1 前言
近年來，隨著我國經濟的進一步發展，人民生活水平及消費水平隨之提高，對冷凍冷藏食品的需求量日益加大。而消費者對食品的安全意識及要求的日益加強，也成為食品冷鏈物流系統發展的契機，作為冷鏈物流系統的核心—冷庫的建設正在迅速增加。
冷庫對電能的需求相當可觀，我國的能源形勢卻不容樂觀，近年來全國2/3的地區出現不同程度的電力緊張。因此降低能耗，節約能源，實現可持續發展，完成《國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》要求節能20%的目標，是設計人員必須認真思考的問題。
2 供配電系統的節能
供配電系統設計是電氣設計的核心部分，供配電系統設計的合理性對電氣設備投資、運行及管理有直接影響。電氣系統的能耗由配電系統損耗和變壓器損耗組成，又可分為可變損耗和固定損耗兩部分;變壓器的鐵損、配電線路及電容器的介質損耗、儀表及互感器的鐵損等只要接通電源就會產生，是固定損耗，其大小與電壓和頻率有關，約占系統損耗的10%~20%;變壓器的銅損、配電線路的銅損與負荷率、電網電壓等因素有關，是可變損耗，約占系統損耗的80%~90%。因此，在安全、可靠的前提下供配電系統的經濟性和合理性是整個系統經濟、合理的關鍵。
2.1 供電電壓等級及配變電所位置的選擇
配電系統的損耗與電源電壓有直接關系，對于相同長度與截面的配電線路輸送功率相同時其線路損耗與電壓的平方成反比。因此采用較高配電電壓深入負荷中心，縮短低壓供電半徑，即可以減少線路損耗，還可以減少電壓降，保證供電質量。
參照《全國民用建筑工程設計技術措施─電氣》第3.1.3：低壓線路的供電半徑一般不宜超過200m，當供電容量超過500kw(計算容量)，供電距離超過200m時，宜考慮增設配變電所。
對于大型冷庫，通常采用氨作制冷劑，其用電負荷一般集中在制冷機房，約占冷庫總用電負荷的50%以上，配變電所的位置應盡可能靠近制冷機房設置，以減少低壓側線路損耗。對于裝配式小型冷庫，多采用氟利昂做制冷劑，其制冷機組相對分散，應根據負荷分布及使用確定合理的配變電所位置。
因此供電電壓等級及配變電所位置的確定應根據供電容量、負荷使用情況及當地電網狀況，兼顧初期投資、運行管理費用等因素綜合考慮。
2.2 變壓器容量及臺數的選擇
變壓器容量是依據負荷計算確定的。冷庫的負荷計算通常采用需要系數法確定，根據《冷庫設計規范》GB50072-2001第7.1：冷庫的電力負荷宜按需要系數法計算，全庫電力負荷需要系數可采用0.55~0.70。當冷庫電力負荷大于315kVA且淡旺季負荷相差較大時，在保證氨壓縮機可靠啟動的條件下，宜選用2臺變壓器。變壓器的負荷率可采用0.8~0.9。
變壓器的損耗占電氣系統損耗中重要的部分。變壓器輕載運行(小于0.5)，空載損耗增加，系統電能損耗增加;但變壓器負荷率過高(大于0.85)，變壓器效率降低，也會增加能耗;同時變壓器容量大也會增加初期投資。因此合理選擇變壓器容量能夠有效降低損耗，提高系統的經濟性，同時還應考慮選用損耗值小的節能型變壓器。
冷庫運行大多分淡旺季，根據負荷大小設2臺以上變壓器，依據負荷的季節性變化靈活投切，能夠減少變壓器輕載引起的損耗。
3 制冷系統的電氣節能
制冷系統節能涉及到制冷壓縮機、冷凝器、冷風機等多個環節，需要對每個環節實行節能控制，僅對其中一點是不夠的。制冷系統的能耗主要在壓縮機和冷凝器上。
