解 通

( 青島成和亞制冷空調(diào)有限公司，山東 青島266022 )

氨制冷機(jī)廣泛應(yīng)用于大型食品加工企業(yè)，是食品加工的重要設(shè)備。氨制冷機(jī)制冷運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的排氣熱能，這些熱能通常經(jīng)過冷凝器或冷卻塔，排放到了大氣環(huán)境中。而與此同時(shí)，在食品加工過程中，有很多需要溫?zé)崴牡胤?，比如肉類加工中的胴體清洗、衛(wèi)生清潔，水產(chǎn)品加工過程中的原料解凍、單凍機(jī)化霜等，都需要溫?zé)崴Ｌ貏e在冬季，自來水溫度比較低，自來水解凍和化霜能力很弱，冬季用自來水解凍原料，或單凍機(jī)化霜，不僅用水量大，而且解凍和化霜速度慢，影響生產(chǎn)效率。

另外，食品加工企業(yè)對(duì)衛(wèi)生要求比較嚴(yán)格，通常要求員工每周洗浴不少于2次，由于加工工人數(shù)量多，洗浴需要的熱水量很大，如果用燃油或燃?xì)馓峁┫丛崴磕甑娜加腿細(xì)赓M(fèi)用不是小數(shù)目。

為了降低食品企業(yè)的生產(chǎn)成本，合理利用能源，我們?cè)诜治霭敝评錂C(jī)工作原理的基礎(chǔ)上，研究了食品企業(yè)回收利用氨制冷機(jī)廢熱的可行性，并進(jìn)行了試驗(yàn)研究，取得了良好的預(yù)期效果。

1 試驗(yàn)企業(yè)概況

試驗(yàn)企業(yè)位于青島市，是一家水產(chǎn)食品加工外貿(mào)企業(yè)。該企業(yè)有加工人員520人，活塞式制冷機(jī)有170型氨壓縮機(jī)3臺(tái)，125型氨壓縮機(jī)2臺(tái)，單凍機(jī)2臺(tái)，平板凍結(jié)機(jī)7臺(tái)。日常運(yùn)行壓縮機(jī)數(shù)量為2臺(tái)170型壓縮機(jī)和1臺(tái)125型壓縮機(jī)。

改造之前，企業(yè)用燃油鍋爐為員工提供洗浴熱水，每周四次洗浴，每年燃油采購(gòu)費(fèi)二十多萬元。

2 改造方案

我們分析了該企業(yè)的生產(chǎn)流程，提出了回收制冷機(jī)排氣廢熱用于生產(chǎn)加工的節(jié)能方案。在企業(yè)生產(chǎn)過程中，需要熱水的區(qū)域包括：

(1)員工洗浴(需要50～70℃熱水混水使用)；(2)單凍設(shè)備化霜(需要30℃以下溫水)；(3)衛(wèi)生清洗(需要30℃以下溫水)；(4)水產(chǎn)原料解凍(冬季需要12～15℃低溫溫水)。

以上區(qū)域的熱水使用溫度，以洗浴水溫要求最高，也只有70℃ ，而活塞式氨制冷機(jī)在正常工作時(shí)，排氣溫度通常在90～110℃ 左右，遠(yuǎn)高于生產(chǎn)所需要的熱水溫度。

經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有制冷系統(tǒng)的分析研究，我們擬定了如圖1的廢熱回收方案：

圖1 氨制冷機(jī)排氣廢熱回收系統(tǒng)示意圖

圖中的旁通閥為備用閥門，在正常運(yùn)行時(shí)，該閥門關(guān)閉，氨氣經(jīng)集熱器進(jìn)入冷凝器，只有當(dāng)集熱器需要維修停用時(shí)，可通過關(guān)閉集熱器兩端的閥門，同時(shí)打開旁通閥，維持制冷系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

