CN108955013A - 一种流动冷库 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种流动冷库，包括库体，库体内设置有至少一个无源储能单元，无源储能单元包括壳体(111)、相变材料及换热器(112)，壳体(111)的内部限定容纳相变材料的空间，换热器(112)设置于空间内并用于将相变材料与换热器(112)内的载冷液进行热交换，流动冷库由其自身的无源储能单元提供冷量以满足冷库内部规定温度，本发明降低了流动冷库的设备故障率，方便维护保养。

Description

一种流动冷库

技术领域

本发明涉及冷链运输系统，具体而言，涉及一种能满足不同货物存储温度要求的流动冷库。

背景技术

蔬菜、水果等鲜活品，速冻食品奶制品等加工食品和各类针剂、药剂、疫苗等医药品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环节中应该始终处于规定的温度环境下。这些物品的贮藏运输必须依靠专用设备，随着运输物品种类的不同，专用设备内保持的温度不同。冷冻运输设备能够提供的温度范围在-18℃～-22℃，冷藏运输设备能够提供的温度范围在0℃～7℃，恒温运输设备能够提供的温度范围在18℃～22℃。

为了使保温运输设备内温度维持在预定的恒定的范围内，保温设备要具有专用的结构设计。专利KR200231247Y1公开了使用相变材料的制冷系统，制冷系统包括冷链运输车及与冷链运输车独立的充冷装置，冷链运输车具有储能装置，储能装置内设置有换热器及相变材料，外部充冷设备为储能装置充冷。然而，该专利储能装置的相变材料蓄冷效果较差，不能保障冷链运输车保温车体内的冷藏温度。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种流动冷库，由其自身的无源储能单元提供冷量以满足冷库内部的冷藏温度，且无源储能单元内部的换热加强部加快了相变材料的蓄冷。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种流动冷库，包括库体，其特征在于，库体内设置有至少一个无源储能单元，无源储能单元包括壳体、相变材料及换热器，壳体的内部限定容纳相变材料的空间，换热器设置于空间内并用于将相变材料与换热器内的载冷液进行热交换。流动冷库不改变周边环境与周边设施，通过外部充冷装置为流动冷库中的无源储能单元充冷，无需自带压缩机组、冷却器等制冷系统。

以下是对本发明的进一步优化：

进一步的，换热器内的载冷液由外部充冷装置提供。

进一步的，充冷装置与流动冷库为两个可分离设置的独立装置。

进一步的，多个无源储能单元彼此连接，还包括向无源储能单元提供载冷液的充冷管线，充冷管线包括第一充冷管和第二充冷管，在第一充冷管和第二充冷管之间连接多个无源储能单元。

进一步的，载冷液流经第一充冷管、每个无源储能单元及第二充冷管的各个路径的行程相同，实现了载冷液流经每个无源储能单元的流量相同，保证了流动冷库内不同位置的无源储能单元的相变材料的蓄冷量相同，实现了流动冷库内部不同位置的温度相同。

进一步的，多个无源储能单元彼此相邻并并排设置，第一充冷管和第二充冷管分别沿着多个无源储能单元的排布方向设置。

进一步的，多个无源储能单元设置在库体的长度方向上和/或库体的高度方向上。多块无源储能单元能够较好的满足流动冷库内温度的需求。

进一步的，多个无源储能单元布置在库体的顶部和/或端部。

进一步的，第一充冷管的一端为充入载冷液的进液口，第一充冷管的另一端封闭，第一充冷管在一端和另一端之间设置有多个连接无源储能单元的开口。

进一步的，第一充冷管上布置有多个用于调节载冷液流量的阀门。

进一步的，第二充冷管的一端为载冷液的出液口，第二充冷管的另一端封闭，第二充冷管在一端和另一端之间设置有多个连接无源储能单元的开口。

进一步的，第二充冷管围绕多个无源储能单元设置。第二充冷管的围绕设计进一步的满足了流动冷库内温度的需求。

应用本发明的技术方案，提供一种具有无源储能单元的流动冷库，由外部的充冷装置为流动冷库充冷，流动冷库无需自带制冷装置，且流动冷库内的充冷管线设计及无源储能单元内部的换热加强部的设计满足了流动冷库内部不同位置的温度相同，又加速了无源储能单元内部相变材料的蓄冷过程。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的流动冷库充冷结构示意图

