摘要：随着改革开放政策和国际交流的深入，人们的消费水平迅速提高。商用冷冻、冷藏陈列柜作为储放肉、鱼、禽蛋、果蔬、冷冻食品及食品产地与消费者之问的重要环节，已成为日趋发展的现代化超级市场的关键设施。在所有制冷设备中，商用陈列柜年使用时问最长，所以，选择商用陈列柜，除了考虑其商用价值外，强化对其低能耗的设计、应用的研究也是十分重要的事情，有助于提高商用陈列柜的可靠性，降低商用陈列柜的能源消耗。
关键词：商用陈列柜；可靠性；能源消耗
引言：近年来，随着我国经济飞速发展，生活节奏加快，方便、卫生、营养的冷冻冷藏食品受到越来越多人们的喜爱，同时随着人民生活水平普遍提高，他们对冷冻冷藏食品的品质也有了更高的要求。冷冻食品主要是通过大型超市等渠道进行销售，而商用陈列柜因其兼有冷藏和销售的功能，是商场进行食品销售的主要组成设备之一。因此，其在运行过程中产生的电能消耗也应引起我们的重视，分析商用陈列柜的可靠性和能源消耗也就显得十分必要了。
1、商用陈列柜的概况
商用陈列柜通常用于商场和超市，它具有低温保存易腐商品和食物的功能，在食品冷藏链中属于最后环节的设备，对销售生鲜食品来说占有重要的位置。商用陈列柜能够很好的解决食品销售过程中冷链环节的缺失或者失效，使食品在长时间的销售过程中均保持在低温环境中，有效地保证了食品的质量。此外，陈列柜不仅可以保证零售商品的质量，而且可以全方位的陈列展示商品，力便了顾客挑选商品，美化了商店的购物环境，为商家赢得了更多的利润。
目前市场上的商用陈列柜可分为封闭式和敞开式两种：封闭式陈列柜的四周全封闭，柜门由玻璃制成，将柜内食品与外界隔开；敞开式陈列柜的取货部分敞开，顾客可自由的选取食品，由风幕将食品与外界隔开，达到冷藏冷冻和陈列商品的目的。
2、商用陈列柜的可靠性和能源消耗分析
2.1商用陈列柜的可靠性分析
实际上，真正与商用陈列柜可靠性有关的是其运动部件，主要包括压缩机、电机、风扇及控制元件等，其中最重要的是压缩冷凝机组中的压缩机。首先，陈列柜最常用的压缩机是半封闭活塞式压缩机，其特点是使用可靠、能耗低、可维修性好。世界上著名的三大制造商（美国Copeland、日本Sanyo、西德Bitzer）所生产的压缩机各有特色，性能却相差无几，其所生产的压缩机的可靠性经过了时间的考验，也得到了用户的认可。其次，是全封闭滚动转子式和涡旋式压缩机，特别是全封闭卧式滚动转子压缩机的使用，使得自携式陈列柜底层高度降低200—300mm。与半封闭活塞式压缩机相比，全封闭压缩机及机组体积小、重量轻、占地面积小、噪声低，广泛用于家用空调中，也有将其用于分体式陈列柜的冷凝机组。而从可靠性和能耗角度出发，全封闭压缩机不如半封闭压缩机更适用于分体式陈列柜的压缩冷凝机组。
2.2商用陈列柜的能源消耗分析
商用陈列柜的能耗包括：柜体、压缩冷凝机组及管道安装。柜体的能耗体现在保温、风幕、风帘、风扇、蒸发器及温度控制。一般采用低能耗风扇马达，根据不同温度，可将风幕设计为单层、双层及三层；夜间使用风帘和夜间温度控制器。实际通过加厚隔热层、优化设计风幕都可以节能。管道安装是将柜体蒸发器和压缩冷凝机组连接起来，包括压缩冷凝机组安装（防晒、通风），管道设计及安装，特别是管道的保温防潮处理。显然，压缩冷凝机组的低能耗设计依然是陈列柜能耗的关键所在。在冷冻负荷相同的情况下，压缩冷凝机组的能耗取决于心脏部件压缩机和冷凝机组的形式。前者节能由压缩机的结构所确定；后者的节能取决于它能否适应于陈列柜的变工况运行。因此，加强对于压缩冷凝机组的低能耗设计，能够在很大程度上降低商用陈列柜的能源消耗。
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3、商用陈列柜的节能措施
3.1陈列柜设计的完善
