CN112706682A - 一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车 - Google Patents
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Abstract
一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车，涉及冷藏运输设备技术领域。由专用汽车底盘牵引的行走部分、隔热保温厢体、双压缩机混合制冷系统及温度控制系统组成。其特征在于，在厢体顶部装有太阳能光伏板阵列，将太阳能光伏发电技术应用到大型冷藏半挂运输车循环制冷系统上，并对发动机、蓄电池、太阳能这三个制冷系统的能量来源通过微处理器控制系统进行合理的切换及控制，由机械压缩机、电动压缩机结合到由冷凝器、节流阀、蒸发器构成的制冷循环系统中，可有效地利用清洁能源，减少燃油消耗，节能减排，降低运行成本。本发明结构简单，经济实用，对于大型远距离长途冷链运输车行业推广应用，具有较好的社会、经济、环保效益。
Description
技术领域
本发明涉及冷藏运输设备技术领域，具体涉及一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车。
背景技术
冷藏保温车是用来运输冷冻或保鲜货物的封闭式厢式运输车，是装有制冷装置和隔热车厢的冷藏保温专用运输汽车。近几年随着我国高速公路基础设施建设的高速发展，国内大型冷链运输专用冷藏车扩容较快，每年以15％～20％的速度增长，其带来的能源消耗问题也不容小觑。
目前国内外用于冷链运输的冷藏车主要有独立式和非独立式两类，独立式冷藏车主要用于重型冷藏车，自带发动机或者电动机给制冷系统提供能量，非独立式冷藏车一般用于轻型冷藏车，则是通过汽车发动机带动制冷系统工作。这两种冷藏车在运行过程中，都需要消耗大量的能量来维护车厢内适宜的温度。特别是在临时停车或中途休息时，对于独立式冷藏车来说，电动压缩机制冷系统，需要寻求外接市电插入维持电动压缩机制冷系统运转，会带来诸多不便；靠自带的发动机给制冷系统提供能量的，需要怠速运转发动机来维持冷藏车厢内制冷所需的恒定温度，不仅会消耗很多燃油，还会导致对大气污染。因此，国内外有些机构进行了利用太阳能光伏板发电作为冷藏车制冷的应用研究，目前只局限于在城区短距离运行的轻型冷藏车上有所应用，但造价成本高，温度控制不稳定，推广应用难度很大。对于大型或重型冷藏车，远距离冷链运输，耗能较大，太阳能的有效利用还没有得到实质上的应用。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车，将太阳能光伏发电技术应用到大型冷藏运输车循环制冷系统上，并对发动机、蓄电池、太阳能这三个制冷系统的能量来源通过微处理器进行合理的切换及控制，可有效地利用清洁能源，减少燃油消耗，降低运行成本，有效地解决上述问题。
本发明的技术方案是：一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车，由专用汽车底盘牵引的行走部分、隔热保温厢体、双压缩机混合制冷系统及温度控制系统组成。
所述的专用汽车底盘牵引的行走部分包括发动机及半挂车底盘，发动机不仅是汽车的动力来源，还作为制冷系统中机械压缩机的驱动，半挂车底盘用于承载冷藏车厢体；
所述的隔热保温厢体包括保温车厢体、保温门、通风槽，保温车厢体的保温板由聚氨酯发泡板材、两面玻璃钢面板制成，厢体的边角由不锈钢板材包制，厢体后部和右侧有保温门，厢体内底部铺有不锈钢花纹板，在不锈钢花纹板上装固定有“T”型通风槽，在厢体内立面有长方形竖直通风槽；
所述的双压缩机混合制冷系统由光伏发电储能部件、市电接入装置、双压缩机制冷系统构成。光伏发电储能部件包括太阳能光伏板、光伏控制器、蓄电池、逆变器，太阳能光伏板由多块阵列组合，安装在厢体外的顶部，与装在厢体前部的光伏控制器、蓄电池、逆变器电连接；市电接入装置包括市电插头及电源适配器，与光伏发电储能部件一起作为电动压缩机的电力保证；双压缩机制冷系统包括机械压缩机及电磁离合器、电动压缩机以及冷凝器、节流阀、蒸发器，机械压缩机和电磁离合器安装在汽车头内，机械压缩机由发动机驱动，通过电磁离合器控制发动机与机械压缩机的结合与分离，电动压缩机安装在厢体前部，电力来源于太阳能光伏发电和市电供应，机械压缩机和电动压缩机通过转换器各自独立接入冷凝器、节流阀、蒸发器循环制冷系统，冷凝器和节流阀装在厢体外前部的上端，蒸发器装在厢体内的前面上部。循环制冷系统的制冷过程是：机械压缩机和电力压缩机共用一个循环制冷系统，分别独立接入工作，压缩机一端吸入压力较低的制冷剂蒸汽，将低温低压的蒸汽压缩成高温高压气体输出到冷凝器，高温高压气体在冷凝器中受外界强制通风冷凝成高压液体，再经节流阀节流后，以雾状进入到厢体内的蒸发器，并吸收厢体内的热量，达到厢体内制冷效果。
