冷鏈運(yùn)輸設(shè)備設(shè)計(jì)及選型

(一）卡車

這里所說的卡車一般是指一體式的卡車，其制冷箱體是固定在底盤上的。也可以是多功能的面包車，車廂后部與駕駛室分開并且進(jìn)行絕熱處理以保持貨物溫度?？ㄜ囆枰谄渌\(yùn)行的基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)正常行駛，卡車的長度因此受到限制?？傞L度和轉(zhuǎn)彎半徑?jīng)Q定了卡車在裝載點(diǎn)的通行能力。一般來說卡車小到市內(nèi)和市郊用的配送面包車，大到能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)輸送的9米長的重銦卡車。

卡車的制冷系統(tǒng)分為兩大類：非獨(dú)立式(車驅(qū)動）和獨(dú)立式（自驅(qū)動）。非獨(dú)立式使用卡車的發(fā)動機(jī)來驅(qū)動制冷機(jī)組的壓縮機(jī)或者驅(qū)動發(fā)電機(jī)，通過發(fā)電機(jī)來驅(qū)動制冷機(jī)組的壓縮機(jī)。獨(dú)立式則有自帶的發(fā)動機(jī)，通常是柴油發(fā)動機(jī)，以此來獨(dú)立地驅(qū)動制冷系統(tǒng)，無須借助車輛的發(fā)動機(jī)。

某些帶有發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)能夠?yàn)檩^大的箱體制冷，但非獨(dú)立式的系統(tǒng)更多應(yīng)用在小型卡車上。大多數(shù)非獨(dú)立系統(tǒng)有一個(gè)小型的壓縮機(jī)安裝在車輛的發(fā)動機(jī)上，通過離合器的離合來產(chǎn)生制冷效果。車輛高速行駛時(shí)，系統(tǒng)達(dá)到完全制冷能力；在怠速狀態(tài)下，制冷能力會減弱。非獨(dú)立式的系統(tǒng)中沒有專門的發(fā)動機(jī)，其優(yōu)越性在于較低的采購價(jià)格和維護(hù)成本。該系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于制冷能力有限，尤其是在堵車和怠速的情況下。非獨(dú)立發(fā)電機(jī)系統(tǒng)相對復(fù)雜，卡車的發(fā)動機(jī)通過驅(qū)動發(fā)電機(jī)來為制冷系統(tǒng)提供動力，一般采用變頻器轉(zhuǎn)化，以彌補(bǔ)在堵車或者怠速功率不夠的缺陷，但是其采購價(jià)格和維護(hù)成本大大高于普通的非獨(dú)立系統(tǒng)。

獨(dú)立式機(jī)組通常用于4.3米到1.2米的卡車。機(jī)組一般安裝在保溫箱體的前面，在駕駛室的上方。在一些國家，如日本，關(guān)于汽車重心的相關(guān)法規(guī)限制了前置安裝，取而代之的是側(cè)面安裝。獨(dú)立機(jī)組通常采用柴油動力，也可以使用電驅(qū)動。因此，在停車場有電源的情況下可以使用電驅(qū)動。

(二）拖車

拖頭牽引的制冷拖車是另一種運(yùn)輸方式。與安裝在卡車上的獨(dú)立式機(jī)組相似，安裝在拖車車廂上的拖車機(jī)組尺寸更大，適應(yīng)于需要更大制冷量的拖車車廂。新一代的拖車機(jī)組制冷量可以達(dá)到12.3?16.4千瓦。拖車的制冷量安裝在箱體的前端，調(diào)節(jié)的空氣通過拖車廂內(nèi)頂部的風(fēng)槽將冷空氣送到車廂的各個(gè)部位并最終在壓差的作用下回到制冷機(jī)組。跟卡車機(jī)組一樣，拖車機(jī)組中的頂部送風(fēng)系統(tǒng)通常不能對貨物進(jìn)行快速降溫，因此承運(yùn)人要

