应用于冷链运输相变蓄冷技术研究进展

应用于冷链运输相变蓄冷技术研究进展
摘要：随着经济的发展，人们对生鲜食品的需求也越来越大，不同时期保证生鲜食品质量的方法也有所不同。

烟熏、腌制等传统储藏方式会损害食品本身的口感，但在一定的低温下储运食品，不仅可以防止营养成分流失，还可以延长食品的保质期，所以冷链运输相变蓄冷技术的应用格外重要。

因此，本文对于运输相变蓄冷技术在冷链当中的应用进行充分的研究，仅供参考。

关键词：冷链运输；相变蓄冷；技术应用
引言：冷链是指食品从采收到食用的整个过程，都储存在温度适宜的低温环境中，以减少食品水分和营养的流失，防止食品被污染。

食品腐败变质的内部原因主要是因为微生物而造成的食品污染，而冷链运输相变蓄冷技术的应用能够限制微生物的行动，确保特殊的食品安全供应链系统。

目前，冷链物流的低温控制方式还很有限，传统的制冷方式对应用场景和设备要求高，经济效益低，所以本文对冷链运输相变蓄冷技术研究进展进行相关的研究。

一、应用于冷链运输相变蓄冷技术的材料
（一）有机相变材料
有机相变材料有许多优点，例如低温、低腐蚀性、化学稳定性、低成本以及良好的固态成型性。

然而，它们也有一些缺陷，例如导热系数低、相变潜热低、储能密度小。

这些缺陷限制了它们的应用效果和范围。

因此，有机相变材料通常分为两类：单组分材料和低共融混合物。

有机材料种类繁多，作为蓄冷载体的材料必须具有良好的热力学和化学性能，以及热稳定性，并考虑有机材料能否发生相变，使用蓄冷材料的经济性和可行性[1]。

（二）无机相变材料
无机相变材料包含冰、水化盐、熔化盐、金属及合金，它们的相变温度相对较低，可以被广泛地应用到各种不同的环境，例如制造空调、制造建筑物的蓄冷
系统。

此外，无机相变材料的相变焓也很强，常用的水化盐的热导率可达0.5
W/(m K)，它们的供给量也很多，价格也相对比较实惠，具备良好的市场发展潜力。

尽管无机相变材料的稳定性较弱，具有过冷度高和相对分散的问题，多次应
用会导致其功效显著下降，并且容易受到外界环境的侵害，但它仍然拥有许多显
著的特征，如廉价、相变潜热高、导热系数高、耐磨损、耐热、耐高温等。

然而，无机相变材料也会产生冷却不足以及相分离现象，因此，为了解决这些问题，通
常会采取添加增稠剂或者形成结构的物质来改善相变性能。

二、蓄冷技术应用现状
通过采用蓄冷技术，我们能够更加灵活地利用能源，从而减少能耗，并且能
够更加经济地满足日常需求，与传统的电化学储能方式不同，蓄冷技术能够更加
稳定地存储冷能，并且更加经济。

随着我国技术的不断发展与完善，蓄冷技术已
经成为一种重要的冷链运输方式，它可以大大提高食物的保鲜时间，并且可以避
免由于低温环境造成的水产品、果蔬等物资的损坏，从而使得25%～35%的物资可
以得到及时的补充，避免了50%的疫苗浪费情况[2]。

蓄冷技术也被运用于建筑节能，利用蓄冷材料和建筑物基体复合制成储能墙，在白天收集户外进入房间的热能，夜晚再放出热能为房间供热，实现辅助调节房
间室温，降低房屋采暖、制冷功率，可以改善室内舒适性。

另外，可以利用蓄冷
空调把晚上低谷电能转换为冷能储存起来，在白天供电时高负荷的能量释放，以
转移供电时负载，结合分时段阶梯电价政策，可大大降低的制冷成本和能耗。

蓄
冷材料是冷链运输相变蓄冷技术的基础，而开发合适工作温度和高密度的蓄冷材
料则是适应不同类型蓄冷要求的基础。

三、冷链运输相变蓄冷技术的应用措施
（一）冷藏车在低温运输中的应用
冷藏车作用是在运输过程中使温敏产品温度保持在规定的范围内，使产品保
持安全的状态。

在装送货物之前，不仅要先将运输产品在冷库中预冷，也要使冷
藏车体内的温度达到所需的温度范围。

在冷藏车使用中，硬质聚氨酯泡沫塑料的
积极作用可以得到有效应用。

适用于汽车内饰中心，完成发泡成型工作。

从正面
效果来看，借助这种冷却方式，可以在一定程度上有效降低冷量损失。

安装冷藏
板时，尽量安装在箱体两侧或顶部，厚度控制在50～100mm之间，同时还需要利
用铝合金的积极作用，将其设置为空心外壳，并在其中注入蓄冷材料。

蓄冷板内
应设置若干冷却蒸发盘管，需要确保蓄冷液体与盘管直接接触，从而进一步提高
其传热能力。

蓄冷板中的冷液可以利用盘管中制冷剂的正作用，完成热量的吸收
和转化，从而达到蓄冷的目的。

结合ANSYS模型的优点，创建了冷藏板的物理模型，强调了冷藏板各相的分布、温度分布，以及不同时期冷藏车运输的特点，通
过仿真和数值检测，对车厢内的温度分布和变化曲线进行了研究和分析[3]。

