CN102745040B - 一种直流电驱动的冷冻冷藏汽车 - Google Patents

Abstract

本发明的一种直流电驱动的冷冻冷藏汽车，包括车厢，其特征在于，还包括制冷系统、蓄冷系统以及多电源供电系统，其中制冷系统包括依次连接构成回路的直流制冷压缩机、冷凝器、储液器、干燥过滤器、第一电磁阀、第一膨胀阀、蒸发器和气液分离器；蓄冷系统包括依次连接构成回路的直流制冷压缩机、冷凝器、储液器、干燥过滤器、第二电磁阀、第二膨胀阀、蓄冷装置和气液分离器；蒸发器和蓄冷装置均设于车厢内部；多电源供电系统向直流制冷压缩机供电，该多电源供电系统包括直流开关电源、蓄电池、直流发电机、第一开关和第二开关。本方案能够可靠保证冷冻冷藏汽车车厢内温度，大大降低冷链运输的风险，使用方便，运行成本低，且大大减少汽车尾气排放。

Description

一种直流电驱动的冷冻冷藏汽车

技术领域

本发明涉及一种冷冻冷藏汽车，具体涉及一种直流电驱动的冷冻冷藏汽车。

背景技术

随着地球上人口的快速增长和人类生活水平的提高，世界上的可利用能源越来越少，环境污染也越来越严重，节能和环保成为世界各国共同追求的目标。

在冷链运输行业中，冷冻冷藏汽车占有非常重要的地位。现有技术中主要采用以下三种方式为冷冻冷藏汽车提供冷量：独立制冷机组、非独立制冷机组和蓄冷装置机组。

独立制冷机组包括独立发动机、机械驱动制冷压缩机和蒸发器等，其中独立发动机是指在汽车本身的发动机之外另外设置的发动机，机械驱动制冷压缩机即是皮带传动压缩机。独立发动机驱动制冷压缩机运行，制冷压缩机与蒸发器连接为汽车的车厢提供冷量。由于这种独立发动机的运行是需要燃烧柴油等能源的，因此虽然这种采用独立制冷机组的供冷方式可以随时随地驱动制冷压缩机而保持冷量供应，但不节能，运行费用很高，并且柴油燃烧后排放的汽车尾气不环保，另外独立发动机的价格比较昂贵。

非独立制冷机组包括机械驱动制冷压缩机和蒸发器等，机械驱动制冷压缩机与独立制冷机组中的制冷压缩机是相同的，也是皮带传动压缩机。制冷压缩机与蒸发器连接为汽车车厢提供冷量。但非独立制冷机组是使用汽车本身自带的发动机来带动制冷压缩机运行的，由于不需额外的发动机，因此这种供冷方式的价格较独立制冷机组便宜。但是，汽车本身自带的发动机也需要消耗柴油，也就同样不节能环保。另外，在汽车停车时（堵车或夜间不行驶等），汽车的发动机将停止工作，此时就无法再驱动制冷压缩机工作和为车厢供冷了，车厢内温度会迅速上升，就必然无法保证汽车行驶全程或持续的供冷。

蓄冷装置机组包括交流制冷压缩机和蓄冷装置，其中交流制冷压缩机是只可接受外接单相或三相交流市电供电而工作的。在汽车停于有市电插口处时，可使用市电向交流制冷压缩机供电，交流制冷压缩机将制冷剂输入蓄冷装置，蓄冷装置蓄冷。当汽车驶离市电插口时，蓄冷装置可将所储蓄的冷量放出，维持车厢内低温一段时间，直至蓄冷装置的冷量用尽。显然，这种方式的供冷量是有限的，即当蓄冷装置的冷量用尽时，车厢内的温度会迅速升高，从而无法保证全程的冷链运输，给冷藏冷冻食品、药品运输带来风险。另外，这种方式的供电系统只能在停车时使用，即只能在汽车停止时才可能蓄冷，使用受到一定限制。

