机械式与蓄冷式冷箱的技术对比

关键词　机械式冷藏箱蓄冷式冷箱相变材料公铁联运温控区间失水率

一、两类冷箱的基本差别

铁路和公路冷藏运输用的冷链集装箱，按制冷方式分两类。一类是机械式冷藏箱，箱体自带制冷机组，靠柴油或者外接电源驱动压缩机工作；一类是蓄冷式冷藏箱，靠箱内相变材料在充冷后缓慢释放冷量。

两类箱子的目标一致，都是把箱内温度控制在设定区间。差别在于冷从哪来，以及能不能在断电和停机的情况下继续维持温区。

图 1　机械式与蓄冷式冷箱的技术路线

二、机械式冷箱靠制冷机组持续工作

机械式冷藏箱的技术成熟，控温范围宽。以中国中车的 DM45 双模公铁联运冷藏箱为例，风冷模式的控温范围是零下 29℃ 到零上 25℃，可以覆盖冷冻和冷藏两种需求。

机械式的短板是对持续供电的依赖。箱子在路上要靠柴油发电，在堆场要靠电源插座，一旦机组停机，箱内温度会快速爬升。中车这款箱子的油箱容积是 400 升，靠油和电两种方式轮流供能。

三、蓄冷式冷箱靠相变材料储冷

蓄冷式冷藏箱的冷量储存在相变材料里。中国中车的 DM45 在蓄冷模式下的控温范围是 0℃ 到 5℃，蓄冷维持时间不少于 6 小时，冷机停机后仍可维持箱内温度 6 小时以上。

蓄冷箱的优势在于停机后有缓冲。相变蓄冷材料可以循环使用，中车公布的循环使用次数高达 2 万次。储能科学与技术期刊刊载的一项研究提到，40 英尺蓄冷式保温集装箱内安装 10 块蓄冷板，充冷时长为 6 小时。

四、温控精度与均匀性

温控精度是两类箱子的主要差别之一。中车 DM45 在蓄冷模式下的温度均匀性达到正负 1℃，温度波动度正负 0.5℃，在部分参数上接近机械式制冷的效果。

石家庄公司的蓄冷式移动冷库在中老铁路上投放了约 50 多柜，箱内温度波动度基本保持在正负 0.5℃ 的区间。新华网河北频道的报道显示，这家公司的冷藏集装箱容积达到 72 立方米，运输全程箱内温度保持在 13℃ 到 15℃ 之间，首创的柴电一体冷机下出风风道设计，把在途温度均匀性控制在 1℃ 以内。

图 2　两类冷箱的控温区间（℃）

五、湿度与失水率

湿度是容易被忽略的指标。长时间风冷会让箱内水分流失，果蔬和鲜花失水以后卖相变差。中国中车的数据显示，DM45 在蓄冷模式下可以保持 80% 到 95% 的恒定湿度环境，比纯风冷模式降低 70% 的失水量。

储能科学与技术期刊那项研究测得的相对湿度保持在 85% 到 95%。对鲜花这类对失水敏感的货物，湿度指标有时比温度指标更关键。

六、能耗成本的对比

能耗成本是蓄冷式的一个卖点。上述研究显示，蓄冷式保温集装箱相比传统机械式冷藏箱，运行能耗成本可以节约 61.9%，投资回报周期为 0.58 年。

中车公布的另一组数据是，DM45 较传统冷藏箱节能 23.4%。两组数据的口径不同，前者比的是单纯运行能耗，后者可能涵盖了整箱的用能。无论按哪个口径，蓄冷式在能耗上的优势是明确的，前提是充冷环节有稳定的电力或冷源。

图 3　蓄冷式冷箱的节能指标（%）

七、两类箱子的适用场景

两类箱子的适用场景并不重合。机械式适合长距离、长时间、对温区要求宽的运输，比如冷冻肉类和海鲜，需要全程零下 18℃ 甚至更低。

蓄冷式适合中短距离、温区在 0℃ 到 5℃ 的品类，比如鲜花、蔬菜、鲜果。它的充冷时间短，一次充电就能覆盖一段固定线路的运行时间。中国新闻网 2025 年 7 月的报道显示，中车石家庄的蓄冷式移动冷库一次充电 90 分钟，可以在外部 30℃ 到 35℃ 的环境中连续使用 120 到 144 小时。

八、双模箱的一组参数

DM45 的参数可以说明双模箱的定位。这个箱子的容积 66 立方米，自重 7980 公斤，载重 27020 公斤。它同时具备油冷和电冷两种制冷方式，可以在铁路段用电、公路段用油，全程不换箱。

按国际海事组织的《国际集装箱安全公约》，40 英尺冷箱的最大总重是 30480 公斤，DM45 的载重加自重留出了合规余量。这类箱子的设计目标，是让同一只箱子在铁路和公路两种运输方式之间不用换箱。

图 4　DM45 双模冷藏箱的参数

九、国际标准定的验收口径

国际标准给冷藏箱的验收定了口径。ISO 1496-2 系列标准对保温集装箱规定了气密性、热泄漏和制冷性能的试验方法，其中机械制冷机组要在零下 18℃ 和正 38℃ 两个工况下测试制冷量，还要在 50℃ 环境下做功能性测试。

标准要求箱内温度均匀性控制在正负 0.5℃，除霜时箱内温度不超过正 12℃。制冷机组的测试条件是箱内零下 25℃、环境零上 30℃、相对湿度 80%。这些条款决定了新产品能不能进入跨境运输市场。

十、公铁联运里的混编应用

公铁联运是两类箱子共同的应用场景。2022 年 1 月 10 日，首趟澜湄快线运输云南鲜花和蔬菜共 507.3 吨，用的就是蓄冷式装备。

2024 年 8 月 22 日，湘滇澜湄线昆明到怀化的冷链图定班列首发，由 25 个冷链物流集装箱编组，大约 25 小时后运抵怀化铁路西货场，可以降低物流成本 20%。这趟班列前期计划每月开行 4 列，货源稳定后每月不少于 10 列，其中蓄冷式公铁联运冷链运输装备承担了 19 箱次。

图 5　公铁联运全程不换箱的环节

11、两类技术的搭配使用

两类技术在实践中是搭配使用的。长距离干线用机械式箱保证温区，支线和末端用蓄冷式箱降低对供电设施的依赖。

中国中车牵头申报的《智能蓄冷装备支撑云花出滇全程冷链多式联运示范工程》，入选了交通运输部第四批多式联运示范工程创建项目名单。这项示范工程由中车齐车集团石家庄公司和中铁联合国际集装箱有限公司昆明分公司共同牵头，目标是让云南鲜花从产地到销地全程不断链。

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