自然冷資源利用中貯冰蓄冷試驗研究.pdf

1、我國北方地區(qū)，夏季炎熱，冬季漫長寒冷，具有十分豐富的自然冷資源。夏季果蔬等生鮮農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮和人、畜環(huán)境調(diào)控等都需要消耗大量的能源，這不但加劇了能源危機，同時也加大了碳的排放和環(huán)境污染。若充分利用北方地區(qū)的氣候特點，在冬季以冰的形式蓄冷，儲存到夏季利用，可實現(xiàn)能源的節(jié)約和環(huán)境的改善。本文針對北方地區(qū)自然氣候條件，分析了水的結冰過程及溫度、濕度、風速等環(huán)境因素對結冰厚度的影響，進一步利用回歸方程法建立了水-冰相變界面隨溫度、風速和時間變化

2、規(guī)律的數(shù)學模型。課題的研究為大規(guī)模利用自然冷資源進行農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮技術中貯冰規(guī)模確定、最佳制冰形式、冰的貯存及蓄冷效率等提供了理論依據(jù)和實踐參考。
　　 本文借鑒國內(nèi)外自然環(huán)境下水-冰相變特性的相關理論和試驗研究，結合北方氣候特點，設計了快速凍冰蓄冷的試驗裝置及其控制系統(tǒng)，主要內(nèi)容及結論如下：⑴通過分析結冰理論及溫度、風速和結冰時間等因素的變化范圍及耦合關系，確定了凍冰試驗的總體方案，通過實驗建立了結冰規(guī)律的數(shù)學模型，并進一步進

3、行了試驗驗證，表明該數(shù)學模型可以較好地預測水在外界自然環(huán)境下，隨環(huán)境溫度、風速及時間的凍冰規(guī)律，為凍冰方案、凍冰時間和總凍冰量的確定提供了依據(jù)。⑵采用虛擬儀器技術通過采集卡和輸出模塊，將計算機、虛擬儀器、傳感器及數(shù)據(jù)庫等技術進行有機的結合，選擇相應的溫度、濕度、風速傳感器和執(zhí)行機構作為控制系統(tǒng)的硬件部分，以虛擬儀器軟件作為平臺，借助RM417采集卡及RM441輸出模塊、遠端輸出量開關模塊和計算機等硬件，設計了以LabVIEW軟件為開發(fā)平

4、臺的凍冰庫自動控制系統(tǒng)。實現(xiàn)了對整個凍冰庫內(nèi)溫度、濕度、風速的測量與控制和數(shù)據(jù)的采集、存儲與顯示。對整個凍冰庫系統(tǒng)的電路部分進行全面的分析，對線路進行合理的布局，設計了總線和執(zhí)行機構控制電路。⑶設計了影響結冰厚度環(huán)境參數(shù)的試驗。采用Design Expert軟件對試驗結果進行分析，得到環(huán)境參數(shù)凍冰溫度、風速和結冰時間對結冰厚度影響的回歸方程，為大規(guī)模利用貯冰蓄冷提供試驗參考。⑷以120噸馬鈴薯貯藏保鮮庫為例，設計了一套分層噴水快速凍冰裝