工厂化农业冰蓄冷系统的应用探讨.doc

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1、工厂化农业冰蓄冷系统的应用探讨摘要：以工厂化生产食用菌企业为例，在分析用冷负荷特点的基础上，介绍常规氟利昂制冷系统方案和冰蓄冷方案，并进行技术经济效益分析比较。关键词：工厂化农业食用菌氟利昂制冷系统冰蓄冷投资回收年限0前言现代农业采用科学的栽培、工厂化的生产管理，能常年提供各类花卉、中草药物和食用菌等植物蔬菜，在极大的满足了人们的生活需要的同时,也带来了可观的经济效益和社会效益。特别是食用菌，由于有较高的营养保健价值和经济回报性，越来越受到消费者和投资者的青睐。而在食用菌的人工栽培过程中，应根据不用生长阶段，提供不同的温度、湿度、新鲜空气的环境。另一方面，随着经济的快速发展和人民生话水平的

2、不断提高，各行业的能源、电力消费也呈快速增长，电力缺口逐年拉大。特别是在上海、浙江等本身电力比较缺乏的地方。2004年夏季，上海的电力最高负荷达到1600万KW（400万KW由外省电网供应），整个电网负荷承受能力已基本达到极限。据统计在上海夏季的用电负荷中，空调制冷用电占40％以上，比例很高。因此，冰蓄冷作为一项“削峰填谷“的有效方法，再次引起我们的高度重视。冰蓄冷在宏观上，可以转移电力高峰用电量，平衡电网峰谷差，减少新建电厂投资，充分利用有限的不可再生资源。在微观（用户）上，可充分提高设备利用率，利用分时电价，节省大量的运行费用。下面以笔者接触到的一个食用菌生产企业的库房制冷方案为例，来

3、探讨现代农业（食用菌）制冷降温系统采用冰蓄冷方案的可能性。1工厂化农业用冷负荷特点分析该企业计划投资新建年产各种食用菌30万吨的厂房，按金针菇的生长环境为例来设计制冷降温系统。在金针菇的栽培过程中，需要提供制冷降温环境的主要库房是培养室和栽培室。栽培室是金针菇的子实体分化和生长使用的库房，该库房最低温度为3℃，和冰蓄冷能提供的温度0～2℃冷冻水的温差很小，基本上不能用与冰蓄冷系统，因此，该库房的冷负荷将不属本文的讨论范围。培养室是金针菇在接种后进行菌丝培养的库房，库房温度保持在12～16℃，相对湿度为60～70％，整个培养过程为20～30天。培养室主要的冷负荷为菌丝的呼吸热Q1和室外新风的

4、热量Q2。15在培养室内发菌初期，菌丝的生长呼吸所产生的热量较少，在发菌中后期，菌丝生长逐渐旺盛，呼吸负荷不断变大。菌丝生长呼吸产生的大量CO2，为避免室内浓度不断积聚，造成菌丝生长生理障碍，库房必须配备机械通风设备。发菌初期，菌丝呼吸弱，通风换气次数小，而中后期，呼吸作用强，需增加单位时间内的通风次数,即通风设备的间歇停启时间需按菌丝的不同发育时期来调整。经计算可知，在菌丝培养中后期，呼吸负荷和新风负荷约占整个库房制冷负荷的75%。其他冷负荷Q3如建筑维护负荷、操作人员负荷和室内冷却设备及照明负荷可以按常规空调计算。由以上分析可知，食用菌培养室的冷负荷分布特性和一般的商业民用建筑的冷负荷

5、分布特性有很大的区别。在某个夏季的冷负荷设计日，培养室的冷负荷和外界环境情况，如日照、室外温度有关；而在菌丝的一个培养周期（20~30天）内，菌种刚进培养室时，Q1和Q2所占比例很小，菌丝逐渐长出，生长逐渐旺盛，到中后期时，则Q3的比例越来越小，Q1和Q2所占比例将达到75%左右。但为了计算说明方便，以下的培养室夏季冷负荷设计日以呼吸热和新风换气热最大的中后期为依据进行计算。在其他辅助用房中，可以使用0~2℃冰水作为冷媒，实现室内降温的还有包装间和种菌室。这两间辅助用房的使用时间和培养室的人员操作时间都在9:00~16:00。该新建生产厂房为轻钢结构，瓦轮彩钢板屋面，采用聚苯乙烯库板隔断，

6、外墙库板厚100mm，内墙隔断库板厚75mm，顶板厚75mm。以下各讨论将涉及到房间汇总如下：表1各0~2℃供冷库房参数及数量房间温度面积净高15最大时刻冷量数量培养室14℃600m24.5m215kw共4间包装室15℃180m23m50kw共1间种菌室14℃150m24m25kw共1间注：各个功能的库房数量共6间。152常规制冷系统方案目前，工厂化食用菌生产的企业对培养室、种菌室和包装室等库房的降温方式，基本上都是采用氟利昂风冷式压缩冷凝机组。根据房间的面积及冷负荷，选择氟利昂机组和直接蒸发式冷风机。冷风机的型式基本上采用为水平双向出风式，而不采用单向吹风式，这是为了避免的冷风直接吹到生

7、长发育中的食用菌或室内的工作人员，而造成的发育受阻及不舒适。根据表1选择机组和冷风机情况如表2。现将培养室情况简单说明一下，每一间培养室设2套氟利昂制冷系统，每台40P风冷压缩机组配置6台水平双向出风冷风机，由于单个制冷系统没有能量调节机构，但为保证在低冷负荷时，只需开启一套制冷系统的同时，又能保证室内温度的均匀，室内的12台冷风机保持交错间隔布置。每套制冷系统都采用简单的室内温度控制，间歇启动制冷机组的运行方式，即当室