汉钟精机 | 进入冷库节能新时代

自冷链物流引入国内，便有前赴后继的耕耘者为之奋斗，为之传承。在几代冷链人的努力下，方有今天行业之繁荣。如今，冷链物流行业发展的大旗已经传到我辈手中，唯有坚守，才能不负使命，不负韶华。中冷联盟官微全新推出“冷链之星”专题，旨在通过会员单位发展大事记展现企业成长轨迹，传承“为冷执着，为链坚守”的行业精神，激发企业可持续发展的内生动力。

一.发展环境

近年来，国家相继颁布许多冷链产业发展相关政策，并在“十四五”规划中将冷链产业发展提升到国家战略高度。在2022年4月11日，交通运输部、国家铁路局、中国民航局、国家邮政局、中国国家铁路集团五部门再次联合发声，发布《关于加快推进冷链物流运输高质量发展的实施意见》，明确提出完善冷链运输基础设施、提升技术装备水平、创新运输服务模式及健全冷链运输监管体系的要求，冷链产业政策支持再次加码，为冷链仓储行业营造良好的政策环境。

在2020-2022年的疫情期间，跨地冷链运输和存储需求也显著驱动冷库建设及冷链仓储行业发展。以上海为例，根据上海市商务委数据，上海市粮食、生猪、蔬菜自给率仅为20%、10%、40%，八成以上货源（除绿叶菜外）依赖外省供应，尤其是每日蔬菜供应量达8500吨。根据数据显示，2021年我国冷库容量达7498万吨，同比增长12.5%。近年来，在生鲜电商、社区团购产业快速发展的背景下，对前置仓冷库、冷链配送箱的数量、容量需求持续增长，同时速冻食品、预制菜等需求也被进一步激发，尤其是大型商超、预制菜等企业需要大面积冷链仓库及购置大批量冷柜，这将进一步激发冷链仓储行业需求增长。

二.双碳时代对未来冷库发展的影响

在“双碳”政策的大环境下，冷链物流的快速发展不可避免面临能源，安全和环保等方面的挑战，所以冷链发展必须未雨绸缪，积极推广低碳绿色的制冷技术保证冷链的可持续发展，用最小的能源消耗获取最大的制冷量，实现最精确地温度控制，从而降低成本，提高品质。螺杆制冷压缩机作为制冷系统的核心部件，降低其碳排放量对实现制冷系统降碳、助力我国“双碳”战略目标具有重要意义。减少碳排放的方式有减少直接碳排放和间接碳排放，对于冷库应用而言主要实现手段如下：

1.减少直接碳排放

主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是一种物质产生温室效应的一个指数（GWP是在100年的时间框架内，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重，即碳排当量越高）。所以选择不同的制冷剂也意味着直接碳排放量的不同，但由于制冷剂只有排放到大气才会产生相应的温室效应，如果能有效的降低制冷剂泄露量，即便选择GWP相对较高的制冷剂，对温室效应的影响也有限。

表冷库制冷设备中常用制冷剂特点

图  制冷剂安全等级

图冷库用制冷系统种类

2.减少间接碳排放：

有效提高电力能源的利用效率，在冷库应用中可以使用高COP（运行能效值）的冷库制冷设备，即单位制冷负荷下的耗电量，COP值越大则说明同样的制冷负荷下耗电量越小，越省电，因此折合为一次能源消耗量与碳排放量就越小。

三.双碳背景下冷库用

高效制冷系统解决方案

目前国内冷库氟利昂制冷在市场上占据主流地位，从安全角度考虑是目前最好的选择。汉钟精机针对以下三类具有不同使用场景不同的冷库应用特点，提供高效节能整体解决方案，通过使用高COP制冷设备的方式，减少冷库实际运营中耗电量，提高冷库对电力能源的利用效率，从而减少冷库的间接碳排放量。

第一类：变温库应用

针对物流中转冷库中会存在货物存储需求的不确定性，不同货物需求库温就会有所不同，汉钟精机开发的RC2-D系列冷藏专用压缩机，可满足客户同一冷库不同货物储存温度要求。在变温库项目中，市场主流单级机由于运行范围限制，需要用到2套机组，其中一套用于高温库应用，另一套用于低温库应用，而使用RC2-D产品可同时满足此变温库应用。后续将会推出LC系列新一代半封单级冷冻冷藏螺杆压缩机，此产品采用可变内容积比技术，使压缩机在拉初温及设计温度点运行时始终保持最佳性能，兼顾变温库与速冻库的变工况高效应用。

