冷藏陈列柜减湿预冷器对蒸发器性能的影响分析

　　根据食品储藏标准(GB/T 21001.2—2007)，冷藏陈列柜储藏易腐食品的温度必须保持在5℃以下，满足M1等级要求(-1~5℃)[1]。这就需要陈列柜制冷系统的蒸发器在较低的温度下运行。当陈列柜蒸发器表面温度降到0℃以下时，其表面开始有霜形成。由于霜层是由冰晶和湿空气组成的多孔物质，有效导热系数较小，所以霜层增加了蒸发器外侧的换热热阻，降低了传热系数;同时霜层会部分地堵塞空气侧通道，增大流动阻力，从而减小空气流量，导致蒸发器的换热量下降，和风幕封闭敞口能力的降低，严重时甚至导致系统失效。因此，蒸发器必须定期融霜，这样既消耗额外的能量，能耗增大，还会使系统运行不稳定。

　　但是，立式敞开式陈列柜可以让顾客自由地拿取货物，为顾客提供一个随意、轻松的购物环境，促进商品销售，所以在大型商场大量地使用。但是此类陈列柜有其自身致命的缺点：能耗严重。造成陈列柜能耗过大的原因主要有三点：1)周围环境对柜内食品表面的辐射热较大;2)通过风幕渗透进来的热湿空气较多，尤其是敞开式陈列柜;3)定期除霜消耗能量的同时又增加了陈列柜的热负荷。为了减缓蒸发器结霜，降低结霜对陈列柜性能的影响，可采用过热器作为减湿预冷器[2-5]，承担风幕空气的预冷任务，使通过蒸发器的空气温度和含湿量降低，从而使得空气和蒸发器翅片间的传热温差减小，改善整个蒸发器的换热性能。同时，蒸发器的结霜量减少，从而延长融霜周期，降低了融霜加热量，增强冷柜内部温度的稳定性。

　　1 实验装置

　　实验台参照国家标准GB/T21001.1—2007[1]冷藏陈列柜实验条件搭建。实验以某公司型号为DEI-107的立式敞开式冷藏陈列柜为研究对象，该陈列柜是专门针对便利店开发的薄型立式风幕柜，搁架有多层，风幕为两层结构。减湿预冷器设于陈列柜底层搁架下方，如图1所示[2]。

　　根据GB/T 21001.2—2007[1]，实验将陈列柜布置在恒温恒湿空调室内。测试环境选择Climateclass3(测试环境温度为25℃，环境相对湿度为60%，湿球温度为17℃)，与柜体长度方向平行的风速为0.1~0.2m/s，测速位置及参考位置如图2所示。

　　2 实验结果分析

　　增设空气预冷器后，通过蒸发器的空气温度和含湿量均有所降低，使得空气和蒸发器翅片间的传热温差减小，由于随着传热温差的减小，换热系数呈递增趋势，相当于蒸发器有效换热面积增大，从而整个蒸发器的换热性能得到改善。同时，系统运行时，蒸发器的结霜量会有所减少，从而延长融霜周期，降低了融霜加热量，使陈列柜负荷降低，进而使陈列柜内部食品温度稳定性有所增强。