CN112789475A - 包含pcm的蓄热器和装有所述蓄热器的冷藏容器 - Google Patents

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CN112789475A CN201980053075.7A CN201980053075A CN112789475A CN 112789475 A CN112789475 A CN 112789475A CN 201980053075 A CN201980053075 A CN 201980053075A CN 112789475 A CN112789475 A CN 112789475A
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Abstract

一种蓄热器(1)，包括界定包含PCM(4)的封闭存储空间(3)的外壁(2)和由在所述存储空间(3)内具有部分(12)的用于流体的导管形成的热交换器(5)。所述外壁(2)中的两个彼此面对并且通过内壁(10a)在它们之间连接，所述内壁(10a)位于存储空间(3)内并且布置成使得通过所述内壁(10a)和所述外壁(2)在所述存储空间(3)中形成包含PCM(4)的单元(11)。外壁(2)和内壁(10a、10b)是平坦铜片。热交换器(5)的在存储空间(3)内的部分连接到所述外壁(2)和内壁(10a)中的一个的面。本发明还涉及一种包括蓄热器(1)的用于运输货物的冷藏容器。

Description

包含PCM的蓄热器和装有所述蓄热器的冷藏容器
技术领域
本发明涉及一种热设备，该热设备包含用于加载热负荷并且随后将其传递至外部环境的PCM(相变材料)。
更具体地，本发明涉及一种包含PCM的蓄热器，所述蓄热器包括界定封闭存储空间的外壁、包含在所述存储空间中的PCM以及至少热交换器，其由具有入口端口和出口端口的用于流体的导管形成，所述热交换器具有在所述存储空间内并与所述PCM接触的部分，并且其中，所述外壁具有与所述PCM接触的内表面和与所述蓄热器周围的外部环境接触的外表面。
本发明还涉及一种包括所述蓄热器的用于运输货物的冷藏容器。
背景技术
本发明所涉及的蓄热器通常用于通过与蓄热器的外壁直接接触来制冷环境。通过使冷却剂在热交换器中流通，对蓄热器预先加载冷却负荷，从而使PCM从液相变为固相。当所有PCM都处于固态时，蓄热器将被完全加载冷却负荷。冷却剂可以是保持其液态的液体(例如在制冷单元的二次回路中流通的液体)，或者是在热交换器中蒸发的制冷剂。在后一种情况下，蓄热器的热交换器是制冷单元的蒸发器，该制冷单元通常包括蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。热交换器可以通过连接软管永久地或可拆卸地连接到制冷单元的其余部分。一旦蓄热器中包含的PCM加载了冷却负荷，制冷单元便关闭。然后，蓄热器可以通过将冷却负荷传递到环境中来在很长一段时间内以自主方式(没有制冷单元)对环境进行制冷。这种传递是通过蓄热器的外壁由环境和PCM之间的热交换进行的，而PCM逐渐返回液相。由于PCM保持在其相变温度，所以外壁的温度保持冷态并保持合理恒定。
这种已知的蓄热器具有相当复杂的结构。特别地，它们设置有旨在增加PCM与环境之间的热交换的散热片或其他延伸表面。这增加了蓄热器的成本和重量。另外，当在外壁的外表面上设置散热片或其他延伸表面时，它们形成其中积聚有污垢的难以清洁的角落和缝隙。其含义之一是，蓄热器可能非常不适合具有严格卫生要求的设备，例如用于存储和运输食品或药品的设备。
EP1236960A1公开了一种上述类型的蓄热器，其中，外壁是模制有散热片的板，而热交换器是由具有板状散热片的管形成的。WO2014178015A1公开了一种类似的蓄热器，其中，热交换器的板状散热片从一个外壁延伸到另一相对的外壁。
发明内容
本发明的目的是提供一种上述类型的蓄热器，其具有减小的重量和减小的制造成本，但是不降低向蓄热器加载热负荷并随后将该热负荷传递至蓄热器周围的外部环境的过程的效率。本发明的另一目的是尽可能避免存在易于积聚污垢的表面。