確保在裝貨前將貨物預(yù)冷到所需的合適溫度。

由于較大的制冷能力和外形，與卡車相比，拖車通常用來做點(diǎn)對點(diǎn)的長途運(yùn)輸，盡量減少運(yùn)輸途中的裝卸。在北美，冷藏拖車的單程運(yùn)輸時(shí)間高達(dá)1?5天。因此，某些配置如側(cè)門僅適用于多溫拖車。目前在美國，拖車機(jī)組一般的外部尺寸是2.6米寬，12.2米(40英尺）到16.2米（53英尺）長，絕大多數(shù)都是16.2米。相應(yīng)的廂內(nèi)容積是70立方米到100立方米，裝載貨物的重量為18.1噸到20.4噸。

在拖車機(jī)組中有為數(shù)不多的單軸拖車，主要是食品公司用來為餐廳、體育中心以及其他一些市區(qū)的集會地點(diǎn)運(yùn)送速凍食品和新鮮食品，這些地方對車輛的操控性有很強(qiáng)的要求，而單軸拖車具有操作靈活性。

單軸拖車的寬度從2.4米到2.6米不等，外部總長度可以達(dá)到8.5米，因此實(shí)際上是一個(gè)單軸的拖頭托兩個(gè)單軸拖廂。在美國，一般稱為B型拖車。

這種拖車的設(shè)計(jì)使得它可以像16.2米的拖車一樣從配送中心出發(fā)，長距離運(yùn)輸大宗貨物。由于每個(gè)拖廂可單獨(dú)設(shè)定溫度，甚至每個(gè)拖廂也可做成多溫廂體，不同的易腐食品可以放在不同的溫區(qū)里以確保不同的貨物在最適宜的溫度下運(yùn)輸。

溫度上的靈活性，使得從配送中心一次性為偏遠(yuǎn)客戶供各種易腐產(chǎn)品的全面運(yùn)輸服務(wù)(如速凍食品、肉類、乳制品和水果等）成本更低，更加經(jīng)濟(jì)有效。如果是溫度要求相同的產(chǎn)品運(yùn)輸，這種拖車則可以進(jìn)行長途多點(diǎn)運(yùn)輸，因?yàn)橛幸粋€(gè)拖廂可以在運(yùn)到末端的時(shí)候卸下來，用另一個(gè)拖頭并行單獨(dú)配送。

(三）卡車和拖車的車廂

大多數(shù)卡車和拖車的車廂是直筒式的，但配送過程中有很多?？奎c(diǎn)，運(yùn)送的產(chǎn)品有不同的溫度要求（冷凍/保鮮），這就使得開發(fā)更加復(fù)雜的多溫系統(tǒng)變得非常必要。這種系統(tǒng)通常是由一個(gè)機(jī)組來維持兩個(gè)獨(dú)立的溫區(qū)的溫度。每個(gè)溫區(qū)單獨(dú)使用一個(gè)蒸發(fā)器，一個(gè)用來冷凍，另一個(gè)用來保鮮。一個(gè)溫區(qū)由后門進(jìn)人，另一個(gè)溫區(qū)由側(cè)門進(jìn)人。這種設(shè)計(jì)使得一輛冷藏車可以同時(shí)運(yùn)輸冷凍和保鮮的貨物，而之前這需要兩輛冷藏車來完成，因此運(yùn)輸效率得以大大提高。冷藏運(yùn)輸者也因此需要在一系列車輛和制冷機(jī)組的選項(xiàng)中決定是使用單溫系統(tǒng)還是多溫系統(tǒng)。

1.傳熱

對于卡車或者拖車車廂的總傳熱量，一般以總傳熱系數(shù)K來表示（中國和歐洲用K值，美國考慮傳熱面積，用UA值來表示）。隔熱與制冷之間是相互聯(lián)系的，K值越大，隔熱性能越好，廂體漏熱越少，則所需制冷量越少。在溫控行業(yè)里，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般認(rèn)定卡車廂體的K值低于或等于0.26W/m2.K(或者UA值達(dá)到40)是最好的，而低于

