CN105691278A - 一种适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，包括一车厢，其特征在于：所述车厢内设置有将所述车厢分割为多个温区的若干隔板，所述若干隔板可沿着所述车厢前后滑动，可通过拆卸某一隔板或将相邻的两块隔板合并来减少温区的数量；所述车厢内设置有贯穿于所述多个温区的风道，风道上设置有多个用于吹送冷风的风扇，某一温区内设置有用于制冷的蒸发器，每一温区对应设置有一车门。本发明仅使用一台蒸发器实现车厢多温区的制冷，减少了成本的同时有利于在配送环节中提高冷链运输效率、保持鲜活农产品的新鲜度。

Description

一种适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢

技术领域

本发明涉及一种适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢。

背景技术

第三方物流公司的物流活动存在着货物类型杂，总量多，运输目的地不同等特点，因此管理难度较大。而第三方物流公司如果开展冷链零担物流业务，将面临着更多的困难。冷链零担物流必然涉及到不同顾客货物的拼装，不同货物对温度的要求通常不一样，比如水果对温度的要求一般是2到8摄氏度之间，海鲜、巧克力等是0到零下5摄氏度之间，速冻食品、冻肉制品是零下10摄氏度到零下18摄氏度之间。一般来说，冷链零担物流会将货物的运输类型划分为三大类，冷冻运输、冷藏运输、恒温运输。

表1货物运输类型

运输货种	运输类型
		速度食品，肉类，冰淇淋等	冷冻运输(-18℃—-22℃)
水果，蔬菜，饮料，鲜奶制品等	冷藏运输(0℃—7℃)
		巧克力、糖果等	恒温运输(18℃—22℃)

如果冷藏车只有一个温区，那么在零担业务中很难凑齐同一个温度范围的货物，需要长时间的等待货源，先到的货物就容易升温变质。如果为了保证冷链服务质量，按时发车，往往空载率过高，导致运输成本高。因此在冷藏车内划分多温区的方法能够更好适应冷链零担物流的业务需要。

国内一些学者研究方向是通过建模的方式，对冷藏车厢使用过程中存在的温度变化及其分布均匀性进行了分析，同时也对温度的影响规律和送风速度进行了总结。国外一些学者研究方向是分析了相变储热单元的热性能，在冷藏车厢壁面加入特种材料，控制流入车厢总热量，及降低热传导速率上都取得了较好的效果。

虽然多样化的冷藏车制冷方式，在一定程度上扩大了消费者的选择空间，但是由于新开发冷藏车的维护技术及生产方面都还不够成熟，因此其实用性仍需进行探讨。机械式冷藏车在市场中仍将占据主导地位，因其用户体验良好、工艺技术路线完善。另外其温度可调范围大，能进行灵活地改装车厢结构，同时还可改变车厢内的送风方式并划分不同温区，以满足不同的需求。本设计是基于机械式制冷的多温区结构优化以及温度精准调控来实现的。

多温区冷藏车因其拥有多个温区，所以能够让不同种类的货物处在适应的低温环境中。调研了解到，有些物流公司有时会选择双蒸发器三温区的结构形式，即车厢首尾有两个冷冻区和中间的一个冷藏区，这是当前冷链业务最适宜的冷藏车结构形式。多蒸发器多温区冷藏车的温区之间不存在气流交换，冷冻区都拥有蒸发器能独自完成制冷过程，这样保证了冷冻区精确温控。但是观察国外冷链物流的现状，随着冷链物流的普及，冷藏货物和恒温货物运输比重会逐渐增大，所以未来更加适用的车型可能是单蒸发器多温区冷藏车。单蒸发器多温区冷藏车制冷工作的设备只有一台蒸发器，需借助不同温区的风道来实现冷气交换，确保不同温区维持在不同温度。单蒸发器多温区冷藏车结构简单，改装维修比较容易，而多蒸发器多温区冷藏车拥有复杂的制冷系统购置成本高，多台蒸发器还占用空间，提高了运输成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，仅使用一台蒸发器实现车厢多温区的制冷，减少了成本的同时有利于在配送环节中提高冷链运输效率、保持鲜活农产品的新鲜度。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，包括一车厢，其特征在于：所述车厢内设置有将所述车厢分割为多个温区的若干隔板，所述若干隔板可沿着所述车厢前后滑动，可通过拆卸某一隔板或将相邻的两块隔板合并来减少温区的数量；所述车厢内设置有贯穿于所述多个温区的风道，某一温区内设置有用于制冷的蒸发器，每一温区对应设置有一车门。

