蒸發(fā)溫度自動調節(jié)技術及其在冷藏車上的應用研究

摘 要：通過進行膨脹閥的開度控制，解決當前冷藏車上制冷設備無法改變蒸發(fā)溫度的問題，以解決當前物流冷凍行業(yè)的食品冷藏車上因冷凍設備不能自動調節(jié)蒸發(fā)溫度而導致的蔬菜瓜果結冰，進而對企業(yè)造成的經濟損失的難題。本方案通過改變膨脹閥的開度可以使同一輛冷藏車可調節(jié)多種不同的蒸發(fā)溫度，運輸多種不同冷藏食品，以提高冷藏車的使用效率以及實現(xiàn)節(jié)約能源。

關鍵詞：蒸發(fā)溫度;冷藏車;膨脹閥開度 ;冷藏效率

1.? 我國物流冷藏車溫度調節(jié)現(xiàn)狀

食品冷藏車是運輸冷凍食品和冷鮮水果蔬菜的專業(yè)車輛。隨著我國網上購物的興盛，物流業(yè)發(fā)展迅速。對于蔬菜瓜果和魚類海鮮等易腐敗變質的食品在交通運輸中的冷藏保鮮就顯得十分重要，冷藏車功能就嚴重限制了相關企業(yè)的發(fā)展。

對于目前使用量較大的冷藏車，冷凍貨倉的蒸發(fā)溫度可以低至-30℃，而保鮮貨倉的蒸發(fā)溫度可在0-29℃范圍內調整。兩倉的具體溫度由所運輸貨物的類型決定，這就要求冷藏車的制冷系統(tǒng)能夠隨運輸貨物的不同調節(jié)艙室內的蒸發(fā)溫度且保證整個艙室內溫度一致。目前已有的冷凍系統(tǒng)在貨倉設定溫度在0℃以上時，并不能改變膨脹閥開度，也不會使蒸發(fā)溫度提高很多。這樣的設計往往會導致靠近出風口的以蔬菜水果為主的貨物發(fā)生結冰或者凍傷，對于企業(yè)會造成巨大的經濟損失。這就會迫使我們研發(fā)冷藏車上能自動控制蒸發(fā)溫度的設備。

2.? 蒸發(fā)溫度自動調節(jié)技術及其在冷藏車上的應用研究

2.1???? 蒸發(fā)溫度的固定帶來的危害

冷藏車的溫度根據(jù)所運送貨物特點的不同主要分為冷藏溫度和冷凍溫度兩種。在運輸蔬菜瓜果時一般箱溫為2～10℃，如果設計溫度太低的話，就會導致蔬菜瓜果凍傷或結冰，從而給企業(yè)帶來較大的經濟損失。如果是運送冷凍的魚類海鮮食品以及冰激凌的話，溫度一般為零下25℃。一臺制冷設備的用途受蒸發(fā)溫度決定，他的功能的實現(xiàn)主要依靠調節(jié)膨脹閥的大小或者是開度。蒸發(fā)溫度是在設計時已經確定好的，但是膨脹閥是使用過程中可以調節(jié)的?，F(xiàn)在使用的智能設備在使用時可以改變設定的溫度。而不能改變蒸發(fā)溫度，其原因在于改變設定溫度只能改變制冷設備工作的時間的長短，不能改變膨脹閥的開度，因此不能改變蒸發(fā)溫度。

2.2???? 可調節(jié)的蒸發(fā)溫度的研發(fā)

我們在使用冷藏車的制冷設備時，往往根據(jù)所運送貨物確定設定的溫度。這種設備工作時，溫度會在設定溫度和環(huán)境溫度之間變化。這在一定程度上緩解了蒸發(fā)溫度不能改變的缺點，但仍然存在著有些特定的貨物結冰的溫度與水結冰的溫度非常接近，但不能讓他們在運輸過程中結

冰的問題。先前的解決方案往往是熱氣旁通，或者是吸氣管節(jié)流，他們都存在著明顯的缺陷。吸氣管節(jié)流的主要操作手段是降低吸氣量，其危害是嚴重降低壓縮機的工作效率，而且也只能適用于沒有電機的壓縮機。對于冷藏車上的封閉式壓縮機，會因吸氣量壓力增大而提高蒸發(fā)溫度，可能導致電機嚴重產熱甚至燒毀。熱氣旁通則是指打開電磁閥，讓高壓熱氣直接進入蒸發(fā)器。高壓熱氣可以使蒸發(fā)器上的冰霜融化，在較冷的冬季時，可以避免箱內溫度過低?；蛞虺鲲L溫度太低而導致的蔬菜瓜果凍結。但短時間內迅速排入大量的高壓蒸汽很容易會損失壓縮機和驅動電機，從而造成制冷設備的損壞。

