申江 丁峰 張現(xiàn)紅

(天津商業(yè)大學(xué)天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津 300134)

變送風(fēng)參數(shù)對(duì)西紅柿差壓預(yù)冷節(jié)能效果研究

申江 丁峰 張現(xiàn)紅

(天津商業(yè)大學(xué)天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 天津 300134)

差壓預(yù)冷送風(fēng)參數(shù)直接影響差壓預(yù)冷效果和預(yù)冷裝置的能耗，本文搭建差壓預(yù)冷實(shí)驗(yàn)臺(tái)，選取西紅柿為研究對(duì)象，測(cè)得不同送風(fēng)速度、不同送風(fēng)溫度工況下西紅柿中心溫度隨時(shí)間的變化特點(diǎn)，分析不同預(yù)冷條件下西紅柿預(yù)冷時(shí)間規(guī)律，對(duì)不同工況下西紅柿預(yù)冷效果和裝置能耗進(jìn)行分析。根據(jù)分析結(jié)果提出變送風(fēng)速度和變送風(fēng)溫度的優(yōu)化方案，發(fā)現(xiàn)西紅柿由27℃降到15℃過(guò)程采用風(fēng)速0.9 m/s，由15℃降到5℃采用風(fēng)速0.57 m/s預(yù)冷，對(duì)比定送風(fēng)速度預(yù)冷，差壓風(fēng)機(jī)可節(jié)能14.5%～17.7%；西紅柿由27℃降到10℃過(guò)程采取送風(fēng)溫度為4℃，由10℃降到5℃采取送風(fēng)溫度為2℃，對(duì)比定送風(fēng)溫度預(yù)冷，制冷系統(tǒng)可節(jié)能5.6%～10.5%。

差壓預(yù)冷；節(jié)能；變送風(fēng)參數(shù)；送風(fēng)速度；送風(fēng)溫度

差壓預(yù)冷是一種優(yōu)良的空氣預(yù)冷方式，其利用差壓風(fēng)機(jī)的抽吸作用，在包裝箱兩側(cè)形成一定的壓差，濕冷空氣在壓差的作用下通過(guò)包裝箱的開(kāi)孔進(jìn)入包裝箱，與果蔬對(duì)流換熱，使果蔬快速、均勻地冷卻到工藝要求溫度范圍[1]。國(guó)內(nèi)多位學(xué)者分別對(duì)不同果蔬進(jìn)行了差壓預(yù)冷實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)果蔬預(yù)冷效果好但是能耗較大，并對(duì)差壓預(yù)冷節(jié)能進(jìn)行了初步探索[2－9]。差壓預(yù)冷過(guò)程中的送風(fēng)參數(shù)，直接影響果蔬預(yù)冷效果和預(yù)冷裝置的能耗，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了大量的研究。

Baird CD等[10]通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)增加送風(fēng)速度可降低冷卻時(shí)間，但送風(fēng)速度超過(guò)1.5 m/s后，冷卻時(shí)間沒(méi)有顯著變化。Emond JP等[11]對(duì)影響草莓預(yù)冷速度和溫度分布的參數(shù)進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明冷空氣流量從2 L/(s·kg)增加到4 L/(s·kg)，7/8預(yù)冷時(shí)間減少30%～44%。Lambrinos G等[12]針對(duì)預(yù)冷風(fēng)速進(jìn)行研究，結(jié)果表明預(yù)冷風(fēng)速?gòu)?.2 m/s增大到3.6 m/s，預(yù)冷時(shí)間縮短2到3倍，但是風(fēng)速的增大會(huì)增加風(fēng)機(jī)能耗。

