环境送风式冷藏陈列柜的开发研究

　　0 引言

　　陈列柜的高能耗是目前陈列柜研究中最迫切需要解决的问题。立式陈列柜中，柜内冷冻食品和环境空气之间的隔热依赖于一到几层风幕。这些风幕容易被环境空气干扰，导致一些环境热空气进入柜内，因而立式陈列柜的能耗大于卧式陈列柜[1]。据统计，超市能耗中的大约 50%来自于陈列柜[2，3]。

　　立式陈列柜中，通过风幕渗透的热量占冷负荷的绝大部分[4]。通过 CFD模拟，风幕速度对环境空气的卷吸作用有很大影响[5~9]。如果风幕速度很小，就会失去封闭能力，因而来自环境的渗透热量会增大[10]。但是过大的风幕速度可能提高来自环境的热湿空气的卷吸量[9，11]。所以，风幕速度或雷诺数应存在一个最佳值，使得陈列柜的能耗最低。在陈列柜的应用中，风幕速度应能方便调整，以减少陈列柜的能耗。然而，传统陈列柜中，冷空气在柜内循环，风幕速度的调整并不方便。

　　对于陈列柜的高能耗问题，采用天然能源是最为根本的途径[12，13]。但目前陈列柜的冷空气循环在柜内完成，使得利用室外冷空气等天然冷源来为陈列柜供冷变得相当困难。可见，由于传统陈列柜固有的结构缺陷，高耗能问题难以有效得到解决。为了解决陈列柜的高耗问题，本文在传统陈列柜的基础上，提出了“环境送风式陈列柜”方案。将蒸发器从陈列柜内取出，与送风风机一起组成低温送风柜，利用寒冷季节的低温环境空气作为天然冷源向陈列柜供冷，可以节约大量能源，从而有效地解决陈列柜高能耗问题。

　　1 环境送风式陈列柜的试验装置

　　1.1 装置简介

　　环境送风式陈列柜的试验装置示意图如图 1 所示。为了考察单台和多台陈列柜的运行特性，试验装置由制冷压缩机组、低温风处理机、送回风风道和两台陈列柜组成。制冷系统的制冷剂液体通过热力膨胀阀进入陈列柜 2 内的蒸发器，使其可以兼作传统陈列柜使用;而陈列柜 1 内的蒸发器则完全去掉，只用于环境送风式陈列柜。陈列柜 1 和陈列柜 2 并联连接，通过送回风支管分别与送回风干管连接，而环境的送回风管道则直接通往室外空气中。为防止室外空气中的杂质通过环境送回风管道进入陈列柜内造成污染，在环境送回风端口布置了过滤网。

　　1.2 制冷系统、送风方式和工作陈列柜的选择

　　由于环境送风式陈列柜需要实现环境送风方式，并且还要方便与传统陈列柜的试验对比，同时两台陈列柜的运行选择也需要加以控制，因此试验装置加装了 7 个风阀(6 个截止阀和 1 个旁通阀)，如图 1 所示。制冷系统和工作陈列柜的选择可通过改变这些阀门的启闭状态来决定，见表 1。