CN112762632A - 一种载冷式冷藏集装箱制冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种载冷式冷藏集装箱制冷系统，包括压缩机制冷流程和通过换热器联接的载冷释放流程。所述制冷机流程采用常规的压缩机制冷系统，然后在换热器内蒸发制冷。所述载冷释放流程，包括有独立保温存的储液罐(可以多个)，以及内循环泵，三通调节阀，箱循环泵，箱内制冷通路，并与换热器相连接。在载冷过程中，制冷机组启动制冷，三通调节阀打开内循环通路，内循环泵启动，并带动储液罐内的载冷液，通过换热器换热，把载冷液中的热量吸收出来。当箱内要制冷的时候，三通调节阀打开储液罐与箱内内制冷通路，载冷液通过箱循环泵进入箱内，对箱内进行热量吸收。

Description

一种载冷式冷藏集装箱制冷系统

技术领域

本发明涉及冷藏集装箱技术领域，特别是涉及一种载冷式冷藏集装箱制冷系统。

背景技术

冷藏式集装箱技术在目前已经非常成熟，但就目前技术而言，依然存在一些问题：

1、当冷藏货物载入后，需要较大的制冷功率，才能快速的把冷藏箱内的温度拉到储存安全温度，为了达成这个条件，往往需要非常大的制冷功率才能做到，特别是夏天气温很高的时候，同时要达成这个制冷条件，也需要消耗很高的能量。

2、大功率制冷蒸发时需要大量的液态制冷剂的参与，压缩机会有非常高的负荷，才能将气态的制冷剂压到冷凝散热器中，但在环境气温较高的时候，特别是夏天的公路路面，温度都非常高，散热器的散热效果会大减，此时如果需要快速制冷，对能源的消耗非常大。

3、制冷系统启动和停止之间，需要缓冲的时间，来降低压缩机的启动压力，在制冷时，温控器感应到温度到达后停止压缩机制冷，而温控器感应到温度超出时再启动压缩机制冷，但为了保护压缩机和减少能量消耗，这个温度差会设置得非常大，因为密度越高的启动，可能意味着越高的能耗。

4、制冷蒸发的时候，液态制冷剂在蒸发器内会从管前端开始蒸发，管前端温度降下来之后，制冷剂才能流到后面的管中继续蒸发，居于这种原理，管式蒸发均匀性会有很大的问题。而集装箱非常长，在如此长的空间中制冷，制冷距离会变得非常长，而存在非常多的制冷均匀性问题，虽然现有技术很努力的去解决这个差异，但效果并不是很好，温度越低的制冷条件，存在的差异越大。由于制冷的均匀性不好，所以会严重影响制冷面积。

虽然制冷剂蒸发时吸热很高，但在蒸发制冷过程中，制冷剂需要不断的散热才能冷凝，因此，制冷冷凝的流量成为制冷速度的关键，而高气温环境下，冷凝的速度会因为散热性能降低而缓减。

因此，需要提供一种载冷式冷藏集装箱制冷系统，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种载冷式冷藏集装箱制冷系统。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种载冷式冷藏集装箱制冷系统，包括压缩机制冷通路及通过换热器连接的载冷释放通路；

所述压缩机制冷通路包括压缩机、散热器及节流阀，压缩机的输出端连接散热器的一端，散热器的另一端连接节流阀；

所述载冷释放通路包括换热器、储液罐一、储液罐二、内循环泵、三通转换阀、箱循环泵及箱内制冷设备，所述换热器的一端连接储液罐二，换热器的另一端储液罐一，储液罐二的另一端连接内循环泵的进端，内循环泵的出端连接三通转换阀的进端，三通转换阀的A出口端一路连接储液罐一，另一路连接箱内制冷设备，三通转换阀的B出口端连接箱循环泵的进端，箱循环泵的出端连接箱内制冷设备。

进一步设置，所述箱内制冷设备为设置于冷藏集装箱体上的冷风机。

进一步设置，所述箱内制冷设备为设置于冷藏集装箱体上的盘管。

进一步设置，所述储液罐一及储液罐二内设置载冷液。

进一步设置，所述载冷释放通路设置多个串联的储液罐。

进一步设置，所述储液罐一及储液罐二外设置保温层。

进一步设置，所述储液罐一与换热器之间及储液罐二换热器之间通过金属管或塑料管连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

载冷式冷藏集装箱优势：

1、由于冷藏车的特性，主要运输生鲜食品，快速溶制冷的需求非常多，能快速制冷，就更能保证食品的卫生安全，而可以进行制冷预储存，而在装入货物后制冷快速释放，以达到货物快速制冷的效果，解决了传统系统无法快速制冷的问题。

