CN105437916B - 一种车载高能蓄冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载高能蓄冷系统，包括外接蓄冷机组和车厢蓄冷装置，所述外接蓄冷机组包括制冷机组、热交换器、蓄冷槽和水泵，制冷机组与热交换器偶联连接，热交换器与蓄冷槽偶联连接，蓄冷槽顶部和底端都设置带有截止阀的外接导管，外接导管连接有低温水泵；所述车厢蓄冷装置主要由多个蓄冷条组成，蓄冷条包括纵向并排安装在车厢内顶部的顶部蓄冷条和车厢内两侧的侧面蓄冷条，每个蓄冷条前端各设一个排水管。本发明创新性采用外接蓄冷机组和车厢蓄冷装置分体安装，大大降低车辆负荷，系统占用空间明显缩小，拓展了冷藏车/冷冻车货物装载容量。蓄冷采用无相变液态蓄冷液，温度下限值低，蓄冷效率高，是一种节能环保的新型车载蓄冷系统。

Description

一种车载高能蓄冷系统

技术领域

本发明涉及制冷技术领域，具体是一种车载高能蓄冷系统。

背景技术

中国冷链物流市场的潜力巨大，近几年中国冷藏车市场发展迅速。冷藏车根据制冷方式主要分为机械制冷、蓄冷式制冷和液化气体制冷。机械制冷存在结构复杂、容易出现故障、维修费用高以及冷却速度慢等问题。液氮制冷降温速度快，但成本高；蓄冷式制冷依靠其自带的冷板蓄冷维持车厢内的冷藏温度，运营成本低、易于维修和冷板能重复利用，适用于中短途运输冷藏货物，在国外发达国家广泛应用。近几年随着我国冷饮行业、速冻食品行业的不断发展，蓄冷式冷藏车的市场需求量也不断增加。

我国现有蓄冷式冷藏车的制冷系统按驱动方式不同，一般分为独立或非独立驱动方式，但是不管采用哪种方式，都会在一定程度上增加冷藏车动力负荷和燃油消耗。常规冷板蓄冷冷藏车一般采用活动冷板操作，但是冷板一般比较重，冷板蓄冷比较麻烦，充冷站的建设投资费用很大，冷板搬上搬下的工作量大，且充冷效率非常低。现在亟需在该系统改进上做些积极的方法尝试。专利申请CN201510296131.3公布的一种蓄冷槽蓄冷式制冷系统，技术原理上基本是采用集成在车体上的制冷机组和蓄冷槽中相变蓄冷剂进行热交换，通过相变蓄冷剂固液相变产生的潜热蓄冷，蓄冷槽再与不冻液进行热交换，冷却后的不冻液进入终端货物制冷循环。虽然该方法由于可采用外接交流电源供电而相对节能，然而也可能存在着以下不足之处：（1）由于整套制冷系统都集成在车体上，系统相对笨重而导致车体负荷重，增加燃油消耗；（2）系统需独立加装蓄冷槽装置，占用较多的车厢内空间，减少了货物装载容量；（3）蓄冷槽充填的是相变蓄冷剂（现有蓄冷式系统常规采用），主要依靠固液相变潜热蓄冷，存在相变温度下限值，蓄冷效率不高；（4）蓄冷制冷系统过程经过了二次热交换，原理上肯定存在热量损失，因此影响制冷能耗效率上有所降低。

提高车载蓄冷制冷系统的环保节能性能，可为今后中国冷链市场大量需求高品质的冷藏车打下坚实的基础。然而，截至目前为止，尚未见有一种车辆负荷轻，占用车厢空间少，温度下限值低，蓄冷效率高，节能环保的新型车载蓄冷系统报道出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载高能蓄冷系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种车载高能蓄冷系统，包括外接蓄冷机组和车厢蓄冷装置，所述外接蓄冷机组包括制冷机组、热交换器、蓄冷槽和水泵，制冷机组与热交换器偶联连接，热交换器与蓄冷槽偶联连接，蓄冷槽顶部和底端都设置带有截止阀的外接导管，外接导管连接有低温水泵；所述车厢蓄冷装置主要由多个蓄冷条组成，蓄冷条包括纵向并排安装在车厢内顶部的顶部蓄冷条和车厢内两侧的侧面蓄冷条，每个蓄冷条前端各设一个排水管，全部排水管汇合后设一个带控制阀门的接头，所述蓄冷条尾端顶部都设有一个排空管，排空管的末端设有排空口；顶部蓄冷条尾端各设一个充冷口，设置一个充冷管将所有充冷口连接在一起，充冷管末端设置一个带控制阀门的接头与外接蓄冷机组的水泵管路连接；所述车厢的内部设有温度探头，温度探头与设于驾驶室仪表盘内的温度显示面板连接。

