冷藏陈列柜节能措施的研究

冷藏陈列柜节能措施的研究
摘要：由于冷藏陈列柜耗电量具大、能耗高,随着节能环保政策的深入,对于冷藏
陈列柜的节能技术提高了要求。

文章对冷藏陈列柜的节能措施进行分析，探讨优化技术。

关键词：冷藏；陈列柜；节能；措施
中图分类号：TE08文献标识码： A
冷藏陈列柜是贮存和销售新鲜食品的主要设备，然而冷藏陈列柜的能耗非常大，据统计，目前大型超市食品冷藏陈列柜的耗电量已占到整个超市总电能消耗的50%左右。

面对能源储备的日益枯竭，节能减排已经成为时代的主题，由于冷藏陈列柜是一种耗电量具大的用电设备，对其进行节能技术的改进是一项重要任务，在当今社会有着十分重要的现实意义。

本文通过对冷藏陈列柜制冷系统、柜体结构和电气系统进行研究改进，实现能耗的降低及系统整体的节能。

具体内容如下：
一、优化冷藏陈列柜制冷系统
从冷藏陈列柜制冷系统方面考虑节能，通过改善制冷系统局部环节，提高制冷系统制冷量，从而达到降低能耗的
目的。

主要从以下几个方面考虑：
1、液体制冷剂过冷。

在一定的蒸发温度和冷凝温度下，过冷度越大，系统制冷量越大，对循环越有利。

使制冷剂在节流前过冷，这样的方式大约可节省10％～15％的能耗。

而最近研究表明，采用液体制冷剂过冷技术可使制冷系统的COP提高约40％，且使系统中的设备投入减少约30％，是一种既节能又减少设备投资的新技术。

而使液体制冷剂过冷有如下方法：
1.1适当加大冷凝器：在条件允许的情况下，适当的增加冷凝器面积或增加冷凝风机风量，提高冷凝器的利用效率，不仅可降低冷凝温度而且可增加过冷度。

1.2采用辅助循环：在制冷机组中增加回热交换器等辅助装置或者将供液管道与回气管道紧贴在一块进行保温，利用回气残余的冷量过冷循环中的液体制冷剂，达到液体制冷剂在节流前过冷的目的。

1.3适当增加柜内供液管道长度，利用柜内冷气过冷循环中的液体制冷剂。

实验证明，在R404A系统中，加长柜内供液管道长度，能有效提高系统制冷量，既经济又有效，对自携式冷藏陈列柜尤其适用。

2、制冷机组采用防热风循环装置。

同样的条件下，冷凝温度越低，系统制冷量越大，对循环越有利。

冷凝温度受吸风温度影响巨大，即冷凝器吸风
温度越高，冷凝温度越高。

冷凝器吸风温度除了受环境温度影响外，经过冷凝器出来的热风会有一部分绕过冷凝器与环境风混合进入冷凝器，大大提高了吸风温度，因此防止已经经过冷凝器的热风回到冷凝器吸风口，可以有效的降低冷凝温度，提高制冷量。

实验证明在自携式冷藏陈列柜的制冷机组中采用防热风循环装置可使冷凝温度降低5度以上。

3、蒸发器优化设计。

蒸发器作为制冷系统的重要组成部分，其设计是否合理，直接影响了冷藏陈列柜的节能效果。

3.1 适当地增加蒸发器面积，能够提高蒸发温度、减少制冷运转时间、减少融霜时间和融霜次数。

3.2 采用两级蒸发器，利用其依次融霜、不间断制冷的特点，缩短融霜时间，使柜内温度波动处于较小的范围，保证食品品质、延长储存时间，同时减少压缩机运行能耗。

3.3 对蒸发器的管道排布进行合理布局，如叉排和顺排的合理选择及翅片片距和翅片大小的合理选择，可以有效降低风阻，提高蒸发器的利用效率，设计合理时，亦可减少融霜时间和融霜次数，达到降低能耗的目的。

4、利用储液器节能。

在自携式冷藏陈列柜中，由于制冷系统小且空间有限，很多设计都不加储液器或采用较小的储液器。

而在制冷系统中使用储液器，可增加制冷剂的充注量，使系统在开始
运转后能更快的从不稳定态运行至稳定态，因此合理选择储液器，可有效缩短压缩机的运转时间，达到降低能耗的目的。

5、采用并联机组技术。

当前大多数超市都是按照超市立柜在夏季的最大冷负荷来选择压缩冷凝机组的。

而在一年当中，超市立柜具有最大冷负荷的时段一般都在夏季的中午或下午，而在夏季的早晚或春秋冬季节时，超市立柜的冷负荷都不能达到最大。

因此只选择一台压缩机，则必定导致压缩机只有在夏季的中午或下午时才能发挥其最大功效，而在一年中的其他时段，压缩机所作的功除满足超市立柜必需的冷负荷外还有大量富余被白白浪费掉了，即出现“大马拉小车”的现象。