鄧超[13]開(kāi)發(fā)了一體化高濕差壓預(yù)冷裝置，并研究了不同工況下果蔬預(yù)冷效果和裝置能耗，結(jié)果表明蒸發(fā)溫度越低預(yù)冷速率越大，但預(yù)冷均勻性降低，壓縮機(jī)功耗增加。噴淋加濕濕度越大預(yù)冷時(shí)間越長(zhǎng)，果蔬失水率下降但系統(tǒng)能耗增加。何暉等[14]、劉斌等[15]根據(jù)果蔬在預(yù)冷過(guò)程中溫度變化的規(guī)律，提出在差壓預(yù)冷生產(chǎn)中采用變頻調(diào)速方法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用變風(fēng)速預(yù)冷節(jié)能效果顯著。閆國(guó)琦等[16]通過(guò)對(duì)預(yù)冷風(fēng)機(jī)能耗最小優(yōu)化控制的分析，發(fā)現(xiàn)在限定預(yù)冷時(shí)間的要求下，采用不同溫度段匹配不同風(fēng)量的控制方法可實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)能耗最小的效果。

1 材料與方法

1·1 材料與設(shè)備

西紅柿:采購(gòu)于天津市北辰區(qū)韓家墅果蔬批發(fā)市場(chǎng)，挑選大小均勻、外形規(guī)則、平均直徑為80 mm、八成熟的西紅柿作實(shí)驗(yàn)材料。

包裝箱:三層瓦楞紙箱，長(zhǎng)、寬、高分別為445 mm、295 mm、300mm，紙箱厚度為5 mm。包裝箱兩個(gè)相對(duì)的295 mm×300 mm側(cè)面上分別開(kāi)9個(gè)圓形孔，孔徑為60 mm，開(kāi)孔面積占箱側(cè)面積的28.7%。開(kāi)孔位置在包裝箱側(cè)壁的相對(duì)位置如圖1所示。

圖1 包裝箱開(kāi)孔方式Fig·1 The trepanning way of packing box

電子計(jì)重秤:預(yù)冷前后果蔬失重的測(cè)量采用上海友聲衡器有限公司ACS-30A電子計(jì)重秤。

微電腦恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)箱:宏聯(lián)(上海)科技有限公司H-TH-1BP-E微電腦恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)箱，溫度范圍－70～100℃，濕度范圍20%～98%RH。

多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集器:日本橫河儀器有限公司MX100多點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)采集器。

熱電偶:銅-康銅熱電偶測(cè)量各測(cè)點(diǎn)溫度，測(cè)溫范圍為－200～300℃，銅-康銅絲測(cè)點(diǎn)端用電弧焊焊接，用標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)水銀溫度計(jì)進(jìn)行標(biāo)定，控制誤差范圍為0.2℃。

多通道風(fēng)速溫濕度測(cè)試儀:差壓預(yù)冷送風(fēng)速度的測(cè)量采用日本KANOMAX株式會(huì)社SYSTEM6243 MODEL 1560型24通道風(fēng)速溫濕度測(cè)試儀。

壓差計(jì):預(yù)冷過(guò)程包裝箱前后壓差的測(cè)量采用法國(guó)KIMO公司CP101壓差計(jì)。

實(shí)驗(yàn)采用的差壓預(yù)冷實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，實(shí)驗(yàn)裝置由制冷系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和差壓風(fēng)機(jī)組成。制冷系統(tǒng)主要用來(lái)提供預(yù)冷所需的冷量，壓縮冷凝機(jī)組置于預(yù)冷裝置外部，蒸發(fā)器置于預(yù)冷裝置內(nèi)部，制冷工質(zhì)采用R22，制冷量為3500 W。電加熱器采用U型帶翅片的空氣干燒型電熱管，功率為1000W，置于蒸發(fā)器后方，電加熱器的電源接線連接實(shí)驗(yàn)臺(tái)之外的調(diào)壓器(調(diào)壓范圍為0～250 V)。加濕器采用無(wú)錫洛社華盛電機(jī)廠CJ-30加濕器，加濕量為3 kg/h。溫濕度控制裝置采用余姚市長(zhǎng)江溫度儀表廠XMT-9007D系列溫濕度儀，溫度控制范圍是－50～200℃，精度為±0.5℃；濕度控制范圍是5%～90%RH，精度為±3.0%RH。差壓風(fēng)機(jī)采用倫登風(fēng)機(jī)(天津)有限公司ADT280軸流風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)風(fēng)量2500 m3/h，靜壓為200 Pa，功率為550W。風(fēng)機(jī)外接北京同森科技有限公司TS2904PT2M變頻器，頻率調(diào)節(jié)范圍為0～50 Hz。

