果物と野菜のための冷蔵室を設計する方法: 7 つの実践的なステップ

A cold room can display a steady 2 ℃ 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.

短いバージョン: 保持するのではなくプルダウン用に設計する、1 つの雰囲気を共有できない作物を決して混合しない、負荷が許す限り蒸発器を暖かく保つ、単一の温度計の代わりに温度マップを使用して部屋を作動させる。以下の各セクションでは、実際のプロジェクトで発生する数値、許容範囲、間違いを伴う 1 つの決定について説明します。

作物とその保管用封筒から始める

まず結論として、間取り図ではなく、作物リストに基づいて部屋を構築します。温度と湿度のニーズは商品ごとに大きく異なるため、常に 1 つのグループが悩まされるため、大きな部屋を 1 つ用意することが最も高価な解決策となることがよくあります。

気温は誰もが覚えている数字です。体重を売るか減らすかを決めるのは湿度です。ほとんどの果物や野菜は相対湿度 90% ～ 95% が最適ですが、乾燥した玉ねぎやニンニクは 65 ～ 70% が必要で、それらを葉物野菜と同じ部屋に置くと、どちらかが間違っていることが確実になります。エチレンは第 2 の罠です。リンゴ、バナナ、トマトはエチレンを放出しますが、葉物野菜、キュウリ、ニンジンはエチレンに反応して、黄色くなったり、斑点が出たり、苦くなったりします。

バーは表と同じ温度範囲を示しています (読みやすいようにバーの色を交互にしているだけです)。作物リストに設定値が 4 °C 以上離れている 2 つのグループが含まれている場合は、2 つの部屋を計画します。通常、追加の壁とドアのコストは、破損した収穫物 1 つ分よりも少なくなります。

冷凍負荷を正しい順序で計算する

結論: 定常状態の保持荷重ではなく、設計周囲のプルダウン荷重に合わせてプラントのサイズを決定します。生鮮食品室では、通常、保持荷重はピークの 15 ～ 25% にすぎません。

50トンのリンゴの部屋がわかりやすい例です。製品は 20 °C で到着しますが、24 時間以内に約 1 ～ 2 °C まで下げる必要があります。製品熱は、50,000 kg x 3.6 kJ/kg/K x 19 K を 86,400 秒で割った値で、約 40 kW になります。呼吸により約 1 kW、暑い午後の 100 mm パネルを介した伝送により約 2 kW、蒸発器ファンと霜取りにより約 5 kW、ドア開口部により約 5 kW、人および照明により約 2 kW が追加されます。現実的な設計ポイントは 55kW 付近になります。

保持負荷だけを考慮した部屋の大きさ、約 10 kW では、必要な容量の約 5 分の 1 しかありません。コンプレッサーは継続的に作動し、作物は決して倒れず、故障は警報としてではなく、柔らかい果物として現れます。

• 冷却速度は品質を決定します。 7/8 冷却には半冷却時​​間の約 3 倍の時間がかかるため、半冷却時間が 6 時間のパレットは、最終温度の 12.5% 以内になるまでに約 18 時間かかります。
• 保管室内を事前に冷却すると、季節の最も混雑する日に合わせてすべてのサイズを調整する必要があります。独立した予冷ベイは、多くの場合、メインプラントを大型化するよりも安価であり、新しい収穫物が到着するまで貯蔵庫を安定に保ちます。

エンベロープのサイズを決定する: パネル、床、ドア

結論: 0 °C ～ 10 °C に保たれた部屋の場合、80 ～ 100 mm の PIR パネルで十分です。パネルを薄くすることで資本を少し節約し、今後 15 年間コンプレッサーの稼働時間を増やします。

100 mm PIR パネルの U 値は約 0.22 W/m2/K です。 200 m2 のエンベロープと 25 K の差で、これはおよそ 1.1 kW の伝送負荷に相当し、壁に太陽が当たる暑い午後には 2 kW 近くになります。 40 kW の製品負荷に比べれば小さく見えますが、毎日 1 時間ごとに稼働しており、より優れた壁を使用することで永久に削減できる負荷の一部です。

