低温陈列柜性能优化的实验研究
本文以卧式敞开式低温陈列柜为研究对象，分别对其风幕以及制冷系统运行特性进行了理论分析及实验研究。
风幕送风特性影响了陈列柜柜内温度分布的均匀性与稳定性，进而影响陈列商品的品质，同时影响制冷系统能耗。
本文首先从风幕送风速度改变对卧式敞开式低温陈列柜运行性能的影响方面进行研究。通过改变风机转数、风机直径及个数，实现不同的送风量，研究在不同的送风速度下陈列柜的整体性能，从而选择适合样柜的风速。实验结果，当风幕送风速度达到0.57m/s时，射流的抬升使完整的风幕得以形成，柜内的温度降低，温度梯度减小，温度场较均匀。由此可见，风幕的送风速度对风幕的形成和陈列柜内的温度场有直接的影响。
另外研究了卧式敞开式低温陈列柜送风口结构尺寸的改变及加装风系统整流板。实验结果表明，送风口结构尺寸改进后，风幕各层的送风速度分布变得更为合理，使得风幕送风速度沿陈列柜长度方向的均匀性提高了29.2％。送风温度均匀性提高了42.1％，风幕的送回风温差也减少了35.0％，风幕的隔热性和封闭性均有所改善。陈列柜柜内温度场均匀性提高了27.0％，单个周期的蒸发器融霜水量减少了14.8％，功率消耗减少了7.4％，表明陈列柜的整体性能得到了提高。加装风系统整流板后，风幕送风速度沿陈列柜长度方向的均匀性提高了15.8％，功率消耗减少了1.8％。
除了对卧式敞开式低温陈列柜风系统的研究外，还对其制冷系统进行了实验研究。
目前陈列柜所使用的多为风冷冷凝器，因此环境温度的变化直接影响冷凝温度，从而影响蒸发温度，蒸发温度的改变不仅会增加陈列柜的功率消耗，同时也影响陈列柜的运行特性。实验通过对冷凝温度的改变，分别从蒸发温度，陈列柜风幕送回风温度，送回风温差，柜温均匀性及功耗进行了综合分析，得出如下结论，冷凝温度每升高10℃，蒸发温度平均升高2.5℃，当冷凝温度较低时，送、回风温度较低，陈列柜的功率消耗和柜温的波动随着冷凝温度的升高而增大。
压缩冷凝机组的匹配性也对陈列柜的性能有较大的影响。实验主要是对不同容量制冷机组下陈列柜的运行参数，如蒸发温度、送回风温度、送回风温差、柜温平均值及瞬态值及功率消耗的对比分析，得出不同容量的制冷机组对陈列柜整体运行的影响程度。实验还考察了不同容量的制冷机组在北京的冬季及夏季的运行状况。实验结果表明，当环境温度较低且恒定时，4HP和5HP的压缩冷凝机组均能满足陈列柜的降温需要，但综合柜温的均匀性及功率消耗来考虑，4HP的机组更为合适。对于为分体式陈列柜来说，制冷机组置于外界环境中，因此陈列柜受季节及早晚温度变化的影响较大，对于实验所用的陈列柜来说，在北京地区，额定输出功率为4HP的机组就能满足陈列柜的运行要求，但北京的夏季(最高冷凝温度为45℃)，需要大容量的压缩冷凝机组，此时额定输出功率为5HP的制冷机组才能满足要求。
根据以上研究结论，对于卧式敞开式陈列柜的送风系统，可以通过选取合适的风速使陈列柜送风风幕性能较好，而且可以通过改进送风系统的结构来提高风幕的性能，从而改善陈列柜的运行性能，达到节能的目的。对于制冷系统而言，较低的冷凝温度及选配合适的压缩冷凝机组，不仅可以使陈列柜运行稳定，而且可实现节能。
- 作者：
- 屠冰
- 学位授予单位：
- 上海海洋大学
- 专业名称：
- 制冷及低温工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2010年
- 导师姓名：
- 陈天及
- 中图分类号：
- TB657
- 关键词：
- 卧式敞开式低温陈列柜；送风系统；送风口结构；制冷系统；节能技术
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