Как спроектировать холодильную комнату для фруктов и овощей: 7 практических шагов

A cold room can display a steady 2 °С and 92% relative humidity and still cost you a week of shelf life. The setpoint is the last five percent of the design. What actually protects produce is the order of the decisions made before anyone chooses a compressor: which crops the room must hold, how much heat has to be removed and how fast, how well the envelope resists heat and vapor, how gently the cooler dries the air, and how the system behaves on the hottest afternoon of the year.

Короткая версия: спроектируйте для понижения, а не для удержания, никогда не смешивайте культуры, которые не могут находиться в одной атмосфере, держите испаритель настолько теплым, насколько позволяет нагрузка, и вводите в эксплуатацию комнату с температурной картой вместо одного термометра. В каждом разделе ниже объясняется одно решение с указанием цифр, допусков и ошибок, которые проявляются в реальных проектах.

Начните с урожая и его конверта для хранения

Первый вывод: стройте комнату на основе списка урожая, а не плана этажа. Одна большая комната часто является самым дорогим решением, поскольку потребности в температуре и влажности настолько различаются между товарами, что всегда страдает одна группа.

Температура — это число, которое все помнят; Именно влажность решает, продаете ли вы вес или теряете его. Большинство фруктов и овощей лучше всего сохраняют относительную влажность от 90% до 95%, но для сухого лука и чеснока требуется 65-70%, и размещение их в одной комнате с листовой зеленью гарантирует, что один из двух неправильный. Этилен — вторая ловушка: яблоки, бананы и помидоры выделяют его, а листовая зелень, огурцы и морковь реагируют на него, желтея, покрываясь пятнами или становясь горькими.

Столбцы показывают те же температурные диапазоны, что и таблица (цвета столбцов просто чередуются для удобства чтения). Если список культур содержит две группы, чьи заданные значения различаются более чем на 4 °C, спланируйте две комнаты. Дополнительная стена и дверь обычно стоят меньше, чем один поврежденный урожай.

Рассчитайте холодильную нагрузку в правильном порядке

Вывод: выбирайте установку с учетом нисходящей нагрузки при расчетной температуре окружающей среды, а не с учетом установившейся удерживающей нагрузки. В помещении для свежих продуктов удерживающая нагрузка обычно составляет всего 15–25 % от пиковой.

Полезным примером может служить 50-тонная яблочная комната. Продукт поступает при температуре 20 °C и должна понизиться примерно до 1–2 °C в течение 24 часов. Тепло продукта составляет 50 000 кг x 3,6 кДж/кг/К x 19 К, разделенное на 86 400 с, что составляет около 40 кВт. Дыхание добавляет примерно 1 кВт, передача через панели толщиной 100 мм — около 2 кВт в жаркий полдень, вентиляторы испарителя и оттаивание — около 5 кВт, дверные проемы — около 5 кВт, а люди и освещение — около 2 кВт. Реалистичная расчетная точка составляет около 55 кВт.

Помещение, рассчитанное только на удерживающую нагрузку, примерно 10 кВт, будет иметь лишь около одной пятой необходимой мощности. Компрессор будет работать непрерывно, урожай никогда не опадет, а неисправность будет проявляться как мягкий плод, а не как сигнал тревоги.

• Скорость охлаждения — качественное решение. Охлаждение на семь восьмых занимает примерно в три раза больше времени полуохлаждения, поэтому поддону с 6-часовым временем полуохлаждения требуется примерно 18 часов, чтобы достичь температуры в пределах 12,5% от конечной температуры.
• Предварительное охлаждение внутри складского помещения позволит вам подобрать все необходимое для самого загруженного дня сезона. Отдельный отсек предварительного охлаждения часто обходится дешевле, чем увеличение размеров основной установки, и он обеспечивает стабильность хранилища до поступления нового урожая.

Размер конверта: панели, полы и двери

Вывод: для помещения с температурой от 0°C до 10°C достаточно PIR-панелей толщиной 80-100 мм. Более тонкие панели позволяют сэкономить немного капитала и увеличить количество часов работы компрессора в течение следующих пятнадцати лет.