图2是根据本发明的流动冷库库体结构示意图；

图3是根据本发明的库体顶部结构示意图；

图4是根据本发明的库体端部结构示意图；

图5是根据本发明的储能板轴测图；

图6是根据本发明的换热器在储能单元内结构示意图；

图7是根据本发明的储能板结构示意图；

图8是根据本发明实施例一中带有卡接结构的换热翅片截面示意图；

图9是根据本发明实施例二中的换热翅片截面示意图；

图10是根据本发明实施例三中的换热翅片截面示意图；

图11是根据本发明实施例四中的换热翅片截面示意图；

图12是根据本发明实施例五中的换热翅片截面示意图；

图13是根据本发明实施例六中的换热翅片截面示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1：流动冷库，2：充冷车，3：管路；

11:顶部储能板，12：端部储能板，13：第一充冷管，14：第二充冷管；

111：壳体，112：换热器，113:散热翅片；

1121：换热加强部，1122：换热本体，1123：第一换热单元，1124：第二换热单元；

11211：第一翅片，11212：第二翅片，11213：第三翅片，11221：第一管部，11222：第二管部，11223：第三管部，11224：第四管部；

a：载冷液入口，b：载冷液出口，X：径向方向。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。术语“包括”在使用时表明存在特征，但不排除存在或增加一个或多个其它特征。

本发明中流动冷库具有无源储能单元，由无源储能单元提供冷源，本发明中的流动冷库不改变周边环境与周边设施，通过外部充冷装置为流动冷库中的无源储能单元充冷，无需自带压缩机组、冷却器等制冷系统。

如图1所示，充冷车2通过管路3与流动冷库1连通，充冷车2可同时为多个流动冷库1并联充冷，并依各流动冷库1情况任意启闭。充冷车2与流动冷库1可独立设置，降低了流动冷库1的设备故障率，方便维护保养。

如图2-4所示，流动冷库1用于存储物品，因此在运输过程中，流动冷库1库体内部的温度需要维持在预定的温度范围内。基于以上需求，流动冷库1包括用于存储货物的库体、释放冷量的顶部储能板组、端部储能板组、第一充冷管13和第二充冷管14。顶部储能组、端部储能板组设置在库体的顶部和端部的固定支架上，其彼此相邻且并排设置。固定支架上设计有同时能增加库体强度的预埋筋板。顶部储能板组包括九个顶部储能板11、端部储能板包括一个端部储能板12，顶部储能板11、端部储能板12内部容纳有相变材料，相变材料储冷密度大、释能均匀等温，冷量持续均匀释放，自动调温，使环境温度恒定在相变材料相变点温度附近，维持箱内冷藏或冷冻环境，相变材料持续释放冷量到达一定时间后，需要对其进行冷量的补充。第一充冷管13和第二充冷管14接收来自充冷设备的载冷液并将载冷液输送至顶部储能板11、端部储能板12中。第一充冷管13和第二充冷管14中流动的载冷液与顶部储能板11、端部储能板12中的相变材料进行热交换，使相变材料产生相变，将冷量储存在相变材料中。

如图5-6所示，顶部储能板11、端部储能板12内包括两根U型管，每个U型管包括一个载冷液入口a及一个载冷液出口b，载冷液入口a与第一充冷管13连通，载冷液出口b与第二充冷管14连通，且载冷液入口a位于载冷液出口b的下方。顶部储能板11、端部储能板12通过第一充冷管13和第二充冷管14并联连接，载冷液流经第一充冷管13、每个无源储能单元及第二充冷管14，形成了多个流体路径，且各流体路径的行程相同。以上设计实现了载冷液流经每个储能板的行程相同、流量相同，能实现库体内部不同位置储能板具有基本相同的蓄冷量，保证了冷链运输车库体内不同位置的温度均匀。

如图3-4所示，第一充冷管13的一端为充入载冷液的进液口、另一端封闭，第一充冷管13在进液口和封闭端之间与多个顶部储能板11和、端部储能板12的载冷液入口a连通，且在载冷液入口a连通处布置有多个调节载冷液流量的阀门，可通过调节阀门避免充冷管路拥堵；第二充冷管14的一端为载冷液的出液口、另一端封闭，第二充冷管14在出液口和封闭端之间与多个顶部储能板11和、端部储能板12的载冷液出口b连通。第二充冷管14围绕顶部储能板11、端部储能板12设置。第二充冷管14的围绕型设计，实现了第二充冷管的路径最大化，进一步保障了库体内环境温度需求。

