5s
+1
Submission successful!
I. Giảm tải nhiệt của kho lạnh
Nhiệt độ bảo quản của kho lạnh nhiệt độ thấp thường dao động quanh -25°C, trong khi nhiệt độ ngoài trời vào ban ngày mùa hè thường trên 30°C. Điều này có nghĩa là chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt của cấu trúc bao che có thể đạt khoảng 60°C. Kết hợp với bức xạ nhiệt mặt trời vào ban ngày, tải nhiệt do truyền nhiệt từ tường và trần vào kho là khá lớn, khiến nó trở thành một thành phần quan trọng của tổng tải nhiệt bên trong kho. Nâng cao hiệu suất cách nhiệt của cấu trúc bao che chủ yếu liên quan đến việc làm dày lớp cách nhiệt, sử dụng vật liệu cách nhiệt chất lượng cao và áp dụng các phương án thiết kế hợp lý.
Tất nhiên, việc làm dày lớp cách nhiệt của cấu trúc bao che sẽ làm tăng chi phí đầu tư một lần. Tuy nhiên, so với việc giảm chi phí vận hành liên tục của kho lạnh, phương pháp này vẫn hợp lý từ cả góc độ kinh tế và quản lý kỹ thuật.
Hai phương pháp phổ biến được sử dụng để giảm hấp thụ nhiệt trên bề mặt bên ngoài:
Thứ nhất, bề mặt bên ngoài của tường nên được sơn màu trắng hoặc màu sáng để tăng cường khả năng phản xạ. Dưới ánh nắng gay gắt mùa hè, nhiệt độ của bề mặt trắng có thể thấp hơn 25°C đến 30°C so với bề mặt đen.
Thứ hai, lắp đặt các vỏ che nắng hoặc các lớp xen thông gió trên bề mặt tường bên ngoài. Mặc dù phương pháp này phức tạp hơn để xây dựng và ít được sử dụng trong thực tế, nó liên quan đến việc đặt một cấu trúc bao che bên ngoài cách tường cách nhiệt một khoảng để tạo thành một lớp xen. Sau đó, các lỗ thông gió được lắp đặt ở trên và dưới của lớp xen để tạo ra thông gió tự nhiên, mang theo nhiệt bức xạ mặt trời được hấp thụ bởi vỏ che bên ngoài.
Cửa kho lạnh
Vì các cơ sở kho lạnh yêu cầu nhân viên ra vào thường xuyên và bốc dỡ hàng hóa, cửa kho cần được mở và đóng thường xuyên. Nếu không cách nhiệt đúng cách tại cửa, sự xâm nhập của không khí nhiệt độ cao từ bên ngoài và nhiệt do nhân viên mang vào sẽ tạo ra một tải nhiệt nhất định. Do đó, việc thiết kế cửa kho lạnh cũng rất quan trọng.
Xây dựng các nền tảng kín
Bằng cách sử dụng các bộ làm mát bay hơi để làm mát, nhiệt độ có thể đạt từ 1°C đến 10°C. Được trang bị cửa lạnh trượt và các khớp nối kín linh hoạt, xe tải lạnh có thể trực tiếp cập bến tại nền tảng để thực hiện các hoạt động bốc dỡ hàng hóa tận nơi, đảm bảo rằng việc ra vào hàng hóa phần lớn không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ bên ngoài. Đối với các cơ sở kho lạnh nhỏ, một tiền sảnh có thể được xây dựng ở lối vào.
Cửa lạnh điện (có thêm rèm gió lạnh)
Trước đây, tốc độ cửa đơn dao động từ 0,3 đến 0,6 m/s. Hiện nay, cửa lạnh điện tốc độ cao có thể mở với tốc độ lên đến 1 m/s và cửa lạnh hai cánh có thể mở với tốc độ 2 m/s. Để tránh các mối nguy hiểm, tốc độ đóng được kiểm soát ở mức khoảng một nửa tốc độ mở. Một công tắc tự động dựa trên cảm biến được lắp đặt phía trước cửa. Các thiết bị này nhằm mục đích rút ngắn thời gian mở và đóng cửa, cải thiện hiệu quả bốc dỡ và giảm thời gian nhân viên vận hành phải chờ đợi tại cửa.
II. Cải thiện hiệu quả làm việc của hệ thống lạnh
Sử dụng máy nén có bộ tiết kiệm
Máy nén trục vít có thể thực hiện điều chỉnh vô cấp trong phạm vi năng lượng từ 20% đến 100% để thích ứng với sự thay đổi tải. Ước tính rằng một bộ trục vít có bộ tiết kiệm và công suất làm lạnh 233 kW, hoạt động 4.000 giờ mỗi năm, có thể tiết kiệm 100.000 kWh điện hàng năm.
