1、发达国家与我国制冷系统节能运行规章 分析 张建一 集美大学 福建省清洁燃烧与能源高效利用工程技术 研究中心 摘 要： 对比分析我国与美国、澳大利亚、新西兰等国的制冷节能规章, 发现在运行节能 方面, 发达国家重视以手册形式指导操作层面, 官方研究成果通常免费社会共 享;我国目前以行业标准和国家标准形式推广节能技术, 具有一定特色。 关键词： 制冷系统; 节能; 运行; 规章; 作者简介：张建一, 教授, 主要从事制冷空调系统的优化与节能的教学与研究。 Analysis on regulations of energy-saving operation for refrigeration sys
2、tem in developed countries and China Zhang Jianyi Jimei University; Abstract： Regulations of energy-saving operation for refrigeration system in developed countries including USA, Australia, New Zealand are compared with the existing ones of China. It is found that the developed countries pay attent
3、ion to operation by means of manual form in energysaving operation. The official research results are usually free for social sharing. It is a feature in China that industry standards and national standards are used to promote energy-saving operation for refrigeration system. Keyword： refrigeration
4、system; energy-saving; operation; regulation; 制冷系统的节能包括设计、运行调节、维护等多个方面。设计方面有设计规范作 为指导;但运行调节和维护方面的规范比较缺乏, 国内的工业制冷系统没有统一 的操作规程, 通常是企业自行编制操作规程。 这些操作规程的主要目的是保证制 冷系统正常运行, 对高效率节能运行关注不够。 笔者多年来一直关注制冷系统的优化与节能, 通过研究发现, 制冷系统运行中 具有很大的节能潜力。以下笔者将对国内外制冷系统节能运行规章进行比较分 析。 1 国外制冷系统节能运行若干规章 根据笔者收集到的资料, 国外制冷系统节能运行方面的规章主
5、要以指南或者研 究报告形式, 由节能权威机构发行/发布。有些行业组织以手册形式内部发行。 1.1 国际冷藏库协会 IARW 的“节能手册” 1998年笔者获得国家留学基金管理委员资助, 作为访问学者赴美国普度大学海 立克研究中心 (Herrick Laboratories) , 笔者提出的课题“美国公用冷库能效 调查 (Energy Efficiency Survey for Public Refrigerated Warehouses) ”, 获得国际冷藏库协会 IARW (International Association of Refrigerated Warehouses) 的支持,
6、在美国进行了冷库问卷调查和现场调查。 1999年 8月, 笔者参加在华盛顿举行的 IARW 年会, 获得IARW编制的“节能手 册”1 (见图1) 。 由图 1可见, 该手册采用活页本形式。 每年的 IARW 年会, 对 该手册进行修订补充。手册由协会会员内部使用。由此可见, 发达国家很早就重 视冷藏库的运行操作节能问题, 并且, 直接落实到实际操作层面。 图1 IARW 编制的“节能手册”图片 下载原图 该节能手册的特点是: (1) 条文详细, 可操作性强, 1999年版共83 页。 (2) 一般不阐述原理, 仅指出应如何进行节能操作。 (3) 采用活页本形式, 每年年会通过专题会议修订补充
