2022年第33屆“中國制冷展”技術(shù)總結(jié)報告
二、技術(shù)進展
冷鏈設(shè)備與系統(tǒng)
冷鏈是生鮮農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的“保護傘”。隨著人民生活水平的提高，人民群眾對農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)需求也不斷提高，這推動了我國冷鏈產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，但同時也會產(chǎn)生大量溫室氣體排放，因此低碳環(huán)保是冷鏈發(fā)展的重要主題。同時，冷鏈需求呈現(xiàn)出多樣化趨勢，果蔬、水產(chǎn)品、乳品、速凍食品、預制菜品等不同生鮮食品在加工、運輸和倉儲等一系列冷鏈環(huán)節(jié)中的要求不盡相同，保障冷鏈食品的高品質(zhì)十分重要。此外，建立安全冷鏈體系，阻斷致病菌和病毒通過冷鏈傳播也成為冷鏈企業(yè)正在努力的方向。
7.1總體特點
本次展會中，全程冷鏈涉及的冷加工、冷凍冷藏、冷藏運輸、銷售消費等環(huán)節(jié)的設(shè)備與系統(tǒng)技術(shù)進展均得到了體現(xiàn)。通過分析本次展覽會的冷鏈設(shè)備展出情況，冷鏈設(shè)備發(fā)展的總體技術(shù)特點表現(xiàn)為致力低碳、專注品質(zhì)、重視安全三個方面。例如，出現(xiàn)了多種高能效環(huán)保商用壓縮機，提出了預制菜速凍解決方案，展出了斯特林冷鏈箱等新技術(shù)裝備，涌現(xiàn)了冷鏈消毒殺菌設(shè)備等。
7.2特色產(chǎn)品
?。?）致力低碳
1）高效節(jié)能
本次展會中，多家參展商關(guān)注于提升冷鏈設(shè)備的能效。長虹華意NUS125FSC壓縮機是一款智能化變頻壓縮機(圖7-1)，最高可節(jié)能可達40%，其特點包括：產(chǎn)品采用了空氣動力學流體技術(shù)、材料表面處理技術(shù)、電機控制技術(shù)、控制驅(qū)動技術(shù)等技術(shù)，可適用于冷凍柜，超市島柜，蛋糕柜，飲料柜等應用場景；1800-4500RPM的寬轉(zhuǎn)速范圍，可適用于不同容積的冷柜，實現(xiàn)了小體積小排量壓縮機替代傳統(tǒng)大體積大排量壓縮機的功能；允許在低轉(zhuǎn)速下運行，既降低了能耗，又減少了噪音(低速下比相應定頻低7dB)。
復盛實業(yè)(上海)有限公司展出的CSR可變VI(內(nèi)容積比)螺桿式制冷壓縮機(圖7-2)，能夠以寬廣的VI調(diào)節(jié)范圍實現(xiàn)高IPLV(綜合部分負荷)值。該產(chǎn)品主要針對冷凍、冷藏行業(yè)不同的庫溫需求，通過高精度MC(加工中心)加工、復盛專屬轉(zhuǎn)子型線，理想間隙設(shè)計達到節(jié)能高效，四段可變?nèi)莘e比，可實現(xiàn)一機兩用或多用，如中溫-10℃、低溫-35℃，或冷熱兩用等，無需搭配變頻器，僅需通過常規(guī)的容調(diào)電磁閥即可實現(xiàn)不同VI之間切換。
松下(大連)冷凍用110cm3/r排量內(nèi)部低壓直流變頻補氣卸載壓縮機(圖7-3)，將低溫補氣直流變頻技術(shù)應用在冷凍冷藏領(lǐng)域，蒸發(fā)溫度可降低至-40℃；在中溫工況下該產(chǎn)品的效率提升較為明顯，COP大于2.91，應用低噪技術(shù)，產(chǎn)品噪聲降低8分貝，降噪性能好。蒸發(fā)和冷凝溫度范圍廣、產(chǎn)品可靠性高。
