冷藏车(Refrigera tortruck),也称冷冻车,指具有隔热车厢并带有制冷装置的专用汽车,广泛用于需要冷藏保存的货物及制成品,如新鲜水果、动植物疫苗、生化制品和药品,可以避免货物在运输途中腐败变质。冷藏车按制冷方式分为机械冷藏车、冷板冷藏车、液氮冷藏车、干冰冷藏车等。
1925年,第一辆机械冷藏车诞生于
gelato行业。1938年,美国发明家弗雷德里克·麦金利·琼斯发明了冷藏车车。20世纪80年代,中国的冷藏车开始得到发展。2012年4月,山东中集、河南冰熊、新飞、
红宇集团等参与成立了中物联冷链委全国冷藏车工作委员会。
冷藏车由汽车底盘、冷藏车厢体、制冷机组、温度监测系统和导流槽组成。冷藏车采用优质
保温材料制作车厢体,如铝合金、
玻璃钢板、彩钢板等;其厢门也根据需要设计成不同的样式,如后双开门或侧开门等。冷藏车的核心部件是冷藏机组。冷藏机组一般分为独立式和非独立式两种。
截至2021年,中国冷藏车保有量约13.4万辆,
美国拥有20多万辆,
日本拥有12万辆左右,其中美国冷藏车占比0.8%-1%;
德国等
发达国家占比约2%-3%。
发展历史
在公路冷藏运输的时代到来之前,易腐化的货品都是通过
轮船和列车来运输的。在19世纪80年代,用得最多的冷冻工具是体积比较大的冰块和冰冻的盐水
混合物。这些制冷工具主要依靠铁路周边的加冰站提供。
1925年,第一辆机械冷藏车诞生于
gelato行业,部分公司开始用机械冷藏汽车批量、长距离地运输冰激凌。1938年,美国发明家弗雷德里克·麦金利·琼斯(Frederick McKinley Jones)发明了冷藏卡车,其后成立了一家专门生产冷藏/冷却装置的公司。
第二次世界大战期间,该公司的产品被用来帮助军队保存食物、保存药品等。此后许多公司开始使用机械冷藏运输车运输日常用品和一些肉类产品。
中国在20世纪50年代后期,为了向
苏联和东欧国家出口冷藏肉类禽蛋等易腐食品,开始用保温汽车加冰运输到铁路集运车站,再用铁路冰保车辆运抵目的地。
改革开放以后我国公路冷藏运输的结构也从计划模式向市场模式过渡,原来主要由商业、食品、进出口、水产等系统的冷库车队按主管部门调拨和分配计划进行运输。转为自主经营的冷库车队按市场需求进行运输。
20世纪80年代,中国的冷藏车开始发展起来,采用二类汽车底盘装备隔热厢体,或整车做保温隔热处理,配置机械式制冷机组,镇江冷藏汽车厂引进
罗马尼亚技术生产“
三明治”
夹心板;1993年成立的中德合资济南考格尔特种汽车有限公司引进
德国专用技术和设备,按德国标准生产制作整体板块式保温厢体,是中国第一个合资冷藏车企业;其他厂家也先后从罗马尼亚、
美国、
意大利等国家引进技术和设备开始生产保温厢体。2012年4月,冷藏车生产企业如山东中集、河南冰熊、新飞、
红宇集团等参与成立了中物联冷链委全国冷藏车工作委员会。
关键技术
冷藏车的隔热性能是由其结构决定的,而结构是由工艺决定的。冷藏车的隔热结构与工艺大体上分为三类。
分片注入发泡板生产工艺
厢板外蒙皮为
不锈钢板、彩钢板或双面预涂铝板,内蒙皮为不锈钢板或FRP板,先将内外板拼接成整板,做好加强筋,然后装模、现场发泡。
“三明治”板生产工艺
厢板外蒙皮为不锈钢板、彩钢板、双面预涂铝板或FRP板,内蒙皮为不锈钢板或FRP板,使用聚氨双组分胶或不饱和
聚酯树脂作为黏合剂,将
聚氨酯泡沫与内外蒙皮连接,制作厢板。采用不饱和聚酯树脂时,厢板端面用
玻璃钢复合毡淋树脂
固化,易形成全封闭式隔热结构。
“湿法”模压板生产工艺
厢板制作时,无发泡聚氨酯泡沫各个端面被不饱和聚酯树脂浸润后的
无碱玻璃纤维包裹,通过专用设备,加热、加压、
抽真空一次固化成型,内外蒙皮、聚氨酯泡沫接缝处的加强筋及中间泡沫形成一个整体,成为真正的全封闭、全非金属结构厢板。“湿法”
吸塑板,内外蒙皮为一个整体,板材的强度更高,质量更轻,厢板之间的连接采用高强度
