冷藏车用新型相变蓄冷材料的研究

    随着人们生活水平的日益提高,对易腐食品的需求量及品质的要求也越来越高,冷藏运输的工具的作用不可小视.冷藏汽车是公路冷藏运输的主要工具,与水上冷藏运输、空中冷藏运输和铁路冷藏运输比较,公路冷藏运输机动灵活,适应性强,可减少中间环节,实行门对门运输,因而使用最广,发展最快.在运输距离、运输时间、运输质量等方面,能有效地发挥汽车的经济效益.

    目前国内公路运输使用最为广泛的是机械制冷冷藏汽车,但其造价高,设备复杂,维修不易、需配备专业乘务人员和维修运用手段,蓄冷板冷藏车成为公路上推荐使用的新冷源.与传统冷源相比,蓄冷板冷藏车具有以下几个优点:冷藏车不需专门配备冻结设备和控制元件,制冷时不会出现机械故障和磨损,制冷可靠性极高;外界传入车内的热量与车内冷板制冷的潜热是平衡的,而且冷板与车内热量靠自然对流交换,温度场恒定均匀;冷板内的相变材料价格低廉,容易配置,是目前冷源中成本最低的一种;制冷过程中没有机械运动,冷板制冷无噪音,而且相比制冷剂而言,不存在对大气臭氧层的破坏.因此,研究冷板冷藏车的相关技术问题,具有重要的现实意义和应用价值.

     1   冷板相变蓄冷材料概述

     相变蓄冷材料的选择对冷板冷藏车的性能有很大的影响,只有选择合适的相变蓄冷材料,才能使冷板冷藏车有更好的冷藏保鲜效果,正确选用相变蓄冷材料是冷板冷藏车设计中最为关键的要点.国内外研究较多的固液相变材料,主要有结晶水合盐和有机物类.

    结晶水合盐是中低温相变材料的重要类型,具有相变潜热较大、导热系数高、相变时体积变化小、多数呈中性、毒性小、价格便宜等优点[1].但是,实际应用过程中,结晶水合盐存在过冷的现象,成核剂的添加虽然减少了过冷度,却需要增稠剂阻止成核剂的沉淀;同时结晶水合盐会出现相分离的情况,增稠剂的使用,降低了结晶速率和传热性能.有机物类通常包括石蜡、脂肪酸、多元醇、高级烷烃等,具有固体状态成形性较好,不易出现过冷和相分离,材料的腐蚀性较小,毒性较小的特点.另外,几种物质的配合成多组份的有机蓄能材料,可以增大蓄能温度范围.

    由此可见,有机蓄冷材料具有很大的应用空间.文章重点以有机化合物为研究对象,提出一种新型冷藏车用相变蓄冷材料.

    2  新型相变蓄冷材料的配置

    投入使用过程中,蓄冷板的温度分类见表1,此时设定外界温度为30e[2].选用的蓄冷材料的融熔温度,稍低于冷冻物品所要求的冷藏温度,此外,蓄冷材料还应具有较理想的冰点、融熔潜热.蓄冷材料的冰点越低,对冻货越有利,而对鲜货则越不利.同时,蓄冷板所用的制冷机组的制冷量就越大,输入的电功率也越大,这样对车站供电能力的要求也就越高.在考虑冷藏车的保温时间和制冷效率等因素之后,本试验力求配置适合A级温度的相变材料,并将相变温度控制在-6~-8e.