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                                                                     鹽城市愛菲爾鋼結(jié)構(gòu)有限公司   劉兵
    隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，能源短缺矛盾更加突出，能源已成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，世界各國都對(duì)節(jié)能提出了更高的要求，并采取了相應(yīng)的政策措施。食用菌由于具有較高的營養(yǎng)保健價(jià)值及經(jīng)濟(jì)回報(bào)，越來越受到消費(fèi)者和投資者的青睞。近幾年我國食用菌工廠化生產(chǎn)企業(yè)如雨后春筍般迅速發(fā)展，其產(chǎn)品在滿足了人們的物質(zhì)生活需要的同時(shí)，也帶來了極為可觀的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。由于食用菌工廠化栽培須采用制冷或加熱設(shè)備，調(diào)節(jié)食用菌廠房溫度、濕度和二氧化碳濃度，需要消耗大量的電力能源，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示電能消耗大約占食用菌生產(chǎn)總成本的20%一30%。因此，如何減少電能消耗已成為食用菌工廠化栽培企業(yè)亟待解決的問題。
    目前大多數(shù)的食用菌投資者關(guān)注的是前期投資成本和短期利益，忽視長(zhǎng)遠(yuǎn)效益，因此，在設(shè)施設(shè)備投入上，只注重滿足食用菌生產(chǎn)的需要，而常常忽視食用菌生產(chǎn)過程中的節(jié)能問題．致使很多食用菌工廠化生產(chǎn)企業(yè)普遍成為高耗能企業(yè)，使產(chǎn)品成本居高不下，企業(yè)獲利能力降低，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。食用菌工廠化生產(chǎn)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，影響食用菌工廠化生產(chǎn)能耗的因素很多，不同地區(qū)、不同品種、不同設(shè)備設(shè)施、不同栽培工藝等因素都會(huì)對(duì)生產(chǎn)過程中的能耗產(chǎn)生很大影響。要想從根本上解決食用菌工廠化生產(chǎn)中存在的高耗能問題，除了要有先進(jìn)的技術(shù)和管理外，最根本的是要從食用菌廠房的設(shè)計(jì)入手，提倡和推行節(jié)能設(shè)計(jì)。
    食用菌廠房的節(jié)能設(shè)計(jì)，大體可分為食用菌廠房工藝設(shè)計(jì)、平面及空間設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)和環(huán)境模擬及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)單地說，食用菌廠房設(shè)計(jì)主要依靠食用菌廠房建筑從總體到單體的設(shè)計(jì)來保證和維持食用菌廠房的正常使用，并盡量減小能源設(shè)備裝機(jī)功率，使菇房的負(fù)荷變小，為節(jié)能創(chuàng)造條件。環(huán)境模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，包括相關(guān)環(huán)境模擬控制設(shè)備的選型、智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，就是在滿足實(shí)際負(fù)荷要求的情況下，依靠設(shè)備及系統(tǒng)本身的高效率來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。而對(duì)于食用菌工廠化生產(chǎn)來說，需要根據(jù)食用菌的生物學(xué)特性和具體生長(zhǎng)狀況進(jìn)行精細(xì)管理，因此，科學(xué)的運(yùn)行管理在節(jié)能降耗管理中顯得尤為重要，科學(xué)的運(yùn)行管理主要是對(duì)食用菌生產(chǎn)過程中各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行科學(xué)的動(dòng)態(tài)管理。食用菌廠房設(shè)計(jì)、環(huán)境模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及科學(xué)的運(yùn)行管理三者相輔相成，有機(jī)結(jié)合，才能真正實(shí)現(xiàn)企業(yè)的節(jié)能生產(chǎn)。
    一.食用菌廠房建筑的節(jié)能設(shè)計(jì)
