孫秋瑾 陳柏龍

1沈陽建筑大學（110168）2哈電（大連）電力設(shè)計有限責任公司（116000）

1 冷庫現(xiàn)存問題

隨著社會的不斷進步，人們生活水平也在不斷提高，人們對于食品品質(zhì)的要求和需求也越來越大，而冷庫作為儲存食品的地方，被相應的提出了更高的要求。冷庫在我國起步較晚，但近些年來，我國冷庫行業(yè)發(fā)展迅速，根據(jù)相關(guān)資料顯示庫容量多年連續(xù)提高，且果蔬、肉類、水產(chǎn)品等的冷鏈流通率和冷藏運輸率都有了顯著的提高，根據(jù)以往發(fā)達國家的經(jīng)驗來看，冷鏈流通率越高，流通過程中的腐損率越低。但我國果蔬、肉類、水產(chǎn)品等的腐損率一直居高不下，每年腐損量達4807萬t[1]。與一些發(fā)達國家相比，腐損率過高，我國冷庫的發(fā)展還處于明顯落后的狀態(tài)。冷庫作為制冷鏈中比較重要的一環(huán)，是國內(nèi)外食品儲存的一種通用方式。農(nóng)副產(chǎn)品制冷效率的提高與國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人們生活水平的提高有關(guān)，因此應該多關(guān)注食品的儲存，確保食品能有一個好的儲存環(huán)境?，F(xiàn)階段冷庫處于供不應求的狀態(tài)，有些商家為了最大化的利用冷庫，常常出現(xiàn)庫內(nèi)貨物擺放不科學，送風速度、送風溫度取值上不合理的問題，導致貨物沒有在一個最佳環(huán)境下儲存，而減少了儲存壽命。改善冷庫內(nèi)的氣流組織是極為重要的，冷庫內(nèi)合理的氣流組織設(shè)計是提高庫內(nèi)食品儲存品質(zhì)、儲存時長的主要因素。

2 傳統(tǒng)冷庫送風方式的局限性

目前，冷風機制冷和排管式制冷是我國傳統(tǒng)冷庫采用的兩種制冷方法。其中，冷風機制冷屬于強制對流換熱，冷風機運行時，腔內(nèi)處于負壓狀態(tài)，冷庫內(nèi)氣體被迫流動，從冷風機回風口進入腔內(nèi)，與腔內(nèi)蒸發(fā)器進行換熱，降低溫度。通過不斷對流，使冷庫內(nèi)達到制冷的目的。此制冷方式安裝簡單，但送風距離十分有限，會使得離冷風機較遠處的食品達不到貯藏要求整個冷庫內(nèi)氣流組織達不到想要的效果。而且冷風是直接以高速吹在庫內(nèi)食品上，會引起食品很大的干耗，嚴重影響食品貯存品質(zhì)。

排管式制冷的冷庫采用鋁合金管道，通常將排管安裝在冷庫頂部或冷庫側(cè)墻，作為整個冷庫的蒸發(fā)器。排管內(nèi)裝有制冷劑，通過導熱和自然對流兩種方式為冷庫制冷。排管式制冷較冷風機制冷的好處是不受送風距離的限制，送風比較均勻，且送風速度小，不會引起貨物很大的干耗。這是一個比較有利的貯存條件。但其采用鋁合金管道，在冷庫開關(guān)門的時候不可避免的會在鋁合金管道表面結(jié)霜，導致管道受到破壞，影響制冷效果。另外，鋁合金材質(zhì)的存在就意味著造價很高，比冷風機高出一大截，性價比不高。

一種新型的送風末端應運而生-纖維織物風管送風，也稱為布袋式送風[2]。從根本上解決了傳統(tǒng)冷庫送風系統(tǒng)的問題。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)有了杜肯索斯空氣分布系統(tǒng)有限公司技術(shù)中心，但是暖通工程師們對于此項技術(shù)還比較陌生，在此領(lǐng)域的研究相對較少，因此，合理的設(shè)計纖維空氣分布系統(tǒng)，對原有的設(shè)計進行補充完善是十分有意義的。

3 纖維織物風管送風方式

纖維織物風管由特殊的纖維材料織成，集空氣的傳輸和分布于一體。早在20世紀50~60年代，世界各國的暖通工程師們就嘗試將纖維材料制成的送風末端應用于冷庫中，纖維織物風管在冷庫中應用一般直接和冷風機送風口連接。在冷風機送風口處做一個接口，將風管套在接口處，再用柳釘?shù)裙潭?。冷風直接送入風管中，再由風管表面以滲透或者噴射的形式送到冷庫內(nèi)，不需要設(shè)計回風系統(tǒng)，直接從冷風機背面回風口回風。

3.1 纖維織物風管送風模式及適用場所

根據(jù)纖維織物風管表面開孔形式的不同，將纖維空氣分布系統(tǒng)送風模式分為純滲透式、純噴射式、條縫滲透式、噴射滲透式四類。

1）純滲透式:僅依靠纖維材料的滲透性向室內(nèi)送風，送風面積大，送風速度低，可達到送風房間對于均勻性的要求。適用于食品生產(chǎn)廠房，食品儲存庫房等空間。

