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2.5.2 我國冷鏈物流銷售末端設備技術現狀

冷鏈物流銷售末端設備均由制冷系統和保溫箱體組成,在技術發展方面,存在著共性發展的現狀,主要包括:

1)制冷系統優化:如對系統部件優化以降低末端設備能耗、采用高效的兩級壓縮制冷循環、噴射器增效的壓縮制冷循環等。

2)PCM蓄能技術:如雙蒸發器并聯回路采用PCM優化系統能效、蒸發器和冷凝器采用PCM技術等。

3)絕熱提高技術:如優化發泡策略、采用VIP板、新型門封的應用等。

4)制冷劑替代技術:如R290制冷劑的推廣使用。

5)換熱增強技術:如換熱器翅片結構的優化、表面涂層的應用。

末端設備的共性技術主要包括以上五個方面,下面主要介紹各類設備的個性技術發展現狀。

2.5.2.1 超市冷柜

超市冷柜尤其是敞開式陳列柜,因其柜內低溫環境與外部環境不封閉,耗能很高。據不完全統計,陳列柜等制冷設備耗能占超市總耗能的10%以上。目前主要的節能技術有:

1)采用高效蜂巢式出口,使風幕氣流均勻分布,并可以減小循環風量。

2)增加蒸發器換熱面積,提高蒸發溫度從而延長除霜時間。

3)采用LED照明或將柜內照明改為柜外照明,可以節約能耗。

4)采用反射蓋板,減少超市照明產生的熱輻射,提高商品的貯存質量。

5)采用熱回收系統,夏季回收冷氣,冬季回收冷凝熱,克服陳列柜隨環境溫度變化導致柜內溫度不穩定、融霜次數增多的問題,從而達到有效節能的目的。

2.5.2.2 生鮮配送柜

生鮮配送柜由生鮮配送柜、通信設備、分析發放終端等組成,如圖2-82所示。

(1)生鮮配送柜

主要負責各個點的生鮮貯存,客戶通過APP或者短信取件碼進行取件,內部配置有常規的蒸氣壓縮制冷系統。

(2)通信設備

根據生鮮配送柜的通信接口需求,使用無線工業路由器進行數據通信,TR321系列路由器具備232串口及485串口、一路LAN口、一路WAN口。

TR321路由器通過RJ45網絡通信接口與生鮮配送柜進行連接,并通過移動網絡實時將所需數據上報平臺,或平臺實時下發所需數據。

(3)分析發放終端

分析發放終端包括各種服務器及系統軟件,主要負責對物流數據的分析和管理,以便及時地處理各類生鮮貨物的短期貯藏、提取提醒、現場提取、配送地點轉移及未按時提取等事件。

生鮮配送柜是一個基于物聯網,能夠將生鮮食品保鮮冷藏、暫存、監控和管理的高新技術設備。生鮮配送柜外形類似快遞行業的物品寄存柜,它的智能之處在于除了核對信息后會自動發信息給客戶,通知客戶取件外,還能智能控制貯藏箱溫度,保證食材新鮮,其具有以下特點:

1)高度定制的業務處理系統,完美協調設備與客戶之間互動,并完成業務數據的處理。

2)通過運營商網絡可以實時監控每一個終端的運行情況,隨時調整供應鏈和電子促銷廣告。實現設備遠程監控與管理,減低設備的維護成本。

3)高效率、低成本的收費方式,采用電子貨幣結算,提高資金管理效率,有效杜絕徇私舞弊以及假鈔殘鈔所造成的經濟損失。

圖2-82 生鮮配送柜網絡架構圖

2.5.2.3 冷鏈零售柜

1.冰淇淋柜

與其他冰柜主要不同的是冰淇淋柜有一個面積比較大的視窗,而這個大面積的視窗將會是整個冰柜中保溫效果最差的地方,因為被保溫材料包裹的其他區域散熱量很小,但是視窗所用材料因為要求有很好的透光度,因此保溫性能很差,需要一些特殊的設計來減少散熱。