0.39W/m2.K(或者UA值等于60)是次佳的。對于拖車廂體，K值低于或等于

0.35W/m2.K(或者UA值達(dá)到110)是最佳的，而低于0.45W/m2.K(或者UA值等于140)是次佳的。

K值考慮了廂體的絕熱效率、廂板的保溫材料種類和廂板的厚度等因素。而UA值還考慮了廂體的幾何尺寸，即換熱面積。所以兩種表示方法各有側(cè)重點(diǎn)。如果要計(jì)算由于滲漏所增加的熱量，需要從廂體廠獲取某一種車型的K值或者UA值。

2.底板

底板是冷藏卡車和拖車制造的一個(gè)重要的組成部分。通常有四種類型的底板：平木板；鋁合金花紋防滑平板；鋁制凹槽板；T形槽板。

如果所運(yùn)輸?shù)呢浳锟偸茄b在托盤內(nèi)，那么就需要選擇平木板的底板，托盤貨物下方的空間可以讓空氣保持循環(huán)暢通，回到制冷機(jī)組的回風(fēng)口。如果貨物需要直接放在底板上，那么就需要選擇凹槽底板，以確?？諝庋h(huán)并從底部回到制冷機(jī)組。如果運(yùn)輸中的環(huán)境溫度變化，就需要在底板上放置托盤或者支架，以避免溫度過高或者過低對易腐食品造成不必要的損害。

當(dāng)多溫拖車車廂必須安裝鋁制凹槽板或者T形槽板時(shí)，需要堵住多溫分區(qū)隔板所在部位的底板溝槽，否則，大量的熱交換將在溫區(qū)之間通過這些溝槽進(jìn)行，從而無法達(dá)到理想的溫控效果。

3.壁面

廂體的前壁應(yīng)重點(diǎn)考慮如下因素：隔熱層厚度；制冷機(jī)組的安裝孔及支撐結(jié)構(gòu)；制冷機(jī)組絕熱隔板與廂體的貼合。

廂體的前壁應(yīng)能承受制冷機(jī)組的重量，應(yīng)有合適的蒸發(fā)器開口以及安裝孔布局。由于內(nèi)部氣流布局的需要，安裝孔應(yīng)布置在盡量靠近廂體頂部的位置。

卡車及拖車廂體的側(cè)壁內(nèi)表面應(yīng)覆蓋纖維板或者比較耐用的塑料材料，以防在裝卸貨物過程中托盤、手推車或者其他容器對壁面的損壞。另外，一般在側(cè)壁的底部安裝鋁合金或者不銹鋼擋板（防磨板），以避免叉車或其他機(jī)械設(shè)備在裝卸貨物時(shí)插人側(cè)壁，破壞內(nèi)部的隔熱層。

其他側(cè)壁應(yīng)考慮的因素包括，安裝制冷系統(tǒng)連接管、電線及排水管的開孔。有時(shí)候也會將管路埋在側(cè)壁或者頂板的內(nèi)部，這樣應(yīng)在建造廂體前預(yù)先考慮，以免破壞廂體的整體性。

4.門

根據(jù)冷王公司實(shí)驗(yàn)室的測試數(shù)據(jù)，漏風(fēng)（空氣泄漏）對于傳熱有顯著的影響，其中，門是影響漏風(fēng)的主要環(huán)節(jié)。測試數(shù)據(jù)顯示，側(cè)門或者后門的密封性以及卷簾門都可能是漏風(fēng)的主要因素。卷簾門一般不推薦在運(yùn)輸制冷中使用。正確的使用門封是關(guān)鍵。考慮到門與漏風(fēng)之間的關(guān)系，門的正確選擇、安裝及維護(hù)都是運(yùn)輸過程中溫度得到保證的關(guān)鍵因素。

從經(jīng)濟(jì)角度考慮，經(jīng)常將冷凍貨品、冷藏貨品以及干貨一起運(yùn)輸，就需要使用帶有側(cè)門的多溫卡車或者拖車。一臺雙溫的卡車帶有一個(gè)側(cè)門，一臺三溫卡車車廂則會有兩個(gè)側(cè)門或者一個(gè)側(cè)門外加一個(gè)區(qū)分隔板上的門。因?yàn)橥ǔ５闹评淇ㄜ囓噹L度不超過7.3米，所以一般都會采用雙溫布局，并且?guī)в幸粋€(gè)側(cè)門，方便貨物裝卸。為了減小漏熱，側(cè)門應(yīng)盡可能小。一般尺寸（長度及寬度）以方便裝卸貨進(jìn)出為宜。門的厚度應(yīng)與其他壁厚一致，并且要采用良好的密封措施。門封應(yīng)方便維修和更換。側(cè)門的位置由每個(gè)分區(qū)的大小來決定。前面的分區(qū)一般用來冷凍，因此首先應(yīng)確定最小的前部分區(qū)尺寸，從而確定側(cè)面的位置。