2、同体积下，同体积的液体载能的效率远远高于空气，所以在换能罐中设置的载冷液能够更高效率的吸收蒸发器制冷能量，解决了传统系统换热效率低的问题。

3、由于载冷液能高速的在箱内制冷设备中循环，而载冷液的载能能力很强，所以箱内制冷设备的温度会很均匀，解决了传统系统长距离制冷不均匀的问题。

4、制冷能量的储存，等同于电池储能的效果，而且成本和寿命远远高于电池储能，对于制冷能量的要求变得更加简单有效。

5、成本会更低，采用传统的制冷技术，需要在集装箱内设置铜管或铝管的蒸发器，由于蒸发器的要求较高，也会导致制作成本高，但采用本系统，在箱内设置是常压的液管，要求也没有蒸发器高，结构也更加容易设计，同时，制作的材质可以采用金属管，也可以采用塑胶管，而蒸发器在储液罐中，结构更加简单，并且强度也高，不易损坏，解决了传统箱内蒸发器容易损坏的问题。

6、由于有制冷储存，箱内使用的是预存载冷，箱内有没有冷需求的情况下，只要储液罐有需求就可以制冷，而且能量的转换效率会非常高，所以，即使环境温度高，制冷的速度减慢，也不会影响箱内的制冷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述系统整体结构示意图。

图中，具体为：

1.压缩机；2.散热器；3.节流阀；4.换热器；5.储液罐一；6.储液罐二；7.内循环泵；8.三通调节阀；9.箱循环泵；10.箱内制冷设备。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示，一种载冷式冷藏集装箱制冷系统，包括压缩机制冷通路及通过换热器连接的载冷释放通路；所述压缩机制冷通路包括压缩机1、散热器2及节流阀3，压缩机1的输出端连接散热器2的一端，散热器2的另一端连接节流阀3；所述载冷释放通路包括换热器4、储液罐一5、储液罐二6、内循环泵7、三通转换阀8、箱循环泵9及箱内制冷设备10，所述换热器4的一端连接储液罐二6，换热器4的另一端储液罐一5，储液罐二6的另一端连接内循环泵7的进端，内循环泵7的出端连接三通转换阀8的进端，三通转换阀8的A出口端一路连接储液罐一5，另一路连接箱内制冷设备10，三通转换阀8的B出口端连接箱循环泵9的进端，箱循环泵9的出端连接箱内制冷设备10。本发明包括压缩机制冷流程和通过换热器联接的载冷释放流程。所述制冷机流程采用常规的压缩机制冷系统，然后在换热器4内蒸发制冷。所述载冷释放流程，包括有独立保温存的储液罐(可以多个)，以及内循环泵7，三通调节阀8，箱循环泵9，箱内制冷设备10，并与换热器4相连接。在载冷过程中，压缩机制冷机组启动制冷，三通调节阀8打开内循环通路，内循环泵7启动，并带动储液罐一5、储液罐二6内的载冷液，通过换热器4换热，把载冷液中的热量吸收出来。当箱内要制冷的时候，三通调节阀8打开储液罐与箱内内制冷通路，载冷液通过箱循环泵9进入箱内，对箱内进行热量吸收。

本发明中，所述箱内制冷设备10为设置于冷藏集装箱体上的冷风机或盘管。所述储液罐一5及储液罐二6内设置载冷液。箱内制冷目技术有两种，一种是冷风机，就是把冷液送到冷风机管中，然后用风扇带动空气，冷液通过百页片吸收空气中的热量。另一种是盘管，就是在箱内壁上盘很多管，用空气自流，冷空气冷却后比热空气重就会往下流，热空气会往上漂，用这种方式冷却空气。特别需要注意的是，本发明与现有技术不同的是，现有技术中的制冷机蒸发制冷，而本发明用载冷液制冷，同体积下，同体积的液体载能的效率远远高于空气，所以在换能罐中设置的载冷液能够更高效率的吸收蒸发器制冷能量，解决了传统系统换热效率低的问题。由于载冷液能高速的在箱内制冷设备中循环，而载冷液的载能能力很强，所以箱内制冷设备的温度会很均匀，解决了传统系统长距离制冷不均匀的问题。制冷能量的储存，等同于电池储能的效果，而且成本和寿命远远高于电池储能，对于制冷能量的要求变得更加简单有效

本发明中，所述载冷释放通路设置多个串联的储液罐，根据冷藏集装箱的箱体大小来设置储能罐的数量，从而更有效的制冷。

本发明中，所述储液罐一5及储液罐二6外设置保温层。在储液罐中设置有大量的载冷液，储液罐外设置有厚保温层以保持罐内的温度。

本发明中，所述储液罐一5与换热器4之间及储液罐二6换热器4之间通过金属管或塑料管连通。成本会更低，采用传统的制冷技术，需要在集装箱内设置铜管或铝管的蒸发器，由于蒸发器的要求较高，也会导致制作成本高，但采用本系统，在箱内设置是常压的液管，要求也没有蒸发器高，结构也更加容易设计，同时，制作的材质可以采用金属管，也可以采用塑胶管，而蒸发器在储液罐中，结构更加简单，并且强度也高，不易损坏，解决了传统箱内蒸发器容易损坏的问题。