目前研制開發出來的冰淇淋柜視窗保溫技術是用氣膜保溫,就是在視窗下面通過鼓風機制造一層氣膜起到保溫膜的作用,用氣膜進行保溫絲毫不影響其透光率,因此可以在不影響視覺的情況下,對冰淇淋柜進行保溫處理。

冰淇淋柜是專門為商場超市、賣場、便利店、冷飲店、蛋糕店、牛奶站而研發設計的,其主要技術要求有四個:

1)展示效果突出,可以抓住消費者的目光。顏色靚麗,吸引眼球;采用頂開防凝露玻璃門,消費者可以透過玻璃看到貯存的冰淇淋、雪糕等產品,而且玻璃門不僅結實耐用,還防凝露,讓雪糕、冰淇淋的保存更冰爽。

2)制冷技術領先,核心部件配置品質高,如翅片式冷凝器和蒸發器,熱交換效率高,制冷能力更強;采用高效壓縮機,制冷速度更快,商戶不再擔心旺季冰淇淋、雪糕斷貨;采用風冷設計,使得貯存的冰淇淋產品冷量均勻,冷藏效果好。

3)節能環保技術領先。采用直流節能風機,能耗水平低,為商戶節省運營成本。

4)設計人性化,冰淇淋展示柜采用LED柔光設計,不僅節能,而且透光性強,展示效果更突出。

2.飲料柜

以澳柯瑪SC系列立式風冷無霜飲料柜為例,主要技術特點有:

1)智能監控分時控制技術:可以針對不同的銷售時段,區分淡旺季,有針對性地實施不同溫度和照明控制方案,從而達到節能降耗目的。

2)分級全蒸發化霜水處理技術:采用化霜水兩級蒸發技術,第一級充分利用壓縮機的熱量對化霜水進行加熱升溫,在壓縮機加熱作用下蒸發一部分水;未蒸發的化霜水進入第二級蒸發盤,第二級蒸發盤利用冷凝風機產生的高速流動的干熱空氣,蒸發剩余的化霜水,化霜水在兩級水蒸發系統的作用下充分蒸發,不需要人工外排倒水。

3)玻璃門防凝露技術:飲料柜的玻璃門很容易凝露,影響展示效果。采用三重凝露防護技術解決門體凝露,雙層中空玻璃內充注惰性氣體,減少熱量以傳導和對流的方式進行傳遞;第一層玻璃采用鋼化鍍膜Low-E(Low emissivity,低輻射)玻璃,減少輻射熱傳遞;回風除露技術,引導部分干熱空氣流向玻璃門的外表面,利用熱空氣對玻璃門外表面進行加熱,除去玻璃門表面的凝露。

4)熱帶全載速冷技術:針對飲料熱容量大的特點,采用翅片式冷凝器和翅片式蒸發器,翅片迎風面經過“波浪”處理,使熱交換面積更大,同時采用高速軸流風機以提高風量及風速,提高了傳熱效率,加大了傳熱量,實現飲料快速冷卻。

5)柔性制冷管路設計:采用“柔性”制冷管路設計,既降低了壓縮機的振動傳遞,又便于風機和壓縮機移動到壓縮機倉外面,使檢測和維修更加方便。

3.自動售貨機

冷藏型自動售貨機不僅對存儲溫度有一定要求,而且對展示性也有較高要求。為了減少玻璃門漏熱和防止門體結露,自動售貨機常采用中空玻璃、雙中空玻璃,對于要求較高的場所會采用Low-E中空玻璃和雙Low-E中空玻璃。研究表明,真空玻璃在環境溫度為30℃時,不結露相對濕度也能達到70%。復合真空玻璃門,在柜內溫度為分別為-20℃和-25℃時,玻璃門不結露時最大相對濕度分別為84%和82%。

