鐵路冷藏運(yùn)輸冷耗分析與節(jié)能措施

摘要：為降低鐵路冷藏車運(yùn)輸?shù)睦浜模档瓦\(yùn)輸成本，提高鐵路冷藏的競(jìng)爭(zhēng)能力，本文通過(guò)對(duì)冷藏車?yán)浜牡臉?gòu)成分析，從技術(shù)方面和管理方面提出了鐵路冷藏運(yùn)輸節(jié)能的措施。

關(guān)鍵詞：冷藏運(yùn)輸 冷耗分析 節(jié)能

隨著人們生活水平的提高，冷藏運(yùn)輸量逐年攀升，冷耗能源比重逐年增大，對(duì)冷藏運(yùn)輸進(jìn)行能耗分析，提出有效的節(jié)能措施很有現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái)由于各種因素，鐵路冷藏運(yùn)輸運(yùn)量比重不斷下降，曾經(jīng)的價(jià)格優(yōu)勢(shì)、安全優(yōu)勢(shì)等在日益發(fā)展的高速公路運(yùn)輸面前，毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，改進(jìn)鐵路運(yùn)輸管理，優(yōu)化運(yùn)輸設(shè)備，降低運(yùn)輸冷耗，是提高鐵路冷藏運(yùn)輸競(jìng)爭(zhēng)力的有效措施。

冷藏車的冷消耗比重較大的主要有以下幾項(xiàng)。

1.車體傳熱的冷消耗Q1 Q1=3.6k（te-t1）Z*F F分別為冷藏車的平均傳熱面積（m2）;

Te t1分別為Z時(shí)間車外空氣平均氣溫和車內(nèi)平均氣溫（℃）;

Z為傳熱時(shí)間（h） k為冷藏車體的傳熱系數(shù)（w/m2·K）

對(duì)于凍肉、冰激淋等冷凍貨物，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱占到總能耗的70%以上;減小車體傳熱是凍結(jié)貨物運(yùn)輸節(jié)能的關(guān)鍵，對(duì)節(jié)能具有非常重要的意義。車體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)包括壁面材料和隔熱材料的改進(jìn)，以及隔熱層工藝的改進(jìn)。美國(guó)已開(kāi)發(fā)了采用玻璃鋼材料的隔熱車，在平均外溫26.7℃運(yùn)輸0℃啤酒，6.5天后溫度僅升高了1.7℃。在隔熱層發(fā)泡技術(shù)上，改進(jìn)型的三明治發(fā)泡技術(shù)和半整箱發(fā)泡技術(shù)已成為當(dāng)今發(fā)泡技術(shù)的主流，隔熱層工藝的改進(jìn)，延緩了運(yùn)輸裝備老化率，改善了漏熱、漏氣率，大大節(jié)約了能源消耗。

2.漏熱的冷消耗Q2

空氣滲漏是指空氣在系統(tǒng)內(nèi)外熱壓差和風(fēng)壓差作用下，通過(guò)圍護(hù)結(jié)構(gòu)上存在的縫隙或孔洞，以滲透方式進(jìn)出系統(tǒng)的一種無(wú)組織的氣體流動(dòng)過(guò)程。漏熱量的多少與車速、縫隙、孔洞的大小或外界環(huán)境的溫度差有關(guān)，隨著車速的提高，車內(nèi)外溫差的增大，由車門縫隙泄露的冷量大大增加，因此，車門設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮車門的壓緊裝置;檢修時(shí)定期更換車門的密封條是必要的措施之一;另外，車輛在裝卸貨物時(shí)，為防止車外熱濕空氣滲入車內(nèi)，建議從門頂?shù)降撞捎檬称钒踩S可的PVC材質(zhì)門簾進(jìn)行隔熱，或在冷藏運(yùn)輸裝備車門處安置風(fēng)幕設(shè)備將能有效改善車內(nèi)溫度分布，節(jié)約能源。

3.太陽(yáng)輻射的冷消耗Q3 Q3=3.6γ*k（ty-te）* F * Zγ（KJ）

γ冷藏車被太陽(yáng)照射的表面積占總表面積的百分比;

Zγ太陽(yáng)照射冷藏車的時(shí)間（h） ty冷藏車被太陽(yáng)照射面的溫度（℃）

輻射對(duì)冷藏運(yùn)輸能耗的影響可直接體現(xiàn)在冷藏運(yùn)輸各圍護(hù)結(jié)構(gòu)外表面的溫度變化上，進(jìn)而導(dǎo)致傳熱量的變化。在總能耗方面，采用輻射極大值計(jì)算的能耗比不考慮外界輻射時(shí)約高5～8%。因此，在冷藏運(yùn)輸裝備設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度及工藝要求的前提下，車體外表面采用反射系數(shù)大的材料，改善車體表面的吸熱性能，減低車體太陽(yáng)照射表面的溫度，減小車體因輻射引起的冷消耗。

4.貨物降溫的冷消耗Q4 Q4=（m貨c貨+m包c(diǎn)包）*⊿t貨

⊿t貨計(jì)算期間貨物溫度變化（k）;

m包，m貨分別為貨物和包裝的重量（kg）;c包，c貨分別為貨物和包裝物的比熱（KJ/Kg·℃）

冷藏運(yùn)輸裝備預(yù)冷成本是地面預(yù)冷設(shè)備預(yù)冷成本的8～10倍，而冷卻時(shí)間長(zhǎng)3～5倍（在運(yùn)輸貨物緊密堆碼或通風(fēng)不暢時(shí)，時(shí)間更長(zhǎng)）。冷藏運(yùn)輸裝備是維持適當(dāng)?shù)蜏氐脑O(shè)施而不是強(qiáng)制降溫的裝置，過(guò)長(zhǎng)的預(yù)冷過(guò)程耗費(fèi)了大量能耗，食品的長(zhǎng)期高溫卻導(dǎo)致其腐爛變質(zhì)。因此，大力推行食品預(yù)冷后運(yùn)輸，降低貨物裝運(yùn)時(shí)的溫度，可減小Q5，是節(jié)能的一大重要舉措。

