氨制冷高温冷藏库气流流速的研究

王东礼，王文生，董成虎，李华江

（1.天津科技大学食品科学与生物工程学院，天津 300222；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津 300384）

近年来，我国果蔬产地的高温冷藏库数量呈现快速增长的趋势，且大多采用氨制冷系统，冷藏间内采用冷风机加均匀送风道的降温和气流组织模式[1～3]。为了解上述高温冷藏库内的气流分布情况，笔者选择蔬菜冷藏量较大的山东苍山县高温冷藏库为研究对象，对空库和满库的气流分布情况进行了测定分析，以期为今后果蔬在高温冷藏库内预冷、冷藏和冷分配设备的优化设计提供理论和参考依据。

1 材料和方法

1.1 供试冷库

试验冷库选择国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）苍山冷链物流试验站的高温冷藏库。共选择相同设计规格的砖混结构冷库8间，单间冷库长、宽、高分别为35 m、13 m和7 m。库内采用氨落地冷风机，标称风量为9780 m3/h，安置于冷库近门端。均匀送风道采用风嘴式送风道，最上端距离库顶0.2 m，送风道的头尾横截面积比为2∶1，高度为0.3 m，送风道末端在库门相对端，宽度为0.7 m，每1 m设一圆锥形出风口，长度0.25 m，出风口直径0.1 m，风嘴轴心与楼板夹角为20°，由厚度为1.5 mm的镀锌铁皮制作。货架摆放方向与送风道走向相垂直，送风道正下方为中央通道，通道宽1.4 m。

1.2 库内货架

货架层高为0.4 m，共15层，每层间用竹杆分隔，货架宽1.1 m，在货架上摆放平均高度为0.35 m的塑料薄膜小包装蒜薹，每袋装量25 kg。

1.3 测定仪器

风速测定采用日本Kanomax公司生产的T1001型热式风速仪，测定精度为0.01 m/s；库内规格测定采用50 m的皮尺。

1.4 测定方法

分别对未装载货物的冷库（空库）及装载蒜薹后的冷库（满库）内冷风机运行期间的气流速度进行测定，测定点分别选择在沿中央通道中线3个不同高度、货架通道内的3个不同高度及紧贴库顶处。具体测定方法将在结果与分析中详细叙述。风速仪在测定点停留30 s取平均值作为数据，试验测定了上述建筑结构与内部规格相同、冷风机和送风道设计构造相同的8个高温冷藏库，测定数据取其平均值。

2 结果与分析

2.1 未装载货物库内气流流速

2.1.1 中央通道内气流流速 沿中央通道中线，选取离地1 m，3.5 m（1/2冷库净高）及6 m处，从送风道末端的内墙根算起，每隔5 m的空间交汇点作为一测试点，对冷库通道冷风分布情况进行测定。图1所示为沿长度方向纵切面中央通道不同高度的气流流速，其中离地面1 m高处不同点的风速均为0.40 m/s，离地3.5 m高处不同点的风速变化范围为0.40～0.50 m/s，平均风速为0.42 m/s，离地面6 m高处不同点的风速变化范围为0.50～0.60 m/s，平均风速为0.52 m/s。

图1 空库内中央通道不同高度与位点气流流速

2.1.2 货架通道内气流流速 货架通道均匀分布于货架间，宽0.9 m。对货架通道内气流流速的测定方法是从送风道末端的内墙根垂直算起，选取距墙5 m、10 m、15 m、20 m及 25 m，离地1 m、3.5 m、6 m的空间交汇处，同一高度从货架通道靠墙点起，每隔1 m测试一次，共测5个点，测定结果为同一高度沿货架通道的各测试点气流流速相同。图2所示为未装载货物时库内货架通道不同高度和位点的气流流速。离地1 m高处的风速为0.02 m/s，离地3.5 m高处风速变化范围为0.30～0.40 m/s，平均风速为0.34 m/s。离地6 m高处风速变化范围为0.40～0.50 m/s，平均风速为0.46 m/s。

图2 空库内货架通道不同高度与位点气流流速

2.1.3 货架层内气流流速 对货架层内风速的测定方法与货架通道相同，图3所示为未装载货物时库内货架层内不同高度和位点气流流速。测定选取距冷库后墙5m、10m、15m、20m及25m处的货架，取离地高度分别为1m、3.5m及6m处作为基点测定风速。测定结果为货架层内离地1 m高处的风速为0.02 m/s，离地3.5 m高处的风速变化范围为0.20～0.30 m/s，平均风速为0.24 m/s，离地6 m高处的风速变化范围为0.40～0.45 m/s，平均风速为 0.42 m/s。

