冷藏车制冷方式分析与研究

贺廉云

（德州学院 机电工程系，山东 德州 253023）

冷藏车制冷方式分析与研究

贺廉云

（德州学院 机电工程系，山东 德州 253023）

冷藏车在易腐食品产、贮、运、销中起着十分重要的作用,随着时代的发展，冷藏车已经越来越趋于专业化和系统化，文章阐述了冷藏车在食品运输方面的作用和地位，分析了冷藏车的各种制冷方式及其特点，指出了冷藏车制冷方式的新方向。

冷藏车；制冷方式；铁板制冷；机械制冷

1 冷藏车研究的意义

随着我国经济的快速发展以及人们生活水平的不断提高，不同地区之间的物资交换和流通正变得越来越频繁,数量和种类也在不断地增加、扩大，尤其是一些易腐食品,这类食品若按一般条件保管和运输极易受到外界条件的影响而损害其品质。运输中常见的易腐货物有：季节性与区域性都较强的果蔬、肉及肉制品、水产、奶及某些奶制品等易腐类食品,这类食品的运输,对运输设备提出了较高的要求，要求其具有冷藏保温功能。因此，对冷藏车制冷方式的研究会进一步加深对制冷行业具体应用的理解，对冷藏车的开发和提升也有一定的参考价值。

2 冷藏车制冷方式分析

（1）水冰及盐冰制冷。在大气压力下，冰的融点为0℃。根据融化吸热的原理，冰在融化时的吸热大约为334.8kJ/kg，在水冰中添加盐类可降低其融点。在一定范围内，水冰中盐的成分越多，则融点越低。当冷藏箱中温度升高时，冰吸热融化成水；盐溶于水，再吸收溶解热。

将需要保鲜冷冻的货物包装好后放入冷藏车热定的容器中，在货物的周围放上水冰或者盐冰，在运输过程中，水冰或盐冰融化吸收货物中的热量达到保鲜冷冻的作用。水冰制冷装置投资少，运行费用低，但是普通水（盐）冰单位质量的吸热量较小，车厢内降温有限。此外盐冰融化后会污染环境、食品，腐蚀车厢和使货物受潮，因此水（盐）冰制冷主要月于鱼类等水产品的冷藏运输。

（2）干冰制冷。干冰制冷和水冰制冷的原理比较接近，只不过水冰制冷时融化吸热，而干冰制冷时升华吸热，二者达到的效果相近。干冰是固态的CO2，CO2的凝固点为215.55K（即-58.61℃）。在标准大气压力下，于-78.9℃升华为二氧化碳气体，每千克吸收气化潜热为137kcal。CO2气体的比热为0.2kcal/kg、从 -78.9℃至 0℃，每千克的干冰可吸热为153kcal，约为水冰的2倍。干冰的比重比水冰重，其单位体积的冷却能力约为水冰的3倍。在一个大气压力下，干冰（固态CO2）的升华温度低（-78.9℃），升华吸热量大（573.5kJ/kg)，故将它作为车厢冷源，不仅可以获得较低温度（一般低于-20℃），而且可获得较大的制冷量，因此该制冷方式适于冷冻食品的运输。

干冰制冷装置简单、投资和运行费用较低、使用方便、货物不会受潮。由于干冰具有很低的升华温度和较高的吸热能力，可保持车厢内有较低的温度。干冰气化时产生的CO2气体能抑制薇生物的繁殖，减缓脂肪氧化，减弱水果、蔬菜的呼吸作用，有利于食品的保鲜。但干冰吸取周围水分后容易结霜，会影响进一步氧化，C02气体太多会造成水果、蔬菜的呼吸困难而败死;另外厢内温度难于调节是最大的不足，故干冰主要用于零售的冷冻食品冷藏车。干冰成本较高，且消耗量较大，故实际应用较少。

（3）冷板制冷。冷板制冷原理就是利用蓄冷剂冷冻后所蓄存的冷量进行制冷。运输前先将厢内冷板中的蓄冷剂进行“充冷”，使其冷却冻结，然后在运输途中利用冷板中的蓄冷剂融化吸热，使厢内温度保持在运输货物的适温范围内，故将冷板又称“蓄冷板”。

冷板式冷藏汽车采用在车厢内安装蓄冷板，依靠冷板中冻结的共晶溶液吸热融解，吸收周围物体的热量，实现制冷降温作用。蓄冷板采用铝合金做成50～100mm厚的中空壳体，内装蓄冷剂。在蓄冷板中，设有制冷蒸发器盘管，蓄冷剂直接与盘管接触。蓄冷板充冷时只需外接制冷机组，制冷剂在蒸发盘管中吸热而使蓄冷剂冻结以贮存冷量。蓄冷板可装在车厢内顶部或两侧，利用空气自然对流来冷却厢内货物。蓄冷板也可安装在车厢内前端，用风机强制空气循环保持厢内低温。

冷板装置本身较重、体积较大，占据了车厢的一定容积，而且冷板充冷一次仅可持续工作8～15h。因此冷板制冷适于中、轻型冷藏汽车的中、短途运输，近几年来，随着能源和环境污染问题日益突出，冷板制冷的应用发展较快，已成为仅次于机械制冷的制冷方式。冷冻板冷藏车是一种耗能少、制冷成本低、冷藏效果好的新型冷藏车，其缺点是必须依靠地面的专用充冷设施为其提供冷源，使用范围局限在大干线上。可以设想，通过技术改进，这种新型的冷冻板冷藏车将成为我国铁路冷藏车的发展方向。

