Die innere Struktur einer Kühlvitrine hat erheblichen Einfluss auf die Luftzirkulation und die Temperaturverteilung innerhalb der Vitrine. Forscher haben vor allem die Auswirkungen der Optimierung der Rückwand und der Regale auf die Temperaturverteilung und den Luftstrom analysiert.
1. Einfluss der Rückwandstruktur
In einer Kühlvitrine wird ein Teil der kalten Luft zum Luftvorhang geleitet, während ein anderer Teil durch die Rückwand in den Schrankinnenraum geleitet wird, um die Lebensmittel zu kühlen. Eine unzumutbare Verteilung des Luftstroms zwischen diesen beiden Pfaden erhöht den Energieverbrauch der Kühlvitrine. Ein unzureichender Luftstrom von der Rückwand kann den Temperaturunterschied zwischen den inneren und äußeren Lebensmittelverpackungen erhöhen und die Fähigkeit des Luftschleiers schwächen, dem Eindringen von äußerer Wärme zu widerstehen. Durch Anpassen der Perforationsrate der Rückwand kann die ungleichmäßige Temperaturverteilung zwischen den Gehäuseschichten verbessert werden. Die Perforationsrate der Rückwand wird normalerweise zwischen 1 % und 2 %. 70 % gesteuert, bis 80 % des Luftstroms der Rückwand in die Rückluftöffnung des Luftvorhangs eintritt. An den unteren Regalen wird der Luftschleier zwar dicker, aber seine Intensität nimmt ab, so dass ein Luftstrom von der Rückwand erforderlich ist, um die äußeren Lebensmittelverpackungen zu kühlen und dem Eindringen von Hitze effektiv entgegenzuwirken. Obwohl der Widerstand des Luftschleiers gegen das Eindringen von Wärme erheblich ist, kann der Einfluss der Perforationsrate der Rückwand auf die interne Temperaturverteilung des Schranks nicht ignoriert werden. Wenn das Luftstromverhältnis zwischen Luftschleier und Rückwand bei 30 % bis 70 % gehalten wird, trägt es dazu bei, die Stabilität des Luftschleiers der Vitrine und die Gleichmäßigkeit der Geschwindigkeits- und Temperaturfelder innerhalb der Vitrine sicherzustellen. Wu et al. analysierten den Einfluss der Perforationsrate und -position der Rückwand auf die Temperatur der inneren und äußeren Lebensmittelverpackungen im Schrank und kamen zu dem Schluss, dass eine angemessene Anpassung der Perforationsposition der Rückwand zwischen den Regalen jeder Schicht für eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb des Schranks von Vorteil ist. Sie schlugen ein verbessertes Modell vor, das darauf hindeutet, dass das Kühlvitrinensystem eine bessere Leistung erbringt, wenn die Perforationsrate der Rückwand zwischen 2 % und 3 % und der Luftstrom etwa 30 % beträgt.
2. Einfluss der Regalstruktur
Die Anordnung der Lebensmittel im Inneren der Kühlvitrine, die Breite der Regale und ihre Einbauposition beeinflussen alle den Luftstrom innerhalb des Kühlmöbels und die Stabilität des Luftschleierstroms. Durch die Änderung der typischen horizontalen Anordnung von Lebensmitteln in Supermärkten zu einer abgestuften Anordnung kann der Temperaturunterschied zwischen der Vorder- und Rückseite der Lebensmittel in jedem Regal verringert werden. Die Größe und Position der Regale im Schrank haben einen erheblichen Einfluss auf die Temperaturverteilung, das Luftstrommuster und die Wärmebelastung im Schrank. Das Vorhandensein von Regalen kann den Bereich der Richardson-Zahl erweitern, was einen stabilen Luftstrom gewährleistet und die Stabilität des Luftstroms verbessert. Um die Probleme der schlechten Wärmeübertragungsleistung und der ungleichmäßigen Temperaturverteilung in gewöhnlichen Regalen anzugehen, haben Forscher vorgeschlagen, diese durch die Verwendung hohler Regale und das Hinzufügen von Wärmerohren zu den Regalen zu optimieren. Clodic et al. entwarf ein hohles Regal mit Wärmeaustauschfähigkeit und schloss es an den Kaltluftkanal an. Das neue Design des Hohlbodens verbesserte effektiv die Luftstromverteilung im Inneren des Schranks und erhöhte die Gleichmäßigkeit der Temperaturverteilung. Aufgrund der komplexen Struktur dieses Regals wurden jedoch die Flexibilität der Regalinstallation und die Kosten erheblich beeinträchtigt.
Bei der Verwendung von Lebensmittelkühlvitrinen tritt das Problem des Kaltluftaustritts aus dem Luftschleier auf, insbesondere wenn die Austrittsgeschwindigkeit des Luftschleiers zu hoch ist. An der Rücklauföffnung des Luftschleiers entweicht eine große Menge kalter Luft aus dem Schrank, was zu Energieverschwendung und Unbehagen bei den Kunden führt, wodurch ein Kaltgangeffekt entsteht. Die Forschung zur Schrankstruktur von Kühlvitrinen konzentriert sich im Allgemeinen auf die Rückwand, die Regale und den Luftschleier-Auslass, während die Struktur der Luftschleier-Rücklauföffnung weniger erforscht wird. Daher ist die umfassende Betrachtung des Einflusses von Faktoren wie Rückwand, Regalen, Luftschleierauslass und Luftschleierrücklauföffnung auf die Leistung von Lebensmittelkühlvitrinen von großer Forschungsbedeutung.