    食用菌工廠化生產(chǎn)，不同于一般的農(nóng)作物設(shè)施栽培，它是在一個(gè)相對(duì)密閉的環(huán)境條件下，利用設(shè)施和設(shè)備創(chuàng)造出適合不同菌類不同發(fā)育階段的生長(zhǎng)環(huán)境，來實(shí)現(xiàn)“反季節(jié)”的周年栽培。因此，食用菌工廠化生產(chǎn)廠房具有相對(duì)密閉、保溫，環(huán)境可控制等特點(diǎn)。其圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般由外表面層、保溫層、內(nèi)表面層等構(gòu)成，內(nèi)、外表面層材料應(yīng)具有保溫、防水、防濕性，不燃性和自熄性．化學(xué)穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高、不易開裂以及使用壽命長(zhǎng)等性能。食用菌廠房保溫效果決定供冷時(shí)間長(zhǎng)短及生長(zhǎng)溫度變化，食用菌廠房外圍結(jié)構(gòu)傳熱占食用菌廠房總熱負(fù)荷20%-35%。在一定范圍內(nèi)，食用菌廠房外熱負(fù)荷與食用菌廠房圍護(hù)結(jié)構(gòu)的厚度成反比關(guān)系，隨著圍護(hù)結(jié)構(gòu)厚度的增大，食用菌廠房外熱負(fù)荷將變小，這可以減小制冷系統(tǒng)投資和制冷系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用；但是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的增厚，將會(huì)增加食用菌廠房建設(shè)的初期投資，因此，如何確定圍護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)于食用菌廠房建設(shè)是十分重要的。
    工廠化栽培食用菌廠房與季節(jié)性栽培菇房或大棚相比，最主要的區(qū)別在于防潮，隔汽和保溫，如何最大限度的杜絕“冷橋”是工廠化食用菌廠房施工中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也是食用菌廠房施工中節(jié)能的重要一環(huán)。食用菌廠房在施工中節(jié)點(diǎn)、梁柱、次鋼構(gòu)、管道、支吊架以及地坪等易產(chǎn)生冷橋部位應(yīng)有科學(xué)的設(shè)計(jì)方案并嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙施工。因?yàn)橐坏┬纬伞袄錁颉?，將增加食用菌廠房的熱負(fù)荷。另外，食用菌廠房的外表面顏色盡量設(shè)計(jì)成白色或淺色。這主要是利用它的反射來減少輻射熱量。顏色是影響反射率的主要因素。顏色越淺，反射太陽輻射的能力越大。如白色表面對(duì)太陽輻射的反射率可達(dá)0.8．而黑色只有0.1。因此，夏季在強(qiáng)烈的太陽照射下，白色表面的溫度可比黑色表面低25-30度。
    在進(jìn)行食用菌廠房整體布局設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：（1）瞞足生產(chǎn)工藝流程的要求。不同食用菌栽培品種對(duì)廠房整體布局有不同的要求，即使相同的栽培品種，不同的栽培方式，栽培工藝亦有差異。（2）廠區(qū)布置應(yīng)做到近期與遠(yuǎn)期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮今后擴(kuò)建的可能。企業(yè)在進(jìn)行開工建設(shè)前，應(yīng)進(jìn)行總體規(guī)劃，制定企業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展戰(zhàn)略，避免在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)由于規(guī)模擴(kuò)張帶來的廠房改造成本增加或無法進(jìn)行改造。（3）由于培養(yǎng)房及出菇房之間溫差較大，在進(jìn)行食用菌廠房規(guī)劃時(shí)，一般實(shí)行分區(qū)管理，盡量避免混合排列設(shè)計(jì)。實(shí)行分區(qū)管理，能夠提高生產(chǎn)效率；此外，在培養(yǎng)區(qū)與出菇區(qū)分別安裝隔熱風(fēng)幕機(jī)或設(shè)立緩沖區(qū)，可使食用菌廠房?jī)?nèi)外環(huán)境隔開，杜絕冷暖空氣對(duì)流形成結(jié)霧，保障開門作業(yè)不影響菇房?jī)?nèi)溫度回升，避免由于溫度梯度引起的能量傳遞，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。
    二.環(huán)境控制系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
    食用菌工廠化廠房環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)里一個(gè)重要的節(jié)能措施往往被人們所忽略，這就是廠房?jī)?nèi)的氣流合理組織.目前大多數(shù)食用菌廠房的氣流組織是不合理或欠合理的。主要表現(xiàn)為：（1）達(dá)到目標(biāo)溫度所需降溫時(shí)間長(zhǎng)，運(yùn)行能耗增加；（2）食用菌廠房?jī)?nèi)產(chǎn)生“死角”現(xiàn)象；（3）食用菌廠房?jī)?nèi)部溫度分布不均勻，導(dǎo)致培養(yǎng)或出菇同步性下降；（4）出菇品質(zhì)差或者產(chǎn)量不高。
