簡(jiǎn)述風(fēng)冷高效熱泵機(jī)組在蔬菜加工生產(chǎn)中的運(yùn)用

摘要：通過介紹風(fēng)冷高效熱泵機(jī)組在蔬菜加工生產(chǎn)中的運(yùn)用（選型、設(shè)計(jì)等）情況，說明了風(fēng)冷高效熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于的領(lǐng)域廣而實(shí)用性強(qiáng)。 關(guān)鍵詞：熱泵、風(fēng)冷高效熱泵、蔬菜加工、一機(jī)多用、運(yùn)用 引言 目前根據(jù)熱泵原理制成的風(fēng)冷高效熱泵機(jī)組，不僅僅可以用于熱水供應(yīng)，而且也可以巧用熱泵回收低位熱能（包括顯熱和潛熱）的特點(diǎn)，與中央空調(diào)制冷（或供熱）和余熱回收以及蓄能系統(tǒng)相結(jié)合，用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)及第三產(chǎn)業(yè)。做到“一機(jī)多用”適合冷/熱供應(yīng)為目的，并且將廢熱回收達(dá)到最優(yōu)節(jié)能效果。文章分析了風(fēng)冷高效熱泵在蔬菜加工（冷藏庫和脫水庫）中的運(yùn)用、設(shè)計(jì)思路以及計(jì)算方法。供參考。 高效熱泵機(jī)組概述 風(fēng)冷高效熱泵機(jī)組是當(dāng)今世界上開拓利用新能源最好的設(shè)備之一，是繼鍋爐之后的新一代產(chǎn)品。在能源供應(yīng)日益緊張的今天，風(fēng)冷高效熱泵憑借著其高效節(jié)能、環(huán)保、安全等諸多優(yōu)勢(shì)迅速在市場(chǎng)上得以推廣。 風(fēng)冷高效熱泵采用高效地?fù)Q熱機(jī)理作為理論基礎(chǔ)，在“不改變工質(zhì)、不降低能效比、不損害壓縮機(jī)”的前提下，將單極熱泵的熱風(fēng)出風(fēng)溫度提高，并且冷凝溫度還比原來的單制冷空調(diào)的冷凝溫度有所降低，制冷的能效比（EER）還有所提高，實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)機(jī)器能產(chǎn)出同時(shí)高溫?zé)犸L(fēng)、低溫冷風(fēng)等多項(xiàng)功能。與傳統(tǒng)的低溫型熱泵比較其能量?jī)r(jià)值和熱回收效率得到了大幅提升，并且系統(tǒng)的各項(xiàng)工況（電流，壓力，溫度等）均處于國家所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)（有國家檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)證），為系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供了安全保障，為熱泵技術(shù)在制熱/制冷領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。 本文簡(jiǎn)單地介紹一下風(fēng)冷高效熱泵在蔬菜加工對(duì)蔬菜冷藏和脫水中的運(yùn)用。 應(yīng)用實(shí)例 1. 項(xiàng)目概況： 1) 云南某蔬菜加工生產(chǎn)基地，有蔬菜冷藏庫和蔬菜脫水庫。要求向其“二庫”提供相應(yīng)的冷/熱能，蔬菜冷藏庫的庫溫為0～＋3℃，蔬菜脫水庫的庫溫為＋45～＋55℃。設(shè)計(jì)要求使能節(jié)能、環(huán)保和操作方便。 2) “二庫”體積均為1000立方米（小型冷庫）。初步預(yù)算冷藏庫制冷量600000kcal/h，脫水庫制熱量：700000kcal/h。 3) 根據(jù)與客戶技術(shù)溝通結(jié)果，初步擬定選 用高效熱泵對(duì)“二庫”進(jìn)行改造。其改造范圍冷藏庫的送風(fēng)和回風(fēng)系統(tǒng)和脫水庫的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。工程范圍涉及管道、電控、圍護(hù)等方面。 4) 能源狀況：380V三相電源 2. 設(shè)計(jì)思路： 通過使用風(fēng)冷高效熱泵的冷熱系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)“多方節(jié)能，節(jié)能減排，清潔生產(chǎn)” 能源效益最大化。 利用風(fēng)冷高效熱泵產(chǎn)生的熱能提供給脫水庫熱量使蔬菜快速脫水，風(fēng)冷高效熱泵產(chǎn)生的冷能提供給冷藏庫使蔬菜進(jìn)行冷藏。 風(fēng)冷高效熱泵可常年運(yùn)行，一機(jī)多用，機(jī)組節(jié)能效果明顯，因此可達(dá)到最佳的節(jié)能組合。 3. 蔬菜冷藏庫耗冷量計(jì)算： 蔬菜冷藏庫為高溫冷藏環(huán)境，其庫房的溫度控制在0～＋3℃，庫房容積為1000立方米。在此前提條件下計(jì)算耗冷量。 庫房耗冷量計(jì)算可分為四部分：冷庫圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗冷量 Q1；庫房換氣通風(fēng)的耗冷量Q3；庫房?jī)?nèi)操作經(jīng)營(yíng)耗冷量 Q4這四部分耗冷量匯總后即為庫房總耗冷量： 1) Q1＝K×F(tw-tn) kcal/h ＝3100 kcal/h 2) Q2=G(i1-i2)+gb×cb(t1-t2) kcal/h ＝480000 kcal/h 3) Q3=nvr(iw-in)/24 kcal/h ＝4100 kcal/h 4) Q4=Q4a+Q4b+Q4c+Q4d kcal/h ＝110000 kcal/h 5) Q=Q1＋Q2＋Q3＋Q4＝600000kcal/h 4. 