圖2 實(shí)驗(yàn)用差壓預(yù)冷裝置示意圖Fig·2 SchematiCdiagramof pressure pre-cooling device

1·2 實(shí)驗(yàn)方法

1)測(cè)點(diǎn)布置

包裝箱內(nèi)西紅柿擺放方式采用平方間隔擺放，擺放時(shí)避免西紅柿堵住包裝箱的側(cè)面開(kāi)孔。包裝箱內(nèi)西紅柿最底層為第一層，依次往上擺放第二、三、四層，西紅柿排列方式及測(cè)點(diǎn)編號(hào)如圖3所示。每個(gè)西紅柿中心位置插入兩個(gè)熱電偶探頭，取兩者平均值作為該西紅柿中心溫度值。

冷風(fēng)在進(jìn)入包裝箱前經(jīng)過(guò)一段水平靜壓箱，在距包裝箱入口200 mm截面處冷空氣流速均勻、穩(wěn)定，以此處測(cè)得的風(fēng)速值作為送風(fēng)速度值，同時(shí)在此處布置溫度探頭，將此處測(cè)得的溫度值作為送風(fēng)溫度值。

2)實(shí)驗(yàn)方案

經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，測(cè)得風(fēng)機(jī)頻率25 Hz、35 Hz、40 Hz所對(duì)應(yīng)的送風(fēng)速度分別為0.57 m/s、0.76 m/s、0.9 m/s，每次實(shí)驗(yàn)用西紅柿重量為20 kg，換算成西紅柿單位質(zhì)量冷空氣流量分別為9.234 m3/(h·kg)、12.312 m3/(h·kg)、14.58 m3/(h·kg)；送風(fēng)溫度為0℃、2℃、4℃時(shí)，實(shí)驗(yàn)裝置獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)較理想。據(jù)此確定不同送風(fēng)參數(shù)對(duì)西紅柿預(yù)冷效果影響的實(shí)驗(yàn)方案見(jiàn)表1，變送風(fēng)速度壓差預(yù)冷實(shí)驗(yàn)方案見(jiàn)表3，變送風(fēng)溫度壓差預(yù)冷實(shí)驗(yàn)方案見(jiàn)表4。

圖3 熱電偶布置圖Fig·3 Diagramof thermocouple layout

表1 不同送風(fēng)參數(shù)差壓預(yù)冷實(shí)驗(yàn)方案Tab·1 Experiment design scheme for pressure pre-cooling of different supply air parameter

3)操作方法

預(yù)冷實(shí)驗(yàn)前，先開(kāi)啟壓縮機(jī)、差壓風(fēng)機(jī)、加濕器，將裝置內(nèi)濕度維持在80%，讓濕冷空氣在風(fēng)道內(nèi)循環(huán)一段時(shí)間，當(dāng)裝置內(nèi)溫度、濕度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求時(shí)，將盛有西紅柿的包裝箱放入壓差預(yù)冷實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中壓縮機(jī)一直處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)，當(dāng)送風(fēng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，通過(guò)電加熱器進(jìn)行熱補(bǔ)償，調(diào)節(jié)電加熱器連接的變壓器的輸出功率，可調(diào)節(jié)加熱量以保證送風(fēng)溫度恒定。通過(guò)調(diào)節(jié)軸流風(fēng)機(jī)所連接的變頻器可調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以滿足實(shí)驗(yàn)對(duì)不同送風(fēng)速度的要求。當(dāng)西紅柿中心溫度從初始溫度27℃降低到5℃時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)，將西紅柿從裝置中取出。為保證每次實(shí)驗(yàn)西紅柿的初始溫度相同，將取出的西紅柿置于恒溫恒濕箱內(nèi)加熱到27℃后再進(jìn)行下次實(shí)驗(yàn)，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)采用同一批西紅柿完成多次實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2·1 送風(fēng)風(fēng)速對(duì)西紅柿預(yù)冷效果的影響