这是通过上述类型的蓄热器实现的，其特征在于：
-外壁中的至少两个彼此面对并且通过内壁在它们之间连接，所述内壁位于存储空间内并且布置成使得通过所述内壁和所述外壁在所述存储空间中形成包含PCM的单元；
-所述外壁和所述内壁是平坦铜片；
-所述热交换器的在存储空间内的部分连接到形成所述单元的所述外壁和内壁中的至少一个的面。
根据本发明的蓄热器可以以降低的成本制造，因为它可以通过使用平坦金属片来组装。平坦金属片的厚度优选不大于1.016mm(0.04英寸)，更优选在0.4mm至0.8mm之间的范围内。连接两个面对的外壁的内壁向由所述外壁形成的主体提供更高的机械阻力。此外，与现有技术相比，金属片的使用减轻了蓄热器的重量，在现有技术中，壁是用散热片模制的较厚的金属板。此外，由内壁和外壁形成的单元在所述外壁与包含在存储空间中的PCM的整个体积之间传导热量，因此增加了外壁与PCM的芯之间的热交换。这增加了外部环境与PCM之间的热交换，并且还增加了与壁相连的热交换器和PCM之间的热交换。因此，蓄热器可被有效地加载有热负荷热量，并且可以在很长一段时间内制冷或加热周围的环境。另一方面，由于使用了平坦金属片并且获得了良好的热效率，因此可以避免在外壁的外表面上设置散热片或其他延伸表面，因此蓄热器积聚的污垢更少并且更容易清洁。
取决于参考环境温度的存储空间中所包含的PCM的固液相变温度，根据本发明的蓄热器可用于对其周围的外部环境进行制冷以及对所述环境进行加热。在优选实施例中，蓄热器用于对环境进行制冷，为此，PCM优选具有不大于5℃的固液相变温度。
平坦金属片有利地由具有高导热率优选大于200W/(m.K)的导热率的金属制成。具体地，外壁和内壁是平坦铜片。在此，术语铜是指具有至少99.5％的Cu组分的铜合金。平坦铜片的使用具有与本发明有关的两个特殊优点。一方面，平坦铜片易于弯折和可加工，并且可以容易地通过铜焊彼此连接，从而更容易制造热容器。另一方面，铜的热导率非常高，比铝高60％以上，因此尽管缺乏散热片，但内壁和内壁仍以非常有效的方式在外部环境和PCM的芯之间传导热量。
在一些优选实施例中，热交换器的在存储空间内的部分是盘管，其包括至少平面部分，所述平面部分平行于两个面对的外壁中的一个并且连接到该外壁。这种构造使得在制造过程中更容易将热交换器附接到蓄热器，并且还在热交换器的所述部分与由将热量传导至PCM的整个体积的壁形成的单元之间提供良好的热接触。此外，在该构造中，热交换器向由平坦金属片制成的外壁提供机械阻力，从而防止其变形。
优选地，所述盘管包括两个平面部分，其平行于所述两个面对的外壁中的一个和另一个并且连接到两个面对的外壁中的一个和另一个。这在外壁和PCM的整个体积之间提供了特别好的导热，并防止外壁变形。
优选地，所述盘管的平面部分包括通过管弯头彼此连接的一系列直管，所述直管定位成使得在两个面对的外壁中的所述一个与所述内壁之间形成的角部处，所述直管中的一个连接到外壁和内壁中的至少一个的面。直管在角部处的该位置增强了通过由外壁和内壁形成的单元在热交换器和PCM的整个体积之间的热传递。更优选地，直管既连接到外壁的面又连接到内壁的面。以这种方式，增强了与两个壁的热传递，并且直管加强了内壁和外壁之间的机械连接。
在一些实施例(其特别适用于较大尺寸的蓄热器且在两个面对的外壁之间具有较大的距离)中，热交换器的在存储空间内的部分是盘管，其包括至少内部部分，所述内部部分与两个面对的外壁分隔开并且连接到内壁中的至少一个。这种布置在向蓄热器加载热负荷的过程中允许更好的热传导至存储空间中的PCM的内部中心区域。
优选地，所述盘管包括至少内部平面部分，其平行于所述内壁中的一个并且连接到该内壁。这种构造允许热交换器在存储空间的中心区域中更容易地附接到蓄热器，并且还在热交换器的所述部分与那些区域中的内壁之间提供良好的热接触。
在优选实施例中，内壁与界定存储空间的底壁分隔开，从而使所述存储空间的下带限定在所述底壁和所述内壁的下边缘之间，单元通过所述下带彼此流体连通。内壁还与界定存储空间的上壁分隔开，从而使所述存储空间的上带限定在所述上壁和所述内壁的上边缘之间，单元通过所述上带彼此流体连通，并且所述PCM在所述存储空间中的水平在所述上带中。当所述PCM至少部分地处于液相时，这种构造允许PCM通过自然对流在单元之间流通。这在向蓄热器加载热负荷的过程中以及在通过外壁将所述热负荷传递到周围环境的过程中都增强了PCM与热交换器之间的热传递。
