蒸发温度自动调节技术及其在冷藏车上的应用研究

摘 要：通过进行膨胀阀的开度控制，解决当前冷藏车上制冷设备无法改变蒸发温度的问题，以解决当前物流冷冻行业的食品冷藏车上因冷冻设备不能自动调节蒸发温度而导致的蔬菜瓜果结冰，进而对企业造成的经济损失的难题。本方案通过改变膨胀阀的开度可以使同一辆冷藏车可调节多种不同的蒸发温度，运输多种不同冷藏食品，以提高冷藏车的使用效率以及实现节约能源。

关键词：蒸发温度;冷藏车;膨胀阀开度 ;冷藏效率

1.  我国物流冷藏车温度调节现状

食品冷藏车是运输冷冻食品和冷鲜水果蔬菜的专业车辆。随着我国网上购物的兴盛，物流业发展迅速。对于蔬菜瓜果和鱼类海鲜等易腐败变质的食品在交通运输中的冷藏保鲜就显得十分重要，冷藏车功能就严重限制了相关企业的发展。

对于目前使用量较大的冷藏车，冷冻货仓的蒸发温度可以低至-30℃，而保鲜货仓的蒸发温度可在0-29℃范围内调整。两仓的具体温度由所运输货物的类型决定，这就要求冷藏车的制冷系统能够随运输货物的不同调节舱室内的蒸发温度且保证整个舱室内温度一致。目前已有的冷冻系统在货仓设定温度在0℃以上时，并不能改变膨胀阀开度，也不会使蒸发温度提高很多。这样的设计往往会导致靠近出风口的以蔬菜水果为主的货物发生结冰或者冻伤，对于企业会造成巨大的经济损失。这就会迫使我们研发冷藏车上能自动控制蒸发温度的设备。

2.  蒸发温度自动调节技术及其在冷藏车上的应用研究

2.1     蒸发温度的固定带来的危害

冷藏车的温度根据所运送货物特点的不同主要分为冷藏温度和冷冻温度两种。在运输蔬菜瓜果时一般箱温为2～10℃，如果设计温度太低的话，就会导致蔬菜瓜果冻伤或结冰，从而给企业带来较大的经济损失。如果是运送冷冻的鱼类海鲜食品以及冰激凌的话，温度一般为零下25℃。一台制冷设备的用途受蒸发温度决定，他的功能的实现主要依靠调节膨胀阀的大小或者是开度。蒸发温度是在设计时已经确定好的，但是膨胀阀是使用过程中可以调节的。现在使用的智能设备在使用时可以改变设定的温度。而不能改变蒸发温度，其原因在于改变设定温度只能改变制冷设备工作的时间的长短，不能改变膨胀阀的开度，因此不能改变蒸发温度。

2.2     可调节的蒸发温度的研发

我们在使用冷藏车的制冷设备时，往往根据所运送货物确定设定的温度。这种设备工作时，温度会在设定温度和环境温度之间变化。这在一定程度上缓解了蒸发温度不能改变的缺点，但仍然存在着有些特定的货物结冰的温度与水结冰的温度非常接近，但不能让他们在运输过程中结

冰的问题。先前的解决方案往往是热气旁通，或者是吸气管节流，他们都存在着明显的缺陷。吸气管节流的主要操作手段是降低吸气量，其危害是严重降低压缩机的工作效率，而且也只能适用于没有电机的压缩机。对于冷藏车上的封闭式压缩机，会因吸气量压力增大而提高蒸发温度，可能导致电机严重产热甚至烧毁。热气旁通则是指打开电磁阀，让高压热气直接进入蒸发器。高压热气可以使蒸发器上的冰霜融化，在较冷的冬季时，可以避免箱内温度过低。或因出风温度太低而导致的蔬菜瓜果冻结。但短时间内迅速排入大量的高压蒸汽很容易会损失压缩机和驱动电机，从而造成制冷设备的损坏。

如果蒸发温度可以随设定温度自动调节，将减小各种智能设备之间的界限，并大大提高制冷设备的效率。蒸发温度按照设定温度可自动调节的制冷系统叫柔性蒸发温度系统。一般来说，蒸发温度越高，系统的制冷效率越高。因此，实现蒸发温度可调节对于社会的节能来说十分有必要。调节膨胀阀开度或静态过热度是实现蒸发温度调节的必要手段。传统膨胀阀是硬性设备，除非人为改变膨胀阀，否则膨胀发无法实现自动化改变。在固定蒸发温度的概念下，提出了电子膨胀阀的想法。电子膨胀阀虽然可以实现自动化条件。但其控制温度逻辑还是依据固定化蒸发温度而设计的。只有彻底改变控制逻辑，并实时设置监控设定温度，才有可能使电机改变膨胀阀的开度，进而实现蒸发温度的调节。

改变膨胀阀开度的有效途径是使用不同的热力膨胀阀组合，或者采用一個冷量调节范围较大的电子膨胀阀。在使用电子膨胀阀时，供液量可以持续调整，这样就可以达到持续改变蒸发温度的调节。采用不同的热力膨胀阀组合，或者是采用一个能量调节范围较大的电子膨胀阀的一个共同特点就是需要重新计算目标蒸发温度。这就需要控制系统根据设定温度和预先输入的传热温差来计算目标蒸发温度和相应的电机步数，进而调节膨胀阀的开度来实现蒸发温度的持续调节。

2.3     可调节蒸发温度的优势

目前使用的冷藏车一般只有单一的功能用途，限制了冷藏车的使用效率。而含有蒸发温度可以随所运输产品调节的制冷系统的冷藏车蒸发温度可以随设定的温度改变，这样就保证了出风温度和空气湿度等多个指标满足所要求的冷藏货品的质量和品相。配备蒸发温度自动调节技术的的冷藏车，可以满足多种用途。大大提高了冷藏车的通用性。

3.  结语

冷藏车的蒸发温度对制冷效率的影响要比冷凝温度对制冷效率的影响大很多，这在理论计算和实际运行数据都可以得到明显的证明。这种优势在制冷过程中的节能上也有很大的体现，过去人们为了提高制冷效率， 往往采用降低冷凝温度的方式，典型的如利用水冷代替风冷，蒸发式冷凝技术。但对于如何提高蒸发温度来提高制冷效率的往往办法不多，这是因为蒸发温度往往由制冷的目的和用途所限定，但本系统研发出可改变冷藏过程中的蒸发温度的方法，按理论来说，制冷效率可以提高20%以上。综上所述，冷藏车上的这种系统使用可调节的蒸发温度方式提高效率，将对物流业产生巨大的经济效益。同时，由于制冷效率的提高可以减少能源的消耗，也有利于对环境的保护和绿色生态的发展。

参考文献：

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[2] 张伟明，李科群，陈书甜.内燃机尾气余热驱动有机朗肯蒸汽压缩制冷循环的研究[J].内燃机工程，2019，40（1）：65-71.

作者简介：

刘宁（1989.10.07），男、名族：汉、籍贯：安徽省阜阳市太和县 学历：大专、职称：助理工程师、研究方向：冷藏车。