附加冷却器对冰温库融霜过程的影响

　　1 引言

　　冰温温度带,指的是零摄氏度到生物体冻结点温度之间的温度区间。在此温度区间贮藏、后熟、干燥和流通的食品被称为冰温食品,它在保持食品鲜度和风味等方面具有独特优势。冰温贮藏是继冷藏,冻结后的一种新兴的贮藏方法,越来越得到广泛的重视。冰温技术起源于日本。目前,该技术在日本已经发展成熟,在国内尚属起步阶段^[1-3]。

　　冰温贮藏设备与普通的冷藏设备相比,最大的区别在于冰温库温控精度高,必须保证库温在很小的范围内波动。普通的组合冷库实际库温为t±2~3°C(t为设定库温),而冰温库为t±0.5°C,一般冰温库的温度设定范围是0至-5°C。日本冰温库采用的技术主要是蓄冷壁法和夹套空气层法^[2、3],增加围护结构的蓄热能力,提高抗热负荷干扰的能力,本文用附加冷却器制冷来抵消融霜剩余热负荷的方法,考察库温波动情况,为冰温库的温度控制提供一个新手段。

　　2 实验系统及实验方法

　　2. 1 实验用冰温库简介

　　本实验用冰温库是在小型组合冷藏库的基础上改造而成,外形尺寸:长x宽x高=3.4mx2.5mx2.4m,围护结构隔热层为厚150mm的聚苯乙烯泡沫塑料,库板内外层为喷塑钢板。库内设置一个主蒸发器和一个附加冷却器,制冷系统原理图如图1所示。实验是针对空库进行,冰温库放置于室内,实验期间,控制环境平均温度稳定在27°C。融霜采用的是电加热融霜,结构简单[4]。本实验采用铜-康铜T类热电偶作为测温元件,库内均匀布置12个测温点,实验中是控制库内平均温度,库外6个测温点,另外在冷风机盘管上布置一个测温点,用于判定融霜结束时间,当冷风机盘管温度e,则判定融霜过程结束^[5]。采用美国国家仪器公司SCXI-1001数据采集设备及其配套软件,能够自动进行温度测量和数据处理。

　　主要实验设备:RL-20可调转速压缩冷凝机组;D型系列氟利昂吊顶式冷风机;MITSUBISHI变频器FR-R740-0.75K-CH(1Hz-400Hz);加湿器JBX-9000X;电源调压器TSGC2-3。

　　2. 2 实验方法

　　实验设定库温为-1°C和-5°C的两个工况,对每一个工况分别进行库温回升和库温波动实验。首先调整压缩机的转速,使库内平均温度稳定在-1°C或-5°C;待工况平衡后,用加湿器增加库内空气湿度,使蒸发器结霜,再次调整压缩机的转速,使工况平衡;当霜层达到一定厚度时,停止主蒸发器制冷,对其进行融霜。进行库温回升实验时,附加冷却器处于关闭状态,不制冷,直接测量库温变化和融霜时间。进行库温波动实验时,主蒸发器融霜开始的同时打开附加冷却器进行制冷,根据温度的变化,手动调节变频器的输出频率,控制附加冷却器的冷风机转速,进而改变附加冷却器的制冷量^[6],温度升高时,加大冷风机转速,温度降低时,减小大冷风机转速,尽可能减小库温波动。