基于车厢表面积的冷藏车隔热性能要素研究

王军 李睿申

（中汽研汽车检测中心（天津）有限公司）

冷链物流是一种保持在低温环境下可以将易腐食品运往任何地方的运输媒介，其可以有效延长易腐食品的保质期[1-2]。为了推动冷链行业的发展，完善产业布局，国家推出了冷藏车最新国家标准《道路运输食品与生物制品冷藏车安全要求及试验方法》，即GB 29753—2013，最新标准于2014 年7 月开始正式实施。新国标规定了冷藏车的技术要求、隔热性能和保温性能及相关的试验方法。冷藏车的隔热性能和保温性能作为运输的重要条件，可以使对温度有特定要求的货物始终处于适合于运输的温度环境下[3-4]。然而按照GB 29753—2013 给出的总传热系数公式计算车厢内、外表面面积时，并没有考虑车厢自身带有的轮拱、倒角等特殊结构和车厢表面的不规则性。文章在此基础上，提出了通过另一种厢体传热面积的计算来计算总传热系数的方法。该方法从实际情况出发，考虑了车厢自身的特殊结构和车厢表面的不规则性，使计算得到的总传热系数更加准确，对冷藏车隔热性能试验的研究有重要意义。

1 冷藏车的分类

1.1 冷藏车分类

在国标GB 29753—2013 中，根据运输货物的种类将冷藏车分为运输易腐食品的冷藏车和运送生物制品的冷藏车。当环境温度为303 K 时，按冷藏车车厢内平均温度保持的范围，进一步地根据物品温度要求的不同进行细分。

1.2 车厢隔热性能限值要求

根据冷藏车种类的不同，又将冷藏车车厢隔热性能的限值要求分为2 种类别，如表1 所示。

表1 车厢隔热性能限值要求W/（m2·K）

2 冷藏车车厢表面积的计算

根据GB 29753—2013 的要求，总传热系数的计算，如式（1）所示。

式中：K—总传热系数，W/（m2·K）；

W——测量期内总热功率的算术平均值，W；

S——厢体传热面积，m2；

ΔT——测量期内车厢内外温差的算术平均值，K；

Si——车厢内表面面积，m2；

Se——车厢外表面面积，m2。

车厢内表面面积Si和车厢外表面面积Se的计算公式，如式（3）和式（4）所示。

式中：WI——X轴方向的内部表面积区域的宽度，m；

LI——Y轴方向的内部表面积区域的长度，m；

Wi——Z轴方向的内部表面积区域的高度，m；

WE——X轴方向的外部表面积区域的宽度，m；

LE——Y轴方向的外部表面积区域的长度，m；

We——Z轴方向的外部表面积区域的高度，m。

由式（1）～ 式（4）可知，总传热系数K与箱体传热面积S相关，然而在计算S时，一般是将冷藏车厢按照规则的长方体进行计算，并未考虑车身的结构特点和表面不规则性（如轮拱、倒角等特征）[5]。

为了使总传热系数K的计算更加准确，在计算箱体传热面积S时，将车身自有的结构特点和表面不规则性考虑进去。常见的车厢类型有A、B 和C 3 种[6]，分别对这3 种车厢进行讨论和试验。

2.1 车厢宽度的计算

1）车厢样式A。其横截面，如图1 所示。

图1 式样A 车厢横截面

在计算此车厢内部表面积时，不考虑内部某些不易测量和计算的形状。根据图1 中各个区域的宽度，计算WI和WE的算术平均值：

2）车厢样式B。其横截面，如图2 所示。

图2 式样B 车厢横截面

计算WI和WE的算术平均值：

3）车厢样式C。其横截面，如图3 所示。

图3 式样C 车厢横截面

车厢底部带有轮拱。根据车厢C 的特点，计算WI和WE的算术平均值：

2.2 车厢长度的计算

根据车厢A、B 和C 的横截面可以计算出WI的宽度，而根据车厢纵截面图则可以计算出Y轴方向的内部和外部表面积区域的长度LI的算术平均值，如图4 所示。

图4 车厢纵截面图

根据图4，计算LI和LE的算术平均长度：

2.3 车厢高度的计算

根据车厢的Z轴截面图，可以计算出车厢高度的算术平均值，如图5 所示。

图5 车厢Z 轴截面图

3 试验结果

选取A、B 和C 3 种车厢进行试验，根据上节计算车厢长度、宽度和高度的公式得到车厢内外部长度、宽度和高度信息，如表2 所示。

表2 车厢基本信息 m

当车厢内外温差ΔT为25 K，总热功率为300 W时，根据计算内外表面积的公式和计算总传热系数的公式，得到的试验结果数据，如表3 所示。

由试验结果可知，文章提出的计算内外表面面积的方法符合车厢隔热性能的限值要求，而且该方法得到的试验数据比传统方法得到的数据更准确，更符合实际情况。

4 结论

文章提出了一种比传统方法更能准确计算车厢隔热性能指标的方法。该方法在计算冷藏车车厢内外表面面积时，考虑了车厢带有轮拱、倒角和不规则表面等特有的结构特点，设计的试验方法也更加符合目前对计算冷藏车车厢隔热性能指标的实际情况，而且得到的总传热系数数据比GB 29753—2013 的更加准确，也更加符合实际需求。该方法为冷藏车厢体隔热性能研究提供了一个基础，有助于企业加强对冷藏车隔热性能的研究，提升冷藏车产品品质。但是，随着隔热材料的升级，如何设计更优的隔热性能试验方法也是下一阶段将要考虑的问题。