就热性能而言，并非所有温控容器都具有相同的品质——您的重要药品运输是否存在风险？
结语
这项研究表明了气流设计和再循环路径对 ATCC 货舱内关键热映射特性的影响，从而表明并非所有集装箱的热性能都是一样的。
CSafe 凭借这项研究的结果，确认其在 CSafe RKN 中使用的独特创新空气再循环系统 (ARS) 技术，也适用于新的 CSafe RAP 容器设计。CSafe RKN 和 CSafe RAP 主动容器以合适的温度运输重要的药品和生物制品，对设定温度具有非常严格的公差，而 ARS 技术在确保容器的最佳性能方面发挥了重要作用。
背景
主动温控集装箱 (ATCC) 的设计目标是在端到端运输的各个环节保持有效载荷的温度。世界卫生组织《药品分销规范》第 13.4 节规定：“药品的储存和运输应遵循以下程序：确保药品标识不丢失；药品本身不污染其他药品；采取充分的预防措施防止溢出、破损、盗用和盗窃；维持适当的环境条件，例如对不耐热药品采用冷链运输。”
为了符合GDP指南，大多数ATCC依靠六个整体机械系统来维持内部温度设定值：1）控制系统，2）制冷系统（冷凝器、压缩机和蒸发器），3）加热系统，4）气流系统，5）内部能源和6）隔热系统。这些不同的组件协同工作，以维持货物区域内所需的空气温度，同时抵消ATCC外部环境温度的影响。
货舱内均匀温度映射的关键在于气流系统能够自主调节货物温度。气流系统依靠控制系统的输入，以及货舱内策略性放置的多个温度传感器来提供实时温度数据反馈，以确保ATCC的准确性和效率。
图 1 和 2。
CSafe RAP 独特而创新的空气再循环系统 (ARS)（如图 1 所示）和带有多个传感器的温度管理系统 (TMS)（如图 2 所示）自主协同工作，以提供
有效载荷六面均有空调
在近期开发新型 CSafe RAP 的过程中，我们发现，由于 RAP 的舱室容积显著增大，空气再循环设计与温度管理系统控制之间的相互作用显得尤为重要。为了确保集装箱设计能够承受极端环境温度的影响，CSafe 工程团队使用最新的计算流体动力学 (CFD) 软件对各种物理集装箱设计进行建模，以选择理想的气流解决方案，从而实现集装箱的最佳热性能。
模型开发
为了强调货舱内空气循环的重要性及其对有效载荷温度分布的直接影响，CSafe 工程团队分析了三种不同的气流系统设计，以确定新型 CSafe RAP 的最佳配置。所有分析均采用 RAP 集装箱轮廓，因为在较大体积内维持温度是最坏的情况。图 3a、3b 和 3c 显示了这些分析中使用的三种设计模型的横截面图。为简化起见，仅绘制了集装箱货舱的最小货物配置图。
图3a。
模型 A（带有后部回风的天花板周边模型）迫使空气通过天花板静压箱并从天花板小开口进入容器。
图3b。
B 型（带有后部回风的吊舱型）使用 4 个较大的吊扇，对称分布在货舱顶部，以推动有效载荷周围的空气。
图 3c。
C 型（后部强制空气输出，带有地板下回流）将调节后的空气拉到有效载荷的各个侧面和地板下方，以使整个集装箱内的空气循环。
使用的 CFD 软件是 COMSOL Multiphysics 5.3，所有分析均由 Weatherly Applied Research 进行。
带后回风的天花板周边模型（模型 A）
在A型车中，风扇将调节后的空气从后货舱壁后方送入天花板集气室，集气室利用正压将空气通过多个天花板开口引导至货舱。货舱内循环的空气随后在后冷壁底部的进气口处，利用壁后风扇产生的负压（真空）进行收集。
带后回风的吊顶式吊舱模型（B 型）
在B型车中，风扇将调节后的空气从位于天花板的四个分配口送入，在正压下将空气引导至货舱。货舱内空气的再循环通过位于后冷壁底部的进气口收集，并利用风扇产生的负压（真空）。
后部强制空气输入，带地板下回流（型号 C）
C型集装箱利用风扇将调节后的空气从后冷壁顶部的开口吹出，穿过天花板和侧壁的通道，最终将调节后的空气输送到整个货舱。然后，风扇产生的负压（真空）将再循环的空气吸入货舱门底部地板上的进气口。之后，调节后的空气通过地板下方的专用回风室输送到集装箱后部，并在此重复再循环过程。
CFD 模型结果
CSafe 工程团队发现，气流系统与集装箱物理设计之间的相互作用会对温度测绘结果产生显著影响，并最终影响 ATCC 的整体性能。研究结果表明，并非所有 ATCC 都设计得相同，系统限制或气流设计差异可能会因货舱内出现过热或过冷区域而危及有效载荷的完整性。