这是非常耗能且不经济的。

而采用并联机组能根据负荷的不同，依次停止压缩机，提高运转效率。

运行结果表明，使用2台并联机组可以节能17%，而3台并联机组可节能20%。

其优点在于: 多台并联压缩机组在最佳状态下交替运转，运转率平均，机组寿命提高。

6、采用合适的融霜方式。

冷藏陈列柜有多种融霜方式，如自然融霜、热气融霜、电加热融霜等。

合理的融霜方式，对节约能源、降低能耗、保证食品品质等有着重要的意义。

二、改进冷藏陈列柜柜体结构
从冷藏陈列柜自身结构考虑节能，通过改进冷藏陈列
柜自身结构，减少冷负荷，达到降低能耗的目的。

主要从以下几个方面考虑：
1、风幕优化技术。

1.1 采用高效蜂巢式出风口，可使冷风幕气流分布均匀、减弱出风口射流扰动，从而减少外界环境与柜内冷空气的换热，有效减小柜内负荷。

若在蜂巢式出风口前采用整流板调整风速场，可以减小出风口外侧速度梯度及外侧扰动强度，从而降低能耗。

1.2 对于敞开式冷藏陈列柜，为维持柜内温度稳定，需采用风幕阻止外界环境中的热湿空气与柜内冷空气的对流换热。

当冷藏陈列柜采用双层或三层风幕设计时，可以适当提高内层风幕风速并降低外层风幕风速，起到减小柜内空气与食品间的温差的作用，使风幕的厚度在增加了两倍的同时，风速从内到外呈递减趋势，风幕隔热效率大大提高。

此时侵入柜内的热湿空气量以及在陈列柜外溢的冷空气量减小，蒸发器上的结霜量也明显减少，致使融霜时间、融霜次数随之减少，降低陈列柜能耗。

2、运用反射盖板。

商场或超市的照明会对陈列柜制造大量的辐射热，进而影响商品的质量与保存期。

安装反射盖板，能够节省20%～30%能耗，同时能够增强商品的储存质量。

而反射盖板采用LOW-E玻璃比使用普通钢化玻璃节能效果更明显。

三、优化冷藏陈列柜的电气系统
从冷藏陈列柜的电气系统方面考虑节能，通过优化冷藏陈列柜的电气系统，主要包括控制系统和照明系统，达到降低能耗的目的。

1、优化防露加热器的控制。

在冷藏陈列柜内需设置防露加热器，防止柜内外壁面、扶手以及出风口处等温度较低的地方结露结霜。

外界温湿度的变化，会引起冷藏陈列柜结露结霜情况的变化，因此为了达到降低能耗的目的，有必要随外界温湿度的改变而调节防露加热器的功率。

可在冷藏陈列柜内设置温湿度传感器，检测外界环境或柜内结露部位温湿度的变化，根据信号变化相应调节防露加热器的功率。

2、优化温控器的设计。

耗电量受压缩机开停影响较大，一是压缩机开机时功率较大，消耗电能，二是压缩机停机期间，制冷剂迁移现象，当再次重新建立压差时压缩机消耗额外电能。

对温控器优化设计，合理增加温控器的开停机温差控制，延长压缩机的工作时间和停机时间，降低压缩机的开机率，同时避免压缩机开停频繁造成的制冷剂迁移产生的电能消耗。

3、优化照明系统。

3.1 用柜外照明代替柜内照明：将照明日光灯的变压器从柜内拿到柜外安装，能够缩减发热量，达到降低能耗的
目的。

3.2 使用LED灯照明：目前陈列柜照明主要采用日光灯，其功率大，发热量大，寿命短，增加了陈列柜的电能消耗和柜内热负荷。

LED灯为冷光源，其功率小，发热量小，超长寿命，能最大限度的降低能耗。

四、结束语
综上所述，随着食品冷藏陈列柜的使用量越来越大,冷藏陈列柜的节能越发显得重要，而冷藏陈列柜的能耗受多种因素影响，只有综合考虑各种相关因素，才能最大限度地降低能耗。

参考文献：
[1]马秋阳. 立式冷藏陈列柜柜内空气流动与传热性能研究[D].郑州轻工业学院,2013.
[2]尹雪梅,马秋阳,吴学红,曹秀琴,孟志强,吕彦力. 室内环境对冷藏陈列柜内食品包温度影响的数值模拟[J]. 流体机械,2013,02:61-65+11.。