2）純噴射式:纖維材料本身不具有滲透性，僅依靠在風管表面開設(shè)噴口向室內(nèi)噴射送風，可達到較高的送風速度。適用于高大空間的廠房、體育館等。

3）條縫滲透式:通過在滲透性纖維材料織成的風管表面開設(shè)條縫，一部分送風通過開設(shè)的條縫送入室內(nèi)，一部分通過滲透性材料送入室內(nèi)。

4）噴射滲透式:通過纖維材料的滲透性和纖維風管表面開設(shè)的小孔向室內(nèi)送風，可達到向指定位置的送風。適用于對送風有特殊要求的高大空間體育場所及超市等。

3.2 纖維織物風管送風特點

1）面式送風，送風均勻。纖維織物風管送風系統(tǒng)由貫穿于整個送風空間的纖維材料織成的風管向室內(nèi)送風，代替了傳統(tǒng)的鐵皮風管，風閥，散流器等，其整體相當于一個大的靜壓箱，寧靜降噪，送風面積大，送風速度小，無吹風感，不會產(chǎn)生干耗現(xiàn)象，食品水分散失，導致食品品質(zhì)下降。可向室內(nèi)均勻送風，冷藏庫在貯藏食品的時候，人們最關(guān)心的便是冷藏庫內(nèi)的氣流分布是否均勻。

2）防結(jié)霜。從冷風機送風口送出的冷風直接進入纖維織物風管內(nèi)部，在靜壓的作用下，沿風管徑向滲透出風，在風管表面形成一層冷氣層，冷氣層包裹了整根纖維織物風管，阻止了冷庫來回開關(guān)門時滲入庫內(nèi)的空氣接觸風管，從而避免了風管表面結(jié)霜現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3）易清洗，送風過程衛(wèi)生。傳統(tǒng)的鐵皮風管由于難于拆卸，重量較重等原因不易清洗，長期使用管內(nèi)積聚了很多灰塵，空調(diào)系統(tǒng)運行時這些灰塵全部都隨空氣流動送到了送風房間內(nèi)，在一些相對封閉空間里，很容易引起病態(tài)建筑綜合征和一些建筑相關(guān)疾病。而纖維織物風管重量輕，易于拆卸，可定期清洗。解決了傳統(tǒng)送風系統(tǒng)帶來的衛(wèi)生問題。在冷庫中應用保證了食品品質(zhì)。

纖維織物風管以上的這些特點為其在冷庫中應用奠定了基礎(chǔ)。

4 纖維織物風管在冷庫應用的設(shè)計方法

本節(jié)通過送風模式的選擇、管內(nèi)風速、管徑和風管材料的選取以及開孔形式的確定等幾部分對纖維織物風管進行設(shè)計計算，以求得出準確的冷庫用纖維織物風管布置思路[3]。

4.1 送風模式、安裝方式及材料選取

纖維織物風管在冷庫中應用一般選取噴射滲透式或純滲透式纖維織物風管向冷庫內(nèi)送風，本節(jié)以噴射滲透式風管為例。為了防止凝露，達到均勻送風的效果，需要選取大滲透率的纖維材料。安裝方式選擇半圓附壁形式，可節(jié)省一定的庫內(nèi)空間，提高冷庫容積利用率。

4.2 計算風管直徑

風管直徑根據(jù)送風量和風管入口風速確定，風管直徑和管內(nèi)風速的關(guān)系如下式:

其中，Q——系統(tǒng)送風量（m3/h）；D——風管直徑（m）；v——初選風速（m/s）；

風速的選取與管內(nèi)靜壓有關(guān)，當兩者不匹配時極易造成風管抖動，應保證風管不發(fā)生抖動的情況下，合理選擇風速。

4.3 選取纖維滲透率，確定滲透風量

選取大滲透率40~100mm/s的纖維織物風管，且要保證滲透風量占總風量的40%以上，滲透風量和滲透率的關(guān)系如下式:

其中，Qf——滲透風量（m3/h）；Fc——滲透率（（m3/s）/m2）；Sa——風管表面出風面積（m2）；Pa——平均壓力（Pa）；Pc——參考靜壓（Pa）；

4.4 確定開孔角度、開孔排數(shù)、開孔直徑、開孔數(shù)量和開孔間距

由于纖維織物風管布置于整個冷庫中間，且附著于冷庫頂部，為使冷庫內(nèi)部氣流更加均勻分布，在半圓式纖維織物風管的三點鐘和九點鐘方向開孔。

根據(jù)噴射風量和噴射風速由上式（1）可計算出噴射面積，從而得到開孔直徑及開孔數(shù)量。

纖維織物風管的長度根據(jù)冷庫內(nèi)貨物的擺放長度選取，根據(jù)纖維織物風管長度選取合適的開孔間距。

完成以上步驟即完成了纖維織物風管在冷庫中應用的初步設(shè)計。

5 結(jié)語

文章通過對比傳統(tǒng)送風方式和纖維織物風管送風方式，突出了纖維織物風管送風在冷庫中應用的優(yōu)勢。纖維織物風管面式出風，送風速度小，保證了冷庫內(nèi)氣流均勻且不會引起貨物很大干耗；風管選擇大滲透率材質(zhì)，防止了風管表面產(chǎn)生凝露；易清洗、重量輕、噪聲小等優(yōu)點，使其在冷庫中應用簡單方便。并且文章提出了纖維織物風管在冷庫中應用的設(shè)計方法，為實際設(shè)計過程提供了幫助。