通常制冷壓縮機由制冷工藝確定，有螺桿式機組和活塞式機組。螺桿式壓縮機可以實現制冷量的無級調節，相比活塞式壓縮機可以達到一定的節能功效。目前普遍采用的能量調節方式是滑閥調節，即在螺桿壓縮機的機體上，安裝一調節滑閥，通過滑閥的移動改變壓縮機陰陽轉子的有效工作長度，以達到能量調節的目的，調節范圍一般是10%～100%內的無級調節。調節過程中，功率與輸氣量在50%以上的負荷運行時幾乎是成正比關系，但在50%以下時，性能系數則會大幅度下降，其能效比下降顯著，顯得經濟性較差。因此部分負荷下的能效比要低于滿負荷時的能效比。這是由于電機轉速并未改變，造成在滑閥調節過程中，耗電功率較大。通過采用變頻器，利用變頻器內置的PID調節器，對壓縮機的吸入口壓力進行控制，使之維持不變。吸入口壓力與吸入口溫度存在一定的對應關系，采用變頻器控制該壓力維持恒定不變，則吸入口的溫度也維持恒定不變，進而使制冷機對于冷凍負載的變動始終以接近設計條件的高效率進行運行，使制冷壓縮機始終運行在點，從而實現節能的目的。
冷凝系統是制冷系統的重要組成部分，冷凝器是冷凝系統進行熱交換的主要設備，對整個系統的節能有直接影響。采用蒸發式冷凝器比水冷式冷凝器能耗減少約17%，同時也使制冷壓縮機的能耗明顯減少。蒸發式冷凝器的用電設備包括冷凝水泵和冷凝風機，對于風機類負載，流量與轉速成正比，能耗與轉速的三次方成正比。因此對蒸發式冷凝器采用變頻控制技術，通過控制冷凝風機的臺數、調節冷凝風機的轉速以達到調節風量的目的，從而對冷凝壓力進行準確控制，使之相對穩定，進而實現制冷系統的穩定、節能，以用更少的能量達到更好的散熱效果。通過某實際項目測算，節能效果良好，節電可達20%以上。此技術不僅適用于新建項目，也適用于已有項目技術改造。
4 電氣照明的節能
庫房照明是冷庫照明的主要部分;冷庫庫房為低溫場所，由于環境潮濕、低溫使得光源的發光效率和壽命受到影響，而且庫房中燈具維修更換困難，因此燈具的選擇不僅要考慮其使用及價格，還要考慮更換的成本。選擇壽命長、光效高的光源及燈具對冷庫的投資、節能都會產生一定的影響。
冷庫存儲物大多為食品及其相關物品，照明設計及燈具選型還應考慮其特點和要求，參照國家標準GB12694《肉類加工廠衛生規范》要求及GB50072-2001《冷庫設計規范》規定：冷間內應采用外殼防護等級為IP54級并帶有防護罩的燈具，推薦照度不宜低于20lx。
白熾燈發光效率低、低溫環境易損壞，不建議使用;普通熒光燈低溫時啟動非常困難，功率和光通量都有顯著減弱，也不建議在冷庫使用。對于一般冷庫庫房(高度4~5m)可以采用低溫型熒光燈或無極熒光燈，對于高架式冷庫(高度8~20m)可以采用無極熒光燈或金屬鹵化物燈。
LED是新型的綠色光源，具有高效節能、綠色環保、壽命長等特點。而且LED的發光效率隨溫度升高遞減，尤其適合在較低溫度下使用，將會成為今后的發展方向。
5 合理選擇電纜
配電線路的損耗也是不容忽視的。由于配電線路存在電阻，電流通過時就會產生損耗，小工程會有上萬米的配線，大工程則會更多，其損耗是相當可觀的。線路損耗與其負載電流和線路電阻有關，因此在選擇電纜(電線)是應注意：根據敷設條件確定滿足載流量要求的電纜(線)，進行電壓損失及熱穩定校驗終確定電纜(線)的截面。盡量使用高電導率的導體，如宜采用銅芯電纜(線);配電線路盡可能走直線，減少電纜(線)長度，以減少線路損耗。按照經濟電流選擇電纜(線)截面，根據我國經濟目前的發展狀況，即要重視投資控制也要重視運行成本的節約，使二者有機的統一。
6 結束語
冷庫電氣的節能設計涉及諸多方面，本文僅僅結合本人的經驗討論了其中的幾個問題。采用經濟性良好的方案，先進的節能技術，從技術上保障業主的利益，獲得業主的支持，才能使設計方案得到有效實施，節約電能，實現綠色、環保。
參考文獻
中國建筑標準研究院. 全國民用建筑工程設計技術措施-電氣節能專篇[S]. 北京:中國建筑工業出版社, 2007.
原國家國內貿易局. GB50072-2001冷庫設計規范[S]. 北京: 中國計劃出版社, 2001.
