冷藏車(Refrigerator truck),也稱冷凍車,是用來運輸冷凍或保鮮的貨物的封閉式廂式運輸車,裝有制冷機組的制冷裝置和聚氨酯隔熱廂,常用于運輸冷凍食品、奶制品、蔬菜水果、疫苗藥品等。冷藏車按制冷方式分為機械冷藏車、冷板冷藏車、液氮冷藏車、干冰冷藏車等。
1925年,第一輛機械冷藏車誕生于gelato行業。1938年,美國發明家弗雷德里克·麥金利·瓊斯發明了冷藏車車。20世紀80年代,中國的冷藏車開始得到發展。2012年4月,山東中集、河南冰熊、新飛、紅宇集團等參與成立了中物聯冷鏈委全國冷藏車工作委員會。
冷藏車由汽車底盤、冷藏車廂體、制冷機組、溫度監測系統和導流槽組成。冷藏車采用優質保溫材料制作車廂體,如鋁合金、玻璃鋼板、彩鋼板等;其廂門也根據需要設計成不同的樣式,如后雙開門或側開門等。冷藏車的核心部件是冷藏機組。冷藏機組分為獨立式和非獨立式兩種。一般車型采用外置式冷機,少數微型冷藏車采用內置式冷機。對于溫度要求較低的冷藏車,可采取廂體內置冷板(功能相當于蒸發器)。
截至2021年,中國冷藏車保有量約13.4萬輛,美國擁有20多萬輛,日本擁有12萬輛左右,其中美國冷藏車占比0.8%-1%;德國等發達國家占比約2%-3%。
發展歷史
在公路冷藏運輸的時代到來之前,易腐化的貨品都是通過輪船和列車來運輸的。在19世紀80年代,用得最多的冷凍工具是體積比較大的冰塊和冰凍的鹽水混合物。這些制冷工具主要依靠鐵路周邊的加冰站提供。
1925年,第一輛機械冷藏車誕生于gelato行業,部分公司開始用機械冷藏汽車批量、長距離地運輸冰激凌。1938年,美國發明家弗雷德里克·麥金利·瓊斯(Frederick McKinley Jones)發明了冷藏卡車,其后成立了一家專門生產冷藏/冷卻裝置的公司。第二次世界大戰期間,該公司的產品被用來幫助軍隊保存食物、保存藥品等。此后許多公司開始使用機械冷藏運輸車運輸日常用品和一些肉類產品。
中國在20世紀50年代后期,為了向蘇聯和東歐國家出口冷藏肉類禽蛋等易腐食品,開始用保溫汽車加冰運輸到鐵路集運車站,再用鐵路冰保車輛運抵目的地。改革開放以后我國公路冷藏運輸的結構也從計劃模式向市場模式過渡,原來主要由商業、食品、進出口、水產等系統的冷庫車隊按主管部門調撥和分配計劃進行運輸。轉為自主經營的冷庫車隊按市場需求進行運輸。
20世紀80年代,中國的冷藏車開始發展起來,采用二類汽車底盤裝備隔熱廂體,或整車做保溫隔熱處理,配置機械式制冷機組,鎮江冷藏汽車廠引進羅馬尼亞技術生產“三明治”夾芯板;1993年成立的中德合資濟南考格爾特種汽車有限公司引進德國專用技術和設備,按德國標準生產制作整體板塊式保溫廂體,是中國第一個合資冷藏車企業;其他廠家也先后從羅馬尼亞、美國、意大利等國家引進技術和設備開始生產保溫廂體。2012年4月,冷藏車生產企業如山東中集、河南冰熊、新飛、紅宇集團等參與成立了中物聯冷鏈委全國冷藏車工作委員會。
關鍵技術
冷藏車的隔熱性能是由其結構決定的,而結構是由工藝決定的。冷藏車的隔熱結構與工藝大體上分為三類。
分片注入發泡板生產工藝
廂板外蒙皮為不銹鋼板、彩鋼板或雙面預涂鋁板,內蒙皮為不銹鋼板或FRP板,先將內外板拼接成整板,做好加強筋,然后裝模、現場發泡。
