1. Reduzierung der Wärmelast von Kühlhäusern
1. Hüllstruktur des Kühlhauses
Die Lagertemperatur im Tiefkühllager liegt üblicherweise bei etwa -25 °C, während die Außentemperatur im Sommer tagsüber in der Regel über 30 °C liegt. Das bedeutet, dass die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Seiten der Gebäudehülle etwa 60 °C beträgt. Die hohe Sonneneinstrahlung führt zu einer erheblichen Wärmelast durch Wärmeübertragung von Wänden und Decke auf das Lager, die einen wichtigen Teil der Gesamtwärmelast des Lagers ausmacht. Die Verbesserung der Wärmedämmung der Gebäudehülle erfolgt hauptsächlich durch eine dickere Dämmschicht, die Verwendung hochwertiger Dämmstoffe und die Anwendung geeigneter Konstruktionskonzepte.
2. Dicke der Isolierschicht
Eine Verdickung der Wärmedämmschicht der Gebäudehülle erhöht zwar die einmaligen Investitionskosten, ist aber im Vergleich zur Reduzierung der regelmäßigen Betriebskosten des Kühlhauses aus wirtschaftlicher und technischer Sicht sinnvoller.
Zur Reduzierung der Wärmeaufnahme der Außenfläche werden üblicherweise zwei Methoden angewendet.
Erstens sollte die Außenfläche der Wand weiß oder hellfarbig sein, um die Reflexionsfähigkeit zu verbessern. Bei starker Sonneneinstrahlung im Sommer ist die Temperatur der weißen Oberfläche 25 °C bis 30 °C niedriger als die der schwarzen Oberfläche;
Die zweite Möglichkeit besteht darin, eine Sonnenschutzkonstruktion oder eine Belüftungszwischenschicht an der Außenwand anzubringen. Diese Methode ist in der Praxis aufwendiger und wird daher seltener angewendet. Dabei wird die Außenhülle in einem gewissen Abstand zur Dämmwand so angeordnet, dass sie wie ein Sandwich wirkt. Ober- und unterhalb dieser Zwischenschicht werden Lüftungsöffnungen angebracht, um eine natürliche Belüftung zu gewährleisten und die von der Außenhülle absorbierte Sonneneinstrahlung abzuführen.
3. Tür zum Kühlraum
Da in Kühlhäusern häufig Personal ein- und ausgeht sowie Waren be- und entladen werden, muss das Lagertor oft geöffnet und geschlossen werden. Ohne Wärmedämmung am Lagertor entsteht durch das Eindringen heißer Außenluft und die Körperwärme des Personals eine zusätzliche Wärmelast. Daher ist die Konstruktion des Kühlhaustors von großer Bedeutung.
4. Eine geschlossene Plattform aufbauen
Zur Kühlung wird ein Luftkühler verwendet, die Temperatur kann 1 °C bis 10 °C erreichen. Das Kühlhaus ist mit einer Schiebetür und einer weichen Dichtung ausgestattet und somit weitgehend unabhängig von der Außentemperatur. Für kleinere Kühlhäuser kann am Eingang ein Türfach angebracht werden.
5. Elektrisch gekühlte Tür (zusätzlicher Kaltluftschleier)
Die anfängliche Öffnungsgeschwindigkeit einflügeliger Türen lag bei 0,3–0,6 m/s. Aktuell erreichen Schnelllauf-Kühlschranktüren 1 m/s, zweiflügelige sogar 2 m/s. Um Gefahren zu vermeiden, wird die Schließgeschwindigkeit auf etwa die Hälfte der Öffnungsgeschwindigkeit begrenzt. Vor der Tür ist ein sensorgesteuerter automatischer Schalter installiert. Diese Vorrichtungen verkürzen die Öffnungs- und Schließzeiten, verbessern die Be- und Entladeeffizienz und reduzieren die Wartezeit für das Personal.
6. Beleuchtung im Lager
Verwenden Sie hocheffiziente Lampen mit geringer Wärmeentwicklung, niedrigem Stromverbrauch und hoher Helligkeit, wie beispielsweise Natriumdampflampen. Die Effizienz von Hochdruck-Natriumdampflampen ist zehnmal höher als die von herkömmlichen Glühlampen, während der Energieverbrauch nur ein Zehntel des Verbrauchs ineffizienter Lampen beträgt. In einigen modernen Kühlhäusern werden bereits LEDs zur Beleuchtung eingesetzt, die eine geringere Wärmeentwicklung und einen niedrigeren Energieverbrauch aufweisen.
2. Verbesserung der Arbeitseffizienz des Kühlsystems
1. Verwenden Sie einen Kompressor mit Economizer.
Der Schraubenkompressor lässt sich stufenlos im Energiebereich von 20 bis 100 % an die jeweilige Last anpassen. Schätzungen zufolge kann ein Schraubenkompressor mit Economizer und einer Kühlleistung von 233 kW bei einem Jahresbetrieb von 4.000 Stunden jährlich 100.000 kWh Strom einsparen.
2. Wärmetauscher
Der Direktverdampfungskondensator wird gegenüber dem wassergekühlten Rohrbündelkondensator bevorzugt.