其中顶部储能板11与端部储能板12的结构相同，以下以储能板11为例说明储能板内部结构。

图5-8是储能板11的结构图，储能板11包括壳体111，壳体容纳相变材料，同时壳体111内设置换热器112。换热器112用于在储能板11充冷时进行换热，充冷工况下，换热器112中持续供应有载冷液，相变材料与换热器内的载冷液进行热交换，产生相变。相变材料完全发生相变后，或符合预定要求后，停止对储能板11进行充冷，即停止载冷液的供应。相变材料将储存的冷量释放到流动冷库库体中。

壳体111采用导热性和刚性好的金属材料制作，壳体111可以采用平面压板结构，外表面至少部分地设置有散热翅片113，散热翅片113增大了储能板11与流动冷库1库体内的存储空间的接触面积，利于均匀释放冷量，散热翅片113构成了散热加强部。壳体也可以采用曲面压板结构，同样增大壳体与保温箱本体内的外部空间的换热接触面积，利于均匀释放冷量。壳体的至少一个表面设置成曲面压板形式，表面的结构可以是压筋结构、波浪形结构，或其它的具有交替的凸起与凹槽结构。

换热器112浸没在相变材料中，能够冷却相变材料，当然，根据实际需求，换热器112可选地加热相变材料。换热器112具有换热本体1122，每个换热本体1122具有一个载冷液入口和一个载冷液出口。换热本体1122包括一个或多个U型折弯，载冷液在换热本体1122中流过，同时与相变材料进行热传递。为了促进载冷液与相变材料之间的热交换，换热本体1122外部设置有换热加强部1121，换热本体1122和换热加强部1121组成一个换热单元。本实施例中，换热本体1122为折弯管1122，换热加强部1121为翅片1121。

如图5-8所示的实施例一中，换热本体1122为折弯管，具有两个U型折弯，位于两侧的两个U型弯头连接四个直的管部：第一管部11221、第二管部11222、第三管部11223和第四管部11224，第一管部11221与储能板11的载冷液入口a相连，第四管部11224与储能板的载冷液出口b相连，载冷液从入口进入第一管部11221，并依次流经四个管部，从载冷液出口b流出。这四个管部在径向方向上邻接，将该方向定义为管部的邻接方向X。换热本体1122外部设置有换热加强部1121，将对应到一个管部所设置的换热加强部定义为一个换热加强单元。

实施例一中，每个换热加强单元包括三种换热翅片：第一翅片11211、第二翅片11212、第三翅片11213，翅片设置为从管部径向向外延伸的直线型或弧型翅片，翅片在管部的整个轴向长度上延伸，相邻管部的相邻翅片至少部分地彼此热传导地连接。第一翅片11211在管部的邻接方向X上延伸，第二翅片11212在管部邻接方向X的垂直方向上延伸，还包括在管部的邻接方向和邻接方向的垂直方向之间的方向上延伸第三翅片11213。翅片排布在管部周围，在管部的任意一个径向截面上看，翅片在管部周围形成太阳花模式。每个管部包括两个第二翅片11212，第二翅片11212可以一直延伸到抵接壳体111内表面，成为顶天立地模式，从而支撑折弯管1122。每个管部包括两个第一翅片11211，其中一个第一翅片11211具有槽结构，另外一个第一翅片11211具有凸起，第一管部11221的具有槽结构的第一翅片11211与第二管部11222的具有凸起结构的第一翅片11211通过凸起和凹槽连接在一起，成为手拉手模式，以最大限度增大换热器112与相变材料的热交换面积，达到理想的制冷效果。第二管部11222与第三管部11223、第三管部11223和第四管部11224的采用相同的连接方式。第一管部11221与壳体之间的第一翅片11211可以一直延伸到壳体222内表面，从而支撑折弯管1122，当然第一翅片11211也可以不延伸到壳体111内表面。

