CN115534795A - 容积可变式lng冷链物流车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种容积可变式LNG冷链物流车，包括温控系统、制冷系统以及保温箱体，其特征是：所述保温箱体内置空间由若干件活动式绝热隔板分隔成若干个货物分区，每个货物分区设有若干个温控单元，每个温控单元设有独立开启或关闭的电动风门以及相对应的温度传感器。开启冷链物流车的货物分区且容量大小灵活分配，并使冷藏区温度易控；LNG冷能利用率高；各个通风口可独立开启或关闭，使厢体内送风更均匀；真空隔热板的设置，减小了保温层体积，保温效果大幅提升；具有储冷‑续冷特点，在发动机停机状态下，大大延长箱内温度保持时间。

Description

容积可变式LNG冷链物流车

技术领域

本发明涉及冷链物流技术，特别是一种容积可变式LNG冷链物流车。

背景技术

目前LNG冷链物流车基本是单温室的，对于需要不同温度环境下储藏的物质不能混装；也没有蓄冷系统或蓄冷系统冷量回收不充分，箱体隔热效果欠缺增加了箱内冷负荷；车辆停车期间，还需要经常间歇性地启动发动机以保持箱内温度不变，能源浪费严重。在冷链物流中，小批量、多种类形式的冷藏运输是重要物流之一。生鲜电商的崛起，也对冷藏车的品质提出了更高的要求。

现有的、公开的LNG冷链物流车中，也有多种结构、制冷形式，如专利公开号为CN111591203A，公开的一种LNG、液氮、蓄冷剂联合制冷冷链物流集装箱车，设有用于给发动机供给燃料的LNG储罐，用于给集装箱供冷的液氮储罐，还包括蓄冷剂储罐，集装箱的内壁的顶部设有可输出雾化液氮或氮气的液氮制冷管，集装箱的内壁的底部铺设有蓄冷剂制冷层；蓄冷剂制冷层和蓄冷剂储罐连通；LNG储罐的出口和发动机之间设有蒸发盘管，蒸发盘管位于蓄冷剂储罐中。这种装置叠加了多种制冷手段，需要多个储罐：如LNG储罐、液氮储罐、蓄冷剂储罐等，由于在行车途中，需要更换蓄冷剂，所以按目前技术来说实现起来难度很大，加液充氮甚至无法实现。又如专利公告号为CN210083043 U的一种多温区LNG冷链物流车，包括：冷藏车厢、LNG储液罐、单向阀、换热器、重力热管、隔板、汽车发动机，单向阀位于LNG储液罐后，换热器在冷藏车厢顶部，连接LNG进液管路及出气管路；重力热管冷凝段在换热器内，蒸发段分布在冷藏车厢的不同区域内，绝热段在冷藏车厢的保温层中；冷藏车厢内由隔板分成不同的区域，每一个区域内包含的热管数量不同，从而实现多温区车厢的功能。该装置通过特定温区的排管面积(疏与密)来实现各温区不同的温度范围，但均为固定式结构，排管一次安装，无法随意改变。因此，该装置也就无法通过内部设置来实现温区温度范围的变化，如当前需要整车冷藏，温度定设5度，就无法应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种容积可变式LNG冷链物流车，它具有货物分区容量大小可灵活分配，能独立控制各分区温度，LNG冷能利用率高，兼备储冷续冷功能等特点。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种容积可变式LNG冷链物流车，包括温控系统、制冷系统以及保温箱体，其特征是：所述保温箱体内置空间由若干件活动式绝热隔板分隔成若干个货物分区，每个货物分区设有若干个温控单元，每个温控单元设有独立开启或关闭的电动风门以及相对应的温度传感器。

所述制冷系统设有蓄冷式换热器模块，以浓度为60％的乙二醇水溶液为蓄冷剂，以蓄冷剂充当中介冷媒，经冷媒管与LNG换热。

所述温控系统通过可编程控制器对制冷风机、电动风门、温度传感器的人机对话实现货物分区的温度控制。

若干温控单元按对应的电动风门1、2、3…数字排列，对应的若干温度传感器按A、B、C…字母排序，设温控单元1实际控制温度为X1，设定控制参照值为n1，当温度传感器A数值等于X1-n1时，电动风门1关闭；当温度传感器A数值等于X1+n1时，电动风门1开启，如此循环，保持电动风门1对应的温控单元始终保持在X1±n1范围内。

