贯流风机在冷藏陈列柜的应用分析研究

贯流风机在冷藏陈列柜的应用分析研究

李福良

珠海格力电器股份有限公司    广东珠海 519000

摘要：用轴流风机的冷藏陈列柜，存在送风不均匀、噪音大、能效低等问题，本文开发一款贯流风机式陈列柜，通过与轴流式对比分析研究得出：应用于贯流风机的陈列柜有效容积比轴流式增大19.67%；贯流式整体搭配细长送风口，风速比较均匀，柜内温度均匀，柜温波动小；在门全开时，噪音降低27.4%；门全关时，降低42.1%；且直接能耗降低9.3%，制冷能耗降低14.5%，总能耗降低12.9%，能效等级达到2级，达到节能效果。

关键词：陈列柜；贯流风机；温度均匀；低噪音；节能

Abstract：The refrigerator display cabinet of the axis flower has problems such as uneven air supply, high noise, and low energy effects. This article develops a flow ventilator display cabinet, which is obtained through comparative analysis with axial flow type:The effective volume of the axis flowers increases by 22.7%; The overall flow of the flow type is matched with a slender air outlet, the wind speed is relatively uniform, the temperature in the cabinet is uniform, and the cabinet temperature fluctuates small; when the door is full, the noise is reduced by 27.4%; At the time, the decrease of 42.1%; the direct energy consumption decreased by 9.3%, the cooling energy consumption decreased by 14.5%, the total energy consumption decreased by 12.9%, the energy efficiency level reached level 2, reaching the energy saving effect.

Keyword：display cabinet；flow fan；uniform temperature；low noise；energy conservation

1. 引言

随着国民生活品质的提升，对食品的品质需要愈加提高，冷藏陈列柜主要用于食品及饮料冷藏的轻商用设备，能够使柜内维持在一定温度，保证商品的品质，受到各类便利店、超市、生鲜店的一致青睐。冷藏密闭柜作为陈列柜的其中一种形式，专为展示和销售饮料、啤酒、矿泉水而设计。

目前行业通常采用的做法就是使用轴流风机，且一般安装在柜内的顶部中间位置，导致外观突兀且送风不均匀，为使冷风可提供至柜内两侧，需采用高风速大风量设计。而高风速不仅会在开门取货时造成大量热风卷入，柜内饮品温度持续升高、能耗增大，还会使冷风吹人、噪声大，影响用户体验。

本文通过开发一款应用贯流风机的冷藏密闭柜，和同类型的轴流式陈列柜对比研究，以期为后续陈列柜的节能研究提供有价值的参考。

2.研究与分析

应用于轴流风机的3门冷藏密闭柜，密闭柜尺寸长x深x高：2118x700x2000mm，轴流风机数量为2个，轴流风机和蒸发器位于柜体内部中间顶部位置，如图1所示。

应用于贯流风机的3门密闭柜，密闭柜尺寸长x深x高：2100x780x1900mm，、贯流风机、数量为2个，贯流风机布置在箱体靠近背板处，蒸发器在扇叶前端。如图2所示。

图1为轴流风机          图2右为贯流风机

2.1研究条件

两台陈列柜分为有七层货架，根据GB/T21001.2－2015的要求均匀放置试验包，柜内摆放七列试验包，每列货架摆放三层试验包，食品包长x宽x高尺寸:200x100x50mm。

1. 电源：220V~50Hz
2. 冷媒类型：R404A
3. 气候类型：第3气候类型（25℃ /60%RH）

2.2研究目的

通过不同的测试来全方位对比应用于轴流风机与贯流风机的陈列柜，主要的试验包括：展示面积、有效容积、出风风速、M包温度、排热率、24h排热量、能效等级、噪声等试验。

2.3研究方法

1）展示面积

标准定于为可看到食品的总的面积，包括透过玻璃的所见面积，包括水平和垂直投影面积。2）有效容积

标准定义为在装载界限内可装载食品的容积。

3）出风风速

陈列柜共7层，从上到下依次为1~7层，面对门体将风机分为左右风机，对第1、4、7层风速，用风速测量仪器进行风速的测量。

4）噪声

噪声测试位置为水平距离陈列柜1m，垂直距离1m，分为前后左右4个点进行测试，取平均声压级。

5）M包温度

根据标准及陈列柜铭牌要求，该陈列柜满足温度范围1~10℃，按照标准要求，冷藏陈列柜所有门每小时应打开10次，具体开门要求，在0min打开1号门，2min打开2号门，4min打开3号门，6min打开1号门……，依次循环开门。

