王健 郭冰

松下冷鏈（大連）有限公司 遼寧大連 116600

1 引言

現(xiàn)在世界上很多國家生產(chǎn)冷柜，冷柜在冷鏈行業(yè)中的應(yīng)用也非常廣泛。傳統(tǒng)冷柜內(nèi)部以空氣為載冷介質(zhì)，儲物降溫速度慢，無法達(dá)到速冷的目的[1]，一些需要快速冷凍的食品無法在需求時(shí)間內(nèi)獲得合適的保存環(huán)境，食品品質(zhì)受到影響。

應(yīng)市場需求，冷凍柜逐漸趨于多樣化和多功能化。尤其是隨著速凍食品行業(yè)的快速發(fā)展，速凍冷柜市場需求量逐漸增大，越來越多的速凍冷柜走進(jìn)市場，速凍食品的冷凍保鮮功能再次升級。速凍食品在速凍冷柜中可以快速冷凍，即使長時(shí)間處于相對恒定的低溫環(huán)境，也不會影響產(chǎn)品的品質(zhì)。

本文針對自主研發(fā)設(shè)計(jì)的速凍冷柜進(jìn)行測試，在速凍冷柜上進(jìn)行空負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)以及滿負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)，考察速凍冷柜在空負(fù)荷與滿負(fù)荷時(shí)最快多久可以達(dá)到速凍食品冷凍所需的環(huán)境，從而對速凍冷柜整體性能做出評價(jià)，為速凍冷柜的優(yōu)化及性能的改善提供基礎(chǔ)。

2 試驗(yàn)設(shè)備

在速凍冷柜上分別完成空負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)與滿負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)，以此考察速凍冷柜的整體性能。試驗(yàn)所用的速凍冷柜型號為BCF-100，分體式，冷媒為R404A，冷媒充注量為2200g。

冷媒充注量通過試驗(yàn)測定，初始充注2000g，查看速凍冷柜柜體傳感器溫度曲線，評價(jià)冷柜性能，第二次再充注200g，繼續(xù)評價(jià)性能，然后繼續(xù)充注100g，至此速凍冷柜柜內(nèi)傳感器溫度曲線開始回升，隨后再依次充注兩個(gè)100g，每次充注后，柜體傳感器溫度曲線都回升，以此為依據(jù)，確定BCF-100冷柜的最佳冷媒充注量為2200g。

試驗(yàn)在公司實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)備由速凍冷柜、制冷系統(tǒng)，空調(diào)系統(tǒng)和測控監(jiān)控系統(tǒng)組成。其中，速凍冷柜及制冷系統(tǒng)為試驗(yàn)主體設(shè)備，空調(diào)系統(tǒng)用于模擬環(huán)境溫濕度，保證試驗(yàn)所需環(huán)境，測控監(jiān)控系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)記錄和監(jiān)控實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，體現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果。

3 空負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)

空負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)是根據(jù)公司標(biāo)準(zhǔn)《低溫物流箱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)第2部分：性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》要求進(jìn)行的。所需環(huán)境溫度30℃，環(huán)境濕度60%。試驗(yàn)基準(zhǔn)為空負(fù)荷時(shí)，要求速凍冷柜在60分鐘內(nèi)使柜溫從30℃降到-35℃。

在速凍冷柜內(nèi)布置7處感溫探頭，用于監(jiān)控柜內(nèi)的溫度變化，此7處位置分別測定出風(fēng)1、出風(fēng)2、回風(fēng)1、回風(fēng)2、柜內(nèi)上、柜內(nèi)中、柜內(nèi)下的溫度，通過測控監(jiān)控系統(tǒng)查看和記錄柜內(nèi)各處感溫探頭的溫度變化。這些監(jiān)控點(diǎn)溫度變化趨勢即可體現(xiàn)出速凍冷柜柜溫的變化趨勢。

