应用多层组合式相变制冷模块的医药冷藏箱

发布时间: 2022-11-22

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式：合作开发

成果类型：实用新型专利

行业领域：

高端装备制造产业,节能环保产业

成果介绍

随着新冠疫情爆发，我国多地医药物资紧缺，药品配送困难重重。药品配送是冷链物流中重要的一环，其可以分为两类，一类是普通药品常温配送，另一类是疫苗类药品低温配送。根据医药行业发布的《必须冷链运输的药品名单》，绝大多数需要低温配送的药品温度区间在2 ℃~8 ℃间。药品是人类预防和治疗疾病的重要武器，冷链运输设备和技术在药品配送环节是亟需解决的痛点。现阶段，我国冷链运输设备主要是机械式冷藏车，其规模化、密集化发展程度较低，信息化、自动化等技术应用较少，对运量小的疫苗等药物而言，易出现“大车送小货”的现象。为了避免这一现象，医药冷藏箱的应用显得尤为重要。同时，由于新冠疫苗2℃～8℃的储存特性，常规冷链运输（蓄冷）技术在医药冷链领域存在局限性。对于应用蓄冷材料的冷藏箱，不能只为了提高蓄冷时长增大相变材料的使用量，需要时刻关注箱内温度场的分布，既要防止箱内温度超过8 ℃失却冷藏功能，更要防止其低于2 ℃造成冷量浪费。因此，将蓄冷技术与保温箱相结合的组合蓄冷板式冷藏箱越来越受到关注。

成果亮点

本成果对医药冷藏箱和组合式蓄冷板进行了系统的设计，以组合式相变蓄冷取代单一蓄冷剂制冷，对组合蓄冷板的性能表现和蓄冷板在医药冷藏箱中的摆放位置进行实验，研究医药冷藏箱在2℃～8℃条件下热性能的影响。首先搭建了实验平台，依据组合式蓄冷原理设计医药冷藏箱和组合式蓄冷板，从等质量方案和等相变潜热方案的角度分别比较蓄冷板中相变材料（水、正十四烷、CaCl2·6H2O两两组合）内壁温度变化、蓄冷时长的表现，发现蓄冷板内层采用*** kg正十四烷、外层采用*** kg CaCl2·6H2O的等质量组合方案性能最优。在此基础上对比了性能最佳的蓄冷板在医药冷藏箱中不同摆放位置（两侧平放、两侧叠放、对角摆放、四周摆放）工况下，在2℃～8℃条件下的蓄冷时长、温度平均值、最不均匀系数和释冷速率。结果表明：等质量组合方案的蓄冷板在两侧叠放时，箱内温度最均匀。在冷藏箱投入使用前，需要将箱内温度从环境温度预冷降低至冷藏区间温度，为此利用ICEPAK对冷藏箱进行预冷，模拟研究了冷藏箱在冷库预冷和半导体制冷片两种预冷方案下的预冷效果。考虑到温度均匀优先原则，两侧叠放的等质量组合方案的蓄冷板蓄冷效果最好。

团队介绍

本团队由三位成员组成，分别是陈俊文、王瑜和成峰。其中，团队负责人为王瑜副教授，现任南京工业大学城市建设学院院长助理，主要研究方向为高效相变换热技术、特种装备及密闭有限空间环境控制技术、制冷系统设计与优化、数据机房液冷技术。曾主持纵向项目8项，参与横向项目4项。发表论文25篇，其中以学校为第一单位发表SCI收录10篇，国家发明专利申请105项、实用新型专利65项、申请国际专利2项。曾获得2020年南京工业大学青年教师授课竞赛一等奖。团队联系人为陈俊文，现就读于南京工业大学城市建设学院土木水利（暖通）专业。以一作的身份发表了2篇全国会议论文和1篇中文期刊论文，另有1篇中文核心期刊在投。申请发明专利2项，其中授权发明专利1项。以共一的身份获得了首届国际大学生现代竹结构设计大赛一等奖，以参赛者的身份获得了2022年第五届江苏省制冷学会创新创业大赛“天加杯”二等奖。团队里的核心成员成峰实验经验丰富，以一作的身份发表了1篇全国会议论文和1篇中文期刊论文，以学生一作的身份发表了1篇中文核心期刊论文。曾主持2020年江苏省研究生科研与实践创新计划项目，申请实用新型专利4项。

成果资料