第二类：

低温冷藏库（冷冻库）&速冻库应用

在市场上单级压缩机是冷库市场的主流产品，全世界各国也都是以单级压缩机为主。但是在冷冻库应用中，单级压缩机与双级相比，性能上确实存在明显的差距。常规双级压缩机因为运行范围限制，蒸发温度上限往往在-30℃左右，所以无法应用于冷冻库中，汉钟精机通过技术优化，突破了这个限制，将双级压缩机的蒸发温度上限提高至-10℃，推出了宽温区双级压缩机。在冷冻库应用场景中，LT-S-L系列产品较市场常规低温单级螺杆机综合能效提高20%～30%。对于冷冻库而言，压缩机耗电量占冷冻库总耗电量的85%～90%左右，所以这20%～30%能效的提升，对甲方用户而言非常有价值。此产品前后分别获得了“2021-2022年度中国制冷学会节能与生态环境产品”和“上海市节能产品”称号，该高效技术符合我国双碳政策的发展趋势，也受到了市场的欢迎。

第三类：速冻机应用

速冻机应用中的压缩机会存在部分负载运行的情况。常规滑阀能调技术的卸载运行能效会较满载衰减明显，尤其是在速冻工况下能效衰减更为严重，但是通过变频技术的导入，汉钟精机成功研发出了LT-S-IVX系列全配置双级变频压缩机，可以让能效在卸载的情况下和满载时的表现相同。在速冻工况下，LT-S-IVX系列全配置双级变频压缩机较定频双级机综合能效高20%左右；在低温冷藏工况下综合能效较低温定频单级机高30%左右，适合节能要求更高的速冻机与低温冷藏库应用，从根本上提升系统能效，得到了众多项目应用的验证。

表宽温区双级定频压缩机与宽温区双级变频压缩机各负载性能对比

从上表可知，与定频技术相比，采用变频技术可大幅提升压缩机在低温工况低负载下的运行性能。此外，汉钟专用变频机满载运行频率为80Hz，可一定程度降低产品单位冷量成本，让此节能技术更容易被市场接受。

 图 汉钟高效螺杆机

除了上述采用纯氟系统高效节能设备来减少间接碳排放量的方式外，还可以结合使用自然工质来减少系统中氟利昂的充注量，从而减少制冷系统意外泄漏后的造成的直接碳排放量。下表为纯氟系统以及自然工质系统中不同压缩机选型方案在冷冻库、单冻机应用中的对比：

综上对比可知，在冷冻库应用中，单机双级技术能效与成本有明显优势，在单冻机应用中，单机双级技术能效与成本有一定优势，通过导入变频技术可实现综合运行能效最佳，结合CO2载冷技术：

一、可大幅降低氟利昂充注量；二、可利用CO2低温流动性、成本与环保的优势；三、可保证系统的高效运行；四、系统造价相对CO2复叠系统略低；五、可实现工厂完成制冷系统机组制造与整机试漏，大幅降低因现场焊接不良带来的渗漏隐患，可在环保、安全、能效、成本等多方面取得最佳的平衡点。

由于CO2载冷系统中仍会充注少量氟利昂，所以遇到环保为第一优先考虑的项目，可能首选仍为NH3/ CO2复叠系统。针对NH3/ CO2复叠系统，汉钟精机也可提供适用于自然工质的RH、RG系列产品以及自然工质制冷系统整体解决方案。 

四.项目案例

案例一

该项目为天津某知名快递平台干改冷物流冷库，改造前期的土建消防和规划报审以及库区结构加固，是本项目实施的重要保证。由于该工程原设计为干仓，按照冷库设计规范及现有消防设计规范的要求，需要重新划分防火区，并进行消防认证。该项目被划分为3个防火区，每个防火区采取了防火性能更强的设计措施，以保证本项目的顺利实施；同时，由于原有月台未封闭，为保证改造后冷库运营的质量，对改造部分的月台进行了封闭处理，并报规划部门重新审批，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，其中3间变温库，4间低温库，1间中高温库（温区详见下表）。

