冷庫(kù)制冷離不開制冷劑,較常用的有三種:氨、氟利昂和CO2,以往也有用乙二醇,但它效能比不高,且對(duì)管道腐蝕性較強(qiáng),現(xiàn)在也有乙二醇加入添加劑的產(chǎn)品,市場(chǎng)使用還不多。不同制冷劑由于特性不同,在電氣設(shè)計(jì)方面有不同的要求。
1. 液氨制冷
液氨可以說是冷庫(kù)幾種常用制冷劑中效能比最高的一種,技術(shù)成熟,但對(duì)于設(shè)備的管理、維護(hù)和操作要求最嚴(yán)。液氨嚴(yán)格來說不易燃易爆,但受環(huán)境影響會(huì)氣化變得易燃易爆,且有毒性,形成的氨氣比空氣輕,其顯著特點(diǎn)是泄漏后有刺鼻氣味,較容易發(fā)現(xiàn)。正是由于液氨的這些特性,GB50072 中要求氨機(jī)房設(shè)置氨氣體濃度報(bào)警裝置,當(dāng)空氣中氨氣濃度達(dá)到100×106 或150×106 時(shí),自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào),聯(lián)動(dòng)開起事故排風(fēng)機(jī),且氨氣濃度傳感器安裝在氨制冷機(jī)組及貯氨容器上方的頂板上。該裝置能保證機(jī)房氨氣濃度控制在4%以下,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到氨氣的爆炸下限(16%),在此前提下機(jī)房照明可按正常環(huán)境設(shè)計(jì)。但自2013 年上海翁牌冷藏實(shí)業(yè)有限公司液氨管道發(fā)生泄漏造成多人死亡事故發(fā)生后,許多地方政府取消了冷庫(kù)用氨制冷的審批。國(guó)務(wù)院安委會(huì)出臺(tái)了《涉氨制冷企業(yè)液氨使用專項(xiàng)治理技術(shù)指導(dǎo)書》,對(duì)涉氨企業(yè)的運(yùn)營(yíng)和改造作了進(jìn)一步的規(guī)范,并要求氨機(jī)房應(yīng)急照明的燈具、開關(guān)和配電線路按防爆施工。個(gè)人認(rèn)為考慮到氨氣特性,設(shè)置在氨機(jī)房頂板的電氣設(shè)備和線路均按防爆施工為妥,可避免操作不當(dāng)引發(fā)事故。在用氨和限氨方面,目前有專家持不同意見,認(rèn)為不能一味限制,畢竟對(duì)于大型冷庫(kù),氨制冷節(jié)能效果最佳且技術(shù)成熟。
氨機(jī)房有設(shè)置專門的控制室,除氨機(jī)自帶的控制箱外,氨機(jī)起動(dòng)控制柜、冷凝器控制柜和機(jī)房排風(fēng)機(jī)控制柜等均集中布置在控制室內(nèi),氨機(jī)房以電纜溝走線為主,由于氨機(jī)房局部霜溶水多,要做好電纜溝的排水。氨作為制冷劑規(guī)范上有充注量40 T 以內(nèi)的限制,因此大型冷庫(kù)冷間內(nèi)一般采用冷風(fēng)機(jī)制冷,存品干耗大,對(duì)存品包裝要求高,這也是商家不喜歡的方面,現(xiàn)在有采用風(fēng)機(jī)加風(fēng)道模式提高制冷均勻度,降低風(fēng)速減少干耗。小規(guī)模冷庫(kù)才能采用頂排管,干耗小,制冷效果均勻。
2. 氟利昂制冷
氟利昂一般在常溫常壓下均為氣體,穩(wěn)定性強(qiáng),無色無味無毒且比空氣重,如出現(xiàn)大量的制冷劑泄漏,還存在使人員產(chǎn)生窒息的潛在性危險(xiǎn)。因此在相關(guān)機(jī)房、閥門間要設(shè)置氟利昂體濃度報(bào)警裝置,傳感器安裝在距地0.3 m 的墻面、柱面上,同樣聯(lián)動(dòng)事故排風(fēng)機(jī)。氟制冷機(jī)房?jī)?nèi)的動(dòng)力配線一般不采用電纜溝敷設(shè),有用到電纜溝的必須用砂填滿。氟利昂與氨比相對(duì)安全,因此系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的程度高,甚至做到無人操控。控制柜可以在機(jī)房?jī)?nèi)就地安裝,但大型機(jī)組建議還是集中在控制室操作比較穩(wěn)妥。氟利昂制冷不如采用氨制冷節(jié)能,但其優(yōu)勢(shì)在于操作和管理便捷,對(duì)操作人員的技術(shù)要求低,沒有充注量限制,末端采用風(fēng)機(jī)和排管均可。采用氟利昂制冷主要的不足在于環(huán)保方面,釋放出來會(huì)破壞臭氧層,屬于逐步淘汰的制冷劑,目前有相對(duì)環(huán)保型的氟利昂產(chǎn)品,價(jià)格成本較高,使用上不是長(zhǎng)久之計(jì)。
3. CO2 制冷
隨著各地對(duì)氨制冷劑的使用限制,加上氟利昂制冷的環(huán)保問題,CO2 制冷逐步成為冷庫(kù)制冷新的選擇,是近幾年比較熱門的冷庫(kù)制冷方式。CO2 最大的優(yōu)勢(shì)是環(huán)保,不污染環(huán)境。不足方面是液化壓力大,對(duì)管道和設(shè)備抗壓要求比其他制冷劑高很多,這是個(gè)隱患。另外CO2比空氣重且無色無味,泄露后存在造成工人窒息的危險(xiǎn),因此需要安裝CO2 濃度報(bào)警裝置,傳感器安裝方式參考氟利昂制冷系統(tǒng),當(dāng)前國(guó)內(nèi)還沒有針對(duì)采用CO2 制冷冷庫(kù)較成熟完整的專用技術(shù)規(guī)范。
冷庫(kù)制冷也有制冷劑采用氨,載冷劑采用CO2 的復(fù)疊系統(tǒng),或者其他不同制冷劑之間的覆疊,但不管是什么型式的復(fù)疊,設(shè)計(jì)時(shí)只要抓住制冷劑或載冷劑的特性,在不同制冷劑或載冷劑使用場(chǎng)所有針對(duì)地進(jìn)行電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)即可。