所述的温度控制系统包括装在厢体内的温度、湿度传感器、装在车头内的自动监控系统、蓄电池电量指示器、安装在驾驶室内的控制液晶显示器和数据记录仪。通过温度、湿度传感器、蓄电池电量指示器采集的信号传递给自动监控系统，经监控系统的数据运算，将数据输出到控制液晶显示器上实时显示，数据能够储存在自动监控系统内，并通过数据记录仪可以随时输出。另通过控制液晶显示器完成数据设置，信号反馈给自动监控系统，来实现厢体内温度和执行转换器动作控制。
双压缩机混合制冷系统的程序控制过程是：当太阳能充足，太阳能光伏板阵列提供的功率Ppv大于电动压缩机所需功率Pload时，根据蓄电池SOC值(State of charge 即荷电状态，用来反映电池的剩余容量，其数值为剩余容量占电池容量的比值)来决定电动压缩机的直接动力来源，若蓄电池SOC值大于或等于所设定的上限值时，蓄电池停止充电，光伏板由DC/AC转换器经过逆变器直接向电动压缩机供电，若此时蓄电池 SOC小于设定值，光伏板则以MPPT(Maximum Power Point Tracking即最大功率点跟踪) 模式通过DC/DC转换器对蓄电池进行充电，由蓄电池经过逆变器向电动压缩机供电，此时电动压缩机接入循环制冷系统；当太阳能不足，太阳能光伏板阵列提供的功率Ppv 小于电动压缩机所需功率Pload时，根据蓄电池SOC值来决定蓄电池放电电路的开断，若蓄电池SOC值大于所设定的下限值，蓄电池作为辅助电源和光伏板阵列一起供电，此时电动压缩机接入循环制冷系统，若蓄电池SOC值小于所设定的下限值时，将切断蓄电池放电电路，电动压缩机停止工作，此时结合电磁离合器，发动机将带动机械压缩机进行工作，由机械压缩机接入循环制冷系统。当冷藏车载货中途长时间停运时，发动机停止了工作，在太阳能发电不能满足电动压缩机工作时，可以在停车地通过市电接口接入市电，为蓄电池补充电量，由电动压缩机维持制冷系统正常工作。
本发明的有益效果是：作为一种非独立式半挂冷藏车，采用双压缩机混合制冷技术，将太阳能光伏发电这一清洁能源引入到大型冷藏车制冷系统，作为制冷保温系统的电力供应的主要部分，可有效降低牵引车的能量消耗，实现节能减排，降低车辆使用成本。以总质量40吨的大型冷藏车运输车为例，每辆车正常使用，每年可节省柴油130吨左右，减少二氧化碳排放400吨左右，对改善大气的温室效益，为国家节能减排有着重大意义。本发明结构简单，经济实用，对于大型远距离长途冷链运输车行业推广应用，具有较好的社会、经济、环保效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明制冷系统流程示意图；
图3为本发明太阳能光伏供电程序图；
上述附图中标识：1-机械压缩机、2-驾驶室、3-蓄电池、4-市电接口、5-电动压缩机、6-逆变器、7-光伏控制器、8-冷凝器、9-蒸发器、10-太阳能光伏板、11-保温板、12-通风槽、13-厢体、14-底盘。
具体实施方式
下面结合附图对一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车的具体实施方式作进一步详细说明。
如附图1、图2所示，一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车，由专用汽车底盘牵引的行走部分、隔热保温厢体、双压缩机混合制冷系统及温度控制系统组成。
所述的专用汽车底盘牵引的行走部分包括发动机及半挂车底盘14，发动机不仅是汽车的动力来源，还是给予制冷系统中机械压缩机1的驱动，半挂车底盘14用于承载冷藏车厢体13；
所述的隔热保温厢体包括保温车厢体13、保温门、通风槽12，保温车厢体13的保温板11由聚氨酯发泡板材、两面玻璃钢面板制成，聚氨酯发泡板材厚度为8～12mm，厢体13的边角由不锈钢板材包制，厢体13的后部和右侧有保温门，厢体13内的底部铺有不锈钢花纹板，在不锈钢花纹板上装固定有“T”型通风槽12，在厢体内立面有长方形竖直通风槽12，装有通风槽12，可使厢体13内的冷气串通，达到厢内温度均衡的效果，由于通风槽12的存在，可减少承载物与厢壁的粘接；