蒸気の制御は厚さよりも重要です。蒸気バリアを暖かい側に保ち、パネルの接合部をシールし、すべてのパイプとケーブルの貫通部を発泡させます。 5 mm の隙間からは、パネルからの熱漏れよりも多くの水分が漏れます。その結果、接合部に氷ができ、床が腫れ、ドアが閉まらなくなります。

• 床: スラブの下に断熱材があり、滑り止め仕上げが施され、トラップされた排水管に向かって約 1:100 の傾斜があります。ドライトラップにより、暖かく湿った空気がパネルの下に侵入します。
• ドア: 中温室用の 1.2 ～ 1.5 m の引き戸または両開きドア。交通量の多い場所にはストリップ カーテンが付いています。ドアをエバポレーターの真正面に置かないでください。
• 空気の通り道: クーラーの下と戻り口で 300 ～ 500 mm の空間を確保し、フォークリフト用の 3.0 ～ 3.5 m の通路を使用し、空気の流れに沿った隙間を設けてカートンを積み重ねます。

通気量と湿度が賞味期限を決める

結論: 負荷が許す限りエバポレーターを暖かくして運転します。室内空気と蒸発温度の差である TD によってコイル表面の乾燥度が設定され、コイル表面によって室内湿度が設定されます。

-8 °C で動作するクーラーが作動する 4 °C の部屋では、12 K TD が動作します。そのコイルに触れた空気は露点よりもはるかに低く冷却され、水分がフィンに凝縮し、相対湿度は作物に必要な 90 ～ 95% ではなく 70 ～ 75% 近くに落ち着きます。コイルが除湿器ではなく冷却面として機能するように、フィンの間隔が広いクーラーを選択してください (生鮮食品の場合は通常 4.5 ～ 6 mm)。

DD型中温蒸発器 DD型エバポレーターは主に-18℃の冷蔵保存に適しています。肉や魚などの冷凍食品を低温保存できます。 製品を見る→

空気の動きは保管室では穏やかにし、予冷室でのみ速くする必要があります。長期保管にはスタック内で約 0.05 ～ 0.1 m/s の速度が最適ですが、強制空冷による予冷には 0.5 ～ 2 m/s が必要です。どちらの場合も、空気は荷物の周囲ではなく、荷物の中を通過する必要があります。

霜取り制御は、湿度変動の最も一般的な原因です。固定クロックの代わりにコイル温度終端を使用してオフサイクルまたはオンデマンドの霜取りを使用します。不必要な霜取りが行われるたびに部屋に熱と水が追加され、霜が取り除かれるとコイルが霜でブロックされます。

冷凍システムをワンパッケージで構築

結論: 蒸発温度と凝縮温度に応じて、コンプレッサー、凝縮器、冷却器を組み合わせて選択します。公称馬力はラベルです。あなたの職務における能力はエンジニアリングです。

中小規模の部屋の場合、スクロールまたは半密閉往復コンプレッサーを備えた空冷式凝縮ユニットが、ほとんどの果物と野菜の用途に対応します。大規模なプロジェクトでは通常、並列ラック、水冷コンデンサー、またはスクリューコンプレッサーが正当化され、部分負荷効率と冷媒充填量が初期コストよりも重要になります。

空冷式凝縮ユニット 空冷ユニットは空気を通して熱を放散することで冷却を実現する装置です。これには、コンプレッサー、コンデンサー、エバポレーター、スロットリングコンポーネント、制御装置が含まれます。 製品を見る→

クーラーを温度帯に合わせます。高温ユニットは熟成室とステージングルームに、中温ユニットは 0 ～ 10 °C の生産室に、そして低温ユニットは冷凍製品が建物を共有する場合にのみ使用します。冷媒の選択も同じ論理に従います。 R448A、R449A、および R507A は依然として中低温システムで一般的です。プロパンは小型の密閉ユニットでは効率的ですが、充電制限と換気が必要です。アンモニアと CO2 は、漏れ検出と訓練を受けたスタッフがすでに配置されている大規模プラントに適しています。