后門（也稱尾門），需考慮五個(gè)方面：厚度、門框高度、回風(fēng)、門的類型、門封。

這里的門框高度是指當(dāng)門打開后，門框內(nèi)側(cè)高度，它限制了貨物堆棧的進(jìn)出。門框高度一般在2.16?2.285米。推薦盡量采用較低的門框高度，后門應(yīng)采用鉸接結(jié)構(gòu)的門，而卷簾門一般不推薦使用。門封必須具有良好的密封效果，并且容易更換，因?yàn)殡S著密封條的老化，漏風(fēng)現(xiàn)象會越來越嚴(yán)重。一般要求一年更換一次。目前的密封條材料一般采用

PVC(聚氯乙烯），但是PVC材料低溫耐疲勞性能較弱，特別是在溫差較大時(shí)；EPDM(三元乙丙橡膠）是目前比較新型的門封材料，具有在大溫差下耐疲勞的優(yōu)點(diǎn)。

5.門簾

側(cè)門及后門敞開時(shí)間過長，將會導(dǎo)致大量溫度和濕度在車廂內(nèi)外之間傳遞；同時(shí)，還容易導(dǎo)致蒸發(fā)器盤管結(jié)霜，致使真正有效制冷時(shí)間大大減少。為了減少蒸發(fā)器盤管結(jié)霜的可能性，一般采用門簾，據(jù)測算，門簾的使用能將熱損失率減少到大概每分鐘586W。門簾應(yīng)采用透明的食品級PVC材料制成，這種材料應(yīng)能在一40°C時(shí)仍保持靈活性。門簾應(yīng)從頂板至底板，整個(gè)寬度上安裝，而且簾條之間應(yīng)相互疊加，其目的是保證門簾的有效性。

6.頂板

多溫廂體的頂板主要考慮兩個(gè)方面的因素：一是隔熱層的厚度；二是遠(yuǎn)程蒸發(fā)器（也叫遠(yuǎn)距離蒸發(fā)器）及其保護(hù)裝置。一個(gè)遠(yuǎn)程蒸發(fā)器大概在55?89公斤，一般遠(yuǎn)程蒸發(fā)器都放置在頂板上，所以頂板設(shè)計(jì)應(yīng)能承受蒸發(fā)器本身及其周圍保護(hù)裝置的重量。

未確保冷空氣（或者加熱時(shí)的熱空氣）能有效地到達(dá)車廂的尾部，而不至于在中途短路，通常會安裝頂部導(dǎo)流風(fēng)道。

7.回風(fēng)隔板

在保證易腐食品的冷藏運(yùn)輸時(shí)，空氣循環(huán)是最重要的因素之一。如果不能進(jìn)行冷氣循環(huán)以保持易腐食品的溫度，那么再好的制冷能力都變得毫無意義。良好的氣流布局意味著在貨品周圍有足夠的空間，可以使得冷空氣（或者加熱時(shí)的暖空氣）能自由地到達(dá)貨品的各個(gè)部位。

在內(nèi)部氣流布局中，氣流須流經(jīng)六個(gè)平面，而前部的回風(fēng)隔板所在的平面至關(guān)重要，回風(fēng)隔板的作用就是保證貨品與廂體前壁之間有足夠空間，從而收集其余幾個(gè)面的氣流，使之順利地回到蒸發(fā)器的回風(fēng)口。正確的安裝和維護(hù)此隔板，能有效地消除氣流短路，保證整個(gè)氣流布局的合理性。

