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制冷(冷却塔)的作用与行业应用(一)
发布时间:2020/09/03

制冷(冷却塔)的作用与行业应用(一)



制冷与食品


制冷(包括冷却塔)对于食品行业是十分重要的,它不但为易腐食品提供了最理想的储存环境,也为消费者提供了安全健康的产品。据调查约三分之一的全球食品是需要冷冻和冷藏的易腐食品。 据联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO) 估计, 2012 年至 2050 年的全球农产品产量将增长 50%, 同时2017年约占全球人口的九分之一的 8.21 亿人口仍然面对营养不良问题, 而制冷行业(包括冷却塔)将在助力粮食增长和解决营养不良中扮演十分关键的角色。 然而时至今日,食品冷链技术在发展中国家仍然不够发达, 一个明显例子是印度水果和蔬菜的冷链物流比例不到22%,肉类的比例不到34%,远低于欧洲和美国的约95%,食品冷链技术缺失的后果是巨量食品损失。 根据 IIR 的研究,冷链的缺失会造成全球食品的巨大损失,几乎占到全球食品供应的20%,因此进一步发展冷链技术(包含冷却塔)至关重要。从产地到消费者,整个易腐食品的产业链都需要持续制冷。 在超市中,展示柜(图 2)和冷藏间所需的制冷设备的耗电量占超市总耗电量的30%~60%。全球家用冰箱和冰柜使用量约为20亿台,根据这些设备的数量和耗电量,IIR 估算家用冰箱和冰柜消耗近4%的全球发电量。从能效标识的定性演变中可以看出,冰箱的能源效率在不断提高。例如在美国,1974—2015 年间的冰箱等效体积增加了20%, 而年平均耗电量减少了75%。食品的加工、冷藏储存、冷藏运输和配送也是冷链的关键要素。目前,全球约有500万辆冷藏车投入使用,包括货车、卡车、半挂车或挂车。此外,预计全球冷藏运输市场将在未来几年出现强劲增长(2018—2022 年增长 30%。2018 年,全球的冷库体积总量为 6.16 亿立方米(约 5 万个),比 2012 年增长了 34%。制冷技术的不断进步,使冷冻食品、冰淇淋等新型食品市场迅速发展。目前方便和即食食品是全球冷冻食品市场的主要部分。大量研究表明,在全球范围内,冷冻水果和蔬菜与新鲜产品的营养相当, 通常会比保存几天的新鲜产品含有更多的维生素[24-25]。 例如在美国、 爱尔兰、 英国、瑞典和德国等国家,人均冷冻食品的年消费量约为 50 kg。全球范围的需求也造就了巨大的市场,据调查,2018年全球冷冻食品市场价值为2,199 亿美元,预计到2023年将增长近30%,达到2,825亿美元。

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空调


空调是制冷行业的重要组成部分,它提升了人们生活的舒适度和健康水平,并提高了工业生产效率(包括信息技术和生物技术等。

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    一些独立研究表明,高温环境和低质量的室内空气对学生的学习效率和办公室职员的工作效率产生很大的影响。 

    一项针对1,000多万美国高中生所做的调查表明,温度每升高0.5 ℃,学生在该学年的学习所得会减少1%。不合适的环境温度会影响工作效率,并可能造成经济损失,而空调技术的引进和推广,在过去的60-70年间促进了高温和高湿地区的经济发展。 虽然现在的气候变化有所缓解, 但国际劳工组织指出全球范围内的气温上升将在 2030 年缩减 7,200万个全职工作岗位,发展中国家和弱势群体(特别是移民、贫困人口、土著和部落)最容易受到影响,因此在未来继续通过空调技术(冷却塔)促进经济可持续发展和就业十分重要。

    根据 IIR 估算,空调耗电量占全球耗电量的8%以上,这一比例取决于当地的气候条件和发展水平。目前,各国的家用空调拥有率差别很大,印度为4%左右,欧洲不到10%,中国为60%,美国和日本为90%以上,还有一些中东国家接近100%。当前空调使用率(配套冷却塔)在快速增长,其中新兴经济体内的增长更快,而考虑到生活在世界最热地区 28 亿人口的空调使用率仅有 8%, 空调使用率将在未来保持上升趋势,从而在气候变化和环境温度升高的背景下发挥更大的作用。 除此之外,车载移动式空调的使用量正在急剧增加,目前在售的所有新车基本都装有空调, 全世界轿车和公共汽车上大约有10 亿台移动空调。

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    根据当前形势和政策,IEA“基准情景”预计全球对空调(包含冷却塔)的能源需求将在2050年增加两倍。 预计新增的能源使用量大部分来自新兴经济体国家,仅印度、中国和印度尼西亚就占据使用量的一半份额。预计到2050年,制冷相关的二氧化碳排放量将翻一倍,当然可以通过一些潜在的措施来抑制能源需求和二氧化碳排放量的增长。这些数字表明,必须在能效方面采取更坚决的政策措施,来确保空调的可持续性发展。IEA 指出目前在售空调的平均能效是当前技术能达到最佳能效的三分之一,因此 IEA 提出了一个“高效冷却方案” ,以此严格控制所有国家空调设备的最低能源性能标准(Minimum Energy Performance Standards,MEPS)。这些政策的实施将使“基准情景”条件下的能源需求增长量减少三分之一。


摘自《国际制冷学会第 38 期制冷技术简报》

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