确定陈列柜热负荷新方法的研究

《确定陈列柜热负荷新方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、确定陈列柜热负荷新方法的研究

2、第1摘要：以陈列柜为研究对象，在对其柜内空气进行热平衡分析的基础上，提出了利用风幕进出口的焓差确定陈列柜热负荷的方法。与传统的方法相比，这种方法需要给定的已知参数相对较少、应用方便，而且可以不通过实验获取已知参数，对新设计的陈列柜的热负荷可进行预测。通过与实验值的比较可以看出，这种方法具有实际的可行性和应用价值。关键词：陈列柜；热负荷；焓差1引言敞开式陈列柜通过水平吹出的冷风幕来隔绝与外界热空气间的热质传递，以保持柜内食品所需要的低温。其简要结构如图1所示。陈列柜的热负荷来自柜内和环境空气两方面，这些热量的传递包括传导、对流和辐射三种不同形

3、式；而传入的路径也不同，有些通过柜壁传入，有些通过敞口传入。在确定陈列柜的热负荷时，传统的计算方法是分别计算这些不同形式的热负荷，然后累加，具体如本文陈列柜热负荷的组成分析所述。这种方法需要确定的参数很多，而且某些重要的参数很难给出准确的值，给实际的计算带来很多不便，计算结果的准确度也很难保证。从陈列柜风幕的原理可以看出，各种不同形式、从不同路径传入的热量都是被冷风幕带走的。本文通过对陈列柜内空气的热平衡分析发现，所有传入柜内的热量都最终体现为风幕进出口的焓差。因此，我们可以通过计算风幕进出口的焓差来确定陈列柜的热负荷。值得一提的是计算风幕的焓差所需要确定的参数相对较少

4、，这给具体操作带来方便。另外，这种计算方法可以不通过实验获取已知参数，对新设计的陈列柜的热负荷进行预测。500)this.style.ouseg(this)">2陈列柜热负荷的组成分析陈列柜的热负荷主要包括四部分，如下式所示：Q=Qcur+Qrad+Qcond+Qin式中Q—陈列柜热负荷；Qcur—风幕与外界换热量；Qrad—柜壁与外界辐射换热；Qcond—柜壁与外界传导漏热；Qin—柜内热负荷（风机、照明等）。其中，Qcur约占总负荷50%～70%，Qrad约占10％～15%，Qcond约占15％～35%，主要负荷来自风幕负荷。具体的比例与陈列柜的柜体类型、风幕层数、

5、送风参数、环境温湿度等有关，如表1所示。500)this.style.ouseg(this)">柜壁与外界传导漏热Qcond是指柜内外空气通过柜壁的导热量，主要换热形式为热传导。它的大小与很多因素有关，包括：柜壁材料的导热系数、柜壁的厚度、柜壁外表面积、环境温度、柜内空气平均温度等。从敞口进入的辐射换热量Qrad则主要与柜内食品及柜内壁的黑度、陈列柜敞口面积、柜外环境温度、柜内壁或最上层货物表面温度等参数相关。通过风幕的外界空气渗入带进陈列柜的热量Qcur，对高温柜约占总热负荷的60%～70%,对低温柜约占总热负荷的50%－60%，所以风幕的隔热性能直接影响到陈列柜的冷

6、藏效果和能耗大小。风幕热负荷Qcur表现为通过风幕渗入的外界空气焓值的增加，其大小也就取决于渗入的外界空气的量以及焓值的变化。由表1可见，风幕负荷不仅与陈列柜的结构、风幕形式、使用温度有关，而且还与敞开口的尺寸、周围环境的温度、湿度有关。虽然环境风速对风幕热负荷影响较大，但当环境风速小于0.2m/s时，忽略不计。柜内热负荷Qin包括风机发热量、防露加热器发热量、照明发热量和融霜恢复热量。其中风机发热量、防露发热量均以各自的实际功率记入。照明发热量包括柜内的照明功率和商店照明传入陈列柜的部分光能，后者与商店内的照明强度及陈列柜的占地面积有关。融霜恢复热量是指在融霜期间柜内

7、空气升高，在融霜结束后必须在一定时间内将柜内空气降低到陈列柜使用温度所需的制冷量，它与融霜前后温差、陈列柜内空气质量、冷却时间有关。3陈列柜内空气的热平衡分析以风幕与外界接触面为边界，陈列柜柜内流场的热平衡如图2所示：500)this.style.ouseg(this)">能量平衡式为：Qouseg(this)">式中Vi，Vo—分别为进出口风量（理论上，Vi＝Vo＝V）；ri，ro—分别为进出口空气密度；hi，ho—分别为进出口空气焓值。因而又可得出陈列柜热负荷的具体计算式：500)this.style.ouseg(this)">4确定陈列柜热负荷的必需参数由以上分析

8、可知，要计算陈列柜的热负荷Q，需要确定的参数包括：风幕进出口风量V；进出口空气密度值ri，ro；进出口焓值hi，ho。不论是单层风幕、双层风幕，还是三层风幕，其计算方法都类似。对于双层风幕和三层风幕，以上参数均指的是最内层风幕。陈列柜风幕的介质是湿空气，湿空气的焓：500)this.style.ouseg(this)">式中h—湿空气焓值，kJ/kg；T—湿空气温度，℃；da—湿空气饱和含湿量，kg/kg干空气；Ψ—湿空气相对湿度。由于在一定的大气压力下，饱和含湿量da是温度T的函数；因而湿空气的焓h是温度T和相对湿度j的函数。焓值h可以