Optimization of Shelf Arrangement of a High-Rack Pharmaceutical Cold Store Based on Field Synergy Theory

Liu Yudong; Guan Jiajia; Qi Di; Zhao Chuangyao; Li Angui

doi:10.12465/issn.0253-4339.20250225004

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Optimization of Shelf Arrangement of a High-Rack Pharmaceutical Cold Store Based on Field Synergy Theory

更新时间：2026-06-01

- Optimization of Shelf Arrangement of a High-Rack Pharmaceutical Cold Store Based on Field Synergy Theory
- Journal of Refrigeration Vol. 47, Issue 3, Pages: 75-82(2026)
- 作者机构：
  
  1.西安建筑科技大学建筑设备科学与工程学院西安 710055
  2. 华商国际工程有限公司北京 100069
  3. 西安交通大学能源与动力工程学院西安 710049
  4. 教育部低碳建筑环境国际合作联合实验室西安 710055
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.12465/issn.0253-4339.20250225004
  CLC： TB657.1;TB657.5
- Received：25 February 2025，
  
  Revised：2025-03-21，
  
  Accepted：15 April 2025，
  
  Published：16 June 2026
- 稿件说明：
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刘育栋,管佳佳,齐迪等.基于场协同理论对高架立体医药库货架布置的优化研究[J].制冷学报,2026,47(03):75-82.

Liu Yudong,Guan Jiajia,Qi Di,et al.Optimization of Shelf Arrangement of a High-Rack Pharmaceutical Cold Store Based on Field Synergy Theory[J].Journal of Refrigeration,2026,47(03):75-82.
刘育栋,管佳佳,齐迪等.基于场协同理论对高架立体医药库货架布置的优化研究[J].制冷学报,2026,47(03):75-82. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20250225004.

Liu Yudong,Guan Jiajia,Qi Di,et al.Optimization of Shelf Arrangement of a High-Rack Pharmaceutical Cold Store Based on Field Synergy Theory[J].Journal of Refrigeration,2026,47(03):75-82. DOI： 10.12465/issn.0253-4339.20250225004.

摘要

高架立体医药库的热湿环境会影响药品的储存及疗效。以天津某高架立体医药冷库为研究对象，研究不同货架布置对温湿度分布的影响。优化了冷库内部气流组织，并结合场协同理论，系统研究了冷库的温湿度分布、温湿度均匀性及制冷效果。结果表明：场协同角可有效用于高架冷库的性能评价。适当增大货架层间距对于医药库的热性能有优化作用，当货架层间距为0.6 m时，平均温度

为4.56 ℃，温度不均匀系数

为0.039，平均相对湿度为55.21%，相对湿度不均匀系数为0.015，平均场协同角

为57.47°，流动换热性能合理。

Abstract

The temperature and humidity distributions in a pharmaceutical warehouse affect the efficacy of the medicine stored in the warehouse. For a stereoscopically-monitored high-rack medical cold-storage unit in Tianjin， the influence of shelf layout on the temperature and humidity distributions is examined. The internal airflow distribution of the cold storage unit is optimized. Using the field synergy theory， the temperature and humidity distributions， temperature and humidity uniformity， and refrigeration effect are systematically discussed. Based on the findings， the field synergy angle can be effectively used to evaluate the performance of a high-rack cold storage unit. Increasing the spacing between the shelf layers optimized the unit's thermal performance. At a shelf-layer spacing of 0.6 m， the average temperature， the temperature inhomogeneity coefficient （

）， average relative humidity， relative humidity inhomogeneity coefficient， and the average field synergy angle （

） were 4.56 ℃， 0.039， 55.21%， 0.015， 57.47°， respectively， resulting

in a more uniform and reasonable temperature field.

关键词

Keywords

references

中国物流与采购联合会医药物流分会，国药控股股份有限公司 . 中国医药物流发展报告（2024）［R］. 北京：中国市场出版社， 2024 .

China Federation of Logistics and Purchasing Pharmaceutical Logistics Branch ， Sinopharm Group Co. ， Ltd . Research report of Chinese pharmaceutical cold chain logistics industry（2024）［R］. Beijing ： China Market Press ， 2024 .

豆孟柯，刘宝林，宋晓燕，等 . 蓄冷箱在疫苗冷链中的研究进展［J］. 制冷学报， 2019 ， 40 （ 2 ）： 135 - 141 .

