2022年第33届“中国制冷展”技术总结报告
二、技术进展
冷链设备与系统
冷链是生鲜农产品质量安全的“保护伞”。随着人民生活水平的提高，人民群众对农产品的品质需求也不断提高，这推动了我国冷链产业的快速发展，但同时也会产生大量温室气体排放，因此低碳环保是冷链发展的重要主题。同时，冷链需求呈现出多样化趋势，果蔬、水产品、乳品、速冻食品、预制菜品等不同生鲜食品在加工、运输和仓储等一系列冷链环节中的要求不尽相同，保障冷链食品的高品质十分重要。此外，建立安全冷链体系，阻断致病菌和病毒通过冷链传播也成为冷链企业正在努力的方向。
7.1总体特点
本次展会中，全程冷链涉及的冷加工、冷冻冷藏、冷藏运输、销售消费等环节的设备与系统技术进展均得到了体现。通过分析本次展览会的冷链设备展出情况，冷链设备发展的总体技术特点表现为致力低碳、专注品质、重视安全三个方面。例如，出现了多种高能效环保商用压缩机，提出了预制菜速冻解决方案，展出了斯特林冷链箱等新技术装备，涌现了冷链消毒杀菌设备等。
7.2特色产品
（1）致力低碳
1）高效节能
本次展会中，多家参展商关注于提升冷链设备的能效。长虹华意NUS125FSC压缩机是一款智能化变频压缩机(图7-1)，最高可节能可达40%，其特点包括：产品采用了空气动力学流体技术、材料表面处理技术、电机控制技术、控制驱动技术等技术，可适用于冷冻柜，超市岛柜，蛋糕柜，饮料柜等应用场景；1800-4500RPM的宽转速范围，可适用于不同容积的冷柜，实现了小体积小排量压缩机替代传统大体积大排量压缩机的功能；允许在低转速下运行，既降低了能耗，又减少了噪音(低速下比相应定频低7dB)。
复盛实业(上海)有限公司展出的CSR可变VI(内容积比)螺杆式制冷压缩机(图7-2)，能够以宽广的VI调节范围实现高IPLV(综合部分负荷)值。该产品主要针对冷冻、冷藏行业不同的库温需求，通过高精度MC(加工中心)加工、复盛专属转子型线，理想间隙设计达到节能高效，四段可变容积比，可实现一机两用或多用，如中温-10℃、低温-35℃，或冷热两用等，无需搭配变频器，仅需通过常规的容调电磁阀即可实现不同VI之间切换。
松下(大连)冷冻用110cm3/r排量内部低压直流变频补气卸载压缩机(图7-3)，将低温补气直流变频技术应用在冷冻冷藏领域，蒸发温度可降低至-40℃；在中温工况下该产品的效率提升较为明显，COP大于2.91，应用低噪技术，产品噪声降低8分贝，降噪性能好。蒸发和冷凝温度范围广、产品可靠性高。
思科普压缩机(天津)有限公司展出的BDN45F活塞式压缩机(图7-4)，结构紧凑，重量轻，压缩机(含控制器)仅重1.5 kg，能够实现1.4cc的小排量，制冷量达100W，COP1.7。同时，低噪音(29dBA)、振动小，压缩机运行转速范围达2300-4500r/min，实现了非常宽泛的制冷能力，可满足一机多用的目的，能够广泛应用于移动制冷等环节。
本次展会中，浙江同星科技展示了多款全铝换热器(图7-5)，其中全铝小管径高可靠性换热器使用了表面涂层处理工艺和变翅片间距，延缓了结霜时间，另外附带加热管安装槽，化霜时间短，有效提高了使用周期，更加节能。同事，全铝材料还具有价格低廉、结构紧凑、焊点少等优点。
此外，本次展会上从事冷链配套辅助产品生产的企业较多，且针对不同的载冷剂、冷水机组、保温材料、冷库门、控制阀等研发了专业化产品。
冷库门开启时的冷热空气交换导致较大冷量损失，且会导致冷库门附近的地面湿滑、易结冰。美天合(日照)冷库门制造公司生产的双向PVC冷库缓冲门(图7-6)，在开关过程中能够快速跟随，相比于普通冷库门、快速门等，具有明显的节能效果。
