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果蔬保鮮冷庫基本原理

果蔬保鮮冷庫利用水在固液相變時釋放或吸收大量潛熱的特點(diǎn)，果蔬保鮮冷庫以水為基質(zhì)在冬季以冰的形態(tài)體現(xiàn)出來，同時利用其凍結(jié)時釋放的大量潛熱，維持庫內(nèi)果蔬不受凍害；夏季再以這些冰為冷源，維持果蔬貯藏所必須的低溫、高濕條件。

3果蔬保鮮冷庫技術(shù)要點(diǎn)

(1)特點(diǎn)①不用制冷設(shè)備，僅用幾臺風(fēng)機(jī)，投資小，維護(hù)管理費(fèi)用少，與普通的利用氯利昂或氨制冷的機(jī)械制冷庫相比節(jié)電90%以上，且沒有任何污染。②庫內(nèi)冷源來自冰水，低溫穩(wěn)定、濕度高、保鮮品質(zhì)好、保鮮期長。③自動化程度高，管理方便。④適宜在年平均氣溫低于13~C，冬季最低氣溫在-8°C以下的地區(qū)建庫，氣溫越低效果越好。

(2)性能指標(biāo)①不用任何機(jī)械制冷設(shè)備，利用自然冷源，在夏季庫外氣溫高達(dá)40°C以上、冬季庫外氣溫降至—18°C左右的地方，庫內(nèi)溫度始終能保持在2-3°C的低溫狀態(tài)。②在年平均氣溫為-2-13°C的地區(qū)都可建成這種完全沒有機(jī)械制冷的利用自然冷源的保鮮貯藏庫。③庫內(nèi)溫度周年可保持在果蔬保鮮需要的低溫，溫度可在1-10°C自動調(diào)節(jié)。④庫內(nèi)相對濕度一直可保持在90%以上，這對普通機(jī)械冷庫來說幾乎是不可能達(dá)到的。

(3)規(guī)模形式①貯藏庫容量： 100-5000噸。②貯藏品種：蘋果、梨、桃、葡萄、菜花、青椒等各種瓜果蔬菜。③建筑面積：150-10000平方米，按貯藏量計算，1平方米建筑面積可貯藏果蔬0．7-10噸。④建筑形式：因為保鮮庫要利用自然冷源，所以要根據(jù)建庫立地條件，在氣候較冷或有可利用山洞的地方能大大節(jié)約建庫開支。⑤管理人員：因為沒有復(fù)雜的制冷設(shè)備，溫度可自動調(diào)節(jié)，貯藏果蔬 100-5000噸的庫只需2-8名管理人員。

(4)適用范圍適用于我國北方等高寒地區(qū)的果蔬保鮮貯藏，對內(nèi)蒙古與黑龍江等寒冷地域，該庫也可用來貯藏魚、肉等動物食品。

4應(yīng)用情況

1993年初該項目在河北省饒陽縣建成貯量為1200噸的世界上第1座利用自然冷源大型果蔬保鮮庫，并于1995年通過了河北省科委組織的技術(shù)鑒定。鑒定指出：采用該先進(jìn)技術(shù)建立的ZL1200型保鮮庫是世界上第1座，也是唯一的一座貯量超過1000噸的大型利用自然冷源的果蔬貯藏保鮮庫。該貯藏保鮮庫與同等規(guī)模的普通機(jī)械制冷保鮮庫相比，可以節(jié)約電量90%以上，而且無污染、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低、操作方便、穩(wěn)定性好，特別適用于我國北方地區(qū)廣泛使用。

5效益估算

以貯藏1000噸果蔬計算為例。

(1)工藝設(shè)計及設(shè)備計算機(jī)自動控制系統(tǒng)、風(fēng)門、若干風(fēng)扇、貯水槽。

(2)建筑工程建筑護(hù)圍結(jié)構(gòu)類似一般冷庫，分地下式或地上式。按用戶要求可分為若干貯藏條件不同的貯藏室。貯藏庫(長x寬X高)為40米X30米X14米，管理控制室為20立方米，進(jìn)出貨棚為80立方米。

(3)投資估算總投資概算397萬元，其中固定資產(chǎn)投資219萬元，其他建設(shè)費(fèi)用18萬元，流動資金160萬元。當(dāng)年投入70%，第2年投入 30%。

(4)經(jīng)濟(jì)效益估算成本估算為 92．54萬元，其中蔬菜、水果等原料 70．0萬元，能耗0．3萬元，工人工資 3．24萬元年。年銷售收入為180.0萬元，百元投資產(chǎn)值增長率為46.4%，投資效益率36．9%，投資回收期為2．71年，投入產(chǎn)出比為1：11．2。

