Page 69 - 《橡塑技术与装备》2025年8期
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理论与研究
THEORY AND RESEARCH
系统的精准调控能力提出了很高要求。传统蒸汽制冷 并冷凝成液体，再通过节流阀降压后进入蒸发器，吸
系统在应对这种复杂工况时，往往难以实现按需供冷， 收室内热量并蒸发成气体，从而实现制冷循环。电制
导致能源浪费。 冷机具有制冷速度快、占用空间小、无污染环保、效
率高等优点。例如，采用新型制冷剂 R410A 的电制冷
3 蒸汽制冷与电制冷技术原理分析 系统，在制冷工况下，压缩机将低温低压的 R410A 蒸
3.1 蒸汽制冷原理及常见系统介绍 汽压缩成高温高压的蒸汽，其排气温度可达 80 ℃左
蒸汽制冷分为压缩式制冷和吸收式制冷，目前应 右，排气压力约为 2.5 MPa。
用较多的是蒸汽溴化锂制冷机，属于吸收式制冷。
蒸汽溴化锂制冷机组是一种以蒸汽为动力源的大 4 轮胎厂蒸汽制冷问题探究
型制冷系统。它利用蒸汽与溴化锂溶液反应时吸收热 4.1 能源消耗与成本分析
量的原理，通过蒸发、冷凝循环来实现制冷。该制冷 蒸汽制冷系统的能源消耗较高，主要源于蒸汽的
方式的制冷剂是易于回收再利用的水和溴化锂，制冷 产生和制冷循环过程。以某轮胎厂为例，其蒸汽制冷
效果慢。蒸汽溴化锂制冷机组耗蒸汽量大，制冷效果 系统每年消耗蒸汽量达 9 000 t，按照当地蒸汽价格
慢，出水口温度高。 220 元 /t 计算，每年蒸汽采购成本高达 198 万元。同
3.2 电制冷原理及主流技术解析 时，蒸汽制冷系统的能效比（COP）相对较低，一般
压缩式电制冷基于逆卡诺循环原理，电制冷机是 在 2.5~3.5 之间。相比之下，电制冷系统的能效比可
一种利用电能驱动压缩机工作，通过压缩制冷剂实现 达到 4.0~5.0。在相同制冷量需求下，电制冷系统的耗
制冷的设备。其工作原理主要依赖于压缩机对制冷剂 电量虽有所增加，但综合考虑能源价格，电制冷的单
进行压缩，使其温度升高，随后在冷凝器中释放热量 位制冷量成本更低，具体数据对比见表 2。
表 2 蒸汽制冷与电制冷系统能耗成本对比表
序号 制冷方式 蒸汽用量 /t 蒸汽单价 /t 能效比 /(cop) 总成本 / 万元 成本对比
1 蒸汽制冷 9 000 220 2.5~3.5 198 较高
2 电制冷 / / 4.0~5.0 约 100 较低
4.2 设备维护成本分析 突出。以采用变频技术的螺杆式电制冷机组为例，其
蒸汽制冷设备结构复杂，涉及众多管道、阀门、 能效比相较于传统定频机组可提高 20%~30%。通过
压力容器等部件，维护难度大且成本高。据统计，该 对制冷量的精准调节，根据车间实际制冷负荷变化调
轮胎厂每年在蒸汽制冷设备维护方面的费用约为 15 万 整压缩机转速，避免了传统制冷系统的 “ 大马拉小车 ”
元，包括设备检修、零部件更换、管道维护等。同时， 现象。在某轮胎厂的实际应用中，更换电制冷系统后，
由于蒸汽的高温、高压特性，设备容易出现泄漏、腐 每年耗电量虽有所增加，但综合能源成本降低了 50 万
蚀等问题，导致故障频率较高。 元，节能效果显著。
4.3 环保与安全隐患剖析 5.2 精准控温与智能调控实现
蒸汽制冷过程中，若以煤炭等化石燃料为蒸汽热 电制冷系统借助先进的传感器技术和智能控制系
源，会产生大量的温室气体排放。例如，每生产 1 t/h 统，能够实现对车间温湿度的精准控制。温度控制精
蒸汽，约排放 150 kg 二氧化碳。电制冷系统在运行过 度可达 ±1 ℃，湿度控制精度可达 ±3% RH，满足了轮
程中不产生温室气体排放，对环境友好，且电制冷设 胎生产工艺对环境的严格要求，有效提高了产品质量
备运行压力相对较低，不存在高温蒸汽泄漏的风险， 的稳定性。
安全性更高。 5.3 设备集成与空间利用优化
电制冷设备通常采用模块化设计，结构紧凑，占
5 轮胎厂蒸汽制冷问题探究 地面积小。相比传统蒸汽制冷系统庞大的设备体积和
5.1 节能潜力挖掘 复杂的管道布局，电制冷系统可节省约 30% 的车间空
电制冷系统的高效节能特性在轮胎厂应用中表现 间。例如，某轮胎厂在更换电制冷系统后，利用节省
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