多溫控冷藏集裝箱結構及制冷方式

紀晴

由于單溫控冷藏集裝箱（以下簡稱冷藏箱）不能同時滿足有不同冷藏溫度要求貨物的存儲需求，在當前冷鏈物流產品多樣化的前提下，多溫控冷藏箱更加符合冷鏈物流的新特點。同時，多溫控冷藏箱的應用有利于節約物流成本、整合物流資源，是冷鏈物流發展的新趨勢。本文從冷藏箱箱體結構和制冷系統等方面入手，分析多溫控冷藏箱在多溫度控制領域的應用情況。

1 多溫控冷藏箱的優點

冷藏箱在物流系統中的廣泛應用給人們的日常生活帶來極大便利。目前，大多數冷藏箱采用單溫制冷方式維持箱內貨物所需的冷藏或冷凍溫度。由于不同的瓜果、蔬菜對冷藏溫度有著不同的要求，不適宜的冷藏溫度會影響儲藏效果，加速瓜果、蔬菜營養的流失。單溫制冷方式不能滿足冷藏箱同時冷藏和冷凍貨物的要求，其在滿足小批量、多品種冷鏈物流需求上的短板明顯。

多溫控冷藏箱彌補了上述單溫控冷藏箱的缺陷，能夠同時實現冷藏和冷凍控制，滿足冷藏箱同時存儲、運輸有不同冷藏溫度需求貨物的需要，為日益繁榮的冷鏈物流業帶來新的生機。多溫控冷藏箱的優點主要體現在提升冷鏈運輸、存儲效率及提高冷藏箱利用率等方面。多溫控冷藏箱的基本工作原理與家用冰箱相同，即將冷藏箱的內部空間根據需要分隔成多個儲藏室，分別對各儲藏室進行單獨的溫度控制，從而滿足不同貨物的冷藏或冷凍需求。多溫控冷藏箱大致可分為雙溫冷藏箱、三溫冷藏箱和多溫冷藏箱，其中，應用比較多的是雙溫冷藏箱，其次為三溫冷藏箱。

2 多溫控冷藏箱結構

多溫控冷藏箱通常采用固定式隔板或可移動式隔板進行內部分隔。采用固定式隔板分隔的箱室的大小無法調整。采用可移動式隔板的好處在于，可以根據不同貨物的裝載量調整各箱室空間大小，使用起來更加靈活、便利（見圖1）；其缺點是密封性不如固定式隔板好，容易造成各箱室間串味及熱量流失。可移動式隔板可分為硬體可移動式隔板（見圖2）和軟體可移動式隔板（見圖3）。軟體可移動式隔板具有輕便、密封性好（特別是易于密封箱內拐角處）等優點，但其結構強度不如硬體可移動式隔板。隔板在冷藏箱內的布置形式通常有橫向分隔和縱向分隔2種形式（見圖4）。隔板形式及箱內分隔形式的選擇需要綜合考慮冷藏箱具體使用工況、所裝載貨物的外形和大小等多種因素。

多溫控冷藏箱除設置常規的后端門外，一般還在側板上或其他便于貨物裝卸進出處額外設置1扇門（見圖5），其主要目的是保證各箱室能夠獨立裝卸，互不干擾。

3 多溫控冷藏箱制冷方式

多溫控冷藏箱制冷方式通常有單循環制冷、雙循環制冷（或多循環制冷）等方式。單循環制冷系統內只有1個蒸發器，由其帶動冷藏和冷凍2個箱室制冷；當冷機運行時，2個箱室同時制冷，只要其中一個箱室出現溫差，壓縮機便開始工作，此時其他箱室也被迫制冷，從而使冷氣經過整個箱體大循環。這種循環制冷模式容易造成冷機壓縮機頻繁啟動，且噪聲和耗電量大，制冷不均勻，特別是在同時有冷藏和冷凍箱室的情況下，冷凍箱室往往會出現過冷現象。雙循環制冷系統內有2個蒸發器，分別安裝于2個箱室內，由電磁閥控制冷液流向，從而達到各箱室單獨制冷的效果，且溫度控制更加精確。雙循環制冷方式的制冷能力更強，且節能效果優于單循環制冷方式，目前，大多數多溫控冷藏箱采用雙循環制冷方式進行多溫控制。考慮到集裝箱的容積相對較大，為保證箱室內均勻制冷，蒸發器采用風冷形式進行制冷，即通過蒸發器內的風扇將冷氣送到各處，并通過回風口進行強制制冷循環，保證各處溫度均衡。為保證冷氣能夠到達箱內各處，蒸發器不能安裝在箱內的死角，并且應盡量讓出風口朝著相對狹長的方向而不是較寬的方向，以避開送風盲點。

單循環和雙循環制冷方式均由1臺主機控制，主機在整個制冷系統中處于核心位置，維持整個系統的運行并提供能量。目前，用于冷藏箱的冷機品種繁多，從大類上可分為海運冷機和車用冷機。多溫控冷藏箱主要用于陸路運輸，因此，一般采用車用冷機與之配套。車用冷機分為拖車機組冷機和卡車機組冷機。卡車機組冷機的制冷系統分為非獨立式（車驅動）和獨立式（自驅動）：非獨立式冷機使用卡車的發動機來驅動制冷機組的壓縮機或驅動發電機，通過發電機來驅動制冷機組的壓縮機；獨立式冷機自帶發動機（通常為柴油發動機），以此來獨立驅動制冷系統，無須借助車輛的發動機。非獨立式機組由于不自帶發動機，其制冷能力有限，尤其在堵車和怠速情況下的制冷效果減弱，特別是一旦卡車發動機發生故障，非獨立式制冷機組將無法正常工作，這無疑會影響箱內食品的品質，甚至會導致食品變質。鑒于非獨立式冷機存在上述缺點，一般推薦使用獨立式冷機。

制冷機組的結構分為一體機和分體機。一體機將蒸發器和主機組合在一起，在實施多溫控制時，只須另安裝1臺遠程蒸發器，通過管道將其與主機連接，同時在冷藏箱的保溫板上開大孔，以便蒸發器從箱外伸到箱內。在對蒸發器的布置位置有特殊要求，而一體機不能滿足安裝位置要求的情況下，可以采用分體機（見圖6和圖7）。

4 多溫控冷藏箱冷機選型

陸路冷藏運輸貨物在裝載前通常經過預冷處理，冷機的作用主要是補充由于箱體漏熱而損失的熱量。可根據冷藏箱的總漏熱量及貨物的呼吸熱（開關門頻繁時還須考慮開門漏熱）來計算冷機的功率。目前，大多數冷機都能滿足環境溫度為38℃，箱內溫度為 20℃的制冷要求。根據冷機供應商提供的冷機參數及相關經驗值，隨著城市間點對點運輸向規模化發展，選配0℃時制冷量為～左右的冷機比較合適；而城市內配送以小批量、多品種、多送貨點為主，選配0℃時制冷量為～左右的冷機比較合適。

5 結束語

多溫控冷藏箱滿足多元化冷鏈物流的需求，對提升物流效率、節約物流成本和資源有著深遠的意義。多溫控冷藏箱是復雜的系統產品，多溫度控制的實現既需要從箱體本身入手，合理設計、規劃箱室結構，又要合理選擇與之配套的冷機系統，科學布置蒸發器，以確保貨物品質，提高運輸質量。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2016-01-03）