CN114216293A - 相变蓄冷式供冷装置及冷藏车箱 - Google Patents

相变蓄冷式供冷装置及冷藏车箱 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种相变蓄冷式供冷装置及冷藏车箱，所述相变蓄冷式供冷装置包括机壳、风机和蓄冷板组件，所述机壳具有换热腔、进风口及出风口，所述风机安装在所述机壳上，起到引风的作用，所述蓄冷板组件设置在所述换热腔的内部，包括设有内腔室的蓄冷板、第一相变材料层以及第二相变材料层，所述第一相变材料层和所述第二相变材料层分别位于所述蓄冷板的两侧，起到蓄冷作用。本发明提供的相变蓄冷式供冷装置解决了现有车载制冷系统能耗高，依赖车辆能源、结构复杂的问题。

Description

相变蓄冷式供冷装置及冷藏车箱
技术领域
本发明属于冷链运输技术领域，具体涉及一种相变蓄冷式供冷装置及冷藏车箱。
背景技术
城配冷链物流主要依靠冷藏车完成，冷藏车充分保证了冷藏运输的连续性和温度的稳定性。目前，冷藏车主要分为两类：燃油冷藏车和电动冷藏车。
无论是燃油冷藏车还是电动冷藏车都需要安装机械式制冷系统。该制冷系统主要包含四部分，即压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器。中小型燃油式冷藏车常搭载非独立制冷机组，其压缩机安装在车辆的底盘上，冷凝器安装在冷藏车箱外，蒸发器安装在冷凝箱内。这三部分不仅要和车体固定连接，彼此之间还要通过管路与线路连通，拆装复杂。全电式制冷机组安装在新能源冷藏车上，依靠车辆电池组供电，缩短了续航里程。
传统的车载制冷系统制冷效率低，能耗高、结构复杂。
发明内容
本发明实施例提供一种相变蓄冷式供冷装置，旨在解决现有车载制冷系统制冷效率低，结构复杂，因消耗车辆能源导致新能源冷藏车续航里程缩短的问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：提供一种相变蓄冷式供冷装置，包括：
机壳，具有换热腔，所述机壳上设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分别用于连通外界和所述换热腔内；
风机，安装在所述机壳上，用于将外界空气通过所述进风口导入至所述换热腔内或者将所述换热腔内的空气通过所述出风口引出至外界；
蓄冷板组件，设置于所述换热腔内，包括设有内腔室的蓄冷板、第一相变材料层以及第二相变材料层，所述第一相变材料层和所述第二相变材料层分别位于所述蓄冷板的两侧，所述第一相变材料层和所述第二相变材料层分别与所述蓄冷板热连接；所述第一相变材料层和所述第二相变材料层分别设有用于与所述换热腔中的空气进行换热的换热结构；所述蓄冷板中通设有流动的载冷剂，且所述蓄冷板还设有载冷剂进液管以及载冷剂出液管，所述载冷剂进液管和所述制冷剂出液管分别与所述内腔室连通；
蓄电池，所述蓄电池与所述风机电性连接并为所述风机提供电能；
光伏组件，所述光伏组件设置在车体外侧，用于为所述蓄电池充电。
作为本申请的另一实施例，所述内腔室中设有折流板，以使所述内腔室中形成供载冷剂流动的折流通道。
作为本申请的另一实施例，所述蓄冷板与所述第一相变材料层相邻的板面上设有用于增加换热面积的第一波浪结构。
作为本申请的另一实施例，所述蓄冷板与所述第二相变材料层相邻的板面上设有用于增加换热面积的第二波浪结构。
作为本申请的另一实施例，所述机壳具有相互垂直设置的第一方向和第二方向，所述换热结构包括沿着第一方向间隔设置的翅片组件，所述翅片组件包括若干沿第二方向间隔设置的翅片，所述翅片固设于所述第一相变材料层或所述第二相变材料层，且与所述第一相变材料层或所述第二相变材料层热连接。
作为本申请的另一实施例，所述第一相变材料层和所述第二相变材料层分别位于所述蓄冷板的上下两侧，所述蓄冷板组件具有沿上下设置的多组，其中一个所述蓄冷板组件中的所述翅片组件与相邻的另一个所述蓄冷板组件中的所述翅片组件沿第一方向交错设置。
