冷鏈物流冷凍機及其技術(shù)發(fā)展趨勢

李躍江　羅成　孫運濤　劉洋

摘 要：冷鏈物流冷凍機是關(guān)系冷鏈物流的重要冷凍裝置。隨著冷鏈物流的發(fā)展，冷凍機行業(yè)向國家政策要求方向轉(zhuǎn)變。文章結(jié)合國內(nèi)外冷凍機現(xiàn)狀，展望了冷凍機主要發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：冷凍物流；冷凍機；現(xiàn)狀；發(fā)展展望[1，2]

引言

冷鏈物流冷凍機泛指冷藏冷凍類食品、藥品等商品在生產(chǎn)、貯藏、運輸?shù)认M前的各個環(huán)節(jié)，始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，以保證其質(zhì)量，減少損耗的冷凍裝置。該冷凍裝置簡稱為冷凍機。冷鏈由冷凍加工、冷凍貯藏、冷凍運輸及配送、冷鏈銷售四方面組成。冷鏈物流冷凍機主要對象品為初級農(nóng)產(chǎn)品、加工食品、藥品，特別是生物制劑和血液制品，以及部分危險化學品等。它是隨著科學技術(shù)的進步，冷凍技術(shù)的發(fā)展而建立起來的；是以冷凍工藝學為基礎(chǔ)，以制冷技術(shù)為手段的低溫冷凍技術(shù)。冷鮮食品越來越多進入人們的生活，帶動了制冷技術(shù)的發(fā)展。通過近年來的發(fā)展，中國的冷凍機市場從2011年的6，000多臺，發(fā)展到2015年的14，000多臺[3]，產(chǎn)量提高了一倍多。因此研究冷凍機技術(shù)現(xiàn)狀對中國冷凍機的發(fā)展有重要現(xiàn)實意義。

家用冰箱是將物品冷藏或冷凍，并在一定溫度下進行保存。冷凍機冷藏或冷凍的物品，在運輸前須進行預冷，達到設(shè)定的溫度后放入冷凍機內(nèi)進行運輸，在運輸過程中并非有冷藏、冷凍的目的，只是對溫度維持。從這一點來看，與家用冰箱使用是有區(qū)別的。

在歐美日等國外冷凍機方式方面，主要有：冷媒壓縮式、水冰及鹽冰式、蓄冷板式、液氮冷卻式[4]。在國內(nèi)冷凍機使用方式與國外基本類似，因蓄冷板式和液氮冷卻式市場占有率很低（5%以下），故文章僅對冷媒壓縮式冷凍機進行分析研究，并展望冷凍機技術(shù)發(fā)展趨勢。

1 冷鏈物流冷凍機

1.1 冷凍機基本原理

基本原理是從蒸發(fā)器來的低溫低壓冷媒氣體經(jīng)過壓縮機壓縮，變?yōu)楦邷馗邏簹怏w，經(jīng)過冷凝器向庫外放出熱量后，冷媒變?yōu)楦邷馗邏阂后w，進入蒸發(fā)器后從庫內(nèi)吸收熱量，從而使庫內(nèi)溫度降低，達到冷藏冷凍目的。

冷凍機的基本構(gòu)成由蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機、連接管路、控制系統(tǒng)等構(gòu)成。蒸發(fā)器放置在冷凍庫內(nèi)，冷凝器放置在冷凍庫外。通過冷鏈物流冷凍機的控制系統(tǒng)可對冷凍機按設(shè)定要求進行溫控、除霜，保證冷凍機的溫度保持在設(shè)定溫度。

1.2 冷鏈物流冷凍機的國內(nèi)外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

冷鏈物流冷凍機據(jù)安裝底盤承載能力可區(qū)分為：微型冷凍機、小型冷凍機、中型冷凍機、大型冷凍機。按車廂形式分為：面包冷凍機、廂式冷凍機、拖車用冷凍機、船用冷凍機。按冷凍機動力來源區(qū)分可分為非獨立式冷凍機和獨立式冷凍機，獨立式冷凍機需要車輛以外專有動力進行驅(qū)動。

1.2.1 國內(nèi)冷鏈物流冷凍機現(xiàn)狀

現(xiàn)階段國內(nèi)廠家主要關(guān)注小型冷凍機研發(fā)、制造、銷售。小型冷凍機布局有以下特點：冷凍機布置在冷藏車車廂前部或頂部，利用冷藏車在運輸過程中迎風冷凍，提高冷凝器換熱能力；將壓縮機固定在車體的發(fā)動機皮帶輪側(cè)，利用發(fā)動機動力驅(qū)動壓縮機回轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動冷媒循環(huán)，對冷藏車廂降溫；并在駕駛室內(nèi)安裝控制單元，便于對冷廂溫度進行控制；考慮車輛運輸性，冷鏈物流冷凍機盡可能控制在一定質(zhì)量下；考慮到冷凍機的安裝及維護，冷凍機部分面板便于拆卸。用于短途配送的小型冷凍機和穿越大街小巷的微型冷凍機，是現(xiàn)階段國內(nèi)冷凍機主要形式。