结构胶。
构造与原理
冷藏车由汽车底盘、冷藏车厢体、制冷机组、温度监测系统和导流槽组成。
汽车底盘
底盘应具有良好的稳定性。用于改装的汽车底盘必须具有
工厂的合格证明;自制件应经检验部门检验合格后方能装配,所有外购件、外协件都应有制造厂的产品质量合格证,并必须经冷藏车制造厂复查合格后方能装配。
冷藏车厢体
冷藏车厢由隔热结构、密封结构构成,厢体材料用
聚氨酯作为保温、隔热材料,并采用一体发泡成型技术制成,整体具有良好的密封性。车厢应具有防水、密闭、耐腐蚀等性能,车厢内部留有
气流充分循环的空间,以保证控温效果。
隔热结构
冷藏车厢体的隔热性能越好,其保温效果就越佳。厢体的隔热性能与其隔热结构密不可分,隔热结构由
隔热材料、内外蒙皮组成。材料的隔热性越好,结构中冷桥及空腔越少,厢体的隔热性能就越好。冷藏车最常用的隔热材料是
泡沫塑料,常用的隔热材料主要是
聚苯乙烯泡沫(EPS)、挤出聚苯乙烯泡沫(XPS)和
聚氨酯泡沫(PU),常用的是硬质聚氨酯泡沫。
冷藏车的内外蒙皮普遍采用FRP、电化铝板、优质彩钢板。冷藏厢体的隔热结构,大体上可分为分片注入发泡板、“
三明治”板和“湿法”模压板三类。
密封结构
冷藏车的门密封结构胶条采用橡塑材料、多层迷宫式密封截面,有良好的韧性、耐低温、耐老化、防水、防晒。用作
密封胶条的材料有
聚氯乙稀和EPDM两种。不同隔热结构的冷藏厢体,板块之间的连接形式也不同,分片注入发泡板和“三明治”板,板块之间采用高强度铝合金型材连接,缝隙采用
密封胶密封;“湿法”模压板,板块之间采用高强度黏合剂连接,积木式搭接结构,板块之间结合面宽,黏合剂填充密实、无缝隙。
制冷机组
冷藏车配备制冷机组,用于调节和控制车厢内的温度,并且能够显示、记录温度和报警,其配置符合国家相关标准要求(如QC/T450-2000《保温车、冷藏车技术条件》)。冷藏车的制冷机组有独立式和非独立式之分。
非独立式机组
非独立式机组动力输出依靠汽车底盘的
发动机来带动的。当汽车发动机停止运转的时候,非独立式制冷机组就失去动力支持,制冷系统停止工作。
独立式机组
独立式机组有单独的动力源,即机组本身所独立的柴油发动机作为其动力源。即使汽车发动机
熄火或故障,制冷机组仍能依靠自身的动力来维持运行。
温度监测系统
冷藏配备一套独立的温测系统,其功能除了记录外,最主要的是能够远程无线发送温度数据以及车辆的GPS信息,并上传至相应的服务器,便于工作人员实时查看,掌握车辆的位置和温度信息。
导流槽
车厢内壁和底板上设计一定的气体导流槽,使冷气能全方位地、较为均匀地在车厢内流动,保证控温效果。
主要分类
按车厢温度
当环境温度为303K(30℃)时,按车厢内温度的可调范围,将冷藏车分为六类:A类(调温范围285-273K);B类(调温范围285~263K);C类(调温范围285~253K);D类(调温范围≤273K);E类(调温范围≤263K);F类(调温范围≤253K)。
按使用习惯
按使用中习惯上将冷藏车分为保温车(只有保温厢体而无制冷机组)、保鲜车(有保温厢体和制冷机组,厢内温度可调范围为0℃左右)和冷藏车(有保温厢体和制冷机组,厢内温度可调范围低于0℃)。
按制冷方式
冷藏车按制冷装置的制冷方式分为机械冷藏车、冷板冷藏车、液氮冷藏车、干冰冷藏车等。
机械冷藏车
机械冷藏车装有蒸汽压缩式制冷机组,车内温度实现自动控制,适合短、中、长途或特殊冷藏货物的运输,具有车厢隔热性好、减少外界与车内的热传输、制冷装置所占空间小、重量轻、安全可靠、不易出故障等特点,同时也存在着诸如需要动力驱动、有废气污染、噪声大、能效低、
制冷剂泄漏等缺点。常用的R12、R502等制冷剂因其中含有氯
原子对大气
臭氧层有破坏作用,在国际上已被禁用,R22在欧洲一些国家已不用于新设备,新工质R134A、R404A、
