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恒溫冷庫區域空間溫差的調節與控制

10-04 19:39:24  瀏覽次數:554次  欄目:暖通空調
標簽:暖通空調設計規范,暖通空調設計, 恒溫冷庫區域空間溫差的調節與控制,http://www.tljciu.live

  恒溫冷庫是儲藏果品、蔬菜、鮮蛋、花卉和其它易腐易爛商品的專用商儲設施。規范合理,嚴格科學的溫度控制是恒溫冷庫保證商品儲藏質量的關鍵。由于恒溫冷庫客觀上存在著區域溫差和空間溫差,并不能保持絕對平均和恒定的最適溫度,這一負面效應,直接影響著冷藏商品的整體質量和企業的經濟效益。所以,必須采取行之有效的技術措施,對區域空間溫差進行工藝調節和嚴格控制,最大限度地縮小恒溫冷庫內各個區域和不同空間的溫度差異,使所儲商品全部處在最佳的溫度狀態。這也是恒溫冷庫整體管理水平的一項重大技術課題,值得進一步研究和探討。

  一、形成區域空間溫差的主要原因區域空間溫差的形成主要有下述幾種原因:

  1、商品冷藏間的構造;恒溫冷庫的商品冷藏間是長寬高構成的空間,空間的長短、寬窄、高低是形成區域空間溫差的基本原因。冷藏間的構造雖然在設計上考慮到結構對控溫差異的影響,但無法從技術上使冷藏間內區域空間溫度達到相對均衡。一般情況下,冷藏間的體積越大,冷熱空氣的對流和交換越困難,區域空間的溫差越大。

  2、冷熱空氣的物理比重;在商品儲藏環境中,決定溫度高低的是冷熱空氣的交換方式和頻率,在冷熱空氣的交換對流過程中,由于冷熱空氣的物理比重不同,熱空氣聚集在冷藏間的上部,而空氣溫度的最低點常在冷藏間的底層,根據這一物理學原理,冷藏間內必然形成上下空間溫差,冷藏間設計的高度越高,上下空間溫差就越大。

  3、冷源相對集中;一般恒溫庫的制冷設備大都采用箱式冷風機,而冷風機蒸發器的蒸發溫度大部分都設計在-15℃左右,并且蒸發器通常是固定在冷藏間的一個方向的某一個位置點上,冷藏間的冷源主要來源于蒸發器,這就形成了冷源的相對集中。雖然冷風機在設計上采取了遠距離的強制送風措施,但往往由于距離遠,阻力大,風量損失多而不能達到溫度均衡的目的,從而必然地造成一定區域內的長度區域溫差。有些大型冷藏間長度有的達到40米,由于距離過遠,造成的區域溫差有時是相當大的。

  4、商品的堆碼形式;商品是冷藏間內的主要熱量來源。入庫商品的品種、數量、時間及商品堆碼的密度、高度、寬度和商品的包裝形態都是導致區域空間溫差的因素。制冷除冷卻冷藏間的空氣溫度外,還要不斷地冷卻商品因呼吸作用而散發出的熱量,由于堆碼形式的不合理不科學,商品在儲藏期間散發的熱量不能及時冷卻,冷熱空氣不能有效地在貨堆內外進行交換和流通,也會造成區域空間的溫差,從而直接影響商品的儲藏效果。

  5、其它原因;恒溫冷庫區域空間溫差的形成還有很多其它原因,例如:冷庫構造中各部位保溫性能的差異,各種冷橋的存在,冷藏間的向陽面,庫內電力設備的超負荷運轉,倉門的頻繁開啟,不規范的沖霜過程等,都是造成恒溫冷庫區域空間溫差直接和間接的原因。

  二、區域空間溫差在冷藏間的態勢分析

  恒溫冷庫冷藏間內的區域空間溫差形成原因復雜,形式表現不一,呈現多種態勢,現以邢臺市果品公司恒溫庫為例,對冷藏間的區域空間溫差態勢做一簡要分析。 邢臺市果品公司為3000噸級恒溫庫。一個300噸的冷藏間,其建筑結構為長40米寬15米高5.5米,面積600平方米,空間體積3300平方米,按設計要求設置350平方米的箱式冷風機兩臺,規定的控溫指標為0℃,屬較大型冷藏間。在實際儲藏控溫過程中,冷藏間內大部分區域空間大都達不到或超過了規定的指標溫度,據實際觀測,最大的區域空間溫差可達3℃-4℃,最小區域空間溫差也在0.50℃-1℃。我們可以從以下幾個方面分析區域空間溫差的形成及變化態勢,以了解其規律性。

  1、冷藏間長度溫差;冷藏間長度溫差是最顯著的區域空間溫差的表現形式,一般情況下,庫房的長度每增加10米,長度區域溫差幾乎就要增大1℃,長度越長區域溫差越大,特別是達到規定溫度指標停止降溫庫溫開始回升后區域長度溫差表現的更為突出。此時如控溫指標為0℃,平時溫度觀測位置設在冷藏間中心的話,經過區域溫度測量,在距冷風機最近端的溫度為-2℃,而在離冷風機最遠處的溫度則在2℃左右,此時一個區域溫度超過規定指標2℃,另一個區域溫度則低于規定指標溫度2℃,總的長度溫差則達到4℃。