を使って作業する 半密閉型コンプレッサーのメーカー これにより、凝縮器と冷却器も構築され、同じ午後に 3 つのカタログが一致しないままになるのではなく、1 つのデューティ ポイントでの容量の数値が一貫して保たれます。

床を注ぐ前に熱遮断を計画する

結論: レイアウトは敷地と予算の両方に制約を与えるため、レイアウトを決定する前に、排除された熱の行き先を決定します。

中小規模の部屋では空冷コンデンサーがデフォルトです。コイルの周囲および上に約 1 ～ 1.5 m の空きスペースが必要で、ユニット間の再循環がなく、ほこり、木の葉、暖かい排気が吸入口に戻らない位置にあります。 38 ～ 40 °C の設計日では、空冷システムは 32 °C の定格点で示した容量の 10 ～ 15% を失う可能性があるため、コンデンサーのサイズを大きくするか、より高い凝縮温度とより低い性能係数を受け入れるかのいずれかになります。

V型空冷コンデンサー V は V 型アピカル エア アウトレットの略です。シェルは高品質の鋼板で作られ、表面は腐食に強いリン酸塩処理とスプレー コーティングが施されています。 製品を見る→

冷却塔または閉回路クーラーを備えた水冷コンデンサーは、高い周囲騒音と騒音の問題を解決しますが、水処理、凍結防止、メンテナンスが追加されます。周囲が本当に厳しい場合、またはコンデンサーを騒音制限の境界近くに設置する必要がある場合に選択してください。

データを使用して委託し、シーズンごとに再チェックする

結論: 寒い部屋は、ドアの近くに置かれた温度計ではなく、温度マップとプルダウン曲線によって受け入れられます。

上の曲線は古典的なパターンを示しています。室内の空気は数時間以内に設定値に達しますが、製品コアには 1 日のほとんどがかかります。 2 つのラインが合流しなくなった場合は、プラントの能力が不足しているか、空気の流れが遮断されています。

• ドア近くの 2 つの角を含む 9 つのポイントをマッピングし、全負荷で 24 時間経過した後も広がりが 1 °C 以内に留まっていることを確認します。
• 1 つのパレット上のコア プローブを使用してプルダウン曲線を記録し、それを将来のシーズンのベースラインとして保持します。
• 設計周囲温度での過熱と過冷却をチェックし、霜取りの終了を確認し、ドレンが自由に流れることを確認し、温度、ドアの開放時間、停電に関するアラームを設定します。

パフォーマンスに変動がある場合は、推測するのではなく症状に対処してください。構造化された 冷蔵冷凍システムの故障解析 無作為に部品を交換するよりもはるかに多くの製品を節約できます。

よくある質問

青果物の冷蔵室にはどのくらいのパネルの厚さが必要ですか?

0 °C ～ 10 °C に保たれた部屋の場合、80 ～ 100 mm の PIR パネルでほとんどのプロジェクトをカバーできます。部屋が熱い屋根や日光に照らされた壁に隣接している場合、または温度差が 25 K を超える場合、厚いパネルがコストを稼ぎます。

リンゴと葉物野菜は同じ部屋を共有できますか?

安全ではありません。リンゴはエチレンを放出し、葉物野菜、キュウリ、ニンジンはエチレンに反応して黄色くなり、腐敗が早くなります。必要な湿度も異なるため、通常、独立したユニットを備えた 2 つの小さな部屋は、1 シーズン以内に元が取れます。

別の予冷室が必要ですか?

はい、1日あたり数トン以上です。フィールド熱は単一負荷としては最大のものであり、メインプラントを毎日数時間ピークで稼働させる代わりに、専用ベイで熱を除去することで保管室の安定性が保たれます。

果物や野菜用の冷蔵室の設計は、ほとんどの場合順序の問題です。作物リストを修正し、次に荷物を修正し、次に封筒を修正し、次にクーラーを修正し、最後に機器を修正します。各ステップはその前のステップに依存しており、負荷計算をスキップした部屋は、より優れたコントローラーでは修復できません。