2019年“中國制冷展”技術總結

科技進步——冷鏈設備及制冷系統配件

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作者：田長青、邵雙全，中科院理化所研究員，博士研究生詹斌飛，碩士研究生黃瓊海

1 冷鏈設備技術特點

在節能環保、NH3制冷安全、迎接冬奧會的大背景下，本屆展會冷鏈設備一大批相關產品和技術發展迅速。 從整個冷鏈的各個環節來看，行業的重心已經從傳統的冷藏（加工、儲藏）逐漸延伸到食品加工行業的全過程，最薄弱的“第一公里”和“最后一英里”已經獲得。 更好的發展。 在冷鏈設備及系統方面，眾多國內外知名企業參展。 展會不僅為企業提供了一個向用戶展示技術實力和最新產品特性的平臺，也為企業之間的交流與合作提供了良好的機會。

本次展會展出的冷鏈設備涵蓋了整個冷鏈流程中的各個環節。 通過分析本屆展會冷鏈設備的展品，冷鏈設備的整體性能是自然工質制冷系統的進一步發展，氨相關制冷系統的安全性得到提高，發展高冷熱一體化高效機組、“第一公里”和“最后一公里”冷鏈裝備發展、冬奧帶動冰雪裝備發展等技術特色。

(1) 自然工質制冷系統的進一步發展

從制冷劑的使用來看，傳統R22、R404A制冷機組比重明顯下降，以CO2、NH3為代表的天然工質占據主要位置，尤其是CO2跨臨界系統、CO2冷卻系統和CO2/NH3復雜的以堆垛系統為代表的制冷機組顯著增加了產品展示的比例。 從制冷制冷領域對制冷劑的使用情況來看，冷鏈設備行業正朝著低碳環保的可持續發展方向發展。 此外，本屆展會還特別設置了“臭氧氣候技術路演”相關展區，助力冷鏈裝備行業堅定走環保發展之路。

(2)提高氨相關制冷系統的安全性

為了提高氨相關制冷系統的安全性，制冷制冷領域的參展商一直在為此不斷努力，不斷推出新的設備和解決方案。 在以往主要推廣的NH3/CO2串級系統技術的基礎上，在此基礎上出現了NH3/CO2串級+微充技術系統、純NH3微充系統及減少充注量的集成技術。展覽。 設備和技術方案大大降低了氨制冷系統在實際使用中的安全隱患； 此外，本屆展會還特別安排了“中丹NH3制冷安全國際論壇”等研討會，促進氨相關制冷領域的安全技術交流和發展，借鑒國際先進技術使用和管理經驗。氨相關企業。

(3)開發出冷熱一體化高效機組

冷鏈設備在主動制冷時，冷凝側會產生大量的冷凝余熱，而傳統制冷機??組將這些熱量直接排放到環境中，沒有得到有效利用。 多款高效冷暖機組產品亮相本次展會，可將制冷領域與商用空調、工業熱泵應用有效結合，利用制冷機組排出的熱量提供中、高溫熱水水、蒸汽等，用于生活和工業生產。 使用熱量可以節省大量能源。 而且，制冷機組與熱泵機組的有效組合在提高空間利用率和優化集成系統管理方面具有很大優勢。

(4)“第一公里”和“最后一公里”冷鏈裝備相繼研制

從整個冷鏈的各個環節來看，最薄弱的預冷環節也受到重視，多項真空預冷裝置、差壓預冷裝置、冷水預冷裝置及相關模塊化設計裝備（如中集多功能組合式冷箱）及配套的創新制冷機組（如冰輪NH3微充機組、冰漿機組）等，為解決“第一公里”問題提供裝備保障。新鮮食品的）低溫運輸系統。 此外，生鮮配送的“最后一公里”一直是制約冷鏈物流發展的瓶頸。 一公里”送貨。

