実際の冷凍設備及びシステム工事の運行中に、冷凍システムを合理的な運行範囲に調整し、冷凍技術の要求を満たし、安全で正常な運行を維持するだけでなく、さらに冷凍システムを最適な運行状態に調整し、効率的で省エネな運行目的を実現し、冷凍設備の運行の省エネレベルを高めることができるべきである。

一、蒸発温度と蒸発圧力冷凍設備の設計において、蒸発温度を高めることは冷凍システムの圧縮比を低下させ、消費電力を減少させ、これは省エネに非常に有利である。問題は、蒸発温度は冷却対象に依存し、蒸発温度を調整するには、冷却対象の冷房プロセス要件に影響を与えないことを前提としなければならない。しかし、冷凍装置の操作調節においては、適切な霜取り、適切な給液量の増大、蒸発器の油抜き汚れ取り、圧縮機の有効エネルギー調節などの措置を適時にとり、蒸発温度を設計温度に安定させ、蒸発温度が不必要に低くならないようにすることは非常に必要である。

省エネの観点から言えば、蒸発温度を適切に高めることは経済的で合理的であり、計算により、-30℃の庫温の代わりに-25℃の庫温を用いる場合、蒸発温度が上昇するため、電気エネルギーを9.8%節約することが明らかになった。そのため、貯蔵期間が短く、低温に対する品質要求が高くない場合には、蒸発温度を適切に高め、省エネ効果を達成することができる。また、一般的に冷凍装置はフル負荷で設計されているが、実際にはフル負荷運転の時間は長くなく、ほとんどの時間は設計負荷よりも小さい条件で運転されている。部分負荷すなわち消費冷却量が減少した場合、蒸発温度を上昇させ、蒸発器の伝熱温度差を減少させることを利用して、同様の降温効果を達成することができる。

例えば、凝縮温度が38℃の場合、冷凍システムの蒸発温度−33℃消費冷却量が元設計の50%に減少すると、元蒸発器の伝熱温度差は10℃から5℃に減少し、倉庫は依然として元の設備を利用し、倉庫の温度を-23℃に維持したが、この時の蒸発温度は-28℃に上昇し、省エネ効果は15%に達することが計算で示された。

二、凝縮温度と凝縮圧力の凝縮温度が高すぎると、圧縮機の排気圧力が高すぎ、排気温度が高くなり、これは圧縮機の安全運転に非常に不利で、事故を起こしやすい、同時に冷凍装置の効率を低下させ、エネルギー消費を増加させる。省エネの角度から、冷凍設備の設計時に高い凝縮温度、すなわち大きな凝縮熱交換面積を配置し、実際の省エネ運転の目的を達成するために、適切に選択しなければならない。

操作調節の角度から、冷凍設備をできるだけ低い凝縮温度で運転するように制御し、冷凍効率を高め、運行費用を下げるべきである。凝縮温度は、冷却媒体の温度、流量、流速、凝縮面積、圧縮機の排気量及び空気湿度、油汚れ、スケールなどの凝縮器の熱伝達効率に影響する各種要素に決定される。

凝縮温度をできるだけ低くするには、主に2つの側面から始めます。

熱交換面積の清潔を維持し、熱交換に影響する要素を除去する、すなわち直ちにスケールを除去し、油を放出し、非凝縮ガスを排除する、冷却媒体の流量、流速を制御し、冷却媒体が熱交換面積を均一に流れることを保証する、凝縮器における冷却水の分配の均一性にも特に注意しなければならない。

システム設備の一部の負荷下で運転する場合、特に注意しながら凝縮システムのポンプまたはファンの負荷を制御調整し、無効な熱交換電力消費を回避することに注意しなければならない。冷凍設備の総エネルギー消費量には圧縮機のエネルギー消費量と熱交換器ポンプとファンのエネルギー消費量が含まれているからだ。

三、液体過冷却度と吸気過熱は一定の凝縮温度、蒸発温度の下で、スロットル前冷媒液体を過冷却する方法を採用することで、スロットル後冷媒の乾燥度を小さくする目的を達成でき、冷凍サイクルの冷凍量を高めることができる。

通常、凝縮器の出水温度は凝縮温度より3 ~ 5 K低く、冷却水の凝縮器中の温度は3 ~ 8 Kに上昇すると仮定しているので、冷却水の入口温度は凝縮温度より5 ~ 13 K低く、冷媒出口温度を一定の過冷却度にするのに十分である。横型ケーシング管凝縮器では、凝縮後の液体が凝縮器の底部からすぐに排出されず、凝縮器の内部に蓄積されている場合、その部分の液体は管内の冷却水と周囲の媒体に熱を伝え続け、排出時に一定の過冷却度を得ることができる。過冷却度の獲得による圧縮機消費電力の増加は生じず、これは過冷却度が必ず設備システムの冷凍係数の増加を招き、冷凍設備の運転の経済性を高めることを意味する。

研究計算によると、凝縮温度40℃、蒸発温度5℃のモード条件下で、5 Kの過冷却度は、R 22冷凍設備の冷凍量を4.27%増加させ、入力電力は変化せず、COP値は4.27%上昇する。

吸気過熱度は圧縮機の容積効率とシステム単位質量冷凍量を効果的に改善すると同時に、圧縮機吸気の比容、排気温度、消費電力、凝縮器の熱負荷を増加させることは避けられない。その総合的な影響は冷房量を過熱度の増加に伴って増加させるが、設備システムの冷房係数はそれに伴って低下する。

これは設備の省エネ運転と反駁するところがあるようだが、冷凍設備、特に低温冷凍設備では、吸気温度が低すぎると圧縮機に深刻な霜が発生し、潤滑条件が悪化する。ウェットストロークでは、圧縮機運転の容積効率が大幅に低下し、指示効率、機械効率、電気効率が低下し、圧縮機のCOP値が大幅に低下する。さらに、湿潤ストロークは液撃が圧縮機に致命的な機械的損傷を与えやすい。

それ以外に、昼夜の温度差による夜間熱負荷の低下、凝縮温度の低下及び夜間低谷電力網を十分に利用して、できるだけ冷凍設備を夜間に運転させる、冷房環境において設計の均一な気流組織を最適化する、多段分段冷凍技術を用いて、各時間帯において冷凍設備に異なる運転パラメータを採用させ、伝熱温度差を下げ、連続的な変温調節時の冷凍係数が大きい原理を利用して、投資を増加させずに実際の冷凍凍結過程を実現する省エネも比較的に明らかな経済効果を有する。