作为本申请的另一实施例，所述机壳为长方壳体，所述第一方向为所述机壳的宽度方向，所述第二方向为所述机壳的长度方向，所述进风口和所述出风口分别设置在所述机壳上沿宽度方向间隔设置的两个机壳壁上。
本发明的另一目的是提供一种冷藏车箱，包括如上述的相变蓄冷式供冷装置。
作为本申请的另一实施例，所述冷藏车箱设有载冷剂接口，所述载冷剂接口与所述载冷剂进液管和所述载冷剂出液管连通。
本发明提供的相变蓄冷式供冷装置，与现有技术相比，通过将蓄冷板组件设置成带内腔室的蓄冷板、第一相变材料层和第二相变材料层，载冷剂在蓄冷板中流通与第一相变材料层和第二相变材料层进行热交换，并在第一相变材料层和第二相变材料层上设有换热结构，增大了换热效率。第一相变材料层和第二相变材料层还具有蓄冷的能力，保证了供冷装置的供冷时长。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种相变蓄冷式供冷装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种相变蓄冷式供冷装置的爆炸示意图；
图3为本发明实施例提供的一种相变蓄冷式供冷装置中可调式出风门的示意图；
图4为图2中的蓄冷板组件的示意图；
图5为图4中A处放大示意图；
图6为图4中省去上板的蓄冷板的示意图；
图7为本发明实施例提供的一种相变蓄冷式供冷装置中蓄冷板组件的剖面示意图；
图8为本发明实施例提供的冷藏车箱的示意图；
图9为本发明实施例提供的冷藏车箱内部空气循环的示意图。
图中：100、机壳；110、换热腔；120、风机罩；130、可调式出风门；140、防护罩；150、进液管；160、出液管；200、风机；300、蓄冷板组件；310、蓄冷板；311、载冷剂进液管；312、载冷剂出液管；313、导风板；314、折流板；320、第一相变材料层；330、第二相变材料层；340、翅片；400、蓄电池；410、安装座；500、光伏组件；600、冷藏车箱；610、载冷剂接口。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参见图1至图9，现对本发明提供的相变蓄冷式供冷装置的实施例进行说明。所述的相变蓄冷式供冷装置，应用在冷链运输中冷藏车箱中，对冷藏车箱进行制冷。本发明实施例提供的相变蓄冷式供冷装置包括机壳100、风机200和蓄冷板组件300。
机壳100具有换热腔110，机壳100上设有进风口和出风口，进风口和出风口分别用于连通外界和换热腔110的内部。
风机200安装在机壳100上，用于将外界的空气通过进风口导入到换热腔110内部或者将换热腔110内部的空气通过出风口引出至外界。
蓄冷板组件300设置在换热腔110的内部，包括设有内腔室的蓄冷板310、第一相变材料层320及第二相变材料层330，第一相变材料层320和第二相变材料层330分别位于蓄冷板310的两侧，第一相变材料层320和第二相变材料层330分别与蓄冷板310热连接。第一相变材料层320和第二相变材料层330分别设有用于与换热腔110的内部空气进行热交换的换热结构。蓄冷板310中通设有流动的载冷剂，且蓄冷板310还设有载冷剂进液管311和载冷剂出液管312，载冷剂进液管311和载冷剂出液管312分别与内腔室连通。
蓄电池400与风机200电性连接并为风机200提供电能。
光伏组件500设置在车体外侧，用于为蓄电池400进行充电。
将多个蓄冷板组件300叠放至机壳100内，风机200安装在机壳100上，通过风机200将外界空气由进风口导入至换热腔110的内部或者将换热腔110内部的空气通过出风口引出至外界。在蓄冷板310中通入载冷剂，载冷剂由载冷剂进液管311流入，载冷剂出液管312流出，在载冷剂流动过程中，在蓄冷板310的上下两侧分别是第一相变材料层320和第二相变材料层330，蓄冷板310中载冷剂的低温传递给第一相变材料层320和第二相变材料层330，第一相变材料层320和第二相变材料层330逐渐冻结并将低温蓄存，待冻结完毕后，停止充入载冷剂。后期第一相变材料层320和第二相变材料层330的温度慢慢释放出来。