“三明治”板生產工藝
廂板外蒙皮為不銹鋼板、彩鋼板、雙面預涂鋁板或FRP板,內蒙皮為不銹鋼板或FRP板,使用聚氨雙組分膠或不飽和聚酯樹脂作為黏合劑,將聚氨酯泡沫與內外蒙皮連接,制作廂板。采用不飽和聚酯樹脂時,廂板端面用玻璃纖維復合氈淋樹脂固化,易形成全封閉式隔熱結構。
“濕法”模壓板生產工藝
廂板制作時,無發泡聚氨酯泡沫各個端面被不飽和聚酯樹脂浸潤后的無堿玻璃纖維包裹,通過專用設備,加熱、加壓、抽真空一次固化成型,內外蒙皮、聚氨酯泡沫接縫處的加強筋及中間泡沫形成一個整體,成為真正的全封閉、全非金屬結構廂板。“濕法”吸塑板,內外蒙皮為一個整體,板材的強度更高,質量更輕,廂板之間的連接采用高強度結構膠。
構造與原理
冷藏車由汽車底盤、冷藏車廂體、制冷機組、溫度監測系統和導流槽組成。對于特殊要求的車輛,如肉鉤車,可加裝肉鉤、攔腰、鋁合金導軌、通風槽等選裝件。
汽車底盤
底盤應具有良好的穩定性。用于改裝的汽車底盤必須具有制造廠的合格證明;自制件應經檢驗部門檢驗合格后方能裝配,所有外購件、外協件都應有制造廠的產品質量合格證,并必須經冷藏車制造廠復查合格后方能裝配。
冷藏車廂體
冷藏車廂由隔熱結構、密封結構構成,廂體材料用聚氨酯作為保溫、隔熱材料,并采用一體發泡成型技術制成,整體具有良好的密封性。車廂應具有防水、密閉、耐腐蝕等性能,車廂內部留有氣流充分循環的空間,以保證控溫效果。
隔熱結構
冷藏車廂體的隔熱性能越好,其保溫效果就越佳。廂體的隔熱性能與其隔熱結構密不可分,隔熱結構由隔熱材料、內外蒙皮組成。材料的隔熱性越好,結構中冷橋及空腔越少,廂體的隔熱性能就越好。冷藏車最常用的隔熱材料是泡沫塑料,常用的隔熱材料主要是聚苯乙烯泡沫(EPS)、擠出聚苯乙烯泡沫(XPS)和聚氨酯泡沫(PU),常用的是硬質聚氨酯泡沫。
冷藏車的內外蒙皮普遍采用FRP、電化鋁板、優質彩鋼板。冷藏廂體的隔熱結構,大體上可分為分片注入發泡板、“三明治”板和“濕法”模壓板三類。
密封結構
冷藏車的門密封結構膠條采用橡塑材料、多層迷宮式密封截面,有良好的韌性、耐低溫、耐老化、防水、防曬。用作密封膠條的材料有聚氯乙稀和EPDM兩種。不同隔熱結構的冷藏廂體,板塊之間的連接形式也不同,分片注入發泡板和“三明治”板,板塊之間采用高強度鋁合金型材連接,縫隙采用密封膠密封;“濕法”模壓板,板塊之間采用高強度黏合劑連接,積木式搭接結構,板塊之間結合面寬,黏合劑填充密實、無縫隙。
制冷機組
冷藏車配備制冷機組,用于調節和控制車廂內的溫度,并且能夠顯示、記錄溫度和報警,其配置符合國家相關標準要求(如QC/T450-2000《保溫車、冷藏車技術條件》)。冷藏車的制冷機組有獨立式和非獨立式之分。
非獨立式機組
非獨立式機組動力輸出依靠汽車底盤的發動機來帶動的。當汽車發動機停止運轉的時候,非獨立式制冷機組就失去動力支持,制冷系統停止工作。
獨立式機組
獨立式機組有單獨的動力源,即機組本身所獨立的柴油發動機作為其動力源。即使汽車發動機熄火或故障,制冷機組仍能依靠自身的動力來維持運行。
溫度監測系統