换热加强单元的换热翅片可以采用其它的结构形式，例如直线型或弧型翅片，具体形式如图9-13所示，只要增大所述相变材料与换热器的接触面积即可。图9-13是本发明实施例二到六中换热翅片截面示意图。翅片可以至少部分的从所述换热本体径向向外延伸，或者至少部分地从所述换热本体轴向延伸，或者分布在所述换热本体不同的轴向位置上，或者以螺旋方式盘绕在所述换热本体周围。

换热器112可以具有多个换热单元，本实施例中，一个换热器具有第一换热单元1123和第二换热单元1124这两个换热单元，第一换热单元1123和第二换热单元1124在管部的径向方向X上邻接，第一换热单元1123的第四管部11224的第一翅片11211与第二换热单元1124的第一管部11221的第一翅片11211通过凸起和凹槽连接在一起，两个换热单元整体成为手拉手模式。第二换热单元1124的第四管部11224与壳体111之间的第一翅片11211可以一直延伸到壳体111内表面，从而支撑折弯管1122，当然第一翅片11211也可以不延伸到壳体111的内表面。

为了加快相变材料产生相变，翅片可以制造成粗糙表面，也可以设置通孔。另外，壳体内还可以填充有晶核，晶核优选为蜂窝状物质，例如蜂窝铝。

以上流动冷库采用了无源储能单元，不需要外部能源，相变材料释冷均匀、温度波动度小、控温精准，采用无源储能单元的流动冷库降低了货物腐损率，有效保证了货物品质。且采用相变材料储冷密度大、潜热值高，无毒，无腐蚀，无污染、不易燃易爆、循环性能稳定，使用周期长。

本发明的流动冷库利用移动充冷车因需补冷，可降低冷库投入成本，该流动冷库在商超、便利店、社区等物流终端，可实现鲜活物资的短期储藏、流通。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种流动冷库，包括库体，其特征在于，所述库体内设置有至少一个无源储能单元，所述无源储能单元包括壳体(111)、相变材料及换热器(112)，所述壳体(111)的内部限定容纳相变材料的空间，所述换热器(112)设置于所述空间内并用于将所述相变材料与所述换热器(112)内的载冷液进行热交换。

2.根据权利要求1所述的流动冷库，其特征在于，所述换热器(112)内的载冷液由外部充冷装置提供。

3.根据权利要求2所述的流动冷库，其特征在于，所述充冷装置与所述流动冷库为两个可分离设置的独立装置。

4.根据权利要求2所述的流动冷库，其特征在于，多个所述无源储能单元彼此连接，还包括向无源储能单元提供载冷液的充冷管线，所述充冷管线包括第一充冷管(13)和第二充冷管(14)，在所述第一充冷管(13)和第二充冷管(14)之间连接所述多个无源储能单元。

5.根据权利要求4所述的流动冷库，其特征在于，所述载冷液流经所述第一充冷管(13)、每个所述无源储能单元及所述第二充冷管(14)的各个路径的行程相同。

6.根据权利要求4所述的流动冷库，其特征在于，所述多个无源储能单元彼此相邻并并排设置，所述第一充冷管(13)和第二充冷管(14)分别沿着所述多个无源储能单元的排布方向设置。

7.根据权利要求4所述的流动冷库，其特征在于，所述多个无源储能单元设置在所述库体的长度方向上和/或所述库体的高度方向上。

8.根据权利要求4所述的流动冷库，其特征在于，所述多个无源储能单元布置在所述库体的顶部和/或端部。

9.根据权利要求4所述的流动冷库，其特征在于，所述第一充冷管(13)的一端为充入载冷液的进液口，所述第一充冷管(13)的另一端封闭，所述第一充冷管(13)在所述一端和另一端之间设置有多个连接所述无源储能单元的开口。

10.根据权利要求4所述的流动冷库，其特征在于，所述第一充冷管(13)上布置有多个用于调节所述载冷液流量的阀门。

11.根据权利要求4所述的流动冷库，其特征在于，所述第二充冷管(14)的一端为所述载冷液的出液口，所述第二充冷管(14)的另一端封闭，所述第二充冷管(14)在所述一端和另一端之间设置有多个连接所述无源储能单元的开口。

12.根据权利要求4所述的流动冷库，其特征在于，所述第二充冷管(14)围绕所述多个无源储能单元设置。