（五）冬奧帶動冰雪裝備發展

為迎接2022年北京冬奧會的召開，響應國家廣泛推廣冰雪運動的號召，多家企業以此為契機，推出了眾多冬季運動場館和滑雪場專用制冷系統及服務這個展覽。 設備。 例如，對于冰雪場館使用的主制冷機組，各公司主要推廣NH3/CO2復疊+微充技術系統及相關一體化結構設計、安裝方案等，配套使用冷熱一體化提供生活和娛樂區域的機器。 熱水等，冬奧會將極大促進未來幾年冰雪裝備和技術的蓬勃發展。

2 冷鏈裝備特色技術產品

本次展會，部分特色產品在冷鏈各環節均有展示。

2.1 過冷水冰漿機組

佛山市新澤昌不銹鋼有限公司的DISU冰漿裝置，突破了過冷水抗結晶的關鍵難題，實現了過冷水制液態冰技術。 制冰時，制冷劑直接蒸發產生的冷量通過冰漿機組中的過冷器將儲冰罐中的水冷卻至-2℃的過冷水，再通過超聲波結晶釋放出過冷水形成流體狀態的裝置 冰通過管道輸送到儲冰罐，冰水因密度不同而分層。 冰塊漂浮積聚在水槽上部，下方的水被水泵不斷抽取循環，產生液態冰（圖2.6-1）。 過冷水冰漿機組產生的液態冰可用于果蔬的預冷或冷藏。 不僅可以通過錯峰和高效冷庫實現節能降耗和運行成本節約，還可以減少系統裝機容量，降低運行成本。 的目標。

圖2.6-1 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司DISU冰漿裝置

2.2 NH3 微型充電裝置

降低NH3充注量，提高系統安全性是氨制冷機組的發展方向。 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司的GMCW-NH3微充冰水機組就是在這種情況下應運而生的新產品。 采用螺桿式制冷壓縮機，配備冷凝器、蒸發器、節流閥、冷卻水系統等。機組模塊化，結構緊湊，運行管理方便，可提供空調冰水或低溫鹽水。 機組采用環保天然工質NH3，最大限度減少工質充注量。 該機組具有以下特點： 1）采用永磁變頻高效NH3半封閉螺桿壓縮機，專利線路； 2）采用U型轉彎+板微重力供液，換熱效率高，儲液量小； 3）油分離、油冷卻、冷凝器一體化，結構緊湊，體積小； 4) COP=5.06（出水溫度為0.5°C）。 NH3微充裝置如圖2.6-2所示，可為乳品行業提供冰水、預冷等。

圖2.6-2 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司GMCW-NH3微量充注冷凍水機組

2.3 高溫汽輪機

在冷凍冷藏應用領域，如乳品行業、畜禽屠宰、食品加工企業，一方面制冷系統排出大量的凝結熱，另一方面產生大量的冷凝熱。加工過程中需要大量的熱水和蒸汽。 如圖2.6-3所示，佛山市新澤昌不銹鋼有限公司的GWHS-HFO高溫水蒸汽發生器采用新型工質（Z）替代傳統工質。 臨界溫度高于常規的，GWP僅為9，遠低于858的858，是環保制冷劑； 加入熱回收循環和水預熱的過程，實現了整個系統能效比的提升； 針對可能存在的結垢問題，采用節流減壓閃蒸產生高溫蒸汽的方式，保證了蒸汽的清潔度。

圖2.6-3 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司GWHS-HFO高溫水蒸汽發生器

2.4 高效相變散熱技術

如圖2.6-4，佛山市新澤昌不銹鋼有限公司的GEPT-R290/CO2高效相變冷卻機，該產品的主要創新點在于CO2在化工領域作為冷卻劑。工業取代傳統的冷鹽水冷卻。 代理人。 液態CO2對金屬的腐蝕性不強，易于操作和管理。 常規化工所用的鹽水溶液傳熱溫差大，而CO2相變負載冷卻出口液和回氣的溫度變化極小，效率更高。 換算成同樣的出口溫度，COP提高了10%。

圖2.6-4 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司GEPT-R290/CO2高效相變負荷冷卻器