冷藏配備一套獨立的溫測系統,其功能除了記錄外,最主要的是能夠遠程無線發送溫度數據以及車輛的GPS信息,并上傳至相應的服務器,便于工作人員實時查看,掌握車輛的位置和溫度信息。
導流槽
車廂內壁和底板上設計一定的氣體導流槽,使冷氣能全方位地、較為均勻地在車廂內流動,保證控溫效果。
主要分類
按車廂溫度
當環境溫度為303K(30℃)時,按車廂內溫度的可調范圍,將冷藏車分為六類:A類(調溫范圍285-273K);B類(調溫范圍285~263K);C類(調溫范圍285~253K);D類(調溫范圍≤273K);E類(調溫范圍≤263K);F類(調溫范圍≤253K)。
按使用習慣
按使用中習慣上將冷藏車分為保溫車(只有保溫廂體而無制冷機組)、保鮮車(有保溫廂體和制冷機組,廂內溫度可調范圍為0℃左右)和冷藏車(有保溫廂體和制冷機組,廂內溫度可調范圍低于0℃)。
按制冷方式
冷藏車按制冷裝置的制冷方式分為機械冷藏車、冷板冷藏車、液氮冷藏車、干冰冷藏車等。
機械冷藏車
機械冷藏車裝有蒸汽壓縮式制冷機組,車內溫度實現自動控制,適合短、中、長途或特殊冷藏貨物的運輸,具有車廂隔熱性好、減少外界與車內的熱傳輸、制冷裝置所占空間小、重量輕、安全可靠、不易出故障等特點,同時也存在著諸如需要動力驅動、有廢氣污染、噪聲大、能效低、制冷劑泄漏等缺點。常用的R12、R502等制冷劑因其中含有氯原子對大氣臭氧層有破壞作用,在國際上已被禁用,R22在歐洲一些國家已不用于新設備,新工質R134A、R404A、四氟乙烷等正在開始使用。
冷板冷藏車
冷板冷藏車是利用有一定蓄冷能力的共晶鹽溶液作為蓄冷劑進行制冷。冷板冷藏車具有車內溫度穩定、制冷時無噪聲、無廢氣污染、故障少、結構簡單、充分利用地面電能、駐車時蓄冷、使用方便等特點。缺點是裝備質量大、占用廂內空間等。適用于中、短途公路運輸。安裝不同的冷板,冷板冷藏車可以運送運輸溫度30℃的冰激凌,也可以運送珍貴水果、新鮮海鮮等各類保鮮食品。
液氮冷藏車
液氮冷藏車曾被譽為第三代冷源冷藏車,優點是裝置簡單、運行可靠、操作簡單、無噪聲、無廢氣污染、降溫速度快、具有氣調功能、可較好地保持食品的質量,初期投資少、與機械制冷裝置比重量大大減少。缺點是液氮成本高、運輸途中液氮補給困難、長途運輸時需隨車配備大的液氮容器。
半導體冷藏車
半導體制冷是利用直流電通過用特種半導體材料組成的P-N結時,P-N結一端的溫度急劇升高,另一端急劇降低的熱點效應原理達到制冷目的的一種新型制冷方式。半導體制冷具有無機械運N型和P型半動、制冷迅速、沒有復雜的機械結構、無傳統壓縮機和制冷劑、使用方便、應用廣泛等特點。
干冰冷藏車
于冰冷藏車采用干冰制冷,優點為設備簡單、投資費用低、故障率低、維修費用少、無噪聲。缺點為車廂內溫度不夠均勻、冷卻速度慢、時間長、干冰成本高。
市場情況
截至2021年,中國冷藏車保有量約13.4萬輛,占貨運汽車的比例僅為0.3%左右,美國擁有20多萬輛,日本有12萬輛左右,其中美國冷藏車占比0.8%-1%;德國等發達國家占比約2%-3%。
發展趨勢
電子信息技術的應用