  2、高低空間溫差;一般冷藏間的空間高度最低的4米,最高的可達6米,商品堆碼高度通常占庫房凈高的70-80%,在這樣的空間高度中儲藏商品,由于冷熱空氣的物理比重作用產生和形成的空間高低溫差也是比較明顯的。以5.5米冷藏間的高度來觀測溫差,最高點和最低點的溫度一般也不小于1.5-2℃,每高度米的溫差大都在0.3℃左右,在達到指標規定溫度停止供液后,商品散發的熱量逐漸上升,高低溫差還會不斷增大。

  3、長度與高度交叉的區域空間溫差的呈現形式;儲藏空間離冷風機最遠區域溫度最高,最近區域溫度最低,儲藏空間的最高處溫度最高,最低處溫度最低,整個儲藏空間溫度最高區域應在最遠處的最高點,溫度最低區域應在距冷風機最近處的最低點,儲藏空間的高度與長度的接點區域的終端即是區域溫差的最大差點。

  4、商品堆垛內外溫差;商品在冷藏間必須堆碼存放,這就形成了一定體積和一定密度的商品垛堆。有時為了有效地利用和提高庫容量,還要人為地增加密度和加大體積。按有關規定和設計要求,冷藏間的空間利用率要達到80%,在這樣的高度空間中儲藏商品,雖然風機進行冷熱空氣的強制對流,但由于包裝的阻力和空氣通道的不暢,而使冷空氣不能順利地進入堆垛內,商品因呼吸產生的熱量也不能及時地散發出去,而停止降溫后,只靠冷熱空氣的自然循環是極難達到溫度均衡的。由于以上原因,形成了商品垛堆內外的區域溫差;冷藏間商品的垛堆越大,垛堆內外的區域溫差越大,反之則越小。據測試,一個長30米,寬5米,高4米的商品垛堆,垛堆的中心溫度和垛堆的外層溫度的溫差往往在1.5℃以上,每縱深米的溫差平均在0.25℃左右。

  5、包裝內外溫差;冷藏間的商品都是不同形狀的包裝物盛裝存放的,有的商品為防止萎蔫失水和儲藏保鮮的需要,還要在包裝物內襯墊聚乙稀塑料薄膜袋和硅窗保鮮袋,大部分商品為防止磕碰擠壓還要進行單果包紙和套袋,商品的外包裝和內包裝都是隔熱材料制做的,這就形成了人為的隔熱層,其直接阻礙著庫內冷空氣和包裝內商品間冷熱空氣的傳導和對流,包裝內的商品熱也不易散發出去,造成了包裝內溫度較高,包裝外溫度較低的溫差現象。據測,一個盛裝15公斤蘋果的紙箱包裝,在冷藏間庫溫0℃的環境中,紙箱內的溫度常高于同區域庫溫0.5℃。

  6、空氣與商品溫差;冷藏間的空氣溫度是測量庫溫的直接標準,各種商品儲藏中規定的各種控溫指標,即是指冷藏間的空氣溫度指標。商品溫度平常是指商品的表面溫度。在相同的和不同的區域空間,冷藏間的空氣溫度和商品的表面溫度往往也存在溫差,因為商品在儲藏過程中由于呼吸作用而不斷散發熱量,商品溫度總要高于商品周圍的空氣溫度,一般溫差通常在0.5-1℃之間。根據所儲商品的種類、形狀和大小、商品的內部溫度也程度不同地要高于商品的表面溫度。

  7、沖霜時的溫差變化;冷藏間的蒸發器需要用井水及熱氨進行沖霜,沖霜雖然不是每天都要進行,但在沖霜過程中,冷藏間內的區域空間溫差將會發生相反的變化,這時的熱點區域已轉移到蒸發器周圍,因為外來水和熱氨都大大高于庫內溫度,水溫和熱氨溫度一般都在10℃以上,并且沖霜時間要持續20-40分鐘,這時蒸發器周圍的溫度通常要高于其它區域空間2-3℃甚至更高,直接影響著庫內的溫度均衡。

  三、區域空間溫差對儲藏效果的影響

  恒溫冷庫對溫度的要求是比較嚴格的。各種商品都有各自的控溫指標,一般上下波動幅度都不得超過1℃,蒜苔則要求更嚴,要求低于0.5℃。由于區域空間溫差的客觀存在,恒溫冷庫儲藏的商品必然受到不利影響,其危害主要有以下幾個方面。

  1.是由于區域空間溫差的存在,使一部分或大部分商品處于低于或高于規定的指標溫度,造成一部分區域空間的商品儲溫較高,另一部分區域空間的商品儲溫偏低,這些處于不適宜儲溫環境中的商品,在長期儲藏過程中逐漸發生著不良的品質變化,使儲質參差不齊,從而影響整體儲藏效果,降低商品儲藏價值。

  2.是處于溫度較低區域空間的商品極易發生大面積的低溫傷害。商品在儲藏中接近和達到其生理冰點,大都會發生程度不同的凍害。而有些商品對低溫相當敏感,一經發生凍害,將會完全喪失其商品價值,就是較耐低溫的商品,經過凍傷后也會降低其商品價值,造成不必要的經濟損失。一個儲藏蒜苔多年的恒溫庫,每年都有上萬斤或數萬斤蒜苔被凍壞,經濟損失很大,主要原因是由于區域空間溫差所致。

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