研究表明，位于包裝箱底層靠壁面附近的果蔬降溫特點(diǎn)具有代表性[17]。選取方案2所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以第一層＃1、＃3、＃5測(cè)點(diǎn)西紅柿為研究對(duì)象，分析不同風(fēng)速對(duì)西紅柿預(yù)冷速率的影響。圖4給出了三種送風(fēng)速度下第一層＃5測(cè)點(diǎn)西紅柿中心溫度隨時(shí)間變化的測(cè)量結(jié)果。

圖4 T＝2℃工況下,不同送風(fēng)速度下第一層＃5西紅柿中心溫度隨時(shí)間的變化曲線Fig·4 The relationshiPbetween 1 layer＃5 center temperature and time under the condition of different air supPly velocity and T＝2℃

由圖4可知，不同風(fēng)速條件下西紅柿降溫曲線走勢(shì)相同，預(yù)冷前期西紅柿中心溫度迅速下降，之后趨于平緩，且風(fēng)速越大降溫越快。這是由于預(yù)冷初期西紅柿內(nèi)外溫差較大，單位時(shí)間換熱量大，降溫快；而隨著西紅柿溫度的降低，西紅柿內(nèi)外溫差減少，單位時(shí)間換熱量減少，降溫速率減緩。

綜合分析方案1～方案3所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可獲得送風(fēng)速度對(duì)預(yù)冷時(shí)間的影響，圖5給出了第一層＃5測(cè)點(diǎn)西紅柿中心溫度達(dá)到6℃時(shí)，預(yù)冷時(shí)間隨風(fēng)速的變化。由圖可知，預(yù)冷時(shí)間隨風(fēng)速的增加而減少。由于風(fēng)速越大，果蔬表面空氣擾動(dòng)也越大，對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)大，降溫速率快，從而縮短預(yù)冷時(shí)間。送風(fēng)溫度為2℃時(shí)，風(fēng)速的變化對(duì)預(yù)冷時(shí)間影響顯著，預(yù)冷風(fēng)量由9.234 m3/(h·kg)增加到12.312 m3/(h· kg)，預(yù)冷時(shí)間縮短19.9%，風(fēng)量從12.312 m3/(h·kg)增加到14.58 m3/(h·kg)，預(yù)冷時(shí)間縮短21.6%。

因?yàn)榕判蜻x擇法的選擇概率與適應(yīng)度大小無(wú)直接關(guān)系，所以此方法能夠避免個(gè)體適應(yīng)度過(guò)高或過(guò)低對(duì)被選概率的影響，這樣就能夠保持種群多樣性。選擇壓力是排序選擇法的一個(gè)重要參數(shù)，影響著算法的性能，過(guò)大易造成早熟，過(guò)小則使搜索隨機(jī)化，算法收斂速度變慢。

表2列出了不同送風(fēng)速度下包裝箱兩端的壓差及風(fēng)機(jī)能耗，由表可知，在其他條件不變情況下，包裝箱兩端的壓差隨風(fēng)速的增加而增大，預(yù)冷時(shí)間隨風(fēng)速的增加而縮短，但風(fēng)機(jī)能耗隨風(fēng)速的增加而增大。

