冷库项目如何进行制冷系统选择

——双碳时代冷库用制冷系统怎样选择，环保、节能、初出资能否统筹

Co-elite冷链社群是由冷库视界组成的致力于翻开冷链作业上下游知识、阅历、技术、查询和资讯沟通与同享活动的线上社群，群管家群首要分为甲方货主、技术、规建、工程、出资、物流、供应链板块负责人，也有相关工程、技术、设备服务商高管与资深人士、作业专家等。冷库视界将不守时邀请到群内成员为我们同享作业查询与考虑、优异案例、管理模式等助力企业自我改进。

本期有幸邀请到汉钟精机谢鹏为群员同享论题：“冷库怎样进行制冷系统选择”，谢总从事制冷作业15年，曾主导建立公司冷冻冷藏紧缩机产品线与商场出售战略，在制冷紧缩机范畴具有丰富的从业阅历。同享会后，群员就谢总的同享内容进行问答沟通。

各位业界专家、领导、朋友们，我们晚上好！我是汉钟精机制冷事业部的谢鹏，汉钟精机是一家专业从事螺杆紧缩机研发、出产、出售的公司。因紧缩机的翻开有必要结合商场运用的需求，而近年来由于安全、环保等要素的考量，制冷系统的选择越来越多，不同制冷系统到底有何特征，什么样的运用场景合适什么样的制冷系统，都需求客观的分析，所以我们一向在对各种制冷系统的特征进行理论分析以及实践运用效果调研，以作为我们拟定产品翻开方向的重要根据。

作为冷库视界专家会委员之一，应冷库视界要求，今天我特别准备了一些资料与我们进行同享。我们的群是冷链学社，我仅仅起到抛砖引玉的效果，欢迎我们充沛沟通沟通，期望在思想磕碰中能够得到更加客观、精确的结论，以教导作业更加绿色、健康的翻开。

——汉钟精机制冷事业部司理 谢鹏

一、冷库商场现状简述

疫情爆发之后，冷链作业加快翻开，一同政府出台相关政策定见为作业翻开带来出色政策环境，电商冷链物流系统的翻开以及食物加工企业产能扩展，从需求侧驱动冷链设备的商场增容。冷链物流的首要设备包含冷库或低温物流中心、生鲜食物加工中心（包含中心厨房）、冷藏运输车、超市陈列柜等。而在冷链物流的全部环节中，冷库是最中心的设备。跟着人们生活水平的日益行进，我国居民消费才华持续增强，对冷冻冷藏食物的需求越来越大；以及社会对食物安全的重视加强，许多食物需求在出产、储存、运输等全过程冷链，促进了对冷库需求的增加。冷链是国家内循环战略的一个重要载体，本钱商场也在持续重视与进入该商场，加之电商物流头部企业的生动布局，使终端消费需求逐渐翻开，也引导冷库商场与食物加工商场的持续扩容，然后整个冷冻冷藏商场坚持两位数的稳定增长。

二、双碳时代对冷库制冷设备选择的影响

近年来我国推动的“双碳”政策，关乎我国的战略安全，也涉及到人类的未来。关于冷库运用而言，双碳政策首要涉及到两方面：

其一是直接碳排放的影响，首要表现在冷库制冷设备中制冷剂的选择。不同制冷剂的GWP值大小不同，GWP是一种物质发生温室效应的一个指数（GWP是在100年的时间结构内，各种温室气体的温室效应对应于相同效应的二氧化碳的质量。二氧化碳被作为参照气体。二氧化碳的GWP值定义为1，GWP值越大则说明该物质的温室效应越严峻，即碳排当量越高）。所以选择不同的制冷剂也意味着环保性的不同，但由于制冷剂只需排放到大气才会发生相应的温室效应，如果能有用的下降制冷剂走漏量，即便选择GWP相对较高的制冷剂，对温室效应的影响也有限；

