運輸制冷的目的是維持溫度的均勻性并且避免貨品的溫度變化。
1、 運輸制冷系統
無論是何種設備,我們必須時刻記住,大多數的運輸制冷系統都是用來維持合理的產品溫度,而不是降溫。所以,在裝載之前,有必要將貨品溫度降低到其合理的運輸溫度。另外,在裝貨之前,冷藏廂體的空間溫度也要預冷至合理的運輸溫度。預冷通常要關閉廂體門,運行制冷機組,從而達到要求運輸溫度。預冷的時間取決于制冷機組本身的性能,廂體的大小,廂體的隔熱效果,及環境溫度。
2、制冷量確定
熱可以在任何材料中滲透及傳遞,當然包括卡車等運輸制冷的廂體。當整個廂體制造完畢,需計算廂體的漏熱(傳熱),從而確定制冷量。在北美等一些地方,漏熱以BTU/h/F(冷噸/小時/華式溫度)表示,而其他一些地方以W/h/C(瓦特/小時/攝氏溫度)表示,其中溫度是指廂內外的溫差。
除了上面的廂體基本熱負荷,熱負荷一般還包括:服務熱,太陽熱負荷,以及產品呼吸熱。
1) 服務熱 主要指配送過程中產生的熱量。貨品必須經常的分配到目的地,如餐廳,便利店等。那么在卸貨過程中,門必須打開,這時候內外的冷暖空氣就會交換,即使是很短的時間,貨品也會吸收外界的熱量。當門被關閉時,制冷系統必須將這部分熱負荷吸收,因此也必須被考慮。
2) 太陽熱負荷 這部分熱負荷是由廂體直接暴露在太陽中產生。廂體的外表面可以從太陽的輻射獲取大量的熱負荷,這與周圍空氣的環境熱負荷是不一樣的。可采用在廂體外表面噴涂白色或者亮顏色來減少太陽熱負荷。
3) 產品呼吸熱 新鮮的果蔬在采摘后會繼續呼吸,消耗氧氣,產生二氧化碳及水蒸氣和熱量。呼吸過程中產生的熱量就稱為呼吸熱負荷。各種貨品產生的呼吸熱多少是有區別的,取決于溫度,及貨品周圍的氧氣和二氧化碳濃度。
除了上述熱負荷,考慮到融霜,隔熱層性能降低及其他一些極端因素的影響,還應加上至少20%的附加熱負荷。以上這些熱負荷都要在計算制冷量和進行設計的時候全面考慮。
冷鏈解決方案——不同運輸方式及其運輸設備
1、陸地運輸
(一)、卡車
這里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。也可以是多功能面包車,車廂后部與駕駛室分開并且進行絕熱處理以保持貨物溫度。卡車的制冷系統分為兩個大類:非獨立式(車驅動)和獨立式(自驅動)。非獨立式使用卡車的發動機來驅動制冷機組的壓縮機或者驅動發電機,然后通過發電機來驅動制冷機組的壓縮機。獨立式則有自帶的發動機,通常是柴油發動機,以此來獨立地驅動制冷系統,而無需借助車輛的發動機動力。
(a) 獨立式卡車制冷機組
(b) 非獨立式卡車制冷機組
(二)、拖車
拖頭牽引的制冷拖車是另外一種運輸方式。與安裝在卡車上的獨立式機組相似,安裝在拖車車廂上的拖車機組尺寸更大,適應于需要更大制冷量的拖車廂體。拖車的制冷機組安裝在箱體的前端,調節的空氣通過拖車廂內頂部的風槽將冷空氣送到車廂的各個部位并最終在壓差的作用下回到制冷機組。跟卡車機組一樣,拖車機組中的頂部送風系統通常不能對貨物進行快速降溫,因此承運人要確保在裝貨前將貨物預冷到貨物所需的合適溫度。
(三)、鐵路冷藏集裝箱
拖車以及標準的冷藏集裝箱都可以被用作鐵路冷藏運輸,如下圖所示。一種特殊的拖車,被設計成能與火車底盤相匹配,也可通過鐵路運輸,然后采用標準的公路拖頭將拖車拖至最終目的地,這些拖車采用與公路應用一樣的制冷機組,經常采用空氣懸掛系統。
(四)、鐵路冷藏車廂
鐵路冷藏火車車廂一般采用集成的自帶動力制冷機組。其送風系統和拖車的送風系統類似,制冷系統將冷空氣送到車廂的頂部,冷空氣流經貨物,從車廂底部返回。與集裝箱類似,只要貨物的堆放合理,滿足氣流布局要求,一般都可以長距離運輸。通常用來運輸不易腐蝕的貨物,如柑橘、洋蔥和胡蘿卜等。一般車廂都要求很好的氣密性,滿足氣調的要求。鐵路運輸方式具有大容量的特點,一般最多可運輸113立方米,45噸的貨物。
2、 水運
水上冷藏運輸主要有兩大類,一類是溫控集裝箱,另一類是冷藏船。
(一)、冷藏集裝箱
冷藏集裝箱依靠電力驅動壓縮機,其電力由船上的發電機或者便攜式發電機提供。當集裝箱到達碼頭之后,被轉運到底盤上,這些底盤一般都會裝有發電機組,即前文提到的發電機組。這樣,裝在底盤上的冷藏集裝箱就可以像拖車一樣,由拖頭牽引,在陸路繼續運輸。
(二)、冷藏船
冷藏船的貨艙為冷藏艙,常隔成若干個艙室。每個艙室是一個獨立的封閉的裝貨空間。艙壁、艙門均為氣密,并覆蓋有泡沫塑料、鋁板聚合物等隔熱材料,使相鄰艙室互不導熱,以滿足不同貨貨物對溫度的不同要求。冷藏艙的上下層甲板之間或甲板和艙底之間的高度較其他貨船的小,以防貨物堆積過高而壓壞下層貨物。冷藏船上有制冷裝置,包括制冷機組和各種管路。制冷機組一般由制冷壓縮機、驅動電動機和冷凝器組成。
3、 空運
盡管成本高溫控效果也不盡如人意,運輸公司還是選擇航空冷藏運輸作為一種快速的運輸手段,通常用來運輸附加值較高,需要長距離運輸或者出口的易腐貨品,例如鮮切花及某些熱帶水果等。
當采用空運時,為了適合飛機某些位置的特殊形狀,需要將貨品裝入集裝器(ULD,也稱為航空集裝箱)。一般的冷藏集裝器采用干冰作為冷媒,但是干冰作為冷媒具有一定的局限性:控溫精度不高;沒有加熱功能;需要特殊的加冰基站等。近來Envirotainer公司推出的新型RKN e1系列航空溫控集裝箱解決了上述困擾,它采用機械壓縮式制冷方式,使用英格索蘭公司冷王(Thermo King)品牌的AIR 100制冷機組,如下圖。該航空溫控集裝器主要應用于一些特殊的溫控運輸用途,例如疫苗以及對溫度敏感的藥品(蛋白質類藥物)等,其溫度控制范圍一般在2℃至8℃,或者室溫2℃至8℃,這些貨品都具有很高的附加值。
(摘自英格素蘭《易腐食品冷鏈百科全書》) |