電子產品在冷藏車產品設計、制造、試驗、銷售和服務各環節逐步得到越來越多的應用。制冷設備可在駕駛室內對廂內溫度進行顯示和調控,通過安裝行駛溫度記錄儀等裝備,對運輸過程中的貨物溫度進行全程監控,先進的電子管理系統除對運輸過程中行駛路線、速度進行監控外,還可以對停車、開門、艙內溫度等進行監控,通過后臺管理系統,可隨時隨地掌握運輸車輛和貨物的狀況,提高運輸質量、效率和經濟效益。
新結構的開發
環保、節能是冷藏車發展的兩個主要方向,采用新結構,提高廂體隔熱性能,降低廂體自重,是節能的最重要措施。
除了“濕法”模壓板是全封閉全非金屬結構外,內外蒙皮均采用FRP的“三明治”板,也可以用不飽和聚酯沒藥樹作黏結劑,在蒙皮與泡沫板之間以及四周另加復合氈(或短切氈)墊層,抽真空加壓,樹脂固化,形成封閉型結構。
全封閉“三明治”廂板之間,在接縫處涂高強度雙組分黏合劑固化連接,輔助鋁合金型材鉚接;“濕法”模壓廂板之間搭接,在板與板之間的接觸面上涂高強度雙組分黏合劑固化連接,不用鋁型材;黏結式廂體結構,廂體自重輕,強度高,經久耐用,表面FRP平時幾乎不用維護,而且極易修復。
廂體的結構不僅要考慮到有足夠的強度和剛度,還要減輕自重,增加滿載時的結構穩定性和耐沖擊性,確保行駛安全性和可靠性。廠家通過改變廂體與副車架連接結構、地板承載結構、局部結構等,降低廂體自重。
新材料的應用
冷藏車新材料主要是指新型隔熱材料,包括常用隔熱材料的改進。
作為冷藏車最常用的隔熱材料,硬質聚氨酯泡沫的性能提高一直受到高度重視。
從環保角度出發,使用采用環戊烷、HFC一245fa等環保型發泡劑的無氟、環保、高效聚氨酯泡沫作為隔熱材料,可減少HCFC對大氣層臭氧層的破壞。
通過在配方中添加阻燃劑等方式,形成自熄型材料,提高聚氨酯泡沫的燃燒等級,提高廂體的防火安全性能,對安裝有用電設備的冷藏車來說尤為重要。
原料混合后,均勻移動發泡,板材的寬度和厚度可以有效控制,長度按照需要切割,不存在箱式發泡聚氨酯板塊切割損耗大、粉塵多等的缺點,經濟又環保;表面平整,制出的廂板表面平整,用膠量也會減少。
通過玻璃纖維針織紗,將玻璃纖維制品與聚氨酯泡沫縫合到一起。廂板制作時,不飽和聚酯樹脂浸潤針織紗,固化后形成一個個的加強筋,大大提高了廂板的抗彎、抗剪等機械性能,但會造成隔熱性能的下降。
功能化廂體設計
冷藏車與其他專用車一樣,具有多品種、多樣化、小批量等特點,用戶對冷藏車的性能要求不斷提高,冷藏車除滿足維持貨物溫度這一主要功能外,還必須具備一些特定需求所具備的其他功能,因此出現了很多功能化廂體,主要有肉掛運輸廂體、多溫運輸廂體、環頸雉運輸廂體、超長半掛冷藏廂體。此外像活海鮮運輸車、新型冠狀病毒疫苗運輸車、鮮花運輸車、冰激凌運輸車等專用冷藏車新品種不斷開發應用,并派生出通信車、指揮車、防疫車、醫療方艙、電子方艙、生活方艙等有溫度要求的專用車。
頂板安裝鋁合金肉掛滑道,滑道內安裝不銹鋼掛鉤,排酸肉可以在滑道上快速移動,使用安全、方便可靠;不同種類的冷鮮肉可以采用不同的掛鉤類型,還可以與冷庫滑道對接,快速裝貨,實現冷鏈無縫銜接,減少冷庫冷量損失;特定的功能設計,特別適合大型肉類加工倉。
多溫運輸廂體通過軟隔板或硬隔板,把冷藏車廂體分成兩個或幾個相對獨立的艙,干貨、濕貨、凍貨分離,一個廂體實現冷凍、冷藏、保鮮、保溫多種運輸;根據需要,調整隔板位置,調整每個艙的大小。不同區域的溫度保持,通過雙蒸發器制冷機組實現,或單蒸發器制冷機組,頂部送風或側部送風,通過底板、前板回風,實現冷風循環。
