摘要：通過介紹風冷高效熱泵機組在蔬菜加工生產中的運用（選型、設計等）情況，說明了風冷高效熱泵系統應用于的領域廣而實用性強。 關鍵詞：熱泵、風冷高效熱泵、蔬菜加工、一機多用、運用 引言 目前根據熱泵原理制成的風冷高效熱泵機組，不僅僅可以用于熱水供應，而且也可以巧用熱泵回收低位熱能（包括顯熱和潛熱）的特點，與中央空調制冷（或供熱）和余熱回收以及蓄能系統相結合，用于農業、工業及第三產業。做到“一機多用”適合冷/熱供應為目的，并且將廢熱回收達到最優節能效果。文章分析了風冷高效熱泵在蔬菜加工（冷藏庫和脫水庫）中的運用、設計思路以及計算方法。供參考。 高效熱泵機組概述 風冷高效熱泵機組是當今世界上開拓利用新能源最好的設備之一，是繼鍋爐之后的新一代產品。在能源供應日益緊張的今天，風冷高效熱泵憑借著其高效節能、環保、安全等諸多優勢迅速在市場上得以推廣。 風冷高效熱泵采用高效地換熱機理作為理論基礎，在“不改變工質、不降低能效比、不損害壓縮機”的前提下，將單極熱泵的熱風出風溫度提高，并且冷凝溫度還比原來的單制冷空調的冷凝溫度有所降低，制冷的能效比（EER）還有所提高，實現了一臺機器能產出同時高溫熱風、低溫冷風等多項功能。與傳統的低溫型熱泵比較其能量價值和熱回收效率得到了大幅提升，并且系統的各項工況（電流，壓力，溫度等）均處于國家所規定的標準范圍內（有國家檢測機構的檢測證），為系統長期穩定運行提供了安全保障，為熱泵技術在制熱/制冷領域的應用開辟了廣闊的前景。 本文簡單地介紹一下風冷高效熱泵在蔬菜加工對蔬菜冷藏和脫水中的運用。 應用實例 1. 項目概況： 1) 云南某蔬菜加工生產基地，有蔬菜冷藏庫和蔬菜脫水庫。要求向其“二庫”提供相應的冷/熱能，蔬菜冷藏庫的庫溫為0～＋3℃，蔬菜脫水庫的庫溫為＋45～＋55℃。設計要求使能節能、環保和操作方便。 2) “二庫”體積均為1000立方米（小型冷庫）。初步預算冷藏庫制冷量600000kcal/h，脫水庫制熱量：700000kcal/h。 3) 根據與客戶技術溝通結果，初步擬定選 用高效熱泵對“二庫”進行改造。其改造范圍冷藏庫的送風和回風系統和脫水庫的內部結構進行改造。工程范圍涉及管道、電控、圍護等方面。 4) 能源狀況：380V三相電源 2. 設計思路： 通過使用風冷高效熱泵的冷熱系統，實現“多方節能，節能減排，清潔生產” 能源效益最大化。 利用風冷高效熱泵產生的熱能提供給脫水庫熱量使蔬菜快速脫水，風冷高效熱泵產生的冷能提供給冷藏庫使蔬菜進行冷藏。 風冷高效熱泵可常年運行，一機多用，機組節能效果明顯，因此可達到最佳的節能組合。 3. 蔬菜冷藏庫耗冷量計算： 蔬菜冷藏庫為高溫冷藏環境，其庫房的溫度控制在0～＋3℃，庫房容積為1000立方米。在此前提條件下計算耗冷量。 庫房耗冷量計算可分為四部分：冷庫圍護結構耗冷量 Q1；庫房換氣通風的耗冷量Q3；庫房內操作經營耗冷量 Q4這四部分耗冷量匯總后即為庫房總耗冷量： 1) Q1＝K×F(tw-tn) kcal/h ＝3100 kcal/h 2) Q2=G(i1-i2)+gb×cb(t1-t2) kcal/h ＝480000 kcal/h 3) Q3=nvr(iw-in)/24 kcal/h ＝4100 kcal/h 4) Q4=Q4a+Q4b+Q4c+Q4d kcal/h ＝110000 kcal/h 5) Q=Q1＋Q2＋Q3＋Q4＝600000kcal/h 4. 