    產(chǎn)生食用菌廠房?jī)?nèi)氣流組織不合理的因素與菇房結(jié)構(gòu)尺寸、內(nèi)部設(shè)計(jì)、風(fēng)機(jī)選型和布局等有關(guān)。很多食用菌生產(chǎn)企業(yè)在進(jìn)行食用菌廠房設(shè)計(jì)時(shí)，培養(yǎng)房?jī)A向于采用大面積庫房，單間建筑面積一般為100-200平米左右，出菇房?jī)A向于采用小面積庫房，單間建筑面積一般為60-70平米左右。在進(jìn)行內(nèi)部菇架擺放時(shí)，應(yīng)遵循環(huán)境控制優(yōu)先的原則，避免一味追求高庫存量，導(dǎo)致廠房?jī)?nèi)部產(chǎn)生溫度梯度，影響食用菌生長(zhǎng)同步性；另一方面，在進(jìn)行風(fēng)機(jī)布局時(shí)，要注意消除廠房?jī)?nèi)部“空氣回流”現(xiàn)象，使冷風(fēng)機(jī)流向一致，保持食用菌廠房?jī)?nèi)溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的均勻，減少廠房?jī)?nèi)空氣流動(dòng)的波動(dòng)，同時(shí)保持一定的空氣流速，強(qiáng)化空氣及制冷設(shè)備之間的熱交換過程，及時(shí)排除食用菌在培養(yǎng)或出菇過程中產(chǎn)生的二氧化碳，改善食用菌生長(zhǎng)的環(huán)境條件。因此，優(yōu)化設(shè)計(jì)食用菌栽培菇房能夠達(dá)到改善其氣流組織的合理性，從而達(dá)到降低生產(chǎn)能耗的目的。良好的食用菌工廠化廠房環(huán)境模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該是達(dá)到目標(biāo)溫度的時(shí)間最短，且食用菌產(chǎn)品具有較高的質(zhì)量和產(chǎn)量為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。
    對(duì)于食用菌工廠化栽培來說，食用菌生產(chǎn)過程中的溫度調(diào)控主要是通過制冷機(jī)組進(jìn)行控制，制冷機(jī)組的選擇一方面影響食用菌廠房?jī)?nèi)環(huán)境控制的效果；另一方面影響到食用菌生產(chǎn)耗電量。制冷機(jī)組的選型和匹配對(duì)節(jié)能至關(guān)重要，但是，食用菌工廠化生產(chǎn)用冷情況特別復(fù)雜，須要根據(jù)菇房大小、最大容量、不同菌種的菌絲培養(yǎng)及子實(shí)體生長(zhǎng)等方面進(jìn)行綜合考慮。
    蒸發(fā)溫度就是制冷劑液體在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)時(shí)的溫度，也是制冷劑對(duì)應(yīng)于蒸發(fā)壓力的飽和溫度。蒸發(fā)溫度的高低，對(duì)制冷效率影響很大。提高蒸發(fā)溫度，減少傳熱溫差，有利于節(jié)省電能。根據(jù)估算，蒸發(fā)溫度每降低1℃，耗電增加3％一4％。不同的食用菌栽培品種，都有其適合的溫度范圍。食用菌廠房的溫度在不影響出菇產(chǎn)量及質(zhì)量的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)選用較高的溫度，優(yōu)化組合壓縮機(jī)制冷系數(shù)和各蒸發(fā)溫度系統(tǒng)的制冷系數(shù)，實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)制冷量與菇房實(shí)耗冷量的合理匹配，避免出現(xiàn)“大馬拉小車”或“小馬拉大車”的現(xiàn)象。
    目前大多數(shù)食用菌工廠化投資者存在著只注重壓縮機(jī)主機(jī)，輕視輔助設(shè)備的觀念，在實(shí)際選擇冷凝器、節(jié)流裝置等制冷系統(tǒng)配件時(shí)，對(duì)其引起運(yùn)行能耗的差異考慮較少。在制冷系統(tǒng)中輔助設(shè)備的性能制約著壓縮機(jī)主機(jī)的效率，冷凝器等輔助配件的合理優(yōu)化選擇對(duì)制冷裝置能耗的影響，必須引起食用菌工廠化投資者的高度重視。
    根據(jù)冷卻介質(zhì)和冷卻方式的不同，常用的冷凝器按其冷卻介質(zhì)及冷卻方式一般可分為三種類型：水冷式冷凝器、空氣冷卻式冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器。
    在選擇制冷方案時(shí)，需要根據(jù)工程的具體情況，如熱源、電源、所需冷量、食用菌廠房設(shè)計(jì)及栽培食用菌品種等因素，同時(shí)結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件及水源情況，進(jìn)行全面的比較。根據(jù)投資、占地面積、能量消耗以及運(yùn)行管理難易等指標(biāo)，經(jīng)濟(jì)合理地確定制冷方案和選擇制冷機(jī)形式。
