食品冷藏陳列柜作為食品冷鏈中的末端設備，對保證食品品質(zhì)和安全起到了重要作用。食品冷藏陳列柜的種類和型式多種多樣，其中敞開式食品冷藏陳列柜不僅可以為食品提供合適的冷藏溫度，而且可以展示食品、美化購物環(huán)境、刺激消費，經(jīng)多年的發(fā)展，現(xiàn)已成為超市中*的設備。據(jù)不全完統(tǒng)計，超市食品冷藏陳列柜的能耗大約占到超市總能耗的50%左右，因此食品冷藏陳列柜的性能好壞，除對食品品質(zhì)有重要影響之外，對超市的節(jié)能也有著重要的影響。
對于敞開式食品冷藏陳列柜，風幕主要是將柜內(nèi)外空氣隔開，對隔絕外界熱量的滲透有著重要的作用，同時風幕性能對柜內(nèi)溫度和速度分布也有較大影響。研究者主要從風幕流動及換熱機理和風幕優(yōu)化兩個方面來展開。
1、風幕流動及換熱機理
風幕流動及換熱機理不僅與風幕出口速度、溫度、初始紊流強度有關，同時還受空間湍浮力，柜外環(huán)境因素的干擾，影響因素比較復雜。風幕從噴嘴流出后，分為初始段和主流段兩個區(qū)域，前者中心流的速度不變，后者中心流的速度在減弱。由于兩個區(qū)域的初始段長度和渦旋粘度都與初始紊流強度有密切關系，因此對垂直射流的求解，需要考慮這兩個不同區(qū)域。另有研究者將風幕流動分為出口區(qū)、發(fā)展區(qū)和回風區(qū)3個不同的區(qū)域，其封閉能力依次遞減，前2個區(qū)域主要受風幕出風口速度的影響，而第3區(qū)域主要受風幕回風口結構的影響。其中出口區(qū)的風幕流動速度高，方向性強，發(fā)展區(qū)的流動起始點和發(fā)展方向主要受出口區(qū)的影響，而回風區(qū)在回風口抽吸作用的影響下其流動方向會出現(xiàn)較大的扭曲。計算流體力學（CFD）是用于改進制冷設備結構和優(yōu)化內(nèi)部流場的有效技術，可以模擬出流動區(qū)域內(nèi)精細的溫度場、流場等。一些學者通過CFD技術模擬了冷庫內(nèi)部氣流組織速度和溫度分布，為優(yōu)化風機設置和冷庫內(nèi)貨物的擺放提供了理論參考。趙鑫鑫等通過數(shù)值模擬研究了冷藏車廂體導軌對廂內(nèi)溫度分布的影響，為單蒸發(fā)器多溫區(qū)冷藏車性能優(yōu)化提供了理論指導。
近些年來，CFD技術在冷藏陳列柜中已得到廣泛應用。余克志等采用雙流體模型對立式陳列柜風幕進行了數(shù)值模擬，相比K－ε紊流模型，該模型的計算結果與試驗值更加吻合。
2、風幕優(yōu)化
影響食品冷藏陳列柜性能的主要參數(shù)包括蜂窩結構、風幕高度、風幕厚度、出風口速度等。而由于出風口的速度分布、出風口的紊流強度、風幕厚度都與出風口的結構密切相關，所以陳列柜出風口的結構又是影響風幕性能的主要因素。在實際應用中，風幕出風口常采用蜂窩結構來減弱過大的紊流強度，要想使紊流強度有適宜的衰減，其蜂窩結構的長度與孔徑之比應大于10。
柜體頂部送風形成的風幕流態(tài)與送風速度、高度及風幕厚度等因素有關，當風幕高度為300mm時，風速至少達到0.6m/s，高度為800mm時，風速需達到2m/s，這樣才能形成寬高比為1/5的穩(wěn)定風幕。增大風幕厚度，可以提高風幕封閉敞口的能力，但風幕厚度過大會造成冷量損失，增加冷藏陳列柜能耗，因此，風幕出風口的厚度通?？刂圃?0~80mm。也有學者利用粒子圖像測速儀和紅外成像技術對風幕流動特性進行了數(shù)值模擬和試驗研究，提出了優(yōu)化風幕的一些有效措施。Cao等利用改進的雙流體模型和冷損雙流體模型對風幕及其周圍空氣傳熱和流動進行了數(shù)值模擬，對風幕進行了合理優(yōu)化，提高了陳列柜性能。
現(xiàn)研究者主要集中在對機理的研究和對冷藏陳列柜風幕性能數(shù)值的研究，然而對數(shù)值模擬對于風幕流動及換熱機理和優(yōu)化過程的認識還具有一定的局限性，文獻中所開發(fā)的射流模型、層流模型、雷諾應力模型、雙流體模型等只適用于各自特定的條件。特別地，數(shù)值計算時習慣采用二維穩(wěn)態(tài)模型，不能對更加接近實際環(huán)境的復雜情況進行研究，因此在以后的研究中需要進一步改進研究方法與試驗方案。
2、環(huán)境溫濕度對冷藏陳列柜的性能影響
室內(nèi)環(huán)境溫濕度的變化，既影響柜內(nèi)的溫濕度特性，又影響柜體制冷系統(tǒng)運行的功率消耗。。在冷藏陳列柜的所有熱負荷中，滲透熱負荷所占比例大，它主要是通過風幕出口射流與柜外環(huán)境空氣間的熱濕交換引起，環(huán)境空氣的溫度和相對濕度不僅對冷藏陳列柜熱負荷影響較大，而且會影響柜內(nèi)的食品包溫度。對于臥式敞開式冷藏陳列柜，環(huán)境溫度每升高1℃，食品包溫度平均升高0.1~0.3℃，濕度每升高20%，其溫度平均升高0.1~0.7℃。張文慧等研究了減濕預冷器對風幕送回風狀態(tài)的影響，結果表明風幕回風溫度降低5℃，內(nèi)層風幕的送、回風相對濕度基本保持不變，外層風幕的送風相對濕度由69%下降到60%，外層風幕的回風焓值降低21.4%，風幕回風溫度和焓值的降低可以有效減小陳列柜熱負荷。傅濤等對陳列柜有無節(jié)能簾進行對比試驗得出，在有節(jié)能簾條件下，陳列柜內(nèi)平均相對濕度與無節(jié)能簾相比升高了5.74%，平均溫度減小了0.43℃，從而節(jié)能簾可有效降低柜內(nèi)相對濕度和溫度的波動幅度。因此，在超市非營業(yè)時間段應拉上節(jié)能簾，減小柜外環(huán)境對柜內(nèi)食品溫度分布的影響。
食品冷藏陳列柜柜外環(huán)境溫濕度對柜內(nèi)溫度分布、速度分布和陳列柜熱負荷都有很大的影響。當環(huán)境溫度和相對濕度降低時，陳列柜的耗電量會有所減小，但是會使超市空調(diào)系統(tǒng)負荷增大，因此存在一個溫度值和相對濕度值使食品冷藏陳列柜和超市空調(diào)系統(tǒng)的總耗電量小，還需要進一步深入研究。