本发明工作原理及使用流程：

1、普通集装箱的空间大约有50-60立方米左右，空气的总重量约65KG左右，每升高温度一度约需要12大卡，降温10度是120大卡，而储液罐只需要1立方米，载冷液就可能接近1000KG。而同为一立方米的空间内液和气体的载能，液体是气体的775倍。一立方米液体的每升高一摄氏度，可以吸能1000大卡左右，降温10度可以储存10000大卡，如果采用低温载冷液，可以降温达到-50度以上，也就是说能做到1立方米载冷液储存50000大卡的载能，不同的载冷液有一点差别。通过此原理，采用载冷液储冷具有实际意义。

2、本系统在冷藏集装箱还没有装货的时候，压缩机制冷系统就可以自动启动，内循环泵7启动，三通调节阀8(进口端IN及出口端OUT A)把内循环通路打开，关闭箱内制冷循环泵7，载冷液储液罐中的载冷液开始制冷，当载冷液达到设置温度后，制冷停止，内循环泵7也停止，载冷液进入保温待用状态。

3、当冷藏集装箱装入货物之后，制冷板箱循环泵9启动，三通调节阀8的OUT B打开箱内制冷循环通路，关闭三通调节阀6OUT A从而关闭内循环通路，低温载冷液快速进入箱内制冷设备10中，对集装箱体内的空气进行吸热。由于载冷液的载能能力非常强，载冷液的高速循环，箱内制冷设备10会快均匀的进行制冷过程。

4、当载冷液换热器4中的载冷液温度升高超过设置温度时，制冷压缩机1启动，压缩机制冷系统对载冷液换热器4进行制冷，此时三通调节阀8按需进行通量调节，内循环泵7及箱循环泵9也依据需要启动。

5、当箱体中的温度达到设定温度时，有两种情况：a、载冷液没有达到设置温度，此时三通调节阀8把内循环通路(OUT A)打开，压缩机1制冷继续，箱内循环关闭。b、载冷液的温度也达到设置温度，此时压缩机制冷也停止。

6、当箱体内温度和设置温度出现小差别时，箱循环泵9启动，三通调节阀8调节箱内载冷液的流量，当箱内需要加冷时，内循环泵7启动，不需要加冷时，内循环泵7关闭，而箱循环泵9依然启动循环，让箱内的温度通过箱内制冷片平衡。

7、在箱体温度升高时，箱循环泵9再次启动，将载冷液再次进行循环，而载冷液换热器4内载冷液温度超过设定值时，压缩机1再次启动，如此循环。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (7)

1.一种载冷式冷藏集装箱制冷系统，其特征在于：包括压缩机制冷通路及通过换热器连接的载冷释放通路；

所述压缩机制冷通路包括压缩机(1)、散热器(2)及节流阀(3)，压缩机(1)的输出端连接散热器(2)的一端，散热器(2)的另一端连接节流阀(3)；

所述载冷释放通路包括换热器(4)、储液罐一(5)、储液罐二(6)、内循环泵(7)、三通转换阀(8)、箱循环泵(9)及箱内制冷设备(10)，所述换热器(4)的一端连接储液罐二(6)，换热器(4)的另一端储液罐一(5)，储液罐二(6)的另一端连接内循环泵(7)的进端，内循环泵(7)的出端连接三通转换阀(8)的进端，三通转换阀(8)的A出口端一路连接储液罐一(5)，另一路连接箱内制冷设备(10)，三通转换阀(8)的B出口端连接箱循环泵(9)的进端，箱循环泵(9)的出端连接箱内制冷设备(10)。

2.根据权利要求1所述的载冷式冷藏集装箱制冷系统，其特征在于：所述箱内制冷设备(10)为设置于冷藏集装箱体上的冷风机。

3.根据权利要求1所述的载冷式冷藏集装箱制冷系统，其特征在于：所述箱内制冷设备(10)为设置于冷藏集装箱体上的盘管。

4.根据权利要求1所述的载冷式冷藏集装箱制冷系统，其特征在于：所述储液罐一(5)及储液罐二(6)内设置载冷液。

5.根据权利要求1或4所述的载冷式冷藏集装箱制冷系统，其特征在于：所述载冷释放通路设置多个串联的储液罐。

6.根据权利要求1所述的载冷式冷藏集装箱制冷系统，其特征在于：所述储液罐一(5)及储液罐二(6)外设置保温层。

7.根据权利要求1或6所述的载冷式冷藏集装箱制冷系统，其特征在于：所述储液罐一(5)与换热器(4)之间及储液罐二(6)换热器(4)之间通过金属管或塑料管连通。

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