陆路冷藏集装箱结构特点及设计

摘 要：陆地冷藏集装箱（“冷箱”）专门用于陆地运输（包括公路和铁路）冷鲜货物，并根据技术参数和陆地运输要求进行设计。陆地冷箱可以充分发挥内陆公路和铁路网运输的优势，使货物长途运输更快、更方便。

关键词：陆运;冷藏集装箱;设计

1 概述

随着我国社会经济的发展和人民生活水平的提高，对水果、海鲜等生鲜产品的需求不断增加，不同地域间的生鲜贸易愈加频繁，推动了冷链物流的快速发展。在早期，制品的冷却只能通过冷媒制冷，例如将冰放在物体周围或直接放在装满冰（水）的容器中来冷却制品，以降低的氧化能力并延长制品的保鲜时间。这种被动的冷却方法可用于运输周期短的物品，但很难保证长距离区域或高环境温度下的运输质量。冷藏集装箱是一种具有主动制冷功能的运输设备，使用中可以整箱吊装，装卸效率高，可用于多种交通运输工具进行联运，可以从产地到销售点，实现“国到国”直达运输，符合当下长途长时间运输的需求。冷藏集装箱运输一般分海运和陆运形式，本文主要探讨陆运冷藏集装箱的设计特点。

2 冷藏基本条件

货物装载进集装箱后，即需要对其进行冷却冰冻。总结货物装箱后要实现冷藏的基本条件有：

（1）物体的快速冻结。生鲜产品的保鲜有时效要求，为避免因冷冻不及时而造成货物的腐败，冷箱需要实现对货物的快速冷冻，因此对冷箱的制冷机组的制冷功率有一定要求。

（2）冻产品的规格相同。如果冷冻产品的规格不同，则可能导致冷冻速度效应的差异，即在相同的冷却环境下，因货物本身的特性（例如含水量、吸热速率等）或空间布置不同，造成冷冻效果不同，产生货物冻伤或没有形成冷冻等不良后果。因此同箱内的冷冻产品的品种和空间布置应尽可能一致。

（3）速冻产品必须是新鲜清洁的。生鲜产品极易变质腐败，即使完成快速冷冻，长时间运输途中其自身携带的细菌也可能形成菌群，甚至引发同一个储存空间中的其他货物的变质腐败。在货物冻结之前进行清洗，可进一步消除货物表面的细菌和其他附着物质，保持货物自身组织成分的单一性，从源头上保证产品在长途长时间冷藏运输中避免变质腐败。

3 制冷设备要求

冷藏集装箱的制冷方式主要分耗用冷剂制冷和机械制冷两种。

耗用冷剂式冷藏集装箱泛指各种无须外接电源或燃料供应的冷藏集装箱，例如水冰冷藏集装箱、干冰冷藏集装箱、液氮冷藏集装箱等，其特点是在运输过程中，无需外接电源或燃料供应，维修保养要求低。主要缺点是无法实现连续制冷，储冷剂放热和消耗后必须重新充冷或补充，较难实现精确的温度控制，制冷设备占用空间较大。主要适用于小型冷藏集装箱的短距离运输，在国际冷藏运输中已无使用并有逐步被淘汰的趋势。

机械式冷藏集装箱是指设有制冷机组（如压缩式制冷机组、吸收式制冷机组等）的冷藏集装箱。机械式冷藏集装箱是目前技术最为成熟、应用最为广泛的冷藏集装箱，与其他冷藏集装箱相比，它具有以下优点：①调温范围广，从常温到-30℃左右都能调节。通用性强，能运输不同温度要求的货物;②自动控制方便;③箱内温度分布较均匀;④适宜远距离运输，这是其相对于其他形式冷藏集装箱的最突出的优点。

机械式冷藏集装箱的制冷系统一般由动力源与制冷機组组成。铁路运输的冷箱一般其动力源为外接，电源由专用发电机箱/车组提供，归结为集中供电一拖多运输形式。公路运输的冷箱为自带动力源及制冷机组的冷箱，其动力源一般为柴油发动机。对于高端的机械冷箱，其制冷机组配置有一套自动控制系统，控制的参数包括制冷功率、燃料剩余指示、箱内温度、湿度、风速等，做到精确实时控制。

4 陆路冷箱结构特点

现代陆路冷箱一般采用国际标准集装箱尺寸，便于公铁海联运。国际标准集装箱尺寸，箱外宽度为2438 mm，可满足我国铁路货运和公路专用半挂车的运输要求。但其中的高箱，即箱外高度2896 mm的冷箱，其通过公路专用半挂车运输时，需配备低平板半挂车，以符合GB 1589-2016中对于车高的限制。

陆路冷箱结构上由箱体和制冷系统两大部分组成，制冷系统布置在一侧端面外部，多以螺栓连接。箱体结构中需要设置隔热层。一般只在端面上开设一扇对开式端门。自带动力源的制冷系统由油箱、燃油发电机、制冷机组组成，其中油箱布置在最底层。若制冷系统是外接电源，则需开始外接引电插口，插口需符合相应电工标准。

5 陆路冷箱设计特点

陆路冷箱重要的功能在于冷藏和运输。为保证箱体内部的冷藏效果，设计上主要从降低热传导、降低冷气泄露、均衡冷气流通方面考虑。降低热传导性能，多采用低导热率材料和隔热结构实现，箱体内外侧板、顶板、门板之间填充发泡材料，增加一些小波筋及拉毛，增大与发泡层的结合面，以提高抗剥离性;铺设PVC等材料的隔热件，避免内外板材直接连接形成的热桥。冷气泄露，主要取决于门板数量及与箱体的密封性能，其中为提高箱体密封性，可采用双层橡胶胶条结构，即分别在门板外围布置C型胶条（压缩量10～15mm）和门止口布置O型密封胶条（缩量在3～5mm）。均衡冷气流通，则是在箱顶或侧板上铺设贯穿箱长的风道，风道口或气孔等距布置。

冷箱的运输要求箱体具有一定的结构强度，主要通过底结构和角柱及上侧梁、门楣形成框架结构来保证。由于制冷机组及其动力源通常悬挂在端面上，因此悬挂处的端面强度需要进一步加强，需采用大横截面积的角柱布置，必要时还需在其内腔增设加强板。由于制冷机组在工作中和箱体运输中会产生不同频率和幅度的振动，故其与箱体端面连接的紧固件可增设橡胶减震原件，优化紧固件的受力环境外同时也可减少振动噪声。

自带动力源的冷箱油箱可参照卡车油箱设计，并考虑装载过程中可能发生的冲击和冲击。在油箱的设计中，应避免皮带焊接区的强度，并减少点焊接。

6 结语

生鲜物流运输的发展，对冷藏集装箱的需求越来越多。模块化设计的冷箱，可适应市场对不同生鲜产品陆路运输的要求，同时降低企业生产成本和生产周期。陆路运输冷箱的发展对开拓内陆生鲜产品贸易有重要意义，能够满足未来人民生活水平的发展以及对生活质量的追求。

参考文献：

[1]中国工业集团公司.集装箱设计使用手册[M].国防工业出版社，2013（第3版）.

[2]张俊.冷藏集装箱的设计[A].2000年中国食品冷藏链大会暨冷藏链配套装备展示会论文集[C].2000：149-156.

作者简介：佘昊原（1989-），男，汉族，江苏扬州人，本科，助理工程师，研究方向：车辆工程机械结构。