[发明专利]一种相变蓄冷保温箱的剩余冷量预测方法

说明书

本发明公开了一种相变蓄冷保温箱的剩余冷量预测方法，包括以下步骤：通过设置在蓄冷腔的蓄冷板对流换热对保温箱内冷藏区的温度按照设定值进行调节；在每一次停止温度调节后：建立蓄冷腔内传热模型，以蓄冷腔、冷藏区以及保温箱外部环境空气温度变化作为传热模型求解依据，求解所述的传热模型，得到蓄冷板中已融化的蓄冷剂溶液层厚度，从而求得固体蓄冷剂的剩余量。本发明填补了现有蓄冷冷量在线预测的空白，能够保障货物运输品质，促进蓄冷板运输箱的推广和应用。

技术领域

本发明涉及保冷运输技术领域，具体涉及一种相变蓄冷保温箱的剩余冷量预测方法以及应用该方法。

背景技术

低温运输是冷链物流的重要环节之一，目前用于低温运输的主要制冷方式为机械制冷与蓄冷板制冷。机械制冷是传统的制冷方式之一，其主要利用压缩机将制冷剂压缩，并通过冷凝器将制冷剂降温后送至蒸发器，制冷剂吸收热量蒸发，并将热量带走，从而实现运输箱内空气降温。机械制冷具有技术稳定、成熟等特点，但购置及使用成本较大。而蓄冷制冷方式可以利用峰谷用电进行蓄冷，能够实现节能环保的目的。

随着高效蓄冷剂的出现和蓄冷技术的不断改进，蓄冷板保温运输箱得到了越来越多的关注，但其广泛应用仍存在一些问题需要解决，其中，蓄冷量的预测是保证货物运输品质的关键。通过蓄冷量的预测，运输管理方可以根据蓄冷剂剩余冷量的情况，对是否需要更换蓄冷板以及运输距离进行判断，保证运输过程的安全，避免出现运输途中出现温度不受控的情况。

目前，针对保温运输箱蓄冷量预测的方法，主要是通过计算保温运输箱的热负荷、运输距离等方面来计算所需蓄冷剂的量(CN03153506.2)或预测保温箱空气温度的变化(CN201710290612.2、CN105584747)，尚缺少在运输过程中对蓄冷剂的冷量进行预测的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种相变蓄冷保温箱的剩余冷量预测方法，在货物保冷运输过程中进行蓄冷剂剩冷量的预测，对于规范蓄冷保温运输行业，保证低温冷链运输和货物品质安全有一定的意义。

为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：

一种相变蓄冷保温箱的剩余冷量预测方法，包括以下步骤：

通过设置在保温箱蓄冷腔的蓄冷板对流换热对保温箱内冷藏区的温度按照设定值进行调节；在每一次停止温度调节后：

建立蓄冷腔内传热模型，以蓄冷腔、冷藏区以及保温箱外部环境空气温度变化作为传热模型求解依据，根据所述的传热模型，得到蓄冷板中已融化的蓄冷剂溶液层厚度，从而求得固体蓄冷剂的剩余量。

进一步地，所述的蓄冷腔内传热模型为：

其中，c₁、ρ₁表示蓄冷腔内空气比热容、密度，V₁表示蓄冷腔内空气体积，t₁、t₂、t_w分别表示蓄冷腔内空气温度、冷藏区内空气温度、外部环境空气温度，τ表示时间，K₁、K₂分别表示冷藏区与蓄冷腔的热传导系数、外部环境与蓄冷腔的热传导系数；F₁、F₂分别表示冷藏区与蓄冷腔的空气传热比表面积、外部环境与蓄冷腔的空气传热比表面积；Q_s表示蓄冷板中的蓄冷剂向周围空气中释放的冷量。

进一步地，所述的根据所述的传热模型，得到蓄冷板中已融化的蓄冷剂溶液层厚度，包括：

所述传热模型中蓄冷剂向周围空气中释放的冷量Q_s的表达式为：

Q_s＝K_sF_s(t₁-t_s)   式2