简述风冷高效热泵机组在蔬菜加工生产中的运用

摘要：通过介绍风冷高效热泵机组在蔬菜加工生产中的运用（选型、设计等）情况，说明了风冷高效热泵系统应用于的领域广而实用性强。 关键词：热泵、风冷高效热泵、蔬菜加工、一机多用、运用 引言 目前根据热泵原理制成的风冷高效热泵机组，不仅仅可以用于热水供应，而且也可以巧用热泵回收低位热能（包括显热和潜热）的特点，与中央空调制冷（或供热）和余热回收以及蓄能系统相结合，用于农业、工业及第三产业。做到“一机多用”适合冷/热供应为目的，并且将废热回收达到最优节能效果。文章分析了风冷高效热泵在蔬菜加工（冷藏库和脱水库）中的运用、设计思路以及计算方法。供参考。 高效热泵机组概述 风冷高效热泵机组是当今世界上开拓利用新能源最好的设备之一，是继锅炉之后的新一代产品。在能源供应日益紧张的今天，风冷高效热泵凭借着其高效节能、环保、安全等诸多优势迅速在市场上得以推广。 风冷高效热泵采用高效地换热机理作为理论基础，在“不改变工质、不降低能效比、不损害压缩机”的前提下，将单极热泵的热风出风温度提高，并且冷凝温度还比原来的单制冷空调的冷凝温度有所降低，制冷的能效比（EER）还有所提高，实现了一台机器能产出同时高温热风、低温冷风等多项功能。与传统的低温型热泵比较其能量价值和热回收效率得到了大幅提升，并且系统的各项工况（电流，压力，温度等）均处于国家所规定的标准范围内（有国家检测机构的检测证），为系统长期稳定运行提供了安全保障，为热泵技术在制热/制冷领域的应用开辟了广阔的前景。 本文简单地介绍一下风冷高效热泵在蔬菜加工对蔬菜冷藏和脱水中的运用。 应用实例 1. 项目概况： 1) 云南某蔬菜加工生产基地，有蔬菜冷藏库和蔬菜脱水库。要求向其“二库”提供相应的冷/热能，蔬菜冷藏库的库温为0～＋3℃，蔬菜脱水库的库温为＋45～＋55℃。设计要求使能节能、环保和操作方便。 2) “二库”体积均为1000立方米（小型冷库）。初步预算冷藏库制冷量600000kcal/h，脱水库制热量：700000kcal/h。 3) 根据与客户技术沟通结果，初步拟定选 用高效热泵对“二库”进行改造。其改造范围冷藏库的送风和回风系统和脱水库的内部结构进行改造。工程范围涉及管道、电控、围护等方面。 4) 能源状况：380V三相电源 2. 设计思路： 通过使用风冷高效热泵的冷热系统，实现“多方节能，节能减排，清洁生产” 能源效益最大化。 利用风冷高效热泵产生的热能提供给脱水库热量使蔬菜快速脱水，风冷高效热泵产生的冷能提供给冷藏库使蔬菜进行冷藏。 风冷高效热泵可常年运行，一机多用，机组节能效果明显，因此可达到最佳的节能组合。 3. 蔬菜冷藏库耗冷量计算： 蔬菜冷藏库为高温冷藏环境，其库房的温度控制在0～＋3℃，库房容积为1000立方米。在此前提条件下计算耗冷量。 库房耗冷量计算可分为四部分：冷库围护结构耗冷量 Q1；库房换气通风的耗冷量Q3；库房内操作经营耗冷量 Q4这四部分耗冷量汇总后即为库房总耗冷量： 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. 蔬菜脱水库耗热量的计算： 蔬菜脱水库为高温脱水环境，其库房的温度控制在＋40～＋50℃，库房容积为1000立方米。在此前提条件下计算耗热量。 库房的耗热量可估算，库房的耗热量是耗冷量的1.2倍，即700000 kcal/h。 5. 设备选型： 根据当地的气候条件，以及上面计算出耗冷量和耗热量，我们可以选用风冷高效热泵机组三台（二台可满足其功用，一台备用），三台机组轮流运行，每台机组连续运行不超过16个小时（见运行策略表）。设计三台的优点：当机组需要维护时可作调节，不影响用户使用；三台机组轮流运行可延长机组的使用寿命，减少机组损坏； 基本参数如下： 名称 参数 制冷量 kw 320 制热量 kw 400 额定功率 kw 86.4 额定电流 A 131.28 6. 节能运行策略： 时间段 1号机组 2号机组 3号机组 08：00～16：00 开机 开机 16：00～24：00 开机 开机 24：00～08：00 开机 开机 在白天与夜晚时段温差的差异，耗冷量与耗热量不同，我们可以通过室内与室外的温差进行科学的设计自动控制。 该方案避免了机组24小时不间断地运行对风冷高效热泵的心脏－压缩机造成损坏，科学地设计可提高机组的使用寿命。一般热泵的运行时间控制在18小时/每天，在方案中必须考虑这一点，尤其是该用户类型，一定要保证用户的使用安全性。 库房安装温湿度控制仪，自动对库房内的温湿度进行侦测。温湿度控制仪将信号反馈至主机或送风通道，使其进行自动对正确的操作。 另：假如客户端有用电峰谷与低谷之分，其电价不同时，我们可采用用电低谷期的蓄冷热方式进行设计，相应前期投资会提高，本方案暂不考虑。 7. 系统原理说明： （如下图） 二台风冷高效热泵机组产生的热能供蔬菜脱水库，产生的冷能供蔬菜冷藏库。 其间，蔬菜脱水库的地面采用排管式换热器，中间安装风机，将换热器中工质的热量散到脱水库，机组不断地向蔬菜脱水库供热直至加热到脱水蔬菜脱水温度50℃。风冷高效热泵在运行过程中同时蒸发器产生的冷风通过送风风机将大量冷风送入到蔬菜冷藏库中，机组不断地向冷藏库供冷风，将冷藏库的回风接入风冷高效热泵机组内不断循环直至将温度保持在0℃。 综合上述，风冷高效热泵在冷藏库与脱水库中的运用可以提高机组的性能。 8. 运行成本分析： 风冷高效热泵在冷藏库和脱水库的运行整个过程中不需要增加其他的设备，且安装简便，改造简单。风冷高效热泵使用时制热又制冷，该方案中，风冷高效热泵可根据实际使用选择设备的大小型号，达到“一机二用”从根本上可以解决了节能、环保。 风冷高效热泵在全年的运行中平均EER为3.8，COP为4.2，综合能效比为8。由此可见，每输入一度电能都能产生8倍的能量，与其他的类似产品相比较，其节能效果相当显著。 总结 通过项目可行性分析可知风冷高效热泵机组在农业生产加工中有着使用价值。风冷高效热泵机组采用模块化设计，全自动智能控制，无需专人看管，全天候运行，机组可安装在室外或空地上，不占有效建筑，可节省土建投资，运行费用少，无需燃料输送和保管；无需复杂的维护、检修；无需专人看管，为用户降低管理费用；系统运行稳定，故障率低，降低了用户的经营风险。另外节能高效节能、环保安全、操作简单等特点，投资回收期短。 ［参考文献］ 1) 冷库制冷技术 张启同 编著 农业出版社