在优选实施例中，内壁具有形成平面凸缘的折叠端部，并且所述平面凸缘抵靠着两个面对的外壁中的一个的内表面并且连接到所述内表面，优选地通过铜焊。因此，可以以成本有效的方式组装蓄热器，并确保内壁和外壁之间的良好热接触。
关于PCM，它对高导热率的金属必须无腐蚀。为此，多种有机化合物可以用作PCM，例如过氧化氢氧化物溶液或二醇溶液，特别是丙二醇溶液。然而，在优选实施例中，PCM是盐水溶液，其包括选自由甲酸钠(HCOONa，甲酸的钠盐)、甲酸钾(HCOOK，甲酸的钾盐)、甲酸钙(Ca(HCOO)2，甲酸的钙盐)和甲酸镁(Mg(HCOO)2，甲酸的镁盐)构成的组的盐作为溶质。
这些甲酸盐盐水特别适合用作本发明所涉及的类型的蓄热器的PCM，因为它们对金属无腐蚀性，因为在蓄热器中将其用作PCM不会造成任何混乱，并且对于人类健康和环境均无风险，以及因为它们在传热和蓄热方面的行为特别有利。
与分解成H2O和O2的过氧化氢相反，根据本发明的这些甲酸盐盐水随时间是非常稳定的。过氧化氢的这种逐步分解强迫定期清除积聚在封闭存储空间中的O2，并且还会导致PCM的热性能逐渐丧失。相比之下，根据本发明的甲酸盐盐水在封闭存储空间中保持不变，并且在无数次的热加载/卸载循环期间保持其热性能不变。与过氧化氢相比，根据本发明的甲酸盐盐水的另一优点是它们在高于熔点的更高温度下也是稳定的，因此它们适合用作敏感的蓄热器。这使得蓄热器既可以用作潜热蓄能器，也可以用作显热蓄能器。过氧化氢不适用于该目的，因为当温度升高时，上述分解加速。
由于多种原因，根据本发明的甲酸盐盐水也优于使用丙二醇作为PCM。这些甲酸盐盐水的热导率要高得多，并且固液相变焓也要高得多。因此，将这些甲酸盐盐水用作PCM可通过PCM内部的传导提供较高的传热速率，并且还可通过每单位体积PCM的相变提供较高的热量积聚。此外，在这些甲酸盐盐水中，晶体形成的动力学要好得多，从而相变温度在第一晶体的形成和最后晶体的形成之间保持几乎恒定(通常具有在1℃以下的变化)，并且无需显著过冷液体以便触发结晶(通常1℃的过冷就足够了)。相比之下，当使用乙二醇溶液作为PCM时，相变温度的变化通常在5℃至10℃之间，并且可能需要高达10℃的过冷。
在优选实施例中，PCM是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠。甲酸钠对环境无害且适合食品接触应用。实际上，甲酸钠是食品工业中的一种食品添加剂。蓄热器的这些实施例特别适合用于存在食物或药品的调节环境。
在一些优选实施例中，其中蓄热器旨在对外部环境进行制冷，PCM是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠，并且其中溶液中甲酸钠的质量分数在0.05至0.25之间。在此质量分数范围内，盐水的结晶温度为-4℃至-16℃。这特别适用于对必须保持在-5℃和+25℃之间的温度的环境进行制冷，例如存储食物或药品的冷藏容器。
在其他优选实施例中，其中蓄热器旨在具有双重功能，即根据所述环境的季节温度对外部环境进行制冷和加热，PCM是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠，其中溶液中的甲酸钠的质量分数在0.45至0.55之间。在此质量分数范围内，盐水的结晶温度在+6℃至+15℃之间。PCM的结晶温度或相变温度大于0℃尤其适用于提供双重功能，即对经受季节性或每日温度变化且必须保持凉爽但不冻结的货物所存储的环境进行制冷或加热。如果环境温度高于PCM的相变温度，则蓄热器对环境进行制冷，否则相同的蓄热器对环境进行加热。
