7. 冷链设备与系统
（本节作者：中国科学院理化技术研究所田长青研究员、张海南副研究员、博士生李佩儒）
冷链保障了食品安全，提高了食品供应链的可靠性，在全球气候变暖的背景下，冷链设备与系统对能源消耗与温室气体排放有着重要影响。本届展会参展商在冷链技术领域推出了一系列创新产品，有助于提高冷链系统运营效率，减少食品浪费及其带来的碳排放，实现冷链行业绿色、低碳、可持续发展。
7.1 总体特点
在碳达峰、碳中和目标的引领下，本次展会总体表现出绿色、高效、智能化的特点。冷冻冷藏领域涌现出大量使用氨、二氧化碳等环保工质的设备和系统，包括氨半封闭单机双级螺杆压缩机、氨内容积比可调半封压缩机、二氧化碳系统引射器等。同时，本次展会中展出的高效螺杆压缩机、无刷直流电机、模块化电子控制器大幅提升了冷链系统的效率。参展商针对冷链的不同应用场景给出了智能化、信息化的解决方案，采用了应对不同负荷的精确控制技术，与物联网技术深度融合，助力全程冷链发展。
7.2 特色技术
7.2.1 冷冻冷藏压缩机
本次展会中，除了近年应用较为广泛的HFC制冷剂压缩机外，使用氨、二氧化碳、R290等天然工质的压缩机大量涌现，驱动冷链朝着绿色方向发展。
福建雪人股份有限公司推出了SRS-2016LS氨用半封闭单机双级螺杆压缩机（图7-1），该压缩机搭载氨用永磁同步变频电机，一二级转子通过联轴器传动连接，采用VFD控制技术结合压缩机容量滑阀无级能调，实现低负载启动，运行电流平稳，高效节能，电机冷却主要采用循环式水冷和备用制冷剂喷雾双重冷却形式；转子采用瑞典转子机械公司（SRM）第五代“i”型线，压缩机采用低温球墨铸件，配置滚柱轴承，整机无泵差压供油运行，能够实现压缩机高效、高承载。此外，福建雪人还推出了二氧化碳开启式高压螺杆压缩机组和二氧化碳活塞并联压缩机组等。
图7-1 福建雪人SRS-2016LS氨用半封闭单机双级螺杆压缩机
烟台市奥威制冷设备有限公司展出了内容积比可调二氧化碳半封压缩机（图7-2），可应用于二氧化碳复叠制冷低温压缩机组、二氧化碳热气融霜机组。该压缩机内容积比全自动调节，运行工况智能伴随，更高效，更节能。此外，压缩机吸气不经过电机，具有更高容积的效率。该压缩机采用变频调节，采用半封闭式结构，无轴封，高可靠性密封，可大幅降低维修保养频次。
图7-2 奥威制冷内容积比可调半封压缩机
上海汉钟精机股份有限公司推出了LT-S-200/100-IVX全配置双级变频螺杆机（图7-3）。该压缩机采用变频技术，相比于定频双级螺杆压缩机综合能效提升20%以上，最大单机匹数能够达到450 HP，可满足4 t螺旋速冻机的冷量需求。该压缩机可对输出冷量实现线性能量调节，便于库温控制，减小库温波动范围，同时采用宽温区设计，可避免常规双级机降低到初温阶段的过载问题，能更快将库温降低设计目标。
图7-3 上海汉钟精机LT-S-200/100-IVX全配置双级变频螺杆机
约克（无锡）空调冷冻设备有限公司在本次展会中推出了超高效冷冻XJC系列螺杆压缩机（图7-4），该压缩机的理论输气量为33~1035 m3/h，采用永磁变频电机直驱，大幅提升机组效率，同时应用内容积比无级可调滑阀技术，使压缩机以较小的启动扭矩和较小的启动电流启动。该压缩机可应用于冷库、食品速冻、化工、制药冷却用盐水冷水机、冰雪体育场等场景。
图7-4 约克超高效冷冻XJC系列螺杆压缩机
艾默生环境优化技术（苏州）有限公司推出了谷轮?ZFI140低温40HP大型商用冷冻涡旋压缩机（图7-5），该压缩机的单机制冷能力拓展至40HP，通过灵活的并联应用，可以覆盖更大冷量范围。此外，该压缩机采用喷气增焓技术，效率更高。该压缩机可以应用于冷库、冷柜等冷冻冷藏系统，以及生鲜食品和生物医药的冷藏。
图7-5 艾默生谷轮?ZFI140低温40HP大型商用冷冻涡旋压缩机