5.貨物呼吸熱冷消耗Q5 Q5=3.6m貨*q貨*z貨（KJ）

m貨為貨物重量（t） " q貨為貨物在車內(nèi)溫度下產(chǎn)生的平均呼吸熱（W/t）

Z貨為貨物在箱內(nèi)放出呼吸熱的時(shí)間（h）

對(duì)于未冷卻的水果、蔬菜等貨物，田間熱和呼吸熱可占總冷耗的70%-80%，因此，在地面通過(guò)專用預(yù)冷設(shè)備，將新鮮貨物進(jìn)行預(yù)冷，可以及時(shí)控制貨物的呼吸熱，同時(shí)降低貨物裝運(yùn)溫度。預(yù)冷后果蔬的熱負(fù)荷顯著降低，可緊密裝載，使總的裝載量提高。據(jù)計(jì)算，使用鐵路冷藏車運(yùn)裝預(yù)冷后的水果、蔬菜，完成同樣的運(yùn)量可減少25%—30%的冷藏運(yùn)輸車需求量。因此，實(shí)行預(yù)冷措施，將貨物溫度降到適宜的區(qū)間對(duì)降低能耗具有重大意義。

降低冷藏車的冷耗，不僅從技術(shù)方面改進(jìn)設(shè)備，提高制冷效率，降低冷消耗，還需要有先進(jìn)的管理措施，做到快裝快運(yùn)，以縮短運(yùn)輸時(shí)間。因此，需要強(qiáng)化管理制度，主要有以下幾方面。

1.優(yōu)化冷藏車的管理。隨著冷藏車圍護(hù)結(jié)構(gòu)的老化，冷藏車傳熱系數(shù)和滲透率增大，這對(duì)運(yùn)輸冷凍貨物來(lái)說(shuō)，耗能影響顯著，而對(duì)運(yùn)輸果蔬類貨物而言，影響相對(duì)較小。因此，根據(jù)冷藏車的使用年齡和鐵路凍結(jié)貨物運(yùn)輸與冷藏貨物運(yùn)輸?shù)谋壤瑢?duì)現(xiàn)有機(jī)械冷藏車按比分成兩大類：凍結(jié)貨物車及冷藏貨物車。當(dāng)需要運(yùn)輸凍結(jié)貨物時(shí)，調(diào)度部門應(yīng)優(yōu)先調(diào)配使用年齡短的凍結(jié)貨物車，當(dāng)需要運(yùn)輸已經(jīng)預(yù)冷處理的冷藏貨物時(shí)，調(diào)度部門可調(diào)配使用年齡稍長(zhǎng)的冷藏貨物車。

2.優(yōu)化冷藏運(yùn)輸組織，做到優(yōu)質(zhì)快運(yùn)。目前，鐵路冷藏運(yùn)輸僅有運(yùn)到期限十分寬松，為400km/天，折合運(yùn)輸時(shí)速僅為16.7km，此速度根本無(wú)法適應(yīng)食品品質(zhì)安全和節(jié)能的需要。針對(duì)冷藏運(yùn)輸對(duì)速度的要求，參考國(guó)外貨物快速運(yùn)輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，如美國(guó)要求運(yùn)距320—480km，6h運(yùn)達(dá);運(yùn)距800km，ld運(yùn)達(dá);運(yùn)距800—2400km，2d運(yùn)達(dá);運(yùn)距2400—4800km，3d運(yùn)達(dá);運(yùn)距4800km以上，4d運(yùn)達(dá)。除非特殊原因，運(yùn)輸速度低于60km/h應(yīng)是不合理的。因此，鐵路各級(jí)管理、調(diào)度部門應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鮮活貨物車輛的調(diào)度指揮，達(dá)到快速、優(yōu)質(zhì)運(yùn)輸。

3.易腐貨物運(yùn)輸作業(yè)規(guī)范化。提高作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化水平，加大對(duì)裝卸冷藏運(yùn)輸車輛的停時(shí)、中時(shí)的考核力度，嚴(yán)格冷藏運(yùn)輸車輛在途時(shí)間的考核標(biāo)準(zhǔn)都不失為加大對(duì)冷藏運(yùn)輸管理的力度。運(yùn)輸指揮及機(jī)、工、電等各部門都要提高對(duì)鐵路貨物運(yùn)輸合同的嚴(yán)肅性、責(zé)任性、效益性的認(rèn)識(shí)，認(rèn)真履行職責(zé)。

綜上所述，降低鐵路冷藏運(yùn)輸能耗必須是技術(shù)改進(jìn)技術(shù)與規(guī)范管理密切配合的，必須積極采用新型隔熱材料、規(guī)范管理、優(yōu)化運(yùn)輸裝備、強(qiáng)化預(yù)冷制度等多方面著手，大家共同努力，實(shí)現(xiàn)鐵路冷藏運(yùn)輸節(jié)能，提高鐵路冷藏運(yùn)輸?shù)母?jìng)爭(zhēng)力。

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本項(xiàng)目為華東交通大學(xué)立科研基金資助項(xiàng)目，編號(hào)13GD02。

（責(zé)編 田彩霞）