马铃薯仓库用蒸发冷却与夜间冷辐射蓄冷及通风空调系统

摘要

本发明公开的马铃薯仓库用蒸发冷却与夜间冷辐射蓄冷及通风空调系统，包括之间通过管网依次连接的间接-直接复合蒸发冷却机组、蓄冷装置和冷辐射器，间接-直接复合蒸发冷却机组与冷水通入蓄冷罐连接，间接-直接复合蒸发冷却机组还通过送风风管与马铃薯仓库地面下设置的地埋管道连接，蓄冷装置通过室内冷却盘管与马铃薯仓库顶部连通。本发明的空调系统将蒸发冷却、蓄冷、夜间通风及地下埋管技术与马铃薯贮藏库相结合，充分利用天然能源调节不同工况下温湿度要求，减少环境污染，节约能源。

说明书

技术领域

本发明属于空调制冷设备技术领域，具体涉及一种马铃薯仓库用蒸发冷 却与夜间冷辐射蓄冷及通风空调系统。

背景技术

近年来，随着人们对马铃薯营养价值认识的提高，以及马铃薯加工工业 的兴起，马铃薯市场发生了很大的变化。这种变化不仅扩大了马铃薯种植面 积，增加了供应量和加工量，同时也使马铃薯的冬储数量比以前增加了很多。 但是，由于受贮藏设施、贮藏方法、管理技术的局限，使得马铃薯贮藏的效 果千差万别。因不同用途的块茎，对贮藏条件有不同的要求，要达到贮藏目 的，就必须科学贮藏、科学管理，避免贮藏病害的发生，才能收到预期的效 果。贮藏窖内的温湿度和空气对贮藏成功与否至关重要，所以，贮藏管理工 作的主要任务，就是通过调节和控制贮藏窖内温湿度，搞好通风换气，增加 贮藏窖内氧气浓度，减少贮藏窖内呼吸时产生的热量，防止贮藏病害的发生， 防止马铃薯块茎非正常失水、伤热及发芽现象的发生；以降低损耗，保证块 茎的优良品质。

具体来说，影响马铃薯贮藏的环境因素主要有以下几个因素：

热量：贮藏期的热量主要有四个来源，原有热（块茎自身原有的热量）、 呼吸热（块茎呼吸产生的热量）、外来热（窖外空气流入窖内的热量）和土 地热（从地下传导到土壤的热量），其中土地热在总热量中占很大比例。

温度：加工薯，特别是油炸薯条、薯片用的原料薯，贮藏条件较严格， 温度最好是9～11℃，工业用薯短期储藏温度要保持在10℃～13℃。

湿度：贮藏期温度变化的安全范围是80～93%，湿度适当可减少自然损 耗和利于块茎保险，过湿易促使块茎早发芽，过干则易造成块茎失水变软， 褶皱失去饱满度。

通风：可调节窖内空气流通，通入新鲜空气，增加氧气含量，排出积聚 的二氧化碳，保证块茎呼吸，进而保证块茎的田间发芽和幼苗的强壮，同时， 将通风降温应用于夜间，也可以达到夜间蓄冷的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种马铃薯仓库用蒸发冷却与夜间冷辐射蓄冷 及通风空调系统，将蒸发冷却、蓄冷、夜间通风及地下埋管技术与马铃薯贮 藏库相结合，利用天然能源调节不同工况下温湿度要求。

本发明所采用的技术方案是，马铃薯仓库用蒸发冷却与夜间冷辐射蓄冷 及通风空调系统，包括之间通过管网依次连接的间接-直接复合蒸发冷却机 组、蓄冷装置和冷辐射器，间接-直接复合蒸发冷却机组与冷水通入蓄冷罐 连接，间接-直接复合蒸发冷却机组还通过送风风管与马铃薯仓库地面下设 置的地埋管道连接，蓄冷装置通过室内冷却盘管与马铃薯仓库顶部连通。

本发明的特点还在于：

蓄冷装置包括有蓄冷罐，蓄冷罐分别通过水管G₁和水管G₂与集水器和 分水器连接，集水器与分水器分别通过室内冷却盘管与马铃薯储藏库顶部连 通，蓄冷罐分别通过水管G₃、水管G₄与冷辐射器连接。

间接-直接复合蒸发冷却机组的结构为：包括有机组壳体，机组壳体相 对的两侧壁上分别设置有新风口、送风口，机组壳体内按照新风进入的方向 依次设置有过滤器、表冷器、间接蒸发冷却器、直接蒸发冷却器、挡水板及 送风风机；

直接蒸发冷却器，包括有填料，填料的上方设置有布水器，填料的下部 设置有集水箱，集水箱通过供水管与布水器连接，供水管上设置有循环水泵；

集水箱通过水管G₇与冷水通入蓄冷罐连接，

表冷器分别通过水管G₅、水管G₆与集水器和分水器连接。

马铃薯仓库的结构为：马铃薯仓库的顶部分别设置有新风送风管道和排 风管道，新风送风管道的一端穿过马铃薯仓库一侧墙壁与室外连通，新风送 风管道靠近室外的管道口处设置有进风口，新风送风管道上设置有多个送风 窗；

