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多库房同温冷库制冷系统节能运行研究

张瑞贤  
【摘要】:多库房同温冷库在不同运行情况下,用于维持库房温度所需冷量出现最大值的时间的不同期性加大,则整个冷库单位时间所需冷量很小,只需使用系统部分制冷机便能够维持设计的库房温度,若继续使用初期降温制冷机制冷,将导致资源的浪费。针对以上问题,本课题重点探讨了多库房同温冷库在维持库房温度期间以最小冷量制冷机连续运行的工作模式。本文为了研究维持库房温度期间以最小冷量制冷机连续运行的工作模式,搭建了多库房同温冷库制冷系统试验台,采用模拟和实验研究相结合的方法,将5/8匹制冷机对各冷间轮流降温的运行模式与3匹制冷机对冷库整体降温的运行模式进行对比,讨论在开门、进货、出货及空库工况下,两种运行模式的运行特性。并建立保温体模型对围护结构非稳态传热量以及送回风管道传热量进行了具体分析;建立制冷系统模型对3匹制冷机和5/8匹制冷机的匹配性进行了分析。通过对围护结构非稳态传热量以及送回风管道传热量进行了模拟分析可知,单冷间维护结构传热量出现最大值的时间出现在凌晨1~2点为39.73W,出现最小值的时间是14~15点为32.02W,以大值为基准减小了19.4%。深夜环境温度较低,制冷机输出冷量加大,如果其他负荷变化幅度不大,维护结构传热量对冷间的降温时间影响不大。除维护结构以外的负荷,特别是风道表面传入热量是维护结构传热量的3.32倍,因此,必须对送回风道表面做更加完善的保温,这也是取得轮流降温运行系统正常工作的重要保证。通过对3匹制冷机和5/8匹制冷机的匹配性的模拟分析可知,所选用的3匹制冷机和5/8匹制冷机各部件之间匹配性较好。通过对冷间进货、出货、开门工况下各库房降温时间的实验和模拟研究分析可知,5/8匹制冷机对冷间轮流降温时,10个冷间均降到设计温度后,制冷机的停机时间分别为4.15min、1.73min和1.65min。这就说明5/8匹制冷机通过“进货-降温后再转入另一间库房进货-降温”的运行模式能够保证各冷间温度维持在-17℃~-23℃的范围内。在空库条件下,进行了三组实验。通过分析可知,第一组采用3匹制冷机对冷库整体进行初始降温,由于送、回风道没有考虑均匀送风问题各冷间的降温速率存在差异,1~5号库房的情况为:1号库降温时间最长为1.46h,4号库降温时间最短为0.82h,其余库房在两者之间。第二组采用5/8匹制冷机对冷库整体进行初始降温,由于冷量不足,不能完成降温过程,花去5个多小时的时间仅有2间送风量较大的库房温度降至-18℃。因此,5/8匹制冷机不能完成全库同时降温的任务。第三组实验是各库房的空库保温实验,3匹制冷机对全库保温,5/8匹以轮流降温的方式对各冷间保温。3匹制冷机对全库降温时时,1~5号库房降温速率之和比3匹轮流降温单间降温速率还慢54.8%,说明轮流降温能够更快地达到设计温度。通过实验和模拟研究分析可知,制冷机停机冷库升温时由于3匹制冷机和5/8匹制冷机停机阶段冷库保温体、送回风系统和环境温度等相同,因此同一个冷间的升温情况是相同的。坐落于四个角落的1、5、6、10号冷间升温速率相对较快,各间的升温速率相差不大;与此类似位置接近的2、3、4、7、8和9号冷间的升温速率相对较慢,各冷间的升温速率基本相同。


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