2·2 送風(fēng)溫度對(duì)西紅柿預(yù)冷效果的影響

以第一層＃1、＃3、＃5測(cè)點(diǎn)西紅柿為研究對(duì)象，分析不同送風(fēng)溫度對(duì)西紅柿預(yù)冷速率的影響。選取方案6所獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，送風(fēng)溫度0℃、2℃、4℃條件下的西紅柿降溫曲線走勢(shì)相同，圖6給出了三種送風(fēng)溫度下，第一層＃3測(cè)點(diǎn)西紅柿中心溫度隨時(shí)間變化的測(cè)量結(jié)果。

圖5 送風(fēng)速度對(duì)預(yù)冷時(shí)間的影響Fig·5 Effect of air supply velocity on pre-cooling time

表2 不同風(fēng)速下包裝箱兩端的壓差及風(fēng)機(jī)能耗Tab·2 The differential pressure at the ends of the packing and the fan power consumption under the condition of different air supPly speed

圖6 v＝0·9m/s工況下,不同送風(fēng)溫度下第一層＃3西紅柿中心溫度隨時(shí)間的變化曲線Fig·6 The relationshiPbetween 1 layer＃3 center temperature and time under the condition of different air supPly temperature and v＝0·9m/s

由圖6可知:不同送風(fēng)溫度下西紅柿降溫曲線走勢(shì)相同，預(yù)冷初期西紅柿中心溫度迅速下降，之后趨于平緩；隨著送風(fēng)溫度的降低，西紅柿降溫速率越快。送風(fēng)溫度較低時(shí)，西紅柿內(nèi)外溫差較大，單位時(shí)間內(nèi)從西紅柿單位表面帶走的熱量多，因此降溫速率快。為縮短預(yù)冷時(shí)間，送風(fēng)溫度越低越好，但送風(fēng)溫度也不能過(guò)低。一方面過(guò)低的溫度會(huì)造成果蔬冷害；另一方面送風(fēng)溫度越低，制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度也越低，系統(tǒng)制冷效率降低能耗增大。

圖7給出了第一層＃5測(cè)點(diǎn)西紅柿中心溫度達(dá)到6℃時(shí)，預(yù)冷時(shí)間隨送風(fēng)溫度的變化趨勢(shì)。由圖可知，隨著送風(fēng)溫度的降低，預(yù)冷時(shí)間減少幅度增大。送風(fēng)溫度從4℃降低到2℃，預(yù)冷時(shí)間最大縮短33.9%，送風(fēng)溫度從2℃降低到0℃，預(yù)冷時(shí)間最大縮短46.36%。

圖7 送風(fēng)溫度對(duì)預(yù)冷時(shí)間的影響Fig·7 Effect of air supPly temperature on the pre-cooling time

2·3 變送風(fēng)風(fēng)速對(duì)西紅柿預(yù)冷過(guò)程節(jié)能效果的討論

由以上分析可知:預(yù)冷初期西紅柿降溫速率較快，風(fēng)速對(duì)降溫速率的影響較大，而預(yù)冷后期，當(dāng)西紅柿溫度降低到一定程度時(shí)，風(fēng)速對(duì)降溫幅度影響不明顯。故在預(yù)冷后期，仍采用高風(fēng)速對(duì)預(yù)冷速率影響不大，卻增加了風(fēng)機(jī)能耗，因此可采用變風(fēng)速調(diào)節(jié)技術(shù)。對(duì)西紅柿進(jìn)行預(yù)冷實(shí)驗(yàn)時(shí)，不同預(yù)冷期采用不同的風(fēng)速，設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中固定送風(fēng)溫度為2℃。表3列出了不同方案下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

從表3可以看出:方案8能耗最大而且預(yù)冷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可將方案8排除，其它方案能耗由高到低依次是方案4、方案3、方案6和方案7，方案1、方案2和方案5能耗較小。相對(duì)于方案6和方案7，方案2分別節(jié)能17.7%、14.5%。方案3和方案4也是采用變風(fēng)速的預(yù)冷方案，預(yù)冷后半段采用較高的送風(fēng)速度，雖然預(yù)冷時(shí)間有所減少，但單位時(shí)間功耗大，因此并不節(jié)能。方案4是在預(yù)冷過(guò)程中采用三段送風(fēng)速度進(jìn)行預(yù)冷，節(jié)能效果不顯著且操作相對(duì)復(fù)雜，所以實(shí)際中選擇兩段送風(fēng)速度進(jìn)行即可，綜合考慮，方案2是最優(yōu)的預(yù)冷方案。