表1、冷库制冷设备中常用制冷剂特征

表2、制冷剂安全等级

其二是直接碳排放的影响，首要表现在冷库制冷设备的作业能效值COP，即单位制冷负荷下的耗电量，COP值越大则说明相同的制冷负荷下耗电量越小，越省电，折合为一次能源消耗量与碳排放量就越小；以万吨冷库为例，制冷系统占冷库制作本钱的13%左右，水电费占冷库运营本钱13%左右；据我们进一步与一些冷库制作方沟通了解到，制冷紧缩机在冷库制作本钱中仅占3~5%，但制冷紧缩机在冷冻库项目中的耗电量占冷库总耗电量的85~90%左右。紧缩机产品作为制冷系统的心脏，选用高效紧缩机能够从底子上行进整个制冷系统的功率，来下降整个项目的运营费用，一同亦可下降一次能源碳排放量。

三、冷库新国标对冷库制冷设备选择的主张

新冷库规划标准《GB50072-2021 冷库规划标准》（以下简称《标准》）已于2021年12月1日正式施行，其间对冷库制冷系统的选择做出了如下要求与主张（以下6.3.3、6.3.4、6.3.5、6.3.6均为《标准》中制冷相关条款）：

6.3.3 制冷剂的选择应契合下列规矩:

1、关于出产性冷库和物流冷库,其间具有分拣、配货功用的穿堂或关闭站台不应选用氨直接蒸发制冷

2、商用冷库不应选用氨

3、大、中型冷库和大、中型制冷系统不宜选用卤代烃及其混合物在冷间内直接蒸发制冷

如上6.3.3对制冷剂的要求，总结为：

1、关于有人员有或许接触到制冷剂的场合，不应运用氨（NH3）作为制冷剂，以防氨走漏带来的安全事故；

2、关于大中型制冷系统，不推荐运用R22\R507等GWP较高的氟利昂直接蒸发运用，因直接蒸发运用的系统往往制冷剂充注量较直接蒸发运用的系统大（直接蒸发运用即为载冷运用），而且直接蒸发运用的系统，由于在冷库现场有许多焊接施工，增加了系统走漏风险，然后也增加了氟利昂走漏带来的温室气体效应；而选用直接蒸发系统后，现场施工的管路都是载冷剂接触的部分，即便发生走漏，对环境的影响很少；故此项可理解为不推荐运用氟利昂工质的直接蒸发系统，但不明文规矩不推荐运用氟利昂工质的直接蒸发系统（载冷系统），估测是由于直接蒸发系统（载冷系统）较直接蒸发系统多了一级换热温差，选用相同的制冷紧缩机时能效要低5%-8%,且系统造价略高，故未做明文规矩推荐与否，完全由项目自身的侧重点选择是否选用；

3、二氧化碳（CO2）未在文中表现，说明不明文规矩也不推荐运用，估测是由于CO2在此类运用中环保性虽好，但因系统能效在某些运用中并不志向，且系统造价没有竞争力，故未做明文规矩是推荐与否，完全由项目自身的侧重点选择是否选用；

6.3.4 载冷剂的选择应契合下列规矩：

1、商用冷库不应选用氨水溶液载冷剂

2、氨水溶液载冷剂的质量浓度不应跨过10%

3、关于大、中型制冷系统，载冷剂运用温度低于一5℃时，宜选用二氧化碳

4、盐水载冷剂的凝聚温度应低于规划蒸发温度，而且温差不应小于5℃

如上6.3.4对载冷剂的要求，总结为：

1、关于人员有或许接触到载冷剂的场合，不应运用氨（NH3）作为载冷剂，以防氨走漏带来的安全事故；

2、关于中、低温载冷运用，推荐运用二氧化碳（CO2）作为载冷剂。

6.3.5 大、中型的出产性冷库和物流冷库宜选用集中式制冷系统

6.3.6 关于制冷剂选用卤代烃及其混合物的直接蒸发制冷系统，不宜选用多倍循环供液

如上6.3.5&6.3.6关于系统的要求，总结为：

1、大中型冷库推荐选用集中式制冷系统，而不推荐散布式制冷系统；此项应该是由于一般集中式制冷系统的能效与运维较散布式制冷系统有优势，故推荐选用集中式制冷系统。

2、即便选用氟利昂的直接蒸发系统，也不推荐运用多倍循环供液的桶泵系统；此项与上述6.3.3第3点考量点相同，因直接蒸发系统氟利昂充注量较大，选用多倍循环供液的桶泵系统氟利昂充注量更大，且现场焊接点更多，出于环保考量，不推荐运用。

