阿魏菇反季節(jié)生產(chǎn)簡易制冷設(shè)備的選型

高海明

（新疆烏魯木齊縣農(nóng)業(yè)機(jī)械化技術(shù)推廣站，新疆 烏魯木齊 830054）

1 基本情況

阿魏菇是一種經(jīng)濟(jì)效益很高的食用菌，營養(yǎng)豐富、質(zhì)地細(xì)滑。夏季反季節(jié)生產(chǎn)的阿魏菇十分暢銷。新疆烏魯木齊縣板房溝鎮(zhèn)屬于典型的逆溫帶氣候，而阿魏菇生產(chǎn)溫度不宜太高，這就成為阿魏菇夏季反季節(jié)生產(chǎn)的有力氣候條件。阿魏菇人工栽培主要由配比阿魏菇培養(yǎng)料、建堆發(fā)酵、裝袋滅菌、接種發(fā)菌、培養(yǎng)菌絲、低溫處理、出菇管理和采收8個(gè)環(huán)節(jié)組成，阿魏菇出菇階段是指阿魏菇菌絲體在適宜條件下形成原基，繼而發(fā)育成菇蕾，直至發(fā)育成可以采收的阿魏菇子實(shí)體這一生長階段。本文討論的是阿魏菇的出菇管理環(huán)節(jié)中通過對簡易制冷設(shè)備的選型及對選型方案進(jìn)行了分析驗(yàn)證。

2 生產(chǎn)模式

阿魏菇出菇管理是在低溫溫室（即菇棚）中完成的，標(biāo)準(zhǔn)菇棚為簡易拱棚，前后墻和東西兩山墻干打壘土墻，內(nèi)墻砌磚，墻厚0.8 m，高1.5 m，棚頂為拱形鋼骨架扣膜，蓋草簾子，搭遮陽網(wǎng)。菇棚有效長60 m，寬10 m，高3.5 m，容積1 725 m3。菇棚內(nèi)搭架子，兩架中間為寬1m的人行道，層間距40cm，共4層，底層距離地面20 cm。菌袋臥放于架子上，共碼8層，如圖1。

圖1 阿魏菇生產(chǎn)溫室

3 冷負(fù)荷計(jì)算和制冷量確定

冷負(fù)荷是維持菇棚內(nèi)空氣溫度在一定要求范圍內(nèi)時(shí)，在單位時(shí)間內(nèi)需要從菇棚內(nèi)除去的熱量。阿魏菇菌絲生長最佳溫度為24～26℃，阿魏菇子實(shí)體生長溫度為5～18℃，最佳生長溫度為8～16℃，所以菇棚所需的最大冷負(fù)荷應(yīng)該是在最高室外氣溫條件下，在菇棚最大防護(hù)狀態(tài)下，菇棚內(nèi)溫度至少控制在16℃以下時(shí)出現(xiàn)。菇棚的熱量主要由圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳入棚內(nèi)的熱量、設(shè)備散熱量、菌

袋散熱量、菇棚門和通風(fēng)口滲透空氣帶入室內(nèi)的熱量等組成，參考種植區(qū)近幾年的最高氣溫，設(shè)定室外最高氣溫為36℃。根據(jù)冷負(fù)荷計(jì)算公式，計(jì)算出一座標(biāo)準(zhǔn)60 m長度菇棚所需最大冷負(fù)荷大約為81 900 W。制冷量是指簡易制冷設(shè)備進(jìn)行制冷運(yùn)行時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)從菇棚內(nèi)去除的熱量總和，所配套的簡易制冷設(shè)備的制冷量應(yīng)該比計(jì)算出的冷負(fù)荷略大一些，因此可以根據(jù)所計(jì)算出的最大冷負(fù)荷來確定制冷量。

4 制冷設(shè)備選型

4.1 整體配備方案

菇棚使用的簡易制冷設(shè)備主要由壓縮冷凝機(jī)組、蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)和溫控儀（配電箱）組成，其中壓縮冷凝機(jī)組在室外安裝。因菇棚長度為60 m，考慮制冷的均勻性，每座溫室配備兩臺壓縮冷凝機(jī)組，每臺壓縮機(jī)組配備兩臺蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)。

4.2 壓縮冷凝機(jī)組的選型

壓縮機(jī)組分為風(fēng)冷式和水冷式，風(fēng)冷和水冷是指對壓縮機(jī)組中的部件的冷凝器進(jìn)行冷卻的方式，風(fēng)冷比水冷冷卻效果略差，但是風(fēng)冷結(jié)構(gòu)簡單，成本低，安全方便，容易維護(hù)檢修。壓縮冷凝機(jī)組有全封閉和半封閉兩種，半封閉式較全封閉式的熱效率較高，造價(jià)低廉，技術(shù)上較為成熟，裝置系統(tǒng)比較簡單。故壓縮冷凝機(jī)組的結(jié)構(gòu)形式選定為半封閉風(fēng)冷式壓縮冷凝機(jī)組。又因在功耗相同的情況下，蒸發(fā)溫度越高，制冷量越大，因控制菇棚溫度的范圍屬于中高溫，故應(yīng)選擇蒸發(fā)溫度高的壓縮冷凝機(jī)組。具體選擇型號為GXW20CBFZG的高翔牌中高溫風(fēng)冷冷凝機(jī)組，其名義馬力為20P，蒸發(fā)溫度為5℃時(shí)，設(shè)計(jì)制冷量為43400 W，兩臺壓縮機(jī)設(shè)計(jì)制冷量共計(jì)為86 800 W。大于計(jì)算出的菇棚所需最大冷負(fù)荷，具體機(jī)型如圖2。