Thiết bị trao đổi nhiệt
Tốt nhất nên sử dụng bình ngưng bay hơi trực tiếp thay vì bình ngưng vỏ và ống làm mát bằng nước.
Điều này không chỉ loại bỏ mức tiêu thụ điện của máy bơm nước mà còn tiết kiệm chi phí đầu tư vào tháp giải nhiệt và bể chứa nước. Ngoài ra, tốc độ dòng chảy của nước của bình ngưng bay hơi trực tiếp chỉ bằng 1/10 so với hệ thống làm mát bằng nước, tiết kiệm đáng kể tài nguyên nước.
Tốt nhất nên sử dụng quạt bay hơi thay vì dàn bay hơi ở đầu bay hơi bên trong kho lạnh
Phương pháp này không chỉ tiết kiệm vật liệu và mang lại hiệu quả trao đổi nhiệt cao hơn mà còn cho phép quạt bay hơi tốc độ thay đổi điều chỉnh lưu lượng không khí theo sự thay đổi của tải kho. Ví dụ, khi hàng hóa mới được lưu trữ, quạt có thể chạy hết tốc độ để nhanh chóng hạ nhiệt độ hàng hóa; khi hàng hóa đạt đến nhiệt độ cài đặt trước, tốc độ quạt giảm, tránh lãng phí năng lượng và hao mòn cơ học do khởi động và tắt máy thường xuyên.
Bộ tách không khí: Khi có khí không ngưng tụ trong hệ thống lạnh, nhiệt độ xả tăng do tăng áp suất ngưng tụ. Dữ liệu cho thấy nếu áp suất riêng phần của không khí hỗn hợp trong hệ thống lạnh đạt 0,2 MPa, mức tiêu thụ điện của hệ thống sẽ tăng 18% và công suất làm lạnh của nó sẽ giảm 8%.
Bộ tách dầu: Màng dầu trên thành bên trong của dàn bay hơi làm giảm đáng kể hiệu quả trao đổi nhiệt của dàn bay hơi. Khi một màng dầu dày 0,1 mm hình thành bên trong các ống dàn bay hơi, nhiệt độ bay hơi phải giảm 2,5°C để duy trì yêu cầu nhiệt độ cài đặt, dẫn đến tăng 11% mức tiêu thụ điện.
Điện trở nhiệt của cặn cao hơn so với thành ống bình ngưng, làm giảm hiệu quả truyền nhiệt và làm tăng áp suất ngưng tụ. Khi 1,5 mm cặn hình thành trên thành bên trong của đường ống nước của bình ngưng, nhiệt độ ngưng tụ tăng 2,8°C so với nhiệt độ ban đầu, làm tăng mức tiêu thụ điện lên 9,7%. Ngoài ra, cặn làm tăng sức cản dòng chảy của nước làm mát, làm tăng mức tiêu thụ năng lượng của máy bơm nước.
Các phương pháp để ngăn ngừa và loại bỏ cặn bao gồm bộ điều hòa nước điện từ (để ngăn ngừa và loại bỏ cặn), tẩy rửa bằng axit hóa học và tẩy cặn cơ học.
III. Rã đông thiết bị bay hơi
Khi độ dày lớp băng vượt quá 10 mm, hiệu quả truyền nhiệt của nó giảm khoảng 30% trở lên, làm nổi bật tác động đáng kể của băng giá đối với truyền nhiệt. Các phép đo cho thấy khi chênh lệch nhiệt độ giữa thành trong và thành ngoài của ống là 10°C và nhiệt độ bảo quản là -18°C, hệ số truyền nhiệt (giá trị K) của cuộn dây giảm xuống còn khoảng 70% giá trị ban đầu sau một tháng hoạt động. Điều này đặc biệt đúng đối với các ống cánh trong quạt bay hơi: sự hình thành băng giá không chỉ làm tăng điện trở nhiệt mà còn làm tăng điện trở dòng không khí, có khả năng dẫn đến ngừng hoàn toàn luồng không khí trong các trường hợp nghiêm trọng.
Rã đông bằng khí nóng được ưu tiên hơn rã đông bằng điện để giảm tiêu thụ điện năng. Nhiệt thải từ xả máy nén có thể đóng vai trò là nguồn nhiệt rã đông. Nhiệt độ của nước hồi rã đông thường thấp hơn 7–10°C so với nhiệt độ nước vào bình ngưng; sau khi xử lý, nước này có thể được tái sử dụng làm nước làm mát bình ngưng để hạ nhiệt độ ngưng tụ.