综上，新版冷库规划标准对制冷剂的选用推荐是根据双碳政策的直接碳排放影响与安全性考量，但未具体提及直接碳排放的影响，即系统能效的影响，不过细心解读后可发现，其深层意义有考量到此要素。

四、双碳时代冷库用制冷系统怎样选择，环保、节能、初出资能否统筹

据相关单位统计，现在商场上冷冻库的占比跨过70%，是干流运用场景，不同运用场景的系统选择主张也不同，因篇幅有限，本文仅集合在冷冻库的对比分析，即-18至-25℃冻住物冷藏间的对比分析。

根据图2，我们分别从环保、节能、初出资三个方面进行分析说明：

A、环保方面

1、从上文《GB50072-2021 冷库规划标准》的解读可知，纯氟系统由于运用氟利昂作为制冷剂，而氟利昂有较高的GWP值，在标准中皆不推荐运用，所以关于以环保性作为项目榜首考量要素的项目，不宜运用此系统，不论是直膨或桶泵。

2、从上文《GB50072-2021 冷库规划标准》的解读可知，纯氨系统在环保性方面没有问题，但因氨的安全等级归于B2类，在人员有或许接触到氨的项目，不应运用此系统，若没有相关绑缚，则可运用该系统；因无论是标准抑或当地政策，现在对氨的运用绑缚仍然较多，故在下文对比中，将不再翻开对运用氨作为制冷剂的系统分析。

3、从上文《GB50072-2021 冷库规划标准》的解读可知，CO2在环保性方面没有问题，因能效与造价考量，标准未明文规矩是否推荐运用该系统，但若以环保性作为项目榜首考量要素的项目，且因氨的安全性绑缚无法运用，CO2复合系统是一个能较好满意项目需求的方案。至所以选用CO2复叠系统仍是载冷系统，仍需结合节能、初出资全体考量。

B、节能方面

从表3可知，皆选用单级紧缩技术时，R507/CO2复叠系统能效>纯R507系统能效>R507/CO2载冷系统能效，但若概括宽温区单机双级紧缩技术考虑时：

1、关于非环保优先的项目，选用纯氟系统时，R507宽温区单机双级紧缩系统较常规R507单级螺杆系统能效有明显优势。

2、关于环保优先的项目，选用CO2复合系统时，R507宽温区单机双级紧缩/CO2载冷系统较R507单级紧缩/CO2复叠系统能效有明显优势（复叠系统中再选用单机双级紧缩技术对能效底子没有行进效果）。

综上，从节能方面来看，不论是环保优先的项目抑或非环保优先的项目，选用宽温区单机双级紧缩技术皆在能效方面有必定优势。

C、 初出资方面

据调研得知（以下对比皆为设备本钱对比，不含保温）：

1、纯氟直膨系统较纯氟桶泵系统本钱低10%-30%。

2、CO2复叠系统较纯氟桶泵系统比较，冷冻库单体5000平方本钱差异70%-100%，单体1万平方本钱差异30%-50%，单体2万平方本钱差异10%左右（由于系统越大，桶泵系统的充氟利昂越多，本钱越高，故差异逐渐减小）。