2.5 新型冷庫板

如圖2.6-5所示，展會上推出了多種形式的冷庫板無錫不銹鋼翅片換熱管，并出現了很多板材結構創新無錫不銹鋼翅片換熱管，如掛鉤式冷庫板，利用偏心掛鉤鎖緊連桿，使庫板變得輕而易舉安裝適用于小型冷庫； 插入式夾芯板，采用PVC槽口型材與金屬面板鉸接，使EPS夾芯板安裝后更加堅固平整，槽口填充PU發泡，有效切斷冷橋等。常用的聚氨酯冷庫板可以一般分為A、B1、B2等（A級阻燃等級最高，次之）。 環保材料和應用也相應得到改進。

圖2.6-5 冷庫板分層結構

2.6 多功能模塊化組合冷箱

土建和鋼結構冷庫一旦建成，其規模和功能就很難隨著市場需求而改變。 為了克服上述不足，中集冷鏈公司在本次展會上展出了移動式多功能模塊化冷箱，如圖2.6-6所示。

圖2.6-6 多功能模塊化組合冷箱

這種模塊化冷箱是在原有傳統冷藏集裝箱的基礎上改進而成。 冷箱可根據需要配置預冷、冷藏、速凍功能。 單個冷箱還可以實現多溫區制冷功能。 此外，多功能模塊化冷箱可根據制冷量和冷庫空間需求自由配置組合，不用時可隨時拆卸移動。

2.7 智能冷凝機組

在冷藏柜和小型冷庫制冷系統的應用中，如應用于冷藏展示柜，可實現一拖多。 格力推出中高溫全直流變頻一體化智能冷凝機組，如圖2.6-7所示。 圖2.6-7(a)為大冷量中高溫機組，蒸發溫度-15～10℃，可控排氣溫度115℃以下，采用內外機通訊或接收電磁閥開關信號，根據庫溫直接控制壓縮機啟停，避免無效啟停； 圖2.6-7(b)為全直流變頻風冷冷凝機組，采用二級壓縮中間送風壓縮機，特別適用于高壓比工況下運行，可實現-25的控制~ 儲存溫度為 5°C； 圖2.6-7(c)為系統一體化單元，安裝時無需外加閥門和電控箱，無需焊接，無需現場注冷媒，只需外接電源即可運行。

(a) 大冷量中高溫機組

(b) 全直流變頻風冷冷凝機組

(c) 一體化智能低溫冷凝機組

圖2.6-7 格力智能冷凝機組

2.8 高效二氧化碳冷凝裝置

圖2.6-8 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司高效二氧化碳冷凝裝置

如圖2.6-8所示，佛山市新澤昌不銹鋼有限公司高效二氧化碳冷凝機組采用直流變頻壓縮機實現系統冷量可調，從而達到低能耗，特別是部分負荷下，計算出最佳壓力控制點，從而達到最大能效比。 通過變頻器的全區間控制算法，保證壓縮機的安全運行。 實時終端冰箱通訊，實現恒溫控制，保證食品品質。 二氧化碳跨臨界控制系統應用于小型冷凝機組，實現最佳壓力控制和最佳系統COP。 通過直流變頻壓縮機全程控制、先進的壓力和溫度控制算法、實時負載反饋同步優化系統，實現天然制冷劑的高效制冷、系統可靠性和食品保鮮； 同時，可結合遠程監控系統，實時監控機組狀態和智能優化控制系統，進一步提高系統的性能和可靠性。

2.9 超低溫冷凍柜轉換柜

圖2.6-9是佛山市新澤昌不銹鋼有限公司的超低溫制冷轉換柜，通過高效的單級雙元蓄熱式制冷技術實現-60℃的超低溫儲存。 確定制冷劑的物理參數及其飽和蒸氣壓曲線。 混合工質（如R290、R170）的選擇和配比； 在單級壓縮蒸汽制冷循環的基礎上設計熱回收循環，降低系統壓比，控制蒸汽管路壓力，降低非共沸混合制冷劑的滑移溫度，可提高系統的制冷量并達到設定溫度。 產品可在常冷和低溫之間隨意切換，溫度調節范圍為-15℃至-60℃； 同時采用不銹鋼內膽，可為金槍魚等深海高端食材提供專業的低溫儲存。 此外，該產品可在24小時內將60kg的食材冷凍至-18℃以下，冷凍能力大。