PIR-панель толщиной 100 мм имеет коэффициент теплопередачи около 0,22 Вт/м2/К. В зоне площадью 200 м2 и разнице в 25 К это составляет примерно 1,1 кВт нагрузки передачи и ближе к 2 кВт в жаркий полдень, когда солнце светит на стены. Он выглядит небольшим по сравнению с нагрузкой продукта мощностью 40 кВт, но он работает каждый час каждого дня, и это та часть нагрузки, которую вы можете навсегда снизить с помощью более качественной стены.

Контроль испарения имеет большее значение, чем толщина. Держите пароизоляцию на теплой стороне, загерметизируйте стыки панелей и запените пеной все места прохождения труб и кабелей. Зазор в 5 мм пропускает больше влаги, чем панель пропускает тепла, в результате на стыке образуется лед, вздутый пол и дверь, которая перестает закрываться.

• Пол: изоляция под плитой, противоскользящее покрытие и уклон примерно 1:100 в сторону стока. Сухая ловушка позволяет теплому влажному воздуху проникать под панели.
• Двери: 1,2-1,5 м раздвижные или двустворчатые для помещений со средней температурой, с полосовыми шторами при интенсивном движении. Никогда не размещайте дверь непосредственно перед испарителем.
• Воздушные пути: под охладителем и на выходе должно быть свободное пространство 300–500 мм, используйте проходы шириной 3,0–3,5 м для вилочных погрузчиков и укладывайте картонные коробки так, чтобы зазоры совпадали с потоком воздуха.

Поток воздуха и влажность определяют срок годности

Вывод: запускайте испаритель настолько теплым, насколько позволяет нагрузка. Разница между температурой воздуха в помещении и температурой испарения, TD, определяет, насколько сухая поверхность змеевика, а поверхность змеевика определяет влажность в помещении.

Помещение с температурой 4 °C, обслуживаемое охладителем, работающим при температуре -8 °C, работает с TD 12 K. Воздух, касающийся этого змеевика, охлаждается намного ниже точки росы, влага конденсируется на ребрах, а относительная влажность устанавливается около 70-75% вместо 90-95%, необходимых для урожая. Выбирайте охладитель с большим расстоянием между ребрами, обычно 4,5–6 мм для свежих продуктов, чтобы змеевик действовал как охлаждающая поверхность, а не как осушитель.

Среднетемпературный испаритель типа DD Испаритель типа DD в основном подходит для хранения в холодильнике при температуре -18°C. Можно хранить замороженные продукты, такие как мясо и рыба, при низких температурах. Посмотреть продукт →

Движение воздуха должно быть плавным в складском помещении и быстрым только в помещении предварительного охлаждения. Длительное хранение лучше всего работает при скорости прохождения через штабель около 0,05–0,1 м/с, тогда как для предварительного принудительного воздушного охлаждения требуется 0,5–2 м/с. В обоих случаях воздух должен проходить сквозь груз, а не вокруг него.

Управление размораживанием является наиболее распространенным источником колебаний влажности. Используйте разморозку вне цикла или по требованию с прекращением работы по температуре змеевика вместо фиксированных часов. Каждое ненужное оттаивание добавляет в помещение тепла и воды, а каждое пропущенное забивает змеевик инеем.

Создайте систему охлаждения как единый пакет

Вывод: выбирайте компрессор, конденсатор и охладитель вместе по температуре испарения и конденсации. Номинальная мощность — это этикетка; мощность на вашем дежурном месте – инженерная.

Для небольших и средних помещений конденсаторный агрегат с воздушным охлаждением со спиральным или полугерметичным поршневым компрессором подходит для большинства применений, связанных с фруктами и овощами. Более крупные проекты обычно оправдывают установку параллельных стоек, конденсаторов с водяным охлаждением или винтовых компрессоров, где эффективность частичной нагрузки и заправка хладагента имеют большее значение, чем первоначальная стоимость.

Конденсаторный агрегат с воздушным охлаждением Агрегат с воздушным охлаждением — это устройство, которое обеспечивает охлаждение за счет рассеивания тепла через воздух. В его состав входят компрессоры, конденсаторы, испарители, компоненты дросселирования и системы управления. Посмотреть продукт →

Подберите охладитель в соответствии с температурным диапазоном: высокотемпературные агрегаты для камер дозревания и хранения, среднетемпературные агрегаты для производственных помещений с температурой 0–10 °C и низкотемпературные агрегаты только там, где замороженный продукт находится в одном здании. Выбор хладагента следует той же логике. R448A, R449A и R507A остаются распространенными для средне- и низкотемпературных систем; пропан эффективен в небольших герметичных установках, но требует ограничения загрузки и вентиляции; аммиак и CO2 подходят для крупных предприятий, где уже есть средства обнаружения утечек и обученный персонал.