传统的制冷设备检测工作是在封闭条件下进行的，与实际使用过程有较大出入。国家商用制冷设备质量监督检测中心展出的开门试验控制系统(图7-7)，能够同时控制多台设备，精确模拟设备在正常使用过程中的开关门过程，从而准确保证了制冷设备能耗检测。
冷库用保温材料属于其围护结构的一部分，除了保温性、耐久性外，其防火性能对冷库的消防安全也尤为重要。大昌保温节能科技将A级防火岩棉与聚氨酯结合，作为外墙外保温系统(图7-8)，具有导热系数低、透气性好、燃烧性能级别高等优势，而且能够结合企业工艺，呈现出幕墙效果。
烟台顺达聚氨酯氰凝产品(图7-9)，具有高水蒸气渗透阻，作为冷库保温结构的防潮隔气层，可有效降低水蒸气的侵蚀，延长冷库使用寿命。
在低温冷水机中，电子膨胀阀在与压缩机、冷凝器、蒸发器的配合中起着控制系统工作效率的关键作用，其工作状态将决定系统的实际制冷能力和控制精度。三花“寒卫”系列电子膨胀阀控制器采用了耐低温元器件，保障了低温下的正常运行，且控制精度高，可有效提高冷库能效(图7-10)。
2）清洁环保
在“双碳”背景下，本次展会推出了许多利用可再生能源和环保天然工质的冷链设备。格力冷冻冷藏推出的光伏直驱变频热氟融霜制冷机组(图7-11)，可通过环境温度、货物种类、开门次数等冷库化霜影响因子分析判断机组结霜状态，使用四通阀热氟融霜技术，比电加热定时化霜效率高，库温波动小，相较于传统光伏+制冷的光伏冷库，此冷机组转换效率可提升8%。
针对天然环保制冷剂CO2在冷链行业的应用，冰轮集团推出了永磁变频CO2半封螺杆制冷压缩机组(图7-12)。该机组配置永磁变频电机，运行稳定；采用优化转子型线加工及装配方式，间隙小，容积效率高；压缩机内部油路采用了多点喷油的方式，绝热效率高。
冰山冷热技术变频式NH3/CO2载冷模块化机组(图7-13), 采用封闭式耐氨电机，工质泄露少，在低负荷情况下，变频控制相较传统滑阀控制能耗更低，最高转速可达6000r/min，机组集成度高，可整体运输与安装。
传统冷藏车作为冷链运输的常用工具，其燃油带来的能源消耗和环境污染问题不容小觑。近年来，随着新能源车的大力推广，对于其相关制冷设备的研发也逐渐增多。万宝展示了新能源冷藏车用涡旋压缩机(图7-14)，采用R404A冷媒、BLDC电机和直流变频技术，适用于纯电冷藏车和氢能源冷藏车；该压缩机压比宽、运行范围广、体积小、重量轻，适用于各种紧凑空间安装，抗震性好，性能稳定。格力冷冻冷藏推出的新能源运输制冷机组(图7-15)，具有备电预冷功能，车辆充电和机组备电制冷可同时进行，电池使用寿命长，采用了流线型外观设计，风阻小，壳体薄，拥有多重抗震措施，满足城市全路况运输，另外搭配格力高效的换热器及回热循环系统，优化了内部风场设计，整机能效高。
（2）专注品质
本次展会中，参展商展出的一些冷链设备体现了精准保障食品品质的未来趋势。在食品冷加工领域，针对蒸煮成熟后的甜糯玉米棒的急速冻结，冰山集团提出了一款智能型下旋流隧道速冻装置速冻机(图7-16)。该设备根据玉米棒实际冻结曲线合理分区，预冷段、冷却段、深冷段的温度分别为+5℃、-15℃、-35℃。采用振动装置使多层玉米棒换热均匀，独有的下旋流送风方式可实现均匀布风，冻结效率高、冻结速度快，弧形挡风板设计，无送风死角可减少运行损失。
大连隆成冷冻设备有限公司在预制菜领域展示了独特的技术。其展出的炒饭速冻机采用振动结构，可以解决目前炒饭粘连、结块的现象，此外，另外对速冻机内部气体的循环流道设计，能显著提高换热能力，降低食品干耗。
