有选择性制冷方式在自动售货机中的应用

摘要 本文分析了绝大部分国产自动售货机相较日本和欧美同类自动售货机耗电量高的部分原因，介绍了专门针对自动售货机售卖特点而设计的有选择性制冷方式，提出了针对不同式样货道的风循环方式的建议，对中国自动售货机的发展和普及应用，对节能减排提供自己的一份建议。

关键词 自动售货机；风循环；节能减排；有选择性制冷

中图分类号 TB6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0203-02

自动饮料售货机的一个主要特点是带有制冷与加热功能，机库内拥有起强制风循环作用的风扇、制冷用的蒸发器和加热用的加热丝，根据不同用户的使用要求自主设定控制温度，库内流动的风会被制冷或加热到设定温度从而使库内饮料达到目标温度，用以达到售卖冷饮或售卖热饮的目的。制冷与加热所需电力占自动饮料售货机总耗电量的80%～95%，所以耗电量是自动售货机的一个重要指标，同时也成为制约国内自动售货机发展的一个严重弊端。国内自动售货机市场相较日本及欧美市场处于刚刚起步状态，很多厂家是从生产冰箱冷柜等商品转型生产自动售货机，或者照搬冰箱冷柜等传统冷藏设备的技术套用在自动售货机上，目前国内市场上很大一部分新开发的自动售货机仍然沿用冷柜的制冷方式进行全库风冷，以上述横列式货道为例，如图1所示。

图1

蒸发器放置于箱体底部或者后部，用较大功率风扇吹风使得箱体内全部饮料降温或升温，库内空气靠风扇吸入侧的低压自蒸发器和加热丝后部流入前部流出，被蒸发器或加热丝降温或升温，然后由风扇吹出从而冷却或加热库内饮料。以竖列式货道为例，如图2所示。

图2

蒸发器放置于箱体背部，用几个小型风扇组吹风使得箱体内全部饮料降温，库内空气靠风扇吸入侧的低压自风路吸入口吸入，流经蒸发器被蒸发器降温，然后由风扇吹出从而冷却库内饮料。以上两种方式都需要将全部饮料冷却，热容量大，若想在较短时间内让饮料达到目标温度往往需要配备较大风扇及制冷系统，初期投资成本高耗电量大，因库内全部处于冷藏状态，箱体每个保温板两侧都有较大的风流速和温差，加大对流和热传导产生的的冷量损失，更进一步加大了耗电量，据实验统计国内绝大部分1000L左右的自动售货机24小时平均耗电量都超过了8kwh，有些甚至达到14kwh，而日本同类型同尺寸自动售货机24小时平均耗电量只有2KWh左右。

国产自动售货机为什么会产生这么大的能耗？与日本自动售货机相比耗电量为什么会有这么大的差异？通过分析售卖方式可知，冷柜的售卖方式与自动售货机的售卖方式有着很大不同，如果冷柜内摆放数百瓶的同一种饮料，这些饮料的售卖顺序是无法被预先得知的，因为冷柜中的饮料售卖顺序会根据购买者意愿或购买者身高臂长等原因被随机选择，这样为了保证购买者无论选择哪瓶饮料都是已经被冷却至目标温度的冷饮，冷柜只能全库无差别冷藏。而自动售货机售卖顺序是被预先固定的，无论是竖列式还是横列式，在其被放入货道同时它的售卖顺序就已经被确定，既然如此，冷藏的目标就有了可选择性。以横列式货道为例，如图3所示。

图3

蒸发器放置于箱体底部或者背部，用小功率风扇组吹风，库内空气靠风扇吸入侧的低压自风路吸入口吸入，流经蒸发器被蒸发器降温，由风扇吹出在风路内跨越箱体顶部，然后由风路排风口流出，冷风只经过即将售卖的部分饮料，更后面的饮料温度会因为热传导成阶梯式分布，当第一层冷饮被售卖后第二层饮料会补位到第一层，其后依次进一层，因阶梯式温度分布使得后面补位上来的饮料很快又被冷却到目标温度，从而达到有选择性分阶段制冷。以竖列式货道为例，如图4所示。

图4

蒸发器放置于箱体底部，库内空气靠风扇吸入侧的低压自风路吸入口吸入，流经蒸发器被蒸发器降温，然后由风扇吹出从而只冷却最先售卖的底层饮料，更上面的饮料温度会因为热传导成阶梯式分布，与横列式货道相同，当第一层冷饮被售卖后第二层饮料会补位到第一层，其后依次进一层，因阶梯式温度分布使得后面补位上来的饮料很快又被冷却到目标温度，从而达到有选择性分阶段制冷。以上两种方式均只需要冷却库内30%左右的饮料，因为热容量减少只需要选配较小的制冷系统，从而降低了成本，减小了耗电量，更因为冷风只流经少部分饮料，只有少部分箱体保温板内侧有冷风流动从而减小了换热量，更进一步减小了耗电量，根据实际实验情况，同尺寸同容量的自动售货机，采用有选择性制冷方式与采用传统全库冷方式相比较可以减少能耗40%以上且成本也有一定的降低。