思科普壓縮機(天津)有限公司展出的BDN45F活塞式壓縮機(圖7-4)，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，壓縮機(含控制器)僅重1.5 kg，能夠?qū)崿F(xiàn)1.4cc的小排量，制冷量達100W，COP1.7。同時，低噪音(29dBA)、振動小，壓縮機運行轉(zhuǎn)速范圍達2300-4500r/min，實現(xiàn)了非常寬泛的制冷能力，可滿足一機多用的目的，能夠廣泛應用于移動制冷等環(huán)節(jié)。
本次展會中，浙江同星科技展示了多款全鋁換熱器(圖7-5)，其中全鋁小管徑高可靠性換熱器使用了表面涂層處理工藝和變翅片間距，延緩了結(jié)霜時間，另外附帶加熱管安裝槽，化霜時間短，有效提高了使用周期，更加節(jié)能。同事，全鋁材料還具有價格低廉、結(jié)構(gòu)緊湊、焊點少等優(yōu)點。
此外，本次展會上從事冷鏈配套輔助產(chǎn)品生產(chǎn)的企業(yè)較多，且針對不同的載冷劑、冷水機組、保溫材料、冷庫門、控制閥等研發(fā)了專業(yè)化產(chǎn)品。
冷庫門開啟時的冷熱空氣交換導致較大冷量損失，且會導致冷庫門附近的地面濕滑、易結(jié)冰。美天合(日照)冷庫門制造公司生產(chǎn)的雙向PVC冷庫緩沖門(圖7-6)，在開關(guān)過程中能夠快速跟隨，相比于普通冷庫門、快速門等，具有明顯的節(jié)能效果。
傳統(tǒng)的制冷設(shè)備檢測工作是在封閉條件下進行的，與實際使用過程有較大出入。國家商用制冷設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢測中心展出的開門試驗控制系統(tǒng)(圖7-7)，能夠同時控制多臺設(shè)備，精確模擬設(shè)備在正常使用過程中的開關(guān)門過程，從而準確保證了制冷設(shè)備能耗檢測。
冷庫用保溫材料屬于其圍護結(jié)構(gòu)的一部分，除了保溫性、耐久性外，其防火性能對冷庫的消防安全也尤為重要。大昌保溫節(jié)能科技將A級防火巖棉與聚氨酯結(jié)合，作為外墻外保溫系統(tǒng)(圖7-8)，具有導熱系數(shù)低、透氣性好、燃燒性能級別高等優(yōu)勢，而且能夠結(jié)合企業(yè)工藝，呈現(xiàn)出幕墻效果。
煙臺順達聚氨酯氰凝產(chǎn)品(圖7-9)，具有高水蒸氣滲透阻，作為冷庫保溫結(jié)構(gòu)的防潮隔氣層，可有效降低水蒸氣的侵蝕，延長冷庫使用壽命。
在低溫冷水機中，電子膨脹閥在與壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器的配合中起著控制系統(tǒng)工作效率的關(guān)鍵作用，其工作狀態(tài)將決定系統(tǒng)的實際制冷能力和控制精度。三花“寒衛(wèi)”系列電子膨脹閥控制器采用了耐低溫元器件，保障了低溫下的正常運行，且控制精度高，可有效提高冷庫能效(圖7-10)。
2）清潔環(huán)?！ ?/div>
在“雙碳”背景下，本次展會推出了許多利用可再生能源和環(huán)保天然工質(zhì)的冷鏈設(shè)備。格力冷凍冷藏推出的光伏直驅(qū)變頻熱氟融霜制冷機組(圖7-11)，可通過環(huán)境溫度、貨物種類、開門次數(shù)等冷庫化霜影響因子分析判斷機組結(jié)霜狀態(tài)，使用四通閥熱氟融霜技術(shù)，比電加熱定時化霜效率高，庫溫波動小，相較于傳統(tǒng)光伏+制冷的光伏冷庫，此冷機組轉(zhuǎn)換效率可提升8%。
