超市陈列柜制冷系统节能研究

超市陈列柜是超市中的耗能大户，在超市发达的美国和法国，超市耗电量占全国总耗电量的4％，而超市的耗电中，50％ 一70％是由陈列柜及空调制冷系统所消耗的。因此，对超市陈列柜能耗影响因素开展研究，找到降低能耗的有效途径就显得尤为重要。

1多机并联技术

当前大多数超市都是按照陈列柜在夏季的最大冷负荷来选择压缩冷凝机组的。而在一年当中，陈列柜具有最大冷负荷的时段一般都在夏季的中午或下午，而在夏季的早晚或春秋冬季节时，陈列柜的冷负荷都不能达到最大。

因此，对陈列柜而言，若只选择一台压缩机，则必定导致压缩机只有在夏季的中午或下午时才能发挥其最大功效，而在一年中的其他时段，压缩机所作的功除满足陈列柜必需的冷负荷外还有大量富余被白白浪费掉了，即出现“大马拉小车”的现象。这是非常耗能且不经济的。基于此，研究者们提出了一种可根据陈列柜冷负荷变化而启停压缩机的”多机并联技术”， 此项技术关键就是在一个陈列柜制冷系统中将多台(两台或两台以上)压缩机(功率相同也可不同)并联在一起，并采用微电脑控制，当在夏季的中午或下午时，微电脑控制器将所有压缩机开启以满足陈列柜的最大冷负荷，而在其他时段，微电脑控制器又可根据陈列柜冷负荷的变化选择合适的压缩机台数以防富余功率的白白浪费。通过对单台机组和采用微电脑控制器的多台并联机组耗电对比可知，采用微电脑控制器的多台并联机组是非常节能的。

2混合制冷剂预冷技术

制冷系统传统的节能方式之一便是将冷凝器出口处的单一制冷剂通人过冷却器或回热器，使制冷剂在节流前过冷，这样的方式大约可节省10％ 一15％的能耗。而最近研究表明，采用混合制冷剂的预冷技术将使制冷系统的COP提高约4o％，且使系统中的设备投入减少约30％，是一种既节能又减少设备投资的新技术，很值得我们借鉴。预冷系统的流程图和其温焓图如图l、图2所示。

由系统的温焓图我们可以看到，不带预冷循环的主循环为l一3 一4—5—6—7一l，而加上预冷循环后，变为l一2—3十5—6—7一l。很明显，在压缩机耗功量PW相同的情况下(图中56BA所围面积)，带有预冷循环的制冷系统其制冷量Q 增加了(图中1233‘l所围面积表示增加的制冷量)，从而使系统COP得到提高，能耗降低。预冷系统中虽然增加了一台压缩机，但这将使得主循环压缩机及其附件的尺寸减为原来的一半而整个系统的大小将减为原来的70％，这必将带来设备投资成本的降低。综合以上两人因素，采用混合制冷剂预冷技术的制冷系统确实优于传统的过冷循环系统。

3间接制冷系统的研究间接制冷系统是先由蒸发器中的制冷剂与载冷剂进行热交换，然后再由携带冷量的载冷剂与冷却对象进行热交换。由于将载冷剂传输到冷却对象需要耗能，因此，间接制冷系统的能耗肯定要大于直接制冷系统的能耗。而商家在选择超市制冷系统时一般会考虑三方面的因素：系统能耗、制冷剂的充注量和系统设备初投资。虽然间接制冷系统比直接制冷系统能耗要大，但间接制冷系统所需制冷剂的充注量却远低于直接制冷系统。

如表l数据所示.间接制冷系统较直接制冷系统能耗增加率约为33．8％ ，制冷剂的节约率为55．9％。而制冷剂充注量的减少将大大降低系统制冷剂的泄漏，减少对环境的污染及对人体健康的危害。另外，冷剂种类的不同将导致陈列柜换热器上结霜形式的不同，而不同形式的结霜对陈列柜融霜冷负荷影响不同。研究者们对直接制冷系统中使用的R404A制冷剂和间接制冷系统中使用的钾酸盐载冷剂进行了对比实验研究 ，结果发现，以钾酸盐为载冷剂的间接制冷系统，其换热器(对于直接系统为蒸发器)上的结霜较R404A制冷剂系统更加均匀、集中，而均匀、集中的霜层将使得融霜时间大大缩短，较使用R404A的直接制冷系统少耗时约95rain，这样大在降低了陈列柜的融霜冷负荷，减小了陈列柜的柜温波动，提高了贮藏品的质量。