CN111907302B - 用于运输车辆的制冷系统、其控制方法及运输车辆 - Google Patents

用于运输车辆的制冷系统、其控制方法及运输车辆 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种用于运输车辆的制冷系统、其控制方法及运输车辆。该制冷系统用于调节所述运输车辆的车厢内温度，所述制冷系统包括置于车厢内的蒸发器，所述蒸发器包括供制冷剂流过的蒸发器盘管以及容纳所述蒸发器盘管的壳体；其中，所述壳体还设置有加热元件；且所述制冷系统还包括用于控制所述加热元件的控制模块。根据本申请的制冷系统、其控制方法及运输车辆，通过在蒸发器的壳体内置加热元件，且根据实际场景来控制其开始加热与停止加热，从而防止壳体内侧结冰或外侧凝水，有效改善对货物保存的可靠性。

Description

用于运输车辆的制冷系统、其控制方法及运输车辆
技术领域
本申请涉及运输制冷领域，更具体而言，本申请涉及一种用于运输车辆的制冷系统及其控制方法。
背景技术
运输车辆作为冷链中不可或缺的一环，通常配置有专用的制冷系统。此类制冷系统通常包括构成制冷回路的压缩机、冷凝器、蒸发器、电子膨胀阀及其他辅助部件。其中，制冷系统的蒸发器通常布置在运输车辆的车厢内，该车厢用于为待运输货物提供恒温保存空间，例如冷藏或冷冻保存。此类蒸发器一般具有外壳，该外壳一方面可用于保护内部元件，另一方面还可用作接水盘，且在其上开设排水管，以用于将化霜或其他过程中产生于蒸发器内的冷凝水及时排出至车外。但在一些情形下可能会发生排水不利的问题。例如，因车辆停驻位置不当，使得车头前倾而导致接水盘中的水难以经由排水管排出时，接水盘可能会结冰；或者制冷系统采用化霜模式而对蒸发器内施加过热制冷剂蒸汽，蒸发器盘管上析出的冷凝水较多而致使难以经由排水管车底排出时，接水盘也可能会结冰。此外，当用户开启车厢时，由于外界环境温度与车厢内保温温度之间的巨大温差，例如30℃与-20℃时，车厢内可能会产生较多冷凝水，且其凝结在蒸发器壳体上，随后经由壳体滴落于车厢内，且极可能滴落于车厢内的货物上，由此损坏货物。
发明内容
本申请旨在提供一种减少车厢内冷凝水生成的制冷系统、其控制方法及运输车辆。
为实现本申请的目的，根据本申请的一个方面，提供一种用于运输车辆的制冷系统，其用于调节所述运输车辆的车厢内温度，所述制冷系统包括置于车厢内的蒸发器，所述蒸发器包括供制冷剂流过的蒸发器盘管以及容纳所述蒸发器盘管的壳体；其中，所述壳体还设置有加热元件；且所述制冷系统还包括用于控制所述加热元件的控制模块。
可选地，所述加热元件内置于所述壳体中，和/或所述加热元件布置在所述壳体表面。
可选地，当所述壳体的材料具有低于第一预设值的导热系数时，所述加热元件布置在所述壳体表面的内侧与外侧；或者当所述壳体的材料具有高于第二预设值的导热系数时，所述加热元件布置在所述壳体表面的内侧或外侧；其中，所述第一预设值小于第二预设值。
可选地，当所述壳体的材料具有低于第三预设值的导热系数时，所述壳体上还设置有导热件，所述导热件内置于所述壳体中，和/或所述导热件布置在所述壳体表面；其中，加热元件布置在所述导热件中，并经由所述导热件将热量传递至所述壳体。
可选地，还包括接水盘，所述壳体的下部用作接水盘，或者所述接水盘容纳于所述壳体内侧；其中，所述加热元件设置在所述壳体的下部，并且靠近所述接水盘。
可选地，还包括温度传感器，其设置在所述壳体内侧和/或所述壳体外侧；所述控制模块基于所述温度传感器感测的壳体内侧温度和/或壳体外侧温度来控制所述加热元件的启停。
可选地，所述加热元件包括碳纤维。
为实现本申请的目的，根据本申请的另一方面，还提供一种运输车辆，其包括如前所述的制冷系统；以及车厢。
可选地，所述车厢包括车厢门，在所述车厢门上设置有车厢门传感器；其中，在所述车厢门开启时，所述车厢门传感器向所述制冷系统的控制模块传递信号，所述控制模块控制所述加热元件开启。