圖2.6-9 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司超低溫冷凍柜轉換柜

3 制冷系統換熱器

在換熱器方面，本次制冷展展出的產品涉及各種結構形式的換熱器，包括管殼式換熱器、釬焊板式換熱器、殼盤管（板殼式）換熱器、高效水箱換熱器、同軸套管換熱器、翅片管換熱器、微通道換熱器等。其中，釬焊板式換熱器非常受歡迎，許多客商都展出了釬焊板式換熱器系列產品。 展會上，來自世界各地的客商展示的不僅是種類繁多的換熱器，還有許多換熱器的表面處理技術，如表面涂層技術。

3.1 管殼式換熱器

佛山市鑫澤昌不銹鋼有限公司展出的新型高效殼管式換熱器（如圖2.6-10所示），保證制冷劑在每次換熱時以均勻的流量換熱管，解決了氣液分層 傳熱效率低的問題。

圖2.6-10 高效新型管殼式換熱器

3.2板式換熱器

釬焊板式換熱器是本屆中國制冷展最熱門的換熱器之一。 釬焊板式換熱器是墊片板式換熱器的升級版。 它由頭尾擋板和人字波紋板組成。 相鄰波紋板的角度相反，板組件之間的波峰相互交叉形成大量的接觸點，通過真空釬焊，使釬料熔化與母材形成合金，使每一個接觸點板片間點成為焊接點，既增強了換熱器的強度，又提高了換熱效率。 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司推出大型斜流釬焊板式換熱器（如圖2.6-11）。 雙流道的設計使換熱器能夠提供良好的性能，適用于冷凍、冷藏冷卻、余熱回收等。

圖2.6-11 釬焊板式換熱器

佛山市鑫澤昌不銹鋼有限公司展出了B3系列可拆式板式換熱器，并展出了板式換熱器的板片（如圖2.6-12所示）。

圖2.6-12 可拆式板式換熱器及其板片

佛山市新澤昌不銹鋼有限公司研制出世界第一臺“銅界面”板式換熱器（如圖2.6-13所示）。

圖2.6-13 銅接口板式換熱器

德國某公司展出了一款板式換熱器，采用墊片式板片，設計壓力為30bar，采用激光半焊式，設計壓力為63bar（如圖2.6-14所示）。

圖2.6-14 該公司板式換熱器

圖2.6-15 可拆式板式換熱器

佛山市鑫澤昌不銹鋼有限公司推出了一種可拆式板式換熱器（如圖2.6-15所示），易于維護和清潔。 采用獨特的人字波紋，傳熱效率高，對數溫差最小可達0.5℃。 板材采用不銹鋼304、316鈦板等，具有很強的耐腐蝕性。 板材涵蓋淺槽、深槽、超深槽等不同規格。 組裝后，它們可以形成窄通道和超寬通道。 該換熱器結合了板式換熱器和管殼式換熱器的原理設計。 它由激光焊接的薄板換熱器和承壓設計的外殼組成。 兩種不同介質的流體分別通過板過程。 和殼面。 結構緊湊，傳熱系數大，耐高溫高壓，壓降小，可串聯組合增加換熱長度，或并聯多通道設計。

3.3 高效罐式換熱器

高效罐式換熱器適用于各種制冷（熱泵）系統。 水在內管中流動，制冷劑在內管與外殼之間的夾層中流動。 水流速度均勻，與板式換熱器相比不易局部結冰。 , 污垢。 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司展出高效換熱罐。 高效換熱罐內部結構見圖2.6-16。

圖2.6-16 高效換熱罐

3.4 同軸套管換熱器

佛山市新澤昌不銹鋼有限公司展出SF150系列同軸套管換熱器，具有介質螺旋流、不易結垢、液體滯留少、承壓能力強等特點。 、游泳池恒溫等。 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司展出了SF200系列同軸套管換熱器（如圖2.6-17所示）。

