冷链物流冷冻机及其技术发展趋势

李跃江　罗成　孙运涛　刘洋

摘 要：冷链物流冷冻机是关系冷链物流的重要冷冻装置。随着冷链物流的发展，冷冻机行业向国家政策要求方向转变。文章结合国内外冷冻机现状，展望了冷冻机主要发展趋势。

关键词：冷冻物流；冷冻机；现状；发展展望[1，2]

引言

冷链物流冷冻机泛指冷藏冷冻类食品、药品等商品在生产、贮藏、运输等消费前的各个环节，始终处于规定的低温环境下，以保证其质量，减少损耗的冷冻装置。该冷冻装置简称为冷冻机。冷链由冷冻加工、冷冻贮藏、冷冻运输及配送、冷链销售四方面组成。冷链物流冷冻机主要对象品为初级农产品、加工食品、药品，特别是生物制剂和血液制品，以及部分危险化学品等。它是随着科学技术的进步，冷冻技术的发展而建立起来的；是以冷冻工艺学为基础，以制冷技术为手段的低温冷冻技术。冷鲜食品越来越多进入人们的生活，带动了制冷技术的发展。通过近年来的发展，中国的冷冻机市场从2011年的6，000多台，发展到2015年的14，000多台[3]，产量提高了一倍多。因此研究冷冻机技术现状对中国冷冻机的发展有重要现实意义。

家用冰箱是将物品冷藏或冷冻，并在一定温度下进行保存。冷冻机冷藏或冷冻的物品，在运输前须进行预冷，达到设定的温度后放入冷冻机内进行运输，在运输过程中并非有冷藏、冷冻的目的，只是对温度维持。从这一点来看，与家用冰箱使用是有区别的。

在欧美日等国外冷冻机方式方面，主要有：冷媒压缩式、水冰及盐冰式、蓄冷板式、液氮冷却式[4]。在国内冷冻机使用方式与国外基本类似，因蓄冷板式和液氮冷却式市场占有率很低（5%以下），故文章仅对冷媒压缩式冷冻机进行分析研究，并展望冷冻机技术发展趋势。

1 冷链物流冷冻机

1.1 冷冻机基本原理

基本原理是从蒸发器来的低温低压冷媒气体经过压缩机压缩，变为高温高压气体，经过冷凝器向库外放出热量后，冷媒变为高温高压液体，进入蒸发器后从库内吸收热量，从而使库内温度降低，达到冷藏冷冻目的。

冷冻机的基本构成由蒸发器、冷凝器、压缩机、连接管路、控制系统等构成。蒸发器放置在冷冻库内，冷凝器放置在冷冻库外。通过冷链物流冷冻机的控制系统可对冷冻机按设定要求进行温控、除霜，保证冷冻机的温度保持在设定温度。

1.2 冷链物流冷冻机的国内外技术发展现状

冷链物流冷冻机据安装底盘承载能力可区分为：微型冷冻机、小型冷冻机、中型冷冻机、大型冷冻机。按车厢形式分为：面包冷冻机、厢式冷冻机、拖车用冷冻机、船用冷冻机。按冷冻机动力来源区分可分为非独立式冷冻机和独立式冷冻机，独立式冷冻机需要车辆以外专有动力进行驱动。

1.2.1 国内冷链物流冷冻机现状

现阶段国内厂家主要关注小型冷冻机研发、制造、销售。小型冷冻机布局有以下特点：冷冻机布置在冷藏车车厢前部或顶部，利用冷藏车在运输过程中迎风冷冻，提高冷凝器换热能力；将压缩机固定在车体的发动机皮带轮侧，利用发动机动力驱动压缩机回转，从而驱动冷媒循环，对冷藏车厢降温；并在驾驶室内安装控制单元，便于对冷厢温度进行控制；考虑车辆运输性，冷链物流冷冻机尽可能控制在一定质量下；考虑到冷冻机的安装及维护，冷冻机部分面板便于拆卸。用于短途配送的小型冷冻机和穿越大街小巷的微型冷冻机，是现阶段国内冷冻机主要形式。

国内冷冻机在小型方面，型号较多，可较好的占领国内的低端市场。冷冻机与库体连接处，有较大的能量损失，导致能耗过多。相比于欧美日，冷冻机故障率等方面需要提高。

1.2.2 国外冷链物流冷冻机状况

欧美日等国外冷冻机主要集中在中、大型上，在小型上冷冻能力也有不错的表现。其安装方式与国内现有厂家类似。考虑到中、大型冷冻机使用在国际运输，追加了备电系统。备电系统是指车辆在发动机停止时，可接市电，启动冷冻机，从而保证冷冻物品保存在设定温度下。备点系统一般安装在车辆的西部，便于日常的操作。在大型冷冻机上，由于冷冻机使用时需要消耗大量发动机动力，因此在车辆上设置了单独的动力装置，从而使冷冻机有可用动力驱动；为了确保冷链过程的温度控制，在冷冻机上设置温度传感器，从而将冷冻机实时温度记录，并通过GPS实时传回数据，后台监控系统[5]。长途调拨性运输的大型冷冻机（包含托挂冷冻车）是使用动力装置进行冷冻的主要形式。温室效应对环境的影响，冷冻机与库体的结合，采取防止热量损失，在库体结构及连接方式上采取措施，从而更好地降低能量损耗。部分零部件需从国外进口，导致生产周期较长，价格也高于国内同类产品。

2 冷链物流冷冻机国内发展展望

毫无疑问，随着人民生活水平的持续提高，冷链物流的空前发展，冷链物流冷冻机也迎来了发展机遇。

国内冷链物流冷冻机扩大产品布局，在中大型上有所发展。现阶段国内有部分生产厂家也在开发工程中，在制冷能力等方面能有所突破。

新版《食品安全法》就食品运输问题做了特别阐述，并且关注食品在整个供应链中的安全监控[6]。新版《食品安全法》第33条规定，符合保证食品控制上应进行开发，确保全程冷链物流运输所需的温度、湿度等特殊要求。按照国家政策的要求，采用适宜传感器技术，优化控制系统，满足冷链物流对温度控制的要求，为人类提供安全安心的食品做出贡献。

随着国家环保政策推进，应适时开发全电式机组，或变频式机组[7]，以保护人类共同的地球。除采用车载动力驱动外，开发出停车时也可接市电的备电系统。冷冻机设计生产时，在考虑成本降低前提下，减少故障率；提高安装性和易于保养，美化外观设计。

参考文献

[1]黄河，刘福华，曾欣.滚齿加工装备及其技术发展趋势[J].现代机械，2015（6）：80.

[2]雷锋，么鸣涛，雷雪媛.飞行汽车的发展现状与展望[J].现代机械，2015（2）：89.

[3]范卫民.冷库市场助推国内冷藏车快速发展[J].中国卡车网，2015.

[4]雷霞.制冷原理[M].北京：机械工业出版社，2003.

[5]黄声亨，郭英起，易庆林.GPS在测量工程中的应用[M].北京：测绘工业出版社，2007.

[6]中华人民共和国全国人民代表大会常务委员会.中华人民共和国食品安全法[S].北京：中国法制出版社，2015.

[7]曾允文.变频器调速技术基础教程[M].北京机械工业出版社，2009.

作者简介：李跃江，男，工学学士，就职于烟台首钢电装有限公司，从事生产工艺及技术管理工作。