表3 不同方案下風(fēng)機(jī)能耗對(duì)比Tab·3 Comparison of fan energy consumption under different scheme

2·4 變送風(fēng)溫度對(duì)西紅柿預(yù)冷過(guò)程節(jié)能效果的討論

由以上分析可知:預(yù)冷初期送風(fēng)溫度對(duì)西紅柿降溫速率影響較大，而預(yù)冷后期，當(dāng)西紅柿溫度降低到一定程度時(shí)，風(fēng)溫對(duì)西紅柿降溫速率影響不大。故可以適當(dāng)提高預(yù)冷初期的送風(fēng)溫度，從而提高蒸發(fā)溫度，減少系統(tǒng)能耗。也可降低預(yù)冷后期的送風(fēng)溫度，從而縮短預(yù)冷時(shí)間，減少整個(gè)預(yù)冷過(guò)程的能耗。實(shí)驗(yàn)不同預(yù)冷階段采用不同的送風(fēng)溫度，設(shè)計(jì)多種方案進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)固定送風(fēng)速度為0.9 m/s。表4列出了不同方案下的實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)果。

表4中不同預(yù)冷階段所需時(shí)間通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定，與之對(duì)應(yīng)的壓縮機(jī)功耗為理論計(jì)算值，計(jì)算時(shí)送風(fēng)溫度和蒸發(fā)溫度溫差取8℃。對(duì)比工況6、工況7和工況8可知，隨著蒸發(fā)溫度的提高，壓縮機(jī)消耗減少，因此采用變蒸發(fā)溫度預(yù)冷有節(jié)能效果。各方案中，方案8預(yù)冷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，首先排除，其它方案能耗由高到低依次是方案6、工況7、工況4和工況5，方案1、工況2和工況3能耗較小，而方案1能耗最小，相對(duì)于方案6和工況7，方案1分別節(jié)能10.5%、5.6%，且方案1預(yù)冷時(shí)間不到4 h。方案4采用三段送風(fēng)溫度預(yù)冷，但節(jié)能效果不顯著且操作復(fù)雜。綜合考慮，在本實(shí)驗(yàn)預(yù)冷條件下，方案1是最優(yōu)的預(yù)冷方案。

表4 不同方案下壓縮機(jī)能耗對(duì)比Tab·4 Comparison of compressor energy consumption under different scheme

3 結(jié)論

西紅柿壓差預(yù)冷過(guò)程，送風(fēng)風(fēng)量越大，西紅柿降溫速率越快，當(dāng)風(fēng)速增加到一定程度后，風(fēng)速的變化對(duì)預(yù)冷時(shí)間和預(yù)冷均勻性影響不大，但風(fēng)速繼續(xù)增大，風(fēng)機(jī)能耗增加。送風(fēng)溫度對(duì)預(yù)冷時(shí)間影響顯著，送風(fēng)溫度越低，西紅柿降溫越快，預(yù)冷時(shí)間越短，為縮短預(yù)冷時(shí)間，送風(fēng)溫度越低越好，但送風(fēng)溫度也不能過(guò)低。

根據(jù)西紅柿降溫特點(diǎn)，提出變風(fēng)速調(diào)節(jié)和變送風(fēng)溫度調(diào)節(jié)技術(shù)。西紅柿由27℃降到15℃過(guò)程采用風(fēng)速0.9 m/s，由15℃降到5℃采用風(fēng)速0.57 m/s預(yù)冷，對(duì)比定送風(fēng)速度預(yù)冷，差壓風(fēng)機(jī)節(jié)能14.5%～17.7%；西紅柿由27℃降到10℃過(guò)程采取送風(fēng)溫度為4℃，由10℃降到5℃采取送風(fēng)溫度為2℃，對(duì)比定送風(fēng)溫度預(yù)冷，制冷系統(tǒng)可節(jié)能5.6%～10.5%。

