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鲜肉柜、风幕柜、熟食柜性能影响的因素分析

[2016-01-07]

超市陈列柜自19世纪5O年代问世以来,各国的研?#31354;?#21644;生产厂家对其进行了不断深入的研究,对制冷系统采取了一系列措施以提高产品性能,降低运行费用。有关文献中提出了改善制冷系统性能的一些方法,如改进融霜技术,采用电子膨胀阀,使用高效能压缩机?#21462;?#21516;时还有其他的一些因素影响了陈列柜的性能。本文就超市内的客流量、季节性的变化、风幕与外界空气的传热传质以及结融霜问题等因素对陈列柜性能的影响进行了一些探讨。


1、超市内客流量的增加


客流量的增加有两个后果:(1)虽然敞开式陈列柜为顾客提供一个良好的购物条件,但是在挑选食品的过程中,无意间就破坏了风幕的连续性,而且这种扰动作用会随着客流的增加不断加剧,加大了风幕的渗透作用;(2)同时,客流量的增加也加大了空调系统的负担,如果风系统不能将消费者带来的潜热和显热及时排走,将会增大室内空气的温度和湿度,加剧了外界环境与柜内的空气的热交换,影响整个柜内温度均匀分布。


2、季节性的变化


夏季比冬季的气候条件对陈列柜影响大。相对冬季而言,夏季由于室外环境较高,引起了室内空气条件(温?#21462;?#28287;受)的变化,这是影响陈列柜性能的一个重要的因素。通常用于冷冻食品的陈列柜的能耗(包括泵、风机、压缩机以及内部电力设备的耗电)要增加55% ,而单就压缩机来?#25285;?#33021;耗将增加100%。由于外部环境因素的影响,冬季时柜内温度要比夏季时偏低些,所以.如果要保持夏季和冬季时的柜内温度相同,这个电力消耗增加的比例将会比前面所述的更大。以某陈列柜为例,测试表明陈列柜内的温度分布,冬季和夏季柜内温度?#30001;?#23618;到下层的温差分别为3.3℃、6.7℃,夏季风幕的平均温差要比冬季要高出大约3~C,陈列柜内平均温度要比冬季高出2~C,夏季时陈列柜前的空气焙值增加了50%,表明了夏季的气体渗透更加严重。为了保持夏季柜内温度和冬季一致,送风温度至少要降低2~C,意味着就要降低蒸发温度,假设蒸发温度每减低一度所需要的电量就要增加2.4%,那么总的电量将要增加大约5%。所以不论在温度分布方面和节能方面,季节的变化对陈列柜的影响都是非常大的。


3、风幕与外界空气的传热传质


由于敞开式陈列柜能耗主要来源于冷风幕与外界空气的传热传质,所以研究的核心是冷风幕的流动特性和换热机理。敞开式陈列柜的风幕流动属于大空间内的低温卷吸射流。风幕特性不仅与陈列柜的结构尺寸、射流初始?#38382;?#26588;内货物的堆放形状有关,同时还受到体积力,外界环境因素的干扰,Lie.Eng.Monica Axell等|2】提出来一个渗透率的概念:

X=1一(t3一t1)/(t3一t2)

X一渗透率

t1一回风口的温度

t2-送风口的温度

t3一外部环境温度


用渗透?#19990;幢?#36739;风幕阻挡外面热湿空气的渗入。风幕日间和夜间的效率可以通过渗透?#19990;?#35780;定。Right研究表明、夏季和冬季陈列柜风幕的渗透率是相同的,但是由于夏季时供给风幕的风温要高。柜内空气的焓以及干球温度高,由渗透引起的潜能随着外界湿度的增加而增加。所以,陈列柜工作夏季时要比冬季时耗能多。


4、结霜和融霜的问题


结霜时。蒸发器上的霜不但阻隔了蒸发器表面的热传递,同时也阻碍和约束了空气流动,结霜导致了气流速度降低,甚至气流堵塞,同时增加了空气侧的压降。Tolga Nurettin Av11ur?#28909;?#23454;验 3 表明了,蒸发速度增大会引起相对湿度的增加,从而导致更多的霜形成于蒸发器表面,降低气流速?#21462;?#32780;且压缩机要使蒸发温度降低以补偿由结霜而不足的冷量,这种措施导致了系统能耗的增加。同时,蒸发器表面所结的霜也要定期进行融霜以避免以上的不良后果。在融霜过程中,还需要热量去加热蒸发器,增大能耗。
影响陈列柜蒸发器结霜的主要因素有:环境相对湿?#21462;?#29615;境温?#21462;?#39118;机吹风速?#21462;?#33976;发器表面翅片间距?#21462;?#38472;天及等通过实验观察到蒸发器结霜很不均匀,对中温柜来?#25285;?#20013;部霜层较上、下部厚很多。因此,蒸发器的使用场合也是影响其结霜的一个因素。受外部环境方面的、本身结构方面的和制冷系统方面的等多种因素的影响,所以要综合考虑几方面的因素,达到最好的控制融霜效果。
食品陈列柜的融霜有几?#22336;?#27861;。一种最简单的方法就是停机自然融霜,它也是最节能的融霜方式,适用于果蔬柜、熟食柜等高温柜型。对于霜量相对多一些以及柜温控制要求高一些的开启式食品陈列柜,强迫空气融霜是一种比较好的融霜方式,启式食品陈列柜的柜内风扇可以正向和反向运转,制冷时,柜内风?#26085;?#36716;,驱使空气在柜内循环,开口面上形成冷风幕,阻隔柜内外冷热对流,保持柜内设定温度 融霜时,控制压缩机停机,同时柜内风扇反转,驱动空气从吸风口排出,从排风口吸人。还有一种融霜方式多应用于两台以上陈列柜的集中供冷系统一热气融霜,融霜时,一部分高温压缩机排气引人需要融霜的蒸发器。上面提出的三种融霜方法,消耗电能很少或不消耗电能,节电是它们共同的优点,但适用的柜型有限。而电热融霜适用范围很宽,各种柜型均可采用,尤其是中温柜和低温柜大部份选用这?#22336;?#24335;。近年来探索的新的融霜控制方法有:蒸发器两侧压差测量法空气与蒸发器表面温差感应法和光纤传感器测量霜层厚度法等?#21462;?br />

外界环境湿度高会引起更决的结霜,甚至会导致气流堵塞,进而降低了制冷效率。有学者提出的光纤传感器测量霜层厚度法,通过获得的数据,当测量到结霜厚度达到一定的值时,可以发出指令进行除霜。可以针对不同的椎对湿度决定除霜时间,可以降低能耗。

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