所述的双压缩机混合制冷系统由光伏发电储能部件、市电接入装置、双压缩机制冷系统构成。所述的光伏发电储能部件包括太阳能光伏板10、光伏控制器7、蓄电池3、逆变器6，太阳能光伏板由多块阵列组合，安装在厢体13外的顶部，与装在厢体13 前部的光伏控制器7、蓄电池3、逆变器6电连接；所述的市电接入装置包括市电接口 4及电源适配器，与光伏发电储能部件一起作为电动压缩机5的电力保证；所述的双压缩机制冷系统包括机械压缩机1及电磁离合器、电动压缩机5以及冷凝器8、节流阀、蒸发器9，机械压缩机1和电磁离合器安装在汽车头内，机械压缩机1由发动机驱动，通过电磁离合器控制发动机与机械压缩机1的结合与分离，电动压缩机5安装在厢体 13的前部，电力来源于太阳能光伏发电和市电供应，机械压缩机1和电动压缩机5通过转换器各自独立接入冷凝器8、节流阀、蒸发器9循环制冷系统，冷凝器8和节流阀装在厢体13外前部的上端，蒸发器9装在厢体13内的前面上部。循环制冷系统的制冷过程是：机械压缩机1和电力压缩机5共用一个循环制冷系统，分别独立接入工作，制冷过程中，机械压缩机1/电力压缩机5的一端吸入压力较低的制冷剂蒸汽，将低温低压的蒸汽压缩成高温高压气体输出到冷凝器8，高温高压气体在冷凝器8中受外界强制通风冷凝成高压液体，再经节流阀节流后，以雾状进入到厢体13内的蒸发器9，并吸收厢体13内的热量，达到厢体内制冷效果。
所述的温度控制系统包括装在厢体内的温度、湿度传感器、装在车头内的自动监控系统、蓄电池电量指示器、安装在驾驶室内的控制液晶显示器和数据记录仪。通过温度、湿度传感器、蓄电池电量指示器采集的信号传递给自动监控系统，经监控系统的数据运算，将数据输出到控制液晶显示器上实时显示，数据能够储存在自动监控系统内，并通过数据记录仪可以随时输出。另通过控制液晶显示器完成数据设置，信号反馈给自动监控系统，来实现厢体13内温度和执行转换器动作控制。
如图3所示，双压缩机混合制冷系统的程序控制过程是：当太阳能充足，太阳能光伏板10阵列提供的功率Ppv大于电动压缩机5所需功率Pload时，根据蓄电池3的 SOC值来决定电动压缩机5的直接动力来源，若蓄电池3的SOC值大于所设定的上限值时，蓄电池3停止充电，光伏板由DC/AC转换器经过逆变器6直接向电动压缩机5供电，若此时蓄电池3的SOC值小于设定值，太阳能光伏板10则以MPPT模式通过DC/DC 转换器对蓄电池3进行充电，由蓄电池3经过逆变器6向电动压缩机5供电，此时电动压缩机5接入循环制冷系统；当太阳能不足，太阳能光伏板10阵列提供的功率Ppv 小于电动压缩机5所需功率Pload时，根据蓄电池3的SOC值来决定蓄电池3放电电路的开断，若蓄电池3的SOC值大于所设定的下限值，蓄电池3作为辅助电源和太阳能光伏板10阵列一起供电，此时电动压缩机5接入循环制冷系统，若蓄电池3的SOC 值小于所设定的下限值时，切断蓄电池3放电电路，电动压缩机5停止工作，此时结合电磁离合器，发动机将带动机械压缩机1进行工作，由机械压缩机1接入循环制冷系统。当冷藏车载货中途长时间停运时，发动机停止了工作，在太阳能发电不能满足电动压缩机5工作时，可以在停车地通过市电接口4接入市电，为蓄电池3补充电量，由电动压缩机5维持制冷系统正常工作。
需要指明的是，本实施例是本发明的优选方案之一，凡依据本实施例所做的简单改进均属于本发明保护范围。
Claims (4)
1.一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车，由专用汽车底盘牵引的行走部分、隔热保温厢体、双压缩机混合制冷系统及温度控制系统组成，其特征在于，
所述的专用汽车底盘牵引的行走部分包括发动机及半挂车底盘(14)，发动机不仅是汽车的动力来源，还是给予制冷系统中机械压缩机1的驱动，半挂车底盘(14)用于承载冷藏车厢体(13)；
所述的隔热保温厢体包括冷藏车厢体(13)、保温门，冷藏车厢体(13)的保温板(11)由聚氨酯发泡板材、两面玻璃钢面板制成，聚氨酯发泡板材厚度为8～12mm，厢体(13)的边角由不锈钢板材包制，厢体(13)的后部和右侧有保温门，厢体(13)内的底部铺有不锈钢花纹板；