前述的容积可变式LNG冷链物流车中，作为优选，所述制冷系统包括发动机，换热器模块通过加热器连接至发动机，换热器模块经调节阀连接LNG储液罐；与换热器模块配合设置制冷风机。

前述的容积可变式LNG冷链物流车中，作为优选，所述换热器模块包括换热器芯体，换热器芯体设有内外双层冷媒管，其中内冷媒管充装LNG，外冷媒管和内冷媒管之间充装蓄冷剂。

前述的容积可变式LNG冷链物流车中，作为优选，所述制冷系统还包括具有矩形腔室的制冷室，换热器模块设置在制冷室内部，制冷室延伸至物流车保温箱体顶部并设有进风口，出风口与温控系统中设有的风道连接。

前述的容积可变式LNG冷链物流车中，作为优选，液态LNG以大于一个大气压的压力存储在储液罐中，行车状态下，在压力作用驱使下，LNG进入制冷系统进行换热；当LNG气化流出制冷系统，经加热器继续加热升温至30～40℃送往发动机。

前述的容积可变式LNG冷链物流车中，作为优选，所述每个货物分区设有若干个温控单元，对应的电动风门、温度传感器同为若干个，行车状态下，当所控制货物分区温度传感器数值，等于设定温度的下阀值时，该货物分区进风口逐一关闭；当所控制货物分区温度传感器数值，等于设定温度的上阀值时，该区域进风口逐一开启；当所有进风口处于关闭状态时，制冷风机同时关闭。

前述的容积可变式LNG冷链物流车中，作为优选，停车状态下，LNG停止供应，由所述蓄冷剂提供冷能，制冷风机开启低速模式。

前述的容积可变式LNG冷链物流车中，作为优选，所述保温箱体内部设有导轨，活动式绝热隔板通过导轨按需分区。

前述的容积可变式LNG冷链物流车中，作为优选，所述保温箱体以真空隔热板为箱体内侧基板，并在真空隔热板与箱体外壳体之间设置聚氨酯发泡层。

前述的容积可变式LNG冷链物流车中，作为优选，所述温度传感器包括出风口温度传感器和温控单元温度传感器。

本车辆采用LNG为燃料在发动机中燃烧，为运行提供动力。在LNG流经制冷系统气化的过程中，LNG会吸收大量热量，即释放大量冷能，利用这部分冷量与箱体内部空气强制对流交换给货物制冷保温。LNG冷藏车省去了压缩机、冷凝器、膨胀阀等制冷设备，简化了系统结构，降低了车辆的投资成本和运行时的维护成本。

本技术方案以箱式物流车为基础，设计包括温控系统、制冷系统在内的控制、储冷技术。其中，保温箱体内置空间通过活动式绝热隔板进行灵活分隔，根据实际冷链物流产品分类要求，大致分成几个货物分区，而每个货物分区都设有相对应的且独立控制的电动风门，从而使各冷藏区温度按实际需要来控制变得可行且简单。

本装置中制冷系统设有蓄冷式换热器模块(即蓄冷式汽化器)，以浓度为60％的乙二醇水溶液作为蓄冷剂，构成以蓄冷剂充当中介冷媒，经冷媒管与LNG换热。这种蓄冷式换热器，不仅能充分利用冷能，而且避免了现有的直液式LNG冷藏车直接换热产生极大温差，降低系统换热效率问题。

也就是说，在换热器模块中由于设置了中介冷媒，即在流经LNG的管道外部包裹一定厚度的蓄冷剂，当LNG汽化吸热时，蓄冷剂凝固，再由蓄冷剂与空气换热，制备低温空气，输送到车厢内给货物制冷保温。停车时，LNG停止供应，此时蓄冷剂升温融化吸热，持续制备低温空气，维持停车时的货物保冷。这样对于整个系统来说，蓄冷剂又充当了载冷剂，避免了LNG与空气直接换热，产生极大温差，在管道外壁结霜，减小了系统的换热效率的发生。

