賀廉云

（德州學院 機電工程系，山東 德州 253023）

冷藏車制冷方式分析與研究

賀廉云

（德州學院 機電工程系，山東 德州 253023）

冷藏車在易腐食品產、貯、運、銷中起著十分重要的作用,隨著時代的發(fā)展，冷藏車已經越來越趨于專業(yè)化和系統化，文章闡述了冷藏車在食品運輸方面的作用和地位，分析了冷藏車的各種制冷方式及其特點，指出了冷藏車制冷方式的新方向。

冷藏車；制冷方式；鐵板制冷；機械制冷

1 冷藏車研究的意義

隨著我國經濟的快速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，不同地區(qū)之間的物資交換和流通正變得越來越頻繁,數量和種類也在不斷地增加、擴大，尤其是一些易腐食品,這類食品若按一般條件保管和運輸極易受到外界條件的影響而損害其品質。運輸中常見的易腐貨物有：季節(jié)性與區(qū)域性都較強的果蔬、肉及肉制品、水產、奶及某些奶制品等易腐類食品,這類食品的運輸,對運輸設備提出了較高的要求，要求其具有冷藏保溫功能。因此，對冷藏車制冷方式的研究會進一步加深對制冷行業(yè)具體應用的理解，對冷藏車的開發(fā)和提升也有一定的參考價值。

2 冷藏車制冷方式分析

（1）水冰及鹽冰制冷。在大氣壓力下，冰的融點為0℃。根據融化吸熱的原理，冰在融化時的吸熱大約為334.8kJ/kg，在水冰中添加鹽類可降低其融點。在一定范圍內，水冰中鹽的成分越多，則融點越低。當冷藏箱中溫度升高時，冰吸熱融化成水；鹽溶于水，再吸收溶解熱。

將需要保鮮冷凍的貨物包裝好后放入冷藏車熱定的容器中，在貨物的周圍放上水冰或者鹽冰，在運輸過程中，水冰或鹽冰融化吸收貨物中的熱量達到保鮮冷凍的作用。水冰制冷裝置投資少，運行費用低，但是普通水（鹽）冰單位質量的吸熱量較小，車廂內降溫有限。此外鹽冰融化后會污染環(huán)境、食品，腐蝕車廂和使貨物受潮，因此水（鹽）冰制冷主要月于魚類等水產品的冷藏運輸。

（2）干冰制冷。干冰制冷和水冰制冷的原理比較接近，只不過水冰制冷時融化吸熱，而干冰制冷時升華吸熱，二者達到的效果相近。干冰是固態(tài)的CO2，CO2的凝固點為215.55K（即-58.61℃）。在標準大氣壓力下，于-78.9℃升華為二氧化碳氣體，每千克吸收氣化潛熱為137kcal。CO2氣體的比熱為0.2kcal/kg、從 -78.9℃至 0℃，每千克的干冰可吸熱為153kcal，約為水冰的2倍。干冰的比重比水冰重，其單位體積的冷卻能力約為水冰的3倍。在一個大氣壓力下，干冰（固態(tài)CO2）的升華溫度低（-78.9℃），升華吸熱量大（573.5kJ/kg)，故將它作為車廂冷源，不僅可以獲得較低溫度（一般低于-20℃），而且可獲得較大的制冷量，因此該制冷方式適于冷凍食品的運輸。

干冰制冷裝置簡單、投資和運行費用較低、使用方便、貨物不會受潮。由于干冰具有很低的升華溫度和較高的吸熱能力，可保持車廂內有較低的溫度。干冰氣化時產生的CO2氣體能抑制薇生物的繁殖，減緩脂肪氧化，減弱水果、蔬菜的呼吸作用，有利于食品的保鮮。但干冰吸取周圍水分后容易結霜，會影響進一步氧化，C02氣體太多會造成水果、蔬菜的呼吸困難而敗死;另外廂內溫度難于調節(jié)是最大的不足，故干冰主要用于零售的冷凍食品冷藏車。干冰成本較高，且消耗量較大，故實際應用較少。