图3 空库内货架层内不同高度与位点气流流速

2.2 蒜薹入满库后气流流速

对蒜薹入满库后库内气流流速的变化情况进行了测定，测定方法与未装载货物的冷库相同，对中央通道、货架通道、货架层内气流以及分布情况分别进行测定。

2.2.1 满库后中央通道内气流流速 图4所示为蒜薹入满库后中央通道不同高度和位点的气流流速，离地1 m高处风速变化范围为0.50～0.60 m/s，平均风速为0.52 m/s，离地3.5 m高处风速为0.50 m/s，离地6 m高处风速变化范围为0.55～0.60 m/s，平均风速为0.58 m/s。

图4 满库后中央通道不同高度与位点气流流速

2.2.2 满库后货架通道内气流流速 图5所示为蒜薹入满库后货架通道不同高度和位点的气流流速，离地1 m高处风速为0.02 m/s，离地3.5 m高处的风速为0.02 m/s，离地6 m高处的风速为0.30～0.35 m/s，平均风速为0.31 m/s。

图5 满库后货架通道不同高度与位点气流流速

2.2.3 满库后货架层内气流流速 图6所示为满库后货架层内不同高度和位点的气流流速，离地1 m高处风速为0.02 m/s，离地3.5 m高处的风速为0.02 m/s，离地6 m高处的风速为0.20 m/s。

图6 满库后货架层内不同高度与位点气流流速

2.3 紧贴库顶沿风嘴出风方向不同距离的气流流速

沿送风道走向在其中部选择一出风嘴，对紧贴库顶沿风嘴出风方向不同距离的气流流速进行测定，测定时除出风口处风速仪紧贴风嘴外，其余各点在紧贴库顶处由出风嘴至出风方向相对的墙体每隔1m进行测定，空库和蒜薹入满库后相同，从出风嘴至相对的墙体方向的6 个测定点的平均风速依次为 17m/s、7m/s、4m/s、3 m/s、2.5 m/s、2 m/s。

3 讨论和结论

以我国大蒜和多种蔬菜的产贮区山东苍山县为例，所建设的冷库以氨制冷系统、设置冷风机和均匀送风道的高温冷藏库为主，且建造的冷库其土建形式和设备配置相互效仿，主要差别只是库容量规格和制冷设备制冷量配置的规格不同而已。上述试验所选择的冷库净库容积为3185 m3，库内设置货架分层摆放进行冷藏的袋装蒜薹，考虑货架上装载物品后对空气流动会产生一定的影响，所以分别对空库和蒜薹入满库后中央通道不同高度和位点的气流流速、货架通道不同高度和位点的气流流速、货架层内不同高度和位点的气流流速进行了测定，测定结果表明，蒜薹入满库后与未装载货物冷库顶部气流流速分布没有发生改变，货架通道与货架层内在离地1 m的测定高度处也无变化，但在距地面3.5 m高处和距地面6 m高处，蒜薹入满库后比未装载蒜薹前货架通道与货架层内空气流速有所降低，这是由于放置在货架层上的蒜薹对气流起到的阻挡作用而造成的。但是在冷库中央通道内，蒜薹入满库后与未装载货物冷库相比，各个测定高度的气流流速均有所升高，这可能是由于货架层上摆放的蒜薹塑料袋对气流起阻挡作用，促使气流汇入正对冷风机回路循环的中央通道内造成的。

根据制冷工程冷却物冷藏间送风系统对气流分布的一般要求[4]，冷藏间内货堆之间的气流速度一般应为0.30～0.50 m/s。而本试验高温冷库在蒜薹入满库以后，货架通道和货架层内的气流速度在距地面1 m和3.5 m高处为0.02 m/s，距顶部1 m处为0.35 m/s。由此可见，在该高温贮藏冷库内贮货的大部分区域，空气流速远不能够达到标准气流速度的要求。建议通过优化送风道设计或采用双速或变频风机，将预冷期货堆的空气流速控制在0.80～1.00 m/s之间，正常贮藏期间气流速度控制在0.30～0.50 m/s之间。

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[3]鲍 琳，袁玉超.氨制冷系统的重新认识及在冷藏行业中的扩大使用[J].肉类工业，2005(8)：46-48.

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