进一步，本方案的蓄冷剂选取原则：在保障食品运输安全的同时尽可能减小车辆载重，其相变潜热尽可能大，以减少蓄冷剂的使用量；放冷速度要合理，太快则导致保冷时间缩短，太慢则不能达到货物的制冷温度；其流动性和扩散性差，即使意外泄露也不会大面积污染货物；相变温度要与被贮运的货物品质要求相符；原材料容易获得，制备过程简单，成本低；化学性质稳定，不易燃易爆、无毒、无味、无污染、无腐蚀性。

本方案温控系统通过可编程控制器对各货物分区温度进行控制：对属于不同温区的电动风门进行编组，设置一个或多个温区以及所需保持的温度。温控系统通过开启或关闭制冷风机以及各个温区的风门对车厢温度进行调控，保持各个温区温度处于相对稳定的状态。并实现行车、停车两种状态的全制冷作业。

温控系统根据需要，可提供单一温控(全冷冻或全冷藏)运行模式，也可提供多温区运行模式，便于同时运输两种要求不同冷冻或冷藏温度的货物，有利于对需要不同冷冻或冷藏温度货物的保鲜、保质。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：开启冷链物流车的货物分区且容量大小灵活分配，并使冷藏区温度易控；LNG冷能利用率高；各个通风口可独立开启或关闭，使厢体内送风更均匀；真空隔热板的设置，减小了保温层体积，保温效果大幅提升；具有储冷-续冷特点，在发动机停机状态下，大大延长箱内温度保持时间。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明的一种风道布置结构示意图。

图3是本发明的一种换热器模块结构示意图。

图4是本发明的换热器模块内部构造结构示意图。

图5是本发明的一种冷媒管结构示意图。

图6是图5的端面结构示意图。

图7是本发明的LNG走向示意图。

图8是本发明的一种单一模式实施例温控流程图。

图9是本发明的一种组合模式实施例温控流程图。

图中：1.保温箱体，2.绝热隔板，3.温控单元，4.温控单元温度传感器，5.温控单元风道，6.出风口温度传感器，7.换热器模块，701.换热器壳体，702.换热器进风口，703.风机接风口，704.芯体支架，705.换热器芯体，706.冷媒进口，707.冷媒出口，708.内冷媒管，709.外冷媒管，710.螺旋翅片，8.制冷风机，9.发动机，10.加热器，11.调节阀，12.LNG储液罐，13.导轨。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

本实施例一种容积可变式LNG冷链物流车，采用LNG为发动机燃料，在LNG流经制冷系统气化的过程中，LNG会吸收大量的热量，即释放大量冷能，利用这部分冷能与箱体内部空气强制对流交换给货物制冷保温，使货箱处于被运输物品冷冻或冷藏状态。如图1、图2所示，除了车辆基本配置外，设有温控系统、制冷系统、保温箱体1。

车辆制冷室设计成一个钢制矩形腔室，设有进风口与出风口，换热器模块7安装在制冷室内部，制冷室通过风道延伸至物流车保温箱体1顶部设置进风口形成温控单元3，温控单元3部位设有温控单元风道5；出风口与温控系统中设有的风道连接。

保温箱体1内部通过上下导轨13、活动式绝热隔板2进行按需分区。根据使用单位的实际运输物品需要，把保温箱体1内置空间分隔成一个或多个货物分区。每个货物分区设有若干个温控单元3，每个温控单元3设有相对应的、独立开启或关闭的电动风门以及温度传感器。电动风门、温度传感器布置在保温箱体1顶部，温度传感器包括出风口温度传感器6和温控单元温度传感器4，分别安装在保温箱体1顶部温控单元3的温控单元风道5中。

保温箱体1的真空隔热板设计：材料的吸水率是选用隔热保温材料时的重要考虑因素，常温下水的导热系数是空气的23.1倍。隔热保温材料吸水后会大大降低其绝热性能，传统的冷冻保温箱体，保温隔热材料均不憎水、吸水率高，使用过程中，随着保温材料吸水量的不断增加，其隔热效果呈递减状态，且不可逆转。本实施例保温箱体1以真空隔热板为箱体内侧基板，并在真空隔热板与箱体外壳体之间填充聚氨酯发泡层。具体地说，是一种真空隔热板与聚氨酯发泡材料相结合的隔热层，从而大大提高了箱体的隔热保温性能。