氣流經(jīng)過頂部，然后往下流經(jīng)前分區(qū)后部，再經(jīng)過底部，最后匯集到前部，流回蒸發(fā)器回氣口。

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，從側(cè)面流經(jīng)所謂氣流需占總氣流的10%?20%。

為了更好地掌握內(nèi)部氣流布局的操作方法，需注意以下幾個(gè)方面：①頂部的間隙由貨物頂部與蒸發(fā)器出風(fēng)口之間的距離決定；②尾部的間隙由后部或者分區(qū)隔板上的波形槽來決定；③底部的間隙由托盤或者平板車來保證；④側(cè)面的間隙可通過加一些隔條來保證，例如一些隔熱材料制成的泡沫條，前部的間隙主要由回風(fēng)隔板來保證，一般可由廂體生產(chǎn)商提供或者運(yùn)輸制冷機(jī)組供應(yīng)商提供。

8.分區(qū)隔板

分區(qū)隔板有兩種類型：固體剛性隔板及柔性隔板。只要有良好的密封性及回風(fēng)導(dǎo)槽，這兩種隔板都能起到良好的效果。另外，前者可以安裝門，以方便跨區(qū)操作。

(四）制冷量要求

運(yùn)輸制冷機(jī)組的銷售人員或者工程師需要和運(yùn)輸公司合作一起來決定卡車或者拖車的冷量要求。對于多溫系統(tǒng)，需要對每個(gè)間隔進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算。

冷量計(jì)算一般需考慮以下因素：車廂內(nèi)外壁面、門封的情況、每天的開門次數(shù)、產(chǎn)品的呼吸作用、車廂預(yù)冷及貨品溫度。如果車廂經(jīng)過正確的預(yù)冷，并且貨品在裝載時(shí)已滿足相應(yīng)的溫度要求，那么主要考慮漏熱（主要是壁面漏熱）、開門漏熱、呼吸熱。

在美國，一般將以上各熱負(fù)荷單獨(dú)分析并計(jì)算，然后累加起來作為總的冷量。而在歐洲等國家，一般計(jì)算漏熱，然后乘以1.75的系數(shù)，得到所需的冷量值。所以運(yùn)輸公司應(yīng)結(jié)合自己的具體情況，與制冷機(jī)組的生產(chǎn)商一起，選擇合適的方法。

1.廂體漏熱

廂體的漏熱量，主要與環(huán)境溫度、廂內(nèi)溫度、隔熱層類型、隔熱層厚度、廂體尺寸有關(guān)。

2.開門漏熱

曰均開門次數(shù)、門的大小以及開門的時(shí)長，對于開門漏熱的影響都很大。開門漏熱主要是因?yàn)殚_始時(shí)，廂體內(nèi)外的溫濕度交換。在開門卸貨時(shí)，每次的開門時(shí)間不超過5分鐘，如果環(huán)境溫度較高時(shí)，制冷機(jī)組應(yīng)關(guān)閉，并采用門簾減小內(nèi)外換熱。

3.呼吸熱

果蔬的呼吸作用所產(chǎn)生的熱負(fù)荷也是決定制冷量時(shí)必須考慮的重要因素。各種果蔬的呼吸速度有所不同，因此所產(chǎn)生的熱量也不相同。另外，所產(chǎn)生的熱量還會對果蔬本身起到催熟的作用。因此，在考慮呼吸熱的時(shí)候，必須先清楚果蔬的類型。

將干貨與新鮮果蔬混合運(yùn)輸，必然會增加熱負(fù)荷，溫控的難度增加。如果需要混合運(yùn)輸大量的干貨及新鮮果蔬，建議將干貨包裹在隔熱毯中，或者采用多溫機(jī)組。

(五）制熱量要求

當(dāng)環(huán)境溫度較低時(shí)，需要加熱廂內(nèi)溫度，上面介紹的制冷量的方法，也適用于制熱量?？偟闹茻崃啃枰扔诼峒娱_門漏熱之和，再減去呼吸熱。一般來說，不管是制熱還是制冷，呼吸熱都認(rèn)為是保持一致的。漏熱以及開門漏熱則決定于廂體內(nèi)外的溫差。

(六）機(jī)組選擇