分體式軌道車輛用食物冷藏系統(tǒng)研究

徐偉峰

（湖南聯(lián)誠軌道裝備有限公司，湖南 株洲 412000）

隨著鐵路行業(yè)的發(fā)展，動車餐飲供給也受到廣大乘客的關(guān)注，而盒飯作為動車組主要餐飲供給方式。為了有效的控制動車組盒飯等食品供給過程的安全性，需要對這類食品在冷鏈的全過程進行系統(tǒng)簡化和有效控制。基于對簡化動車食物冷鏈模式研究，考慮對這個儲藏和運輸過程進行部件重新設(shè)計，減少食物在冷鏈過程中的轉(zhuǎn)運污染風險，為動車組食物冷鏈提供一種新的解決方案。

1 既有冷鏈裝備和轉(zhuǎn)運方案

以目前既有線路上運行的CRH380、CRH3等車型，和最新的標動CR400為例，餐車設(shè)置在吧臺模式，車上無支持烹調(diào)的設(shè)備，支持供應(yīng)盒飯的設(shè)備包括，冷藏冷凍冰箱、保溫箱、微波爐和小推車，動車組盒飯主要在這個幾個設(shè)備中轉(zhuǎn)存然后送至乘客手中。而涉及到整個動車供餐冷鏈，還包括基地盒飯烹制，冷鏈送至車站分發(fā)中心儲藏，再轉(zhuǎn)運到動車。主要流程如下：

基地盒飯運輸→車站分撥中心存儲→轉(zhuǎn)運到動車上冰箱內(nèi)→微波爐加熱→保溫或售賣

在上述轉(zhuǎn)運過程中，盒飯受到轉(zhuǎn)運過程、裝卸過程和轉(zhuǎn)運時間的影響，可能會受到生物性、化學(xué)性和物理性的危害，使得盒飯受到破損、塵埃污染和細菌感染的機會。因此本方案基于目前的動車冷鏈供應(yīng)盒飯等裝備進行創(chuàng)新設(shè)計，以減少轉(zhuǎn)存過程，減少冷鏈斷鏈時間出發(fā)，設(shè)計一種新型的動車組用冷鏈轉(zhuǎn)運裝置。

2 分體式冰箱的結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)方案

分體式冰箱的設(shè)計著重點是將制冷供給與冷藏空間進行分離，解決動車組裝冷鏈食物的轉(zhuǎn)存問題，同時解決制冷供給與冷藏空間之間的對接問題。

2.1 結(jié)構(gòu)形式

分體式動車組用食物保鮮用制冷裝置，包括壓縮機主體、蒸發(fā)器箱體、溫度控制面板、電氣控制模塊和若干個用于冷藏存儲食物的外接小推車五個部分。其中電氣控制模塊同時與蒸發(fā)器箱體和壓縮機主體連接，溫度控制面板與蒸發(fā)器箱體連接，同時與電氣控制模塊連接；壓縮機主體通過制冷管路與蒸發(fā)器箱體連接形成制冷劑回路，外接小推車與蒸發(fā)器箱體可分離式連接，如圖1所示。

該制冷裝置各個模塊根據(jù)車載空間分別獨立安裝，可以將各個模塊獨立嵌入廚房有空余柜體內(nèi)部，實現(xiàn)更有效的利用空間，同時多個外接小推車作為食物冷藏存儲區(qū)域，獨立于整體固定系統(tǒng)，可以自由獨立活動，提高食物轉(zhuǎn)存效率，而且每個可以獨立運行。

圖1 分體是冰箱結(jié)構(gòu)