真空隔热板是由填充芯材与真空保护表层复合而成，它有效地避免空气对流引起的热传递，导热系数小于0.035w/(㎡.k)。

真空隔热板在保温箱体1中的实施工艺是：

首先将单面带胶真空隔热板，贴敷在保温箱体1内侧；然后充入聚氨酯发泡剂发泡。发泡层起到固定真空隔热板以及边角缝隙的填充，补充隔热保温的效果。引入真空隔热板作为箱体保温隔热材料，保温层体积减少，保温效果提升66％。

制冷系统设有蓄冷式换热器模块7，换热器模块7通过加热器10连接至终端发动机9，换热器模块7经调节阀11连接LNG储液罐12。与换热器模块7配合设有制冷风机8。换热器模块7中，以浓度为60％的乙二醇水溶液为蓄冷剂，构成以蓄冷剂充当中介冷媒，经冷媒管与LNG换热。

换热器模块7包括换热器芯体705，换热器芯体705为一组三层结构弯制成型的盘管，参见图3至图6，换热器芯体705通过芯体支架704固定在换热器壳体701中。换热器壳体701下部位设有换热器进风口702，换热器壳体701上部位设有风机接风口703。换热器芯体705设有内外双层冷媒管，外冷媒管709缠绕有螺旋翅片710，其中内冷媒管708充装LNG，作为LNG汽化器，外冷媒管709和内冷媒管708之间充装蓄冷剂。内冷媒管708进气端(冷媒进口706)与LNG储液罐12连接，出气端(冷媒出口707)与气体发动机9连接，如图7所示。

温控系统通过可编程控制器对制冷风机8、电动风门、温度传感器的人机对话实现货物分区的温度控制，原则如下：

多个温控单元按对应的电动风门1、2、3…数字排列，对应的多个温度传感器按A、B、C…字母排序，设温控单元1实际控制温度为X1，设定控制参照值为n1，当温度传感器A数值等于X1-n1时，电动风门1关闭；当温度传感器A数值等于X1+n1时，电动风门1开启，如此循环，保持电动风门1对应的温控单元始终保持在X1±n1范围内。

液态LNG以大于一个大气压的压力存储在储液罐中，行车状态下，在压力作用驱使下，LNG进入制冷系统进行换热；当LNG气化流出制冷系统，经加热器10继续加热升温至30～40℃送往发动机9。

每个货物分区的电动风门、温度传感器可设多个，行车状态下，当所控制货物分区温度传感器数值，等于设定温度的下阀值时，该货物分区进风口逐一关闭；当所控制货物分区温度传感器数值，等于设定温度的上阀值时，该区域进风口逐一开启；当所有进风口处于关闭状态时，制冷风机8同时关闭。

停车状态下，LNG停止供应，由所述蓄冷剂提供冷能，制冷风机8开启低速模式。

下面按以下几种分区方式作为实施例做进一步说明：

实施例一：全冷藏。如图8所示，为单一模式实施例温控流程图。收起所有的活动式绝热隔板2，使保温箱体1内部成为一个冷藏空间，可以使用所有电动风门或部分电动风门。设风门实际控制温度为5℃，设定控制参照值为2℃，当工作着的电动风门相对应部位的温度传感器数值等于5℃-2℃时，风门关闭；当温度传感器数值等于5℃+2℃时，风门开启，如此循环，使保温箱体1内部始终保持在5℃±2℃范围内。

实施例二：一种双温容积可变式冷冻车，通过活动式绝热隔板2把车厢内分成前厢(冷冻区)和后厢(冷藏区)两个货物区，前厢设有前侧门，后厢设有后厢门。箱体内部安装有导轨13，活动式绝热隔板2根据需要布置在导轨13设定区域，将车厢分隔成不同容积的温区。如图9所示，以a、b为冷冻区，c、d为冷藏区。