圖2.6-17 同軸套管換熱器

3.5 翅片管換熱器

如圖2.6-18所示，佛山市新澤昌不銹鋼有限公司和上海中捷熱工技術中心展出了涂層翅片管換熱器。 涂層為P413赫斯特酚醛塑料涂層。 換熱器表面處理無露底、無掛流，增強了換熱器的耐腐蝕性能。

圖2.6-18 翅片管換熱器及防腐涂層

3.6 微通道換熱器

佛山市鑫澤昌不銹鋼有限公司展出的微通道換熱器（如圖2.6-19）主要用于家用、商用空調、機房空調、車用空調和重工機械。

圖2.6-19 佛山市新澤昌不銹鋼有限公司微通道換熱器

浙江三科換熱系統有限公司展出了一款微通道換熱器，采用一體式釬焊，翅片與鋁合金扁管相結合。 接觸熱阻小，可顯著改善傳熱。 鋁翅片間無電位差腐蝕，耐腐蝕性強。 采用百葉翅片，有效打破空氣熱邊界層，降低傳熱阻力。 空氣波道流動與翅片長時間接觸，加強傳熱。

佛山市鑫澤昌不銹鋼有限公司展出了一體化微通道換熱器，并展示了微通道換熱器的內部截面結構（如圖2.6-20所示）。

佛山市新澤昌不銹鋼有限公司展出了模塊化熱泵微通道換熱器（如圖2.6-21所示）。 該產品為100%全鋁換熱器，易于回收利用。 特殊的翅片設計便于排水，減少30%的制冷劑充注量，更環保。 佛山市鑫澤昌不銹鋼有限公司還推出了微通道涂層解決方案，包括標準3102鋁合金、長壽命鋁合金、TCP涂層、電泳AA涂層等，可延長換熱器在腐蝕性環境中的壽命環境。

圖2.6-20 一體化微通道換熱器及其內部截面結構

圖2.6-21 模塊化熱泵微通道換熱器及涂層

3.7 板管式蒸發器

佛山市新澤昌不銹鋼有限公司展出的板管式蒸發器（如圖2.6-22所示）。 冰箱、冰柜直接冷。

圖2.6-22 板管式蒸發器

3.8 吹氣式蒸發器

佛山市鑫澤昌不銹鋼有限公司展出的吹氣式蒸發器（如圖2.6-23所示）適用于制冷等領域。

圖2.6-23 膨脹蒸發器

3.9 線管冷凝器

佛山市新澤昌不銹鋼有限公司展出的線管冷凝器（如圖2.6-24）有普冷式、強冷式、復合式、背冷式、底冷式系統。

圖 2.6-24 線管冷凝器

3.10 高效換熱管

佛山市鑫澤昌不銹鋼有限公司推出高效換熱翅片管系列產品（如圖2.6-25所示）。 高效換熱蒸發管適用于滿液式蒸發器和降膜式蒸發器，可有效減少制冷劑充注量。 高效換熱蒸發管外表面有鱗片狀細槽，管表面下形成相互連通的環形通道。 形成的微孔提供了大量蒸發和換熱所需的氣化核心點，促進液體的氣化。 化學轉化過程中高效液膜蒸發，使液膜變薄，降低熱阻。 它還可以利用孔隙的毛細管作用使環形通道和孔中的液體和氣泡循環。 采用換熱器的特殊結構，使制冷劑在很小的過熱度下產生連續的氣泡，蒸發傳熱系數可達光管的0倍以上。 高效換熱冷凝管的翅片結構呈交錯之字形，可使凝結水的流動處于擾動狀態，促進凝結水膜的對流換熱，使液膜變薄，增加內表面積和湍流的二次效應。 大，加強了總傳熱能力。

圖2.6-25 高效換熱翅片管

4 制冷系統閥門

三花展出了一款用于制冷制冷領域的低內漏電子膨脹閥（如圖2.6-26所示）。 通過在閥針部位設置微型軸承，減少了閥口因轉動而產生的磨損，延長了軟密封的使用壽命。 壽命，使內漏水平與電磁閥一致，可替代電磁閥加熱力膨脹閥的解決方案。 盾安展出多線超靜音高耐久電子膨脹閥（如圖2.6-27所示），其閥口設計和閥腔流道結構配合靜音流量特性曲線，降低制冷劑噪音節流； 提高軸承結構和加工精度的技術水平，提高閥門的可靠性和使用壽命。