如果蒸發(fā)溫度可以隨設定溫度自動調節(jié)，將減小各種智能設備之間的界限，并大大提高制冷設備的效率。蒸發(fā)溫度按照設定溫度可自動調節(jié)的制冷系統(tǒng)叫柔性蒸發(fā)溫度系統(tǒng)。一般來說，蒸發(fā)溫度越高，系統(tǒng)的制冷效率越高。因此，實現(xiàn)蒸發(fā)溫度可調節(jié)對于社會的節(jié)能來說十分有必要。調節(jié)膨脹閥開度或靜態(tài)過熱度是實現(xiàn)蒸發(fā)溫度調節(jié)的必要手段。傳統(tǒng)膨脹閥是硬性設備，除非人為改變膨脹閥，否則膨脹發(fā)無法實現(xiàn)自動化改變。在固定蒸發(fā)溫度的概念下，提出了電子膨脹閥的想法。電子膨脹閥雖然可以實現(xiàn)自動化條件。但其控制溫度邏輯還是依據(jù)固定化蒸發(fā)溫度而設計的。只有徹底改變控制邏輯，并實時設置監(jiān)控設定溫度，才有可能使電機改變膨脹閥的開度，進而實現(xiàn)蒸發(fā)溫度的調節(jié)。

改變膨脹閥開度的有效途徑是使用不同的熱力膨脹閥組合，或者采用一個冷量調節(jié)范圍較大的電子膨脹閥。在使用電子膨脹閥時，供液量可以持續(xù)調整，這樣就可以達到持續(xù)改變蒸發(fā)溫度的調節(jié)。采用不同的熱力膨脹閥組合，或者是采用一個能量調節(jié)范圍較大的電子膨脹閥的一個共同特點就是需要重新計算目標蒸發(fā)溫度。這就需要控制系統(tǒng)根據(jù)設定溫度和預先輸入的傳熱溫差來計算目標蒸發(fā)溫度和相應的電機步數(shù)，進而調節(jié)膨脹閥的開度來實現(xiàn)蒸發(fā)溫度的持續(xù)調節(jié)。

2.3???? 可調節(jié)蒸發(fā)溫度的優(yōu)勢

目前使用的冷藏車一般只有單一的功能用途，限制了冷藏車的使用效率。而含有蒸發(fā)溫度可以隨所運輸產品調節(jié)的制冷系統(tǒng)的冷藏車蒸發(fā)溫度可以隨設定的溫度改變，這樣就保證了出風溫度和空氣濕度等多個指標滿足所要求的冷藏貨品的質量和品相。配備蒸發(fā)溫度自動調節(jié)技術的的冷藏車，可以滿足多種用途。大大提高了冷藏車的通用性。

3.? 結語

冷藏車的蒸發(fā)溫度對制冷效率的影響要比冷凝溫度對制冷效率的影響大很多，這在理論計算和實際運行數(shù)據(jù)都可以得到明顯的證明。這種優(yōu)勢在制冷過程中的節(jié)能上也有很大的體現(xiàn)，過去人們?yōu)榱颂岣咧评湫剩?往往采用降低冷凝溫度的方式，典型的如利用水冷代替風冷，蒸發(fā)式冷凝技術。但對于如何提高蒸發(fā)溫度來提高制冷效率的往往辦法不多，這是因為蒸發(fā)溫度往往由制冷的目的和用途所限定，但本系統(tǒng)研發(fā)出可改變冷藏過程中的蒸發(fā)溫度的方法，按理論來說，制冷效率可以提高20%以上。綜上所述，冷藏車上的這種系統(tǒng)使用可調節(jié)的蒸發(fā)溫度方式提高效率，將對物流業(yè)產生巨大的經濟效益。同時，由于制冷效率的提高可以減少能源的消耗，也有利于對環(huán)境的保護和綠色生態(tài)的發(fā)展。

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作者簡介：

劉寧（1989.10.07），男、名族：漢、籍貫：安徽省阜陽市太和縣 學歷：大專、職稱：助理工程師、研究方向：冷藏車。