发明内容

本发明目的是提供一种直流电驱动的冷冻冷藏汽车，能够可靠保证冷冻冷藏汽车车厢内温度，大大降低冷链运输的风险，且使用方便，运行成本低，还能大大减少汽车尾气排放，节能环保。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种直流电驱动的冷冻冷藏汽车，包括车厢，还包括制冷系统、蓄冷系统以及多电源供电系统，其中制冷系统包括依次连接构成回路的直流制冷压缩机、冷凝器、储液器、干燥过滤器、第一电磁阀、第一膨胀阀、蒸发器和气液分离器；所述蓄冷系统包括依次连接构成回路的直流制冷压缩机、冷凝器、储液器、干燥过滤器、第二电磁阀、第二膨胀阀、蓄冷装置和气液分离器；所述蒸发器和蓄冷装置均设于车厢内部；所述多电源供电系统向直流制冷压缩机供电，该多电源供电系统包括直流开关电源、蓄电池、直流发电机、第一开关和第二开关，其中直流开关电源的输入端经第一开关与市电连接，用于将市电整流成直流电；直流开关电源的输出端连接蓄电池的输入端，蓄电池的输出端经第二开关与直流制冷压缩机连接；直流发电机输出端也与蓄电池的输入端连接；直流开关电源的输出特性为电压源型，直流发电机的输出特性也为电压源型。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1、上述方案中，所述市电指的是市政交流电网电源。

2、上述方案中，所述冷凝器是热交换设备，其作用是把直流制冷压缩机排出的高温制冷剂过热蒸气冷却和冷凝为高压液体，制冷剂在冷凝器中放出的热量由冷却介质带走。

3、上述方案中，所述蒸发器为风冷蒸发器。

4、上述方案中，所述直流制冷压缩机为全封闭直流无刷变频制冷压缩机。

5、上述方案中，所述膨胀阀为节流降压器件，作用是把来自冷凝器的高温、高压液态制冷剂降温、降压后成低温低压的湿蒸汽后在蒸发器中吸收热量达到制冷效果。膨胀阀是通过蒸发器末端的过热度变化来自动控制阀门开启和流量的。

6、上述方案中，所述蓄冷装置包括壳体、蒸发管路和充液阀，其中壳体具有一密封中空腔，密封中空腔中充填蓄冷介质，充液阀与密封中空腔连通，制冷压缩机的制冷剂通过蒸发管路的管口输送至蒸发管路中，蒸发管路的管段浸于密封中空腔中的蓄冷介质中。

7、上述方案中，所述制冷系统的第一电磁阀和蓄冷系统的第二电磁阀不同时开启，因为蒸发器和蓄冷装置所需的制冷压缩机能量不等，若两者同时开启，不易控制压缩机能量比例，且实际使用中一般也不需要同时开启，即蓄冷系统和制冷系统择一进行工作，简单实用。

8、上述方案中，所述车厢经一隔板分隔形成冷冻区和冷藏区，所述蓄冷装置和蒸发器分别布置在冷冻区和冷藏区中。常用的为蓄冷装置位于冷冻区，蒸发器位于冷藏区，或者蓄冷装置和蒸发器均位于冷冻区，通过一风道将冷冻区与冷藏区连通。

本发明工作原理是：直流制冷压缩机工作时需要有电源向其提供电压恒定（即电压源型电源）的供电。设置温控器，该温控器的控制面板设置在冷冻冷藏汽车的驾驶室内，温控器根据探测到的车厢内的温度与预设温度对比，控制直流制冷压缩机的启停、直流发电机的离合以及第一电磁阀和第二电磁阀的开闭。当汽车夜间或白天休息停放在停车场等处（有市电插口）时，直流发电机停止工作，闭合第一开关和第二开关，市电经过直流开关电源整流为第一直流电，直流开关电源的输出特性为电压源型，第一直流电的电压恒定，第一直流电向蓄电池和直流制冷压缩机输送，可同时使蓄电池储存电能和为直流制冷压缩机提供工作电源，这时候蓄电池中储存了电能。控制蓄冷系统工作，温控器打开蓄冷系统的第二电磁阀，关闭制冷系统的第一电磁阀，直流制冷压缩机将制冷剂沿冷凝器、储液器、干燥过滤器、第二电磁阀、第二膨胀阀、蓄冷装置和气液分离器输送，蓄冷装置内的蓄冷介质固化，储蓄了冷量。

