冷链蓄冷保温箱性能优化数值模拟研究

第37卷，总第213期 2019年1月，第1期

《节能技术》

ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY

Vol.3 7,Sum.No.213

Jan.2 019, No. 1

冷链蓄冷保温箱性能优化数值模拟研究

李晓燕，王雪雷,苗馨月，陈杰，闫淑晴

(哈尔滨商业大学能源与建筑工程学院，黑龙江哈尔滨150028)

摘要：为缩短充冷时间，提高保冷能力，降低能耗，实现蓄冷保温箱性能的提升。提出一种锯

齿形结构新型蓄冷板，并对比了平板蓄冷板与三种不同尺寸新型蓄冷板的蓄释冷性能。同时研究

了蓄冷保温箱配送过程中，四种蓄冷板布置方式（顶部布置、四周布置、并列布置、重合布置）下箱

体的保冷性能。结果表明：新型蓄冷板与平板蓄冷板相比蓄释冷更快，其中新型蓄冷板3性能最

高，其蓄释冷完成时间与平板蓄冷板相比分别缩短了 39. 1D与39.3 D;蓄冷板布置方式对箱体保

冷性能存在很大的影响，其中并列摆放时温度场均匀，且平均温度最低，只有281.6 K，效果最好。

关键词：蓄冷保温箱；冷链;蓄冷板;数值模拟；设计与优化

中图分类号:TK018 文献标识码：A文章编号$1002 -6339 (2019) 01 -0087 -04

Numerical Simulation on Performance Optimization of

Cold Storage Incubator during Cold Chain Progress

LI Xiao- yan,WANG Xue- lei,MIAO Xin- yue,CHEN Jie,YAN Shu- qing

(Energy and Architectural Engineering Institute,Harbin University of Commerce,Harbin 150028,China)

Abstract:This study aim to shorten the charging time,improve the cold preservation ability and reduce energy consumption,in order to improve the performance of tlie cold storage incubator.A novel cold plate

with zigzag structure i s proposed,the charging and discharging performance of the flat cold plate and

three different sizes of novel cold plates are compared.At the same time,t storage incubator during t he deliver progress under four cold plate arrangements (top arrangement,sur­rounding arrangement,side by side arrangement,coincidence arrangement)are studied.The results

show that tlie novel cold plates have faster cold charging and discharging rate than the novel cold p late3 has the best performance because its time to reach the complete charging and dis­charging is shortened by 39. 1D and 39. 3D compared witii the flat cold p rangement of cold plate has a certain influence on the cold preseration performance of t!ie cold storage incubator.Under t!ie side by side arrangement,the cold preservation performance of t!ie cold storage in­cubator is the best because of its uinform temperature field and lowest average t 281.6 K.

Key words：cold storage incubator；cold chain;cold plate;numerical simulation;design and optimazition

收稿日期2018-10-12修订稿日期2018-11-20

基金项目：国家自然科学基金资助项目（51476049);冷链装备中新兴技术研究(2016TD004);哈尔滨商业大学研究生创新科研项目 (YJSCX2017 -442HSD)

作者简介:李晓燕（1962 ~)，女，博士，教授，研究方向:相变蓄冷材料。

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随着我国经济的崛起，的发展，对性能 的保温箱的研制 更高的

要求[%-2]。保温箱 [3]储存 ，以较好的适用于中 输[4]。现在对蓄保温箱的研究已 [5-8]，范中阳[9]_

研究 板 放 对箱内环境温度和白菜中心温度的影响。田[%&]对 板共 的热力学特性进 分析，建

板释冷的数学 ，N a C l蓄冷板在 外界温度条件下的释 ，关 进行证。

利用F lu e n t软件对 保温箱的 、保进 。一 新 ^冷板，并研究 寸新 板的蓄释冷性能。

时 对 板的 置方式对箱内温度场 性的影响。对 保温箱的进一步 与应供了一定的 持。

1物理模型的建立

采用273 K温度段蓄冷剂，相变潜热为335 k j/k g。平板蓄冷板尺寸为300m m x300m m x20m m，蓄冷 板 为 ，壁厚为1m m。在 质量的蓄冷下，设计了一 的新 板，现对平板 板以及 寸的新 板的蓄释冷性能进 ，板 1所示，单 m m。

图1蓄冷板截面尺寸图

保温箱尺寸为560 m m x460 mm x410 mm，其中保温 厚度为30 mm，为 。4

保温箱在空载状态下 的板布置方对箱体保冷性能影响，置方 2所示。

为了便于分析，对 作 下假设$

(1&界环境温度恒定且与保温箱之间换热系 数为常数；

(2& 中相变材料的密度、比热、导热系数、粘度保持 ；

(3&保温 向同性；

(4&忽略 时因密度差产生的

图2蓄冷保温箱内蓄冷板布置方式图

浮动；

(5 &忽略各接触面的接触热阻。

2数学模型的建立

学 为：

质量守恒方程

+ div(p U&m0

dt

动量守恒方程

#("&+div(p nu&mdiv(#gradu&—"+Su

#(#"& + div("u)m div(#radi;) -

#("&& +div(pi^u)mdiv(#gradw)

# 〇z 能 守恒方

[p("H+ h)] + V • (p%) m" • (1 V.) c,

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