按照要求装载M包和试验包，在24h的试验周期内，前12h为循环开门需求，按照标准测试最热M包温度范围为2.3~10.3℃，如图3所示。

6）总排热量

总排热量

（停止和除霜时为0kW）

--24h内的瞬时排热率，可通过试验软件得出；

7）排热率

单个陈列柜的排热率，可由仅在柜子运行期间（）的瞬时排热率的算数平均计算得出：

其中：--化霜时间；--停机时间

8）能效等级

按照标准GB 26920.1-2011进行能效能级确定。

2.4结果分析与研究

1）展示面积与有效容积

从表1得出，轴流式和贯流式长度尺寸基本一致，计算出的展示面积基本一致；贯流式蒸发器整体为长扁型结构设计，部件平铺于柜体顶部，减少了部件占用空间，使贯流式的有效容积较轴流式增大19.67%；

表1展示面积和有效容积数据对比表

2）出风风速

从表2得出，应用于轴流风机的陈列柜，风量相对集中，均集中于轴流风机正下方的位置，两侧风量偏低，极易导致左右两侧温度偏高，且开门时，热风卷入多，能耗大；应用于贯流风机的陈列柜，整体风速比较均匀，且搭配较细长的送风风口，使柜内温度更加均匀，同时在开门时能形成较好的风幕，开门补取货时，热风吸入量少，大大降低陈列柜的能耗。

表2风速测试数据对比表

3）噪声

从图3得出，门全开时，轴流式陈列柜噪音高达60.3dB，贯流式低至43.8dB，降低达27.4%；门全关时，轴流风机的噪音为49.6dB，使用贯流风机的陈列柜噪音值低至28.7dB，降低了42.1%；全开门时的贯流风机的噪音比全关时轴流风机的噪音都低，达行业领先水平，提升产品竞争力。

图3 噪音测试对比图

4）M包温度

由图4和5得出，在国标标准试验时，搭载轴流风机的陈列柜M包温区为2.3~10.6℃，最高M包温度达到10.6℃，已超出标准要求，饮品一直处于超温的环境下，会缩短商品的货架期；使用贯流风机的陈列柜的标准温区为2.0~9.0℃，温度带更窄，均满足标准要求，且柜温波动更小。

图4 标准温度对比           图5最热M包温度对比

5）总排热量、排热率及能效等级

由表3得出，应用于贯流风机陈列柜的排热率、总排热量及能效能级均优于轴流风机。且可以得出，直接能耗降低9.3%，制冷能耗降低14.5%，总能耗降低12.9%，且能效等级直接提升至2级，达到节能效果。

表3 总排热量、排热率及能效等级数据对比表

3总结

本文通过轴流式与贯流式陈列柜对比分析研究，得出贯流式各个方面均优于轴流式的陈列柜，具体结论总结如下：

1）应用于贯流风机的制冷系统整体为长扁型结构，蒸发风机部件平铺于柜体顶部，减少了部件占用空间，使有效容积比同类型轴流风机产品增大19.67%；

2）应用于贯流风机的陈列柜，整体风速比较均匀，且搭配较细长的送风风口，使柜内温度更加均匀，同时在开门时能形成较好的风幕，开门补取货时，热风吸入量少，大大降低陈列柜的能耗。

3）应用于贯流风机的陈列柜，贯流风机扇叶叶型与密闭柜外形尺寸更适配，送风更均匀，柜温波动更小；

4）应用于贯流风机的陈列柜，在门全开时，噪音降低27.4%；门全关时，降低了42.1%，达行业领先水平，提升产品竞争力。

5）应用于贯流风机的陈列柜，直接能耗降低9.3%，制冷能耗降低14.5%，总能耗降低12.9%，且能效等级直接提升至2级，达到节能效果。

参考文献

[1]张海波,高恩元.2019年度中国各区域制冷市场分析[J].制冷技术,2020,40(S1):68-89

[2]汪超,韩美顺.2019年度中国制冷设备市场分析[J].制冷技术,2020,40(S1):90-96

[3]魏华锋,程　凯.立式冷藏陈列柜的节能设计[J].制冷技术,2012,31(4):20-23

[4]王亚臣,刘竹丽,梁帅.基于场协同理论的冷藏展示柜内流体对流换热分析[J].包装工程,2022,43(1):245-252

[5]王洪宝,杨宝江,马聪,等.冷藏陈列柜制冷系统的节能对策分析[J].华东科技: 学术版，2016( 1) : 1

[6]谷波,周颖.商用制冷陈列柜能耗标准分析[J] .制冷与空调, 2008,(01): 14-18

[7]Kou L,Luo Y,Ingram D T,et al．Open-refrigerated retail display case temperature profile and its impact on product quality and microbiota of stored baby spinach[J]. Food Control,2015,47: 686-692

[8]Rossetti A,Minetto S,Marinetti S．Numerical modelling and validation of the air flow maldistribution in the cooling duct of a horizontal display cabinet[J]. Applied Thermal Engineering,2015,87: 24-33

[9]Stignor C H,Sundén B,Fahlén P．Energy-efficient flat-tube heat exchangers for indirectly cooled display cabinets[J]．International Journal of  Refrigeration,2009,32( 6) : 1460-1471

[10]Wu X,Chang Z,Yuan P,et al．The optimization and effect of back panel structure on the performance of refrigerated display cabinet[J]．Food Control,2014,40:278-285