2.2 推車與制冷主體連接方式

蒸發(fā)器箱體內(nèi)設(shè)有蒸發(fā)器，蒸發(fā)器上方設(shè)有若干個制冷回風口，蒸發(fā)器下方與制冷回風口對應(yīng)的位置設(shè)有若干個制冷出風口，每個制冷回風口和相對應(yīng)的制冷出風口形成一組制冷循環(huán)風口，每個制冷回風口上方設(shè)有接近開關(guān)，每個制冷回風口還設(shè)有溫度傳感器和蒸發(fā)器風機，每組制冷循環(huán)風口內(nèi)設(shè)有蓋板，蒸發(fā)器箱體內(nèi)設(shè)有能帶動蓋板聯(lián)動的電動推桿。如圖2所示。

圖2 增發(fā)器箱體結(jié)構(gòu)

外接小推車設(shè)有與蒸發(fā)器箱體中制冷回風口對接的小推車回風口和與蒸發(fā)器箱體中制冷出風口對接的小推車送風口；所述蒸發(fā)器箱體中制冷出風口、小推車送風口、小推車回風口和蒸發(fā)器箱體制冷回風口形成一個循環(huán)制冷回路。如圖3所示。

2.3 工作原理

蒸發(fā)器箱體通過蒸發(fā)器制備冷空氣，將制冷后的空氣導(dǎo)入外接小推車內(nèi)，實現(xiàn)小推車車內(nèi)形成冷藏環(huán)境，實現(xiàn)冷藏食物保鮮功能。蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑從制冷管路導(dǎo)入壓縮機主體的冷凝器和壓縮機內(nèi)形成循環(huán)，冷凝器風機在冷凝器下方提供冷風將管道內(nèi)制冷劑熱量帶走。溫度控制面板通過采集外接小推車內(nèi)的溫度實現(xiàn)對溫度顯示及溫度設(shè)置功能。電控箱柜體通過采集的溫度信號和接近開關(guān)信號，經(jīng)過PLC編程控制器對信號進行處理，形成相應(yīng)風機、電動推桿、壓縮機、冷凝器風機的開關(guān)動作，對蒸發(fā)器箱輸出制冷空氣，使外接小推車內(nèi)在預(yù)期的溫度內(nèi)實現(xiàn)冷藏功能。

圖3

接近開關(guān)用于檢測小推車與冷藏箱體的位置狀態(tài)，小推車與冷藏箱體對接后，接近開關(guān)輸出開關(guān)信號，并將信號反饋給PLC編程控制器。PLC判斷溫度后判定是否輸出開啟，并把信號傳輸至蒸發(fā)器箱體內(nèi)的電動推桿、風機和壓縮機主體，控制出風口和進風口的開閉，壓縮器啟停，回風口風機啟停。

溫控探頭在小推車與冷藏箱體對接的情況下，分別對小推車內(nèi)部的溫度進行采樣，并將數(shù)據(jù)反饋到溫度控制器進行處理。如小推車內(nèi)溫度高于設(shè)定值：5℃，溫度控制器控制繼電器輸出閉合，當小推車內(nèi)溫度低于設(shè)定值：0℃，溫度控制器控制繼電器輸出斷開，當小推車內(nèi)溫度再次回升到5℃時（回差值為5℃），溫度控制器重新控制繼電器輸出，如此反復(fù)循環(huán)工作。

3 應(yīng)用場景

分體式動車組用食物保鮮用制冷裝置中外接小推車作為食物冷藏存儲區(qū)域，獨立于整體固定系統(tǒng)，可以自由獨立活動，在車載廚房系統(tǒng)需要補充或更換食物時，可以將小推車直接整體更換。外接小推車可以在食品加工車間進行食物轉(zhuǎn)存和更換工作，然后將整體配置好食物的小推車直接拖入車內(nèi)，然后放置在制冷機位，反之亦然。這種設(shè)計可以極大的減少乘務(wù)員在車內(nèi)的轉(zhuǎn)存工作量，同時食物減少一道轉(zhuǎn)存工序，減少食物轉(zhuǎn)存過程中被污染風險。同時，多個外接小推車可以獨立運行，實現(xiàn)在不同數(shù)量的食物冷藏小推車需求的情況下獨立調(diào)整制冷量和制冷風供給，減少能源消耗，并提高制冷效率。