制冷循环演变与冷链物流发展：螺杆压缩机的重要角色

在工业制冷的温度范围内，蒸发温度与冷凝温度的温差最大为50～80℃[1]，这也是制冷系统由小温差的单级压缩循环，逐步向大温差的多级压缩制冷循环过渡的过程。我国的冷链贮存及加工所使用的制冷工艺，一般采用单级及双级压缩系统基本可以满足以上要求。

笔者了解的我国冷链物流现阶段使用的制冷工艺循环设计与欧美国家在20世纪末所使用的制冷工艺类似。在低温冻结物冷藏间和冷却物冷藏间使用的压缩机逐渐由原来的活塞式转变为螺杆式。螺杆压缩机的制冷量大，故障率低，维修简单。因此，在制冷工艺上的改进都是围绕螺杆压缩机进行的。螺杆压缩机通过补气，提高了压缩机在低温工况下的制冷量，因此在制冷工艺中为每一台螺杆压缩机配套补气经济器。这种方式在欧美国家一直沿用到20世纪末。1998年美国出版的《工业制冷手册》中，介绍了采用集中闪发式经济器作为螺杆压缩机的补气，使这种工艺有了它的雏形和理论依据。(www.xing528.com)

2014年年底，笔者在美国参观的近20个冷库中，从1985年建成的San Diego Cold Storage（圣地亚哥冷库）到20世纪末以前所建的其他冷库，采用的仍然是国内目前使用的制冷工艺方式（单独经济器）。而在21世纪初到2014年年底建成的冷库，包括2014年在Colton市建成的Lineage Cold Store（Lineage冷库），以及同样是这个公司2007年建成的冷库（Lineage公司是全球冷链物流第二大公司），还有在2012年参观欧洲由GEA公司设计和建造的Diepop′s-Hertogenbosch B.V.的冷库（2012年建成）等，采用的则是闪发式集中经济器。这些变化表明，采用闪发式集中经济器和二次节流供液的制冷工艺手段，是目前欧美国家冷链物流冷库发展的主流。那么这种制冷工艺的演变是如何进行到今天这种模式的？根据笔者的理解，这种工艺技术的理论依据是这样形成的。