（二）冷藏运输培养箱在低温运输中的应用
冷藏运输培养箱的研究最早出现于20世纪80年代初，从形成特点看，它是
发达国家新兴的一种高效、功能齐全的物流技术装备。

从外观上看，它可以适用
于小批量、高质量的货物运输，作为一种高质量的运输工具，可以达到集中冷却、快速运行的目的。

装卸产品时效率高、重量轻、作业周期快、速度快，可广泛应
用于工作流程，从其内部结构特点来看，主要包括培养箱和冷板两个方面。

由于
培养箱不具备降温功能，需要在蓄冷板中实现整个系统的温度控制，蓄冷板内装
有高效冷凝剂，在工作过程中可反复使用不同种类的材料和工作要求，工作人员
调节温度后，可以达到高效加工的目的。

在货物运输过程中，冷藏货物和冷冻货物会被放置在不同规格、型号和温度
的保温箱中，以实现对货物的有效处理，保证后续运输工作的顺利开展。

在今后
的技术攻关工作中，要充分了解当前技术应用中遇到的各种薄弱环节和行业未来
发展需求，做出有效调整，促进该技术的广泛应用。

首先，有必要从温度方面考虑，部分相变蓄冷技术无法达到有效控温的目的，对货物运输和保鲜效果造成一
定影响，工作人员可以结合几种蓄冷材料的优点，实现温度控制系统的设计和安装。

其次，需要深入研究几种相变材料的组合与其内部潜热的关系，找出适合相
变材料潜热的具体操作方法[4]。

（三）冷藏库中冰蓄冷和湿空气保鲜果蔬蓄冷技术
从冰蓄冷和湿空气保鲜果蔬蓄冷技术特点来看，它是冷链运输相变蓄冷技术
在不断发展过程中形成的新技术，发展初期主要用于保鲜蔬菜、水果，隔夜冷却
冷凝水，达到降低冷凝温度的目的。

从其发展特点来看，蓄冷板藏车主要以隔热
板的作用为主，内部安装蓄冷板，需要注入一定量的低温共晶溶液，当共晶溶液
完成凝固工作后，开始进行冷量贮藏工作。

在研究中，工作人员构建了一个比较系统的蓄冷系统。

与传统蓄冷技术的应
用情况相比，该系统的优势主要体现在以下几个方面：首先，在制冷机组容量方
面处于较小的状态，能够达到减少环境污染的目的。

从整个电力系统的特点来看，受“错峰填谷”的影响，可以维持在一个相对平衡的负荷状态。

其次，在经济效
益方面，也可以对业主的经济效益产生积极的影响，而且电网峰谷差价政策实施后，可以合理有效地调整不同类型电能的使用，从而创造更大的经济效益。

最后，在更快的冷却速度和相对更好的冷却质量方面。

特别是冷藏产品流过的各种空气
都是潮湿的空气，因此农产品的耗水量相对较小，从而有效避免了收缩、变形、
变色等相关问题。

结束语：纵观全文来看，随着社会对冷能的需求越来越大，相变蓄冷系统具
有相变温度稳定、储能密度高的特点，在节能和能源优化利用方面具有广阔的应
用前景。

目前，相变蓄冷系统的研究重点仍集中在相变温度和材料相变潜热方面，而对比热容、密度、体积、导热系数等其他参数的研究相对较少。

因此，工作人
员需要准确测定相变蓄冷材料的完整物理参数，并建立相变蓄冷材料物理性能参
数数据库，这有利于相变蓄冷材料的实际选型，确保冷链运输相变蓄冷技术得以
有效地运用。

李超1991.02.26 男汉族山东省烟台市招远市金岭镇古
宅村技术员本科冷藏运输车设计研发单位中集车辆（山东）有
限公司山东省济南市章丘区250200
参考文献：
[1] 刘晨敏. 复合相变蓄冷材料研究进展及在冷链物流中的应用[J]. 应用
化工, 2020, 49(7):5.
[2] 戚晓丽. 复合相变蓄冷剂开发及在果蔬保鲜上的应用研究[D]. 浙江大学.
[3] 李晓燕, 张晓雅, 邱雪君,等. 相变蓄冷技术在食品冷链运输中的研究进展[J]. 包装工程, 2019, 40(15):8.
[4] 游辉, 谢晶. 低温相变蓄冷材料及其应用于冷链的研究进展[J]. 食品与发酵工业, 2021, 47(18):7.。