冷链行业已走过“野蛮生长”的草莽期,来到品质化、数智化的进阶阶段。
冷链市场的发展变化与零售消费业态变化息息相关。近年来新消费、新茶饮、仓储会员店、直播电商等各类模式争相占据热点,新业态也带来了新的供应链需求。品牌方需要的不再是单纯的仓库租赁和运输服务,而是连接生产与消费、门店与消费者的冷链仓网和专业服务。特别是对于温度敏感的生鲜食品,对储存和运输条件有着严格要求,更加需要拥有“仓配一体、BC融合”等专业化服务能力的冷链运营企业。
这样的背景下,行业内众多参与者开始将数智科技融入冷链服务链条,不断提升专业服务能力,发展新质生产力,是推动我国经济实现高质量发展的重要着力点和内在要求,也是适应外部环境变化的迫切需要。
一、冷链风口起飞
从需求端来看,近年来零售行业对冷链物流服务呈现出几大变化趋势:
第一,越来越重视质量。尤其是那些赛道头部的大型零售公司,其客户以零售商超、食品品牌、连锁餐饮/茶饮等三大类型为主。提供全方位的冷链物流服务,除全温区仓储、运输配送、国际货代等基础服务外,还可以针对不同行业客户需求提供个性化解决方案。
第二,越来越重视效率。“过去可能客户关注的是冷库能存多少吨、有多少托位,现在更多考虑的是冷库有几个道口、以及吞吐量如何。过去大家可能觉得冷库是以存为主,而现在却是以周转为主。所以道口的设计、作业动线的安排,就变得越来越重要。”
第三,零售模式正逐步走向“BC融合”的道路。零售线上渠道比例会越来越高,而且这一增长速度还在加快。再加上,上游零售企业对合规的要求也越来越严。在这些零售消费行业业态变化趋势下,食品冷链行业作为其供应链服务的“刚需”踏上了转型与发展的风口,转向更高品质、高效率的定制化、数智化时代。
二、冷链物流冷库绿色设计
冷链物流冷库在建设期需要投入大量的建设资金,在运营期需消耗大量电能以保持冷库内的温度,同样需要投入大量的运营资金。因此,在拟定冷链物流冷库方案时,不应只关注冷库建设期的投资,冷库运营期的能量消耗、运营管理费用的节约同样是关注的焦点。我们要以长远发展的眼光,从冷链物流冷库项目的全生命周期统筹拟定建设方案和运用方案,以及内在因素和外在影响;从节约能源、与环境友好和谐、为货物提供安全适用和高效的使用空间、为运行管理提供健康工作环境等方面,考虑冷链物流冷库的绿色设计。
2.1.节约能源
冷库“维冷”是一个系统工程,为保证库内温度达到使用要求,既要克服外界环境热量的侵入,又需要制冷系统提供足够的冷量。制冷系统运行遵循“能量平衡”的自然规律,通过消耗电能,把库内的热量和消耗的电能共同排放到外界环境中。
(1)围护结构厚度的选择
现代冷链物流冷库中,墙体、屋面常用聚氨酯(PIR)双面彩钢保温板为围护结构保温材料,地面常用具有一定抗压强度的挤塑板(XPS)为保温材料,其厚度与允许的单位面积热流量有关,围护结构允许的单位面积热流量越大,其厚度选择越小,反之,其厚度选择越大。《冷库设计标准》GB50072-2021明确规定冷间外墙、屋面围护结构的单位面积热流量可在6~11W/m2范围内选择,日本、法国和美国规定,单位面积热流量分别不超过7.2W/m2、8.0W/m2和6.3W/m2。
(2)建立分布式园区光伏发电系统
《冷库单位产品能源消耗指标》DB31/595-2021明确了冷链物流冷库的单位产品能源消耗基准值:冻结物冷藏为0.48~0.60kW.h/t·d,冷却物冷藏为1.08kW.h/t·d,按此基准推算,冻结物冷藏与冷却物冷藏比例为4:1的10000t冷库,满库运转的情况下,每天耗电量约为6825kW.h,可见冷库能耗在冷链物流体系中占比较大。
太阳能光伏发电作为无污染、廉价、人类能够自由利用的可再生资源,成为能够改变人类能源结构的关注焦点。为节约能源,降低运营费用,在冷链物流园区的建筑屋面上架设太阳能光伏电池组件,并配置太阳能光伏发电、供电系统,利用调频、调峰联合能源的综合手段,以满足自身负载的需要,多余或不足的电力通过电网来调节。
