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冷藏运输能耗分析与装备优化研究

刘广海  
【摘要】: 在全球变暖日益加剧,能源日趋紧张的今天,冷链物流、尤其是冷藏运输节能问题愈发显得重要。在此前提下,如何达到既保证食品品质安全要求,又实现节能环保已成为冷藏运输行业发展的核心问题,而这一切都必须建立在对冷藏链中冷藏运输能耗状况全面分析的基础之上。本文针对上述问题,通过调查统计、建模分析、试验研究等方法,掌握能耗规律并提出相应措施;在此基础上,就冷藏运输装备进行节能优化设计。主要工作如下: 一、冷藏运输及其能耗状况的调查分析 通过文献检索、会议交流、座谈、现场考察、问卷调查等形式,全面掌握国内外冷藏运输现状及其装备发展与趋势。其中,着重考察国内铁路冷藏运输装备发展、运用状况及能耗水平,分析冷藏运输能耗特点。分析表明,在全球范围内,易腐食品产销量均逐年上升,食品贮运压力巨大。由于冷链的不完善,运输装备陈旧,目前我国冷藏运输能耗水平高,食品品质难以保证。上述问题的解决必须从改进管理制度、提高操作技术以及优化运输设备等多方面入手,掌握冷藏运输能耗变化规律是其中的基础工作。 二、冷藏运输能耗分析 在参考国内外研究成果的基础上,系统地建立冷藏运输能耗分析模型。模型采用热平衡法为手段,包括气象模型、围护结构热平衡模型(外表面热平衡模型、壁体传热模型、内表面热平衡模型)、车内空气热平衡模型、制冷系统性能模型等模块。其中,建立我国冷藏运输专用气象模型,建立并完善了冷藏运输装备外表面热平衡模型,将反应系数法引入冷藏运输装备传热问题,并对冷藏运输过程中的空气渗透机理进行初步的理论研究与试验分析。通过模型的联立求解、迭代计算,能够精确掌握冷藏运输过程中能耗的动态变化规律,为节能设计和操作提供良好的分析平台。其可靠性已通过ANSI/ASHRAEStandard 140-2004标准的验证。此外,设计冷藏运输技术条件综合仿真试验台,并优化其性能指标参数。利用所建冷藏运输能耗分析模型和试验台,对货物品类、运输季节、车外温度辐射状况、车辆运行速度、食品呼吸热、漏气率、漏热率、是否预冷、具体控制策略(如通风措施、包装堆码方式、冷藏运输装备气流组织方式、装卸时间)等众多因素对能耗的影响逐一进行了分析,并提出相应节能策略。 三、冷藏运输装备节能优化设计 在调查、计算、试验的基础上,就冷藏运输装备进行节能优化设计。其中,对B_(10)型铁路机械冷藏车气流组织进行改进:对车厢出风口位置进行选择,对风道变径进行优化。此外,还对大门空气幕的设立、发泡工艺的改进、下送上回送风方式的采用、新型制冷机组的选择、空气-空气换热器在通风中的应用等节能技术问题进行了初步探讨。


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