表1 各點(diǎn)溫度變化

表2 各點(diǎn)溫度變化

通過實(shí)驗(yàn)，所得結(jié)果如表1和圖1所示，從中可以看出，環(huán)境溫度保持在30℃，環(huán)境濕度保持在60%，試驗(yàn)所需環(huán)境得以保證。制冷開始后，出風(fēng)1、出風(fēng)2、回風(fēng)1、回風(fēng)2、柜內(nèi)上、柜內(nèi)中、柜內(nèi)下7處溫度快速下降，20分鐘后此7處溫度就已經(jīng)到達(dá)-14℃左右，降溫速度快且持續(xù)下降，57分鐘時(shí)，此7處的溫度從30℃降到-35℃，即柜溫從30℃降到-35℃，滿足60分鐘內(nèi)柜溫從30℃拉到-35℃的試驗(yàn)基準(zhǔn)，并且曲線繼續(xù)平穩(wěn)下降，在144分鐘后達(dá)到-40℃，滿足了速凍冷柜的性能要求。

4 滿負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)

滿負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)是根據(jù)公司標(biāo)準(zhǔn)《低溫物流箱試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)第2部分：性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》要求進(jìn)行的。所需環(huán)境溫度30℃，環(huán)境濕度60%。試驗(yàn)基準(zhǔn)，滿負(fù)荷時(shí)，90kg常溫下，要求速凍冷柜柜溫從30℃降溫到-3℃的時(shí)間為245分鐘，要求速凍冷柜柜溫從30℃降溫到-18℃的時(shí)間為540分鐘。

在速凍冷柜內(nèi)放置100kg試驗(yàn)包，分別放于柜內(nèi)上層、中層和下層。同時(shí)在柜內(nèi)6處布置感溫探頭用于監(jiān)控柜內(nèi)溫度變化，此6處位置分別測定柜內(nèi)1、柜內(nèi)2、柜內(nèi)3、上層試驗(yàn)包、中層試驗(yàn)包、下層試驗(yàn)包的溫度。通過測控監(jiān)控系統(tǒng)查看和記錄柜內(nèi)各處感溫探頭溫度變化。這些監(jiān)控點(diǎn)溫度變化趨勢即可體現(xiàn)出速凍冷柜柜溫變化趨勢。

通過實(shí)驗(yàn)，所得結(jié)果如表2和圖2所示，從中可以看出，環(huán)境溫度保持在30℃，環(huán)境濕度保持在60%，試驗(yàn)所需環(huán)境保證。制冷開始后，速凍冷柜開始迅速降溫，在100kg滿負(fù)荷狀態(tài)下，速凍冷柜BCF-100內(nèi)的試驗(yàn)包從30℃降溫到-3℃所用的時(shí)間為245min，從30℃降溫到-18℃所用的時(shí)間為540min，達(dá)到了90kg常溫下，速凍冷柜柜溫從30℃降溫到-3℃的時(shí)間為245分鐘，速凍冷柜柜溫從30℃降溫到-18℃的時(shí)間為540分鐘的試驗(yàn)要求，滿足速凍冷柜的性能要求。

5 結(jié)論

圖1 各點(diǎn)溫度變化曲線

圖2 各點(diǎn)溫度變化曲線

本文對新研制的速凍冷柜BCF-100進(jìn)行了空負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)和滿負(fù)荷降溫速度試驗(yàn)，考察了速凍冷柜的整機(jī)性能?？肇?fù)荷時(shí)，在第57分鐘，柜溫從30℃降到-35℃，滿足了60分鐘柜溫拉到-35℃的試驗(yàn)基準(zhǔn)，并且曲線繼續(xù)平穩(wěn)下降，在144分鐘后柜內(nèi)溫度達(dá)到-40℃。滿負(fù)荷時(shí)，在100kg滿負(fù)荷的狀態(tài)下，速凍冷柜BCF-100內(nèi)試驗(yàn)包從30℃降溫到-3℃所用的時(shí)間為245min，從30℃降溫到-18℃所用的時(shí)間為540min，達(dá)到了90kg常溫下，速凍冷柜柜溫從30℃降溫到-3℃的時(shí)間為245分鐘，速凍冷柜柜溫從30℃降溫到-18℃的時(shí)間為540分鐘的試驗(yàn)要求；均滿足試驗(yàn)基準(zhǔn)的要求。但在速凍冷柜的使用中，如何更快速且平穩(wěn)的降溫，還需要我們做進(jìn)一步研究。