2.5.2.4 廚房(酒店)冰箱

廚房(酒店)冰箱技術特點大多與家用冰箱相似,家用冰箱外殼采用合成材料,而廚房(酒店)冰箱一般采用不銹鋼,耐腐蝕能力更強。近期主要技術進展有:

1)通過匹配高能效壓縮機,制冷速度快,噪聲低。

2)采用高效熱傳遞金屬(純銅管)制作蒸發器,換熱效果明顯,制冷速度快,食材保鮮好。

3)精準融霜自動控制,性能穩定。

4)采用自然空氣融霜,降低了電能消耗。

5)自動回歸門設計,有效防止冷量流失。

6)發泡層為超微孔聚氨酯整體發泡,孔徑致密,保溫效果好。

7)門封條的吸力比較大,可鎖住冷氣不泄露。

2.5.2.5 家用冰箱

目前家用冰箱的幾種常見技術是無霜技術、保鮮技術、變頻技術和智能化技術。

1.無霜技術

當冰箱里的空氣遇到溫度較低的冰箱內壁時,就會在其表面形成霜,這就是直冷冰箱有霜的根本原因。冰箱結霜后會影響換熱效率,造成制冷能力下降,需要用戶手動除霜。

用冷氣強制循環的冰箱,稱為風冷式冰箱,即無霜冰箱。無霜冰箱的蒸發器常用翅片管式,放置在冷凍室與冷藏室之間的夾層中或箱內后上部,利用一只小型風扇強迫箱內空氣對流,以達到冷卻目的,因此冰箱內壁看不到結霜。

無霜冰箱的除霜系統組成:

1)化霜定時器(累計計算壓縮機工作17~24h后斷開壓縮機的供電并給蒸發器、接水槽加熱絲供電)。

2)蒸發器加熱絲(蒸發器電加熱除霜)。

3)接水槽加熱絲(接水槽電加熱除霜)。

4)化霜溫控器(控制化霜時的溫度)。

5)雙金屬片或溫度保險(防止化霜溫控器失靈的一個保護裝置)。

化霜定時器累計計算壓縮機工作17~24h后停止對壓縮機和循環風扇的供電,同時給蒸發器、節水槽加熱絲供電,當化霜溫控器監測達到設定值時斷開加熱絲供電(如果化霜溫控器達到設定值還未斷開時,溫度保險就會過熱斷開),至此一個除霜的過程結束,然后化霜定時器恢復給壓縮機供電,并延遲幾分鐘給循環風扇供電,制冷重新開始。

2.保鮮技術

常用保鮮技術有:

1)零度保鮮技術:利用精確的控溫技術,使間室溫度無限趨近于0℃來貯藏食品,食品既不結冰又長久新鮮,最大限度抑制細菌繁殖及營養物質流失。

2)真空保鮮技術:將食品封閉在一定的空間內,通過真空泵抽取容器內的空氣,使食物存放在低壓、低氧的環境中,同時抑制微生物繁殖,達到保持食品新鮮度的目的。

3)觸媒保鮮技術:利用觸媒(催化劑)的催化活性,通過化學反應對冰箱內的異味以及果蔬釋放的乙烯進行去除,實現凈化、保鮮、殺菌及抑制細菌繁殖的功能。

4)離子保鮮技術:通過高壓放電裝置電離空氣產生一定濃度離子(負離子、正負離子、等離子等),利用帶負電荷的離子、帶正電荷的離子組成的離子群,與帶正負電荷的細菌均可發生反應,從而殺死細菌,抑制細菌繁殖,實現保鮮功能。

5)靜電場保鮮技術:利用高壓靜電,產生特殊的電磁靜電波,與食品中的水分子發生共振使其活化,同時,提供空間電子能,利用氧化還原反應減少營養物質的損耗,實現延長保鮮期的效果。

