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果蔬保鲜冷库中冷风机和压缩机的配置与冷库建

时间:2014-11-02编辑:浏览:

    大部分的果蔬推荐湿度条件是相对湿度为90%~95%,而库内湿度达到85%都很难,果蔬保鲜冷库内就要用加湿设备以提高湿度,往往效果不明显。采取包装箱内加薄膜袋的方法虽然可减少果蔬水分散失,但是减缓了果蔬的降温速度,增加了小环境中有害气体的高浓度积累,也造成了果蔬贮藏寿命缩短和果蔬保鲜效果下降等问题。

实际上通过制冷系统的配置可达到增加环境湿度的效果。

    1、蒸发温度与库内相对湿度的关系

  蒸发器又称冷风机。是制冷系统中与冷库进行热交换,减低冷库温度的重要制冷部件。在制冷系统运行中,蒸发器的表面温度为蒸发温度,蒸发温度与库温的温差(△t)越大,冷库的降温速度越快,在同等换热量条件下,需要的蒸发器表面积(蒸发面积)越小。同时,加大冷风机的风速也可以加大换热量。冷风机

  那么,加大△t,减小蒸发面积,并加大冷风机风扇的风速是否可以在同样大小与贮存量条件的冷库中降低投资成本呢?答案是肯定的。目前,大多数冷库设计为迎合投资方的低造价要求和提高工程利润,工程商完全不考虑冷库的保鲜使用效果,一味地加大温差与风速,减少冷风机的蒸发面积,结果导致投资方在贮藏果蔬时受到严重的经济损失。

  其中的主要原因是冷库的相对湿度与△t以及风速有着直接的关系。

  表1 

    冷风机蒸发温度与库温的温差对应库内的相对湿度

  项目数值比较

  蒸发温度与库温的温差/℃ 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0

  库内的相对湿度/% 98 95 92 90 87 85 83 81 73 77 75 73 72 70

  一般冷库的△t大多为10 ℃,从表1 可以看出,此时的库内相对湿度仅有70%。要想将库内相对湿度提高到90%,则△t 应为5 ℃。这是由于温差越大,空气中的水分凝结在冷风机蒸发翅片上的机会越大。同时,大风速会使单位时间内库内空气接触翅片的次数增多,也会增加水分的凝结。所以,在大温差冷库实际应用中,则会发现冷风机的结霜速度很快,化霜次数增加。

  因此,大温差冷风机的冷库,在使用大的加湿器条件下,库内湿度也很难达到90%以上就是这个道理。再多的空气水分也会被冷风机凝结变成化霜水了。


   2、升高蒸发温度的配置

  按照果蔬保鲜的要求,库内温度的设置是一定的,那么,要想减少△t势必要提高冷风机的蒸发温度。如对于0 ℃冷库来说,蒸发温度应该从-10 ℃升高到-5 ℃才能保证库内的相对湿度达到90%。

