即将于2025年2月1日实施的GB40015-2024《冷库(箱)和压缩冷凝机组能效限定值及能效等级》对于土建式冷库,装配式冷库的能效指数和能效等级做了明确规定。
1.冷库(箱)能效指数
冷库(箱)能效指数η actual energy efficiency index for cold store
环境温度为25℃时,或折算到环境温度为25℃时的额定工况条件下,冷库(箱)24h的耗电量与基准耗电量(TECmax)之比。
2.冷库(箱)能效等级
依据冷库(箱)的能效指数的大小,依次分为1、2、3三个等级,1级表示能源效率最高。各能效等级实测能效指数值应不大于表1的规定值。
标准规定冷库能效等级最低限值为上表中的3级能效,即不高于基准能耗。
冷库能效指数的计算公式如下:
结合标准给出条件和计算公式,我们以风冷装配式-18℃冷冻小型库基准耗电量计算来分析一下影响冷库能效的关键因素。
按照标准给出的小型服务性冷库的规定
则小型冷库的基准能耗可以简化为TECmax=C*Qs’
从式中我们可以看到影响小型冷库的能效的因素包括两个:1.冷凝机组的输入功率;2.冷库冷却设备负荷。
根据标准通则6.1.1,新建冷库进行空库测试,所以冷库的货物热流量,电机热,照明及操作热都基本上可以忽略掉。
而且小型冷库的冷却设备负荷中Q2冷间货物热流量、Q4电机热、Q5照明及操作热并不是由冷库本身决定,由冷库本身决定的因素只有Q1围护结构热流量。
3.围护结构的单位面积热流量计算公式为:
Δt———围护结构两侧的温差,单位为摄氏度(℃);
R———围护结构单位面积的热阻,单位为℃·㎡/W;
tdm———冷库间室额定温度,单位为摄氏度(℃)
按照标准给定的基准值围护结构总热阻值为8℃·㎡/W,维护结构单位面积热流量为5.375W/㎡,远低于冷库设计标准表4.3.6冷间外墙、屋面或顶棚的总热阻给定值。
冷库围护结构热负荷计算公式:
影响冷库围护结构热负荷的因素包括围护结构传热系数,冷库外表面积及内外侧温差。对于装配式冷库基准能耗计算来说围护结构传热系数K是其决定性因素,而K值是由保温层厚度及保温材料的导热系数决定的。
对采用聚氨酯发泡板的装配式冷库,因为外层彩钢厚度很小而且导热系数较大,对整体热阻可以忽略。所以维护结构的热阻公式可以简化为:
R=1/aw+d/λ+1/an
式中d为发泡层厚度,单位mm
4.3.4 冷库保温隔热材料设计采用的导热系数值应按下式计算确定:
式中:λ——设计采用的导热系数;
λ'——导热系数测定值
b——导热系数的修正系数,宜按表4.3.4的规定采用。
按照标准给定的基准值围护结构总热阻值为8℃·㎡/W,那么该冷库的能耗基准值采用的保温层厚度为246mm。
通过对2025年2月1日实施的GB40015-2024《冷库(箱)和压缩冷凝机组能效限定值及能效等级》的梳理,我们可以得出影响冷库能效指数的决定性因素包括:
1.冷凝机组功率调整系数,取值参考标准表3制冷压缩机冷凝机组功率调整系数。实际应用时应根据冷库机械负荷合理选用冷凝机组,并优先考虑高效机组。
2.保温材料导热系数及厚度。在装配库普遍采用聚氨酯作为保温材料的情况下,发泡层厚度是决定性因素,冷冻库基准能耗计算厚度为246mm。
3.冷库维护结构的外表面积。冷库围护结构中顶棚,外墙,地坪会因其相邻的环境温度、通风条件及维护结构热惰性不同,热流量差异较大,对于热阻的要求也各不相同。设计施工时我们应该根据实际情况,合理设计冷库结构,这样可以有效减小冷库的围护结构热负荷,从而降低能耗。