DOU Mengke ， LIU Baolin ， SONG Xiaoyan ， et al . Research progress of cold storage insulation box in vaccine cold chains ［J］. Journal of Refrigeration ， 2019 ， 40 （ 2 ）： 135 - 141 .

PAMBUDI N A ， SARIFUDIN A ， GANDIDI I M ， et al . Vaccine cold chain management and cold storage technology to address the challenges of vaccination programs ［J］. Energy Reports ， 2022 ， 8 ： 955 - 972 .

药品经营质量管理规范［S］. 北京：中华人民共和国国家食品药品监督管理总局， 2016 .

Good supply practice ［S］. Beijing ： State Food and Drug Administration of the People's Republic of China ， 2016 .

李艺哲，谢晶 . 大型冷库内温度场的数值模拟与优化［J］. 食品与机械， 2017 ， 33 （ 6 ）： 139 - 142 .

LI Yizhe ， XIE Jing . Numerical simulation and optimization on temperature field in large cold store ［J］. Food & Machinery ， 2017 ， 33 （ 6 ）： 139 - 142 .

QI Di ， LIU Kexin ， GUAN Jiajia ， et al . Decision-making analysis of air supply strategies for high rack cold stores ［J］. Applied Thermal Engineering ， 2022 ， 217 ： 119242 .

SAJADIYE S M ， ZOLFAGHARI M . Simulation of in-line versus staggered arrays of vented pallet boxes for assessing cooling performance of orange in cool storage ［J］. Applied Thermal Engineering ， 2017 ， 115 ： 337 - 349 .

WANG Guanbang ， ZHANG Xinrong . Enhanced airflow by additional axial fans for produce cooling in a cold room： a numerical study on the trade-off between cooling performance and irreversibility ［J］. International Journal of Refrigeration ， 2021 ， 130 ： 452 - 465 .

方蕾，赵娟，丁小磊，等 . 江苏某小型疫苗冷库热性能实测分析［J］. 中国设备工程， 2021 （ 23 ）： 196 - 197 .

FANG Lei ， ZHAO Juan ， DING Xiaolei ， et al . Measurement and analysis of thermal performance of a small vaccine cold storage in Jiangsu Province ［J］. China Plant Engineering ， 2021 （ 23 ）： 196 - 197 .

张皓月，张忠斌，顾呈华，等 . 2～8 ℃小型疫苗冷库热性能的实验及模拟［J］. 制冷学报， 2020 ， 41 （ 6 ）： 140 - 149 .

ZHANG Haoyue ， ZHANG Zhongbin ， GU Chenghua ， et al . Experimental and simulation study on thermal performance of small-volume vaccine cold storage at 2-8 ℃ ［J］. Journal of Refrigeration ， 2020 ， 41 （ 6 ）： 140 - 149 .

顾呈华，张皓月，张忠斌，等 . 小型疫苗冷库内部温度场试验研究［J］. 中国设备工程， 2020 （ 19 ）： 77 - 79 .

GU Chenghua ， ZHANG Haoyue ， ZHANG Zhongbin ， et al . Experimental study on internal temperature field of small vaccine cold storage ［J］. China Plant Engineering ， 2020 （ 19 ）： 77 - 79 .

张皓月 . 2～8 ℃疫苗冷库热性能研究——以江苏省为例［D］. 南京：南京师范大学， 2021 .

ZHANG Haoyue . Study on thermal performance of vaccine cold storage at 2-8 ℃—taking Jiangsu Province as an example ［D］. Nanjing ： Nanjing Normal University ， 2021 .

胡佐新 . 药品冷库温度场的模拟及设计优化［D］. 贵阳：贵州大学， 2016 .

HU Zuoxin . Simulation and design optimization of temperature field in drug cold storage ［D］. Guiyang ： Guizhou University ， 2016 .

胡佐新，黄爽，高欣，等 . 不同出风方式对冷库温度分布的影响［J］. 贵州大学学报（自然科学版）， 2016 ， 33 （ 1 ）： 39 - 41 .

HU Zuoxin ， HUANG Shuang ， GAO Xin ， et al . Influence of different air outlet on the cold storage temperature distribution ［J］. Journal of Guizhou University （Natural Sciences）， 2016 ， 33 （ 1 ）： 39 - 41 .

