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廣紳電器制冰機全國售后維修電話號碼2023已更新(今日/更新)

前沿拓展：韋自妍 劉霞 劉忠寶

北京工業(yè)大學環(huán)境與生命學部

摘要

Abstract

隨著環(huán)境保護的要求和節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展，商超冷柜的節(jié)能問題受到了廣泛關(guān)注。相變蓄冷技術(shù)能實現(xiàn)能量的空間和時間的轉(zhuǎn)移，將其應(yīng)用在商超冷柜的蒸發(fā)器方面，具有一定的節(jié)能價值。選擇相變溫度和相變潛熱合適的NaCl溶液作為相變蓄冷材料，通過熱負荷計算確定蓄冷材料的添加量。在不同工況下，實驗對比添加蓄冷材料前后運行過程中試驗包溫度波動、冷柜功率及耗電量的變化，從而分析系統(tǒng)的節(jié)能性和經(jīng)濟性。結(jié)果表明，添加蓄冷材料的冷柜在環(huán)境溫度25℃和0℃下可以延緩溫升幅度，最高可達42.17%，節(jié)省能耗最高可達4.87%。

關(guān)鍵詞

Keywords

相變蓄冷材料；商超冷柜；節(jié)能

DOI:10.19784/j.cnki.issn1672-0172.2021.05.013

1 引言

冷柜廣泛應(yīng)用于超市、酒店和餐廳等行業(yè)，起到冷藏保鮮、延長食物保存期限的作用。由于海外疫情蔓延，人們居家隔離的需求給冰箱和冷柜的出口帶來了新的機遇，出口增量明顯[1]。冷柜產(chǎn)品在2020年累計收入在由疫情受到?jīng)_擊的家電市場中實現(xiàn)了正增長，線上市場銷量為451萬臺，同比增長22.8%。在冷柜得到廣泛應(yīng)用時，其能耗帶來的影響也不能被忽略。與冰箱相比，商超冷柜具有展示性好、耗電量大、冷凍溫度低等特點。目前我國碳排放總量居全球第一，為了減少二氧化碳的排放，實現(xiàn)“碳中和”，研究商超冷柜的節(jié)能問題具有重要意義。相變蓄冷技術(shù)能實現(xiàn)能量的時間和空間的轉(zhuǎn)移，在可持續(xù)能量使用方面有關(guān)鍵作用，故將相變蓄冷技術(shù)與冷柜結(jié)合利用能起到較好的節(jié)能效果。關(guān)于相變蓄冷技術(shù)的研究大多是基于空調(diào)和冰箱方面，在商超冷柜的應(yīng)用研究基本沒有。而商用冷柜與冰箱的工作原理類似，故關(guān)于相變蓄冷技術(shù)在冰箱方面的研究[2,3]，應(yīng)用在冷柜方面有一定的借鑒意義。陳英姿[4]在冰箱上采用了兩種蓄冷材料作為組合式相變蓄冷材料的蓄冷方法，有效的延長了冰箱的保溫時間。張月[5]選取相變溫度在-3℃的蓄冷材料，測試分析冰箱運行階段以及化霜期間溫度波動對比，結(jié)果表明蓄冷劑能有效地減緩冰箱溫度波動。

所以本文在商超冷柜應(yīng)用相變蓄冷材料，將相變蓄冷材料集成在蒸發(fā)器側(cè)。當系統(tǒng)運行時蓄冷材料儲存冷量，壓縮機停機時，由蓄冷材料釋冷，使蒸發(fā)器側(cè)由于壓縮機啟停的間歇換熱變?yōu)檫B續(xù)換熱，提高了換熱能力，并能在壓縮機停機期間保持冷柜內(nèi)部溫度的穩(wěn)定，保證冷柜內(nèi)部食品的儲藏效果。本文在不同運行模式下進行停機溫升實驗和連續(xù)運行的溫度波動實驗和能耗測試，從而進行分析。