排风管道的一端穿过马铃薯仓库另一侧墙壁与室外连通，排风管道靠近 室外的管道口处设置有排风口，排风管道上设置有多个回风窗；

马铃薯仓库地面下设置的地埋管道上竖直连接有多个蒸发冷却送风管 道，多个蒸发冷却送风管道伸出地面并设置于马铃薯仓库内马铃薯堆的中 央，每个蒸发冷却送风管道上设置多个马铃薯通气管。

新风送风管道和排风管道水平设置于马铃薯仓库顶部。

本发明的有益效果在于：

1.本发明的空调系统将送风末端直接埋设在马铃薯堆中，通过地埋管道 送风，或将送风末端布置在马铃薯的码垛附近，将蒸发冷却机组产生的冷湿 空气在产生热源的起始位置供冷，使得热量分布不过于集中，同时能够使马 铃薯堆的底部和中部迅速降温，减少马铃薯的翻动工作；另外，在马铃薯堆 合理布置通风管，加快内部热量散失及增加气流流动性，减少送风阻力；在 地下布置通风管道的益处还在于可减少土地热（从地下传导到土壤的热量）。

2.马铃薯在储藏期间，由于块茎的水分蒸发和呼吸作用，会产生二氧化 碳、热能和水分淤积，致使储藏马铃薯的仓库温湿度提高，保持通风可调节 室内的温湿度，维持马铃薯的正常呼吸，提高耐储性；同时，在马铃薯入库 时，仓库的温度应随着地表温度下降而下降，一般从20℃下降到10℃，如 果外界温度与块茎温度相差4℃，应加大通风，除去表面水分，防止在马铃 薯表面产生冷凝点；本发明的空调系统中设有送排风系统，定期用风机对储 藏库进行换气送排风，增加空气流动性，降低库内二氧化碳浓度，同时避免 了水珠凝结；本发明的空调系统具有良好的通风换气条件：秋季和初冬，夜 间打开通风系统，让冷空气进入，白天则关闭，阻止热空气进入，冬季注意 保温，必要时还要加温；春季气温回升后，则采用夜间短时间放风、白天关 闭的方法。

3.马铃薯块茎含水分为80％左右，比一般作物种子难贮藏，而且温度会 直接影响块茎中养分的变化，加工薯，特别是油炸薯条、薯片用的原料薯， 贮藏条件较严格，温度最好是9～11℃，工业用薯短期储藏温度要保持在 10℃～13℃，二者相对湿度都应保持在85%～90%；本发明的空调系统通过合 理开启三级蒸发冷却机组的不同功能段，辅助吸收夜间室外冷辐射获得的冷 水以及蒸发冷却机组获得冷水，能够使得马铃薯处的空气温湿度达到不同要 求。

4.马铃薯采收后要进行愈伤处理以便恢复机械损伤，减弱块茎的呼吸和 蒸发强度，尽快转入休眠期，较适宜的温湿度条件为：温度20℃，相对湿度 95%；愈伤处理完毕后，土豆刚入库时应迅速把温度降到15～20℃，并维持 15～20天，使薯皮尽快木栓化，形成保护层，以阻止氧气进入和病菌侵入； 本发明的空调系统通过合理开启三级蒸发冷却机组的不同功能段，辅助吸收 夜间室外冷辐射获得的冷水以及蒸发冷却机组获得冷水，能够使得马铃薯处 的空气温湿度达到不同要求。

附图说明

图1是本发明的马铃薯仓库用蒸发冷却与夜间冷辐射蓄冷及通风空调系 统的结构图；

图2是马铃薯仓库中空调区局部结构示意图。

图中，1.直接蒸发冷却器，2.间接蒸发冷却器，3.表冷器，4.挡水板，5. 送风风机，6.新风送风管道，7.排风管道，8.室内冷却盘管，9.蒸发冷却送风 管道，10.马铃薯通气管，11.马铃薯堆，12.集水器，13.分水器，14.蓄冷罐， 15.冷辐射器，16.冷水通入蓄冷罐，17.送风风管，18.地埋管道，19.集水箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的马铃薯仓库用蒸发冷却与夜间冷辐射蓄冷及通风空调系统，包 括之间通过管网依次连接的间接-直接复合蒸发冷却机组、蓄冷装置和冷辐 射器15，间接-直接复合蒸发冷却机组与冷水通入蓄冷罐16连接，间接-直 接复合蒸发冷却机组还通过送风风管17与马铃薯仓库地面下设置的地埋管 道18连接，蓄冷装置通过室内冷却盘管8与马铃薯仓库顶部连通。

其具体结构如图1所示，蓄冷装置包括有蓄冷罐14，蓄冷罐14分别通 过水管G₁和水管G₂与集水器12和分水器13连接，集水器12与分水器13 分别通过室内冷却盘管8与马铃薯储藏库顶部连通，蓄冷罐14分别通过水 管G₃、水管G₄与冷辐射器15连接。

