现代冷链行业的发展是跟人民生活息息相关的,在当今社会迭代如此迅速的时期,如果没有冷藏设备的技术发展作为关键支撑,那么冷链的技术水平一定会受到相应的影响,甚至对冷链的效能与品质产生决定性作用。
所以即便冷链在当今社会如此富有市场,包含了生活的方方面面,但是其在研发领域所承担的压力,也必然随着生活方式的不断推进而增加,从而直面一系列棘手的技术进阶问题。
制冷效率与节能的“跷跷板”难题
在全球倡导节能减排的大背景下,提升制冷效率与降低能耗成为冷藏设备研发的核心诉求,也是当前冷藏设备所遇到的最主要问题。但是截至目前,传统压缩机技术虽然趋近成熟,,可是其贡献的能效比已步入瓶颈。以常见的活塞式压缩机为例,在低温工况下,其能效比(COP)提升空间有限,导致运营成本居高不下。新型的变频压缩机虽能根据负载动态调节转速,部分负载效率有所提高,但变频控制依赖的功率半导体成本偏高,限制了其大规模普及 。况且,现在的制冷剂选择也陷入了两难的境地。环保型冷媒如氢氟烯烃(HFOs)虽对臭氧层破坏小、温室效应低,但制冷性能与传统制冷剂相比存在差距,且在高压运行(>10MPa)时,对设备材料的耐压、耐腐蚀性能提出了更高要求 ,增加了研发和制造成本。
精准控温与智能监控的技术短板
不同的运载货物对于温度的敏感度差异是很大的,像疫苗这样的重要医学物品,它的保证温度必须在2~8°C,且温度波动不能太大,而冷冻食品则要求在零下18℃以下。现有的温度控制系统在多温区精准控温方面还存在着控制缺陷,难以满足同一设备内不同货物的多样需求。温度传感器的精度和稳定性也有待提高,并且在智能监控方面,虽有物联网技术的融入,但数据传输延迟、设备兼容性差等问题仍旧未能得到解决。一旦监控系统出现故障,管理人员难以及时察觉,可能引发货物变质等严重后果。
设备可靠性与维护成本的矛盾
冷藏设备常面临恶劣的工作环境,如长途运输中的颠簸、高低温交替变化等,对设备的可靠性提出了严峻考验。部分压缩机因设计缺陷和材料限制,在长期运行中易出现机械磨损、故障频发的情况,从而会导致设备使用寿命缩短。这不仅增加了维修成本,还可能因制冷中断造成货物损失。而且,目前的设备维护多依赖人工定期巡检,缺乏智能化的故障预警和诊断系统。等到故障发生后再进行维修,往往为时已晚,影响了冷链的连续性和时效性。
新型制冷技术的商业化困境
弹热制冷、磁制冷等新型制冷技术虽前景广阔,但还没有达到能够大规模商业化应用的地步。弹热制冷利用应力驱动记忆合金产生晶格相变时的制冷效应,具有零温室效应、高效低振动等优势,但目前还处于实验室研究阶段,距离产业化应用还有一定距离。磁制冷设备虽已在家用酒柜等领域有小规模尝试,如海尔2022年推出的家用磁制冷酒柜,能效比达5.0 ,但设备成本较传统机型高3倍,强磁场屏蔽要求高且难以小型化,阻碍了其在冷藏设备中的广泛应用。此外,这些新型技术的研发需要跨学科协同,目前产学研链条尚不成熟,限制了技术的快速转化。
总而言之,冷藏设备研发的技术进阶之路布满荆棘,需要企业、科研机构和政府多方携手,加大研发投入,突破技术瓶颈,推动冷链行业迈向高质量发展的新阶段。而在不久后的将来,相信在技术人员的不断精进下,产业会给社会交上一份满意的答卷。