进一步的，所述车厢底部设置有三角形钢轨，所述三角形钢轨与隔板的间隙作为气流回流的气道。

进一步的，所述隔板下侧设置有若干第一夹具，所述第一夹具将隔板固定于所述三角形钢轨上，所述第一夹具包括经螺栓固定于所述隔板上的钢架本体，所述钢架本体上开设有与所述三角形钢轨相配合的开口，所述钢架本体内还设置垂直于所述三角形钢轨一侧斜面的螺纹钢柱，所述螺纹钢柱的头部与所述三角形钢轨接触，所述螺纹钢柱的尾部设置有把手。

进一步的，所述三角形钢轨上包设有防滑橡胶，所述防滑橡胶设置于所述三角形钢轨与所述第一夹具之间。

进一步的，所述车厢内一侧还设置有矩形钢轨，所述矩形钢轨设置有一斜面，所述隔板上设置有与所述矩形钢轨相配合的滑槽。

进一步的，所述隔板上位于滑槽位置设置有第二夹具，所述第二夹具将隔板固定于所述矩形钢轨上，所述第二夹具包括经螺栓固定于所述隔板上的钢架本体，所述钢架本体上开设有与所述矩形钢轨相配合的开口，所述钢架本体内还设置垂直于所述矩形钢轨的斜面的螺纹钢柱，所述螺纹钢柱的头部与所述矩形钢轨的斜面接触，所述螺纹钢柱的尾部设置有把手。

进一步的，所述风道包括设置于车厢上方两侧的第一风道与第二风道，所述第一风道与第二风道在每一温区内皆至少设置有一个风口，所述风口内设置有电动风扇。

进一步的，位于所述车厢的最末端的温区对应的车门设置于所述车厢的后侧面，其余温区对应的车门设置于所述车厢的侧面。

进一步的，所述隔板上设置有用于检测温区内温度的测温模块。

进一步的，所述车厢的总热负荷Q为：

Q＝Q_a+Q_b+Q_c+Q_d+Q_e

式中：Q_a为车厢外传入车厢内的热量；Q_b为太阳辐射进入车厢的热量；Q_c为货物自身发热量；Q_d为由于车厢气密性穿入车厢的热量；Q_e为开门时传入的热量；具体如下：

Q_a＝K·S·(T_w-T_n)

式中：K为车厢传热系数；S为车厢传热面积；T_w为车厢外界温度；T_n为车厢内温度；

Q_b＝K·S_f·(T_f-T_w)t_f/24

式中：S_f为太阳照射到车厢的面积；T_f为车厢外表面受辐射的平均温度；t_f为每昼夜光照小时数；

Q_c＝∑m_iq_i

式中：m_i为车厢内某种货物的质量；q_i为车厢内某种货物的发热量；

式中：L为车厢的漏气倍数；ρ为车厢内空气密度；V为车厢内容积；γ为水蒸气凝固热；与分别为车厢外与车厢内旳空气相对湿度；X_w与X_n分别为车厢外与车厢内的饱和空气相对湿度，C_p为车厢的定压比热容；

Q_e＝f·(Q_a+Q_b)

式中：f为开门频度系数。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明仅通过一台蒸发器实现多个温区的制冷且可通过滑动式的隔板根据需求改变温区大小，实现不同种类货物的运输；可让不同的冷冻区服务于不同的城市，到达一个城市的货场时只需要开启一次车门，这样就减少了开关车厢门的次数，从而降低能量的损耗。多温区冷藏车能充分发挥其整车运输的优势，并且在配送环节中有利于提高冷链运输效率、保持鲜活农产品的新鲜度，充分体现集约化、高效率的特点。