IV. Điều chỉnh nhiệt độ bay hơi
Thu hẹp chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ phòng bảo quản cho phép nhiệt độ bay hơi tăng lên tương ứng. Với nhiệt độ ngưng tụ không đổi, điều này làm tăng hiệu quả công suất làm lạnh của máy nén. Nói cách khác, để đạt được cùng một hiệu quả làm lạnh, cần ít năng lượng điện hơn. Ước tính cho thấy cứ giảm 1°C nhiệt độ bay hơi thì mức tiêu thụ điện tăng 2–3%. Ngoài ra, việc giảm chênh lệch nhiệt độ này rất có lợi để giảm thiểu sự mất trọng lượng do sự bay hơi ẩm trong các sản phẩm thực phẩm được bảo quản.
V. Các phương pháp tiết kiệm năng lượng khác
Sử dụng điện trong giờ "ngoài giờ cao điểm" vào ban đêm không chỉ giảm chi phí điện mà còn cân bằng sản lượng điện của các máy phát điện nhà máy điện, giảm thiểu sự dao động lớn hàng ngày trong nhu cầu điện—một biện pháp tiết kiệm năng lượng ở cấp độ vĩ mô. Việc thực hành này đặc biệt có giá trị đối với các hoạt động cấp đông nhanh và làm đá trong kho lạnh.
Một lựa chọn khác là công nghệ làm mát bằng lưu trữ băng: băng được sản xuất vào ban đêm có thể cung cấp một phần làm mát vào ban ngày, giảm một phần công suất điện cần thiết của hệ thống.
VI. Điều khiển tự động các thiết bị khác
Hiệu quả tiết kiệm năng lượng kết hợp của sáu biện pháp này có thể đạt từ 15–34%.
Cải thiện chuỗi lạnh, bao gồm làm lạnh trước sản phẩm, cũng rất quan trọng. Đối với thực phẩm đông lạnh nhanh, làm lạnh trước khi bảo quản làm giảm thời gian đông lạnh khoảng 1% cho mỗi 1°C giảm nhiệt độ trong quá trình làm lạnh trước.
Các phương pháp làm lạnh trước phổ biến bao gồm làm lạnh trước bằng không khí, làm lạnh trước bằng chân không và làm lạnh trước bằng nước lạnh.
I. Giảm tải nhiệt của kho lạnh
Nhiệt độ bảo quản của kho lạnh nhiệt độ thấp thường dao động quanh -25°C, trong khi nhiệt độ ngoài trời vào ban ngày mùa hè thường trên 30°C. Điều này có nghĩa là chênh lệch nhiệt độ giữa hai mặt của cấu trúc bao che có thể đạt khoảng 60°C. Kết hợp với bức xạ nhiệt mặt trời vào ban ngày, tải nhiệt do truyền nhiệt từ tường và trần vào kho là khá lớn, khiến nó trở thành một thành phần quan trọng của tổng tải nhiệt bên trong kho. Nâng cao hiệu suất cách nhiệt của cấu trúc bao che chủ yếu liên quan đến việc làm dày lớp cách nhiệt, sử dụng vật liệu cách nhiệt chất lượng cao và áp dụng các phương án thiết kế hợp lý.
Tất nhiên, việc làm dày lớp cách nhiệt của cấu trúc bao che sẽ làm tăng chi phí đầu tư một lần. Tuy nhiên, so với việc giảm chi phí vận hành liên tục của kho lạnh, phương pháp này vẫn hợp lý từ cả góc độ kinh tế và quản lý kỹ thuật.
Hai phương pháp phổ biến được sử dụng để giảm hấp thụ nhiệt trên bề mặt bên ngoài:
Thứ nhất, bề mặt bên ngoài của tường nên được sơn màu trắng hoặc màu sáng để tăng cường khả năng phản xạ. Dưới ánh nắng gay gắt mùa hè, nhiệt độ của bề mặt trắng có thể thấp hơn 25°C đến 30°C so với bề mặt đen.
Thứ hai, lắp đặt các vỏ che nắng hoặc các lớp xen thông gió trên bề mặt tường bên ngoài. Mặc dù phương pháp này phức tạp hơn để xây dựng và ít được sử dụng trong thực tế, nó liên quan đến việc đặt một cấu trúc bao che bên ngoài cách tường cách nhiệt một khoảng để tạo thành một lớp xen. Sau đó, các lỗ thông gió được lắp đặt ở trên và dưới của lớp xen để tạo ra thông gió tự nhiên, mang theo nhiệt bức xạ mặt trời được hấp thụ bởi vỏ che bên ngoài.
