基于冰浆蓄冷的集中制冷冷藏陈列柜的实验研究

　　陈列柜是耗电量大的一种用电设备，据统计每年美国超市消耗545亿kWh的电能，其中制冷(主要是陈列柜)和空调系统的能耗大约占其中的75%[1]。因此人们对冷藏陈列柜的柜温和能耗给予了更多的关注。现有的冷藏陈列柜的能耗降低措施主要从两个角度考虑：即从结构设计和系统方面考虑。从结构方面考虑有风幕的优化设计[2]、蒸发器的优化设计[3]、防露加热器的智能控制、夜间罩的使用[4]等等;系统方面考虑有并联机组[5]、液体制冷剂过冷[6]、合适的融霜方式及融霜控制[7]等等。通过这些节能措施对冷藏陈列柜自身结构和系统方面的改进，冷藏陈列柜能耗有了不同程度的降低。

　　对于冷藏陈列柜，主要用于冷饮、果蔬及冷藏肉类的保温，按制冷模式分为两种类型：一种是独立式，即制冷机组集成在陈列柜柜体内，冷凝器热量直接排放到室内;另一种是集中制冷式，即制冷机组与陈列柜柜体分开设置，一台制冷主机可同?向多台陈列柜供冷。集中制冷冷藏陈列柜的冷凝器放在室外通风良好的地方，冷凝热排放到室外，降低了超市空调的负荷，且具有噪声低等特点，因此特别适合大型超级市场使用。然而，以制冷剂作为冷媒的系统，因蒸发温度低于0℃，不可避免地产生蒸发器结霜现象，而融霜会造成柜体内部温度波动，从而影响到食品储藏品质。

　　这里在冷藏陈列柜的供冷模式上实现突破，利用冰水作为载冷介质，在蒸发器内吸收热量对柜内空气进行降温，有效克服了结霜/融霜问题。冰水可以通过动态冰蓄冷技术制取[8]，可充分利用低谷电力进一步降低运行成本。在自行搭建的实验系统上，改变冰水流量及风幕柜的出风速度，测量柜内温度变化情况，实现了将动态冰蓄冷技术用于食品冷藏链领域。

　　1 实验系统

　　1.1 系统原理

　　如图1冰蓄冷集中制冷冷藏陈列柜原理图所示：夜间电力低谷?，开启冰浆制冷制冷系统，将纯水以絮状冰的形式存储与蓄冰桶内;白天电力高峰开始?，抽取蓄冰桶底部0℃水至冷藏陈列柜换热器为冷藏陈列柜保温，高温回水经由蓄冰槽上部的喷洒口直接喷淋到冰层上，与冰浆直接换热。

　　1.2 实验系统

　　实验系统主要由四部分组成：冰浆生成系统、冷藏陈列柜、控制系统和测量系统。图2为冰浆集中制冷冷藏陈列柜实验系统。

　　冰浆生成机组为广州鑫誉蓄能科技有限公司研发的动态冰浆生成系统展示样机，可以生成浆状冰存储于蓄冰槽内供实验使用，蓄冰槽材料为有机玻璃，体积为1200mm×860mm×1000mm。