國內(nèi)冷凍機在小型方面，型號較多，可較好的占領(lǐng)國內(nèi)的低端市場。冷凍機與庫體連接處，有較大的能量損失，導致能耗過多。相比于歐美日，冷凍機故障率等方面需要提高。

1.2.2 國外冷鏈物流冷凍機狀況

歐美日等國外冷凍機主要集中在中、大型上，在小型上冷凍能力也有不錯的表現(xiàn)。其安裝方式與國內(nèi)現(xiàn)有廠家類似?？紤]到中、大型冷凍機使用在國際運輸，追加了備電系統(tǒng)。備電系統(tǒng)是指車輛在發(fā)動機停止時，可接市電，啟動冷凍機，從而保證冷凍物品保存在設(shè)定溫度下。備點系統(tǒng)一般安裝在車輛的西部，便于日常的操作。在大型冷凍機上，由于冷凍機使用時需要消耗大量發(fā)動機動力，因此在車輛上設(shè)置了單獨的動力裝置，從而使冷凍機有可用動力驅(qū)動；為了確保冷鏈過程的溫度控制，在冷凍機上設(shè)置溫度傳感器，從而將冷凍機實時溫度記錄，并通過GPS實時傳回數(shù)據(jù)，后臺監(jiān)控系統(tǒng)[5]。長途調(diào)撥性運輸?shù)拇笮屠鋬鰴C（包含托掛冷凍車）是使用動力裝置進行冷凍的主要形式。溫室效應對環(huán)境的影響，冷凍機與庫體的結(jié)合，采取防止熱量損失，在庫體結(jié)構(gòu)及連接方式上采取措施，從而更好地降低能量損耗。部分零部件需從國外進口，導致生產(chǎn)周期較長，價格也高于國內(nèi)同類產(chǎn)品。

2 冷鏈物流冷凍機國內(nèi)發(fā)展展望

毫無疑問，隨著人民生活水平的持續(xù)提高，冷鏈物流的空前發(fā)展，冷鏈物流冷凍機也迎來了發(fā)展機遇。

國內(nèi)冷鏈物流冷凍機擴大產(chǎn)品布局，在中大型上有所發(fā)展?，F(xiàn)階段國內(nèi)有部分生產(chǎn)廠家也在開發(fā)工程中，在制冷能力等方面能有所突破。

新版《食品安全法》就食品運輸問題做了特別闡述，并且關(guān)注食品在整個供應鏈中的安全監(jiān)控[6]。新版《食品安全法》第33條規(guī)定，符合保證食品控制上應進行開發(fā)，確保全程冷鏈物流運輸所需的溫度、濕度等特殊要求。按照國家政策的要求，采用適宜傳感器技術(shù)，優(yōu)化控制系統(tǒng)，滿足冷鏈物流對溫度控制的要求，為人類提供安全安心的食品做出貢獻。

隨著國家環(huán)保政策推進，應適時開發(fā)全電式機組，或變頻式機組[7]，以保護人類共同的地球。除采用車載動力驅(qū)動外，開發(fā)出停車時也可接市電的備電系統(tǒng)。冷凍機設(shè)計生產(chǎn)時，在考慮成本降低前提下，減少故障率；提高安裝性和易于保養(yǎng)，美化外觀設(shè)計。

參考文獻

[1]黃河，劉福華，曾欣.滾齒加工裝備及其技術(shù)發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代機械，2015（6）：80.

[2]雷鋒，么鳴濤，雷雪媛.飛行汽車的發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J].現(xiàn)代機械，2015（2）：89.

[3]范衛(wèi)民.冷庫市場助推國內(nèi)冷藏車快速發(fā)展[J].中國卡車網(wǎng)，2015.

[4]雷霞.制冷原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[5]黃聲亨，郭英起，易慶林.GPS在測量工程中的應用[M].北京：測繪工業(yè)出版社，2007.

[6]中華人民共和國全國人民代表大會常務(wù)委員會.中華人民共和國食品安全法[S].北京：中國法制出版社，2015.

[7]曾允文.變頻器調(diào)速技術(shù)基礎(chǔ)教程[M].北京機械工業(yè)出版社，2009.

作者簡介：李躍江，男，工學學士，就職于煙臺首鋼電裝有限公司，從事生產(chǎn)工藝及技術(shù)管理工作。