Cửa kho lạnh
Vì các cơ sở kho lạnh yêu cầu nhân viên ra vào thường xuyên và bốc dỡ hàng hóa, cửa kho cần được mở và đóng thường xuyên. Nếu không cách nhiệt đúng cách tại cửa, sự xâm nhập của không khí nhiệt độ cao từ bên ngoài và nhiệt do nhân viên mang vào sẽ tạo ra một tải nhiệt nhất định. Do đó, việc thiết kế cửa kho lạnh cũng rất quan trọng.
Xây dựng các nền tảng kín
Bằng cách sử dụng các bộ làm mát bay hơi để làm mát, nhiệt độ có thể đạt từ 1°C đến 10°C. Được trang bị cửa lạnh trượt và các khớp nối kín linh hoạt, xe tải lạnh có thể trực tiếp cập bến tại nền tảng để thực hiện các hoạt động bốc dỡ hàng hóa tận nơi, đảm bảo rằng việc ra vào hàng hóa phần lớn không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ bên ngoài. Đối với các cơ sở kho lạnh nhỏ, một tiền sảnh có thể được xây dựng ở lối vào.
Cửa lạnh điện (có thêm rèm gió lạnh)
Trước đây, tốc độ cửa đơn dao động từ 0,3 đến 0,6 m/s. Hiện nay, cửa lạnh điện tốc độ cao có thể mở với tốc độ lên đến 1 m/s và cửa lạnh hai cánh có thể mở với tốc độ 2 m/s. Để tránh các mối nguy hiểm, tốc độ đóng được kiểm soát ở mức khoảng một nửa tốc độ mở. Một công tắc tự động dựa trên cảm biến được lắp đặt phía trước cửa. Các thiết bị này nhằm mục đích rút ngắn thời gian mở và đóng cửa, cải thiện hiệu quả bốc dỡ và giảm thời gian nhân viên vận hành phải chờ đợi tại cửa.
II. Cải thiện hiệu quả làm việc của hệ thống lạnh
Sử dụng máy nén có bộ tiết kiệm
Máy nén trục vít có thể thực hiện điều chỉnh vô cấp trong phạm vi năng lượng từ 20% đến 100% để thích ứng với sự thay đổi tải. Ước tính rằng một bộ trục vít có bộ tiết kiệm và công suất làm lạnh 233 kW, hoạt động 4.000 giờ mỗi năm, có thể tiết kiệm 100.000 kWh điện hàng năm.
Thiết bị trao đổi nhiệt
Tốt nhất nên sử dụng bình ngưng bay hơi trực tiếp thay vì bình ngưng vỏ và ống làm mát bằng nước.
Điều này không chỉ loại bỏ mức tiêu thụ điện của máy bơm nước mà còn tiết kiệm chi phí đầu tư vào tháp giải nhiệt và bể chứa nước. Ngoài ra, tốc độ dòng chảy của nước của bình ngưng bay hơi trực tiếp chỉ bằng 1/10 so với hệ thống làm mát bằng nước, tiết kiệm đáng kể tài nguyên nước.
Tốt nhất nên sử dụng quạt bay hơi thay vì dàn bay hơi ở đầu bay hơi bên trong kho lạnh
Phương pháp này không chỉ tiết kiệm vật liệu và mang lại hiệu quả trao đổi nhiệt cao hơn mà còn cho phép quạt bay hơi tốc độ thay đổi điều chỉnh lưu lượng không khí theo sự thay đổi của tải kho. Ví dụ, khi hàng hóa mới được lưu trữ, quạt có thể chạy hết tốc độ để nhanh chóng hạ nhiệt độ hàng hóa; khi hàng hóa đạt đến nhiệt độ cài đặt trước, tốc độ quạt giảm, tránh lãng phí năng lượng và hao mòn cơ học do khởi động và tắt máy thường xuyên.
Bộ tách không khí: Khi có khí không ngưng tụ trong hệ thống lạnh, nhiệt độ xả tăng do tăng áp suất ngưng tụ. Dữ liệu cho thấy nếu áp suất riêng phần của không khí hỗn hợp trong hệ thống lạnh đạt 0,2 MPa, mức tiêu thụ điện của hệ thống sẽ tăng 18% và công suất làm lạnh của nó sẽ giảm 8%.
Bộ tách dầu: Màng dầu trên thành bên trong của dàn bay hơi làm giảm đáng kể hiệu quả trao đổi nhiệt của dàn bay hơi. Khi một màng dầu dày 0,1 mm hình thành bên trong các ống dàn bay hơi, nhiệt độ bay hơi phải giảm 2,5°C để duy trì yêu cầu nhiệt độ cài đặt, dẫn đến tăng 11% mức tiêu thụ điện.