針對天然環(huán)保制冷劑CO2在冷鏈行業(yè)的應用，冰輪集團推出了永磁變頻CO2半封螺桿制冷壓縮機組(圖7-12)。該機組配置永磁變頻電機，運行穩(wěn)定；采用優(yōu)化轉(zhuǎn)子型線加工及裝配方式，間隙小，容積效率高；壓縮機內(nèi)部油路采用了多點噴油的方式，絕熱效率高。
冰山冷熱技術(shù)變頻式NH3/CO2載冷模塊化機組(圖7-13), 采用封閉式耐氨電機，工質(zhì)泄露少，在低負荷情況下，變頻控制相較傳統(tǒng)滑閥控制能耗更低，最高轉(zhuǎn)速可達6000r/min，機組集成度高，可整體運輸與安裝。
傳統(tǒng)冷藏車作為冷鏈運輸?shù)某Ｓ霉ぞ?，其燃油帶來的能源消耗和環(huán)境污染問題不容小覷。近年來，隨著新能源車的大力推廣，對于其相關(guān)制冷設(shè)備的研發(fā)也逐漸增多。萬寶展示了新能源冷藏車用渦旋壓縮機(圖7-14)，采用R404A冷媒、BLDC電機和直流變頻技術(shù)，適用于純電冷藏車和氫能源冷藏車；該壓縮機壓比寬、運行范圍廣、體積小、重量輕，適用于各種緊湊空間安裝，抗震性好，性能穩(wěn)定。格力冷凍冷藏推出的新能源運輸制冷機組(圖7-15)，具有備電預冷功能，車輛充電和機組備電制冷可同時進行，電池使用壽命長，采用了流線型外觀設(shè)計，風阻小，殼體薄，擁有多重抗震措施，滿足城市全路況運輸，另外搭配格力高效的換熱器及回熱循環(huán)系統(tǒng)，優(yōu)化了內(nèi)部風場設(shè)計，整機能效高。
（2）專注品質(zhì)
本次展會中，參展商展出的一些冷鏈設(shè)備體現(xiàn)了精準保障食品品質(zhì)的未來趨勢。在食品冷加工領(lǐng)域，針對蒸煮成熟后的甜糯玉米棒的急速凍結(jié)，冰山集團提出了一款智能型下旋流隧道速凍裝置速凍機(圖7-16)。該設(shè)備根據(jù)玉米棒實際凍結(jié)曲線合理分區(qū)，預冷段、冷卻段、深冷段的溫度分別為+5℃、-15℃、-35℃。采用振動裝置使多層玉米棒換熱均勻，獨有的下旋流送風方式可實現(xiàn)均勻布風，凍結(jié)效率高、凍結(jié)速度快，弧形擋風板設(shè)計，無送風死角可減少運行損失。
大連隆成冷凍設(shè)備有限公司在預制菜領(lǐng)域展示了獨特的技術(shù)。其展出的炒飯速凍機采用振動結(jié)構(gòu)，可以解決目前炒飯粘連、結(jié)塊的現(xiàn)象，此外，另外對速凍機內(nèi)部氣體的循環(huán)流道設(shè)計，能顯著提高換熱能力，降低食品干耗。
寧波芯斯特林低溫設(shè)備有限公司展示的制冷機組(圖7-17)，采用了斯特林制冷技術(shù)，相較于傳統(tǒng)蒸氣壓縮制冷，能夠?qū)崿F(xiàn)無油無氟；同時，無傾斜角度要求，能夠360°旋轉(zhuǎn)使用，還具有安全性好、模塊化設(shè)計、無銅管少焊點、故障率低等特點。此外，可用溫區(qū)廣也是比較明顯的特色，可適用于冷鏈箱、廚房商業(yè)冷柜等多個場合。能夠精準控溫，便于針對不同食品藥品設(shè)置不同溫度，解決冷鏈“最后一公里”的配送難題，有效保障了生鮮食品品質(zhì)。
Hecu方案是卡樂公司提出的適用于冷庫集中控制的高效整體解決方案，利用板載電子膨脹閥和直流變頻技術(shù)確保穩(wěn)定性和高效率，通過直觀的手機app，可實現(xiàn)性能控制、快速調(diào)試及生成周期性運行報告。該方案適用于調(diào)節(jié)多個不同冷凍冷藏室內(nèi)的溫度，可滿足不同生鮮產(chǎn)品的低溫需求，提升食品品質(zhì)。
（3）重視安全