四氟乙烷等正在开始使用。
冷板冷藏车
冷板冷藏车是利用有一定蓄冷能力的共晶
盐溶液作为
蓄冷剂进行制冷。冷板冷藏车具有车内温度稳定、制冷时无噪声、无废气污染、故障少、结构简单、充分利用地面
电能、驻车时蓄冷、使用方便等特点。缺点是装备质量大、占用厢内空间等。适用于中、短途公路运输。安装不同的冷板,冷板冷藏车可以运送运输
温度30℃的冰激凌,也可以运送珍贵水果、新鲜海鲜等各类保鲜食品。
液氮冷藏车
液氮冷藏车曾被誉为第三代冷源冷藏车,优点是装置简单、运行可靠、操作简单、无噪声、无废气污染、降温速度快、具有气调功能、可较好地保持食品的质量,初期投资少、与机械制冷装置比重量大大减少。缺点是液氮成本高、运输途中液氮补给困难、长途运输时需随车配备大的液氮容器。
半导体冷藏车
半导体制冷是利用直流电通过用特种半导体材料组成的P-N结时,P-N结一端的温度急剧升高,另一端急剧降低的热点效应原理达到制冷目的的一种新型制冷方式。半导体制冷具有无机械运N型和P型半动、制冷迅速、没有复杂的机械结构、无传统压缩机和制冷剂、使用方便、应用广泛等特点。
干冰冷藏车
于冰冷藏车采用干冰制冷,优点为设备简单、投资费用低、故障率低、维修费用少、无噪声。缺点为车厢内温度不够均匀、冷却速度慢、时间长、干冰成本高。
市场情况
截至2021年,中国冷藏车保有量约13.4万辆,占货运汽车的比例仅为0.3%左右,
美国拥有20多万辆,
日本有12万辆左右,其中美国冷藏车占比0.8%-1%;
德国等
发达国家占比约2%-3%。
发展趋势
电子信息技术的应用
电子产品在冷藏车产品设计、制造、试验、销售和服务各环节逐步得到越来越多的应用。制冷设备可在驾驶室内对厢内温度进行显示和调控,通过安装行驶温度记录仪等装备,对运输过程中的货物温度进行全程监控,先进的电子管理系统除对运输过程中行驶路线、速度进行监控外,还可以对停车、开门、舱内温度等进行监控,通过后台管理系统,可随时随地掌握运输车辆和货物的状况,提高运输质量、效率和经济效益。
新结构的开发
环保、节能是冷藏车发展的两个主要方向,采用新结构,提高厢体隔热性能,降低厢体自重,是节能的最重要措施。
除了“湿法”模压板是全封闭全非金属结构外,内外蒙皮均采用FRP的“
三明治”板,也可以用不饱和聚酯树脂作黏结剂,在蒙皮与
EPS之间以及四周另加复合毡(或
短切毡)垫层,
抽真空加压,树脂
固化,形成封闭型结构。
全封闭“三明治”厢板之间,在接缝处涂高强度双组分黏合剂固化连接,辅助铝合金型材铆接;“湿法”模压厢板之间搭接,在板与板之间的接触面上涂高强度双组分黏合剂固化连接,不用
铝型材;黏结式厢体结构,厢体自重轻,强度高,经久耐用,表面FRP平时几乎不用维护,而且极易修复。
厢体的结构不仅要考虑到有足够的强度和
刚度,还要减轻自重,增加满载时的结构稳定性和耐冲击性,确保行驶安全性和可靠性。厂家通过改变厢体与
副车架连接结构、地板承载结构、局部结构等,降低厢体自重。
新材料的应用
冷藏车新材料主要是指新型
隔热材料,包括常用隔热材料的改进。
作为冷藏车最常用的隔热材料,硬质聚氨酯泡沫的性能提高一直受到高度重视。
从环保角度出发,使用采用
环戊烷、HFC一245fa等环保型
泡沫剂的无氟、环保、高效聚氨酯泡沫作为隔热材料,可减少HCFC对大气层
臭氧层的破坏。
通过在配方中添加
阻燃剂等方式,形成自熄型材料,提高聚氨酯泡沫的燃烧等级,提高厢体的防火安全性能,对安装有用电设备的冷藏车来说尤为重要。
原料混合后,均匀移动发泡,板材的宽度和厚度可以有效控制,长度按照需要切割,不存在箱式发泡
聚氨酯板块切割损耗大、粉尘多等的缺点,经济又环保;表面平整,制出的厢板表面平整,用胶量也会减少。
通过玻璃纤维针织纱,将玻璃纤维制品与聚氨酯泡沫缝合到一起。厢板制作时,不饱和
聚酯树脂浸润针织纱,
