冷链
冷链设备

将温度保持在疫苗所要求范围内的主要方法有两种:

  1. 将疫苗储存在能够自行持续制冷的容器中(即电冰箱)。
  2. 将疫苗与能够散发冷气的冷物质一起保存在容器中一段时间(即装满冰的盒子)。

第一种方法称为有源冷链,因为容器“有源”制取所需冷量。 此类设备通常称为制冷装置。 它们包括:冰箱、冰柜、冷藏室和空调。 它们是主要的储存工具。

第二种方法称为无源冷链,因为容器是无源的,且只能继续保持其中储存物品本身的低温。 此类设备通常称为等温箱或隔热运输箱或无源容器。 它们包括:冷箱、疫苗运输箱和保温箱。 它们是主要的运输工具。

有源冷链需要常规能量供应,而无源冷链需要持续冷源供应,通常是水冰、二氧化碳冰(也称为“干冰”)或是冷藏或冷冻凝胶袋。

有源冷链

有源冷链设备使用由能量源提供动力的机械或电气系统,并结合恒温控制来维持所需温度。

用于制冷的主要技术有:压缩、吸收、太阳能电池供电和太阳能直接驱动。

压缩冰箱

这些冰箱也称为“电源供电冰箱”,是最常用的型号。 这些冰箱完全依靠电力运行。 这些冰箱消耗的能量很少,几乎不需要维护,能够快速制冷且易于维修。 它们配有可以设置所需温度的恒温器。

疫苗储存冰箱可在不同气候条件下运行;有些型号每天只需要八小时的能量供应。 它们的箱体通常采用双层壁,在疫苗储存区周围设有一层内部冰衬。 在外部供电不足或故障期间,冷冻冰袋可使温度保持在 +8°C 以下。 所以,它们被称为冰衬冰箱 (ILR)。

压缩式冰箱内含液体冷却剂,由压缩机将其气体形式泵送到冷凝器,然后在冷凝器中形成液体。 液体随后在蒸发器中蒸发,吸收热量,从而冷却周围的空气。 只要恒温器保持回路闭合且压缩机运行,气体就会回到压缩机以重新开始循环。

压缩式冰箱和冰柜包括四种不同类型: (1) 仅冰箱,(2) 仅冰柜,(3) 冰箱和冰柜(带有不同隔间)以及 (4) 冰箱或冰柜(整台设备可用作冰箱或冰柜)。

吸收式冰箱

吸收式冰箱由煤油或天然气(丁烷或丙烷)提供能量,通常配有备用供电。 吸收式冰箱中使用的冷却剂是水、氨、氢的溶液以及少量防腐剂。 冷却回路采用封闭式;因此,如果出现泄漏,则无法加注或修复。

吸收式冰箱适用于没有供电或供电不可靠的情况,但因持续消耗燃料,其运行成本昂贵,且难以将温度控制在建议的范围内。 此外,吸收式冰箱的能源效率较低,制冷量较少,制冷速度较慢,对环境不友好,并且会产生温室气体。

基于上述所有原因,一些机构不再建议采购吸收式冰箱,而更倾向于使用太阳能系统。 但是,某些偏远地区仍在使用此类设备。

太阳能电池供电冰箱

由电池供电的太阳能冰箱是吸收式冰箱的替代品。 它们可在供电不可靠或存在供电问题的地点解决储存疫苗的难题。

在由电池供电的太阳能冰箱中,电流从太阳能电池板通过充电控制器流向电池,而充电控制器也会将电流从电池板或电池释放到冰箱。 阴天或夜间时,冰箱依赖铅电池中储存的能量运行。 这些设备中,电能驱动直流压缩机,推动制冷剂通过制冷系统,其循环与其他压缩式冰箱类似。

但是,过去的经验表明,这种技术比吸收式和并网冰箱更昂贵。 此外,因为铅酸电池需要维护、常用于其他目的且必须约每三年更换一次, 太阳能冰箱的可靠性会逐渐降低。 此外,电池内含有难以安全处置的有毒物质。

太阳能直接驱动冰箱

太阳能直接驱动 (SDD) 冰箱无需依赖电池为太阳能冰箱供电。 能量直接来自太阳能电池板:当捕获到足够的光能时,直流压缩机将推动制冷剂流经制冷系统,在与疫苗储存隔间分开的隔间中形成冰。 这一冰库用于储存热能而不是化学能,且即使在没有阳光时也能保持冰箱内的低温。

太阳能直接驱动冰箱分为两类:一类完全没有电池,另一类使用一块较小的辅助电池来驱动辅助风扇和控件。 太阳能直接驱动冰箱中使用的辅助电池最终需要更换,而项目规划必须包括这一成本及其相关考虑因素。 但是,与第一代电池供电系统中为压缩机电机供电的电池相比,辅助电池要小得多,成本也更低。

无源冷链

无源冷链设备不会制冷,但可在有限的时间内保持温度。 无源解决方案主要用于在运输过程中保持疫苗的低温。 这项技术相当简单,需要的技能水平也很低:将预冷的冰袋(通常装有冷冻水、二氧化碳或凝胶)放入装有疫苗的保温箱中即可。

保温箱主要有两类——可重复使用的容器(冷箱和疫苗运输箱)和一次性包装箱。

冷箱 ——装有冰袋且可重复使用的隔热容器,用于在疫苗仓库间运输疫苗或将疫苗运输到医疗机构。 冷箱还可在冰箱故障或除霜时临时储存疫苗。

冷箱的疫苗储存容量介于 5 到 25 升之间,其最短低温保持时间在 48 小时至 96 小时之间(分别称为“短程”和“远程”冷箱)。

Medical Cold Box

疫苗运输箱 ——隔热的可重复使用的容器,在将疫苗(和稀释剂)从配备冷藏设施的医疗机构运输到没有冷藏设施和冰的疫苗接种点的过程中,可让疫苗(和稀释剂)保持低温。 疫苗运输箱比冷箱要小,因此更便于以徒步或其他方式出行的卫生工作者个人携带,其总行程时间和免疫活性范围为几个小时到一整天不等。 疫苗运输箱的疫苗储存容量介于 0.1 到 5.0 升之间。

Vaccine Carriers

一次性隔热箱 ——(也称为隔热运输容器)隔热容器,由纸板或模塑泡沫制成,例如聚氨酯、聚乙烯或发泡聚苯乙烯 (EPS)。 有的一次性隔热箱专为一次性使用而设计,有的则可回收再利用。 一次性隔热箱用于长距离运输疫苗, 通常用于将疫苗从中央仓库运送到主疫苗仓库。 一次性隔热箱的储存容量、温度范围、低温保持时间和耐用性因解决方案而异:一些解决方案适用于保持时间 36-48 小时的道路运输,另一些则适用于保持时间最长 120 小时的航空运输。 一次性隔热纸箱的主要问题之一是其一次性使用寿命,且其发泡聚苯乙烯和水基凝胶袋的低成本材料的组分大部分无法回收利用。

Disposable Insulated Box
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