宁波芯斯特林低温设备有限公司展示的制冷机组(图7-17)，采用了斯特林制冷技术，相较于传统蒸气压缩制冷，能够实现无油无氟；同时，无倾斜角度要求，能够360°旋转使用，还具有安全性好、模块化设计、无铜管少焊点、故障率低等特点。此外，可用温区广也是比较明显的特色，可适用于冷链箱、厨房商业冷柜等多个场合。能够精准控温，便于针对不同食品药品设置不同温度，解决冷链“最后一公里”的配送难题，有效保障了生鲜食品品质。
Hecu方案是卡乐公司提出的适用于冷库集中控制的高效整体解决方案，利用板载电子膨胀阀和直流变频技术确保稳定性和高效率，通过直观的手机app，可实现性能控制、快速调试及生成周期性运行报告。该方案适用于调节多个不同冷冻冷藏室内的温度，可满足不同生鲜产品的低温需求，提升食品品质。
（3）重视安全
为了保障冷链环境的微生物安全，参展企业提出了各自的解决方案。冰轮环境技术股份有限公司为应对疫情常态化，开发了具有空气和物体表面消杀功能的隧道式高强紫外消杀装置(图7-18)。该装置采用不产生臭氧的紫外光，在4℃条件下，作用5s，消杀率为99.99%；在-20℃条件下，作用3s，消杀率为99.99%，其不消耗消毒剂，无需另外配置贮存区，避免了化学药剂对冷链食品的污染。
此外，针对冷冻冷藏过程，冰轮集团推出了冷风循环消杀一体机(图7-19)，依靠等离子体场腔中激发的自由基、高能光子和离子簇，由风机传入空气中，在实现对空气降温的同时，还能消毒净化。具有消杀模块的能效小，安装便捷，对食品无污染，对工作人员无损伤等特点。
大连冰山集团针对病毒的气溶胶传播方式开发了空气消毒机(图7-20)，该装置利用了大连化物所研发的吸附灭活病毒催化材料，通过气流组织穿透物体包装表面及内部浅表面消灭细菌冰毒，可用于远洋船舱、冷库、脱包间和加工车间等多个冷链环节。
7.2评价与展望
本次展会参展产品覆盖了全程冷链的各个环节，整体呈现出致力低碳、专注品质、重视安全三个技术特点，出现了许多令人眼前一亮的产品。
结合本次展会情况，冷链设备和系统具有如下的发展趋势：
(1)多元化需求驱动冷链设备创新：随着生鲜电商的蓬勃发展和预制菜的兴起，各类食品对冷链设备提出了新要求，针对不同的温区、不同的工艺开展专用冷链装备和系统的研发已经得到众多企业的重视。
(2)高效环保引领冷链设备变革：该趋势主要体现在环保制冷剂和可再生清洁能源的利用上。一方面，零ODP、低GWP的环保制冷剂将是未来的应用趋势；另一方面，新能源冷藏车、光伏冷库等可再生能源的冷链设备和系统将逐渐增多。
(3)安全健康成为冷链设备新课题：新冠疫情引发了人们对冷链流通过程中致病微生物传播的高度重视，冷链在保障食品高品质和食品安全的同时，还需要增加消毒杀菌功能，构建安全冷链体系，冷链消毒杀菌设备由此应运而生。
基于展品技术特点可以看出，本次制冷展展现了冷链设备行业在疫情新常态下，攻坚克难、迎接挑战的强劲发展势头。冷链设备企业不仅继续深耕高效环保等传统技术壁垒，而且针对预制菜、可再生能源利用、冷链食品消杀等新需求，也锐意进取，提供了相应的特色产品。
冷链物流及冷链设备在我国正处于蓬勃发展期，面临低碳、安全、多元化、高品质、信息化、智能化等挑战，需要在制冷工质替代、可再生能源应用、安全技术、细分冷链设备等方面开展技术攻关和产品研发。期盼更多的企业加入到冷链设备行业中来，共同建设“十四五”冷链物流发展规划中提出的“绿色智慧、安全可靠”的冷链物流服务体系。
（本节作者：中国科学院理化研究所 田长青研究员、张海南副研究员，博士生孔繁臣、李佩儒）