Điện trở nhiệt của cặn cao hơn so với thành ống bình ngưng, làm giảm hiệu quả truyền nhiệt và làm tăng áp suất ngưng tụ. Khi 1,5 mm cặn hình thành trên thành bên trong của đường ống nước của bình ngưng, nhiệt độ ngưng tụ tăng 2,8°C so với nhiệt độ ban đầu, làm tăng mức tiêu thụ điện lên 9,7%. Ngoài ra, cặn làm tăng sức cản dòng chảy của nước làm mát, làm tăng mức tiêu thụ năng lượng của máy bơm nước.
Các phương pháp để ngăn ngừa và loại bỏ cặn bao gồm bộ điều hòa nước điện từ (để ngăn ngừa và loại bỏ cặn), tẩy rửa bằng axit hóa học và tẩy cặn cơ học.
III. Rã đông thiết bị bay hơi
Khi độ dày lớp băng vượt quá 10 mm, hiệu quả truyền nhiệt của nó giảm khoảng 30% trở lên, làm nổi bật tác động đáng kể của băng giá đối với truyền nhiệt. Các phép đo cho thấy khi chênh lệch nhiệt độ giữa thành trong và thành ngoài của ống là 10°C và nhiệt độ bảo quản là -18°C, hệ số truyền nhiệt (giá trị K) của cuộn dây giảm xuống còn khoảng 70% giá trị ban đầu sau một tháng hoạt động. Điều này đặc biệt đúng đối với các ống cánh trong quạt bay hơi: sự hình thành băng giá không chỉ làm tăng điện trở nhiệt mà còn làm tăng điện trở dòng không khí, có khả năng dẫn đến ngừng hoàn toàn luồng không khí trong các trường hợp nghiêm trọng.
Rã đông bằng khí nóng được ưu tiên hơn rã đông bằng điện để giảm tiêu thụ điện năng. Nhiệt thải từ xả máy nén có thể đóng vai trò là nguồn nhiệt rã đông. Nhiệt độ của nước hồi rã đông thường thấp hơn 7–10°C so với nhiệt độ nước vào bình ngưng; sau khi xử lý, nước này có thể được tái sử dụng làm nước làm mát bình ngưng để hạ nhiệt độ ngưng tụ.
IV. Điều chỉnh nhiệt độ bay hơi
Thu hẹp chênh lệch nhiệt độ giữa nhiệt độ bay hơi và nhiệt độ phòng bảo quản cho phép nhiệt độ bay hơi tăng lên tương ứng. Với nhiệt độ ngưng tụ không đổi, điều này làm tăng hiệu quả công suất làm lạnh của máy nén. Nói cách khác, để đạt được cùng một hiệu quả làm lạnh, cần ít năng lượng điện hơn. Ước tính cho thấy cứ giảm 1°C nhiệt độ bay hơi thì mức tiêu thụ điện tăng 2–3%. Ngoài ra, việc giảm chênh lệch nhiệt độ này rất có lợi để giảm thiểu sự mất trọng lượng do sự bay hơi ẩm trong các sản phẩm thực phẩm được bảo quản.
V. Các phương pháp tiết kiệm năng lượng khác
Sử dụng điện trong giờ "ngoài giờ cao điểm" vào ban đêm không chỉ giảm chi phí điện mà còn cân bằng sản lượng điện của các máy phát điện nhà máy điện, giảm thiểu sự dao động lớn hàng ngày trong nhu cầu điện—một biện pháp tiết kiệm năng lượng ở cấp độ vĩ mô. Việc thực hành này đặc biệt có giá trị đối với các hoạt động cấp đông nhanh và làm đá trong kho lạnh.
Một lựa chọn khác là công nghệ làm mát bằng lưu trữ băng: băng được sản xuất vào ban đêm có thể cung cấp một phần làm mát vào ban ngày, giảm một phần công suất điện cần thiết của hệ thống.
VI. Điều khiển tự động các thiết bị khác
Hiệu quả tiết kiệm năng lượng kết hợp của sáu biện pháp này có thể đạt từ 15–34%.
Cải thiện chuỗi lạnh, bao gồm làm lạnh trước sản phẩm, cũng rất quan trọng. Đối với thực phẩm đông lạnh nhanh, làm lạnh trước khi bảo quản làm giảm thời gian đông lạnh khoảng 1% cho mỗi 1°C giảm nhiệt độ trong quá trình làm lạnh trước.
Các phương pháp làm lạnh trước phổ biến bao gồm làm lạnh trước bằng không khí, làm lạnh trước bằng chân không và làm lạnh trước bằng nước lạnh.