为实现本申请的目的，根据本申请的再一方面，还提供一种用于运输车辆的制冷系统的控制方法，其中，所述制冷系统包括置于车厢内的蒸发器，所述蒸发器包括供制冷剂流过的蒸发器盘管以及容纳所述蒸发器盘管的壳体；其中，所述壳体还设置有加热元件；其特征在于，在所述制冷系统开启化霜模式时或化霜模式的运行过程中，开启所述加热元件；和/或在化霜结束重新进入制冷模式时，继续开启加热元件；和/或在车厢被打开时，开启所述加热元件。
可选地，在所述壳体内侧温度比冰点温度高出第一预设值时，停止所述加热元件；和/或在所述壳体外侧温度比露点温度高出第二预设值时，停止所述加热元件。
可选地，所述第一预设值为4℃-5℃；所述第二预设值为10℃。
根据本申请的用于运输车辆的制冷系统、其控制方法及运输车辆，通过为蒸发器的壳体设置加热元件，且根据实际场景来控制其开始加热与停止加热，从而防止壳体内侧结冰或外侧凝水，有效改善对货物保存的可靠性。
附图说明
图1是本申请的制冷系统的蒸发器及其中的加热元件控制部分的实施例的示意图。
图2是本申请的蒸发器壳体与加热元件之间的布置关系的另一实施例的示意图。
图3是本申请的加热元件与导热件之间的布置关系的实施例的示意图。
具体实施方式
本申请在此提供了一种制冷系统的实施例，其用于调节运输车辆的车厢内温度。由于此改进重点关注于制冷系统设置在运输车厢内的蒸发器部分，故如下将结合附图来重点描述其车厢内部分的部件与布置。由于在方案描述过程中应用到多种方位词，在此以壳体特征作为示例来统一解释并予以区分。例如，壳体的内侧表示其用于将其他零件容纳于其中的一侧，而外侧则表示其暴露于环境的一侧。再如，壳体的内部表示该产品自身所占据的空间中的位置，而壳体的外部则表示该产品自身所占据的空间以外的位置，其可以包括壳体的外侧与内侧。此外，壳体的上部、中部或下部则表示该产品自身所占据的空间的一部分，作为示例，壳体的下部表示该产品自身所占据的空间的下部。虽然前文以壳体作为示例来描述词汇的方位关系，但其在本文中同样可沿用于其他特征，在此不逐一而述。
参见图1，该制冷系统包括置于车厢内的蒸发器，蒸发器包括供制冷剂流过的蒸发器盘管120以及容纳蒸发器盘管120的壳体110。该壳体一方面可用于保护壳体内的零部件，包括述及的蒸发器盘管120，与未述及但同样可能存在的蒸发器风机与接水盘等等。另一方面，在未单独设置接水盘的情况下，该壳体110的下部也可直接用作接水盘，且在其上设置排水管来用于将壳体内侧的冷凝水排出。此外，更为关键的是，该壳体110内置加热元件130；且制冷系统还包括用于控制加热元件130的控制模块140；其中，该控制模块既可以是专用于控制该加热元件，也可以是制冷系统自身控制单元的一部分。在此种布置下，可以根据实际场景来控制加热元件开始加热与停止加热，从而防止壳体内侧结冰或外侧凝水，有效改善对货物保存的可靠性及系统自身可靠性。
具体而言，例如，当车辆停驻位置不当，使得车头前倾而导致接水盘中的水难以经由排水管排出时，接水盘可能会结冰；或者制冷系统采用化霜模式而对蒸发器内施加过热制冷剂蒸汽，蒸发器盘管上析出的冷凝水较多而致使难以经由排水管的底部排出时，接水盘也可能会结冰。在发生此类情形时或将要发生此类情形之前，可控制加热元件开启，其通过加热壳体而将热量传递至壳体内侧的冷凝水，从而避免其发生结冰与拥堵现象，因而可以有序地排出。再如，当用户开启车厢时，由于外界环境温度与车厢内保温温度之间的巨大温差，例如30℃的外界环境温度与-20℃的车厢内保温温度时，车厢内可能会产生较多冷凝水，且其凝结在蒸发器壳体上，随后经由壳体滴落于车厢内，且极可能滴落于车厢内的货物上，由此损坏货物。在发生此类情形时或将要发生此类情形之前，可控制加热元件开启，其通过加热壳体而将热量传递至壳体外侧，使其避免凝结冷凝水，从而也避免了货物被润湿而受损的问题。
