新疆地区水果冷藏太阳能水蒸汽喷射CO2制冷系统

　　0 引言

　　新疆地区土壤肥沃，日照时数多，太阳辐射强，热量丰富，昼夜温差大，为水果的生长提供了难得的自然条件，素有“瓜果之乡”的美称。其苹果、葡萄、甜瓜和香梨等水果清脆爽口、味美、香甜，消费市场在不断扩大。但是，由于鲜果存在生产和市场供给的季节性和周期性[1]，使其供给有淡旺季之分，难以满足消费者四季均衡消费的需要。因此急需开发节能环保的冷藏技术，满足各种新鲜水果的贮藏保鲜，提高国际市场的竞争力，实现一年四季均衡供给。

　　太阳能清洁、无污染、可再生，是人类可利用的最丰富的能源。太阳能蒸汽喷射循环系统不直接消耗机械能，结构简单，无转动部件，运行可靠，寿命长，运行费用低。C02具有优良的经济性，良好的安全性和化学稳定性，粘性小，阻力小，能耗低，国内、外有许多学者对太阳能辅助热源的热泵、蒸汽喷射以及CO2作制冷剂的循环系统进行研究[2-11]，得出系统在节约能源、保护环境方面具有良好的效果。

　　本文提出利用太阳能辅助热源替代常规能源，自然工质水和CO2为循环工质的新疆地区水果冷藏制冷系统，并对其性能进行分析，以实现水果冷藏保鲜的产业化，解决一年四季均衡供给，节约能源、保护环境。

　　1 系统描述

　　图1中所示的是新疆地区水果冷藏太阳能热源水蒸汽喷射CO2制冷系统，由下面的各个循环组成：

　　1.1 太阳能集热循环

　　该循环由太阳能集热器、发生器和热水泵组成。水经热水泵的驱动，在太阳能集热器中吸收太阳能，温度升高的水回到发生器中。

　　1.2 水蒸汽喷射制冷循环

　　由喷射器、冷凝器、发生器、蒸发换热器、节流阀和水泵组成水蒸汽喷射制冷循环。发生器上部的高温高压水蒸汽通过喷射器中的喷嘴膨胀并以高速流动，在喷嘴出口处造成很低的压力，因流出速度高、压力低，吸引蒸发换热器内蒸发生成的低压水蒸汽，进入喷射器的混合室，混合室中的蒸汽混合后一起进入喷射器的扩压段，在扩压段中流速降低、压力升高后进入冷凝器，在冷凝器内与管外的空气进行热交换温度降低，凝结成液体水，一路经节流阀截流降压后，进入蒸发换热器，为CO2制冷循环中制冷压缩机排出的CO2气体的冷却降温、凝结放提供冷源;另一路经水泵回到发生器形成水蒸汽喷射制冷循环。

　　1.3 CO2制冷循环

　　蒸发换热器、制冷压缩机、热力膨胀阀和蒸发器组成CO2制冷循环。从制冷压缩机出来的CO2气体，在蒸发换热器中与换热管外的冷水进行热交换，放出热量凝结成CO2液体，经热力膨胀阀截流降压后，进入冷藏间内的蒸发器中，吸收冷藏间内的热量，蒸发产生的CO2气体回到制冷压缩机，为冷藏间提供冷源，完成CO2制冷循环。