在其他优选实施例中，其中蓄热器旨在在较低温度下对外部环境进行制冷，PCM是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠和甲酸钾的混合物，其中溶液中的甲酸钠的质量分数为0.25，并且其中溶液中的甲酸钾的质量分数为0.03至0.20，更优选为0.05至0.10。甲酸钠的0.25的质量分数对应于甲酸钠盐水的共晶点，在该点达到结晶温度的最小值。甲酸钾的添加降低了固液相变温度。
本发明还包括用于运输货物的冷藏容器，其包括用于存储货物的绝热主室和根据本发明的蓄热器，所述蓄热器布置在所述冷藏容器中，使得所述主室的室内环境与所述蓄热器的外壁空气连通。
蓄热器可以位于主室内。然而，在这种情况下，靠近蓄热器的主室区域暴露于蓄热器的外壁的低温，即使在间隙中没有强制对流。实际上，面对蓄热器的外壁的货物是通过辐射制冷的，靠近蓄热器的区域也通过自然对流制冷的。这会损坏存储在该区域的货物，例如当这些货物是水果或药品时。为了克服这个问题，在优选实施例中，冷藏容器包括：
-绝热辅助室，蓄热器位于其中，蓄热器的外壁的外表面与辅助室的室内环境接触，所述辅助室与主室分隔开；
-导管，其使所述主室的室内环境与所述辅助室的室内环境空气连通；
-空气叶轮，其布置成用于通过所述导管在主室的所述室内环境和辅助室的所述室内环境之间建立强制空气流通；
-温度传感器，其布置成用于测量主室的所述室内环境中的温度；
-控制装置，其配置为根据由所述温度传感器测量的温度相对于设定点值的偏差来控制由所述空气叶轮提供的空气流量。
这种配置可以更好地控制主室中的温度，并在不适当时防止蓄热器对存储在主室中的货物进行制冷。
优选地，冷藏容器包括一个或多个电池，其布置成自主地为空气叶轮和控制装置供电。通过这种方式，冷藏容器可以在向PCM加载冷却负荷之后以自主的方式运行。当打算将冷藏容器装载在诸如卡车或货车的运送车辆上时，这是特别有用的，因为蓄热器不需要从车辆接收任何动力。在蓄热器对存储货物的主室进行制冷的同时，车辆可以长时间停放，其中发动机停止。
优选地，蓄热器的热交换器设计为制冷单元的蒸发器，该制冷单元通常包括所述蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀。
在一些实施例中，热交换器配置为可拆卸地连接至制冷单元。在这种情况下，冷藏容器不包括制冷单元。热交换器的入口端口和出口端口可以设置有用于软管的快速连接器，以便将它们连接到制冷单元的制冷剂回路。
在其他实施例中，冷藏容器包括制冷单元，其具有压缩机、冷凝器和形成冷却回路的膨胀阀，该冷却回路连接到蓄热器的热交换器，使得所述热交换器是所述制冷单元的蒸发器。所述制冷单元的至少压缩机和冷凝器位于主室的外部和辅助室的外部。优选地，它们位于蓄热器的第二辅助室中，所述第二辅助室具有开口，其允许空气从冷藏容器周围的外部环境流通。
本发明还包括在本发明实施例的以下详细描述和附图中示出的其他详细特征。
附图说明
从以下描述中将理解本发明的优点和特征，在以下描述中，参照附图描述本发明的优选实施例，而不限制权利要求中限定的本发明的范围。
图1是蓄热器的第一实施例的透视图，其中前外壁和部分上外壁已被切掉，以示出蓄热器的内部。
图2是图1的蓄热器的截面正视图。
图3是图1的蓄热器的截面俯视图。
图4是图3的区域的放大视图，示出了在外壁和内壁之间的角部处的热交换器的直管。
图5是蓄热器的第二实施例的截面俯视图。
图6是蓄热器的第三实施例的截面俯视图。
图7是包括根据本发明的蓄热器的冷藏容器的实施例的前透视图。
图8是冷藏容器的局部截面侧视图。
图9是冷藏容器的后透视图。
图10是冷藏容器的另一实施例的截面正视图，其仅在连通主室和辅助室的导管上有所不同。
具体实施方式
图1至4示出了蓄热器1的第一实施例。
蓄热器1由形成界定存储空间3的长方体的六个外壁2、在它们之间连接所述外壁2的两个面对面的多个内壁10a以及具有在存储空间3内的部分12的热交换器5构成。存储空间3包含PCM(相变材料)4，其与热交换器5的所述部分12和外壁2的内表面8接触。外壁2的外表面9与蓄热器1周围的外部环境接触，从而PCM4通过所述外壁2与外部环境进行热交换。