固化后形成一个个的加强筋,大大提高了厢板的抗弯、抗剪等机械性能,但会造成隔热性能的下降。
功能化厢体设计
冷藏车与其他专用车一样,具有多品种、多样化、小批量等特点,用户对冷藏车的性能要求不断提高,冷藏车除满足维持货物温度这一主要功能外,还必须具备一些特定需求所具备的其他功能,因此出现了很多功能化厢体,主要有肉挂运输厢体、多温运输厢体、
环颈雉运输厢体、超长半挂冷藏厢体。此外像活海鲜运输车、疫苗运输车、鲜花运输车、冰激凌运输车等专用冷藏车新品种不断开发应用,并派生出通信车、指挥车、防疫车、医疗方舱、电子方舱、生活方舱等有温度要求的专用车。
顶板安装铝合金肉挂滑道,滑道内安装
不锈钢挂钩,
排酸肉可以在滑道上快速移动,使用安全、方便可靠;不同种类的冷鲜肉可以采用不同的挂钩类型,还可以与冷库滑道对接,快速装货,实现冷链无缝衔接,减少冷库冷量损失;特定的功能设计,特别适合大型肉类加工仓。
多温运输厢体通过软隔板或硬隔板,把冷藏车厢体分成两个或几个相对独立的舱,干货、湿货、冻货分离,一个厢体实现冷冻、冷藏、保鲜、保温多种运输;根据需要,调整隔板位置,调整每个舱的大小。不同区域的温度保持,通过双蒸发器制冷机组实现,或单蒸发器制冷机组,顶部送风或侧部送风,通过底板、前板回风,实现冷风循环。
雏鸡运输厢体为专为雏鸡运输设计的恒温厢体。安装制冷机组、辅助
加热器,厢内温度恒定在雏鸡生命所需温度;安装自动
加湿器,保持厢内湿度在合理范围内;环绕式、多功能风道,多点通风换气装置,保证厢内空气新鲜、流动;特制多层移动
货架,层与层之间保持合理间距,既保持空气循环,又增加运输雏鸡的数量。
随着高速公路网的发展,以及燃油税费改革的实施,长途配送的车辆单车运输量越大,运输成本就越低,盈利空间就越大。根据GB1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》规定,在高等级公路上使用的整体封闭式厢式半挂车,车长最大限值为14600毫米,因此,国内出现了载质量30吨的冷藏运输半挂车,该车容积可达79.4立方米。
技术难题
制约冷藏车技术发展的主要是新材料应用推广慢、科技成果转化慢等问题。
隔热材料对冷藏车很重要,目前最常用的是
聚氨酯泡沫和
聚苯乙烯泡沫,隔热性能更好、更环保、更实用的隔热材料研制是业内的迫切要求。
冷藏车制作所选用的大多数材料,像泡沫材料,是不易分解的热固性塑料,需要对生产中产生的少量废弃物进行妥善处理。
一些新的制冷技术如何尽快转化成生产力。
制冷机组是冷藏车必需的特有装置,很少有底盘厂家考虑制冷机组的安装,中国还没有真正的冷藏车改装专用底盘。
标准规范
欧洲
欧洲对冷藏车辆的管理采用型式认证和定期检验相结合的方式,相对于普通商用车,冷藏车还应满足ECE/TRANS/249《易腐食物国际运输及其特种运输设备协议》(ATP)和EN12642《公路车辆货物的固定—商用车辆的车身结构—最低要求》的相关规定。
美国
美国是《易腐食品国际运输及其特种设备条约》的签约国之一,对于从事易腐食品国际运输的车辆应符合ATP法规的相关要求。但同时美国卡车挂车制造商协会也起草了TTMARPNo.38《温度控制车辆或集装箱隔热性能测试方法》标准,用来指导美国的卡车和集装箱
制造企业生产制造具有温度控制功能的车辆。该标准主要规定了冷藏车的气密性、保温性的要求和试验方法。
日本
日本目前尚未签署《易腐食品国际运输及其特种设备条约》,
日本工业标准调查会组织起草了JISD4001《冷藏或保温车辆的隔热车厢要求》和JISD1710《冷藏和保温汽车的隔热车厢性能试验方法》来指导国内车辆生产企业生产和制造冷藏车产品。JISD4001主要规定了车厢分类、隔热性能、气密性能、结构、尺寸要求。JISD主要规定了隔热性能及气密性能的试验条件和试验方法。
中国
中国国内冷藏车相关的标准共有12项,其中国家标准3项,行业标准7项,地方标准2项。