冷藏汽车：保障食品运输安全的主力军

冷藏汽车具有使用灵活、建造投资少、操作管理与调度方便的特点，它是食品冷藏链中重要的、不可缺少的运输工具之一。它既可以单独进行易腐食品的短途运输，也可以配合铁路冷藏车、水路冷藏船进行短途转运。

（一）冷藏汽车的分类

冷藏汽车实际上称作冷藏保温汽车，它分为冷藏汽车和保温汽车两大类。保温汽车是指具有隔热车厢，适用于食品短途保温运输的汽车；冷藏汽车是指具有隔热车厢，并设有制冷装置的汽车。冷藏汽车可以按以下方式分类。

1.按制冷装置的制冷方式分类 分为机械冷藏汽车、液氮冷藏汽车、冷冻板冷藏汽车、干冰冷藏汽车和冰冷冷藏汽车等，其中机械冷藏汽车是冷藏汽车中的主型车。

2.按专用设备的功能分类 据《关于易腐货物的国际运输及使用的专用设备的国际协议》（简称ATP），冷藏汽车可作如下分类：

（1）按隔热车体总传热系数分普通隔热型0.4W/（m²·K）＜K≤0.7W/（m²·K），强化隔热型K≤0.4W/（m²·K）。我国标准分A类K≤0.4W/（m²·K），B类0.4＜K≤0.6W/（m²·K）。

（2）机械冷藏汽车按外温t_w为30℃时，车内温度t_n可持续保持的温度范围为：A级t_n=0～12℃；B级t_n=-10～12℃；C级t_n=-20～12℃；D级t_n≤2℃；E级t_n≤-10℃；F级t_n≤-20℃。

（3）非机械式冷藏汽车按外温t_w为30℃时，车内温度t_n可持续保持的温度范围为：A级t_n≤7℃；B级t_n≤-10℃；C级t_n≤-20℃。

（4）装有加热装置的冷藏汽车，按车内温度可升至12℃以上，维持某一温度12h，其允许的外温条件为：A级允许外界平均温度为-10℃；B级允许外界平均温度为-20℃。

（二）机械冷藏汽车

机械冷藏汽车车内装有蒸气压缩式制冷机组，采用直接吹风冷却，车内温度实现自动控制，很适合短、中、长途或特殊冷藏货物的运输。

机械制冷汽车有三种基本结构：

（1）车首式制冷机组。把包括电动机在内的整套制冷机组安装在车厢前端。

（2）制冷机组与动力装置分开。大型货车的制冷压缩机配备专门的发动机，通常以汽油作燃料，布置在车厢下面；小型货车的压缩机与动力装置共用一台发动机，制冷能力一般按车速40km/h设计。为了防止汽车出现机械故障，或在冷藏汽车停驶时仍能驱动制冷机组，有的汽车还装备一台能利用外部电源的备用电动机。

（3）压缩机组独立。带电动机的压缩机组置于车架底下，用一根长管道将机组与车内的蒸发器连接起来。这种形式的制冷机组在振动时容易松动，制冷剂易泄漏，且车下机组受到沙、尘土及路面热辐射的影响，设备故障较多，所以总的趋势是采用车首式制冷机组。

图5⁃3 机械制冷汽车车内气流组织示意图

机械冷藏汽车的蒸发器通常安装在车厢的前端，采用强制通风方式，其车内气流组织如图5⁃3所示。冷风贴着车厢顶部向后流动，从两侧及车厢后部下到车厢底面，沿底面间隙返回车厢前端。这种通风方式使整个食品货堆都被冷空气包围着，外界传入车厢的热流直接被冷风吸收，不会影响食品的温度。

图5⁃4为机械冷藏汽车基本结构及制冷系统。该冷藏汽车属分装机组式，由汽车发动机通过传动带带动制冷压缩机，通过管路与车顶的冷凝器和车内的蒸发器及有关阀件组成制冷循环系统，向车内供冷。制冷机的工作和车厢内的温度由驾驶员直接通过控制盒操作。这种由发动机直接驱动的汽车制冷装置，适用于中小型冷藏汽车，其结构比较简单，使用灵活。分装式制冷机组管路长，接头多，在振动条件下容易松动，制冷剂泄漏的可能性大，设备故障较多，所以对大中型冷藏汽车来说，更适合采用机组式制冷装置。