上文结合图1详述了一种制冷系统的实施例，其中，加热元件130内置于壳体110中。参见图2，事实上，加热元件还可以布置在壳体110的表面上。其同样可起到对壳体110的加热作用，还可省却内置加热元件的复杂工艺。由于壳体110具有内侧表面与外侧表面，且其内侧和外侧均需要加热来满足不同的情况，因此可考虑在壳体的内侧与外侧同时设置加热元件，或者在导热性能足够好时也可考虑仅在其中一侧设置加热元件。例如，在制造壳体110的材料具有高于第二预设值的导热系数时，如壳体为金属材料，则认为该壳体具有足够好的导热性能，此时可仅将加热元件130布置在壳体110的表面的内侧或外侧，其所产生的热量可经由壳体传递至未布置加热元件的另一侧。再如，在制造壳体110的材料具有低于第一预设值的导热系数时，其中第一预设值小于第二预设值，如壳体为塑料材料时，则认为该壳体的导热性能不够突出，此时可将加热元件130同时布置在壳体110的表面的内侧与外侧，使得两侧在不同情形下的加热需求均可被满足。
此外，考虑到部分用于制造加热元件的材料不易于被加工成具有较大面积，而较小面积的加热元件可能仅对其布置所在的周边区域实现快速升温。此时若制造壳体的材料具有低于第三预设值的导热系数时，认为该壳体的导热性能不够突出，则可能需要起到热传导功能的部件来将加热元件所产生热量延续传导至壳体上的更多区域。参见图3，此时，壳体上还设置有导热件160，且将导热件160内置于所述壳体中，或将导热件160布置在壳体表面；其中，多个小片的加热元件130布置在导热件160中，并经由导热件160来实现将热量传递至壳体的大部分区域。
此外，在前述方案的基础上，还可对个中细节做出若干改进，如下将予以示例性地说明。
例如，当在该蒸发器不具有接水盘时，可采用壳体110的下部直接作为接水盘；也可设置单独的接水盘，并使其容纳于壳体110内侧。无论采用前述列举的哪种情形或其他未列举的布置方式，加热元件130均应内置于壳体110靠近接水盘的部分。如，由于接水盘用于排水，其通常设置在高度较低的位置，故可将加热元件130内置于壳体110的下部。
再如，应当知道的是，前述加热元件在不同场景内的启停，既可以通过人为控制来实现，也可以通过设置加热元件的加热启停条件来实现。当设置加热启停条件时，例如将温度设置为启停控制条件时，通常还应配备相应的硬件。因此，该系统还可包括温度传感器151、152。其中，温度传感器151设置在壳体110的内侧，温度传感器152设置在壳体110的外侧。此时，控制模块140将基于温度传感器151所感测的壳体110的内侧温度和/或温度传感器152所感测的壳体110的外侧温度来控制加热元件130的启停。
此外，关于加热元件自身，也可通过对其作出改型来使其能够更好地实现前述实施例的目的。例如，其可以在材料上采用碳纤维或电热丝，且可以在形状上采用片状或丝状。作为一个示例而言，当采用片状的碳纤维作为加热元件时，一方面，其具有较好的加热均匀性；另一方面，碳纤维具有较快的加热相应程度，因而可在车厢门开启的极短时间间隔内将壳体加热至预期的温度，从而保证其防凝水的效果。再者，碳纤维还直接由12V直流电供电，可以很好地匹配现有运输车辆中的常规电源。
此外，虽然图中未示出，在此还提供一种用于运输车辆。该运输车辆包括前述任意实施例或其组合中所述及的制冷系统；其还包括用于布置制冷系统中的蒸发器的车厢。在此种布置下，可以根据实际场景来控制加热元件开始加热与停止加热，从而防止壳体内侧结冰或外侧凝水，有效改善对车厢内货物保存的可靠性及系统自身可靠性。
在前述方案的基础上，还可对个中细节做出若干改进，如下将予以示例性地说明。
例如，该车厢还包括车厢门，并在车厢门上设置有车厢门传感器200。其中，在车厢门开启时，车厢门传感器200向制冷系统的控制模块140传递信号，控制模块140控制加热元件130开启，此时加热元件130可以在车厢门开启的第一时间进行响应，从而迅速加热壳体110，使其免于凝结水珠。