  对于一个特定了的冷库来说,需求冷量是一定的。而冷风机在升高蒸发温度后换热量会大幅度减小,要想保证冷库的冷量需求,必须加大换热蒸发面积。

  表2 国产冷风机在不同温差条件下的换热量

  冷风机型号 蒸发面积/m3 风机风量/(m3. h-1) 换热量 /w

  △t=10 ℃ △t=9 ℃ △t=8 ℃ △t=7 ℃ △t=6 ℃ △t=5 ℃

  DD-7 7 1 700 1 700 1 500 1 320 1 155 980 792

  DD-12 12 3 400 2 527 2 230 1 962 1 717 1 457 1 177

  DD-15 15 3 400 3 162 2 790 2 455 2 148 1 823 1 473

  DD-22 22 5 100 4 216 3 720 3 274 2 864 2 430 1 963

  DD-30 30 6 000 6 369 5 620 4 946 4 327 3 672 2 966

  DD-40 40 6 000 8 432 7 440 6 547 5 729 4 861 3 927

  DD-60 60 12 000 13 283 11 720 10 314 9 024 7 657 6 186

  DD-80 80 12 000 17 997 15 880 13 974 12 228 10 375 8 381

  DD-100 100 18 000 21 080 18 600 16 368 14 322 12 152 9 817

  DD-120 120 18 000 26 475 23 360 20 557 17 987 15 262 12 329

  DD-140 140 24 000 30 906 27 270 23 998 20 998 17 816 14 393

  DD-160 160 24 000 35 292 31 140 27 403 23 978 20 345 16 435

  DD-200 200 24 000 42 409 37 420 32 930 28 813 24 448 19 749

  从表2可以看出,0 ℃库温,如果蒸发温度从-10 ℃(△t=10 ℃)升高为-5 ℃(△t=5℃),其蒸发面积需要扩大一倍。对于压缩机组来说,蒸发温度升高,相应的制冷量也将升高,参见表3。

  表3 比泽尔压缩机不同蒸发温度条件下的制冷量

  压缩机型号 名义功率 冷凝温度 R22制冷剂在不同蒸发温度的压缩机制冷量/w

  -10 ℃ -9 ℃ -8 ℃ -7 ℃ -6 ℃ -5 ℃

  2HC-2.2 2 45 ℃ 2 930 3 070 3 200 3 340 3 490 3 640

  3FC-3.2 3 4 220 4 400 4 590 4 790 4 990 5 200

  2CC-4.2 4 7 340 7 680 8 030 8 380 8 750 9 130

  4FC-5.2 5 8 360 8 750 9 150 9 570 10 000 10 440

  4DC-7.2 7 12 580 13 160 13 760 14 370 15 000 15 650

  4CC-9.2 9 15 220 15 910 16 630 17 360 18 110 18 890

  4TCS-12.2 12 20 300 21 200 22 100 23 000 24 000 25 000

  4PCS-15.2 15 24 200 25 200 26 300 27 500 28 600 29 800

  4NCS-20.2 20 28 000 29 200 30 500 31 800 33 200 34 600

  从表3可以看出,在同等制冷量条件下,蒸发温度升高,相应的制冷压缩机选型上可以减小一个型号,在这方面相应的投资也会减小。

    3、制冷设备投资与保鲜效果的分析

  在保证冷库冷量前提下,提高蒸发温度,相应的需要加大冷风机的型号,减小制冷压缩机的型号。总的投资情况介绍如下。

  以180m3,聚氨酯库板进行保温的果蔬库为例,贮藏量40t,日进货量4t,需求冷量为13,900 w。

  方案1 以△t=10 ℃的条件配置,R22制冷剂,风冷冷凝机组,制冷工况为-10/45 ℃。库内相对湿度70%。

  压缩机配置 4CC-9.2 制冷量15 220 w,余量1.09。 机组价格17,000元。

  冷风机配置 DD-80,换热量17 997 w,余量1.29。 冷风机价格5,200元。

  方案2 以△t=5 ℃的条件配置,R22制冷剂,风冷冷凝机组,制冷工况为-5/45 ℃。库 内相对湿度为90%

  压缩机配置 4DC-7.2 制冷量15 650 w,余量1.13。 机组价格14,300元。

  冷风机配置 DD-160,换热量16 435 w,余量1.18。 冷风机价格10,100元。

  由于其它安装、控制费用相同,这里就不一一列举。

  比较上述两种方案可以发现方案1的造价比方案2减小2,200元。

  

    4、结论

  提高保鲜冷库的蒸发温度,虽然在首次投资上有所加大,但是,在保鲜效果与节能方面意义更大。从上述的计算结果来看,1个月的运行就可将多投资的部分节省下来。

  对于单间冷库超过200t贮存量的制冷设备,提高蒸发温度的方案虽然投资相应增加,其它的节能和保鲜效果更加明显。

  如果多间冷库采用并联压缩机组制冷系统,不但可在各间冷库冷量需求上自动精确调配,达到更加节能的效果,同时由于加大了冷风机的蒸发面积,在进货量加大或将冷库改为预冷库使用时,还可通过调节蒸发温度来满足已经大幅提高冷库的需冷量。

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