冷藏车隔热性能影响因素分析

2018-06-17 07:32吴少强
科学与技术 2018年27期

吴少强

摘要:冷藏车是装有隔热厢体,用于运输生鲜食品的车辆。本文针对冷藏车相关内容进行分析,通过研究真空度、内部材料、表层隔膜、吸附材料等因素对冷藏车隔热性能的影响,目的在于提高冷藏车的应用效果,推动行业经济快速发展。

关键词:冷藏车;隔热性能;吸附材料

引言:

社会经济水平的不断提高,使人们对生活质量有了新的追求。与此同时,生鲜食品需求量的增加,对冷藏车运行可靠性提出了新的要求。通过提升冷藏车的隔热性能,对促进冷藏运输发展有着积极的推进作用。

1冷藏车概述

1.1基本组成

冷藏车主要由保温车厢、温度记录仪、制冷系统等结构组成[1]。其中冷藏车保温车厢主要由两部分构成,如图1所示,其中1表示冷藏车车厢内部和外表面的玻璃钢,2表示车厢内部填充的隔热材料。另外,部分具有特殊运输要求的冷藏车,还会安装金属导轨、通风槽等结构。在众多组成结构当中,保温车厢的隔热性能直接影响冷藏车隔热性能。现阶段,我国冷藏车多选用非金属材料作为隔热厢体的组成结构,此类结构的导热效果较差,密封性较强,可以满足基本的隔热要求。同时为了提高厢体的使用质量,在制作工艺上采用整体灌注法进行厢体制作。整体灌注法是将制作材料直接浇筑在模具当中,使其形成有机整体,借此提高厢体完整度,降低热量散失。

1.2冷藏车分类

冷藏车根据运输方式可以分为以下几种:第一,公路冷藏。公路冷藏的覆盖范围广,具有稳定性强、灵活度高、速度快等优点,是目前中短途生鲜食品运输的主选方式。目前我国常用的公路冷藏运输设备是冷藏汽车或隔热材料车。对于距离较短的生鲜食品运输可以选择隔热材料车,距离较远的生鲜运输可以选择冷藏汽车。第二,铁路冷藏。相较于公路冷藏,铁路冷藏适用于长距离运输,具有运输量大、工作时间连续、安全系数高等优点。铁路冷藏车的密封性与隔热性较强,车厢内配置较为齐全的通风、加热、制冷等系统,使其可以根据经过区域调整厢体内部温度,对环境的适应性较强。第三,水路冷藏。该运输方式的应用方式较久,是我国最原始的冷藏运输方式,具有耗能低、成本小、运输量大等优势。相较于其他两种运输方式,水路冷藏运输受运输速度、营运范围等因素的影响较大,尤其是没有水道经过的城市,还需要公路冷藏和铁路冷藏辅助运输,整体运输的可靠性较低。

2冷藏车隔热性影响因素分析

2.1真空度

真空度是指在安装隔热材料时,对材料内部气体抽出情况进行综合评价的评判标准[2]。在真空状态下,热量传输速度将受到限制,能够避免填充材料內部空气作为传播媒介辅助热量传输,造成隔热效果下降,影响冷藏车的传输质量。在理想状态下,冷藏车的传热系数为定值,该数值大小直接影响冷藏车最远运输距离和使用寿命。传热系数的计算公式为K=(a1-1+m1/s1+2m2/s2+a2-1)-1。其中K表示传热系数,单位为W/m2·K;a1与a2表示冷藏车厢外表面与内表面的换热系数,单位为W/m2;s1与s2表示冷藏车厢内层和外层玻璃导热系数,单位为W/m·K;m1与m2表示冷藏内层和外层玻璃钢的厚度,单位为m。根据上述公式可以得出车厢材料导热系数,导热系数与真空度呈负相关关系,即真空度越高,车厢的导热系数越低,进而降低车厢整体的导热效果,有效提升车厢冷藏效果,延长冷藏车的使用寿命。