应当知道的是，前述实施例既可以通过人为控制来实现，也可以通过设置加热元件的加热启停条件来实现。当通过设置加热启停条件来实现方案时，还可提供一套对应的控制方法。该控制方法所应用的制冷系统应包括置于车厢内的蒸发器，该蒸发器包括供制冷剂流过的蒸发器盘管120以及容纳蒸发器盘管120的壳体110，且该壳体110内置加热元件130。具体而言，该控制方法包括：在制冷系统开启化霜模式时或化霜模式的运行过程中，开启加热元件130，从而避免积水盘上积聚的水结冰；在化霜结束重新进入制冷模式时，继续开启加热元件130，从而避免因温度快速下降而导致的冷凝水结冰现象；或者在车厢被打开时，开启加热元件130，从而避免因车厢内低温空气与车厢外高温空气换热而析出冷凝水并凝结于壳体上的情况。抑或前述控制步骤也可在系统内并存，以实现多种功能。
更具体而言，作为对加热元件进行控制的终止条件，可在壳体110内侧温度比冰点温度高出第一预设值时，例如高出4℃-5℃时，停止加热元件130，此时将认为，壳体内侧的水将不容易发生结冰现象；或者在壳体110外侧温度比露点温度高出第二预设值时，例如高出10℃时，停止加热元件130，此时将认为，壳体外侧的空气内的水将不容易析出与凝结于壳体上。抑或前述控制步骤也可在系统内并存，以实现多种功能。
以上例子主要说明了本申请的制冷系统、其控制方法及运输车辆。尽管只对其中一些本申请的实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本申请可以在不偏离其主旨与范围内以许多其它的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本申请精神及范围的情况下，本申请可能涵盖各种的修改与替换。

Claims (9)

1.一种用于运输车辆的制冷系统，其用于调节所述运输车辆的车厢内温度，其特征在于，所述制冷系统包括置于车厢内的蒸发器，所述蒸发器包括供制冷剂流过的蒸发器盘管以及容纳所述蒸发器盘管的壳体；其中，所述壳体还设置有加热元件；且所述制冷系统还包括用于控制所述加热元件的控制模块，所述加热元件内置于所述壳体中。
2.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，还包括接水盘，所述壳体的下部用作接水盘，或者所述接水盘容纳于所述壳体内侧；其中，所述加热元件设置在所述壳体的下部，并且靠近所述接水盘。
3.根据权利要求1所述的制冷系统，其特征在于，还包括温度传感器，其设置在所述壳体内侧和/或所述壳体外侧；所述控制模块基于所述温度传感器感测的壳体内侧温度和/或壳体外侧温度来控制所述加热元件的启停。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的制冷系统，其特征在于，所述加热元件包括碳纤维。
5.一种运输车辆，其特征在于，包括如权利要求1至4中任意一项所述的制冷系统；以及
车厢。
6.根据权利要求5所述的运输车辆，其特征在于，所述车厢包括车厢门，在所述车厢门上设置有车厢门传感器；其中，在所述车厢门开启时，所述车厢门传感器向所述制冷系统的控制模块传递信号，所述控制模块控制所述加热元件开启。
7.一种用于运输车辆的制冷系统的控制方法，其中，所述制冷系统包括置于车厢内的蒸发器，所述蒸发器包括供制冷剂流过的蒸发器盘管以及容纳所述蒸发器盘管的壳体；其中，所述壳体还设置有内置于所述壳体中的加热元件；其中，在所述制冷系统开启化霜模式时或化霜模式的运行过程中，开启所述加热元件；和/或在化霜结束重新进入制冷模式时，继续开启加热元件；和/或在车厢被打开时，开启所述加热元件。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在所述壳体内侧温度比冰点温度高出第一预设值时，停止所述加热元件；和/或在所述壳体外侧温度比露点温度高出第二预设值时，停止所述加热元件。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述第一预设值为4℃-5℃；所述第二预设值为10℃。
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