6果蔬冷庫

1、冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)

冷庫通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的跑冷量與冷藏庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量成正比。因此，應(yīng)多在減少[1] 的冷藏庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量指標(biāo)方面下工夫。要降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量，一是保溫材料熱導(dǎo)率要小，二是圍護(hù)結(jié)構(gòu)層要厚。但厚度一般不宜太厚，否則會出現(xiàn)增加建造成本和浪費(fèi)空間等問題。因此，要在合適的厚度范圍內(nèi)選取保溫材料。通常情況下要求保溫材料熱導(dǎo)率小、吸水率低、耐低溫性能好，成本不能過高等。

常用的冷庫保溫材料有稻殼、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酷硬質(zhì)泡沫塑料等。稻殼取材方便，但熱阻較小，易吸濕，且用量大，庫體建造費(fèi)工費(fèi)時，成本折算其實不低于聚苯乙烯;聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)廠家眾多，購取方便，熱阻較大，價格適中，建造安裝方便;聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料熱阻最大，保溫性能最好，但價格高。

2、冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防潮和隔汽

對冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取防潮隔汽措施也是必要的，否則會使保溫材料的保溫性能變差。這也就是冷庫庫體剛開始使用時保溫性能不錯，可是用一段時間以后保溫效果變差的原因。由于水蒸氣是從高溫側(cè)向低溫側(cè)滲透，因此，防潮隔汽層應(yīng)設(shè)在隔熱層溫度高的一側(cè)。

3、冷庫的蒸發(fā)壓力和溫度

蒸發(fā)器_蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力是相對應(yīng)的，知道了蒸發(fā)壓力后，可通過查表得出蒸發(fā)溫度。在冷庫庫房溫度一定的條件下，將溫差(蒸發(fā)溫度與庫房溫度的差)縮小，蒸發(fā)溫度可以相應(yīng)地提高，冷庫制冷機(jī)的制冷量就會有所提高，也就是循環(huán)效率提高了，相應(yīng)地也節(jié)省了電能。

4、冷庫融霜操作

一般來說，當(dāng)壓縮機(jī)蒸發(fā)器表面上的霜層對空氣的阻力尚不顯著，通過蒸發(fā)器空氣的流量尚未減少之前，霜層的影響尚不嚴(yán)重，可不必融霜;當(dāng)空氣的流量明顯減少時，應(yīng)進(jìn)行融霜。

空氣的濕度越大、蒸發(fā)器溫度與冷庫的庫溫差越大，越容易在蒸發(fā)器上結(jié)霜，結(jié)合保鮮工藝，盡量采用包裝化冷藏可以減少果蔬的干耗，減少蒸發(fā)器的融霜次數(shù)，實際也起到了冷庫節(jié)能的作用。

5、冷庫儲藏溫度和冷庫庫房利用率

不同的果蔬儲藏溫度不同，每種果蔬也都有適合其儲藏的溫度范圍。在不影響果蔬品質(zhì)的情況下，節(jié)能冷庫應(yīng)選用較高的儲藏溫度。冷庫庫溫高了，制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度也相應(yīng)的提高，制冷機(jī)的制冷量就會有所提高，循環(huán)效率也當(dāng)然的提高了。提高冷庫庫溫更重要的是還可以減少通過庫體向外的傳熱量。節(jié)能冷庫庫房利用率是果蔬實占容積與庫房有效容積的比值。對于微型冷庫的容積利用率一般不低于0.3,當(dāng)然也不能太高，否則出現(xiàn)降溫困難。對于所要儲藏的果蔬的容積變化較大時，應(yīng)分隔成兩個或更多的冷庫冷藏間。另外要選擇合理的儲藏周期，這對冷庫的節(jié)能是不言而喻的。[2] 

果蔬冷庫節(jié)能的方法

冷庫耗能的因素主要包括冷庫制冷系統(tǒng)的性能，制冷劑的選型，壓縮機(jī)冷凝器和蒸發(fā)器的選型，冷庫的規(guī)模及平面布局，冷庫隔熱層的類型和厚度，冷庫進(jìn)出貨物的次數(shù)，冷庫外門的隔熱性能等，要提高冷庫制冷效率則所有的因素都應(yīng)該考慮進(jìn)去。