附图说明

图1是本发明一实施例的车厢整体结构示意图。

图2是本发明一实施例的隔板处剖面示意图。

图3是本发明一实施例的第一夹具局部示意图。

图4是本发明一实施例的第二夹具局部示意图。

图5是本发明一实施例的托盘支脚使用状态示意图。

图中：11、12-隔板；21-第一风道；22-第二风道；23、24、25-风口；3-蒸发器；41、42、43-车门；5-三角形钢轨；6-矩形钢轨；7-第一夹具；8-第二夹具；71、81-钢架本体；72、82-开口；73、83-螺纹钢柱；74、84-把手；9-防滑橡胶；10-托盘。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1，本实施例提供一种适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，包括一车厢，所述车厢内设置有将所述车厢分割为三个温区的隔板11和隔板12，该处温区的数量不受限制，由根据隔板的数量决定，特别的，隔板采用玻璃纤维材料制成，所述隔板11和隔板12可沿着所述车厢前后滑动，通过隔板的滑动来改变温区的大小，还可通过拆卸某一隔板或将两块隔板合并来减少温区的数量；所述车厢内设置有贯穿于所述多个温区的风道，所述风道包括设置于车厢上方两侧的第一风道21与第二风道22，所述第一风道21与第二风道22在每一温区内皆至少设置有一个风口，于本实施例中，第一风道21上设置有风口23、风口24及风口25，分别位于三个温区内，每一风口内皆设置有电动风扇，用于控制进风或出风；某一温区内设置有用于制冷的蒸发器3，每一温区对应设置有一车门，如本实施例中的车门41、车门42及车门43，特别的，蒸发器3所在的温度为三个温区中温度设置最低的温区，位于该温区中的风口用于进风，其余温区中的风口用于出风，将蒸发器3所在温区内的气体穿入其他温区，进而控制其他温区的温度。

如图2所示为隔板11出的剖面示意图，所述车厢底部设置有三角形钢轨5，所述三角形钢轨5与隔板11的间隙作为气流回流的气道，所述隔板11下侧左右各设置有一个第一夹具7，所述第一夹具7将隔板11固定于所述三角形钢轨5上，如图3所示，所述第一夹具7包括经螺栓固定于所述隔板11上的钢架本体71，所述钢架本体71上开设有与所述三角形钢轨5相配合的开口72，所述钢架本体71内还设置垂直于所述三角形钢轨5一侧斜面的螺纹钢柱73，所述螺纹钢柱73的头部与所述三角形钢轨5接触，所述螺纹钢柱73的尾部设置有把手74，通过把手74拧紧所述螺纹钢柱73将第一夹具7牢牢固定于所述三角形钢轨5上。

请继续参照图3，所述三角形钢轨5上包设有防滑橡胶9，所述防滑橡胶9设置于所述三角形钢轨5与所述第一夹具7之间。

请参照图2和图4，所述车厢内一侧还设置有矩形钢轨6，所述矩形钢轨6设置有一斜面，所述隔板11上设置有与所述矩形钢轨6相配合的滑槽，以利于隔板11沿着所述矩形钢轨6上滑动。所述隔板11上位于滑槽位置设置有第二夹具8，所述第二夹具8将隔板11固定于所述矩形钢轨6上，所述第二夹具8包括经螺栓固定于所述隔板11上的钢架本体81，所述钢架本体81上开设有与所述矩形钢轨6相配合的开口82，所述钢架本体81内还设置垂直于所述矩形钢轨6的斜面的螺纹钢柱83，所述螺纹钢柱83的头部与所述矩形钢轨6的斜面接触，所述螺纹钢柱83的尾部设置有把手84，通过把手84拧紧所述螺纹钢柱83将第二夹具8牢牢固定于所述矩形钢轨6上。

值得注意的是，本实施例中隔板11和隔板12的结构皆相同，即隔板12上亦设置有第一夹具7和第二夹具8。

请参照图1，于本实施例中，位于所述车厢的最末端的温区对应的车门41设置于所述车厢的后侧面，其余温区对应的车门42和车门43设置于所述车厢的侧面，保证了各个温区的独立操作，尽可能避免不必要的能量消耗。

于本实施例中，隔板11和隔板12上还设置有用于检测温区内温度的测温模块，每个温区的测温模块及前文所述的电动风扇皆连接至一控制器，通过检测温区内的室温，进而控制电动风扇的工作使各个温区内的温度达到设定要求。

请参照图5，在实际操作中，为了使用三角形钢轨5，需要将货物放置于托盘10上，托盘10的下侧设置有与所述三角形钢轨5相配合的开口，在货物自身的重量下，托盘脚能自动校准位置，准确地卡紧在三角形钢轨5上并压紧防滑橡胶9，达到自适应、自锁且防滑的效果，当托盘10被叉车提升时，能放松对防滑橡胶9的作用力，快速解锁。