外壁2和内壁10a是铜片。例如，它们是0.0197英寸(0.5mm)厚的软退火铜合金110(包含至少99.9％的铜)片。内壁10a具有折叠端部，这些折叠端部形成平面凸缘34，其抵靠着所述两个面对的外壁2的内表面8并且优选地通过钎焊连接到所述内表面8。内壁10a在它们之间是平行的并且横向于两个面对的外壁2，使得这些壁10a、2形成在存储空间3中包含PCM4的单元11。如图2所示，内壁10a与界定存储空间3的底壁18和上壁20分隔开。在该示例性实施例中，底壁18和上壁20也是外壁2。因此，存储空间3的下带19和上带21分别限定在底壁18和内壁10a的下边缘之间以及上壁20和所述内壁10a的上边缘之间。存储空间3中填充有PCM4，使得所述存储空间3中的PCM4的水平在上带21中。因此，单元11通过下带19和上带21彼此流体连通。因此，处于液体状态的PCM4的部分可以通过这些带19、21在单元11之间流通。从图2还可以看出，在PCM4的水平和上壁20之间设有空气间隙41。该空气间隙41用作膨胀室，以吸收相变时PCM4的体积变化。上壁20设置有盖35，该盖35可被移除以用PCM4填充存储空间3。至少温度探针36被插入存储空间3中以测量PCM4的温度以便控制向蓄热器1加载热负荷的过程，并且还用于在将热负荷传递到环境的阶段期间监视PCM4的状态。
热交换器5的在存储空间3内的部分12是包括两个平面部分13的盘管，该两个平面部分13平行于两个面对的外壁2中的一个和另一个并且连接到所述两个面对的外壁2中的一个和另一个。该盘管也由铜合金110制成。盘管的每个平面部分13包括通过管弯头15相互连接的一系列直管14。直管14定位成使得在两个面对的外壁2之一和与其连接的内壁10a之间形成的角部处，所述直管14之一与外壁2和内壁10a中的至少一个的面连接。优选地，它们连接到两个壁2、10a，如图4所示。在示例性实施例中，直管14通过钎焊连接到壁2、10a。因此，热交换器5的每个所述平面部分13连接到两个面对的外壁2之一的面。如图1和2所示，管弯头15通过下带19和上带21从一个单元11到达另一个单元11。
热交换器5由用于流体的导管形成，在这种情况下为盘管形式，并且具有入口端口6和出口端口7，使得传热流体可以通过入口端口6进入蓄热器1，在与PCM4进行热交换的同时在所述热交换器5内流动，并通过出口端口7离开蓄热器1。在热交换器5中流通的该传热流体提供热负荷以加载蓄热器1。
优选地，PCM是盐水溶液，其包括选自由甲酸钠、甲酸钾、甲酸钙和甲酸镁构成的组的盐作为溶质。
以下示例是PCM的一些可能的优先选择。
示例1(溶质：甲酸钠)
PCM4是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠。溶液中的甲酸钠的质量分数选择在0.05到0.25之间。在此质量分数范围内，盐水的结晶温度如下：
甲酸钠的质量分数 结晶温度
0.05 -4℃
0.10 -9℃
0.25 -16℃
示例2(溶质：甲酸钠)
PCM是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠。溶液中的甲酸钠的质量分数选择在0.45到0.55之间。在此质量分数范围内，盐水的结晶温度如下：
甲酸钠的质量分数 结晶温度
0.45 +6℃
0.55 +15℃
示例3(溶质：甲酸钠+甲酸钾)
PCM是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠和甲酸钾的混合物。溶液中的甲酸钠的质量分数为0.25，它对应于甲酸钠盐水的共晶点。溶液中的甲酸钾的质量分数选择在0.03到0.20之间，更优选在0.05到0.10之间。对于甲酸钠的质量分数为0.25，在甲酸钾的此质量分数范围内的盐水的结晶温度如下：
Figure BDA0002939801350000091
Figure BDA0002939801350000101
示例4(溶质：甲酸钾)
PCM4是盐水溶液，其中溶质是甲酸钾。溶液中的甲酸钾的质量分数选择在0.17到0.38之间。在此质量分数范围内，盐水的结晶温度如下：
甲酸钾的质量分数 结晶温度
0.17 -9℃
0.24 -16℃
0.38 -34℃
示例5(溶质：甲酸钙)
