自然冷資源利用中貯冰蓄冷試驗(yàn)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(jī)，同時(shí)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(diǎn)，在冬季以冰的形式蓄冷，儲(chǔ)存到夏季利用，可實(shí)現(xiàn)能源的節(jié)約和環(huán)境的改善。本文針對(duì)北方地區(qū)自然氣候條件，分析了水的結(jié)冰過程及溫度、濕度、風(fēng)速等環(huán)境因素對(duì)結(jié)冰厚度的影響，進(jìn)一步利用回歸方程法建立了水-冰相變界面隨溫度、風(fēng)速和時(shí)間變化

2、規(guī)律的數(shù)學(xué)模型。課題的研究為大規(guī)模利用自然冷資源進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮技術(shù)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(shí)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(guān)理論和試驗(yàn)研究，結(jié)合北方氣候特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了快速凍冰蓄冷的試驗(yàn)裝置及其控制系統(tǒng)，主要內(nèi)容及結(jié)論如下：⑴通過分析結(jié)冰理論及溫度、風(fēng)速和結(jié)冰時(shí)間等因素的變化范圍及耦合關(guān)系，確定了凍冰試驗(yàn)的總體方案，通過實(shí)驗(yàn)建立了結(jié)冰規(guī)律的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)一步進(jìn)

3、行了試驗(yàn)驗(yàn)證，表明該數(shù)學(xué)模型可以較好地預(yù)測水在外界自然環(huán)境下，隨環(huán)境溫度、風(fēng)速及時(shí)間的凍冰規(guī)律，為凍冰方案、凍冰時(shí)間和總凍冰量的確定提供了依據(jù)。⑵采用虛擬儀器技術(shù)通過采集卡和輸出模塊，將計(jì)算機(jī)、虛擬儀器、傳感器及數(shù)據(jù)庫等技術(shù)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，選擇相應(yīng)的溫度、濕度、風(fēng)速傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為控制系統(tǒng)的硬件部分，以虛擬儀器軟件作為平臺(tái)，借助RM417采集卡及RM441輸出模塊、遠(yuǎn)端輸出量開關(guān)模塊和計(jì)算機(jī)等硬件，設(shè)計(jì)了以LabVIEW軟件為開發(fā)平

4、臺(tái)的凍冰庫自動(dòng)控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了對(duì)整個(gè)凍冰庫內(nèi)溫度、濕度、風(fēng)速的測量與控制和數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)與顯示。對(duì)整個(gè)凍冰庫系統(tǒng)的電路部分進(jìn)行全面的分析，對(duì)線路進(jìn)行合理的布局，設(shè)計(jì)了總線和執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制電路。⑶設(shè)計(jì)了影響結(jié)冰厚度環(huán)境參數(shù)的試驗(yàn)。采用Design Expert軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，得到環(huán)境參數(shù)凍冰溫度、風(fēng)速和結(jié)冰時(shí)間對(duì)結(jié)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(yàn)參考。⑷以120噸馬鈴薯貯藏保鮮庫為例，設(shè)計(jì)了一套分層噴水快速凍冰裝