图5⁃4 机械冷藏汽车基本结构及制冷系统

1—冷风机 2—蓄电池箱 3—制冷管路 4—电气线路 5—制冷压缩机 6—传动带 7—控制盒 8—风冷式冷凝器

大中型机械冷藏汽车可采用半封闭或全封闭式制冷压缩机及风冷冷凝机组。制冷剂选用R22、R502或R500。冷藏车使用温度可以在较大范围内调节，而且可在驾驶室内进行全部操作控制，并得到温度记录、显示数据和异常警报声光信号。

（三）液氮冷藏汽车

液氮冷藏汽车主要由汽车底盘、隔热车厢和液氮制冷装置构成。液氮冷藏车与液氮铁路冷藏车一样，是利用液氮汽化吸热的原理，使液氮从-196℃汽化并升温到-20℃左右，吸收车厢内的热量，实现制冷并达到给定的低温。这种制冷方式的制冷剂是一次性使用的，或称消耗性的。常用的制冷剂除了液氮以外，还可以是干冰等。

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图5⁃5 一种国外的液氮冷藏汽车结构

1—液氮罐 2—液氮喷嘴 3—门开关 4—安全开关 5—安全通气窗

图5⁃5所示为一种国外液氮冷藏汽车结构，主要由液氮罐、喷嘴及温度控制器组成。安装在驾驶室内的温度控制器用来调节车内温度，冷藏汽车装好货物后，通过控制器设定车厢内要保持的温度，而感温器则把测得的实际温度传回温度控制器，当实际温度高于设定温度时，则自动打开液氮管道上的电磁阀，液氮从喷嘴喷出降温，当实际温度降到设定温度后，电磁阀自动关闭。液氮由喷嘴喷出后，立即吸热汽化，体积膨胀高达600倍，即使货堆密实，没有通风设施，氮气也能进入货堆内。冷的氮气下沉时，在车厢内形成自然对流，使温度更加均匀。为了防止液氮汽化时车厢内压力过高，车厢上部装有安全排气阀，有的还装有安全排气门。此外，车上还有紧急关闭阀，其作用是在打开车厢门时，关闭喷淋系统，停止喷淋。它可以自动控制，也可手动控制，如紧急关闭阀与车门联动，开车门时此阀关闭，停止液氮喷淋，以保证装卸作业人员的安全。

系统中的温度控制箱由温度控制器和温度显示仪表组成。氮气控制箱由液氮充灌装置、控制阀、各压力表、安全阀和液面计等组成。液氮喷淋装置由液氮喷淋管、供液氮自动调节阀、压力调节阀、蒸发器和液氮喷淋自动停止阀等组成。安全通气窗（排气阀）为靠磁力贴合在车厢外壁的单向开启窗。液氮汽化后体积将膨胀约650倍，因此货间压力会迅速上升，当压力超过规定值时，安全通气窗自动打开，排出车厢内过多的气体。

液氮制冷操作过程：调节温度控制器到货物冷藏给定温度。当厢内温度高于给定温度时，温度传感元件的信号经温度控制器传给供液氮自动调节阀，使之开启。液氮从容器内流出，经自动调节阀流入液氮喷淋管，液氮即喷入车厢内，并汽化吸热，使车厢内降温。若厢内温度降到给定温度时，温度传感元件发出信号，经温度控制器传给液氮自动调节阀，使之关闭。这种两位控制可维持车内一定的温度范围。

液氮制冷时，车厢内的空气被氮气置换，而氮气是一种惰性气体，长途运输果蔬类食品时，不但可减缓其呼吸作用，还可防止食品被氧化。

液氮冷藏汽车的优点：装置简单，初投资少；降温速度很快，可较好地保持食品的质量；无噪声；与机械制冷装置比较重量大大减小。缺点：液氮成本较高；运输途中液氮补给困难，长途运输时必须装备大的液氮容器，减少了有效载货量。

