一种冷藏集装箱漏热试验装置和方法与流程

1.本发明涉及冷藏集装箱热工性能检测领域，特别是一种冷藏集装箱漏热试验装置和方法。


背景技术：

2.冷藏集装箱是指一种有良好隔热，且能维持一定低温要求，适用于各类易腐食品的运送、贮存的特殊集装箱。我国冷藏集装箱生产大国。目前，冷藏集装箱的技术标准主要有三个:关于易腐蚀视频国际运输及专用设备的协定(atp)、iso1496-2:1996、gb7392-1998。根据以上标准，冷藏集装箱须进行三项热工性能试验(气密性试验、漏热试验和制冷性能试验)，其中漏热试验、制冷性能试验必须在恒温室内进行。漏热试验主要检测评价集装箱的隔热性能，是集装箱厂家最为重视的一项热工试验。关于漏热试验条件，三个标准分别要求如下：
[0003][0004][0005]
根据上表可知，降低箱内外温度波动，保持温度均匀与恒定，是冷藏箱热工试验系统和进行漏热试验的关键。
[0006]
国内冷藏集装箱漏热试验通常采用内部加热法，即，在密闭的冷藏集装箱内放置电加热器和空气循环风扇，以40尺冷藏箱为例，内加热装置为6台2kw的电加热器和几台风扇，试验中加热器和风扇的位置固定不变。在试验的升温阶段，六台加热器同时满负荷工作，等达到设定温度后，五台加热器关闭，一台加热器作为补充加热器连续或间歇性工作，将箱内温度保持在设定的动态平衡状态。
[0007]
现有冷藏集装箱热工试验系统中内加热部分的特点为：电加热器加热，风扇制造箱内空气对流，以使箱内温度符合试验要求。
[0008]
缺点：空气比热容小，与箱壁的热传导时降温快，对应的箱内温度-时间变化曲线
周期短；在密闭的空间内，风扇制造的风流会在底角、顶角等部位出现不均匀性。此外，风扇机械运动所消耗的功率也计算在漏热试验所耗功率中。


