奚振奎
山东大学
摘要：研制在温度低、湿度大的情况下运行的低温空调机组,是食品加工行业发展的迫切需要。与传统食品加工间的情况不同,由于蒸发温度低,湿度大,如何解决在机组运转过程中的结霜问题,如何合理的选配机器,从技术上解决低温食品车间的温度控制,达到节能效果的最大化,全面提高制冷系统的COP,是急需解决的问题。
蒸发式冷凝器同风冷式冷凝器相比传热性能大大提高,降低了风机的负荷和能量的消耗,在相同的热量负荷下,蒸发式冷凝器的传热面积小得多。同传统的壳管式冷凝器配冷却塔的冷凝系统相比,冷凝温度显著降低。另外,蒸发式冷凝器将冷却塔的功效融合为一体,结构紧凑,大大节约了占地面积,还降低了冷凝器和冷却塔相连接的管道和阀门的成本及维修费用,因此,食品加工间空调机组系统中节能高效的蒸发式冷凝器的使用就显得非常紧迫和必要。
本研究采用制冷剂直接蒸发制冷,从根本上解决耗能、换热效率、安全和系统的简化等诸多问题。采用R404a作为制冷剂,它是一种对臭氧层不起破坏作用的混合制冷剂,是应用在制冷系统领域的R-502与R-22的长期替代品。对于产生10℃或2℃低温的食品加工车间,在高湿度的食品加工车间里,大温差、小流量的换热方式会使得蒸发器很容易结露或结霜,从而减小换热量,增加送风的阻力。另外产生大量湿负荷,不利于车间降温和节能。而小温差、大流量换热,虽然换热效率不是太高,但是如果温度和风速选择合适的话可以解决结露、结霜问题。能否找到一个合适的送风温度,既能提高换热效率,又能解决结露或结霜问题,是本研究的一个方面。
本研究在充分考虑先进制冷工艺的基础上主要完成了以下工作：
（1）室外采用蒸发式冷凝器,节省了能量、空间,减少了风冷、水冷等冷凝器所需要的管道、阀门、风机、水泵、自控系统等设施。从投资、运行费用、管理难度等许多方面都得到了节省。与同负荷系统水冷式冷凝器相比,COP提高了25%。与同负荷系统风冷式冷凝器相比,COP提高了35%。
（2）室内机采用R404a直接蒸发式蒸发器,与乙二醇作为载冷剂系统相比,简化了系统,节省了水泵、自控系统等设施。减少了投资和运行成本。
（3）采用3-5℃的小温差大风量送风,减少了湿负荷对车间空调效果的影响,利于节能的同时,提高了蒸发温度和制冷效率。同时采用延时停风机利用室内空气融霜或载冷剂热回收的融霜方式,较好的解决食品加工间这种温度低,湿度大的环境下换热器结露、结霜的问题。关键词：R404a;
蒸发式制冷;
空调机组;
小温差送风;
大风量;
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