蔬菜脫水庫耗熱量的計(jì)算： 蔬菜脫水庫為高溫脫水環(huán)境，其庫房的溫度控制在＋40～＋50℃，庫房容積為1000立方米。在此前提條件下計(jì)算耗熱量。 庫房的耗熱量可估算，庫房的耗熱量是耗冷量的1.2倍，即700000 kcal/h。 5. 設(shè)備選型： 根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，以及上面計(jì)算出耗冷量和耗熱量，我們可以選用風(fēng)冷高效熱泵機(jī)組三臺(tái)（二臺(tái)可滿足其功用，一臺(tái)備用），三臺(tái)機(jī)組輪流運(yùn)行，每臺(tái)機(jī)組連續(xù)運(yùn)行不超過16個(gè)小時(shí)（見運(yùn)行策略表）。設(shè)計(jì)三臺(tái)的優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)機(jī)組需要維護(hù)時(shí)可作調(diào)節(jié)，不影響用戶使用；三臺(tái)機(jī)組輪流運(yùn)行可延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命，減少機(jī)組損壞； 基本參數(shù)如下： 名稱 參數(shù) 制冷量 kw 320 制熱量 kw 400 額定功率 kw 86.4 額定電流 A 131.28 6. 節(jié)能運(yùn)行策略： 時(shí)間段 1號(hào)機(jī)組 2號(hào)機(jī)組 3號(hào)機(jī)組 08：00～16：00 開機(jī) 開機(jī) 16：00～24：00 開機(jī) 開機(jī) 24：00～08：00 開機(jī) 開機(jī) 在白天與夜晚時(shí)段溫差的差異，耗冷量與耗熱量不同，我們可以通過室內(nèi)與室外的溫差進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)自動(dòng)控制。 該方案避免了機(jī)組24小時(shí)不間斷地運(yùn)行對(duì)風(fēng)冷高效熱泵的心臟－壓縮機(jī)造成損壞，科學(xué)地設(shè)計(jì)可提高機(jī)組的使用壽命。一般熱泵的運(yùn)行時(shí)間控制在18小時(shí)/每天，在方案中必須考慮這一點(diǎn)，尤其是該用戶類型，一定要保證用戶的使用安全性。 庫房安裝溫濕度控制儀，自動(dòng)對(duì)庫房?jī)?nèi)的溫濕度進(jìn)行偵測(cè)。溫濕度控制儀將信號(hào)反饋至主機(jī)或送風(fēng)通道，使其進(jìn)行自動(dòng)對(duì)正確的操作。 另：假如客戶端有用電峰谷與低谷之分，其電價(jià)不同時(shí)，我們可采用用電低谷期的蓄冷熱方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，相應(yīng)前期投資會(huì)提高，本方案暫不考慮。 7. 系統(tǒng)原理說明： （如下圖） 二臺(tái)風(fēng)冷高效熱泵機(jī)組產(chǎn)生的熱能供蔬菜脫水庫，產(chǎn)生的冷能供蔬菜冷藏庫。 其間，蔬菜脫水庫的地面采用排管式換熱器，中間安裝風(fēng)機(jī)，將換熱器中工質(zhì)的熱量散到脫水庫，機(jī)組不斷地向蔬菜脫水庫供熱直至加熱到脫水蔬菜脫水溫度50℃。風(fēng)冷高效熱泵在運(yùn)行過程中同時(shí)蒸發(fā)器產(chǎn)生的冷風(fēng)通過送風(fēng)風(fēng)機(jī)將大量冷風(fēng)送入到蔬菜冷藏庫中，機(jī)組不斷地向冷藏庫供冷風(fēng)，將冷藏庫的回風(fēng)接入風(fēng)冷高效熱泵機(jī)組內(nèi)不斷循環(huán)直至將溫度保持在0℃。 綜合上述，風(fēng)冷高效熱泵在冷藏庫與脫水庫中的運(yùn)用可以提高機(jī)組的性能。 8. 運(yùn)行成本分析： 風(fēng)冷高效熱泵在冷藏庫和脫水庫的運(yùn)行整個(gè)過程中不需要增加其他的設(shè)備，且安裝簡(jiǎn)便，改造簡(jiǎn)單。風(fēng)冷高效熱泵使用時(shí)制熱又制冷，該方案中，風(fēng)冷高效熱泵可根據(jù)實(shí)際使用選擇設(shè)備的大小型號(hào)，達(dá)到“一機(jī)二用”從根本上可以解決了節(jié)能、環(huán)保。 風(fēng)冷高效熱泵在全年的運(yùn)行中平均EER為3.8，COP為4.2，綜合能效比為8。由此可見，每輸入一度電能都能產(chǎn)生8倍的能量，與其他的類似產(chǎn)品相比較，其節(jié)能效果相當(dāng)顯著。 總結(jié) 通過項(xiàng)目可行性分析可知風(fēng)冷高效熱泵機(jī)組在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工中有著使用價(jià)值。風(fēng)冷高效熱泵機(jī)組采用模塊化設(shè)計(jì)，全自動(dòng)智能控制，無需專人看管，全天候運(yùn)行，機(jī)組可安裝在室外或空地上，不占有效建筑，可節(jié)省土建投資，運(yùn)行費(fèi)用少，無需燃料輸送和保管；無需復(fù)雜的維護(hù)、檢修；無需專人看管，為用戶降低管理費(fèi)用；系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，故障率低，降低了用戶的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。另外節(jié)能高效節(jié)能、環(huán)保安全、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，投資回收期短。 ［參考文獻(xiàn)］ 1) 冷庫制冷技術(shù) 張啟同 編著 農(nóng)業(yè)出版社