两个温区相对应各有多个电动风门，电动风门1、2为冷冻区；电动风门3、4为冷藏区。冷冻区实际控制温度X1设定为－18℃；冷藏区实际控制温度X2设置为3℃。

则：当X1对应的任一温度传感器数值等于－18℃－2℃＝－20℃时，电动风门1、2关闭；当X2对应的任一温度传感器数值等于－18℃+2℃＝－16℃时，电动风门1、2开启。当X2对应的任一温度传感器数值等于3℃－2℃＝1℃时，电动风门3、4关闭；当X2对应的任一传感器数值等于3℃+2℃＝5℃时，电动风门3、4开启。使得冷冻区温度始终控制在－16℃与－20℃之间，冷藏区温度始终控制在1℃与5℃之间。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，比如，通过活动式绝热隔板2分成两个以上货物分区，单一模式为全冷冻，等等，任何对本发明的简单变换后的结构、方法、工艺等均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种容积可变式LNG冷链物流车，包括温控系统、制冷系统以及保温箱体(1)，其特征是：所述保温箱体内置空间由若干件活动式绝热隔板(2)分隔成若干个货物分区，每个货物分区设有若干个温控单元(3)，每个温控单元设有独立开启或关闭的电动风门以及相对应的温度传感器；

所述制冷系统设有蓄冷式换热器模块(7)，以浓度为60％的乙二醇水溶液为蓄冷剂，以蓄冷剂充当中介冷媒，经冷媒管与LNG换热；

所述温控系统通过可编程控制器对制冷风机(8)、电动风门、温度传感器的人机对话实现货物分区的温度控制：

若干温控单元按对应的电动风门1、2、3…数字排列，对应的若干温度传感器按A、B、C…字母排序，设温控单元1实际控制温度为X1，设定控制参照值为n1，当温度传感器A数值等于X1-n1时，电动风门1关闭；当温度传感器A数值等于X1+n1时，电动风门1开启，如此循环，保持电动风门1对应的温控单元始终保持在X1±n1范围内。

2.根据权利要求1所述的容积可变式LNG冷链物流车，其特征是，所述制冷系统包括发动机(9)，换热器模块(7)通过加热器(10)连接至发动机，换热器模块经调节阀(11)连接LNG储液罐(12)；与换热器模块配合设置制冷风机(8)。

3.根据权利要求1所述的容积可变式LNG冷链物流车，其特征是，所述换热器模块(7)包括换热器芯体(705)，换热器芯体设有内外双层冷媒管，其中内冷媒管(708)充装LNG，外冷媒管(709)和内冷媒管之间充装蓄冷剂。

4.根据权利要求1所述的容积可变式LNG冷链物流车，其特征在于，所述制冷系统还包括具有矩形腔室的制冷室，换热器模块(7)设置在制冷室内部，制冷室延伸至物流车保温箱体(1)顶部并设有进风口，出风口与温控系统中设有的风道连接。

5.根据权利要求1或2所述的容积可变式LNG冷链物流车，其特征在于，液态LNG以大于一个大气压的压力存储在储液罐中，行车状态下，在压力作用驱使下，LNG进入制冷系统进行换热；当LNG气化流出制冷系统，经加热器(10)继续加热升温至30～40℃送往发动机(9)。

6.根据权利要求1或2或4所述的容积可变式LNG冷链物流车，其特征是，所述每个货物分区设有若干个温控单元(3)，对应的电动风门、温度传感器同为若干个，行车状态下，当所控制货物分区温度传感器数值，等于设定温度的下阀值时，该货物分区进风口逐一关闭；当所控制货物分区温度传感器数值，等于设定温度的上阀值时，该区域进风口逐一开启；当所有进风口处于关闭状态时，制冷风机(8)同时关闭。

7.根据权利要求1或2或4所述的容积可变式LNG冷链物流车，其特征在于，停车状态下，LNG停止供应，由所述蓄冷剂提供冷能，制冷风机(8)开启低速模式。

8.根据权利要求1所述的容积可变式LNG冷链物流车，其特征是，所述保温箱体(1)内部设有导轨(13)，活动式绝热隔板(2)通过导轨按需分区。

9.根据权利要求1或8所述的容积可变式LNG冷链物流车，其特征是，所述保温箱体(1)以真空隔热板为箱体内侧基板，并在真空隔热板与箱体外壳体之间设置聚氨酯发泡层。

10.根据权利要求1所述的容积可变式LNG冷链物流车，其特征是，所述温度传感器包括出风口温度传感器(6)和温控单元温度传感器(4)。

Images