2.2内部材料

冷藏车由多种类型系统组成,其内部材料性能也是影响冷藏车隔热性能的重要影响因素。在冷藏车正常运行过程中,冷藏车内部材料需要在承受外部压力的情况下不发生形变,需要具备较高的抗压能力。另外,内部材料是冷藏车的主要隔热材料,在选择材料时,需要选择导热效果差、真空度较高的材料作为主要填充材料,借此提升冷藏车运输的稳定性。例如,某企业冷藏车选用的是聚氨酯发泡材料作为填充材料,该材料可塑性较强,在面对外部压力具有较高的抗压性能,并且该材料导热系数较小,在完成内部空气抽取后,可以长时间保持真空状态。另外,该材料具备较高的开孔率,有利于空气抽取,能够在短时间内形成真空环境,借此提升冷藏车工作效率,延长绝热板的使用寿命。

2.3表层隔膜

表层隔膜也是影响冷藏车隔热性能的因素之一。表层隔膜是附着在冷藏车核心组件表层的特殊结构,起到防渗和隔离的作用。如果表层隔膜出现破损,将直接影响车厢整体的防渗性能,导致冷藏效果下降,影响冷藏效果的稳定性。在进行表层隔膜选择时,需要重点关注材料的导热系数,该材料的导热系数应大于内部材料的导热系数,借此维持整体结构性能的稳定性。例如,某单位在进行表层隔膜选择时,考虑到系统散热,选择耐热性较强、厚度适中的表层薄膜。同时考虑到具体的运输环境,该企业适当添加透气性差、透湿性强的材料作为薄膜制作材料,使车厢整体性能维持在相对平衡的状态,进而提升冷藏车的隔热性能。

2.4吸附材料

冷藏车在运输过程中,部分气体会通过各类途径进入厢体内部,如果此不能对气体进行有效处理,将导致内部材料真空度下降,材料导热系数上升,降低生鲜食品的保质时间。可见,吸附材料也是影响冷藏车隔热性能的重要因素之一。在进行吸附材料选择时,需要根据冷藏车运行路线、运行距离、密封情况等因素进行综合考量。运行路线是研究冷藏运输经过的环境变化情况,由此确定运输过程中可能渗入的气体总量;运行距离和密封情况是考虑到运输距离的延长会影响车厢密闭性,对两者关联性进行分析,确保车厢在外部气体渗入时,可以在较长时间内保持真空状态,以延长使用寿命。

2.5其他因素

除上述影响因素之外,冷藏车隔热性能还受到内部材料密度、物理机械损伤、尺寸等因素影响。内部材料密度是指填充材料孔径大小,材料气孔率越高,内部填充材料的隔热性能越强。正常情况下,很难将内部材料抽至绝对真空状态,只能将真空系数降低至某一标准,针对此类情况,在材料选择过程中,应选择完全烘干的内部填充材料,借此降低内部材料整体的导热系数;物理机械损伤在材料生产或使用过程中属于不可控因素,任何机械碰撞都可能造成材料变形、隔膜损坏等情况,进而导致隔热板性能下降,隔热效果降低。对此,在日常生活中应做好材料维护,尽量避免机械碰撞。不同冷藏车型号需要配置不同尺寸的填充材料,如果材料无法对车厢进行完整填充,将导致车厢气密性下降,进而影响车厢整体的隔热性能。在进行材料填充前,需要对车厢尺寸进行精准测量,将误差控制在合理范围内,使材料能够契合车厢结构,进而提升冷藏车的密封性。

参考文献

[1]舒雪菲,汤科.冷藏车隔热性能主要影响因素分析[J].专用汽车,2018(04):90-92+95.

[2]李锦. 易腐食品冷藏运输温度调控及优化研究[D].中南大学,2018.

(作者单位:广州市粤联水产制冷工程有限公司)