值得一提的是，本实施例中的三个温区合理组合为“冷冻区+冷藏区+恒温区”、“冷冻区+冷冻区+冷藏区”、“冷冻区+冷藏区+冷藏区”、“冷藏区+恒温区+恒温区”，在组合中出现双冷冻区或双冷藏区其目的是为海鲜或羊肉设置单独区，避免串味，影响其它商品品质，也可以分配两个冷冻区给不同的城市或不同类型的商品，减少因为装卸作业开启车门，造成过多冷气的泄漏，达到节省减排的作用。

因为隔板适宜在车厢内平移，所以当两块隔板紧贴一处时，车厢被分为两个温区，两个温区的合理组合为“冷冻区+冷藏区”、“冷藏区+冷藏区”、“冷藏区+恒温区”。因为隔板拆卸比平移麻烦，所以建议不拆卸隔板。

本实施例的三个温区以“冷冻区+冷藏区+恒温区”为例，通过可移动隔板11、12将车厢分为目标温度分别为255K的冷冻区(尺寸为5000×2500×2600)、275K的冷藏区(尺寸为4000×2500×2600)和292K的恒温区(尺寸为4000×2500×2600)，蒸发器3位于冷冻区内；除了冷冻区蒸发器与外界气流进行热交换外，运输过程中，还有很多热量也在影响着车厢内气流的温度。例如：车厢壁面传入的热量(Q_a)，太阳辐射进入车厢的热量(Q_b)，货物自身呼吸热(Q_c)，因车厢气密性传入车厢的热量(Q_d)以及开门时传入的热量(Q_e)，此处忽略不计一些微小热量传递。根据传热基础学，假设外界环境温度为305K，进行热负荷计算，过程如下：

Q_a＝K·S·(T_w-T_n)

式中：K为车厢传热系数，单位为W/(m²·K)；S为车厢传热面积，单位为m²；T_w为车厢外界温度，单位为K；T_n为车厢内温度单位为K；其中：

冷冻区壁面传入车厢内的热量Q_a1：

Q_a1＝0.35×(5×2.6×2+5×2.5×2+2.5×2.6)×(305-255)＝1006.3W

冷藏区壁面传入车厢内的热量Q_a2：

Q_a2＝0.35×(4×2.6×2+4×2.5×2)×(305-275)＝428.4W

恒温区壁面传入车厢内的热量Q_a3：

Q_a3＝0.35×(4×2.5×2+4×2.6×2+2.5×2.6)×(305-292)＝215.2W

Q_a＝Q_a1+Q_a2+Q_a3＝1006.3+428.4+215.2＝1649.9W

即因车厢壁面传热引起的车厢热负荷Q_a为1649.9W。

Q_b＝K·S_f·(T_f-T_w)t_f/24

式中：S_f为太阳照射到车厢的面积，常选车厢总传热面积的35％～50％，单位为m2；T_f为车厢外表面受辐射的平均温度，常取T_f＝T_w+20K，单位为K；t_f为每昼夜光照小时数，常取12～14，单位为h；将具体参数代入计算公式：

Q_b＝0.35×90.52×0.4×20×12/24＝126.7W

即因辐射热量引起的车厢热负荷Q_b为126.7W。

Q_c＝∑m_iq_i

式中：m_i为车厢内某种货物的质量；q_i为车厢内某种货物的发热量；

冷冻区的货物通常为冰冻状态，不存在呼吸热，因此主要针对冷藏区和恒温区的货物发热量来进行计算。本次以马铃薯和苹果为例计算货物发热量。然后用车厢容积和堆货率来计算货物的质量，计算过程及结果如下：

Q_c＝16.25×0.5×600×0.025+16.25×0.5×768×0.03＝309.1W

即货物自身发热量引起的车厢热负荷Q_c为309.1W。

式中：L为车厢的漏气倍数；ρ为车厢内空气密度，单位为kg/m³；V为车厢内容积，单位为m³；γ为水蒸气凝固热，单位为J/kg；与分别为车厢外与车厢内旳空气相对湿度；X_w与X_n分别为车厢外与车厢内的饱和空气相对湿度，C_p为车厢的定压比热容；

实际计算时，用经验公式计算Q_d：

则Q_d＝(0.1～0.2)·Q_a＝0.15×1649.9W＝247.5W，

即因车厢气密性引起的车厢热负荷Q_d为247.5W。

Q_e＝f·(Q_a+Q_b)