R290压缩机方面，长虹华意压缩机股份有限公司推出了NVS70FSC小型高效环保智能R290变频商用压缩机（图7-6），该压缩机采用环保工质R290，制冷量为515 W，COP为1.85，转速范围为1600~4500 rpm，具有宽转速、低噪声、体积小等特点，能够应用于酒柜、展示柜、制冰机、饮料机、自动售货机等场景。上海北峰制冷设备有限公司展出了泰康AL系列R290压缩机（图7-7），扩展的L/MBP操作范围允许在展示柜、冰箱和制冰机应用中进行标准化使用。
图7-6 长虹华意NVS70FSC小型高效环保智能R290变频商用压缩机
图7-7 上海北峰泰康AL系列R290压缩机
7.2.2 冷冻冷藏辅助部件
丹佛斯（中国）投资有限公司展出了用于大中型跨临界二氧化碳系统的高压截止阀SVA（图7-8），该截止阀适用于二氧化碳亚临界和超临界系统，最大工作压力可达140 bar，最大压差为110 bar。
图7-8 丹佛斯用于跨临界二氧化碳系统的高压截止阀SVA
比泽尔制冷技术（中国）有限公司展出了一款跨临界二氧化碳系统引射器（图7-9），该引射器可以节省压缩机做功，提高系统能效。此外，该引射器能够通过右侧的控制器实现引射器的变流量调节，能够应用于负荷变化较大、工况不稳定的系统。
图7-9 比泽尔跨临界二氧化碳系统引射器
冰山集团展出了一款MCF-D1200NU-V二氧化碳气冷器（图7-10），该气冷器采用蒸发器、气体冷却器一体化结构设计，能够实现冷热综合利用。该气冷器还应用了AC变频风机，能够根据运行工况智能调节，降低能耗，同时采用湿帘快速拆卸结构，便于更换和维护。
图7-10 冰山MCF-D1200NU-V二氧化碳气冷器
思科普开发了模块化电子控制器（图7-11），可在除霜时对压缩机转速进行控制，采用模块化软/硬件设计，可根据不同系统需求进行灵活配置；XT系列采用模块化设计的自由扩展控制器，为特定系统需求提供更多的监控选项，将带来更多的定制化功能: 实时时钟、多压缩机同步工作、压力开关等。此外，该控制器搭配的NLV系列压缩机采用环保工质R290，该控制器可以广泛应用于食品零售、食品服务和医疗等应用领域。
图7-11 思科普模块化电子控制器
广东威灵电机制造有限公司展出了ZKSN-200-10-2L家用及轻商无刷直流电机（图7-12），该电机采用自主内嵌式磁瓦技术体系，10极12槽，具有高绕组系数和低转矩脉动等优点，并采用高功率密度的切向内置式磁瓦，具有高能效的特点。同时，采用外置导通连接，配合注塑绝缘转子，通过调节绝缘转子电容，解决了目前困扰电机产品存在的轴电压电腐蚀问题，主要用于家用及轻商空调室外风机，加快空气流速实现与空调两器（蒸发器、冷凝器）进行快速冷热交换。
图7-12 威灵ZKSN-200-10-2L家用及轻商无刷直流电机
7.2.3 制冷机组
冰轮环境展出了一款氨微充注冰水机组（图7-13），采用冰轮专利型线的永磁变频高效氨半封闭螺杆压缩机，配备U-TURN+板换微重力供液，换热效率高，存液量少：油分、油冷、冷凝三器一体，结构紧凑体积小，机组集成冷却水系统，全自动控制，能效比高，氨充注量小，润滑油充注量低。
图7-13 冰轮环境氨微充注冰水机组
青岛海尔开利冷冻设备有限公司展出了应用于国家速滑馆的二氧化碳制冰系统（图7-14），该系统采用跨临界制冷方式，能够实现冰面温差不超过0.5℃，该系统能够实现多级热回收，提供生活用水和高温除湿，可实现全年节电200万度。
图7-14 海尔开利二氧化碳制冰系统
格力展出了一款新能源运输制冷机组（图7-15），该机组采用高效电子膨胀阀，可根据实际需求调节最佳的冷媒流量，同时搭配高效回热循环系统，能效提升12%，该机组可以选配备电功能，可实现车辆充电和机组备电制冷同时进行。
图7-15 格力新能源运输制冷机组
7.2.4 保温产品
保温产品对保障冷库温度，减少能源消耗具有重要作用。本次展会中，云山科技展出了B1级喷涂型改性石墨聚氨酯（图7-16）。石墨是一种新型低烟、无卤阻燃剂，能大幅度降低燃烧速率指数，该产品将石墨经过改性成功应用到聚氨酯材料里，可以长期稳定的保持阻燃效果。