表 冷藏库温区分布表

图 制冷系统分区示意

制冷系统分区示意

项目冷库实景图

项目冷库内部实景图

综合分析，此项目为快递用物流周转库，皆为R507纯氟直膨系统，蒸发器采用冷风机，其中冷冻库采用了宽温区双级压缩技术，能效较常规单级压缩技术高约25%左右。据用户统计反馈，从2021年8月调试拉初温截止到2022年8月期间，按照电价0.65元（当地电价）计算，平均每天每平方电费为0.3元。

案例二

该项目为山东某CO2载冷冷库建设，库温需求为-20℃，设备应用为冷藏库（R507/CO2载冷系统），存储货物为蔬菜和水果，包装材料为纸箱、编织袋，共有1#～4#库四间冷藏库，冷库尺寸见下表。

表 山东某CO2载冷冷库项目尺寸

该冷库属于中大型冷库，采用汉钟精机LT-S-V系列160匹宽温区双级变频压缩机，冷库末端蒸发器采用的顶排管布局，若采用直接制冷系统会导致氟充注量较大，因此采用R507/CO2间接制冷系统、大幅降低氟利昂充注量。通过载冷剂与制冷机组的蒸发器换热，从而带走冷库内物品的热量。CO2系统完全洁净，无冷冻油残留，运行换热效果远优于传统氨或氟系统，降温快，同时无须考虑制冷末端残留冷冻油的处理问题；载冷系统换热面积不会减少，同时采用宽温区双级变频压缩机根据库内负荷实时调节压缩机负载，在实现节能的同时保证库温需求。

用户反馈：

全自动控制，相较与厂内旧的氨开启设备使用方便很多。在安全性、气味等提升很多，运行电费低，除霜周期长，稳定性好，使用无不良反馈，且二期项目已依旧采用该类系统。

环保效益：

现场使用CO2低压循环桶5.8m3，相比于 R507（GWP=3990）桶泵系统，因采用的R507/CO2载冷系统，故系统大幅降低了R507的充足量，从而大幅降低了温室气体效应。

能效收益：

采用了汉钟宽温区双级变频压缩技术，节能效果明显。载冷端使用CO2作为载冷剂时，由于CO2优良的性能，具有冰点低，黏度小、可减少载冷剂输送过程中的压力损失，泵功率可节约90%，载冷剂分布更均匀，并且蒸发器无油膜覆盖，换热效率高。因此即使载冷存在一定的换热温差，但使用R507A宽温区双级压缩节能技术+CO2载冷的组合，在相较于各种CO2复叠技术能效皆有一定优势。

蒸发器形式采用顶排铝排管，管径为25mm，采用双管制热气融霜设计。使用二氧化碳作为载冷剂，由于二氧化碳热容量非常大、换热效率高，因此蒸发器的换热温差小，此设备运行两年多仍无需除霜。由于除霜周期长，货物干耗少，储存水果、蔬菜等产品时，减少了果蔬水分丢失，保障了货物的价值，且项目电费极低，详见下表：

表项目运行情况分析

项目冷库实景图  

项目冷库内部实景

综合分析，此项目食品厂冷库，采用R507双级压缩技术+变频技术+CO2载冷技术，蒸发器采用顶排管，理论满载能效较纯氟单级桶泵系统高20%左右，之所以运行费用极低，主要原因是由于该冷库是出口类生产性冷库，货物周转量较小，且属于改造项目，原制冷设备老旧，同时引入了变频技术，进一步提高了全负荷综合运行能效，所以用户对比发现新系统节能效益十分明显。

五.未来展望

机遇与挑战并存，创新发展正当其时。汉钟精机的愿景是成为行业的领导品牌，汉钟精机也一直以此为目标进行产品发展与市场布局，希望通过高效技术引领行业升级，与行业上中下游多方共同发展，同时能在此过程中为行业的双碳转型做出更多贡献。愿汉钟精机乘时代之翼，不断竭诚创新，为制冷事业接续奋斗，为制冷环境带来纳凉春风！