摘 要： 本文著眼食品保鮮角度，淺析冰箱內(nèi)室溫度分布對(duì)食品保鮮的重要性，就如何控制冰箱間室溫度均勻性的問(wèn)題進(jìn)行了探討。
　　關(guān)鍵詞： 食品保鮮 冰箱 溫度分布 間室布局
　　
　　一、引言
　　改革開(kāi)放以來(lái)，伴隨生活水平的提高，居民對(duì)電冰箱的理解不再停留在低溫制冷儲(chǔ)藏上，而從食品的保鮮角度向廠家提出了更高的要求，于是抗菌保鮮、紫外除臭、電腦溫控顯示等新技術(shù)在冰箱中脫穎而出。
　　除真空保鮮儲(chǔ)藏技術(shù)外，其他所有保鮮儲(chǔ)存技術(shù)無(wú)一例外地要在合適的溫度下才能達(dá)到保鮮效果。每一種食品都有一個(gè)最佳的保存溫度范圍（見(jiàn)表一），溫度過(guò)高或過(guò)低都可能造成儲(chǔ)藏物提前變質(zhì)。
　　合理的儲(chǔ)藏溫度是食品保鮮的關(guān)鍵，其他技術(shù)僅屬于一種從屬、輔助的手段。冰箱是當(dāng)前家用電器中最為普遍的食品儲(chǔ)藏器具。因此冰箱間室內(nèi)合適且均勻的溫度區(qū)域就成了冰箱設(shè)計(jì)和使用者最關(guān)心的焦點(diǎn)。
　　二、冰箱內(nèi)溫度分布
　　隨著近年來(lái)電子溫控的發(fā)展和邏輯模擬電路的應(yīng)用，溫度控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，控制精度也從機(jī)械溫控的±(1-1.5)℃提高到±0.5℃甚至更高。有的廠家還采用了多感溫頭同步測(cè)量控制、比例積分調(diào)節(jié)及環(huán)境溫度測(cè)量補(bǔ)償控制等技術(shù)。
　　所有的這一切都是為了達(dá)到一個(gè)目的——更精確地控制冰箱間室內(nèi)溫度，以達(dá)到更好保存食品的目的。盡管采用了許多先進(jìn)技術(shù)提高控制精度，但由于冰箱的結(jié)構(gòu)限制，在冰箱儲(chǔ)存間室里始終存在著較大的溫差。就目前內(nèi)外銷市場(chǎng)上銷量較佳的幾種直冷冰箱而言（外銷BCD88，內(nèi)銷歐款凡帝羅系列BCD220，等等），這些冰箱在很大程度上都存在著儲(chǔ)存間室里溫度分布不均的現(xiàn)象。
　　依據(jù)自然對(duì)流制冷原理，冷氣下沉、熱氣上升，因此冰箱間室里的溫度毫不例外地都是上暖下涼，上下垂直溫差達(dá)2-4℃，甚至達(dá)到5-10℃，與溫控器的漂移精度相比，溫差遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了溫控器的控制精度范圍。
　　冰箱內(nèi)還存在縱向和烘箱溫差。箱內(nèi)的熱負(fù)荷有很大一部分是通過(guò)門封條傳遞的，因此在門封條的周圍始終存在著一段高溫區(qū)域，在高溫季節(jié)，這一區(qū)域受外界環(huán)境的影響更大，加劇了冰箱間室內(nèi)的溫度不均現(xiàn)象，極易造成常見(jiàn)的凝露問(wèn)題，冰箱口框內(nèi)外均出現(xiàn)不同程度珠狀、流水狀現(xiàn)象，直接導(dǎo)致該區(qū)域食物快速變質(zhì)并引起整個(gè)儲(chǔ)藏間室內(nèi)細(xì)菌萌生、異味蔓延。
　　三、改善溫度場(chǎng)分布的幾種方法
　　1.合理調(diào)整冷凍室蒸發(fā)器布局，減小冷凍室溫度場(chǎng)差異。