该产品采用的石墨改性技术可以实现石墨在聚氨酯组合料里不沉降，在聚氨酯泡沫中分布均匀，增加聚氨酯泡孔个数，改性石墨聚氨酯初始导热系数小于0.020 W/(m?K)，老化导热系数小于0.024 W/(m?K)。
四川迈科隆真空新材料有限公司展出了真空绝热板（图7-17），以环保材料超细玻璃纤维棉或气相二氧化硅为原料，通过真空封装技术，隔绝了热量的传递，导热系数可低至0.0015 W/(m?K)，产品薄而轻，赋予了保温腔室更薄的保温层、更大的空间，具有无毒、无污染、不燃烧等优点。
图7-16 云山科技B1级喷涂型改性石墨聚氨酯
图7-17 迈科隆真空绝热板
冷库门的合理设计能有效防止冷库漏冷，减小冷库能耗。本次展会中，上海快联门业有限公司展出了HSS-DEY冷库高速平移门（图7-18），开启速度最高可达2.5 m/s，最大限度减少了冷热空气对流，特有的门板与洞口之间的密封装置和门底的可调节密封设计，确保门体四周高密封性，能够满足严苛的冷库应用环境。捷曼门业（北京）有限公司在本次展会中展出一款冷库门（图7-19），该门两侧保温在长期使用后可进行拆卸更换，上侧保温可根据车辆高度进行升降，有效减小冷库的漏冷损失。
图7-18 上海快联门业HSS-DEY冷库高速平移门
图7-19 捷曼门业冷库门
7.2.5 全程冷链解决方案
冷链任何一个环节的温度控制不当，都会导致被输运货物的质量下降，因此建立完善的全程冷链系统，实现冷链各个环节的有效配合，对于保障食品药品安全至关重要。本次展会中，艾默生展出了成套的零售及餐饮解决方案和医疗冷链解决方案（图7-20、图7-21），零售及餐饮解决方案覆盖冷藏销售和冷藏运输的控制、阀件和制冷机组等，医疗冷链解决方案覆盖生产、仓储、运输和医疗终端全链条，艾默生的解决方案能够通过监控系统和控制器监测样品的实时温度，对冷链设备进行智能化管理，保障食品和药品安全。
图7-20 艾默生零售及餐饮解决方案
图7-21 艾默生医疗冷链解决方案
冷藏运输领域，丹佛斯展出了电磁阀、电子吸气调节控制阀、单向阀、热力膨胀阀等冷藏车阀件解决方案（图7-22），能够满足应对冷藏运输过程中振动、腐蚀等严苛条件，实现温度的精准控制，该解决方案提供更轻量化的部件，让系统结构更加紧凑，同时能满足更强的耐压。
图7-22 丹佛斯冷藏车解决方案
7.3 评价与展望
为应对全球变暖，实现“双碳”目标，实现冷链高质量发展，参展厂商从自身企业发展角度提出了各自创新性的解决方案，推动冷链设备与系统向绿色、高效、智能化信息化方向发展，助力构建低碳安全可靠的全程冷链系统。
结合本次展会展出的产品和系统，可看出冷链设备与系统具有以下发展趋势：
（1）天然环保工质更广泛的使用。采用二氧化碳、氨、R290等工质作为制冷剂将成为冷链
设备和系统的趋势，在这一领域压缩机、气冷器、制冷机组等相关的产品创新日益活跃。
（2） 高效节能设备推动冷链快速发展。为适应不同负荷和需求，冷链设备与系统将更广泛地应用容积比无级可调滑阀技术、变频技术、补气增焓技术等，以实现低碳高效发展。
（3）智能化、信息化的冷链解决方案。为实现冷链不“断链”，保障食品药品安全，企业需提供覆盖冷加工、冷冻冷藏、冷藏运输、冷藏销售成套的冷链解决方案，匹配智能化的管理系统、远程控制系统和精确的控制技术，针对不同工况负荷进行设备的转速、流量调节，与物联网技术深入融合，保障全程冷链的环境精确监控，满足用户的多种需求。
环保工质在冷链系统中的广泛应用将推动冷链朝向更加绿色的方向发展，高效节能的冷链设备将有助于降低冷链系统的能耗，为解决全球变暖问题、实现“双碳”目标做出贡献。同时，在与物联网技术、信息技术结合的过程中，冷链向着更智能化的方向发展，保障全程冷链不“断链”，为消费者提供更优质的冷链产品。