本发明提供的相变蓄冷式供冷装置，与现有技术相比，通过将蓄冷板组件设置成带内腔室的蓄冷板、第一相变材料层和第二相变材料层，载冷剂在蓄冷板中流通与第一相变材料层和第二相变材料层进行热交换，并在第一相变材料层和第二相变材料层上设有换热结构，增大了换热效率。第一相变材料层和第二相变材料层还具有蓄冷的能力，保证了供冷装置的供冷时长。
在一些实施例中，请参见图6，蓄冷板310的内腔室设有折流板314，折流板314成蛇形迷宫结构，载冷剂从进口进入后，在折流板314的作用下来回流动，形成了折流通道。
在一些实施例中，请参见图7，蓄冷板310与第一相变材料层320相邻的板面上设有用于增加换热面积的第一波浪结构。
将蓄冷板310的上板面设置成波浪结构，比制成单一的板面增加了表面积，第一相变材料层320制成与之对应的波浪结构，也增加其表面积，蓄冷板310中的载冷剂就与第一相变材料层320充分进行热交换。
在一些实施例中，请参见图7，蓄冷板310与第二相变材料层330相邻的板面上设有用于增加换热面积的第二波浪结构。
将蓄冷板310的下板面设置成波浪结构，比制成单一的板面增加了表面积，第二相变材料层330制成与之对应的波浪结构，也增加其表面积，蓄冷板310中的载冷剂就与第二相变材料层330充分进行热交换。
在一些实施例中，请参见图1及图4，机壳100上具有相互垂直设置的第一方向和第二方向，换热结构包括沿第一方向间隔设置的翅片组件，翅片组件包括若干沿第二方向间隔设置的翅片340，翅片340固设在第一相变材料层320或第二相变材料层330，且与第一相变材料层320或第二相变材料层330热连接。
在一些实施例中，请参见图2及图4，第一相变材料层320和第二相变材料层330分别位于蓄冷板310的上下两侧，蓄冷板组件300具有沿上下设置的多组，其中一个蓄冷板组件300中的翅片组件与相邻的另一个蓄冷板组件300中翅片组件沿第一方向交错设置。也就是位于上方蓄冷板组件300的下表面的翅片340插入到位于下方蓄冷板组件300的上表面的翅片340形成的间隔中。
蓄冷板组件300叠放后，翅片340穿插交错，空气穿过翅片340时形成错流提高空气和翅片340的换热效率及均匀性。
在一些实施例中，请参见图1及图3，机壳100为长方壳体，第一方向为机壳100的宽度方向，第二方向为机壳100的长度方向，进风口和出风口分别设置在机壳100上沿宽度方向间隔设置的两个机壳壁上。
在一些实施例中，请参见图1及图3，风机200安装在进风口处，并设有罩设风机200用的风机罩120，在出风口处设有可调式出风门130，通过调节可调式出风门130控制冷风的出风量，在机壳100的外层还设有防护罩140。
在一些实施例中，请参见图1及图3，蓄电池400嵌装在安装座410内部，蓄电池400与安装座410之间填充聚氨酯保温材料。
在一些实施例中，请参见图2，将多个蓄冷板组件300叠放在一起后，各载冷剂进液管311和各载冷剂出液管312分别通过管路汇集成进液管150和出液管160。可选地，管路可采用不锈钢管。
在一些实施例中，请参见图4，在蓄冷板组件300的一侧即靠近进风口侧设置有导风板313，导风板313与蓄冷板组件300的侧面形成三角面，外界空气均匀的通过换热结构也就是翅片340进行充分换热。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种冷藏车箱，包括上述实施例中的相变蓄冷式供冷装置。本发明实施例提供的冷藏车箱因为包括上述实施例中的相变蓄冷式供冷装置，因此具备上述相变蓄冷式供冷装置的所有有益效果。