[1] 劉斌，郭亞麗，關(guān)文強(qiáng).果蔬差壓預(yù)冷方式研究[J].保鮮與加工，2003，19(6):16-18.(Liu Bin，Guo Yali，Guan Wenqiang.Study on forced air pre-cooling mode of fruit and vegetable[J].Storage and Process，2003，19 (6):16-18.)

[2] 劉升，張宏力，武田吉弘.青花菜差壓預(yù)冷流通保鮮技術(shù)的研究[J].制冷學(xué)報(bào)，1999，3(3):47-50.(Liu Sheng，Zhang Hongli，Wutian Jihong.The study of forcedair cooling and keeping freshness technique of broccoli[J]. Journal of Refrigeration，1999，3(3):47-50.)

[3] 寧?kù)o紅，彭苗，申江，等.葡萄差壓預(yù)冷保鮮技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究[J].制冷，2005，24(3):19-23.(Ning Jinghong，Peng Miao，Shen Jiang，et al.Experimental study on pressure-difference pre-cooling of keeping grape fresh technique[J].Refrigeration，2005，24(3):19-23.)

[4] 王強(qiáng)，陳煥新，董德發(fā).黃金梨差壓預(yù)冷送風(fēng)速度的選擇[J].制冷學(xué)報(bào)，2008，29(4):59-62.(Wang Qiang，Chen Huanxin，Dong Defa.Determination of airflow rate in pressure pre-cooling of golden-pear[J].Journal of Refrigeration，2008，29(4):59-62.)

[5] 楊洲，趙春娥，汪劉一，等.龍眼果實(shí)差壓預(yù)冷過(guò)程中的阻力特性[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2007，38(1):104-107.(Yang Zhou，Zhao Chun’e，Wang Liuyi，et al.Pressure droPcharacteristics in forced-air pre-cooling of longan fruits[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2007，38(1):104-107.)

[6] 呂恩利，陸華忠，楊洲，等.番茄差壓預(yù)冷過(guò)程中的通風(fēng)阻力特性[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(7):341-345.(LüEnli，Lu Huazhong，Yang Zhou，et al.Pressure droPcharacteristics in forced-air pre-cooling of tomatoes [J].Transactions of the CSAE，2010，26(7):341-345.)

[7] 高麗樸，鄭淑芳，李武.茄子、番茄、青椒差壓預(yù)冷方法的研究[J].制冷學(xué)報(bào)，2003，24(1):55-56.(Gao Lipu，Zheng Shufang，Li Wu.Preliminary study on airforced pre-cooling of eggplant，tomato and sweet pepper [J].Journal of Refrigeration，2003，24(1):55-56.)

[8] 陳天及，郭亞麗，余本農(nóng)，等.番茄差壓預(yù)冷速度影響因素的試驗(yàn)研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2001，17(5): 105-107.(Chen Tianji，Guo Yali，Yu Bennong，et al.Experimental study on the pressure-difference pre-cooling of tomatoes in cartons[J].Transactions of the CSAE，2001，17(5):105-107.)

[9] 王強(qiáng)，劉鳳珍，連添達(dá).葡萄差壓通風(fēng)預(yù)冷實(shí)驗(yàn)研究[J].食品科學(xué)，2001，22(10):88-90.(Wang Qiang，Liu Fengzhen，Lian Tianda.Experimental study on the pressure-difference pre-cooling ofgrape[J].Food Science，2001，22(10):88-90.)

[10]Baird CD，Gaffney JJ，TalbotmT.Design criteria for efficientand costeffective forced air cooling systems for fruits and vegetables[J].ASHRAE Transactions，1988，94(1): 1434-1454.