（3）冷板制冷。冷板制冷原理就是利用蓄冷劑冷凍后所蓄存的冷量進行制冷。運輸前先將廂內冷板中的蓄冷劑進行“充冷”，使其冷卻凍結，然后在運輸途中利用冷板中的蓄冷劑融化吸熱，使廂內溫度保持在運輸貨物的適溫范圍內，故將冷板又稱“蓄冷板”。

冷板式冷藏汽車采用在車廂內安裝蓄冷板，依靠冷板中凍結的共晶溶液吸熱融解，吸收周圍物體的熱量，實現制冷降溫作用。蓄冷板采用鋁合金做成50～100mm厚的中空殼體，內裝蓄冷劑。在蓄冷板中，設有制冷蒸發(fā)器盤管，蓄冷劑直接與盤管接觸。蓄冷板充冷時只需外接制冷機組，制冷劑在蒸發(fā)盤管中吸熱而使蓄冷劑凍結以貯存冷量。蓄冷板可裝在車廂內頂部或兩側，利用空氣自然對流來冷卻廂內貨物。蓄冷板也可安裝在車廂內前端，用風機強制空氣循環(huán)保持廂內低溫。

冷板裝置本身較重、體積較大，占據了車廂的一定容積，而且冷板充冷一次僅可持續(xù)工作8～15h。因此冷板制冷適于中、輕型冷藏汽車的中、短途運輸，近幾年來，隨著能源和環(huán)境污染問題日益突出，冷板制冷的應用發(fā)展較快，已成為僅次于機械制冷的制冷方式。冷凍板冷藏車是一種耗能少、制冷成本低、冷藏效果好的新型冷藏車，其缺點是必須依靠地面的專用充冷設施為其提供冷源，使用范圍局限在大干線上?？梢栽O想，通過技術改進，這種新型的冷凍板冷藏車將成為我國鐵路冷藏車的發(fā)展方向。

（4）機械制冷。為了克服冷板式冷藏汽車的缺點出現了機械冷板式冷藏汽車，類似于機械冷藏汽車，其制冷機組采用小型氟里昂風冷壓縮冷凝機組并安裝在駕駛室頂上，壓縮機與風機所需動力由地面電源供給。因此，當汽車靠站時，可將制冷機組接到電源上運轉，凍結共晶溶液。當汽車行駛時制冷。機械制冷方式有：蒸氣壓縮式、吸收式、蒸氣噴射等。目前以蒸氣壓縮式應用最為廣泛。

蒸氣壓縮式制冷屬于蒸發(fā)制冷。制冷劑置于一個封閉系統中，液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中汽化吸熱制冷，在冷凝器中放熱并重新冷凝成液態(tài)，在壓縮機的驅動下，制冷劑不斷地循環(huán)工作。機械制冷裝置廣泛采用的主要原因在于制冷機組既能制冷又能加熱，擴大了使用范圍；廂內溫度可實現自控調節(jié)，調溫精確、可靠，調溫范圍較寬，能適應各種不同冷藏貨物的運輸。盡管機械制冷裝置結構比較復雜、購置及運行費用較高，運轉噪聲較大等間題，但迄今為止，機械制冷仍為一種可靠、有效的制冷方式。

（5）液氮制冷。液氮制冷就是利用液氮從貯罐通過噴淋裝置噴射出來，突變到常溫常壓狀態(tài)，汽化吸熱進行制冷。具有使用靈活、建設投資少、操作管理方便等優(yōu)點，是冷藏車制冷方式中重要不可或缺的部分。在大氣壓力下，液氮的沸點為-196℃，汽化潛熱為200kJ/kg。氮氣的比熱為1.05kJ/（Kg.℃），因此每千克液氮汽化并升溫至-20℃時，所吸收的熱量約為385kJ，液氮沸點低，且是制氧的副產品，因而得到了較廣泛的應用。

液氮制冷裝置結構簡單、工作可靠，無噪聲和污染；液氮制冷量大、制冷迅速，適于速凍。液氮汽化不會使廂內受潮，并且氮氣對食品保鮮、防止干耗均有好處。此外，液氮制冷控溫精確（±2℃）。但是液氮成本較高，需經常充注，因而推廣受到一定限制。目前，液氮制冷裝置主要應用于冷凍醫(yī)療、冷凍美容，以及超導等方面