在白天，汽车驶离停车场，第一开关断开，无法再使用市电为直流制冷压缩机和蓄电池供电了。汽车进行冷冻冷藏运输，首先使用蓄冷装置中的冷量为汽车车厢供冷，蓄冷装置中的蓄冷介质无需电源供电而放冷，此时温控器控制直流制冷压缩机不工作，制冷系统的第一电磁阀和蓄冷系统的第二电磁阀均关闭，蓄冷装置中的蓄冷介质向外释放所储蓄的冷量，可维持一定时间的制冷效果，直至蓄冷装置所储蓄的冷量用尽。当蓄冷装置的冷量用尽时，关闭蓄冷系统的第二电磁阀，打开制冷系统的第一电磁阀，控制制冷系统开始工作。制冷系统的首选供电电源为汽车上的直流发电机（移动电源），打开直流发电机，闭合第二开关，直流发电机向蓄电池和直流制冷压缩机输出第二直流电，直流发电机的输出特性为电压恒定的电压源型，第二直流电可同时使蓄电池储存电能和为直流制冷压缩机提供工作电源，直流制冷压缩机有电源供电进行工作，将制冷剂沿冷凝器、储液器、干燥过滤器、第一电磁阀、第一膨胀阀、蒸发器和气液分离器输送，蒸发器向车厢释放冷量，维持车厢内的低温。在堵车或汽车不行驶、汽车故障等特殊情况下，汽车上的直流发电机停止了工作，此时闭合第二开关，由蓄电池向直流制冷压缩机释放电能，且此时仍是制冷系统工作，打开制冷系统的第一电磁阀，直流制冷压缩机有蓄电池供电进行工作，将制冷剂沿冷凝器、储液器、干燥过滤器、第一电磁阀、第一膨胀阀、蒸发器和气液分离器输送，蒸发器向车厢释放冷量，维持车厢内的低温，直到汽车再次行驶起来、汽车上的直流发电机开始工作为止。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、本发明结构简单，可对现有冷冻冷藏汽车进行简单改造而成，改造成本低。

2、本发明在夜间蓄冷装置蓄冷时，一般是市电处于电费便宜的谷电时间，谷电价格便宜，可节省成本；且市电还同时保证蓄电池中储存电量。相比于使用发动机带动制冷压缩机工作的独立制冷机组或者非独立制冷机组，减少了使用柴油燃烧后汽车尾气排放对大气环境的污染影响。

3、本发明可接受交流电、直流电，可接受固定电源或移动电源供电进行制冷或蓄冷，使用灵活方便。

附图说明

附图1为本发明一种直流电驱动的冷冻冷藏汽车的示意图；

附图2为本发明供电系统原理框图；

附图3为本发明的制冷系统和蓄冷系统的工艺流程图；

附图4为本发明的蓄冷装置结构示意图。

以上附图中：1、直流制冷压缩机；2、冷凝器；3、储液器；4、干燥过滤器；5、第一电磁阀；6、第一膨胀阀；7、蒸发器；8、气液分离器；9、第二电磁阀；10、第二膨胀阀；11、蓄冷装置；12、市电；13、直流开关电源；14、蓄电池；15、直流发电机；16、第一开关；18、第二开关；19、车厢；20、壳体；21、蒸发管路；22、充液阀；23、除霜管道；24、热交换器；25、油分离器；26、蒸发管路固定支架；27、温控器控制面板。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例：参见附图1-4，一种直流电驱动的冷冻冷藏汽车，包括车厢19，还包括制冷系统、蓄冷系统以及多电源供电系统，其中制冷系统包括依次连接构成回路的直流制冷压缩机1、冷凝器2、储液器3、干燥过滤器4、第一电磁阀5、第一膨胀阀6、蒸发器7和气液分离器8；所述蓄冷系统包括依次连接构成回路的直流制冷压缩机1、冷凝器2、储液器3、干燥过滤器4、第二电磁阀9、第二膨胀阀10、蓄冷装置11和气液分离器8；所述蒸发器7和蓄冷装置11均设于车厢19内部；所述多电源供电系统向直流制冷压缩机1供电，该多电源供电系统包括直流开关电源13、蓄电池14、直流发电机15、第一开关16和第二开关18，其中直流开关电源13的输入端经第一开关16与市电12连接，用于将市电12整流成直流电，直流开关电源13的输出端连接蓄电池14的输入端，蓄电池14的输出端经第二开关18与直流制冷压缩机1连接，直流发电机15输出端也与蓄电池14的输入端连接；直流开关电源13的输出特性为电压源型，直流发电机15的输出特性也为电压源型。

具体连接时，直流开关电源13的正极连接蓄电池14的正极，直流发电机15的正极连接蓄电池14的正极，蓄电池14的正极连接直流制冷压缩机1的正极；直流开关电源13的负极连接蓄电池14的负极，直流发电机15的负极连接蓄电池14的负极，蓄电池14的负极连接直流制冷压缩机1的负极。

