内池式高湿无霜果品保鲜冷库研究

　　目前,用于果品保鲜的中小型冷库其库内制冷设备均采用排管和冷风机的形式,这种形式主要是通过库内的空气对流,使排管和冷风机蒸发器上的冷量排向库内。对流换热的结果,一方面使库内的温度降低,这是我们所希的。另一方面冷库内的水分向温度较低的排管表面和冷风机蒸发器上面集中而结霜,结果逐步使冷库内的湿度下降,这是我们不希望发生的。因为果品保鲜需要高湿条件,贮藏过程中,冷库内湿度过低时,果品容易失水进而失去新鲜度。同时因排管和冷风机蒸发器结霜造成制冷效果下降,耗能增加。化霜加热又容易引起库内温度波动,进一步增加耗能[1~5]。因此高湿无霜冷库一直是果品保鲜冷库追求的目标。本研究设计了一种内池式高湿无霜冷库用于果品保鲜,达到了高湿无霜节能的效果。

　　1 内池式高湿无霜冷库的设计原理

　　冷库制冷系统的库内蒸发设备一般有两种形式,即直接蒸发和间接蒸发,其制冷系统原理见框图1~2。内池式高湿无霜冷库的制冷系统原理见框图3。

　　直接蒸发系统是制冷剂通过密闭的管道系统在库外的制冷机和库内的制冷设备(排管和冷风机)中进行压缩冷凝和蒸发吸热循环。库内排管和冷风机蒸发器通过传导和对流换热把冷库中的热量传递给制冷剂后排向库外。其结果是冷库温度下降的同时,排管和冷风机蒸发器表面因温度低于库内气温而凝结水分,直至结霜,使库内的相对湿度下降。因此直接蒸发式冷库库内的相对湿度一般达不到果品高湿保鲜条件。

　　间接蒸发制冷系统是制冷剂通过密闭的管道系统在库外的制冷机载冷剂贮存池内设置蒸发排管(盘管)中进行压缩冷凝和蒸发吸热。载冷剂池内的制冷剂蒸发系统通过传导和载冷剂的对流换热使载冷剂降温。制冷剂蒸发吸热后返回制冷机进行下一个循环。载冷剂通过循环泵和管道系统进入库内的载冷剂换热器,低温的载冷剂在库内通过传导对流换热,使冷库温度下降,载冷剂升温后返回载冷剂贮存池放热降温,进入下一个循环。

　　因为库内的载冷剂换热器温度低于库内气温,当载冷剂循环制冷时,其换热器表面也会因低温而聚集水分。其表面温度低于0e以下时,也容易结霜。因此这种形式的冷库也容易出现相对湿度低而达不到果品保鲜高湿要求的问题。

　　内池式高湿无霜冷库的蒸发系统是对间接蒸发系统的技术革新,其关键技术一是把载冷剂冷却池设置在库内,二是载冷剂在库内开放式换热。载冷剂冷却池设置在库内,使制冷剂的换热在库内进行,换热效率高,冷量没有库外的传输损失。在载冷剂池内冷却后的载冷剂通过循环泵加压、喷淋和雾化的方式吸收库内的热量,使冷库均匀降温,不产生降温吸湿作用,使冷库内有较高的相对湿度。吸收热量后的载冷剂再进入载冷剂冷却池内进行冷却,进入下一次循环。