技术实现要素：

[0009]
本发明的目的在于提供一种冷藏集装箱漏热试验装置和方法，主要解决上述现有技术存在的问题，
[0010]
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是提供一种冷藏集装箱漏热试验装置，其特征在于，包含加热系统、控制系统、测量系统和气密系统；所述气密系统用于在漏热试验前以调节气体替换所述冷藏集装箱内部分或全部空气,在所述冷藏集装箱内形成漏热试验气氛，并在漏热试验中维持冷藏集装箱的气密性；所述加热系统用于加热与维持所述冷藏集装箱内的气体温度；所述测量系统提供电源供应、监控由所述加热系统采集的温度信息以满足漏热试验要求，并统计在漏热试验过程中的电量消耗，从而得出漏热试验的结果；所述控制系统用于调度所述气密系统、所述加热系统和所述测量系统，完成漏热试验。
[0011]
进一步地，所述加热系统由电加热器、风扇和温度传感器构成；所述温度传感器采集温度信息传递给所述控制系统，由所述控制系统通过开启或者关闭所述电加热器，将所述冷藏集装箱的内部温度控制在预设的温度区间中；所述控制系统还利用所述风扇形成对流，减小所述冷藏集装箱内不同位置的温度差异。
[0012]
进一步地，所述气密系统包含充气子系统、抽气子系统和气压传感器；所述充气子系统用于向所述冷藏集装箱内充入气体，所述抽气子系统用于从所述冷藏集装箱中抽出气体，所述气压传感器用于监测所述冷藏集装箱内的实时气压。
[0013]
进一步地，所述充气子系统由压缩气体容器、压力表、减压阀组、气管和第一气密接头构成；所述第一气密接头连接到所述冷藏集装箱的排水口；所述压缩气体容器存储用于形成所述漏热试验气氛的所述调节气体，并通过减压阀组和所述气管连接到所述第一密封接头。
[0014]
进一步地，所述压缩气体容器通过减压阀组后，先通过所述气管连接到用于监测减压后的气体压力的压力表，再通过所述气管连接到所述第一密封接头。
[0015]
进一步地，所述抽气子系统由抽气机、气管和第二气密接头构成；所述第二气密接头连接到所述冷藏集装箱的排气口；所述抽气机通过所述气管连接到所述第二气密接头。
[0016]
进一步地，所述测量系统包含功率表和电源；所述电源为所述气密系统、所述加热系统和所述控制系统提供电力支持，所述功率表用于测量在漏热试验中的电量消耗。
[0017]
本发明还提供一种冷藏集装箱漏热试验方法，使用上述冷藏集装箱漏热试验装置，其特征在于，包含步骤：
[0018]
首先，在所述冷藏集装箱内安装所述加热系统，连接所述气密系统到所述冷藏集装箱，在所述冷藏集装箱外安装所述控制系统和所述测量系统；
[0019]
利用所述控制系统调度气密系统对所述冷藏集装箱抽气，使得所述冷藏集装箱内的气压降低到设定第一气压阈值；再次利用气密系统向所述冷藏集装箱中充入所述调节气体，直到所述冷藏集装箱内的气压达到所述第二气压阈值；
[0020]
然后，利用所述控制系统调度所述加热系统充分混合所述冷藏集装箱内的气体，形成所述漏热试验气氛；
[0021]
最后，利用所述控制系统调度所述加热系统对所述冷藏集装箱内的所述漏热试验气氛进行保温补热，，并利用所述测量系统统计电量消耗，完成漏热试验。
[0022]
进一步地，所述调节气体为氦气。
[0023]
进一步地，所述漏热试验气氛为氦气和空气的混合气体；在所述漏热试验气氛中，氦气和空气体积百分数为5％至95％。
[0024]
鉴于上述技术特征，本发明具有如下优点：
[0025]
在冷藏集装箱漏热试验时，引入一种可改善冷藏集装箱漏热试验箱内气体温度变化稳定性的气氛，提高试验时箱内气体的比热容，进而降低漏热试验时箱内温度的波动。
附图说明
[0026]
图1是本发明冷藏集装箱漏热试验装置的一个较佳实施例的结构示意图；
[0027]
图2是本发明冷藏集装箱漏热试验方法的一个较佳实施例的流程图。
[0028]
图中：100-加热系统，200-控制系统，300-测量系统，400-气密系统。
[0029]
101-电加热器，102-风扇，103-温度传感器；
[0030]
301-功率表，302-电源；
[0031]
401-充气子系统，402-抽气子系统，403-气压传感器；
[0032]
4011-压缩气体容器，4012-压力表，4013-减压阀组，4014第一气密接头；
[0033]
4021-抽气机，4022-第二气密接头。
具体实施方式
[0034]
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
[0035]
本实施例以40尺机械制冷式冷藏集装箱的漏热试验为例，按照gb7392-1998标准进行试验，在做完试验1至14项目且合格后，进行漏热试验。漏热试验采用内部加热法。
[0036]
请参阅图1，本发明公开了一种冷藏集装箱漏热试验装置。如图所示，它的一个较佳实施例，包含加热系统100、控制系统200、测量系统300和气密系统400。
[0037]
控制系统200在漏热试验的过程中，调度协调以及控制加热系统100、测量系统300和气密系统400，以完成漏热试验。
