Efficient refrigeration systems for fruit and vegetable storage chambers

Full Text

На качество плодоовощной продукции при длительном хранении в холодильных камерах определяющее влияние оказывают температура, относительная влажность и циркуляция воздуха в камере.

Рекомендуемая температура хранения различна для разных видов складируемой продукции и меняется в диапазоне от +12 °C для бананов, лимонов, томатов до -1... -2 °C для лука, винограда, черешни. Для большинства овощей и фруктов отклонение от рекомендованных температур в ту или иную сторону вызывает ухудшение качества и уменьшение срока хранения. Так, повышение температуры хранения обычно сопровождается преждевременным созреванием и загниванием продукции, а понижение температуры вызывает пятна на кожице, изменение цвета и склонность к загниванию.

Трехкомпрессорная центральная станция МО PSH холодопроизводительностью 710 кВт (при температуре кипения —6 °C и конденсации +40 °C).

Рекомендуемая относительная влажность воздуха для различных продуктов колеблется от 75 до 95 %. Для большинства овощей и фруктов оптимальной является относительная влажность воздуха 85 95 %, и только для лука, орехов, сухофруктов требуется пониженная влажность.

Равномерная циркуляция воздуха необходима для поддержания однородного температурного и влажностного поля по всему объему камеры. Слишком высокая скорость циркуляции воздуха приводит к увеличению потерь продукции от усушки, заниженная - к образованию застойных зон и неравномерности температурного и влажностного полей в объеме камеры, а значит, и к отклонению параметров хранения в разных частях камеры от рекомендованных значений.

Двухпоточные воздухоохладители серии Baltic RAТ

Режимы хранения и последствия отклонения параметров воздушной среды от рекомендуемых для каждого вида продукции подробно описаны в [ 1 -3]. При правильном подборе холодильное оборудование плодоовощехранилищ должно обеспечивать рекомендуемые параметры воздуха в камере хранения для каждого вида продуктов.

Известно, что температура, относительная влажность и циркуляция воздуха в холодильных камерах тесно связаны между собой и изменение одного из этих параметров обычно вызывает изменение других.

Так, например, при относительной влажности 90 % повышение температуры от 0 °C на 1 °C приводит к снижению влажности на 8%.

Выбранный способ поддержания пара метров во многом определяет стоимость системы холодоснабжения и ее энергетическую эффективность. Поддержание высокой относительной влажности воздуха при помощи пароувлажнителей ведет к значительному увеличению энергозатрат, так как вначале энергия расходуется на выпаривание воды, затем на ее конденсацию и замораживание на поверхности воздухоохладителей, а в последующем - на оттайку. Установлено, что при стандартной разности между температурами кипения хладагента и воздуха в камере 8 °C на поверхности воздухоохладителя будет конденсироваться от 0,2 до 0,4 г воды из 1 кг воздуха, проходящего через воздухоохладитель. На конденсацию и замораживание этой воды потребуется от 10 до 20 % общей холодопроизводительности установки.

Что касается циркуляции воздуха, то для плодоовощных камер совершенно не подходят классические воздухоохладители с прямым потоком воздуха, оснащенные осевыми вентиляторами. Скорость движения воздуха на выходе таких воздухоохладителей составляет 6...9 м/с, а в конце штабеля длиной 15...20 м - 0,2 м/с. Это приводит к интенсивной усушке продукта, рас положенного в непосредственной близости к воздухоохладителю, и гниению продукта в застойных зонах. Решение проблемы циркуляции воздуха при помощи воздуховодов вызывает увеличение стоимости установки, значительные потери грузового объема камеры и усложнение монтажных работ.

Определенные трудности при проектировании систем холодоснабжения плодоовощехранилищ и подборе оборудования связаны также с тем, что оно должно обеспечивать как режим охлаждения, так и ре жим хранения. А поскольку для охлаждения продукции требуется, как известно, почти на порядок большая, чем для хранения, холодопроизводительность и повышенная (в 2-3 раза) кратность циркуляции воздуха, необходимо закладывать в проекты такое холодильное оборудование, которое было бы способно обеспечить оптимальные температурно-влажностные параметры и кратность циркуляции воздуха в холодильных камерах в режиме и охлаждения, и хранения.

Наиболее целесообразным и эффективным представляется использование двух поточных воздухоохладителей с изменением направления потока воздуха, которые следует располагать над центральным проходом камеры. Воздух при этом циркулирует от центра камеры вдоль потолка к стенам, вниз, между рядами продуктов и на зад вверх через центр камеры. Кратность воздухообмена можно регулировать путем изменения числа работающих вентиляторов. Высокая относительная влажность поддерживается за счет малой разности между температурами поверхности воздухоохладителя и воздуха в камере. Значение относительной влажности может быть изменено в рекомендуемых пределах по средством изменения температуры хладагента применительно к виду складируемой продукции.

Оптимальные параметры хранения плодоовощной продукции были положены в основу проекта реконструкции овощехранилища УРСа ГП “Белтрансгаз" в Минске, осуществленного фирмой “Ламинар” в сотрудничестве с фирмой AC Refrigeration.

Система холодоснабжения реализована на базе оборудования НК Refrigeration (Франция).

Овощехранилище состоит из пяти камер вместимостью от 70 до 300 т. Для каждой камеры были подобраны двухпоточные потолочные воздухоохладители серии Baltic ВАТ 504S4P с возможностью регулирования температуры кипения хладагента в каждом воздухоохладителе. Это позволяет регулировать относительную влажность в камере в зависимости от вида хранимой продукции. Скорость воз духа на выходе из воздухоохладителя составляет 2...3 м/с, на уровне продукта - 0,2 м/с. Выбранная система воздухораспределения обеспечивает постоянство температурно-влажностного режима во всем объеме камеры и максимальное со хранение качества продукции.

Воздушный конденсатор серии Начале Н9, установленный на крыше овощехранилища

Холодоснабжение овощехранилища решено с помощью центральной холодильной станции МО PSH 86/ЗР, оснащен ной тремя компрессорами COPELAND D4SF1-100 X, системой отделения масла и автоматического поддержания его уровня в компрессорах. Работой станции

управляет микропроцессорное устройство ELIWELL EWCM 900s. Воздушный конденсатор Havane Н9 122 установлен на крыше здания. Регулирование режима в камерах осуществляется микропроцессорным устройством Masterlog.

Имеется возможность обогрева ка мер при помощи ТЭНов, которыми оснащены воздухоохладители. Режим обогрева включается автоматически при падении температуры в камере ниже заданной. Аналогичные системы холодоснабжения эксплуатируются второй сезон на Перовской овощной базе в Москве. Такие системы показали очень хорошие результаты по итогам длительного хранения различных видов плодоовощной продукции. Они позволяют значительно экономить энергоресурсы за счет использования холода в основном на отвод теплопритоков в камере хранения продукции, а не на конденсацию и вымораживание влаги из окружающего воздуха.

About the authors

A. A. Spassky

Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Minsk

A. A. Borozdin

Email: info@eco-vector.com
Russian Federation, Minsk

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Three-compressor central station MO PSH with a cooling capacity of 710 kW (at an evaporating temperature of -6 °C and a condensing temperature of +40 °C).

Download (349KB)

Indexing metadata

3. Dual flow air coolers of the Baltic RAT series

Download (225KB)

Indexing metadata

4. Nachale H9 series air condenser installed on the roof of a vegetable store

Download (223KB)

Indexing metadata