7、。 (4) 包括电费计算内容和实例。 (5) 包括能源审计内容。 1.2 美国的工业制冷最佳实践指南 工业制冷最佳实践指南 (Industrial Refrigeration Best Practices Guide) 2一书 (见图2) 版权归Cascade Energy 公司所有。2010年版为第 3版。与 IARW合作, 2011年 12月修订。书号ISBN:0-9721077-9-7。 图2 美国工业制冷最佳实践指南封面 下载原图 该书有如下特点: (1) 该书已多次修订, 2011年为第3版的修订版。 (2) 既指出应如何操作, 又阐述其原理。 (3) 内容详尽, 2011 版共14
8、0页。 (4) 针对目前发达国家的制冷系统, 主要针对自动化系统编写。 (5) 提出了一些国内没有注意到的节能措施, 例如:运行蒸发压力可控制浮动在 高于设计的蒸发压力值;冷风机的风机间歇停机或降低风机速度;运行记录的追 溯;自控系统计算机“日志分析”功能的利用;根据能耗最小的原则, 定期调整 控制系统的控制参数;在购买蒸发器和冷凝器时, 根据其单位容量充分比较不同 型号品牌匹配的风机 (和水泵) 的电机功率等。 1.3 澳大利亚的能效最佳实践指南工业制冷 澳大利亚的能效最佳实践指南工业制冷 (Energy Efficiency Best Practice Guide Industrial R
9、efrigeration) 3为2009年版 (见图 3) 。该 指南可以在网站www.sustainability.vic.gov.au/eebp 免费下载。 图3 澳大利亚能效最佳实践指南工业制冷封面和封底 下载原图 根据该指南留下的联系邮箱和网站后缀可以判断该指南由澳大利亚政府机构发 布。该指南共36页, 其特点如下: (1) 全文分两部分:一部分针对现有制冷系统如何提高效率, 实现节能运行;另 一部分针对新制冷系统的设计, 如何优化设计实现节能。 (2) 包括了载冷剂系统。 (3) 主要针对自动化系统编写。 (4) 根据材料列出的反馈部门, 具有澳大利亚官方性质。 (5) 引用了较多参
10、考文献。 1.4 新西兰的良好实践指南工业制冷 新西兰的良好实践指南工业制冷 (Good Practice Guide-Industrial Refrigeration) 4明确标示为技术指南 (见图4) , 2010年版。根据说明, 该 指南主要参考了澳大利亚的能效最佳实践指南工业制冷编写。因此, 虽然 其篇幅有所增加 (44 页) , 但内容和特点基本类似, 也属于官方发布。 图4 新西兰良好实践指南工业制冷封面和封底 下载原图 1.5 英国的工厂能源利用情况评估节能手册 英国的工厂能源利用情况评估节能手册 (中文版) 由英国碳信托发布, 为 2010年版。该手册针对所有消耗能源的工厂 (
11、包括制冷企业) 编制, 并不是专 门针对制冷系统。手册涉及能耗自我评估、如何找出节能点、如何提高能效等方 面。由于针对所有行业, 手册比较偏重原则性内容, 且不够详细。 英国碳信托有限公司 (Carbon Trust) 由英国政府出资发起, 2001 年成立, 属 于按照企业模式运作的非盈利性信托基金公司。 其任务是推动英国低碳经济发展, 通过投资开发低碳技术, 鼓励和支持私营部门展开节能环保方面的合作。 通常简 称英国碳信托, 其网站主页为 https: 目前, 碳信托已经发展成为一家具有全球竞争力的非政府组织, 提供许多免费、 专业的咨询。碳信托 2008年8 月在北京开设代表处。其网站主
12、页有中文页面 https: 其节能研究报告、各 种技术指南可以免费下载。部分研究报告有中文版, 例如本文介绍的工厂能源 利用情况评估节能手册。这些免费资源, 值得重视参考。 2 国内制冷系统节能运行规章 国内有不同版本的工业节能手册, 但未见专门制冷领域的节能手册。 在专家学者 层面, 制冷空调的节能已经得到广泛的重视。例如, 在“21世纪高等教育建筑 环境与设备工程系列规划教材”中, 已经出版制冷空调节能技术5。在各 种全国性制冷空调会议上, 节能经常是主题或者主题之一。 笔者仅介绍已经发布 的几个相关标准。 2.1 浙江省标准冷库运行节能技术规范 浙江省标准DB33/T 7122008冷库