6)速凍保鮮技術:速凍保鮮技術是采取加強換熱、加快冷凍速度等方式,使肉類快速通過-5~0℃最大冰晶生成帶,形成較小的冰晶,避免細胞膜的破壞。

7)冰溫保鮮技術:將食品控制在0℃到食品的凍結溫度點范圍進行貯藏。該研究始于20世紀70年代,最早是用于魚類保鮮,目前主要用于生鮮食品貯藏。

3.變頻技術

相對于壓縮機頻率恒定的技術而言,變頻是指通過改變供電頻率,進而改變電動機運轉速度的技術。定頻冰箱的壓縮機頻率和轉速是恒定的,不論冰箱內存儲的食物有多少、環境溫度的高低,冰箱壓縮機都定速運轉;當冰箱的冷藏室或冷凍室內達到設定溫度時,冰箱壓縮機即停止工作,當溫度高于設定溫度時,冰箱壓縮機即起動制冷。變頻冰箱采用變頻壓縮機和驅動器,增加了變頻控制系統,冰箱壓縮機轉速可以根據冰箱內食品貯存量、箱內溫度及其設定溫度高低以及開關門次數,在一定轉速范圍內自動調節,消除由于制冷系統頻繁開關造成的能量消耗,達到節能的目的。當冰箱內溫度很高時,變頻壓縮機可高速運行,使冰箱內溫度迅速降低,確保快速制冷;而當冰箱內溫度較低時,變頻壓縮機即進行低速運轉。

4.智能化技術

隨著人工智能和大數據技術的不斷發展,智能家居產品逐漸成為消費者追求高品質生活的新需求,也成為家居行業新的消費增長點。冰箱作為傳統的三大家電之一,長期在家庭中扮演著至關重要的角色,也是高品質家居生活的一項重要指標。

1)食物識別技術:以西門子云食管家冰箱為例,該款智能冰箱智聯交互中心主要通過4種方式建立儲鮮清單,包括智聯保鮮標簽、智能圖像識別、大屏觸控輸入以及手機遠程輸入。

在冰箱冷凍區域,由于食材的貯存時間長、包裝厚且不易辨別,很容易造成食物長期堆放,甚至遺忘的情況。西門子云食管家冰箱獨有的智聯保鮮標簽,運用無線射頻識別技術,在標簽與相對應的食物同時放入冰箱時,可以自動讀取預設在標簽中的食材信息,加入儲鮮清單,為用戶提供便捷的食材信息管理;此外,用戶還可根據特殊需求對標簽信息進行手動管理。同時,西門子云食管家冰箱在冷藏室也配備了雙高速攝像頭,關合冰箱門時,自動抓取冷藏室及門上擱架照片,系統智能識別食材種類并及時加入儲鮮清單。此外,消費者也可以通過冰箱上的高清智聯交互大屏進行手動觸控或通過手機遠程輸入食材信息,加入儲鮮清單。儲鮮清單可同時記錄并存儲食材名稱、添加存放時間、貨架期限和存放位置等信息,時刻跟蹤食材新鮮狀態,并通過智聯交互中心進行過期提醒,提供專業儲鮮建議,為消費者帶來領“鮮”一步的保鮮新體驗。

2)語音識別技術:目前越來越多智能冰箱開始搭載語音識別功能,通過傳聲器陣列技術、聲紋識別技術、方言識別技術和語義理解技術的全語音交互,可實現聽聲識人、語音定位、聽聲調速和語音開關門等功能。用戶發出語音指令后,系統先對該指令進行語音識別,進而分析用戶數據,再向用戶推薦合適的使用場景。例如,當父母忙著做家務或者工作時,孩子在學習中遇到難題后,可以選擇與冰箱進行交流,冰箱能夠對孩子的提問推送百科知識解答等,成為孩子的學習幫手。同時,在用戶外出前,冰箱也會提醒用戶天氣變化、增減衣物。此外,用戶還可通過語音對冰箱實施控制,替代傳統音樂、電臺、視頻、購物等的操控界面指令,如用戶可在做飯時,語音指控冰箱播放音樂、觀看當天的社會新聞、電視劇等,徹底解放用戶雙手。

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