渗透冷负荷是超市陈列柜所有冷负荷中最主要的部分，它主要由陈列柜风幕出口射流与附近区域空气间的热质交换作用，当出风温度较低时以卷吸为主，当出风温度较高时以扩散为主引起口。而陈列柜风幕作用即是阻挡外界环境空气的热湿量进入柜内。因此，优化陈列柜的风幕设计，提高其封闭敞口的性能对降低陈列柜渗透冷负荷的大小起着至关重要的作用，在一定程度上也提高了陈列柜的可靠性。此外，通过风幕的优化设计还可以减少风幕卷人的热湿空气并减少陈列柜外溢的冷空气，相应的减少陈列柜的能量消耗。
3.2制冷系统的优化设计措施
选用高效压缩机和合理利用冷凝水。冷冻冷藏陈列柜有中温与低温之分，如果把超市的冷冻冷藏系统也分为中温系统与低温系统对节能是有利的，但是如果系统再继续细分的话会使制冷系统过于复杂，目前国外有超市在中温冷冻冷藏系统中使用螺杆式压缩机，这样也能达到节能的目的。同时在陈列柜使用过程中，开门次数频繁会产生大量的冷凝水。冷凝水温度较低，同时冷凝水累积又影响客户的使用，合理的利用和处理冷凝水，作为散热的冷源，降低冷凝温度，可以提高制冷量。因此在接水盘内布置冷凝蛇形盘管来蒸发冷凝水，降低冷凝温度，增加制冷量。
3.3控制系统设计的优化措施
采用并联机组和采用微电脑系统控制装置。对于给定的陈列柜而言，其冷冻负荷主要取决于环境温度变化、柜内有无照明和夜间是否加夜间帘或盖。一般情况下，按照夏季最大负荷选用冷凝机组，如果选用单台机组会造成蒸发压力过低、开停机频繁，从而增加能耗；如果采用多机并联机组，则能根据负荷的不同控制开停机，提高运转效率。而采用微电脑系统控制装置，就是将超市中的空调系统及冷冻、冷藏设备统一使用微电脑系统控制装置来进行控制。一方面可以根据负荷的变化来调节大型机组的运转，同时还可以对系统的运行状况进行监控，发现问题及时报警。还可以利用网络进行远程控制。
3.4外界环境的优化
对于敞开式陈列柜而言，外界环境卷入的渗透热量是其主要部分，其次是外界的辐射热量；闭式陈列柜则更类似于冷冻冷藏箱，热负荷的主要部分集中在贮存食品的热负荷和箱体的漏热量上。陈列柜热负荷的主要部分都与环境有关，可见超市或商场的环境参数（温度和湿度）对敞开式陈列柜的热负荷影响很大。环境的湿度不仅对敞开式陈列柜的热负荷有很大影响，而且还会影响蒸发器的结霜问题，因而控制环境的相对湿度对敞开式陈列柜的节能更具意义。
此外，在陈列柜的所有冷负荷组成中受环境相对湿度影响较大的项目有：渗透冷负荷、融霜冷负荷和防冷负荷。如果能降低外界环境的相对湿度，就能使得以上几种冷负荷得到降低，从而降低陈列柜的能耗。而为了使陈列柜在相对湿度较低的环境下运行，就必须使用空调系统对外界环境的相对湿度进行控制，但是这样会使空调系统的能耗相应增大。实验表明，当周围环境的相对湿度从55%降到35%时，对大多数陈列柜而言是可以降低能源消耗的；虽然与此同时空调系统能耗会相应增加，但是从整体上来说，在使用空调系统对陈列柜周围环境进行除湿后，整个系统的能耗反而比起原来只使用陈列柜的时候是减少的，表明这样做是能够有效节能且经济实惠的。
结束语：
随着现代社会的不断发展，商用陈列柜的使用量越来越大，陈列柜的可靠性和能源消耗问题越发凸显。同时商用陈列柜又是一个“能耗大户”，因此关注它的节能问题，提高其安全性和可靠性至关重要。只有综合考虑各种相关因素，积极采用节能环保型新材料和新技术，优化商用陈列柜的各方面设计工作，才能够在最大程度上降低商用陈列柜的能源消耗，使商用陈列柜能够有更进一步的发展。
参考文献：
[1]张华俊，严彩球，陈林，卢洁，李宇，刘勇.商用陈列柜的可靠性和能耗分析[J].能源技术，2004.
[2]刘杰.商用陈列柜的设计方案与节能措施研究[J].家电科技，2012.
[3]苗淮保.我国轻型商用制冷设备发展现状分析[J].冷藏技术，2019.
论文作者:黄毅斌
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/8
标签：陈列柜论文; 负荷论文; 压缩机论文; 机组论文; 可靠性论文; 食品论文; 环境论文; 《基层建设》2019年第31期论文;