3、CO2载冷系统较CO2复叠系统本钱低5%-10%。大体本钱排序为：纯氟直膨系统 <纯氟桶泵系统

综上，从三个维度概括考虑，且不考虑氨作为制冷剂的条件下：关于环保优先的项目，相较于R507/CO2复叠系统，R507宽温双级/CO2载冷系统无论是在节能性抑或初出资方面皆有必定优势；关于非环保优先的项目，相较于R507常规单级紧缩系统，R507宽温区单机双级紧缩系统在节能性有明显优势，且关于中大项目而言，造价恰当。

此外，关于系统选择还应考虑全负载概括能效、融霜方法、维保费用、蒸发器方法、供液方法等，因本文篇幅有限，就不再翻开分析。

五、项目同享

《项目案例——山东某 R507宽温区双级变频技术+CO2载冷冷藏库项目》

客户需求：该冷库原选用氨制冷系统，出于对安全性以及人工本钱的考虑，对制冷系统进行改造。经过与客户的沟通，若选用直接制冷系统会导致氟充注量较大，构成作业本钱高且不环保，概括考虑能效优势以及环保要求，究竟选用 R507宽温区双级变频紧缩节能技术+CO2 载冷的直接制冷系统。

库温需求：-20℃设备运用：冷藏库（R507/CO2载冷系统）

货品信息：蔬菜、生果包装资料：纸箱、编织袋

冷库规划：共有 1#～4#库四间冷藏库，冷库标准见下表

该冷库归于中大型冷库，选用LT-S-V系列160匹宽温区双级变频紧缩机，冷库结束蒸发器选用的顶排管布局，选用 R507/CO2直接制冷系统。经过载冷剂与制冷机组的蒸发器换热，然后带走冷库内物品的热量。CO2系统完全洁净，无冷冻油残留，作业换热效果远优于传统氨或氟系统，降温快，一同无须考虑制冷结束残留冷冻油的处理问题；载冷系统换热面积不会削减，一同选用宽温区双级变频紧缩机根据库内负荷实时调度紧缩机负载，在结束节能的一同保证库温需求。

用户反响：全自动控制，相较于厂内旧的氨打开设备运用便当许多。在安全性、气味等行进许多，作业电费低，除霜周期长，稳定性好，运用无不良反响，且二期项目已依旧选用该类系统。

环保效益：现场运用 CO2低压循环桶 5.8m3，比较于 R507（GWP=3990），CO2减排3990 倍。

能效收益：选用了宽温区双级变频紧缩技术，节能效果明显。载冷端运用 CO2作为载冷剂时，由于 CO2优异的功用，在作为载冷剂时，具有冰点低，黏度小、可削减载冷剂运送过程中的压力丢掉，泵功率可节约 90%，载冷剂散布更均匀，而且蒸发器无油膜掩盖，换热功率高。因而即便载冷存在必定的换热温差，但运用 R507宽温区双级紧缩节能技术+CO2载冷的组合，在相较于各种 CO2 复叠技术能效皆有必定优势。蒸发器方法选用顶排铝排管，管径为 25mm，选用双管制热气融霜规划。运用二氧化碳作为载冷剂，由于二氧化碳热容量非常大、换热功率高，因而蒸发器的换热温差小，此设备作业两年多仍无需除霜。由于除霜周期长，货品干耗少，储存生果、蔬菜等产品时，削减了果蔬水分丢掉，保证了货品的价值，且项目电费极低，详见下表：

　　《项目案例——天津某出名快递途径干改冷物流冷库项目》

改造前期的土建消防和规划报审以及库区结构加固，是本项目施行的重要保证。由于该工程原规划为干仓，依照冷库规划标准及现有消防规划标准的要求，需求从头区别防火区，并进行消防认证。该项目被区别为3个防火区，每个防火区采取了防火功用更强的规划方法，以保证本项目的顺畅施行:一同，由于原有月台未关闭，为保证改造后冷库运营的质量，对改造部分的月台进行了关闭处理，并报规划部分从头阅读，保证了冷库改造的合规性。

改造后的冷藏库共分为8间冷藏间和2个穿堂，其间3间变温库，4间低温库，1间中高温库

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