在一些实施例中，请参见图8，冷藏车箱600还设有载冷剂接口610，载冷剂接口610与载冷剂进液管311和载冷剂出液管312连通。冷藏车箱600所需要的载冷剂是由外界经制冷系统制冷后，通过载冷剂接口610充入到蓄冷板组件300中，蓄冷板组件300中的冷量不足时可由外界充入载冷剂。
在一些实施例中，本发明实施例提供的相变蓄冷式供冷装置还设有主控制器，冷藏车箱600内设有感温元件，如果冷藏车箱600内的温度大于设定温度，则风机200开启，箱内的空气吸入至本发明实施例提供的相变蓄冷式供冷装置后同蓄冷板组件300表面的翅片340进行热交换，再将低温的空气吹入车箱中，循环多次后箱体内的温度降至设定温度后风机200自动关闭。主控制器对蓄冷板组件300内存储的冷量及蓄电池400的电量均可检测，不足时报警提示。可使用数显遥控器或者手机app，对箱内温度进行设定，冷量、电量箱内温度的反馈信号可以传输至手机app或者数显遥控器，数显遥控器放置在司机室内方便观察操作。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.相变蓄冷式供冷装置，其特征在于，包括：
机壳，具有换热腔，所述机壳上设有进风口和出风口，所述进风口和所述出风口分别用于连通外界和所述换热腔的内部；
风机，安装在所述机壳上，用于将外界空气通过所述进风口导入至所述换热腔的内部或者将所述换热腔内部的空气通过所述出风口引出至外界；
蓄冷板组件，设置于所述换热腔的内部，包括设有内腔室的蓄冷板、第一相变材料层以及第二相变材料层，所述第一相变材料层和所述第二相变材料层分别位于所述蓄冷板的两侧，所述第一相变材料层和所述第二相变材料层分别与所述蓄冷板热连接；所述第一相变材料层和所述第二相变材料层分别设有用于与所述换热腔中的空气进行换热的换热结构；所述蓄冷板中通设有流动的载冷剂，且所述蓄冷板还设有载冷剂进液管以及载冷剂出液管，所述载冷剂进液管和所述载冷剂出液管分别与所述内腔室连通；
蓄电池，所述蓄电池与所述风机电性连接并为所述风机提供电能；
光伏组件，所述光伏组件设置在车体外侧，用于为所述蓄电池充电。
2.如权利要求1所述的相变蓄冷式供冷装置，其特征在于，所述内腔室中设有折流板，以使所述内腔室中形成供载冷剂流动的折流通道。
3.如权利要求1所述的相变蓄冷式供冷装置，其特征在于，所述蓄冷板与所述第一相变材料层相邻的板面上设有用于增加换热面积的第一波浪结构。
4.如权利要求1所述的相变蓄冷式供冷装置，其特征在于，所述蓄冷板与所述第二相变材料层相邻的板面上设有用于增加换热面积的第二波浪结构。
5.如权利要求1-4任一项所述的相变蓄冷式供冷装置，其特征在于，所述机壳具有相互垂直设置的第一方向和第二方向，所述换热结构包括沿着第一方向间隔设置的翅片组件，所述翅片组件包括若干沿第二方向间隔设置的翅片，所述翅片固设于所述第一相变材料层或所述第二相变材料层，且与所述第一相变材料层或所述第二相变材料层热连接。
6.如权利要求5所述的相变蓄冷式供冷装置，其特征在于，所述第一相变材料层和所述第二相变材料层分别位于所述蓄冷板的上下两侧，所述蓄冷板组件具有沿上下设置的多组，其中一个所述蓄冷板组件中的所述翅片组件与相邻的另一个所述蓄冷板组件中的所述翅片组件沿第一方向交错设置。
7.如权利要求5所述的相变蓄冷式供冷装置，其特征在于，所述机壳为长方壳体，所述第一方向为所述机壳的宽度方向，所述第二方向为所述机壳的长度方向，所述进风口和所述出风口分别设置在所述机壳上沿宽度方向间隔设置的两个机壳壁上。
8.冷藏车箱，包括如权利要求1-7任一项所述的相变蓄冷式供冷装置。
9.根据权利要求8所述的冷藏车箱，其特征在于，所述冷藏车箱设有载冷剂接口，所述载冷剂接口与所述载冷剂进液管和所述载冷剂出液管连通。
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