间接-直接复合蒸发冷却机组的结构为：包括有机组壳体，机组壳体相 对的两侧壁上分别设置有新风口、送风口，机组壳体内按照新风进入的方向 依次设置有过滤器、表冷器3、间接蒸发冷却器2、直接蒸发冷却器1、挡水 板4及送风风机5；

直接蒸发冷却器1，包括有填料，填料的上方设置有布水器，填料的下 部设置有集水箱19，集水箱19通过供水管与布水器连接，供水管上设置有 循环水泵；

集水箱19通过水管G₇与冷水通入蓄冷罐16连接，

表冷器3分别通过水管G₅、水管G₆与集水器12和分水器13连接。

马铃薯仓库，其结构如图2所示，马铃薯仓库的顶部分别设置有新风送 风管道6和排风管道7，新风送风管道6的一端穿过马铃薯仓库一侧墙壁与 室外连通，新风送风管道6靠近室外的管道口处设置有进风口，新风送风管 道6上设置有多个送风窗，排风管道7的一端穿过马铃薯仓库另一侧墙壁与 室外连通，排风管道7靠近室外的管道口处设置有排风口，排风管道7上设 置有多个回风窗；马铃薯仓库的地面下设置有地埋风管18，地埋风管18上 竖直连接有多个蒸发冷却送风管道9，多个蒸发冷却送风管道9伸出地面并 设置于马铃薯仓库内马铃薯堆11的中央，每个蒸发冷却送风管道9上设置 多个马铃薯通气管10。新风送风管道6和排风管道7水平设置于马铃薯仓库 顶部。

本发明的马铃薯仓库用蒸发冷却与夜间冷辐射蓄冷及通风空调系统的 工作过程：

夜晚工况下：

通过设置在室外的冷辐射器15吸收夜晚的冷辐射能，制取得到低温冷 水，当水的温度达到某温度的时候，抽取冷水进入蓄冷罐14中储藏起来； 在白天马铃薯仓库内温度较高时，通过分水器13将蓄冷罐14中的高温冷水 通入到室内冷却盘管8中，承担马铃薯仓库内一部分显热负荷，同时，也可 以通过分水器13将蓄冷罐14中的高温冷水送到蒸发冷却机组内的表冷器3 中，对进入蒸发冷却机组中的新风进行预冷处理；在夜晚工况下，通过新风 送风管道6和排风管道7对马铃薯仓库进行强制性通风，一方面对马铃薯仓 库围护结构和马铃薯进行预冷，以减少白天工况空调系统需要承担的冷负 荷，另一方面也对马铃薯仓库内的湿度进行调节。

白天工况下：

开启间接-直接复合蒸发冷却机组，蓄冷罐14中的高温冷水通入到蒸发 冷却机组中的表冷器3，对进入间接-直接复合蒸发冷却机组的新风进行预 冷，随后被预冷的新风依次经过间接-直接复合蒸发冷却机组的间接蒸发冷 却器2和直接蒸发冷却器1，室外新风经过三级冷却后通过室内冷却盘管8、 蒸发冷却送风管道9输送到产生热量的起始端，使得热量分布不过于集中， 同时能够使得马铃薯堆11的底部和中部迅速降温，减少马铃薯的翻动工作。

由于长时间将冷湿空气通入到马铃薯仓库内，不仅影响蒸发冷却的降温 效率，而且会使得马铃薯储藏库内的相对湿度不断增大，因此，在马铃薯储 藏库内布置新风送风管道6和排风管道7，间接-直接复合蒸发冷却机组对马 铃薯仓库内的马铃薯进行降温处理的同时，间歇辅助通风措施，不仅能够对 马铃薯仓库进行换气送排风，增加空气流动性，降低马铃薯仓库内二氧化碳 浓度，减少冷负荷，同时对马铃薯仓库内的湿度场进行调节，避免了马铃薯 表面水珠凝结。

马铃薯储藏的不同阶段对马铃薯仓库内的温湿度要求不同，由于本发明 的空调系统主要应用于加工用薯和工业用薯的储藏库，此二类马铃薯储藏的 温湿度要求是本发明的空调系统能够满足的温湿度范围，因此通过合理开启 三级蒸发冷却机组的不同功能段，辅助吸收夜间室外冷辐射获得的冷水以及 蒸发冷却机组获得冷水，能够使得马铃薯处的空气温湿度达到不同要求。

本发明中通过地埋管道送风，或者将送风末端布置在马铃薯的码垛附 近，将间接-直接复合蒸发冷却机组产生的冷湿空气在产生热源的起始位置 供冷，使得热量分布不过于集中，同时能够使得马铃薯堆的底部和中部迅速 降温，减少马铃薯的翻动工作；另外，在马铃薯堆合理布置马铃薯通气管， 加快内部热量散失以及增加气流流动性，减少送风阻力；在地下布置地埋管 道的益处还在于可以减少土地热（从地下传导到土壤的热量）。