医药冷链作为冷链物流行业中一个非常庞大的分支,多批量、小批次的医药运输使得医药冷链面临终端运输难、能耗大等巨大问题;同时,生物样本运输和中转过程中严格的冷藏条件也对医药冷链运输造成很大压力。目前多采用普通物流运输车配套无冷源冷链箱来解决此问题。但无冷源冷链箱在配送过程中,不能有效的维持生物样本所需的恒定温度,而带有制冷系统的冷链箱则能更好的解决上述问题。因此,本文将斯特林制冷系统应用于便携式冷链箱,从而满足可制冷冷链箱在结构紧凑、重量轻、制冷温域广、制冷效率高且制冷工质环保无污染等方面的要求。本文以可制冷系统的冷链箱作为研究对象,采用斯特林制冷系统,设计冷量导出装置使冷量置换效率更高。利用Fluent软件模拟不同冷量传输方式下的制冷速率、冷链箱在空/负载状态下的制冷性能以及停止供冷后冷链箱的保温性能。以模拟数值分析与实验数据监测相结合的方法,对医疗冷链箱的制冷效果以及箱内温度场均匀性进行系统研究。主要研究工作和研究成果如下:(1)对冷链箱的冷负荷及重力热管进行热力计算。以斯特林制冷机作为冷源,设计复合式冷量导出装置的结构,从而持续高效地获取冷端冷量;(2)针对重力热管的安置角度进行数值模拟,确定最佳安置角度为30°;在进行网格无关性验证后,对斯特林制冷系统与箱体间不同冷源传输方式制冷情况下的冷链箱建立相关物理数学模型进行模拟研究,对比分析表明:所设计的复合式冷量传输方式的制冷效率高且冷链箱内温度更加均匀;(3)利用FLUENT软件对复合式冷量传输方式下冷链箱箱内温度场进行数值模拟,结果表明:空载制冷时,冷链箱箱体的平均温度达到工作所需温度用时约28.6min;而最不利点达到工作所需温度用时约36.75min,降温时差约8min。负载制冷时,内置初始温度为273K的血浆后,39.97min左右血浆冷冻完毕;当血浆冷冻完毕保后箱体及血浆平均温度则平缓下降。停止制冷后,保温效果则与无冷源冷链箱耗时相近;(4)设计搭建相应的测温实验台并监测箱内各特征点温度。根据模拟仿真数据与实验数据对比分析,模拟值与实测值存在1.1%~3.9%的可允许误差。通过对带有制冷系统的冷链箱在医疗冷链方向的实用性进行研究分析,为其前景推广提供了理论依据及重要参考。