若用干冰制冷，先使空气与干冰换热，然后借助通风使冷却后的空气在车厢内循环。吸热升华后的二氧化碳由排气管排出车外。有的干冰冷藏汽车在车厢中装设四壁隔热的干冰容器，干冰容器中装有氟利昂盘管，车厢内装备氟利昂换热器，在车厢内吸热汽化的氟利昂蒸气进入干冰容器中的盘管，被盘管外的干冰冷却，重新凝结为氟利昂液体后，再进入车厢内的蒸发器，使车厢内保持规定的温度。

干冰制冷冷藏汽车的优点：设备简单，投资费用低；故障率低，维修费用少；无噪声。缺点：车厢内温度不够均匀，冷却速度慢，时间长；干冰的成本高。

（四）冷冻板冷藏汽车

冷冻板冷藏汽车与铁路冷冻板冷藏车一样，也是利用冷冻板中充注的低共晶溶液蓄冷和放冷，实现冷藏汽车的降温。

蓄冷的方法通常有两种：①利用集中式制冷装置，即当地现有的供冷藏库用的或具有类似用途的制冷装置。拥有冷冻板冷藏汽车很多的地区，可设立专门的蓄冷站，利用停车或夜间使冷冻板蓄冷。此时可利用图5⁃6所示的冷冻板，这种冷冻板中装有制冷剂盘管，只要把冷冻板上的管接头与制冷系统连接起来就可进行蓄冷。②借助于装在冷藏汽车内部的制冷机组，停车时借助外部电源驱动制冷机组使冷冻板蓄冷。

图5⁃6 带制冷剂盘管的冷冻板

1—制冷剂出口 2—制冷剂入口 3—共晶溶液 4—蓄冷板壳体

冷冻板厚约50～150mm，外表面是钢板壳体，其内腔充注蓄冷用的低共晶溶液，内装有充冷用的盘管，即制冷蒸发器。制冷剂在蒸发盘管内汽化时，使低共晶溶液冻结，对冷冻板“充冷”。当冷冻板装入汽车车厢后，冻结的共晶体就不断吸热，进行“放冷”，使车内降温，并维持与共晶溶液凝固点相当的冷藏温度。在冷冻板内，低共晶体吸热全部融解后，可再一次充冷，以备下一次使用。

图5⁃7为冷冻板冷藏车结构示意图。冷冻板可装在车厢顶部，也可装在车厢侧壁上，冷冻板距厢顶或侧壁4～5cm，以利于车厢内的空气自然对流。为了使车厢内温度均匀，有的汽车还安装有风扇。

图5⁃7 冷冻板冷藏车结构示意图

1—前壁 2—厢顶 3—侧壁

冷冻板冷藏汽车内换热主要以辐射为主，为了利于空气对流，应将蓄冷板安装在车厢顶部，但这会使车厢的重心过高，不平稳。

冷冻板汽车的蓄冷时间一般为8～12h（环境温度35℃，车厢内温度-20℃），特殊的冷藏汽车可达2～3天。保冷时间除取决于冷冻板内共晶溶液的量外，还与车厢的隔热性能有关，因此应选择隔热性较好的材料作厢体。

冷冻板冷藏汽车的优点：设备费用比机械式的少；可以利用夜间廉价的电力为冷冻板蓄冷，降低运输费用；无噪声；故障少。缺点：冷冻板的数量不能太多，蓄冷能力有限，不适于超长距离运输冻结食品；冷冻板减少了汽车的有效容积和载货量；冷却速度慢。

冷冻板冷藏车充冷用的制冷装置，均为蒸气压缩式制冷装置，又多以R22、R502为制冷剂。冷冻板内充注的共晶溶液可根据冷藏温度要求选择，所选择的低共晶溶液的冰点应比车厢内货物冷藏温度低8～10℃。通常，冷冻板冷藏汽车的冷藏温度分5℃、-5℃和-18℃三级，分别适用于保鲜货、冷藏货和冻结货的运输。冷冻板冷藏汽车的共晶液可以反复使用，又可避免盐水腐蚀车体和污染食品。与机械冷藏汽车相比，结构简单，使用维修方便。但冷冻板的自重较大，温度调节比较困难，其应用范围不及机械冷藏汽车。