三种集装箱模型均基于两种集装箱有效载荷配置进行分析，分别模拟最小和最大载荷条件。本白皮书重点关注业内认为最差运输条件的最小载荷条件。下方每组图表均采用两种测量尺度。货舱内气流的方向和速度以从深绿色（高速）到白色（低速）的渐变色带表示。货舱内有效载荷的表面温度以从红色（最高温度）到蓝色（最低温度）的渐变色带表示。
图 4a. 模型 A。
有效载荷周围和下方气流不足，气流速度较慢，表明有效载荷在地板处的温度显著升高。此外，气流方向显示气流绕过地板，流向货舱后部的回风口。托盘支脚与地板的交界处温度明显升高，表明托盘底部温度偏移的风险较高。
图 4b. 模型 B。
同样，白色色带表示气流速度不足，表明有效载荷底部温度显著升高。由于气流速度低以及门密封条热短路，靠近门的两个托盘在底部的温度升高。在靠近集装箱前部的托盘支脚与底部交界处可以看到明显的温度升高。这表明对有效载荷的风险最高的是集装箱前底部。
图 4c. 模型 C。
该模型显示了有效载荷范围内一致的温度分布。真空排气口位于货舱前地板，调节后的空气从六个侧面完全包裹有效载荷。该图展示了高速调节空气通过回流通道在地板下方回流形成的一致“气垫”。
CFD 模型分析表明，C 型货箱在地板下方设有专用回风通道，是唯一能够在货舱内有效载荷下方及周围产生稳定且高速气流模式的货箱。这种将有效载荷包裹在可控且经过调节的空气中，可实现极佳的温度
整个有效载荷舱的温度分布图，从而无需在将有效载荷装入集装箱时使用托盘。在模型A和模型B中，CFD分析表明，由于地板下方没有专用的回风通道，有效载荷周围的气流速度和空气分布降低，对货舱内部的温度分布产生了负面影响，尤其是在有效载荷下方和侧面的地板高度。
结语
根据本研究进行的CFD分析，气流路径和气流速度与货舱内热分布的一致性直接相关。更快的气流，加上能够用调节空气完全包裹有效载荷的设计，将使整个有效载荷获得最均匀的热分布。
以最佳方式维持所需的温度设定点。
CSafe 利用此项研究及早期研究的成果，扩展了其独特的空气再循环系统 (ARS) 技术的设计，该技术已应用于久经考验的 CSafe RKN，从而优化了 CSafe RAP 的气流路径设计，与 C 型车如出一辙。CSafe RAP 的进气口和回风口位于有效载荷舱的对角，从而在货物区域内形成最佳的循环气流。通过专用回风通道吸入地板下方的回风，在有效载荷下方形成一道额外的隔热气障，进一步防止极端的
夏季和冬季运输过程中遇到的环境条件。
总之，所有主动温控容器的设计都不是相同的，CSafe 系列主动容器采用并结合了创新和差异化的设计，以确保最佳的系统性能和对重要生命增强有效载荷的热保护。
案例
世界卫生组织药品良好分销规范指南。
日内瓦，世界卫生组织，2010 年世卫组织技术报告系列，第 957 号。（附件 5）。
乔纳森·尼尔德简介
Jonathan 是 CSafe 的工程副总裁。他在设计和认证领域拥有 30 多年的专业经验。
航空产品。Jonathan 专门负责 CSafe 主动和被动温度控制产品及数据监控解决方案的开发、认证和法规遵从性。
David Weatherly 简介
David是一位拥有20年产品研发经验的机械工程师。他专注于流体动力学和传热/传质模拟（计算流体动力学）。David拥有加州大学洛杉矶分校计算与应用数学硕士学位和肯塔基大学机械工程（CFD）博士学位。
在利盟国际喷墨打印头开发部门工作14年后，他加入肯塔基大学，担任助理研究教授，从事工业研究。目前，他通过自己的公司Weatherly Applied Research提供工程研究和产品开发服务。他曾为铁姆肯轴承公司、PPG汽车涂料部门、Kateeva公司、通用电气电器及照明公司以及Kaleidoscope公司开展项目。著作包括：
- “将医用气雾剂输送到肺部的喷射器设计”，DC Weatherly，利盟研究与技术研讨会海报，2011 年 11 月。
- “壁面可压缩流中过渡的通用模型”，DC Weatherly，于 1999 年 4 月在法国科西嘉岛举行的第四届国际工程湍流建模与测量研讨会上发表。
- “可压缩流的代数映射湍流模型的加性湍流分解”，博士论文，肯塔基大学，1998年。
- “壁面流动大涡模拟的初始和边界条件生成”，DC Weatherly 和 JM McDonough，第十一届湍流剪切流研讨会海报，法国格勒诺布尔国立理工学院，1997 年 9 月。
- “计算由涡旋扰动引起的大规模可压缩边界层结构”，DC Weatherly 和 JM McDonough，AIAA 论文 96-0424，发表于 1996 年 1 月在里诺举行的第 34 届 AIAA 航空航天科学年会。
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