PCM4是盐水溶液，其中溶质是甲酸钙。溶液中的甲酸钾的质量分数为0.14，其对应于甲酸钾在水中的最大溶解度。盐水的结晶温度为-12℃。
示例6(溶质：甲酸镁)
PCM4是盐水溶液，其中溶质是甲酸镁。溶液中的甲酸镁的质量分数为0.12，其对应于甲酸镁在水中的最大溶解度。盐水的结晶温度为-10℃。
示例7(溶质：甲酸钠+甲酸钙)
PCM4是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠和甲酸钙的混合物。溶液中的甲酸钠的质量分数为0.25，其对应于甲酸钠盐水的共晶点。溶液中的甲酸钙的质量分数为0.14，其对应于甲酸钙在水中的最大溶解度。盐水的结晶温度为-35℃。
示例8(溶质：甲酸钠+甲酸镁)
PCM4是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠和甲酸镁的混合物。溶液中的甲酸钠的质量分数为0.25，其对应于甲酸钠盐水的共晶点。溶液中的甲酸镁的质量分数为0.12，其对应于甲酸镁在水中的最大溶解度。盐水的结晶温度为-30℃。
除这些示例外，PCM可以是盐水溶液，其中溶质是由上述甲酸盐的其他混合物形成的。除所述甲酸盐外，它还可以包括合适的添加剂。
图5示出了第二实施例，其与第一实施例的不同之处仅在于：
热交换器5的在存储空间3内的部分12是包括内部部分16的盘管，该内部部分16与两个面对的外壁2分隔开并且连接到至少一个内壁10a上。
图6示出了第三实施例，其与第二实施例的不同之处仅在于，其包括纵向内壁10b，该纵向内壁10b与横向内壁10a正交并且在它们之间连接两个面对的外壁2，并且盘管的内部部分16是内部平面部分17，其平行于所述纵向内壁10b并连接到它们。在该实施例中，在它们之间连接两个面对的外壁2的横向内壁10a是不连续的。实际上，它们被与其连接的纵向内壁10b中断。
图7至10示出了用于运输货物的冷藏容器22，其包括用于存储货物的绝热主室23和根据本发明的蓄热器1。主室23的前壁设置有可打开的门43，其允许人从冷藏容器22的外部接近货物。冷藏容器22还包括绝热的辅助室25，蓄热器1位于该绝热室25中，使得蓄热器1的外壁2的外表面9与所述辅助室25的室内环境26接触。主室23和辅助室25均由隔热壁38界定。辅助室25与主室23分隔开。然而，两个室23、25的室内环境24、26通过导管27、28在它们之间空气连通。在图7和8所示的示例中，导管27、28是两个开口，这些开口延伸穿过将两个室23和25分隔开的隔热壁38。这些开口中的至少一个设置有驱动通过所述开口的空气流的空气叶轮29，从而通过所述导管27、28在主室23的室内环境24和辅助室26的室内环境26之间建立强制空气流通。这种强制空气流通使主室23的室内环境24与蓄热器1的位于辅助室25中的外壁2空气连通。温度传感器30布置用于测量主室23的室内环境24中的温度。控制装置31包括在冷藏容器22中。控制装置31配置为根据由温度传感器30测量的温度相对于设定点值的偏差来控制由空气叶轮29提供的空气流量。冷藏容器22还包括能够自主地为空气叶轮29和控制装置31供电的电池32。
图10示出了冷藏容器22的另一实施例，不同之处仅在于连通两个室23、25的导管27、28。在这种情况下，导管27、28是在主室23中延伸以便更好地在所述室23中分配空气流的空气管道。
如图9所示，冷藏容器22的底壁可选地设置有用于货叉的轮39和/或引导件40。这些装置39、40使冷藏容器22的运输更加容易。
冷藏容器22可选地包括制冷单元33，其具有压缩机、冷凝器和形成冷却回路的膨胀阀，该冷却回路连接到蓄热器1的热交换器5，使得热交换器5是所述制冷单元33的蒸发器。制冷单元33的至少压缩机和冷凝器，优选还包括膨胀阀，位于主室23的外部和辅助室25的外部。它们优选地位于第二辅助室37中，该第二辅助室37具有通向冷藏容器22周围的外部环境的开口。在图7至9所示的实施例中，第二辅助室37位于辅助室25下方，并且其通过允许空气流通的格栅与所述外部环境分隔开。