    食用菌工廠化生產(chǎn)通過通風(fēng)換氣來降低廠房中的二氧化碳濃度和改善廠房空氣質(zhì)量，目前國內(nèi)大多采用的是安裝排氣扇來進(jìn)行通風(fēng)換氣，導(dǎo)致在進(jìn)行通風(fēng)時(shí)，菇房?jī)?nèi)環(huán)境變化大，制冷或加熱耗能增加，尤其是當(dāng)室內(nèi)外溫差較大時(shí)。因此，選擇合適的新風(fēng)換氣機(jī)應(yīng)用在食用茵工廠化生產(chǎn)中是非常必要的。全熱新風(fēng)換氣機(jī)在排出室內(nèi)二氧化碳和送人室外新鮮空氣的同時(shí)，既通過傳熱板交換溫度，又通過板上的微孔交換濕度，從而達(dá)到既通風(fēng)換氣又保持室內(nèi)溫、濕度相對(duì)穩(wěn)定的效果。新風(fēng)換氣機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：①室內(nèi)外雙向換氣，新風(fēng)等量置換。②過濾處理配置不同過濾材料，新風(fēng)過濾處理，可有效凈化空氣，防止病原菌傳播。③高效節(jié)能：內(nèi)置靜止熱交換器，熱交換效率大于70％，冷熱負(fù)荷不受新風(fēng)影響，大幅度降低新風(fēng)處理所需能量，節(jié)約新風(fēng)處理能耗30%以上。
    三.控制系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計(jì)
    控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制主要有兩方面的作用。一方面保護(hù)機(jī)器設(shè)備的正常運(yùn)行、保護(hù)操作人員的安全；另一方面可以節(jié)省能源，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，與手動(dòng)控制相比，自動(dòng)控制可節(jié)能10％左右，并且降低了勞動(dòng)力成本。
    控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制可以在以下幾個(gè)方面實(shí)現(xiàn)：食用菌廠房溫度的自動(dòng)調(diào)節(jié)、蒸發(fā)器的自動(dòng)融霜，通風(fēng)換氣的程序控制、制冷壓縮機(jī)的變頻控制；輔助設(shè)備的自動(dòng)控制可使制冷量與冷熱負(fù)荷相適應(yīng)，合理自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)器設(shè)備，如對(duì)冷風(fēng)機(jī)上的風(fēng)機(jī)采用雙速電機(jī)，當(dāng)熱負(fù)荷較小時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)以降低電耗等等。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可變程序控制器的功能越來越強(qiáng)大，自動(dòng)控制已成為系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)中不可缺少的環(huán)節(jié)。通過對(duì)溫度、濕度、二氧化碳濃度、壓力、流量等數(shù)據(jù)的采集和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)、蒸發(fā)器、冷風(fēng)機(jī)等設(shè)備的自動(dòng)調(diào)節(jié)，從而對(duì)整個(gè)制冷系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)高效的狀態(tài)下運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能的目的。
    四.運(yùn)行管理
    在食用菌工廠化生產(chǎn)中，食用菌廠房的節(jié)能設(shè)計(jì)是基礎(chǔ)，而企業(yè)運(yùn)行管理的好壞是關(guān)鍵。運(yùn)行節(jié)能管理主要包括兩方面的內(nèi)容，一個(gè)方面是生產(chǎn)過程中的節(jié)能管理，包括整個(gè)食用菌生產(chǎn)工藝的每一道工序的合理設(shè)計(jì)；另一個(gè)方面是設(shè)備運(yùn)行當(dāng)中的維護(hù)和保養(yǎng)，主要是相關(guān)設(shè)備及其關(guān)鍵部件的檢查和維護(hù)；兩者互為補(bǔ)充，都應(yīng)該引起企業(yè)管理者的重視。
食用菌工廠化生產(chǎn)是一項(xiàng)新生的事物，涉及到建筑學(xué)、制冷工程、環(huán)境工程、微生物學(xué)等多學(xué)科知識(shí)，還需要一個(gè)認(rèn)識(shí)、再認(rèn)識(shí)的過程，需要多學(xué)科專家進(jìn)行協(xié)同攻關(guān)。能源是社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要支柱，能源問題是世界各國普遍面臨的緊迫問題。食用菌工廠化生產(chǎn)是高耗能產(chǎn)業(yè)，重點(diǎn)是節(jié)能。食用菌工廠化企業(yè)應(yīng)該對(duì)工廠化生產(chǎn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，適當(dāng)增加初期一次性投資，配置必要的節(jié)能設(shè)備，提高節(jié)能水平，降低運(yùn)行費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能的運(yùn)行目的，增強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，擴(kuò)大企業(yè)盈利能力。