作为本发明进一步的方案：所述热交换器采用壳管式换热器或板式换热器。

作为本发明进一步的方案：所述蓄冷槽和车厢内蓄冷条内部充填无相变的液态蓄冷液。

作为本发明再进一步的方案：所述无相变的液态蓄冷液主要由醇类、糖类和盐类的水溶液组成。

作为本发明再进一步的方案：所述液态蓄冷液温度调控在-45℃—-65℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）车辆负荷轻，占用空间少；区别现有技术系统，本发明创新性采用外接蓄冷机组和车厢蓄冷装置分体安装，大大降低车辆负荷，整套系统车载部分装置占用空间明显缩小，因而拓展了冷藏车/冷冻车货物装载容量；

（2）蓄冷无相变，温度下限低；采用液态超低温环保蓄冷液，蓄冷制冷全程无相变，突破现有蓄冷相变温度下限，可容易实现更低蓄冷温度，满足-18℃以下的运输保温要求；

（3）满液式泵送，蓄冷效率高；采用外接导管液态泵送蓄冷液，全程满液式输送，直接制冷保温，无多次热交换所致的能量损失，因此充冷效率大大提高，正常情况下3~5个小时即可实现蓄冷操作；

（4）高能式蓄冷，保温时间长；本系统在货物冷链运输过程中节能环保，换热效率更高，由于车厢换热循环温度更低，可实现车厢内货物在所需保存温度下较长时间保温；

（5）错峰用电省，节能更实惠，本系统可以有效利用峰谷用电的电价优惠，大幅降低使用成本，且是一种能够控制电力消耗及节省用电量、电费、减少CO₂排放量的新技术。

附图说明

图1为车载高能蓄冷系统的系统结构示意图。

图2为车载高能蓄冷系统的装置结构示意图。

图中：1-外接蓄冷机组、2-制冷机组、3-热交换器、4-蓄冷槽、5-外接导管、6-车厢蓄冷装置、7-截止阀、8-水泵、9-顶部蓄冷条、10-侧面蓄冷条、11-排水管、12-充冷口、13-排空口、14-充冷管、15-排空管。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-2，一种车载高能蓄冷系统，包括外接蓄冷机组1和车厢蓄冷装置6，所述外接蓄冷机组1包括制冷机组2、热交换器3、蓄冷槽4和水泵8，制冷机组2与热交换器3偶联连接，热交换器3与蓄冷槽4偶联连接，蓄冷槽4顶部和底端都设置带有截止阀7的外接导管5，外接导管5连接有低温水泵8；所述车厢蓄冷装置6主要由多个蓄冷条组成，蓄冷条包括纵向并排安装在车厢内顶部的顶部蓄冷条9和车厢内两侧的侧面蓄冷条10，每个蓄冷条前端各设一个排水管11，全部排水管11汇合后设一个带控制阀门的接头，所述蓄冷条尾端顶部都设有一个排空管15，排空管15的末端设有排空口13；顶部蓄冷条尾端各设一个充冷口12，设置一个充冷管14将所有充冷口12连接在一起，充冷管11末端设置一个带控制阀门的接头与外接蓄冷机组1的水泵管路连接；所述车厢的内部设有温度探头，温度探头与设于驾驶室仪表盘内的温度显示面板连接。

作为本发明进一步的优选：所述热交换器3采用壳管式换热器或板式换热器。

作为本发明进一步的优选：所述蓄冷槽4和车厢内蓄冷条内部充填无相变的液态蓄冷液。

作为本发明再进一步的优选：所述无相变的液态蓄冷液主要由醇类、糖类和盐类的水溶液组成。

作为本发明再进一步的优选：所述液态蓄冷液温度调控在-45℃—-65℃。

车辆使用前需先将车厢蓄冷装置中各蓄冷条内原有的蓄冷液经排水管11排空并将排水管11关闭，利用低温水泵8将外接蓄冷机组1已制冷到要求温度的液态蓄冷液，充入车厢蓄冷装置中。蓄冷液由充冷管14分配到顶部各蓄冷条内，再通过前端的排水管11流入并填满两侧蓄冷条内，最后充满顶部蓄冷条。在充入蓄冷液的同时，车厢蓄冷装置内空气由排空管16排出，当排空管16有蓄冷液流出时，所有蓄冷条充满蓄冷液，将充冷管14和排空管15阀门关闭，外接导管5断开即可，充冷完毕。两侧蓄冷条的排水管11和排空管15与顶部蓄冷条管路连接处均设有阀门，车厢内可根据货物运输实际需求来填充不同数量蓄冷液，使用灵活性更好。蓄冷液携带的冷量通过与车厢内空气的冷热交换实现车厢内部的制冷，当车厢内温度达到使用温度时可开始装货并运输配送。在车厢内设置温度探头，驾驶室仪表台上设置车厢内温度显示面板，方便司机观察车厢内温度状况。温度显示面板为一个温控器，也可改进加装车厢内循环风扇，可将风扇线路接入温控器中控制其工作状态。