　　節(jié)能冷庫降低能耗的途徑通常分為兩部分：1)減少冷庫冷負(fù)荷，(2)冷庫設(shè)備選型。

　　果蔬冷庫的節(jié)能

　　果蔬微型冷庫指的是由組成冷庫的庫板、制冷機(jī)組、蒸發(fā)器等在工廠預(yù)先制造好，在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地現(xiàn)場安裝后成為裝配冷庫或土建冷庫或半裝配半土建冷庫，且?guī)烊菀话阈∮?00m3，以用于保鮮貯藏的冷庫。按設(shè)計溫度分類，果疏微型冷庫屬于高溫冷庫。微型冷庫由制冷系統(tǒng)、庫房、控制系統(tǒng)等組成。

　　影晌果蔬冷庫能耗的因素及冷庫節(jié)能措施

　　1.冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)

　　冷庫通過圍護(hù)結(jié)構(gòu)的跑冷量與冷藏庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量成正比。因此，應(yīng)多在減少冷庫的冷藏庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量指標(biāo)方面下功夫。要降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)單位熱流量，一是保溫材料熱導(dǎo)率要小，二是圍護(hù)結(jié)構(gòu)層要厚。但厚度一般不宜太厚，否則會出現(xiàn)增加建造成本和浪費(fèi)空間等問題。因此，要在合適的厚度范圍內(nèi)選取保溫材料。通常情況下要求保溫材料熱導(dǎo)率小、吸水率低、耐低溫性能好，成本不能過高等。

　　常用的冷庫保溫材料有稻殼、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酷硬質(zhì)泡沫塑料等。稻殼取材方便，但熱阻較小，易吸濕，且用量大，庫體建造費(fèi)工費(fèi)時，成本折算其實不低于聚苯乙烯;聚苯乙烯泡沫塑料生產(chǎn)廠家眾多，購取方便，熱阻較大，價格適中，建造安裝方便;聚氨醋硬質(zhì)泡沫塑料熱阻最大，保溫性能最好，但價格高。

　　2．冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)的防潮和隔汽

　　對冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)采取防潮隔汽措施也是必要的，否則會使保溫材料的保溫性能變差。這也就是冷庫庫體剛開始使用時保溫性能不錯，可是用一段時間以后保溫效果變差的原因。由于水蒸氣是從高溫側(cè)向低溫側(cè)滲透，因此，防潮隔汽層應(yīng)設(shè)在隔熱層溫度高的一側(cè)。

　　3．冷庫的蒸發(fā)壓力和溫度

　　蒸發(fā)溫度與蒸發(fā)壓力是相對應(yīng)的，知道了蒸發(fā)壓力后，可通過查表得出蒸發(fā)溫度。在冷庫庫房溫度一定的條件下，將溫差(蒸發(fā)溫度與庫房溫度的差)縮小，蒸發(fā)溫度可以相應(yīng)地提高，冷庫制冷機(jī)的制冷量就會有所提高，也就是循環(huán)效率提高了，相應(yīng)地也節(jié)省了電能。

　　4．冷庫融霜操作

　　一般來說，當(dāng)蒸發(fā)器表面上的霜層對空氣的阻力尚不顯著，通過蒸發(fā)器空氣的流量尚未減少之前，霜層的影響尚不嚴(yán)重，可不必融霜;當(dāng)空氣的流量明顯減少時，應(yīng)進(jìn)行融霜?？諝獾臐穸仍酱?、蒸發(fā)器溫度與冷庫的庫溫差越大，越容易在蒸發(fā)器上結(jié)霜，結(jié)合保鮮工藝，盡量采用包裝化冷藏可以減少果蔬的干耗，減少蒸發(fā)器的融霜次數(shù)，實際也起到了冷庫節(jié)能的作用。

　　5．冷庫儲藏溫度和冷庫庫房利用率

　　不同的果蔬儲藏溫度不同，每種果蔬也都有適合其儲藏的溫度范圍。在不影響果蔬品質(zhì)的情況下，節(jié)能冷庫應(yīng)選用較高的儲藏溫度。冷庫庫溫高了，制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)溫度也相應(yīng)的提高，制冷機(jī)的制冷量就會有所提高，循環(huán)效率也當(dāng)然的提高了。提高冷庫庫溫更重要的是還可以減少通過庫體向外的傳熱量。

　　節(jié)能冷庫庫房利用率是果蔬實占容積與庫房有效容積的比值。對于微型冷庫的容積利用率一般不低于0.3 ,當(dāng)然也不能太高，否則出現(xiàn)降溫困難。對于所要儲藏的果蔬的容積變化較大時，應(yīng)分隔成兩個或更多的冷庫冷藏間。另外要選擇合理的儲藏周期，這對冷庫的節(jié)能是不言而喻的。