屈治国，何雅玲，陶文铨 . 平直开缝翅片传热特性的三维数值模拟及场协同原理分析［J］. 工程热物理学报， 2003 ， 24 （ 5 ）： 825 - 827 .

QU Zhiguo ， HE Yaling ， TAO Wenquan . 3D numerical simulation on heat transfer performance of slit fin surfacese and analysis with field synergy principle ［J］. Journal of Engineering Thermophysics ， 2003 ， 24 （ 5 ）： 825 - 827 .

张剑飞，陶文铨，何雅玲 . 螺旋折流板换热器的协同角分布特性及局部换热特征［J］. 化工学报， 2013 ， 64 （ 8 ）： 2769 - 2773 .

ZHANG Jianfei ， TAO Wenquan ， HE Yaling . Field synergy angle distribution and local heat transfer characteristic in shell and tube heat exchanger with helical baffles ［J］. CIESC Journal ， 2013 ， 64 （ 8 ）： 2769 - 2773 .

CHEN Qun ， REN Jianxun ， GUO Zengyuan . Field synergy analysis and optimization of decontamination ventilation designs ［J］. International Journal of Heat and Mass Transfer ， 2008 ， 51 （ 3/4 ）： 873 - 881 .

高飞，张浩，王倩 . 基于场协同原理室内热舒适性模拟研究［J］. 洁净与空调技术， 2020 （ 2 ）： 24 - 28 .

GAO Fei ， ZHANG Hao ， WANG Qian . Simulation of indoor thermal comfort based on field synergy principle ［J］. Contamination Control & Air-Conditioning Technology ， 2020 （ 2 ）： 24 - 28 .

WANG Guanbang ， ZHANG Xinrong . Enhancing uniformity of airflow and temperature distribution for produce cooling in a cold room based on field synergy principle ［J］. Journal of Enhanced Heat Transfer ， 2021 ， 28 （ 5 ）： 39 - 60 .

HOANG H M ， DURET S ， FLICK D ， et al . Preliminary study of airflow and heat transfer in a cold room filled with apple pallets： comparison between two modelling approaches and experimental results ［J］. Applied Thermal Engineering ， 2015 ， 76 ： 367 - 381 .

ALLEN K G ， VON BACKSTRÖM T W ， KRÖGER D G . Packed bed pressure drop dependence on particle shape， size distribution， packing arrangement and roughness ［J］. Powder Technology ， 2013 ， 246 ： 590 - 600 .

NAHOR H B ， HOANG M L ， VERBOVEN P ， et al . CFD model of the airflow， heat and mass transfer in cool stores ［J］. International Journal of Refrigeration ， 2005 ， 28 （ 3 ）： 368 - 380 .

陈孚江，黄丹丹，吴沁雨，等 . 等温环境下渗透式纤维空气分布系统CFD模型探讨［J］. 常州大学学报（自然科学版）， 2016 ， 28 （ 2 ）： 55 - 61 .

CHEN Fujiang ， HUANG Dandan ， WU Qinyu ， et al . Modeling of fabric air dispersion system in penetration mode in CFD simulation under isothermal condition ［J］. Journal of Changzhou University （Natural Science Edition）， 2016 ， 28 （ 2 ）： 55 - 61 .

冷库设计标准： GB 50072—2021 ［S］. 北京：中国计划出版社， 2021 .

Standard for design of cold store ： GB 50072—2021 ［S］. Beijing ： China Planning Press ， 2021 .

胡艳，蒋国强，熊亮，等 . 基于CFD的猕猴桃冷库流场模［J］. 农机化研究， 2012 ， 34 （ 5 ）： 155 - 159 .

HU Yan ， JIANG Guoqiang ， XIONG Liang ， et al . Flow field simulation of kiwi fruit cold storage based on CFD ［J］. Agricultural mechanization research ， 2012 ， 34 （ 5 ）： 155 - 159 .

PRAEGER U ， JEDERMANN R ， SELLWIG M ， et al . Airflow distribution in an apple storage room ［J］. Journal of Food Engineering ， 2020 ， 269 ： 109746 .

LI Mingliang ， ZHAO Yanan ， LONG Rui ， et al . Field synergy analysis for heat and mass transfer characteristics in adsorption-based desalination and cooling systems ［J］. Desalination ， 2021 ， 517 ： 115244

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