2 實驗方案

2.1 相變蓄冷材料的選取

對實驗用冷柜運行時柜內(nèi)溫度進行采集，室溫下冷柜柜內(nèi)設(shè)定溫度為-25℃且冰箱空載，運行時蒸發(fā)器平均溫度在-23.8℃左右。由于試驗測試溫度傳感器與冷柜自帶溫度傳感器放置位置不同，在冷柜溫控器設(shè)置-25℃時，測得柜內(nèi)溫度范圍在-23℃～-18℃之間。

為了使蓄冷材料可以完全凍結(jié)相變，考慮傳熱溫差等因素，選取濃度為15%的NaCl溶液，其相變溫度為-11℃，相變潛熱為153kJ/kg。無機鹽溶液作為蓄冷材料時，在長期重復(fù)使用的過程中會出現(xiàn)結(jié)晶鹽析出的現(xiàn)象，從而會降低蓄冷材料的濃度，影響使用效果，添加適量的增稠劑可以起到減小蓄冷材料流動的作用，故添加5％的高吸水樹脂SAP。同時為了降低蓄冷材料的過冷度，添加0.03％的成核劑硅藻土。對實驗所用相變蓄冷材料進行凍結(jié)實驗，將質(zhì)量為550g相變材料置于環(huán)境溫度-25℃條件下，降溫凍結(jié)相變，如圖1a）和b）所示。測得相變過程中溶液的溫度變化曲線，其結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出，15%的NaCl溶液從4000s后達到過冷最低溫度-11.4℃，實驗經(jīng)過5250s后到達相變溫度-11℃，其過冷度為0.4℃。相變初始溫度為-10.1℃，相變溫度平均值為-10.9℃。

圖1 相變蓄冷材料凍結(jié)實驗

圖2 15%NaCl溶液降溫曲線

冷柜停機期間的熱損失Q，主要是冷柜的漏熱量包括絕熱保溫層的漏熱量、門封條的漏熱量和箱體結(jié)構(gòu)熱橋的漏熱量。根據(jù)箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)，通過計算得出絕熱層漏熱量為16.49W；門封條漏熱量為1.73W；總熱負荷為q=18.22W。根據(jù)前期對原機的測試，常溫下冷柜連續(xù)穩(wěn)定運行12小時，在此期間壓縮機停機時間按4小時計算，所以冷柜停機期間的熱損失Q可由式（1）計算：

 

根據(jù)式（1）計算得出冰箱停機期間熱損失為262.368kJ。前文所述選取用在冷柜里的蓄冷材料的相變潛熱值為153kJ/kg，所以為了滿足停機期間冷柜的熱負荷，需要使用相變蓄冷材料的質(zhì)量m計算如式（2）：

 

根據(jù)式（2）算出需要滿足停機時長所需的蓄冷材料質(zhì)量至少為2.175kg。

2.2 相變材料的放置

冷柜裝有管翅式蒸發(fā)器，蒸發(fā)器和風機安裝在柜內(nèi)頂部的艙室內(nèi)。冷柜內(nèi)的制冷方式為風冷，因此為了避免蓄冷材料占據(jù)冷柜內(nèi)的有效容積，將蓄冷材料放置在冷柜后壁與豎直擱架擋板之間，從而保證所放的蓄冷材料不會堵塞風道，整體放置如圖3所示。采用550g為一包封裝，根據(jù)前文對所需蓄冷材料質(zhì)量的計算，總共需要在柜里放置四個蓄冷材料包。

圖3 蓄冷材料的放置

2.3 實驗樣機

實驗樣機是青島海容公司型號SD-460W-H2E的冷凍展示柜，如圖4所示。主要性能參數(shù)如表1。

圖4 商超冷柜外觀

表1 冷柜主要參數(shù)