3 冷藏車制冷方式新方向

盡管機械制冷技術成熟、運行可靠、性能穩(wěn)定，但是仍然存在諸多缺陷，如：需要動力驅動（或是獨立電機驅動，或是由汽車發(fā)動機驅動）、易發(fā)生氟利昂泄露等。隨著環(huán)保事業(yè)的不斷發(fā)展，冷藏車技術提出了環(huán)保節(jié)能的新理念，尤其是新的制冷方式的研究為冷藏車的發(fā)展提供了新的選擇。

相變溫度為-55℃、-33℃、-18℃、-12℃、-6℃的系列干冰型冰袋，徹底解決了低溫配送中只能依靠干冰作為制冷劑的尷尬局面。干冰型低溫冰袋可以像常見的普通冰袋一樣儲存，使用十分方便。在使用之前放入低溫冰箱中充分凍結，使用時取出與物品同時放入保溫箱內并密封箱口，就可以保持低溫在120h以上，確保生物制劑與食品的配送安全。該技術填補了行業(yè)的國際空白，為航空低溫配送帶來了新的曙光。近年來，有學者提出用液態(tài)CO2汽化制冷的冷藏車技術，其工作原理與液氮冷藏車相似，具有制冷量大、降溫迅速、控溫精準、經濟可靠和對環(huán)境友好等優(yōu)點，并對液態(tài) CO2冷藏車技術進行了經濟性分析，對液態(tài)CO2在毛細管中的流動特性和質量流量特性展開實驗研究，得到了與冷負荷匹配的最佳毛細管長度，他們的研究為我國冷藏車技術開辟了一條新路。

4 結語

表1 冷藏車主要制冷方式

文章介紹了冷藏車幾種主要的制冷方式，對冷藏車的制冷方式進行了相關的分析，總結如表1所示。

［1］譚宏博，梁騫，田寶聰.我國低溫冷藏車的研究綜述［J］.制冷與空調，2007，7（4）：5-7.

［2］董曉俊，郝亮，闞杰，等.雙蒸發(fā)器冷藏車制冷系統應用R404A的模擬研究［J］.西安交通大學學報，2006，40（1）：67-71.

［3］郝亮，闞杰，李濤，等.冷藏車制冷系統應用層疊式蒸發(fā)器與管翅式蒸發(fā)器的模擬比較［J］.制冷學報，2006，27（3）：30-34.

［4］郝亮，闞杰，李濤，等.冷藏車層疊式蒸發(fā)器應用R404A與R22和R134a的比較［J］.制冷與空調，2006，6（4）：29-33.

［5］韓新宇，車晶，臧潤清，等.空氣制冷系統在冷藏車中的應用［J］.制冷空調與電力機械，2005，（3）：21-25.

［6］李夔寧，童明偉，嚴嘉，等.液體CO2冷藏車制冷系統的毛細管長度與廂體冷負荷匹配的實驗研究［J］.制冷學報，2004，（2）：7-11.

［7］嚴嘉，童明偉，臧仁德，等.液體CO2在毛細管中質量流量特性的實驗［J］.重慶大學學報，2005，28（2）：47-50.

Research of the Refrigeration method for Refrigerater trucks

HE Lian-yun

（Mechanical and Electronic Engineering Department，Dezhou University，Dezhou，Shandong 253023，China）

Refrigerater trucks play a significant part in the procedure of manufacturing，storing，transporting，marketing of perishable food.As the development of generations.Refrigerater trucks is becoming more and more specalized and systemized.This article states the effect and status of refrigerater trucks in food transporting and analyses the various cooling methods and other characteristics of refrigerated trucks，and points out a new direction about refrigeration method of refrigerator trucks.

refrigerater truck；refrigeration method；sizzling refrigeration；mechanical refrigeration

TB657

A

2095-980X（2017）01-0079-02

2016-12-20

賀廉云（1966-），女，碩士，教授，主要從事模糊控制系統與非線性控制系統的研究工作。