直流发电机15安置在汽车底盘的支架上，经皮带传动而由汽车自身的发动机带动（类似现有技术中的非独立制冷机组）。

蒸发器7中，低温低压的制冷剂液体通过蒸发器，与外界的空气进行热交换，气化吸热，达到制冷的效果。蒸发器7采用风冷蒸发器，这是小型制冷系统中常用的蒸发器。

直流制冷压缩机1为全封闭直流无刷变频制冷压缩机，更节能。

具体的蓄冷装置包括壳体20、蒸发管路21和充液阀22，其中壳体20具有一密封中空腔，密封中空腔中充填蓄冷介质，充液阀22与密封中空腔连通，直流制冷压缩机1的制冷剂通过蒸发管路21的管口输送至蒸发管路21中，蒸发管路21的管段通过蒸发管路固定支架26固定在壳体20的密封中空腔中，蒸发管路21的管段浸于密封中空腔中的蓄冷介质中，蓄冷介质吸收了制冷剂释放的潜热由液体变成晶体（固体），此即蓄冷过程，蓄冷介质由固体转化成液体是放冷过程。蓄冷介质是现有技术。

制冷系统的第一电磁阀5和蓄冷系统的第二电磁阀9不同时开启。

车厢19经一隔板分隔形成冷冻区和冷藏区，所述蓄冷装置11位于冷冻区，所述蒸发器7位于冷藏区或冷冻区，使用更灵活方便。

车厢19经一隔板分隔形成冷冻区和冷藏区，蓄冷装置11位于冷冻区，蒸发器7位于冷藏区。在其他例子中可以是蓄冷装置11和蒸发器7均位于冷冻区，通过一风道将冷冻区与冷藏区连通。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种直流电驱动的冷冻冷藏汽车，包括车厢（19），其特征在于：还包括制冷系统、蓄冷系统以及多电源供电系统，其中制冷系统包括依次连接构成回路的直流制冷压缩机（1）、冷凝器（2）、储液器（3）、干燥过滤器（4）、第一电磁阀（5）、第一膨胀阀（6）、蒸发器（7）和气液分离器（8）；所述蓄冷系统包括依次连接构成回路的所述直流制冷压缩机（1）、所述冷凝器（2）、所述储液器（3）、所述干燥过滤器（4）、第二电磁阀（9）、第二膨胀阀（10）、蓄冷装置（11）和所述气液分离器（8）；所述蒸发器（7）和蓄冷装置（11）均设于车厢（19）内部；所述多电源供电系统向直流制冷压缩机（1）供电，该多电源供电系统包括直流开关电源（13）、蓄电池（14）、直流发电机（15）、第一开关（16）和第二开关（18），其中直流开关电源（13）的输入端经第一开关（16）与市电（12）连接，直流开关电源（13）用于将市电（12）整流成直流电，直流开关电源（13）的输出端连接蓄电池（14）的输入端，蓄电池（14）的输出端经第二开关（18）与直流制冷压缩机（1）连接，直流发电机（15）输出端也与蓄电池（14）的输入端连接；直流开关电源（13）的输出特性为电压源型，直流发电机（15）的输出特性也为电压源型。

2.根据权利要求1所述的直流电驱动的冷冻冷藏汽车，其特征在于：所述蒸发器（7）为风冷蒸发器。

3.根据权利要求1所述的直流电驱动的冷冻冷藏汽车，其特征在于：所述直流制冷压缩机（1）为全封闭直流无刷变频制冷压缩机。

4.根据权利要求1所述的直流电驱动的冷冻冷藏汽车，其特征在于：所述蓄冷装置包括壳体（20）、蒸发管路（21）和充液阀（22），其中壳体（20）具有一密封中空腔，密封中空腔中充填蓄冷介质，充液阀（22）与密封中空腔连通，直流制冷压缩机（1）的制冷剂通过蒸发管路（21）的管口输送至蒸发管路（21）中，蒸发管路（21）的管段浸于密封中空腔中的蓄冷介质中。

5.根据权利要求1所述的直流电驱动的冷冻冷藏汽车，其特征在于：所述制冷系统的第一电磁阀（5）和蓄冷系统的第二电磁阀（9）不同时开启。

6.根据权利要求1所述的直流电驱动的冷冻冷藏汽车，其特征在于：所述车厢（19）经一隔板分隔形成冷冻区和冷藏区，所述蓄冷装置（11）和蒸发器（7）分别布置在冷冻区和冷藏区中。