13、运行节能技术规范6, 于2008 年发布 (见图5) 。这是国内第一个针对冷库运行的节能技术规范。该规范提出了一些 实用的制冷系统节能措施, 对提高运行效率具有重要意义, 不足之处在于内容 比较少 (仅3页) , 不够系统、全面, 需要进一步完善。 图5 浙江省标准 DB33/T 7122008冷库运行节能技术规范封面 下载原 图 2.2 国家行业标准冷库节能运行技术规范 笔者于2013年主导完成了行业标准 SB/T110912014冷库节能运行技术规范 7 (见图 6) , 2014 年7月由商务部发布。该标准具有如下特点: 图6 行业标准 SB/T 110912014冷库节能运行技术规范封
14、面 下载原图 (1) 仅针对冷库制冷系统; (2) 内容比较全面 (共10页) , 一般不阐述原理, 仅指出应如何操作; (3) 注意吸收国外的新技术/措施, 提出了一些国内没有注意到的节能措施; (4) 附录有制冷系统节能运行维护检查清单; (5) 附录有节能考核指标冷库单位产品耗电量参考值。 2.3 国家标准制冷系统节能运行规程 制冷空调技术是现代化产业赖以发展的基础, 直接关系到现代生活的衣、 食、 住、 行和保障人们生活的健康、幸福。例如钢铁工业、化工、轻工, 都离不开制冷。 没有制冷技术, 现代食品工业将无法运转, 人们的三餐将很难保障。 制冷空调技术在现代社会发挥重要作用的同时,
15、消耗大量的能源。 并且, 能源消 耗伴随着对环境的污染。 因此, 制冷空调节能在我国节能工作中具有举足轻重的 地位。 笔者主导编制的国家标准 GB/T 33841.12017制冷系统节能运行规程第 1部 分:氨制冷系统8 (见图7) , 于2017年 5月31日发布, 2017年 12月1日 开始实施。 目前, 国内外冷冻冷藏等大中型工业制冷系统, 广泛采用氨作为制冷 剂。该标准专门针对氨制冷系统编写, 采用其他制冷剂的系统可参照执行。 图7 国家标准 GB/T 33841.12017制冷系统节能运行规程第 1部分:氨制冷系 统封面 下载原图 该标准有如下特点: 1) 内容系统全面 标准包括了
16、实现节能运行的能源管理体系、 人员管理、 规章制度、 技术资料管理、 能源计量仪表配备, 并且对基础设施提出了要求, 包括制冷装置的围护结构、 门 洞及通风换气冷损失、减少制冷建筑物内部的热负荷等。适用于各行各业 (如化 工、轻工、食品等) 的氨压缩式制冷系统。 2) 吸收国外经验, 并从实际节能操作层面入手 标准借鉴IARW编制的“节能手册”的形式, 从实际节能操作层面入手, 将节能 操作分为3个方面:制冷系统运行中的节能操作、制冷设备运行中的节能操作、 制冷系统与设备维护的节能操作。 标准参考了多个发达国家制冷系统节能运行的 规章, 吸收了许多适合我国实际情况的技术措施。 3) 设计了现行
17、制冷系统能效评估清单 标准附录设计了一个现行制冷系统能效评估清单。 清单针对典型的冷冻冷藏食品 加工制冷系统设计, 包括工业氨制冷系统的设备和操作的主要方面。 按照对系统 总效率影响及对运行费用的影响程度, 从10 个方面 (35个问题) 设置了分数 (权重) 。通过计算问卷各个部分得分和系统总得分, 用户可以评估制冷系统的 效率或效率提高的潜力, 实用性强, 可操作性强。 3 国内外制冷系统节能运行规章比较 3.1 发达国家更早重视操作层面 显然, 一个实际制冷系统要实现节能, 运行操作是十分关键的层面。 从以上资料 看, 发达国家更早重视制冷节能技术的实际推广应用, 许多制冷节能技术采用
18、手册形式, 便于直接应用。 我国也出版了不少节能手册, 但至今未见制冷系统运行操作方面的节能手册。 不 少手册包括较多原理阐述、内容较多, 不便于操作人员直接应用。在“中国知 网”数据库, 笔者用关键词“制冷+运行”, 在期刊中检索了论文的篇名和主题, 发现自2000年以来, 相关论文数量明显增加, 这表明近年来我国科技人员也开 始重视制冷系统的运行操作节能。 笔者认为, 通过行业学会/协会的平台直接汇集行业技术专家的经验, 编制便于 操作人员直接应用的手册, 这样对企业节能增效最直接有效。 政府层面如果能够 出台一定的激励政策, 必将更有成效。 3.2 发达国家更重视节能技术免费共享 以上介