根据本发明的冷藏容器22可以有利地应用于装载在用于运输货物的车辆上，比如卡车或货车，特别是用于运输食品和药品。其特别适于此目的，因为与现有技术相比，蓄热器1具有减轻的重量，积聚更少的污垢并且可以更容易地清洁。另外，当将上述甲酸盐盐水用作PCM时，它适用于食品接触应用，并且对环境无害。此外，在向蓄热器1加载冷却负荷之后，冷藏容器22能够在不从车辆接收任何电力的情况下有效地将存储在主室23中的货物的温度保持在期望值。优选地，这通过将制冷单元33连接到外部电网来完成。当冷藏容器22不包括制冷单元33时，这是通过利用连接软管将热交换器5的入口端口和出口端口连接至外部制冷单元的制冷剂回路来实现的，从而所述热交换器5成为所述制冷单元的蒸发器。

Claims (18)

1.一种包含PCM(相变材料)的蓄热器(1)，所述蓄热器(1)包括界定封闭存储空间(3)的外壁(2)、包含在所述存储空间(3)中的PCM(4)以及至少热交换器(5)，其由具有入口端口(6)和出口端口(7)的用于流体的导管形成，所述热交换器(5)具有在所述存储空间(3)内并且与所述PCM(4)接触的部分(12)，并且其中，所述外壁(2)具有与所述PCM(4)接触的内表面(8)和与所述蓄热器(1)周围的外部环境接触的外表面(9)，其特征在于：
-所述外壁(2)中的至少两个彼此面对并且通过内壁(10a、10b)在它们之间连接，所述内壁(10a、10b)位于所述存储空间(3)内并且布置成使得通过所述内壁(10a、10b)和所述外壁(2)在所述存储空间(3)中形成包含所述PCM(4)的单元(11)；
-所述外壁(2)和所述内壁(10a、10b)是平坦铜片；
-所述热交换器(5)的在所述存储空间(3)内的所述部分(12)连接到形成所述单元(11)的所述外壁(2)和内壁(10a、10b)中的至少一个的面。
2.根据权利要求1所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述外壁(2)和所述内壁(10a、10b)是厚度不大于1.016mm(0.04英寸)的平坦铜片。
3.根据权利要求2所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述外壁(2)和所述内壁(10a、10b)是厚度在0.4mm至0.8mm之间的平坦铜片。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄热器(1)，其特征在于，热交换器(5)的所述部分(12)是盘管，其包括至少平面部分(13)，所述平面部分(13)平行于所述两个面对的外壁(2)中的一个并且连接到该外壁(2)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述盘管包括两个平面部分(13)，所述两个平面部分(13)分别平行于所述两个面对的外壁(2)中的一个和另一个并且连接到所述两个面对的外壁(2)中的一个和另一个。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的蓄热器(1)，其特征在于，在所述盘管的所述平面部分(13)中包括通过管弯头(15)彼此连接的一系列直管(14)，所述直管(14)定位成使得在两个面对的外壁(2)中的所述一个与所述内壁(10a)之间形成的角部处，所述直管(14)中的一个连接到外壁(2)和内壁(10a)中的至少一个的面。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的蓄热器(1)，其特征在于，热交换器(5)的所述部分(12)是盘管，其包括至少内部部分(16、17)，所述内部部分(16、17)与所述两个面对的外壁(2)分隔开并且连接到所述内壁(10a)中的至少一个。