Работая с производитель полугерметичных компрессоров которая также создает конденсаторы и охладители, обеспечивает согласованность показателей производительности в одной рабочей точке, вместо того, чтобы в один и тот же день разошлись три каталога.

Запланируйте отвод тепла перед заливкой пола

Вывод: определитесь, куда уходит отбракованное тепло, до того, как будет закреплена планировка, ведь это ограничивает и сайт, и бюджет.

Конденсаторы с воздушным охлаждением используются по умолчанию для небольших и средних помещений. Им необходимо свободное пространство около 1-1,5 м вокруг и над змеевиком, отсутствие рециркуляции между агрегатами и место, где пыль, листья и теплые выхлопы не возвращаются во входное отверстие. В расчетный день при температуре 38–40 °C система с воздушным охлаждением может потерять 10–15 % мощности, которую она демонстрировала при номинальной температуре 32 °C, поэтому либо увеличьте размер конденсатора, либо примите более высокую температуру конденсации и более низкий коэффициент производительности.

Конденсатор типа V с воздушным охлаждением V означает апикальное выпускное отверстие для воздуха V-типа. Корпус изготовлен из высококачественной стальной пластины, поверхность фосфатирована и покрыта распылением для защиты от коррозии. Посмотреть продукт →

Конденсаторы с водяным охлаждением с градирней или охладителем замкнутого цикла решают проблемы с высоким уровнем окружающей среды и шума, но они добавляют очистку воды, защиту от замерзания и техническое обслуживание. Выбирайте их, когда окружающая среда действительно суровая или когда конденсатор должен находиться близко к границе с пределом шума.

Комиссия с данными, а затем перепроверка каждый сезон

Вывод: холодное помещение принимается с температурной картой и нисходящей кривой, а не с термометром, поднесенным возле двери.

Кривая выше показывает классическую картину: воздух в помещении достигает заданной температуры в течение нескольких часов, в то время как на производство продукта уходит большая часть дня. Если две линии перестают сходиться, значит, мощность установки недостаточна или поток воздуха заблокирован.

• Нанесите на карту девять точек, включая два угла возле двери, и подтвердите, что разброс остается в пределах 1 °C через 24 часа при полной нагрузке.
• Запишите кривую понижения с помощью щупа на одном поддоне и сохраните ее в качестве базовой линии для будущих сезонов.
• Проверьте перегрев и переохлаждение при расчетной температуре окружающей среды, проверьте прекращение оттайки, убедитесь, что дренаж свободен, и установите сигналы тревоги по температуре, времени открытия двери и сбою питания.

Когда производительность падает, работайте над симптомами, а не догадывайтесь; структурированный анализ неисправностей холодильных систем холодильного хранения экономит гораздо больше продукта, чем случайная замена деталей.

Часто задаваемые вопросы

Какая толщина панели необходима для холодильной камеры для фруктов и овощей?

Для помещений с температурой от 0 °C до 10 °C в большинстве проектов используются PIR-панели толщиной 80–100 мм. Более толстые панели окупаются, когда помещение примыкает к горячей крыше или освещенной солнцем стене, а также когда разница температур превышает 25 К.

Могут ли яблоки и зелень находиться в одной комнате?

Не безопасно. Яблоки выделяют этилен, а листовая зелень, огурцы и морковь реагируют на него пожелтением и более быстрым гниением. Их требования к влажности также различаются, поэтому две небольшие комнаты с отдельными блоками обычно окупаются в течение сезона.

Нужна ли мне отдельная комната предварительного охлаждения?

Да, более нескольких тонн в день. Полевое тепло является самой большой нагрузкой, и его удаление в специальном отсеке обеспечивает стабильность складского помещения, вместо того, чтобы заставлять основную установку работать на пике в течение нескольких часов каждый день.

Проектирование холодильной камеры для фруктов и овощей – это в основном порядковый процесс: фиксируем список урожая, затем груз, затем конверт, затем холодильник и только потом оборудование. Каждый шаг зависит от предыдущего, и комнату, в которой отсутствует расчет нагрузки, невозможно отремонтировать с помощью лучшего контроллера.