19、绍的国外文献, 除了文献2是通过购买图书形式, 其他多为免费下载。 由此可以看出, 发达国家更重视节能技术免费共享。这很值得我国借鉴。 近年来, 我国也开始重视这方面工作。“国家科技报告服务系统” (http: 2014 年3月1日正式开通运行。公众可 以通过该网站系统检索国家科技计划项目所产生的科技报告, 这标志着我国科 技报告制度建设取得实质性进展。系统已开通了针对社会公众、专业人员和管理 人员三类用户的共享服务。 截止到 2017年9 月25日, 收录科技研究报告已达到 10.08万项。这些高层次的研究成果, 实现了共享。这对科技工作者, 尤其对第 一线的技术人员具有重大意义。这些资源还
20、有待更多人关注和挖掘。 3.3 我国以技术标准形式形成一定特色 我国地域辽阔, 各地经济发展水平不一, 技术水平也有差距。 近年来国家开始重 视标准化建设, 各省设立了标准化建设专项资金。2017年3月16日, 为满足社 会各界便捷地查阅国家标准文本的迫切需求, “国家标准全文公开系统” (http: 正式上线运行。 “国家标准全文公开系统”提供了国家标准的题录信息和全文在线阅读, 具有 “分类检索”、“热词搜索”等功能。任何企业和社会公众都可以通过国家标准 委官方网站“国家标准全文公开系统”查阅国家标准文本。 例如, 上述的国家标 准GB/T33841.12017制冷系统节能运行规程第 1部
21、分:氨制冷系统已经可 以在网上全文阅读。 标准是一种高效的技术推广形式。 各行业专家/技术人员应努力将经验/措施上升 到规程/规范, 积极申报编写标准, 通过标准使新技术得到广泛推广应用。另一 方面, 标准编制要求一般不阐述原理。因此, 推广节能技术, 还需要节能教材、 手册等不同形式。 目前, 对国内外的节能新技术免费资源, 许多国内制冷技术人员尚不太了解, 未能利用。制冷系统的操作人员应积极了解节能新技术。如何使 节能新技术在生产中得到实际应用, 尚待行业同仁的进一步努力。 4 结论 制冷系统的运行节能具有很大潜力。要落实节能技术, 需要各种形式/途径。发 达国家重视以手册形式指导操作层面
22、, 官方研究成果通常免费社会共享 (公众 可以免费下载) 。这些免费资源值得充分利用。我国目前以行业标准和国家标准 形式推广节能技术, 具有一定特色。 参考文献 1International Association of Refrigerated Warehouses.Energy conservation manualM.Bethesda, Maryland, 1999. 2Cascade Energy.Industrial refrigeration best practices guideM.3rd ed.IARW, 2011. 3Sustainability.Energy effici
23、ency best practice guide industrial refrigerationEB/OL. (2009) .2017-10-28.http:/www.sustainability.vic.gov.au/services-and advice/business/energy-and-materials-efficiency-forbu-siness/resource s-and-tools/energy-efficiency/energy-efficiency-best-practice-guideli nes#refrigeration. 4EECA Business.Go
24、od practices guideIndustrial refrigerationEB/OL.New Zealand, (2010) .2017-10-28.https:/www.eecabusiness.govt.nz/assets/Resources -Business/industrial-refrigeration-energyefficiency-guide-june-10.pdf . 5张建一, 李莉.制冷空调节能技术M.北京:机械工业出版社, 2011. 6冷库运行节能技术规范:DB33/T 7122008S. 7冷库节能运行技术规范:SB/T 110912014S. 8制冷系统节能运行规程第 1 部分:氨制冷系统:GB/T33841.12017S.