Dies spart nicht nur Energie für die Wasserpumpe, sondern auch Investitionen in Kühltürme und Becken. Darüber hinaus benötigt der Direktverdampfungskondensator nur ein Zehntel des Wasserdurchflusses eines wassergekühlten Kondensators, wodurch erhebliche Wasserressourcen eingespart werden können.
3. Am Verdampferende des Kühlraums wird der Kühlventilator dem Verdampferrohr vorgezogen.
Dies spart nicht nur Material, sondern sorgt auch für eine hohe Wärmeaustauscheffizienz. Bei Verwendung eines Lüfters mit stufenloser Drehzahlregelung lässt sich die Luftmenge an die wechselnde Lagerlast anpassen. Die Waren können direkt nach Einlagerung mit voller Drehzahl transportiert werden, um ihre Temperatur schnell zu senken. Sobald die voreingestellte Temperatur erreicht ist, wird die Drehzahl reduziert. Dadurch werden unnötiger Energieverbrauch und Maschinenausfälle durch häufiges Starten und Stoppen vermieden.
4. Behandlung von Verunreinigungen in Wärmetauschern
Luftabscheider: Befindet sich nicht kondensierbares Gas im Kältesystem, steigt die Austrittstemperatur aufgrund des erhöhten Kondensationsdrucks. Die Daten zeigen, dass bei einer Vermischung des Kältesystems mit Luft und einem Partialdruck von 0,2 MPa der Energieverbrauch des Systems um 18 % steigt und die Kühlleistung um 8 % sinkt.
Ölabscheider: Der Ölfilm an der Innenwand des Verdampfers beeinträchtigt dessen Wärmeaustauscheffizienz erheblich. Bei einem 0,1 mm dicken Ölfilm im Verdampferrohr sinkt die Verdampfungstemperatur um 2,5 °C, und der Energieverbrauch steigt um 11 %, um die Solltemperatur zu erreichen.
5. Entfernung von Ablagerungen im Kondensator
Der Wärmewiderstand von Kalkablagerungen ist höher als der der Rohrwand des Wärmetauschers, was die Wärmeübertragungseffizienz beeinträchtigt und den Kondensationsdruck erhöht. Bei einer 1,5 mm dicken Kalkablagerung an der Wasserrohrwand im Kondensator steigt die Kondensationstemperatur um 2,8 °C gegenüber der Ausgangstemperatur, und der Energieverbrauch erhöht sich um 9,7 %. Zusätzlich erhöht der Kalk den Strömungswiderstand des Kühlwassers und damit den Energieverbrauch der Wasserpumpe.
Zur Vorbeugung und Entfernung von Ablagerungen können Entkalkung und Anti-Ablagerung mit einem elektronischen Magnetwassergerät, chemische Entkalkung durch Beizen, mechanische Entkalkung usw. eingesetzt werden.
3. Abtauen der Verdampfungsanlage
Bei einer Frostschichtdicke von über 10 mm sinkt die Wärmeübertragungseffizienz um mehr als 30 %, was den erheblichen Einfluss der Frostschicht auf die Wärmeübertragung verdeutlicht. Es wurde festgestellt, dass bei einer gemessenen Temperaturdifferenz von 10 °C zwischen Innen- und Außenseite des Rohrs und einer Lagertemperatur von -18 °C der Wärmeübergangskoeffizient K nach einem Monat Betrieb des Rohrs, insbesondere an den Rippen des Luftkühlers, nur noch etwa 70 % des Ausgangswerts beträgt. Eine Frostschicht auf dem Blechrohr erhöht nicht nur den Wärmewiderstand, sondern auch den Strömungswiderstand der Luft, was im Extremfall zum vollständigen Abführen der Luft führen kann.
Zur Reduzierung des Energieverbrauchs wird die Heißluftabtauung der elektrischen Abtauung vorgezogen. Die Abwärme des Kompressors kann als Wärmequelle für die Abtauung genutzt werden. Die Temperatur des Rücklaufwassers liegt üblicherweise 7–10 °C unter der Temperatur des Kondenswassers. Nach der Aufbereitung kann es als Kühlwasser für den Kondensator verwendet werden, um die Kondensationstemperatur zu senken.
4. Einstellung der Verdampfungstemperatur
Wird die Temperaturdifferenz zwischen Verdampfungstemperatur und Lagerraum verringert, kann die Verdampfungstemperatur entsprechend erhöht werden. Bleibt die Kondensationstemperatur dabei unverändert, erhöht sich die Kühlleistung des Kältekompressors. Somit wird die gleiche Kühlleistung erzielt, wodurch der Energieverbrauch sinkt. Schätzungen zufolge steigt der Energieverbrauch um 2–3 %, wenn die Verdampfungstemperatur um 1 °C gesenkt wird. Darüber hinaus trägt die Verringerung der Temperaturdifferenz maßgeblich zur Reduzierung des Trockenmasseverbrauchs der im Lager befindlichen Lebensmittel bei.
Veröffentlichungsdatum: 18. November 2022