阿魏菇反季节生产简易制冷设备的选型

2018-06-14高海明

新疆农机化 2018年2期

高海明

（新疆乌鲁木齐县农业机械化技术推广站，新疆乌鲁木齐 830054）

1 基本情况

阿魏菇是一种经济效益很高的食用菌，营养丰富、质地细滑。夏季反季节生产的阿魏菇十分畅销。新疆乌鲁木齐县板房沟镇属于典型的逆温带气候，而阿魏菇生产温度不宜太高，这就成为阿魏菇夏季反季节生产的有力气候条件。阿魏菇人工栽培主要由配比阿魏菇培养料、建堆发酵、装袋灭菌、接种发菌、培养菌丝、低温处理、出菇管理和采收8个环节组成，阿魏菇出菇阶段是指阿魏菇菌丝体在适宜条件下形成原基，继而发育成菇蕾，直至发育成可以采收的阿魏菇子实体这一生长阶段。本文讨论的是阿魏菇的出菇管理环节中通过对简易制冷设备的选型及对选型方案进行了分析验证。

2 生产模式

阿魏菇出菇管理是在低温温室（即菇棚）中完成的，标准菇棚为简易拱棚，前后墙和东西两山墙干打垒土墙，内墙砌砖，墙厚0.8 m，高1.5 m，棚顶为拱形钢骨架扣膜，盖草帘子，搭遮阳网。菇棚有效长60 m，宽10 m，高3.5 m，容积1 725 m3。菇棚内搭架子，两架中间为宽1m的人行道，层间距40cm，共4层，底层距离地面20 cm。菌袋卧放于架子上，共码8层，如图1。

图1 阿魏菇生产温室

3 冷负荷计算和制冷量确定

冷负荷是维持菇棚内空气温度在一定要求范围内时，在单位时间内需要从菇棚内除去的热量。阿魏菇菌丝生长最佳温度为24～26℃，阿魏菇子实体生长温度为5～18℃，最佳生长温度为8～16℃，所以菇棚所需的最大冷负荷应该是在最高室外气温条件下，在菇棚最大防护状态下，菇棚内温度至少控制在16℃以下时出现。菇棚的热量主要由围护结构传入棚内的热量、设备散热量、菌

袋散热量、菇棚门和通风口渗透空气带入室内的热量等组成，参考种植区近几年的最高气温，设定室外最高气温为36℃。根据冷负荷计算公式，计算出一座标准60 m长度菇棚所需最大冷负荷大约为81 900 W。制冷量是指简易制冷设备进行制冷运行时，单位时间内从菇棚内去除的热量总和，所配套的简易制冷设备的制冷量应该比计算出的冷负荷略大一些，因此可以根据所计算出的最大冷负荷来确定制冷量。

4 制冷设备选型

4.1 整体配备方案

菇棚使用的简易制冷设备主要由压缩冷凝机组、蒸发冷风机和温控仪（配电箱）组成，其中压缩冷凝机组在室外安装。因菇棚长度为60 m，考虑制冷的均匀性，每座温室配备两台压缩冷凝机组，每台压缩机组配备两台蒸发冷风机。

4.2 压缩冷凝机组的选型

压缩机组分为风冷式和水冷式，风冷和水冷是指对压缩机组中的部件的冷凝器进行冷却的方式，风冷比水冷冷却效果略差，但是风冷结构简单，成本低，安全方便，容易维护检修。压缩冷凝机组有全封闭和半封闭两种，半封闭式较全封闭式的热效率较高，造价低廉，技术上较为成熟，装置系统比较简单。故压缩冷凝机组的结构形式选定为半封闭风冷式压缩冷凝机组。又因在功耗相同的情况下，蒸发温度越高，制冷量越大，因控制菇棚温度的范围属于中高温，故应选择蒸发温度高的压缩冷凝机组。具体选择型号为GXW20CBFZG的高翔牌中高温风冷冷凝机组，其名义马力为20P，蒸发温度为5℃时，设计制冷量为43400 W，两台压缩机设计制冷量共计为86 800 W。大于计算出的菇棚所需最大冷负荷，具体机型如图2。

图2 半封闭风冷式压缩冷凝机组

4.3 蒸发冷风机的选型

简易制冷设备整体制冷效果的影响取决于压缩冷凝机组和蒸发冷风机各自设计制冷能力的大小。当选取的压缩冷凝机组和蒸发冷风机的设计制冷量正好相等时，蒸发温度升高使得压缩冷凝机组输出能力变大，但由于蒸发温度升高减小了蒸发冷风机的换热温差导致蒸发冷风机的制冷效果达不到设计制冷量，因此，蒸发冷风机的设计制冷量应大于压缩冷凝机组的设计制冷量。选取1.2倍的系数，则每座菇棚总制冷量为86 800 W×1.2＝104 160 W，据此选取型号为DL-28/125，品牌为高翔的高温标准型吊顶式冷风机，其应用库内温度范围为0～20℃，设计制冷量为27600W，每座温室4台，设计制冷量总计27600W×4＝110400W，具体机型如图3。

图3 高温标准型吊顶式冷风机

5 试验数据采集及分析

5.1 数据采集

对所选型配套的简易制冷设备安装调试完毕后，在乌鲁木齐县板房沟镇八家户村60 m标准菇棚内外分别进行了空气温度的监测采集，温度监测记录时间段从菌袋码放到菇棚内开始，直至成熟采收完毕结束，即阿魏菇从菌丝长成菇蕾直至成熟采收整个出菇管理阶段。温度采集自2016年6月18日开始到8月1日，共计45天，温度记录仪器每隔5分钟自动保存监测温度。

图4 室外气温变化曲线

5.2 数据分析

在温度采集时间段内，室外气温变化如图4。对采集的温度数据进行分析，室外温度最高37.9℃，最低7.2℃，温度平均值18.5℃。室外气温最高值出现在2016年7月28日15时许。共有5天室外气温达到35℃以上，分别为6月30日，7月14日、26日、27日、28日，其中6月30日为菌丝生长阶段，温度控制在24～26℃，其余的4天为子实体生长阶段，最佳温度需要控制在8～16℃，所以查验简易制冷设备的最大制冷能力是否能满足阿魏菇生长的温度，只需分析7月14日、26日、27日、28日这4天菇棚内温度数据即可，每天时间段选定为 8：00～22：00，菇棚内外气温最高值、最低值、平均值如表1。其气温变化曲线图如图5、图6、图7、图8，坐标轴横轴为时间，纵轴为温度，每个坐标上方的曲线为室外气温变化曲线，下方的曲线为菇棚内温度变化曲线。