3 相變蓄冷商超冷柜的性能研究

冷柜正常運行時，制冷劑離開壓縮機流經(jīng)蒸發(fā)器，蒸發(fā)器位于冷柜內(nèi)部上方，在蒸發(fā)器側(cè)的風扇的運轉(zhuǎn)下，冷柜內(nèi)部空氣流動與蒸發(fā)器表面換熱降溫，從而使得冷柜內(nèi)部溫度降低。當壓縮機停機后，風扇關(guān)閉，無制冷劑流經(jīng)蒸發(fā)器為柜內(nèi)提供冷源，冷柜內(nèi)部溫度逐漸升高，到設(shè)定值后壓縮機重新開啟，制冷系統(tǒng)開始運轉(zhuǎn)。添加相變蓄冷材料后，壓縮機開啟時，冷柜內(nèi)部溫度降低的同時，相變蓄冷材料凍結(jié)。壓縮機停機后，蓄冷材料釋冷與冷柜內(nèi)部環(huán)境換熱，從而保持柜內(nèi)溫度穩(wěn)定，減緩溫度上升幅度。據(jù)此理論分析展開以下實驗，對相變蓄冷商超冷柜的性能進行研究。

根據(jù)GB/T 21001.2-2015布置冷柜內(nèi)部試驗包及測溫點，用于測試添加蓄冷材料前后冷柜的性能，如圖5。添加蓄冷材料組的測溫點編號為M1～M3，未添加蓄冷材料組的測溫點編號為M4～M6。

圖5 測溫點的布置

3.1 原機溫升實驗

為了保證蓄冷材料在不同運行工況下完全凍結(jié)，需要使冷柜連續(xù)運行，柜內(nèi)溫度趨于穩(wěn)定后再進行數(shù)據(jù)采集。以冷柜穩(wěn)定運行一段時間后停機60min內(nèi)溫度回升作為標準。根據(jù)此標準測試蓄冷溫升效果，觀察停機后放置與未放置蓄冷材料的冷柜內(nèi)溫度回升情況對比。

在室溫25℃工況下，冷柜穩(wěn)定運行一段時間后，圖6中M1～M3是柜內(nèi)放置蓄冷材料的測溫點溫升曲線，M4～M6是未放置蓄冷材料的溫升曲線。

圖6 25℃放置/未放置蓄冷材料柜內(nèi)溫度回升

從圖6中發(fā)現(xiàn)添加蓄冷材料的冷柜內(nèi)部，經(jīng)過60min后測點M1和測點M2的平均溫度為-14.1℃和-14.3℃，測點M3的溫度回升最快，平均溫度為-12.8℃，溫升幅度為4.8℃。未放置蓄冷材料的柜內(nèi)測點M4和測點M5的平均溫度為-11.2℃和-11.8℃，測點M6的溫度回升最快，該點平均溫度為-9.8℃，溫升幅度為8.3℃。

經(jīng)過60min之后不放置蓄冷材料的溫度整體回升速度快于放置蓄冷材料的柜內(nèi)溫度回升，相同測點的溫度測量值平均相差3℃。因此，放置蓄冷材料使得溫度回升幅度減緩可達42.17%。此外，放置蓄冷材料組的穩(wěn)定溫度明顯低于未放置蓄冷材料組，即放置蓄冷材料組的溫度穩(wěn)定性更好。

在環(huán)境溫度0℃下連續(xù)穩(wěn)定運行，觀察停機60min后是否添加相變蓄冷材料的冷柜內(nèi)溫升情況。如圖7中M1～M3是放置蓄冷材料冷柜內(nèi)溫升曲線，M4～M6是不放置蓄冷材料時柜內(nèi)溫升曲線。從圖7中發(fā)現(xiàn)添加蓄冷材料的冷柜內(nèi)，測點M1的溫度回升到-15.2℃，測點M2和M3的溫度上升到-14.7℃和-14.3℃，三個測點平均溫度最高是M3，為-15.32℃。溫升最快的點仍為M3，溫升幅度4.3℃。不添加蓄冷材料的冷柜內(nèi)，測點M4和M5的溫度上升到-11.9℃和-11.5℃，測點M6的溫度回升到-11℃，溫度升高了6.5℃。三個測點平均溫度最高M6點，為-13.66℃。由此可見添加蓄冷材料最高可使得在環(huán)境溫度0℃下溫升幅度減緩33.85%。