圖2 半封閉風(fēng)冷式壓縮冷凝機(jī)組

4.3 蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的選型

簡易制冷設(shè)備整體制冷效果的影響取決于壓縮冷凝機(jī)組和蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)各自設(shè)計(jì)制冷能力的大小。當(dāng)選取的壓縮冷凝機(jī)組和蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)制冷量正好相等時(shí)，蒸發(fā)溫度升高使得壓縮冷凝機(jī)組輸出能力變大，但由于蒸發(fā)溫度升高減小了蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的換熱溫差導(dǎo)致蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的制冷效果達(dá)不到設(shè)計(jì)制冷量，因此，蒸發(fā)冷風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)制冷量應(yīng)大于壓縮冷凝機(jī)組的設(shè)計(jì)制冷量。選取1.2倍的系數(shù)，則每座菇棚總制冷量為86 800 W×1.2＝104 160 W，據(jù)此選取型號為DL-28/125，品牌為高翔的高溫標(biāo)準(zhǔn)型吊頂式冷風(fēng)機(jī)，其應(yīng)用庫內(nèi)溫度范圍為0～20℃，設(shè)計(jì)制冷量為27600W，每座溫室4臺，設(shè)計(jì)制冷量總計(jì)27600W×4＝110400W，具體機(jī)型如圖3。

圖3 高溫標(biāo)準(zhǔn)型吊頂式冷風(fēng)機(jī)

5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及分析

5.1 數(shù)據(jù)采集

對所選型配套的簡易制冷設(shè)備安裝調(diào)試完畢后，在烏魯木齊縣板房溝鎮(zhèn)八家戶村60 m標(biāo)準(zhǔn)菇棚內(nèi)外分別進(jìn)行了空氣溫度的監(jiān)測采集，溫度監(jiān)測記錄時(shí)間段從菌袋碼放到菇棚內(nèi)開始，直至成熟采收完畢結(jié)束，即阿魏菇從菌絲長成菇蕾直至成熟采收整個(gè)出菇管理階段。溫度采集自2016年6月18日開始到8月1日，共計(jì)45天，溫度記錄儀器每隔5分鐘自動(dòng)保存監(jiān)測溫度。

圖4 室外氣溫變化曲線

5.2 數(shù)據(jù)分析

在溫度采集時(shí)間段內(nèi)，室外氣溫變化如圖4。對采集的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，室外溫度最高37.9℃，最低7.2℃，溫度平均值18.5℃。室外氣溫最高值出現(xiàn)在2016年7月28日15時(shí)許。共有5天室外氣溫達(dá)到35℃以上，分別為6月30日，7月14日、26日、27日、28日，其中6月30日為菌絲生長階段，溫度控制在24～26℃，其余的4天為子實(shí)體生長階段，最佳溫度需要控制在8～16℃，所以查驗(yàn)簡易制冷設(shè)備的最大制冷能力是否能滿足阿魏菇生長的溫度，只需分析7月14日、26日、27日、28日這4天菇棚內(nèi)溫度數(shù)據(jù)即可，每天時(shí)間段選定為 8：00～22：00，菇棚內(nèi)外氣溫最高值、最低值、平均值如表1。其氣溫變化曲線圖如圖5、圖6、圖7、圖8，坐標(biāo)軸橫軸為時(shí)間，縱軸為溫度，每個(gè)坐標(biāo)上方的曲線為室外氣溫變化曲線，下方的曲線為菇棚內(nèi)溫度變化曲線。

表1 菇棚內(nèi)外空氣溫度對比

圖5 7月14日溫度變化曲線

5.3 試驗(yàn)結(jié)論

在2016年6月18日～8月1日阿魏菇整個(gè)出菇管理周期內(nèi)，菇棚內(nèi)最高氣溫為17.5℃，在7月28日出現(xiàn)，比阿魏菇最佳生長溫度上限16℃超出了1.5℃，但是并未超過阿魏菇的生長溫度上限18℃，7月28日當(dāng)天菇棚內(nèi)16℃以上的氣溫大約持續(xù)了5小時(shí)，對阿魏菇正常生長幾乎不構(gòu)成影響。

這說明選型配套的制冷設(shè)備所設(shè)計(jì)的制冷量完全符合阿魏菇生長溫度要求，絕大多數(shù)時(shí)間內(nèi)符合最佳生長溫度要求，選型配套方案合理。

圖6 7月26日溫度變化曲線

圖7 7月27日溫度變化曲線

圖8 7月28日溫度變化曲線