摘 要： 介紹一種利用制冷系統(tǒng)保證果蔬保鮮冷庫的高濕度的方法。
關鍵詞： 保鮮|冷庫|高濕度
內 容：
果蔬保鮮冷庫的濕度與制冷系統(tǒng)配置
Disposition of Refrigeration System and Relative Humidity on Fruits and Vegetables Store Room
果蔬保鮮冷庫建成后，驗收往往以降溫速度的快慢作為衡量標準，但是，在貯藏保鮮效果方面卻大多不盡人意，其中主要的因素是濕度過低。大多數(shù)果蔬的推薦濕度條件是相對濕度為90%～95%，而庫內濕度達到85%都很難，有些冷庫主不得不增加加濕設備以提高濕度，往往效果不明顯。采取包裝箱內加薄膜袋的方法雖然可減少果蔬水分散失，卻減緩了產(chǎn)品的降溫速度，增加了小環(huán)境中有害氣體的高濃度積累，也造成了產(chǎn)品貯藏壽命縮短和保鮮效果下降等問題。
實際上，通過制冷系統(tǒng)的配置，也可達到增加和保持環(huán)境高濕度的效果。
1蒸發(fā)溫度與庫內相對濕度的關系
蒸發(fā)器，又稱冷風機。是制冷系統(tǒng)中與冷庫進行熱交換，減低冷庫溫度的重要制冷部件。在制冷系統(tǒng)運行中，蒸發(fā)器的表面溫度為蒸發(fā)溫度，蒸發(fā)溫度與庫溫的溫差（△t）越大，冷庫的降溫速度越快，在同等換熱量條件下，需要的蒸發(fā)器表面積（蒸發(fā)面積）越小。同時，加大冷風機的風速也可以加大換熱量。
那么，加大△t，減小蒸發(fā)面積，并加大冷風機風扇的風速是否可以在同樣大小與貯存量條件的冷庫中降低投資成本呢？答案是肯定的。目前，大多數(shù)冷庫設計為迎合投資方的低造價要求和提高工程利潤，工程商*不考慮冷庫的保鮮使用效果，一味地加大溫差與風速，減少冷風機的蒸發(fā)面積，結果導致投資方在貯藏果蔬時受到嚴重的經(jīng)濟損失。
其中的主要原因是冷庫的相對濕度與△t以及風速有著直接的關系。
表1 冷風機蒸發(fā)溫度與庫溫的溫差對應庫內的相對濕度
項 目 | 數(shù)值比較 |
蒸發(fā)溫度與庫溫的溫差/℃ | 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 |
庫內的相對濕度/% | 98 | 95 | 92 | 90 | 87 | 85 | 83 | 81 | 73 | 77 | 75 | 73 | 72 | 70 |
一般冷庫的△t大多為10 ℃，從表1 可以看出，此時的庫內相對濕度僅有70%。要想將庫內相對濕度提高到90%，則△t 應為5 ℃。這是由于溫差越大，空氣中的水分凝結在冷風機蒸發(fā)翅片上的機會越大。同時，大風速會使單位時間內庫內空氣接觸翅片的次數(shù)增多，也會增加水分的凝結。所以，在大溫差冷庫實際應用中，則會發(fā)現(xiàn)冷風機的結霜速度很快，化霜次數(shù)增加。
因此，大溫差冷風機的冷庫，在使用大的加濕器條件下，庫內濕度也很難達到90%以上就是這個道理。再多的空氣水分也會被冷風機凝結變成化霜水了。
2 升高蒸發(fā)溫度的配置
按照果蔬保鮮的要求，庫內溫度的設置是一定的，那么，要想減少△t勢必要提高冷風機的蒸發(fā)溫度。如對于0 ℃冷庫來說，蒸發(fā)溫度應該從-10 ℃升高到-5 ℃才能保證庫內的相對濕度達到90%。
對于一個特定了的冷庫來說，需求冷量是一定的。而冷風機在升高蒸發(fā)溫度后換熱量會大幅度減小，要想保證冷庫的冷量需求，必須加大換熱蒸發(fā)面積。
表2 國產(chǎn)冷風機在不同溫差條件下的換熱量
冷風機型號 | 蒸發(fā)面積/m3 | 風機風量/(m3. h-1) | 換熱量 /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 |
從表2可以看出，0 ℃庫溫，如果蒸發(fā)溫度從-10 ℃（△t=10 ℃）升高為-5 ℃（△t=5℃），其蒸發(fā)面積需要擴大一倍。對于壓縮機組來說，蒸發(fā)溫度升高，相應的制冷量也將升高，參見表3。
表3 比澤爾壓縮機不同蒸發(fā)溫度條件下的制冷量
壓縮機型號 | 名義功率 | 冷凝溫度 | R22制冷劑在不同蒸發(fā)溫度的壓縮機制冷量/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 |
從表3可以看出，在同等制冷量條件下，蒸發(fā)溫度升高，相應的制冷壓縮機選型上可以減小一個型號，在這方面相應的投資也會減小。
3 制冷設備投資與保鮮效果的分析
在保證冷庫冷量前提下，提高蒸發(fā)溫度，相應的需要加大冷風機的型號，減小制冷壓縮機的型號?？偟耐顿Y情況介紹如下。
以180m3，聚氨酯庫板進行保溫的果蔬庫為例，貯藏量40 t，日進貨量4 t，需求冷量為13 900 w。
方案1 以△t=10 ℃的條件配置，R22制冷劑，風冷冷凝機組，制冷工況為-10/45 ℃。庫內相對濕度70%。
壓縮機配置 4CC-9.2 制冷量15 220 w，余量1.09。 機組價格17 000元。
冷風機配置 DD-80，換熱量17 997 w，余量1.29。 冷風機價格5 200元。
方案2 以△t=5 ℃的條件配置，R22制冷劑，風冷冷凝機組，制冷工況為-5/45 ℃。庫 內相對濕度為90%。
壓縮機配置 4DC-7.2 制冷量15 650 w，余量1.13。 機組價格14 300元。
冷風機配置 DD-160，換熱量16 435 w，余量1.18。 冷風機價格10 100元。
由于其它安裝、控制費用相同，這里就不一一列舉。
比較上述兩種方案可以發(fā)現(xiàn)方案1的造價比方案2減小2 200元。
但是，如果以庫內相對濕度為90%的方案2比方案1每月可減少果蔬失水2%計算，可減少失重損耗800 kg，以每公斤果蔬2.5元計算，就可減少損失2 000元。如果加上失水造成的品質下降，貯藏時間縮短等因素，使間接的經(jīng)濟損失會更大。同時，由于方案2可減少化霜次數(shù)，也減少了電熱化霜耗電量和庫溫波動增加的壓縮機耗電量，設備的運行費用也會更加節(jié)省。
4 結 論
提高保鮮冷庫的蒸發(fā)溫度，雖然在投資上有所加大，但是，在保鮮效果與節(jié)能方面意義更大。從上述的計算結果來看，1個月的運行就可將多投資的部分節(jié)省下來。
對于單間冷庫超過200 t貯存量的制冷設備，提高蒸發(fā)溫度的方案雖然投資相應增加，其它的節(jié)能和保鮮效果更加明顯。
如果多間冷庫采用并聯(lián)壓縮機組制冷系統(tǒng)，不但可在各間冷庫冷量需求上自動調配，達到更加節(jié)能的效果，同時由于加大了冷風機的蒸發(fā)面積，在進貨量加大或將冷庫改為預冷庫使用時，還可通過調節(jié)蒸發(fā)溫度來滿足已經(jīng)大幅提高冷庫的需冷量。