　　蒸發(fā)器是冰箱的冷源，在冰箱運(yùn)行過(guò)程中不斷吸收冰箱間室內(nèi)的熱量進(jìn)行制冷。一般四星級(jí)冰箱的蒸發(fā)器溫度可達(dá)到-27-30℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于冷凍室的額定溫度（-18℃），是造成冰箱冷凍室溫差的主要原因。因此，如果能在均勻布置冷凍室蒸發(fā)器的基礎(chǔ)上，根據(jù)間室內(nèi)各部位熱負(fù)荷的大小，適當(dāng)增加頂端和底部及門邊四周的蒸發(fā)面積，調(diào)整蒸發(fā)器在整個(gè)間室內(nèi)的布局，將會(huì)取得意想不到的效果。美的內(nèi)外銷冰箱BCD-135系列冰箱已經(jīng)在這一方面取得了很好的成績(jī)。
　　2.合理布置冷藏室蒸發(fā)器的走向是減小冷藏室溫差的有效方法。
　　以往直冷冰箱的冷藏室蒸發(fā)器多采用在箱體后壁垂直布置的方法（圖一a）。這樣布管雖然能夠最大限度地利用管子的有效長(zhǎng)度，減少管材浪費(fèi)，但對(duì)冷藏室內(nèi)的溫度分布卻不利。
　　由于制冷劑在經(jīng)過(guò)冷凍室蒸發(fā)器后，大部分制冷劑液體已經(jīng)蒸發(fā)。在冷藏室蒸發(fā)器中，很長(zhǎng)的一段管路內(nèi)流的都是制冷劑過(guò)熱蒸汽，溫度隨管長(zhǎng)的延伸不斷上升，這必然會(huì)造成左右兩側(cè)的溫差。
　　我們對(duì)圖一所示的兩種不同的蒸發(fā)器布置進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，水平布置的冷藏室蒸發(fā)器不但減小了冷藏室的左右溫差，而且使冷藏室上下的垂直溫差降低了很多。
　　3.提高冷藏室蒸發(fā)器位置，減小冷藏室上下垂直溫差。
　　由于冷空氣比重大于熱空氣，冷空氣下沉，必然造成冰箱冷藏室上部的溫度始終高于下部。因此盡可能地提高冷藏室蒸發(fā)器的位置是減小上下溫差最直接有效的方法。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中除了盡量地抬高冷藏室蒸發(fā)器的安裝位置外，還采用在冷藏室頂部加貼鋁箔的方法（見(jiàn)圖二），延伸了冷藏室蒸發(fā)器的有效范圍，減小了冷藏室的縱向溫差。
　　4.合理設(shè)計(jì)間室內(nèi)的空氣通道，增強(qiáng)空氣對(duì)流傳熱。
　　限于冰箱結(jié)構(gòu)的原因，空氣的自然對(duì)流總是趨向于下冷上熱、后冷前熱，有的冰箱在冷藏室下部溫度達(dá)到零下后，上部溫度可能仍然高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的10℃，無(wú)法保證食物的保鮮儲(chǔ)存。因此增強(qiáng)整個(gè)儲(chǔ)藏間室內(nèi)的空氣流動(dòng)，就成了降低溫差的關(guān)鍵。
　　為了增強(qiáng)空氣的對(duì)流換熱，有的廠家特意在冷藏室內(nèi)安裝了一個(gè)擾動(dòng)風(fēng)扇，這樣設(shè)計(jì)雖然達(dá)到了較好的空氣對(duì)流效果，但增加了成本，也增加了冷藏室的熱負(fù)荷，從而增大了能耗和噪音。
　　我們通過(guò)試驗(yàn)證實(shí)，如果能夠在設(shè)計(jì)中考慮冷藏室中空氣的流動(dòng)狀態(tài)及速度，設(shè)計(jì)出較理想的空氣流通道路，充分利用冷熱空氣的比重所造成的微弱壓差，也能促進(jìn)冷藏室內(nèi)的空氣流動(dòng)，得到較好的效果。