(3)制冷系统余热的利用
制冷系统正常运行过程中,制冷机组排出的热量通过冷凝器排向外界大气环境,为提高能源回收利用,减少排气对大气环境的影响,在制冷压缩机的排气管道上设置热气融霜管和与热回收器连接管道。热气融霜管与冷却设备连接,通过阀门切换实现自动融霜;制冷机组排出的热量通过热回收器与多元醇不冻液实现热量交换,通过温度控制器与电动阀联控实现对多元醇的加热及温度控制,温度升高后的多元醇作为冷库地坪防冻加热或冷风机融霜的热源。
(4)制冷系统余冷的利用
冻结物冷藏间内的冷风机在运转过程中,传热管及翅片表面的霜层会不断增厚,由于霜层会影响冷风机的风量及制冷效果,通过PLC程序设计自动热工质融霜,把低温融霜水引向蒸发式冷凝器的接水盘或远置水箱,既节省了补水量,又降低了冷却循环水的温度,冷凝温度同时降低。
2.2环境友好和谐方面
制冷系统中制冷剂的ODP和GWP值,是影响大气臭氧层变薄和环境温室效应的两个指标,事关环境友好和谐。我们应从使用天然制冷工质或GWP值低的制冷剂、减少制冷剂的充注量、减少制冷剂的排放量等方面考虑绿色设计。
(1)制冷剂的选择
在现代化冷库中,大体上有R717、R507、R744、R134a四种制冷剂分别在不同的冷库制冷系统中使用,由于R717有毒、有味、易燃、易爆且安全等级为B2级制冷剂,在安全上有一定的危险性,最近几年氨库安全事故频发,使得政府部门加大了对氨制冷系统的管理力度。因此,现代冷链物流冷库中,选择R717的较少;
(2)设置自动型空气分离器
由于抽真空未彻底、充注制冷剂或润滑油带入空气、制冷剂或润滑油高温下的分解等原因,制冷系统中可能会存在少量的不凝性气体,一般存在于冷凝器和高压贮液器中。制冷系统中有不凝性气体存在时,就会引起系统中的冷凝压力升高、耗电量增加。根据制冷系统中放空气的位置点数选择自动型空气分离器型号,通过温度控制器、液位控制器与电磁阀的联控技术实现混合气体的冷却、分离、排放过程,可以降低冷凝压力、节约能源,又可以减少混合气体中的制冷剂直接排向大气、减少对环境的污染。
2.3.安全、适用、高效的冷藏空间
(1)冷链物流冷库中大量的货物或食品需要在合适的温度、相对湿度、良好空气质量环境下储存,才能保证货物或食品的质量安全,为此要考虑冷间温度和相对湿度的探测、显示、控制、报警功能,以及空气质量检测、分析、报警功能;冷间内严禁设置阀门和法兰,冷却设备的调节阀可集中设置在专门规划的调节站间内。
(2)冷间规划和布局时,综合考虑货架的布置型式与尺寸、运输工具所需通道宽度、货物距墙及顶的距离,合理布置冷藏间空间,以保证冷间空间的高效利用,减少货物在冷间中的进、出库时间。
三、结语
今年两会期间,“新质生产力”被列为了2024年政府工作十大任务之首。在“高科技、高效能、高质量”被强调的现在,只有不断推动冷链技术创新、优化运营模式、提升服务质量,并加强行业标准化建设,才能释放新质生产力,保障行业的高质量发展。“敬畏温度、敬畏库存、敬畏效期”。我们都知道食品安全是个良心活,可现实告诉我们,对这一切一直保持敬畏之心不是简单的事情,需要全产业链条的共同努力。打造一个将服务、品质、运营、环境友好放在第一位,战略上以需求驱动规划设计、以数据驱动运营管理,这也将是进入新质生产力时代下冷链行业良性竞争下的未来模型。因此冷链物流设计也要适时而进、顺应这一潮流和趋势,本着“绿色设计”的理念,提升我国冷链物流技术在国际范围内的影响力,另外随着光伏、碳交易、数字孪生等热点的产生,“绿色”的冷链物流将迎来广阔的发展前景。
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