[11]Emond JP，Mercier F，Sadfa SO，etal.Study of parameters affecting cooling rate and temperature distribution in forced-air pre-cooling of strawberry[J].Transactions of the ASAE，1996 39(6):2185-2191.

[12]Lambrinos G，Assimaki H，Manolopoulou H，et al.Air pre-cooling and hydro-cooling of Hayward kiwifruit[J]. Acta Hort，1997，24(7):561-566.

[13]鄧超.一體化高濕差壓預(yù)冷裝置的開(kāi)發(fā)和預(yù)冷效果的研究[D].天津:天津商業(yè)大學(xué)，2012.

[14]何暉，馮圣洪.變頻調(diào)速技術(shù)在差壓預(yù)冷庫(kù)的應(yīng)用探討[J].制冷與空調(diào)，2003，3(3):30-32.(He Hui，F(xiàn)eng Shenghong.Application of the variable-frequency technique the pressure pre-cooling storage[J].Refrigeration and Air Conditioning，2003，3(3):30-32.)

[15]劉斌，申江，鄒同華，等.果蔬預(yù)冷風(fēng)速與風(fēng)機(jī)能耗和預(yù)冷效果的實(shí)驗(yàn)研究及分析[J].制冷學(xué)報(bào)，2005，26 (4):17-20.(Liu Bin，Shen Jiang，Zou Tonghua，et al. Theoretical and experimental analyses of influences of precooling air velocities on energy consumption of air fan and pre-cooling effects[J].Journal of Refrigeration，2005，26 (4):17-20.)

[16]閆國(guó)琦，楊洲，馬征.龍眼壓差通風(fēng)預(yù)冷裝置風(fēng)速控制與能耗分析[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2009，40(3):125-129.(Yan Guoqi，Yang Zhou，Ma Zheng.Air velocity control and energy analysis in forced-air pre-cooling device of longan[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2009，40(3):125-129.)

[17]王永.非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格生成技術(shù)及在SIMPLE算法中的應(yīng)用研究[D].天津:天津大學(xué)，2005.

About the corresponding author

Ding Feng，male，master candidate，Mechanical Engineering School，Tianjin University of Commerce，＋86 15522061855，E-mail:1047496347＠qq.com.Research fields:food cold chain technology.

Research on Energy Saving of Tomato Pressure Pre-cooling by Changing the Supply Air Parameter

Shen Jiang Ding Feng Zhang Xianhong

(Tianjin Key Lab of Refrigeration Technology，Tianjin University of Commerce，Tianjin，300134，China)

The supply air parameter of pressure pre-cooling directly influence the energy consumption of pre-cooling device.In this paper，an experimental platformfor pressure pre-cooling is set up，and tomatoes are chosen as experimental objects.The relationshiPbetween the tomato center temperature and the time is obtained under the condition of different supply air parameter.By analyzing the principle of tomato pre-cooling time，the tomato pre-cooling results and energy consumption of the pre-cooling device，the optimization scheme of variable supply air speed and temperature is proposed.It is shown that the supply air speed remains0.9m/swhile the tomato temperature drops from27℃ to 15℃，and remains0.57 m/s while the tomato temperature drops from15℃ to 5℃，the energy consumption of the fan can be reduced by 14.5%～17.7%；The supply air temperature remains 4℃ while the tomato temperature drops from27℃ to 10℃，and remains 2℃ while the tomato temperature drops from10℃ to 5℃，the energy consumption of the refrigeration systemcan be reduced by 5.6%～10.5%.

pressure pre-cooling；energy saving；variable supply air parameter；air supply velocity；air supply temperature

TB61＋1；TS255.3

A

0253－4339(2015)02－0113－06

10.3969/j.issn.0253－4339.2015.02.113

簡(jiǎn)介

丁峰，男，碩士研究生，天津商業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，15522061855，E-mail:1047496347＠qq.com。研究方向:食品冷鏈技術(shù)。

2014年9月13日