圖7 0℃放置/未放置蓄冷材料柜內(nèi)溫度回升

3.2 連續(xù)運行實驗

由于冷柜達到設(shè)定溫度-25℃后壓縮機會停機，一段時間后溫度回升到溫控器顯示-19℃時壓縮機會重新啟動，這樣的啟停會對冷柜內(nèi)的負載的溫度產(chǎn)生波動。對有無放置蓄冷材料冷柜內(nèi)溫度波動進行測量，觀察不同環(huán)境溫度下連續(xù)運行過程中壓縮機啟停對冷柜內(nèi)各測溫點的溫度波動的影響情況。將實驗結(jié)果對比分析得出結(jié)論。

在環(huán)境溫度25℃情況下，冷柜運行達到設(shè)定溫度且穩(wěn)定運行后，記錄120min內(nèi)測溫點溫度與輸入功率的變化。

圖8是柜內(nèi)放置/不放置蓄冷材料的測溫點溫度波動曲線圖。從圖8中可以看出，經(jīng)過120min之后，放置蓄冷材料組的最高溫度為-18.86℃，未放置蓄冷材料組的最高溫度為-18.05℃，放置蓄冷材料組的最高溫度低于未放置蓄冷材料組的最高溫度。

圖8 25℃連續(xù)運行測溫點溫度波動

對比圖8各點可以發(fā)現(xiàn)添加蓄冷材料和不添加蓄冷材料的冷柜在連續(xù)穩(wěn)定運行120min的過程中，添加蓄冷材料組測點溫度波動范圍在2.5℃以內(nèi)，三個測點平均溫度為-19.12℃；未添加蓄冷材料組三個測點溫度波動范圍在3.05℃以內(nèi)，三個測點平均溫度-18.79℃。兩組相比相差不大，但添加蓄冷材料組的溫度整體偏低，因此看出冷柜在添加蓄冷材料后的連續(xù)運行過程中，冷柜內(nèi)溫度更低，有利于冷柜內(nèi)部食品的保存。

從圖9的功率對比可以看出，添加蓄冷材料后在壓縮機開機運行時功率相對不添加蓄冷材料有所升高，但是由于蓄冷材料更能穩(wěn)定內(nèi)部的溫度，使得溫度回升速率減慢，從而減少壓縮機啟停次數(shù)，延長停機時間。在120min內(nèi)壓縮機啟停次數(shù)減少1次。添加蓄冷材料組的單次壓縮機停機時長6.17min，未添加蓄冷材料組的壓縮機單次停機時長4.5min。由此可見添加蓄冷材料使得壓縮機停機時長平均增加37.11%。添加了蓄冷材料組的壓縮機啟停運轉(zhuǎn)周期更加穩(wěn)定，減小了因壓縮機頻繁啟停過程造成的能耗，對延長壓縮機使用壽命有利。

圖9 25℃連續(xù)運行功率變化

在環(huán)境溫度0℃情況下，冷柜運行達到設(shè)定溫度后穩(wěn)定運行120min后，測定在此期間溫度波動和功率變化曲線。如圖10是柜內(nèi)添加/不添加蓄冷材料的測溫點溫度波動曲線圖。對比圖10各點可以發(fā)現(xiàn)添加蓄冷材料和不添加蓄冷材料的冷柜在連續(xù)穩(wěn)定運行兩個小時的過程中，添加蓄冷材料的這一組測點的溫度波動相對比較均勻，溫度波動范圍在1.6℃以內(nèi)，三點的平均溫度為-19.59℃；未添加蓄冷材料組三個測點的平均溫度-18.38℃，溫度波動范圍在2.9℃以內(nèi)。因此看出冷柜在添加蓄冷材料后的連續(xù)運行過程中，冷柜內(nèi)溫度更低，溫度波動更小，在保存食物方面更有優(yōu)勢。