　　我們通過(guò)對(duì)多臺(tái)冰箱進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)（溫度測(cè)點(diǎn)的布置如圖三所示），結(jié)果表明，在冷藏室擱架后側(cè)必須留有相應(yīng)的空氣通道，以利于空氣流動(dòng)。但如果該通道過(guò)大，則在冷藏室后壁形成空氣的上下對(duì)流（見(jiàn)圖三 a）不利于整個(gè)間室的溫度均勻；如果該通道過(guò)小，則靠近蒸發(fā)器的部位會(huì)出現(xiàn)溫度波動(dòng)過(guò)大，而遠(yuǎn)離蒸發(fā)器的部位溫度偏高的現(xiàn)象，也不利于整個(gè)間室溫度的均勻性。試驗(yàn)的結(jié)果對(duì)比見(jiàn)表二。從表二可以看到，通過(guò)調(diào)整冷藏室擱架的位置，冷藏室上下的平均溫差從原來(lái)的2.69℃下降到1.31℃，其三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的最大溫差平均值也從4.68℃下降到3.58℃。
　　5.改善門封條保溫效果，控制橫向溫差。
　　由于冰箱儲(chǔ)藏間室的熱負(fù)荷有15%-30%是通過(guò)門封條傳入的，間室前側(cè)靠門邊的溫度總是高于箱內(nèi)溫度?，F(xiàn)有門封條材質(zhì)大多為改性PVC（聚氯乙烯樹(shù)脂）材料（滿足國(guó)內(nèi)外食品完全衛(wèi)生法要求），隨季節(jié)溫度變化，調(diào)整門封條硬度、硬度變化率、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、分子遷移，增強(qiáng)安裝后磁條吸合強(qiáng)度和加大接觸面。因此減少門封條漏冷，是控制間室橫向的關(guān)鍵。
　　6.合理設(shè)計(jì)門邊結(jié)構(gòu)，杜絕局部溫度過(guò)高。
　　在門膽四周設(shè)計(jì)出一圈保溫凸緣（見(jiàn)圖三），雖然浪費(fèi)了一些儲(chǔ)存空間，但減緩了門封滲熱速率，同時(shí)將熱量盡可能引入溫度較低的中、下部，避免了門邊局部溫度過(guò)高及該部位食品過(guò)早變質(zhì)。
　　7.冷凍間室蒸發(fā)器由板管式改為繞管式結(jié)構(gòu)。
　　現(xiàn)有許多冰箱直冷系統(tǒng)蒸發(fā)器采用冷藏、冷凍連體板管式，單系統(tǒng)、雙系統(tǒng)、多系統(tǒng)控制蒸發(fā)面積，間室前后溫差1-3℃，嚴(yán)重影響了多點(diǎn)（6點(diǎn)、8點(diǎn)測(cè)試方式）溫度測(cè)試結(jié)果。現(xiàn)有已經(jīng)得到測(cè)試驗(yàn)證的冷凍繞管蒸發(fā)器充分體現(xiàn)了蒸發(fā)器管路排布密集化、均勻化設(shè)計(jì)改善的效果，系統(tǒng)冷凍能力得到質(zhì)的提升。
　　8.UV紫外光源殺菌技術(shù)。
　　UV（Ultraviolet Rays），簡(jiǎn)稱紫外點(diǎn)光源。由電能轉(zhuǎn)化為光能，通過(guò)LED產(chǎn)生大功率波段的紫外線，是介于X射線和可見(jiàn)光之間的一種電磁波。通過(guò)設(shè)定不同波段，起到殺菌效果。另外LED燈的使用壽命和節(jié)能再一次將冰箱發(fā)展推向了高潮。
　　四、結(jié)語(yǔ)
　　本文通過(guò)對(duì)常見(jiàn)食品的最佳儲(chǔ)存溫度及保鮮期限的分析，得出結(jié)論——儲(chǔ)藏溫度是食品保鮮的關(guān)鍵，殺菌、節(jié)能是對(duì)保鮮技術(shù)品質(zhì)品位的提升。
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　　 注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請(qǐng)以PDF格式閱讀”