雛雞運輸廂體為專為雛雞運輸設計的恒溫廂體。安裝制冷機組、輔助加熱器,廂內溫度恒定在雛雞生命所需溫度;安裝自動加濕器,保持廂內濕度在合理范圍內;環繞式、多功能風道,多點通風換氣裝置,保證廂內空氣新鮮、流動;特制多層移動貨架,層與層之間保持合理間距,既保持空氣循環,又增加運輸雛雞的數量。
隨著高速公路網的發展,以及燃油稅費改革的實施,長途配送的車輛單車運輸量越大,運輸成本就越低,盈利空間就越大。根據GB1589-2004《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值》規定,在高等級公路上使用的整體封閉式廂式半掛車,車長最大限值為14600毫米,因此,國內出現了載質量30噸的冷藏運輸半掛車,該車容積可達79.4立方米。
技術難題
制約冷藏車技術發展的主要是新材料應用推廣慢、科技成果轉化慢等問題。
隔熱材料對冷藏車很重要,目前最常用的是聚氨酯泡沫和聚苯乙烯泡沫,隔熱性能更好、更環保、更實用的隔熱材料研制是業內的迫切要求。
冷藏車制作所選用的大多數材料,像泡沫材料,是不易分解的熱固性塑料,需要對生產中產生的少量廢棄物進行妥善處理。
一些新的制冷技術如何盡快轉化成生產力。
制冷機組是冷藏車必需的特有裝置,很少有底盤廠家考慮制冷機組的安裝,中國還沒有真正的冷藏車改裝專用底盤。
標準規范
歐洲
歐洲對冷藏車輛的管理采用型式認證和定期檢驗相結合的方式,相對于普通商用車,冷藏車還應滿足ECE/TRANS/249《易腐食物國際運輸及其特種運輸設備協議》(ATP)和EN12642《公路車輛貨物的固定—商用車輛的車身結構—最低要求》的相關規定。
美國
美國是《易腐食品國際運輸及其特種設備條約》的簽約國之一,對于從事易腐食品國際運輸的車輛應符合ATP法規的相關要求。但同時美國卡車掛車制造商協會也起草了TTMARPNo.38《溫度控制車輛或集裝箱隔熱性能測試方法》標準,用來指導美國的卡車和集裝箱制造企業生產制造具有溫度控制功能的車輛。該標準主要規定了冷藏車的氣密性、保溫性的要求和試驗方法。
日本
日本目前尚未簽署《易腐食品國際運輸及其特種設備條約》,日本工業標準調查會組織起草了JISD4001《冷藏或保溫車輛的隔熱車廂要求》和JISD1710《冷藏和保溫汽車的隔熱車廂性能試驗方法》來指導國內車輛生產企業生產和制造冷藏車產品。JISD4001主要規定了車廂分類、隔熱性能、氣密性能、結構、尺寸要求。JISD主要規定了隔熱性能及氣密性能的試驗條件和試驗方法。
中國
中國國內冷藏車相關的標準共有12項,其中國家標準3項,行業標準7項,地方標準2項。
參考資料 >
If you enjoy fresh food, thank Frederick McKinley Jones.hagerty.2023-12-02
THE MAN WHO INVENTED THE REFRIGERATED TRUCK.atctruckrefrigeration.2023-12-02
長春市冷藏保溫車專用制冷機組項目.吉林省人民政府.2023-12-02