圖10 0℃放置/未放置冷柜負載溫度波動

從實驗測得數(shù)據(jù)計算對比不同環(huán)境溫度下兩組的輸入功率，其結(jié)果如圖11所示。添加蓄冷材料組的功率與未添加蓄冷材料組的功率相比，雖然壓縮機啟停次數(shù)相同均為7次，但是顯然添加蓄冷材料的工況下停機時間稍長一些。放置蓄冷材料平均停機時長6.35min，未放置蓄冷材料組平均停機時長4.64min，二者相比，放置蓄冷材料組的停機時間延長了36.8%。

圖11 0℃連續(xù)運行功率變化

根據(jù)實驗測得數(shù)據(jù)，計算對比兩組的耗電量，其結(jié)果如表2所示。由表2可知，在環(huán)境溫度25℃時添加蓄冷材料的冷柜連續(xù)運行的耗電量與未添加蓄冷材料的冷柜連續(xù)運行的耗電量相比減少了2.02%。在環(huán)境溫度0℃時添加蓄冷材料的冷柜連續(xù)運行的耗電量與未添加蓄冷材料的冷柜連續(xù)運行的耗電量相比減少了4.87%。

表2 耗電量對比

4 結(jié)論

隨著節(jié)能減排技術(shù)的發(fā)展，在冷柜蓄冷可以有效的降低冷柜的運行成本，因此本文通過分析總結(jié)國內(nèi)外蓄冷技術(shù)和蓄冷材料的研究現(xiàn)狀，設(shè)計蒸發(fā)蓄冷系統(tǒng)實驗方案，并通過冷柜樣機進行實驗測試。得出以下結(jié)論：

（1）停機溫升實驗表明，環(huán)境溫度25℃和0℃時，相同時長內(nèi)放置蓄冷材料組的冷柜溫度回升幅度比未放置蓄冷材料組分別減緩42.17%和33.85%。

（2）連續(xù)運行實驗發(fā)現(xiàn)添加蓄冷材料可以有效減緩溫度波動，同時在環(huán)境溫度25℃和環(huán)境溫度0℃中分別減少2.02%和4.87%的耗電量，停機時間分別延長37.11%和36.8%。

（3）在實驗中發(fā)現(xiàn)冷柜內(nèi)溫度測點存在一定的溫差，據(jù)此需要改進蓄冷材料的布置方式，使得冷柜內(nèi)溫度更加均勻。

（4）蓄冷材料的封裝容器可以加以改進，減少蓄冷材料的泄漏。

參考文獻

[1] 2020年中國家用電器行業(yè)運行情況分析及2021年展望[J]. 電器, 2021(04): 76-79.

[2] Zhongbao Liu, Danfeng Zhao etc. Performance study on air-cooled household refrigerator with cold storage phase change materials[J]. International journal of refrigeration, 2017(79): 130-142.

[3] 袁榮勝, 晏剛. 冰箱換熱器技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 家電科技, 2021(02): 45-50.

[4] 陳英姿, 劉益才, 楊智輝. 冰箱組合式相變材料蓄冷的實驗研究[J]. 制冷技術(shù), 2006(02): 13-16.

[5] 張月, 韓麗麗, 張升剛, 楊大海, 張守杰, 錢蘇昕. 蓄冷劑對降低冰箱溫度波動的可行性 研究[A]//中國家用電器協(xié)會. 2020年中國家用電器技術(shù)大會論文集[C].中國家用電器 協(xié)會:《電器》雜志社, 2020: 5.

（責任編輯：張晏榕）

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