8.根据权利要求7所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述盘管包括至少内部平面部分(17)，其平行于所述内壁(10b)中的一个并且连接到该内壁(10b)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述内壁(10a、10b)与界定所述存储空间(3)的底壁(18)分隔开，从而使所述存储空间(3)的下带(19)限定在所述底壁(18)和所述内壁(10a、10b)的下边缘之间，所述单元(11)通过所述下带(19)彼此流体连通，并且所述内壁(10a、10b)与界定所述存储空间(3)的上壁(20)分隔开，从而使所述存储空间(3)的上带(21)限定在所述上壁(20)和所述内壁(10a、10b)的上边缘之间，所述单元(11)通过所述上带(21)彼此流体连通，并且其中，所述PCM(4)在所述存储空间(3)中的水平在所述上带(21)中。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述内壁(10a、10b)具有形成平面凸缘(34)的折叠端部，并且所述平面凸缘(34)抵靠着所述两个面对的外壁(2)中的一个的内表面(8)并且连接到所述内表面(8)。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述PCM(4)是盐水溶液，其包括选自由甲酸钠、甲酸钾、甲酸钙和甲酸镁构成的组的盐作为溶质。
12.根据权利要求11所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述PCM(4)是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠，其中溶液中的甲酸钠的质量分数在0.05至0.25之间。
13.根据权利要求11所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述PCM(4)是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠，其中溶液中的甲酸钠的质量分数在0.45至0.55之间。
14.根据权利要求11所述的蓄热器(1)，其特征在于，所述PCM(4)是盐水溶液，其中溶质是甲酸钠和甲酸钾的混合物，其中溶液中的甲酸钠的质量分数为0.25，并且溶液中的甲酸钾的质量分数为0.03至0.20，更优选为0.05至0.10。
15.一种用于运输货物的冷藏容器(22)，包括用于存储货物的绝热主室(23)和根据权利要求1至14中任一项所述的蓄热器(1)，所述蓄热器(1)布置在所述冷藏容器(22)中，从而使所述主室(23)的室内环境(24)与所述蓄热器(1)的外壁(2)空气连通。
16.根据权利要求15所述的冷藏容器(22)，其特征在于，它包括：
-绝热辅助室(25)，所述蓄热器(1)位于其中，蓄热器(1)的外壁(2)的外表面(9)与所述辅助室(25)的室内环境(26)接触，所述辅助室(25)与所述主室(23)分隔开；
-导管(27、28)，其使主室(23)的所述室内环境(24)与辅助室(25)的所述室内环境(26)空气连通；
-空气叶轮(29)，其布置成用于通过所述导管(27、28)在主室(23)的所述室内环境(24)和辅助室(26)的所述室内环境(26)之间建立强制空气流通；
-温度传感器(30)，其布置成用于测量主室(23)的所述室内环境(24)中的温度；
-控制装置(31)，其配置为根据由所述温度传感器(30)测量的温度相对于设定点值的偏差来控制由所述空气叶轮(29)提供的空气流量。
17.根据权利要求16所述的冷藏容器(22)，其特征在于，它包括一个或多个电池(32)，所述电池布置成自主地为所述空气叶轮(29)和所述控制装置(31)供电。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的冷藏容器(22)，其特征在于，它包括制冷单元(33)，其具有压缩机、冷凝器和形成冷却回路的膨胀阀，该冷却回路连接到蓄热器(1)的所述热交换器(5)，使得所述热交换器(5)是所述制冷单元(33)的蒸发器，并且其中，所述制冷单元(33)的至少压缩机和冷凝器位于所述主室(23)的外部和所述辅助室(25)的外部。
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