為了保障冷鏈環(huán)境的微生物安全，參展企業(yè)提出了各自的解決方案。冰輪環(huán)境技術(shù)股份有限公司為應對疫情常態(tài)化，開發(fā)了具有空氣和物體表面消殺功能的隧道式高強紫外消殺裝置(圖7-18)。該裝置采用不產(chǎn)生臭氧的紫外光，在4℃條件下，作用5s，消殺率為99.99%；在-20℃條件下，作用3s，消殺率為99.99%，其不消耗消毒劑，無需另外配置貯存區(qū)，避免了化學藥劑對冷鏈食品的污染。
此外，針對冷凍冷藏過程，冰輪集團推出了冷風循環(huán)消殺一體機(圖7-19)，依靠等離子體場腔中激發(fā)的自由基、高能光子和離子簇，由風機傳入空氣中，在實現(xiàn)對空氣降溫的同時，還能消毒凈化。具有消殺模塊的能效小，安裝便捷，對食品無污染，對工作人員無損傷等特點。
大連冰山集團針對病毒的氣溶膠傳播方式開發(fā)了空氣消毒機(圖7-20)，該裝置利用了大連化物所研發(fā)的吸附滅活病毒催化材料，通過氣流組織穿透物體包裝表面及內(nèi)部淺表面消滅細菌冰毒，可用于遠洋船艙、冷庫、脫包間和加工車間等多個冷鏈環(huán)節(jié)。
7.2評價與展望
本次展會參展產(chǎn)品覆蓋了全程冷鏈的各個環(huán)節(jié)，整體呈現(xiàn)出致力低碳、專注品質(zhì)、重視安全三個技術(shù)特點，出現(xiàn)了許多令人眼前一亮的產(chǎn)品。
結(jié)合本次展會情況，冷鏈設(shè)備和系統(tǒng)具有如下的發(fā)展趨勢：
(1)多元化需求驅(qū)動冷鏈設(shè)備創(chuàng)新：隨著生鮮電商的蓬勃發(fā)展和預制菜的興起，各類食品對冷鏈設(shè)備提出了新要求，針對不同的溫區(qū)、不同的工藝開展專用冷鏈裝備和系統(tǒng)的研發(fā)已經(jīng)得到眾多企業(yè)的重視?！ ?/div>
(2)高效環(huán)保引領(lǐng)冷鏈設(shè)備變革：該趨勢主要體現(xiàn)在環(huán)保制冷劑和可再生清潔能源的利用上。一方面，零ODP、低GWP的環(huán)保制冷劑將是未來的應用趨勢；另一方面，新能源冷藏車、光伏冷庫等可再生能源的冷鏈設(shè)備和系統(tǒng)將逐漸增多?！ ?/div>
(3)安全健康成為冷鏈設(shè)備新課題：新冠疫情引發(fā)了人們對冷鏈流通過程中致病微生物傳播的高度重視，冷鏈在保障食品高品質(zhì)和食品安全的同時，還需要增加消毒殺菌功能，構(gòu)建安全冷鏈體系，冷鏈消毒殺菌設(shè)備由此應運而生。
基于展品技術(shù)特點可以看出，本次制冷展展現(xiàn)了冷鏈設(shè)備行業(yè)在疫情新常態(tài)下，攻堅克難、迎接挑戰(zhàn)的強勁發(fā)展勢頭。冷鏈設(shè)備企業(yè)不僅繼續(xù)深耕高效環(huán)保等傳統(tǒng)技術(shù)壁壘，而且針對預制菜、可再生能源利用、冷鏈食品消殺等新需求，也銳意進取，提供了相應的特色產(chǎn)品。
冷鏈物流及冷鏈設(shè)備在我國正處于蓬勃發(fā)展期，面臨低碳、安全、多元化、高品質(zhì)、信息化、智能化等挑戰(zhàn)，需要在制冷工質(zhì)替代、可再生能源應用、安全技術(shù)、細分冷鏈設(shè)備等方面開展技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品研發(fā)。期盼更多的企業(yè)加入到冷鏈設(shè)備行業(yè)中來，共同建設(shè)“十四五”冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃中提出的“綠色智慧、安全可靠”的冷鏈物流服務體系?！ ?/div>
（本節(jié)作者：中國科學院理化研究所 田長青研究員、張海南副研究員，博士生孔繁臣、李佩儒）
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