圖2.6-26 三花低內漏電子膨脹閥

圖2.6-27 屏蔽靜音電子膨脹閥

佛山市鑫澤昌不銹鋼有限公司推出多款制冷系統用膨脹閥，如UKV-H電子膨脹閥（如圖2.6-28所示），具有大口徑的特點，適用于 air and heat pump water . The MOPD has been , which can be used in cold and high , and the water of heat pump water has been ; for , AEX-Z type low valve, for -70~-100°C (R23), 10 ~-70°C (R404A), can be used in the low field below -100°C, and is for tuna fresh; Up to 35 times, and does not need to an valve for , for , ; such as NSK type high- , can reach the of ±%FS, and can be used under any in the world It can high- and is for air , units, water- units, heat pump water , etc.; for , the LKV type valve has the of , low valve , and can cope with high .

2.6-28 UKV-H valve

2.6-29 EPV type high valve

For CO2 , many have for CO2 , such as the UKV-J type CO2 (as shown in 2.6-30), which can be and used under ultra-high , with a of up to 15 MPa, can be used in a state, for heat pump water , , etc.; Steel Co., Ltd. a CV (B) CO2 check valve (as shown in 2.6-31) , the is 14MPa, the is -30~120°C, the is -30~120°C, and the valve is 0.04 MPa.

2.6-30 UKV-J type CO2

2.6-31 CO2 check valve

Steel Co., Ltd. also the ELF08 iron valve (as shown in 2.6-32), and the DSF of four-way (as shown in 2.6-33). It has the of , , low , and low power .

2.6-32 Iron valve

2.6-33 DSP four-way valve

5 for

Steel Co., Ltd. has a B1-grade for cold (as shown in 2.6-34), which high- flame by flame , and can exist in rigid foam for a long time , can solve the of of flame , rigid foam ≤0.022W/(m K) (25°C)/0.020 W/(m K) (0°C), water ≤2 %, ≤ 1.0%, ≥.

Steel Co., Ltd. has a of pipes and pipes (as shown in 2.6-35), which have such as high- flame and multi-layer flame , and are for pipe, pipe, The is made of cross- -cell foam, which no in the inner pipe wall, no false empty bags in the pipe, high , , , anti-aging, Small water , good , no to tubes and tubes. The whole of pipes adopt 0- high- pipes for both and . The pipes soft with soft . The of the bell mouth is with a to avoid the risk of air . The nuts are anti- , parts , but also saves time. and Y- , box, U- , etc. (as shown in 2.6-36).

2.6-34 for B1 grade cold

2.6-35 pipe and pipe

2.6-36 and

has a diene (as shown in 2.6-37). After the GB/-2008 test, the in a is 0.0127 W/(m K) (-196°C) , 0.0242 W/(m K) (-100°C), no , good , good flame , used in the of gas, , and other and and other deep for cold .

2.6-37 Diene

sound- , wave , tape, cloth tape, pre-cut pipe, , , WFD and , WFC and , WFA and , 0-grade and A wide of such as and A pipes (as shown in 2.6-38).

2.6-38

6

As an part of this China , cold chain the rapid of and in links of the cold chain, such as pre- for the "first " of the cold chain and fresh food for the "last ". has been , and cold chain is and , high and , multi- and . On the other hand, since cold chain and cold chain are still in the stage of in my , they face such as weak , high , low of , low of , and lack of . It is that more will join the of cold chain and build a "full- ". , sound , green and , and used” cold chain to and for food .

heat , , etc. are of and air- , and are the key to new forms and . forms of heat are in this , and they all a high level of and . The of heat is high , and low . The of heat can the of ; small- heat and micro- heat are the key to . An way to is for the of . In , in order to the and of the , on the of the heat will also be an for the of the heat . The high- and quiet of and other are the trend in the past few years and for a long of time in the .

for the of and , and has been a trend. In the past few years, there have been many by the of . , trend of is the of . with high flame , low , high and long life will be an in the .