GU-PCM2型控温式相变蓄冷冷藏车设计与空载性能试验

现有蓄冷冷藏车蓄冷装置多位于车厢顶部,存在重心偏高、不可控温等问题,基于此,该文设计了一款集相变蓄冷单元、车载制冷系统、隔热车厢、送风系统等于一体的GU-PCM2型蓄冷冷藏车。该蓄冷车将蓄冷装置独立设置于车厢前端并保温,系统利用夜间低谷电进行充冷,可在-25～10℃之间根据需要调控车厢温度。对蓄冷冷藏车厢设定温度为0和-18℃的2种工况进行空载温度场仿真与测试。结果表明,车厢内各测温点的模拟温度与实测温度均方根误差分别为0.7和0.8℃,最大绝对误差分别为1.1和1.2℃。冷藏车可有效控温10 h以上,车厢平均温度分别在1.1～2.9℃和-14.8～-16.9℃之间,波动范围为1.8和2.1℃,温度不均匀度系数在1.0以内。控温式蓄冷冷藏车与传统蓄冷车的对比试验结果表明,其平均温度波动值降低48.7%,温度绝对不均匀度系数降低50%以上,车厢质心较顶置式蓄冷车下降25.9%。研究结果可为蓄冷冷藏车的进一步优化设计与应用提供参考。

多温蓄冷车设计与车内温度场分析

为克服现有蓄冷车控温范围有限、不可多温共配等问题,设计了一款集车载制冷系统、独立蓄冷槽、隔热车厢(冷冻和冷藏单元)、导风槽、内隔板等于一体的多温蓄冷车。该多温蓄冷车将蓄冷槽安装在车厢前端并独立隔热保温。夜间利用低谷电对蓄冷槽内相变蓄冷材料进行充冷;当多温蓄冷运输时,冷冻单元通过车厢前端送风系统将冷能导出并调控,冷藏单元通过导风槽将冷气导入并调控。对车厢内冷冻冷藏单元体积比为1∶1,温度分别设定为-15. 0℃和3. 0℃工况进行了仿真和试验对比分析。研究表明,所构建的多温蓄冷车温度模拟值与试验值的均方根误差在0. 7～1. 1℃之间,总体偏差合理,可较好地反映多温蓄冷车内温度场分布状况。试验结果也表明,该多温蓄冷车车厢冷冻、冷藏单元可有效控温10 h以上,满足配送运输需要;平均温度分别在-14. 2～-12. 9℃和3. 4～4. 2℃间波动,波动范围分别为1. 3℃和0. 8℃,温度绝对不均匀度系数S在1. 2内,较传统蓄冷车平均温度波动值降低了73. 7%,S值降低了50%以上。改变车厢内冷冻冷藏单元体积比的进一步仿真也表明,蓄冷车内温度场分布仍然均匀,可满足实际运输需要。

多温区冷藏车气密性能影响参数理论分析与试验

从多温区冷藏车的渗风机理出发,构建渗风气流模型,对内部隔断系数、载荷系数、内流场扰动系数、热压差等影响参数展开理论分析和试验研究。认为多温区冷藏车渗风量是车辆本身气密性能、车速、内部隔断情况、装载状况和气流扰动等因素共同作用的结果。其中,内部隔断的存在有利于整车气密性的提高,但效用逐步递减。双温区冷藏车内部隔断系数为0.6~0.9,三温区冷藏车内部隔断系数为0.45~0.85。内部载货量对渗风有一定的隔阻作用但并不显著,试验车载荷量为25%、50%、75%、100%时,载荷系数分别为0.98、0.96、0.92、0.87。内部气流扰动在不同速度条件下对渗风的影响差异较大;试验车速度分别为20、40、60、80、100 km/h时,内流场扰动系数分别为0.68、0.85、0.94、0.97、0.98。由于多温区冷藏车多用于城市配送,常以中低速运行,车内空气循环能对渗风起到一定的抑制作用。此外,由于冷藏车高度较小,内外温差所产生的热压差也较小,理论分析显示约25 K温差产生1 Pa的热压差,在工程实践中可将冷藏车渗风视为单纯风压作用的结果。

冷藏运输工具渗风特性试验与关键参数分析

针对目前国家标准中不同冷藏运输工具渗风量检测指标不统一的问题,运用静态压差法和示踪气体浓度衰减法对不同气密性条件的冷藏车展开试验,分析不同速度、不同压差、不同老化程度条件下渗风量变化规律,寻求之间的匹配关系,为相关标准的制定提供依据。研究给出了静压条件下冷藏运输工具渗风特性曲线的试验确定法和经验公式确定法,认为渗风量受工具本身气密性和速度的双重影响,且工具老化对渗风影响较大。分析表明现行铁路冷藏车、公路冷藏车和冷藏集装箱在标准测定条件下,渗风要求最大存在20倍的差距;50、100、250 Pa的测试压差分别对应30～40 km/h、45～60 km/h、70～100 km/h的运行速度,渗风量约为1∶2∶4的关系;在老化率方面,250 Pa压差条件下车辆行驶10万km和20万km后,车厢渗风量分别上升40%和110%。结合实际情况,建议将250 Pa静压差作为冷藏运输工具渗风量检测的统一测试基准值,并建立热工性能定期校验制度。