蔬菜脫水庫耗熱量的計算： 蔬菜脫水庫為高溫脫水環境，其庫房的溫度控制在＋40～＋50℃，庫房容積為1000立方米。在此前提條件下計算耗熱量。 庫房的耗熱量可估算，庫房的耗熱量是耗冷量的1.2倍，即700000 kcal/h。 5. 設備選型： 根據當地的氣候條件，以及上面計算出耗冷量和耗熱量，我們可以選用風冷高效熱泵機組三臺（二臺可滿足其功用，一臺備用），三臺機組輪流運行，每臺機組連續運行不超過16個小時（見運行策略表）。設計三臺的優點：當機組需要維護時可作調節，不影響用戶使用；三臺機組輪流運行可延長機組的使用壽命，減少機組損壞； 基本參數如下： 名稱 參數 制冷量 kw 320 制熱量 kw 400 額定功率 kw 86.4 額定電流 A 131.28 6. 節能運行策略： 時間段 1號機組 2號機組 3號機組 08：00～16：00 開機 開機 16：00～24：00 開機 開機 24：00～08：00 開機 開機 在白天與夜晚時段溫差的差異，耗冷量與耗熱量不同，我們可以通過室內與室外的溫差進行科學的設計自動控制。 該方案避免了機組24小時不間斷地運行對風冷高效熱泵的心臟－壓縮機造成損壞，科學地設計可提高機組的使用壽命。一般熱泵的運行時間控制在18小時/每天，在方案中必須考慮這一點，尤其是該用戶類型，一定要保證用戶的使用安全性。 庫房安裝溫濕度控制儀，自動對庫房內的溫濕度進行偵測。溫濕度控制儀將信號反饋至主機或送風通道，使其進行自動對正確的操作。 另：假如客戶端有用電峰谷與低谷之分，其電價不同時，我們可采用用電低谷期的蓄冷熱方式進行設計，相應前期投資會提高，本方案暫不考慮。 7. 系統原理說明： （如下圖） 二臺風冷高效熱泵機組產生的熱能供蔬菜脫水庫，產生的冷能供蔬菜冷藏庫。 其間，蔬菜脫水庫的地面采用排管式換熱器，中間安裝風機，將換熱器中工質的熱量散到脫水庫，機組不斷地向蔬菜脫水庫供熱直至加熱到脫水蔬菜脫水溫度50℃。風冷高效熱泵在運行過程中同時蒸發器產生的冷風通過送風風機將大量冷風送入到蔬菜冷藏庫中，機組不斷地向冷藏庫供冷風，將冷藏庫的回風接入風冷高效熱泵機組內不斷循環直至將溫度保持在0℃。 綜合上述，風冷高效熱泵在冷藏庫與脫水庫中的運用可以提高機組的性能。 8. 運行成本分析： 風冷高效熱泵在冷藏庫和脫水庫的運行整個過程中不需要增加其他的設備，且安裝簡便，改造簡單。風冷高效熱泵使用時制熱又制冷，該方案中，風冷高效熱泵可根據實際使用選擇設備的大小型號，達到“一機二用”從根本上可以解決了節能、環保。 風冷高效熱泵在全年的運行中平均EER為3.8，COP為4.2，綜合能效比為8。由此可見，每輸入一度電能都能產生8倍的能量，與其他的類似產品相比較，其節能效果相當顯著。 總結 通過項目可行性分析可知風冷高效熱泵機組在農業生產加工中有著使用價值。風冷高效熱泵機組采用模塊化設計，全自動智能控制，無需專人看管，全天候運行，機組可安裝在室外或空地上，不占有效建筑，可節省土建投資，運行費用少，無需燃料輸送和保管；無需復雜的維護、檢修；無需專人看管，為用戶降低管理費用；系統運行穩定，故障率低，降低了用戶的經營風險。另外節能高效節能、環保安全、操作簡單等特點，投資回收期短。 ［參考文獻］ 1) 冷庫制冷技術 張啟同 編著 農業出版社