冷鏈物流冷凍機及其技術發展趨勢

李躍江　羅成　孫運濤　劉洋

摘 要：冷鏈物流冷凍機是關系冷鏈物流的重要冷凍裝置。隨著冷鏈物流的發展，冷凍機行業向國家政策要求方向轉變。文章結合國內外冷凍機現狀，展望了冷凍機主要發展趨勢。

關鍵詞：冷凍物流；冷凍機；現狀；發展展望[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、貯藏、運輸等消費前的各個環節，始終處于規定的低溫環境下，以保證其質量，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產品、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。它是隨著科學技術的進步，冷凍技術的發展而建立起來的；是以冷凍工藝學為基礎，以制冷技術為手段的低溫冷凍技術。冷鮮食品越來越多進入人們的生活，帶動了制冷技術的發展。通過近年來的發展，中國的冷凍機市場從2011年的6，000多臺，發展到2015年的14，000多臺[3]，產量提高了一倍多。因此研究冷凍機技術現狀對中國冷凍機的發展有重要現實意義。

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，達到設定的溫度后放入冷凍機內進行運輸，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，并展望冷凍機技術發展趨勢。

1 冷鏈物流冷凍機

1.1 冷凍機基本原理

基本原理是從蒸發器來的低溫低壓冷媒氣體經過壓縮機壓縮，變為高溫高壓氣體，經過冷凝器向庫外放出熱量后，冷媒變為高溫高壓液體，進入蒸發器后從庫內吸收熱量，從而使庫內溫度降低，達到冷藏冷凍目的。

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

1.2 冷鏈物流冷凍機的國內外技術發展現狀

冷鏈物流冷凍機據安裝底盤承載能力可區分為：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動。

1.2.1 國內冷鏈物流冷凍機現狀

現階段國內廠家主要關注小型冷凍機研發、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動機皮帶輪側，利用發動機動力驅動壓縮機回轉，從而驅動冷媒循環，對冷藏車廂降溫；并在駕駛室內安裝控制單元，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，是現階段國內冷凍機主要形式。

國內冷凍機在小型方面，型號較多，可較好的占領國內的低端市場。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。其安裝方式與國內現有廠家類似。考慮到中、大型冷凍機使用在國際運輸，追加了備電系統。備電系統是指車輛在發動機停止時，可接市電，啟動冷凍機，從而保證冷凍物品保存在設定溫度下。備點系統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動機動力，因此在車輛上設置了單獨的動力裝置，從而使冷凍機有可用動力驅動；為了確保冷鏈過程的溫度控制，在冷凍機上設置溫度傳感器，從而將冷凍機實時溫度記錄，并通過GPS實時傳回數據，后臺監控系統[5]。長途調撥性運輸的大型冷凍機（包含托掛冷凍車）是使用動力裝置進行冷凍的主要形式。溫室效應對環境的影響，冷凍機與庫體的結合，采取防止熱量損失，在庫體結構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，導致生產周期較長，價格也高于國內同類產品。

2 冷鏈物流冷凍機國內發展展望

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

國內冷鏈物流冷凍機擴大產品布局，在中大型上有所發展。現階段國內有部分生產廠家也在開發工程中，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，并且關注食品在整個供應鏈中的安全監控[6]。新版《食品安全法》第33條規定，符合保證食品控制上應進行開發，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，優化控制系統，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。

隨著國家環保政策推進，應適時開發全電式機組，或變頻式機組[7]，以保護人類共同的地球。除采用車載動力驅動外，開發出停車時也可接市電的備電系統。冷凍機設計生產時，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，美化外觀設計。

參考文獻

[1]黃河，劉福華，曾欣.滾齒加工裝備及其技術發展趨勢[J].現代機械，2015（6）：80.

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

[3]范衛民.冷庫市場助推國內冷藏車快速發展[J].中國卡車網，2015.

[4]雷霞.制冷原理[M].北京：機械工業出版社，2003.

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

[6]中華人民共和國全國人民代表大會常務委員會.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.變頻器調速技術基礎教程[M].北京機械工業出版社，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，從事生產工藝及技術管理工作。