式中：f为开门频度系数，我们认为在运输中一般不开门，f取值0.25。

则Q_e＝0.25×(1649.9+126.7)W＝444.2W，即开关门引起的车厢热负荷Q_e为444.2W。

综上所述，冷藏车厢壁面传入的热量是冷藏车热负荷的主体部分。冷藏车的总热负荷Q＝Q_a+Q_b+Q_c+Q_d+Q_e，，计算可得Q＝2777.4W。因此我们在选用蒸发器制冷机组时，要想满足使用要求，功率必须要高于2777.4W，为了适应温区可变的需求及不同的货物，制冷机组功率应两倍于该功率。如果只划分一个冷冻温区，此时制冷机组的功率应达到6000W以上才可保证冷链质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (10)

1.一种适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，包括一车厢，其特征在于：所述车厢内设置有将所述车厢分割为多个温区的若干隔板，所述若干隔板可沿着所述车厢前后滑动，可通过拆卸某一隔板或将相邻的两块隔板合并来减少温区的数量；所述车厢内设置有贯穿于所述多个温区的风道，某一温区内设置有用于制冷的蒸发器，每一温区对应设置有一车门。

2.根据权利要求1所述的适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，其特征在于：所述车厢底部设置有三角形钢轨，所述三角形钢轨与隔板的间隙作为气流回流的气道。

3.根据权利要求2所述的适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，其特征在于：所述隔板下侧设置有若干第一夹具，所述第一夹具将隔板固定于所述三角形钢轨上，所述第一夹具包括经螺栓固定于所述隔板上的钢架本体，所述钢架本体上开设有与所述三角形钢轨相配合的开口，所述钢架本体内还设置垂直于所述三角形钢轨一侧斜面的螺纹钢柱，所述螺纹钢柱的头部与所述三角形钢轨接触，所述螺纹钢柱的尾部设置有把手。

4.根据权利要求3所述的适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，其特征在于：所述三角形钢轨上包设有防滑橡胶，所述防滑橡胶设置于所述三角形钢轨与所述第一夹具之间。

5.根据权利要求1所述的适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，其特征在于：所述车厢内一侧还设置有矩形钢轨，所述矩形钢轨设置有一斜面，所述隔板上设置有与所述矩形钢轨相配合的滑槽。

6.根据权利要求5所述的适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，其特征在于：所述隔板上位于滑槽位置设置有第二夹具，所述第二夹具将隔板固定于所述矩形钢轨上，所述第二夹具包括经螺栓固定于所述隔板上的钢架本体，所述钢架本体上开设有与所述矩形钢轨相配合的开口，所述钢架本体内还设置垂直于所述矩形钢轨的斜面的螺纹钢柱，所述螺纹钢柱的头部与所述矩形钢轨的斜面接触，所述螺纹钢柱的尾部设置有把手。

7.根据权利要求1所述的适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，其特征在于：所述风道包括设置于车厢上方两侧的第一风道与第二风道，所述第一风道与第二风道在每一温区内皆至少设置有一个风口，所述风口内设置有电动风扇。

8.根据权利要求1所述的适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，其特征在于：位于所述车厢的最末端的温区对应的车门设置于所述车厢的后侧面，其余温区对应的车门设置于所述车厢的侧面。

9.根据权利要求1所述的适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，其特征在于：所述隔板上设置有用于检测温区内温度的测温模块。

10.根据权利要求1所述的适宜冷链零担物流的多温区冷藏车厢，其特征在于：所述车厢的总热负荷Q为：

Q＝Q_a+Q_b+Q_c+Q_d+Q_e

式中：Q_a为车厢外传入车厢内的热量；Q_b为太阳辐射进入车厢的热量；Q_c为货物自身发热量；Q_d为由于车厢气密性穿入车厢的热量；Q_e为开门时传入的热量；具体如下：

Q_a＝K·S·(T_w-T_n)

式中：K为车厢传热系数；S为车厢传热面积；T_w为车厢外界温度；T_n为车厢内温度；

Q_b＝K·S_f·(T_f-T_w)t_f/24

式中：S_f为太阳照射到车厢的面积；T_f为车厢外表面受辐射的平均温度；t_f为每昼夜光照小时数；

Q_c＝∑m_iq_i

式中：m_i为车厢内某种货物的质量；q_i为车厢内某种货物的发热量；

式中：L为车厢的漏气倍数；ρ为车厢内空气密度；V为车厢内容积；γ为水蒸气凝固热；与分别为车厢外与车厢内旳空气相对湿度；X_w与X_n分别为车厢外与车厢内的饱和空气相对湿度，C_p为车厢的定压比热容；

Q_e＝f·(Q_a+Q_b)

式中：f为开门频度系数。