一种较佳的工作方式为：

车辆使用前需先将车厢蓄冷装置中各蓄冷条和蓄冷条内原有的蓄冷液经排水管11排空并将排水管11关闭，利用夜间价格低廉的工业谷电启动外接蓄冷机组1，启动制冷机组2，通过热交换器3换热将蓄冷槽4中的液态蓄冷液降温至要求的超低温-45℃—-65℃，该过程一般可在3—5小时内完成；蓄冷槽4降温完成后与车厢蓄冷装置6通过外接导管5连接，启动水泵将超低温蓄冷液充入车厢蓄冷装置6，在充入蓄冷液的同时，车厢蓄冷装置6内空气由排空管15排出，达到所需装液量后，关闭充冷管14和排空管15阀门，断开外接导管5；在白天用电高峰期利用储存的超低温热能实现较长时间的车厢货物冷链运输所需温度保温操作。由于制冷保温起始温度足够低，因此可保证在车厢其他保温条件措施满足同等基本要求条件下，可实现保温-18℃以下8-14小时。完全满足日间冷链物流运输的基本需求。

采用本发明车载高能蓄冷系统技术实际运行反馈结果显示，当蓄冷温度为-45℃时，常规条件日间保温冷链运输8小时后，实测车厢内温度为-25℃；当蓄冷温度为-65℃时，常规条件日间保温冷链运输8小时后，实测车厢内温度为-35℃，继续密闭保温运输至14小时后，车厢内温度为-18℃。

本发明的车辆负荷轻，占用空间少，区别现有技术系统，本发明创新性采用外接蓄冷机组和车厢蓄冷装置分体安装，大大降低车辆负荷，整套系统车载部分装置占用空间明显缩小，因而拓展了冷藏车/冷冻车货物装载容量；蓄冷无相变，温度下限低，采用液态超低温环保蓄冷液，蓄冷制冷全程无相变，突破现有蓄冷相变温度下限，可容易实现更低蓄冷温度，满足-18℃以下的运输保温要求；满液式泵送，蓄冷效率高，采用外接导管液态泵送蓄冷液，全程满液式输送，直接制冷保温，无多次热交换所致的能量损失，因此充冷效率大大提高，正常情况下3-5个小时即可实现蓄冷操作；高能式蓄冷，保温时间长，本系统在货物冷链运输过程中节能环保，换热效率更高，由于车厢换热循环温度更低，可实现车厢内货物在所需保存温度下较长时间保温；错峰用电省，节能更实惠，本系统可以有效利用峰谷用电的电价优惠，大幅降低使用成本，且是一种能够控制电力消耗及节省用电量、电费、减少CO₂排放量的新技术。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种车载高能蓄冷系统，其特征在于，包括外接蓄冷机组和车厢蓄冷装置，所述外接蓄冷机组包括制冷机组、热交换器、蓄冷槽和水泵，制冷机组与热交换器偶联连接，热交换器与蓄冷槽偶联连接，蓄冷槽顶部和底端都设置带有截止阀的外接导管，外接导管连接有低温水泵；所述车厢蓄冷装置主要由多个蓄冷条组成，蓄冷条包括纵向并排安装在车厢内顶部的顶部蓄冷条和车厢内两侧的侧面蓄冷条，每个蓄冷条前端各设一个排水管，全部排水管汇合后设一个带控制阀门的接头，所述蓄冷条尾端顶部都设有一个排空管，排空管的末端设有排空口；顶部蓄冷条尾端各设一个充冷口，设置一个充冷管将所有充冷口连接在一起，充冷管末端设置一个带控制阀门的接头与外接蓄冷机组的水泵管路连接；所述车厢的内部设有温度探头，温度探头与设于驾驶室仪表盘内的温度显示面板连接。

2.根据权利要求1所述的车载高能蓄冷系统，其特征在于，所述热交换器采用壳管式换热器或板式换热器。

3.根据权利要求1所述的车载高能蓄冷系统，其特征在于，所述蓄冷槽和车厢内蓄冷条内部充填无相变的液态蓄冷液。

4.根据权利要求3所述的车载高能蓄冷系统，其特征在于，所述无相变的液态蓄冷液主要由醇类、糖类和盐类的水溶液组成。

5.根据权利要求4所述的车载高能蓄冷系统，其特征在于，所述液态蓄冷液温度调控在-45℃—-65℃。