制該壓 力維持恒定不變，則吸入口的溫度也維持恒定不 變，進而使制冷機對于冷凍負載的變動始終以接 近設(shè)計條件的高效率進行運行，使制冷壓縮機始 終運行在最佳點，從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。 冷凝系統(tǒng)是制冷系統(tǒng)的重要組成部分，冷凝 器是冷凝系統(tǒng)進行熱交換的主要設(shè)備，對整個系 統(tǒng)的節(jié)能有直接影響。采用蒸發(fā)式冷凝器比水冷 式冷凝器能耗減少約

8、 17%，同時也使制冷壓縮機 的能耗明顯減少。蒸發(fā)式冷凝器的用電設(shè)備包括 冷凝水泵和冷凝風機，對于風機類負載，流量與 轉(zhuǎn)速成正比，能耗與轉(zhuǎn)速的三次方成正比。因此 對蒸發(fā)式冷凝器采用變頻控制技術(shù)，通過控制冷 凝風機的臺數(shù)、調(diào)節(jié)冷凝風機的轉(zhuǎn)速以達到調(diào)節(jié) 風量的目的，從而對冷凝壓力進行準確控制，使 之相對穩(wěn)定，進而實現(xiàn)制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定、節(jié)能， 以用更少的能量達到更好的散熱效果。通過某實 單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢 際項目測算，節(jié)能效果良好，節(jié)電可達 20%以上。 此技術(shù)不僅適用于新建項目，也適用于已有項目 技術(shù)改造。 4 電氣照明的節(jié)能 庫房照明是冷庫照明的主要部分；

9、冷庫庫房 為低溫場所，由于環(huán)境潮濕、低溫使得光源的發(fā) 光效率和壽命受到影響，而且?guī)旆恐袩艟呔S修更 換困難，因此燈具的選擇不僅要考慮其使用及， 還要考慮更換的成本。選擇壽命長、光效高的光 源及燈具對冷庫的投資、節(jié)能都會產(chǎn)生一定的影 響。 冷庫存儲物大多為食品及其相關(guān)物品，照明 設(shè)計及燈具選型還應考慮其特點和要求，參照國 家標準 GB12694肉類加工廠衛(wèi)生規(guī)范要求及 GB50072-2001冷庫設(shè)計規(guī)范規(guī)定：冷間內(nèi)應 采用外殼防護等級為 IP54 級并帶有防護罩的燈 具，推薦照度不宜低于 20lx。 白熾燈發(fā)光效率低、低溫環(huán)境易損壞，不建 議使用；普通熒光燈低溫時啟動非常困難，功率 和光通量都有

10、顯著減弱，也不建議在冷庫使用。 單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢 對于一般冷庫庫房可以采用低溫型熒光燈或無 極熒光燈，對于高架式冷庫可以采用無極熒光燈 或金屬鹵化物燈。 LED 是新型的綠色光源，具有高效節(jié)能、綠 色環(huán)保、壽命長等特點。而且 LED 的發(fā)光效率隨 溫度升高遞減，尤其適合在較低溫度下使用，將 會成為今后的發(fā)展方向。 5 合理選擇電纜 配電線路的損耗也是不容忽視的。由于配電 線路存在電阻，電流通過時就會產(chǎn)生損耗，小工 程會有上萬米的配線，大工程則會更多，其損耗 是相當可觀的。線路損耗與其負載電流和線路電 阻有關(guān)，因此在選擇電纜是應注意：根據(jù)敷設(shè)條 件確定滿足載流量要求的電纜，進行電壓損失及 熱穩(wěn)定校驗最終確定電纜的截面。盡量使用高電 導率的導體，如宜采用銅芯電纜；配電線路盡可 能走直線，減少電纜長度，以減少線路損耗。按 照經(jīng)濟電流選擇電纜截面，根據(jù)我國經(jīng)濟目前的 發(fā)展狀況，即要重視投資控制也要重視運行成本 的節(jié)約，使二者有機的統(tǒng)一。 6 結(jié)束語 單影只.天階夜色涼如水.至此重山兩相隔.再見彷若癡人夢.重逢 冷庫電氣的節(jié)能設(shè)計涉及諸多方面，本文僅 僅結(jié)合本人的經(jīng)驗討論了其中的幾個問題。采用 經(jīng)濟性良好的方案，先進的節(jié)能技術(shù)，從技