（4）机械制冷。为了克服冷板式冷藏汽车的缺点出现了机械冷板式冷藏汽车，类似于机械冷藏汽车，其制冷机组采用小型氟里昂风冷压缩冷凝机组并安装在驾驶室顶上，压缩机与风机所需动力由地面电源供给。因此，当汽车靠站时，可将制冷机组接到电源上运转，冻结共晶溶液。当汽车行驶时制冷。机械制冷方式有：蒸气压缩式、吸收式、蒸气喷射等。目前以蒸气压缩式应用最为广泛。

蒸气压缩式制冷属于蒸发制冷。制冷剂置于一个封闭系统中，液态制冷剂在蒸发器中汽化吸热制冷，在冷凝器中放热并重新冷凝成液态，在压缩机的驱动下，制冷剂不断地循环工作。机械制冷装置广泛采用的主要原因在于制冷机组既能制冷又能加热，扩大了使用范围；厢内温度可实现自控调节，调温精确、可靠，调温范围较宽，能适应各种不同冷藏货物的运输。尽管机械制冷装置结构比较复杂、购置及运行费用较高，运转噪声较大等间题，但迄今为止，机械制冷仍为一种可靠、有效的制冷方式。

（5）液氮制冷。液氮制冷就是利用液氮从贮罐通过喷淋装置喷射出来，突变到常温常压状态，汽化吸热进行制冷。具有使用灵活、建设投资少、操作管理方便等优点，是冷藏车制冷方式中重要不可或缺的部分。在大气压力下，液氮的沸点为-196℃，汽化潜热为200kJ/kg。氮气的比热为1.05kJ/（Kg.℃），因此每千克液氮汽化并升温至-20℃时，所吸收的热量约为385kJ，液氮沸点低，且是制氧的副产品，因而得到了较广泛的应用。

液氮制冷装置结构简单、工作可靠，无噪声和污染；液氮制冷量大、制冷迅速，适于速冻。液氮汽化不会使厢内受潮，并且氮气对食品保鲜、防止干耗均有好处。此外，液氮制冷控温精确（±2℃）。但是液氮成本较高，需经常充注，因而推广受到一定限制。目前，液氮制冷装置主要应用于冷冻医疗、冷冻美容，以及超导等方面

3 冷藏车制冷方式新方向

尽管机械制冷技术成熟、运行可靠、性能稳定，但是仍然存在诸多缺陷，如：需要动力驱动（或是独立电机驱动，或是由汽车发动机驱动）、易发生氟利昂泄露等。随着环保事业的不断发展，冷藏车技术提出了环保节能的新理念，尤其是新的制冷方式的研究为冷藏车的发展提供了新的选择。

相变温度为-55℃、-33℃、-18℃、-12℃、-6℃的系列干冰型冰袋，彻底解决了低温配送中只能依靠干冰作为制冷剂的尴尬局面。干冰型低温冰袋可以像常见的普通冰袋一样储存，使用十分方便。在使用之前放入低温冰箱中充分冻结，使用时取出与物品同时放入保温箱内并密封箱口，就可以保持低温在120h以上，确保生物制剂与食品的配送安全。该技术填补了行业的国际空白，为航空低温配送带来了新的曙光。近年来，有学者提出用液态CO2汽化制冷的冷藏车技术，其工作原理与液氮冷藏车相似，具有制冷量大、降温迅速、控温精准、经济可靠和对环境友好等优点，并对液态 CO2冷藏车技术进行了经济性分析，对液态CO2在毛细管中的流动特性和质量流量特性展开实验研究，得到了与冷负荷匹配的最佳毛细管长度，他们的研究为我国冷藏车技术开辟了一条新路。

4 结语

表1 冷藏车主要制冷方式

文章介绍了冷藏车几种主要的制冷方式，对冷藏车的制冷方式进行了相关的分析，总结如表1所示。

［1］谭宏博，梁骞，田宝聪.我国低温冷藏车的研究综述［J］.制冷与空调，2007，7（4）：5-7.

［2］董晓俊，郝亮，阚杰，等.双蒸发器冷藏车制冷系统应用R404A的模拟研究［J］.西安交通大学学报，2006，40（1）：67-71.

［3］郝亮，阚杰，李涛，等.冷藏车制冷系统应用层叠式蒸发器与管翅式蒸发器的模拟比较［J］.制冷学报，2006，27（3）：30-34.

［4］郝亮，阚杰，李涛，等.冷藏车层叠式蒸发器应用R404A与R22和R134a的比较［J］.制冷与空调，2006，6（4）：29-33.

［5］韩新宇，车晶，臧润清，等.空气制冷系统在冷藏车中的应用［J］.制冷空调与电力机械，2005，（3）：21-25.

［6］李夔宁，童明伟，严嘉，等.液体CO2冷藏车制冷系统的毛细管长度与厢体冷负荷匹配的实验研究［J］.制冷学报，2004，（2）：7-11.

［7］严嘉，童明伟，臧仁德，等.液体CO2在毛细管中质量流量特性的实验［J］.重庆大学学报，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

贺廉云（1966-），女，硕士，教授，主要从事模糊控制系统与非线性控制系统的研究工作。