冷链物流冷库的转型与发展现状

什么是现代冷链物流冷库？笔者通过在欧洲和美国的参观学习，开始有了一个初步的认识。与传统的冷库贮存不同，现代冷链物流：从农田收割需要冷藏的食品或从屠宰车间出来的肉制品，经过包装处理后马上进入冷加工，由冷藏运输车送入冷库，再通过在冷库内的配送车间根据各个超市的订单进行商品的二次包装，然后由冷藏配送车送到各个超市的冷藏展示柜销售。特点是：在整个流程中，这条冷链没有中断，而且冷藏食品在冷库的贮存时间比较短，一般是5～10天，最长一般不会超过一个月，以保证食品的品质在送到消费者的手中时是完好和新鲜的。这种模式符合现代大城市的工作与生活节奏。都市的人们在下班后直接在超市（而不是在农贸市场）采购所需的食品，回到家将这些食品经过简单的烹饪后就可以食用。这种生活方式节省了时间，人们可以有更多的时间去安排自己的活动。

随着我国都市化进程的加快，以及网络电商销售平台的大量涌现，都市的白领一族慢慢开始改变原来的消费模式，网络及超市消费已经开始流行，生活习惯的改变预示着新型市场的机会来临。为这种市场服务，需要改变原有的设计理念和技术上的创新。

全球冷链联盟（GCCA）2014年统计的资料显示[2]，他们把美国的冷库在某年总容量起始指数定为100，我国的冷库总容量在全世界排行第三，前五名的容积指数比例排名是：美国，112.13；印度，105.14；中国，61.37；日本，26.83；荷兰，24.64。从数据统计的结果来看，我国最近几年冷链物流的冷库建设规模的发展是相当快的。

笔者编写本书的目的是研究和介绍原有的工业制冷技术如何在现代冷链物流冷库中应用。笔者参观的大多数现代冷链物流的冷库是在工业制冷技术范围内。传统的冷库设计是基于保证冷藏食品的长期保存，商品的周转期比较长，冷库的货物进出量不大；而现代冷链物流的冷库运行是冷藏食品保存期短，商品的周转很快，冷库货物的进出量大而且频繁。因此原来的负荷计算、冷库的建筑方式以及层高、设备的选型和布置、冷库与配送车间的布置、冷库运行的自动化程度和网络监控等技术，都出现了革命性的改变。

首先了解欧美国家现代冷链物流的冷库模式，图1-2所示为美国最新建造用于贮存与配送结合的这种冷库。

其建筑特点是：冷库是单层建筑，高度一般为12～13.5m（综合考虑消防与装卸叉车的因素）。冷藏物的进货与出货有专门的区域，配送车间至少有2～3个面环绕冷库的进出口布置。配送车间的面积一般会占整个建筑平面的30%以上（图1-3）。

这种用作食品配送中心的冷库，一般根据贮存的食物品种会有几个不同的温度区。例如在前面提及的Lineage公司2014年投产的冷库Lineage Logistics LLC（Cold Storage Facility）就有四个温区，其中-30～-20℃分成三个温区；而另一个果菜加工及贮存配送中心Freshpoint（Fresh Produce Distributor），在-5～10℃的温度范围内，就有五个温区。

这些食品配送中心的另一个特点是：在食品配送区域，参与配送、加工、分装的各种人员特别多。前面提到的果菜加工及贮存配送中心，里面的工作人员超过300人。在加工和配送期间，冷库门基本上是很少有机会关闭的。

图1-2 某大型食品配送中心实例照片

图1-3 宽阔的食品配送车间

在笔者参观的这些配送与冷库贮存相结合的食品配送中心，里面的制冷系统全部采用工业制冷技术。其中98%的冷库使用氨作为制冷剂，机房无人操作，只有需要参观时，才把机房门打开。制冷系统的运行监控则由负责整个厂区的网络监控人员兼顾，甚至由负责设计安装的工程公司进行远程监控。(www.xing528.com)

如果按这种模式建造国内的冷链物流的配送冷库，那么这种模式的冷库发展空间非常大。抛开制冷系统的全自动监控不说，按这种建筑模式建造的配送冷库，根据笔者的了解，目前占全国库容的比例不到1%。而在沿海城市的冷库规模已经接近饱和，研究如何将部分冷库向这个方向转型，将大有可为。

广东粤泰冷链物流冷库是广东地区最早按这种模式建造的冷链物流冷库之一（2008年开始建造），也是笔者认识和参与现代冷链物流冷库建设的开始。在这个冷库的设计中首先使用二次节流供液（重力供液），采用闪发式经济器和压缩机的补气、热气融霜等现代工业制冷技术。2009年投入使用，在配送车间的各种人员高峰期超过200人，用于配送的冷藏车有40多辆。2016年这个冷库进行了第二期的扩建。

2013年投产的北京平谷国际陆港冷链物流冷库，是一个用于速冻食品配送的冷链物流冷库。第一次采用氨系统压缩机并联系统，热气融霜的技术升级（在北京地区的冬季，冷风机蒸发面积超过700m²，实现每次融霜时间不超过20min），冷库地坪加热采用热回收技术；初步实现氨机房无人操作自动系统（由于操作规范不允许，只能实现在控制室手工指令操作）。

2015年在昆明市，一个完全按外资冷链配送公司要求建造的物流配送冷库（图1-4），采用氟利昂的工业制冷技术，以及氟泵供液、二次节流、冷风机全部采用热气融霜、网络监控等高新节能技术。

图1-4 昆明市物流配送冷库

笔者自2008年以来，通过广州市粤联制冷工程有限公司（以下简称粤联公司）这个实践平台，在学习欧美工业制冷的一些先进理论的同时，结合中国的实际情况，不断对冷链物流冷库的制冷技术进行研究并且与实践紧密结合。通过粤联公司取得了这样一些成果：制冷系统的二次节流理论计算与选型、氨泵的无汽蚀上液、冷风机的选型与热气融霜的计算、各种制冷剂在分离容器的分离理论与计算（立式与卧式）并且做出相应的选型软件、各种制冷剂的虹吸桶及其管道的理论计算与选型、氨制冷系统的小型化及并联机组（图1-5）、各种制冷剂的自动放空气器等。这些成果已经在实践中得到了应用。通过与欧美国家的冷链物流冷库的各种数据进行对比，这些数据与外国一些著名的生产厂家披露的数据样本差别在1%～3%。因此，可以认为这些技术在应用上可以满足现有的工业制冷项目，但是在理论研究方面，差距还是相当大的。

2014年笔者负责的某工业制冷系统的氟利昂R507（氟泵）系统设计与安装，实现二次节流供液、采用闪发式经济器和压缩机的补气、热气融霜，实现机房无人操作自动系统。同年，根据自动放空气器的基本放空气原理，对该产品进行第三次改革，设计具有自己特色的自动放空气器（图1-6），除了在氨制冷系统应用以外，也应用在速冻加工的氟利昂制冷系统，目前已经有多台投入使用。

图1-5 国内第一套氨系统并联机组（2013年5月投产）

图1-6 粤联公司制作的新型自动放空气器在现场使用