集熱器為改型的板式換熱器，全焊接結(jié)構(gòu)，具有換熱效率高，設(shè)備體積小的優(yōu)點(diǎn)。集熱器設(shè)備由專業(yè)企業(yè)生產(chǎn)，耐壓試驗(yàn)按制冷設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

需要指出的是，在水箱水溫低于冷凝溫度時(shí)，集熱器內(nèi)氨氣會(huì)發(fā)生冷凝現(xiàn)象，產(chǎn)生冷凝氨液，因此集熱器須設(shè)立氨液排出管。當(dāng)水箱水溫高于冷凝溫度時(shí)，集熱器內(nèi)不再產(chǎn)生冷凝氨液，為防止此處壓力影響冷凝器排液，須設(shè)立U型液柱以補(bǔ)償壓差。

為節(jié)省投資，我們利用了該企業(yè)原來員工洗浴用的不銹鋼水箱(10噸容量)。在制冷機(jī)排氣管路上，安裝了青島成和亞制冷空調(diào)有限公司生產(chǎn)的氨制冷機(jī)排氣集熱設(shè)備，經(jīng)管道連接和程序控制，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)集熱運(yùn)行。

3 改造效果

該系統(tǒng)通過測(cè)量排氣總管溫度，感知制冷機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)排氣總管溫度高于60℃和水箱水位70%以上時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)循環(huán)泵運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)廢熱回收。當(dāng)排氣總管溫度低于60℃時(shí)，自動(dòng)停止循環(huán)泵運(yùn)行。系統(tǒng)具有定時(shí)上水功能，可滿足每天2次的洗浴頻率(間隔時(shí)間10小時(shí))，在青島地區(qū)10月份氣候條件下，2臺(tái)170型制冷機(jī)運(yùn)行10小時(shí)集熱，能將不銹鋼水箱中的8噸自來水加熱到70℃左右，完全滿足了員工的洗浴要求。

改造工程2015年9月30號(hào)完工，至今已經(jīng)正常運(yùn)行兩年多。

自改造完成投入使用后，該企業(yè)已全部停止了鍋爐運(yùn)行，節(jié)省費(fèi)用明顯：

(1)直接費(fèi)用：此前鍋爐加熱8噸水到70度，需要運(yùn)行1小時(shí)，消耗燃料柴油85升，按油價(jià)6元/升計(jì)算，費(fèi)用510元，而制冷機(jī)廢熱回收工作10小時(shí)，僅用電15kWh，費(fèi)用約15元，為鍋爐燃油費(fèi)的2.3%，直接費(fèi)用成本降低97.7%。

(2)管理費(fèi)用：由于環(huán)境保護(hù)和安全生產(chǎn)的要求，政府對(duì)鍋爐管控越來越嚴(yán)格，直接導(dǎo)致企業(yè)鍋爐管理成本增大，不僅需要專業(yè)司爐人員、水質(zhì)檢驗(yàn)人員持證作業(yè)，而且環(huán)保、安全、設(shè)備定期檢驗(yàn)等綜合管理成本高，而制冷廢熱回收設(shè)備自動(dòng)工作，無需人員管理，僅節(jié)省人工費(fèi)一項(xiàng)就非?？捎^。

該工程改造總投資12.7萬元，投資回收期6個(gè)月左右。

此項(xiàng)技術(shù)改造完成后，制冷機(jī)運(yùn)行操作無需任何變化，無論集熱設(shè)備運(yùn)行與否，都不會(huì)對(duì)制冷系統(tǒng)產(chǎn)生不利影響，而且集熱設(shè)備運(yùn)行時(shí)，會(huì)吸收部分制冷機(jī)排氣熱量，減少制冷冷凝器熱負(fù)荷，對(duì)制冷系統(tǒng)節(jié)能有正面影響。

這項(xiàng)廢熱回收技術(shù)，不僅每年為企業(yè)減少大量的燃料費(fèi)用，而且低碳環(huán)保，有利于環(huán)境改善，值得廣大食品加工企業(yè)推廣。