所述的双压缩机混合制冷系统由光伏发电储能部件、市电接入装置、双压缩机制冷系统构成，所述的光伏发电储能部件包括太阳能光伏板(10)、光伏控制器(7)、蓄电池(3)、逆变器(6)，所述的太阳能光伏板由多块阵列组合，安装在厢体(13)外的顶部，与装在厢体(13)前部的光伏控制器(7)、蓄电池(3)、逆变器(6)电连接；所述的市电接入装置包括市电接口(4)及电源适配器，与光伏发电储能部件一起作为电动压缩机(5)的电力保证；所述的双压缩机制冷系统包括机械压缩机(1)及电磁离合器、电动压缩机(5)以及冷凝器(8)、节流阀、蒸发器(9)，机械压缩机(1)和电磁离合器安装在汽车头内，机械压缩机(1)由发动机驱动，通过电磁离合器控制发动机与机械压缩机(1)的结合与分离，电动压缩机(5)安装在厢体(13)的前部，电力来源于太阳能光伏发电和市电供应，机械压缩机(1)和电动压缩机(5)通过转换器各自独立接入冷凝器(8)、节流阀、蒸发器(9)循环制冷系统，冷凝器(8)和节流阀装在厢体(13)外前部的上端，蒸发器(9)装在厢体(13)内的前面上部；
所述的温度控制系统包括装在厢体(13)内的温度、湿度传感器、装在车头内的自动监控系统、蓄电池(3)电量指示器、安装在驾驶室内(2)内的控制液晶显示器和数据记录仪，通过温度、湿度传感器、蓄电池电量指示器采集的信号传递给自动监控系统，经监控系统的数据运算，将数据输出到控制液晶显示器上实时显示，数据能够储存在自动监控系统的微处理器内，并通过数据记录仪可以随时输出。另通过控制液晶显示器完成数据设置，信号反馈给自动监控系统，来实现厢体(13)内温度和转换器执行动作的控制。
2.根据权利要求1所述的一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车，其特征在于，所述的隔热保温厢体(13)内底部不锈钢花纹板上装固定有“T”型通风槽(12)，在厢体(13)内立面有长方形竖直通风槽(12)，装有通风槽(12)，可使厢体(13)内的冷气串通，达到厢内温度均衡的效果，由于通风槽(12)的存在，可减少承载物与厢壁的粘接。
3.根据权利要求1所述的一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车，其特征在于，所述的双压缩机混合制冷系统由机械压缩机(1)和电动压缩机(5)共用一个循环制冷系统，分别独立接入工作，制冷过程是：制冷过程中，机械压缩机(1)/电动压缩机(5)的一端吸入压力较低的制冷剂蒸汽，将低温低压的蒸汽压缩成高温高压气体输出到冷凝器(8)，高温高压气体在冷凝器(8)中受外界强制通风冷凝成高压液体，再经节流阀节流后，以雾状进入到厢体(13)内的蒸发器(9)，并吸收厢体(13)内的热量，达到厢体(13)内制冷效果。
4.根据权利要求1所述的一种双压缩机混合制冷半挂式冷藏保温车，其特征在于，所述的双压缩机混合制冷系统的程序控制过程是：当太阳能充足，太阳能光伏板(10)阵列提供的功率Ppv大于电动压缩机(5)所需功率Pload时，根据蓄电池(3)的SOC值来决定电动压缩机(5)的直接动力来源，若蓄电池(3)的SOC值大于所设定的上限值时，蓄电池(3)停止充电，太阳能光伏板(10)由DC/AC转换器经过逆变器(6)直接向电动压缩机(5)供电，若此时蓄电池(3)的SOC值小于设定值，太阳能光伏板(10)则以MPPT模式通过DC/DC转换器对蓄电池(3)进行充电，由蓄电池(3)经过逆变器(6)向电动压缩机(5)供电，此时电动压缩机(5)接入循环制冷系统；当太阳能不足，太阳能光伏板(10)阵列提供的功率Ppv小于电动压缩机(5)所需功率Pload时，根据蓄电池(3)的SOC值来决定蓄电池(3)放电电路的开断，若蓄电池(3)的SOC值大于所设定的下限值，蓄电池(3)作为辅助电源和太阳能光伏板(10)阵列一起供电，此时电动压缩机(5)接入循环制冷系统，若蓄电池(3)的SOC值小于所设定的下限值时，切断蓄电池(3)放电电路，电动压缩机(5)停止工作，此时电磁离合器结合，发动机将带动机械压缩机(1)进行工作，由机械压缩机(1)接入循环制冷系统；当冷藏车载货长时间停运时，发动机停止了工作，太阳能发电不足时，可以在停车地接入市电，通过市电接口(4)及电源适配器，为蓄电池(3)补充电量，由电动压缩机(5)维持制冷系统正常工作。
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