[0038]
加热系统100用于在漏热试验开始的初期，将冷藏集装箱内部加热到漏热试验要求的预设温度区间内，并在之后的漏热试验中配合控制系统200维持冷藏集装箱内部的温度在预设温度区间内，以满足漏热试验的要求。加热系统100由电加热器101、风扇102和温度传感器103构成。电加热器100一共有六台，用于直接加热附近的气体，风扇102则在冷藏集装箱内部形成对流，从而快速平衡冷藏集装箱内的不通过位置的温度差异。温度传感器103为多个测温热电偶，安装在冷藏集装箱内部的不同区域。控制系统200根据温度传感器103采集并反馈的温度信息，开启或者关闭电加热器101，从而将冷藏集装箱的内部温度控制在预设温度区间中。
[0039]
测量系统300包含功率表301和电源302。加热系统100、控制系统200和气密系统
400均由电源302提供电力支持，因此功率表301就可以用于测量上述全部系统在整个漏热试验中的电量消耗，从而评价漏热试验是否通过。
[0040]
气密系统400用于在漏热试验中维持冷藏集装箱的气密性。在漏热试验时，气密系统400以调节气体替换冷藏集装箱内部分或者全部空气，从而在冷藏集装箱内形成比热高于空气的漏热试验气氛，以改善漏热试验的表现。
[0041]
气密系统400由充气子系统401、抽气子系统402和气压传感器403构成。充气子系统401用于向所述冷藏集装箱内充入气体，包含压缩气体容器4011、压力表4012、减压阀组4013和第一气密接头4014。第一气密接头4014连接到冷藏集装箱的排水口。压缩气体容器4011存储调节气体，并通过减压阀组4013和气管连接到第一密封接头4011上。在气管上设置的压力表4012用于监测减压后的气体压力。在本实施例中，调节气体是氦气。抽气子系统402用于从冷藏集装箱中抽出气体，由抽气机4021和第二气密接头4022构成。第二气密接头4022连接到冷藏集装箱的排气口。抽气机4021通过气管连接到第二气密接头4022。气压传感器403用于监测冷藏集装箱内的实时气压，反馈至控制系统200，用于确定在漏热试验中需要替换的空气的占比。
[0042]
试验前，
[0043]
本实施例中，确保温度传感器103、功率表301、气压传感器403处于正常使用状态，且精度满足以下要求：
[0044]
温度传感器103：
±
0.5k
[0045]
功率表301：测量值
±
2％
[0046]
气压传感器403：
±
100pa
[0047]
本实施例中的抽气机4021为单级旋片真空泵，抽气效率60m3/h。
[0048]
本发明还公开了一种冷藏集装箱漏热试验方法。请参阅图2，它的一个较佳实施例，包含步骤：
[0049]
步骤s101、安装冷藏集装箱漏热试验装置的各个系统。
[0050]
在冷藏集装箱内安装加热系统，包含将六台电加热器、风扇和温度传感器安置在冷藏集装箱内，并连接供电线路、通信与控制线路。
[0051]
将气密系统连接到冷藏集装箱，连接供电线路、通信与控制线路。具体操作包含将由压缩气体容器、压力表、减压阀组和第一气密接头的充气子系统连接到箱体排水口，将由抽气机和第二气密接头构成的抽气子系统连接到箱体排气口。
[0052]
在冷藏集装箱外安装控制系统和测量系统。将控制系统连接到加热系统、气密系统和测量系统，建立控制链路。将测量系统连接到加热系统、气密系统和控制系统，建立电力链路和测量链路。
[0053]
步骤s102、替换冷藏集装箱内的气氛。
[0054]
通过控制系统，使用气密系统对冷藏集装箱抽气。具体而言，利用控制系统启动抽气机，通过第二气密接头和气管将冷藏箱内的空气抽到箱外。控制系统利用气压传感器监测箱内气压，当箱内气压下降到第一气压阈值时(第一气压阈值可以选择的范围为标准大气压的10％至90％，即10.1kpa至90.9kpa，优选80.8kpa)，停止抽气。
[0055]
通过控制系统，再次利用气密系统向冷藏集装箱中充入调节气体(本实施例中使用氦气)。具体而言，利用控制系统从压缩气体容器4011中释放氦气。加压氦气通过包含四
级的减压阀组4013，减压到0.15mpa，然后通过气管和第一气密接头4014进入冷藏集装箱中。控制系统利用气压传感器监测箱内气压，当箱内气压上升到第二气压阈值时(本实施例中选择1个标准大气压，即101kpa)，关闭压缩气体容器4011，停止加压。
[0056]
步骤s103，混合箱内气体，形成漏热试验气氛。
[0057]
利用控制系统调度启动加热系统中的风扇进行箱内空气循环，充分混合所述冷藏集装箱内的气体。在本实施例中，漏热试验气氛为比热大于空气的混合气体，在本实施例中采用氦气和空气的混合气体，氦气和空气体积百分数为5％至95％。
[0058]
步骤s104，开始加热和漏热试验电量统计，得到结果。
[0059]
利用控制系统启动加热系统中的电加热器，对冷藏集装箱内的漏热试验气氛进行加热和恒温，并利用测量系统统计电量消耗，完成漏热试验。
[0060]
步骤s105，清理漏热试验气氛。
[0061]
漏热试验完成后，将冷藏集装箱内的漏热试验气氛(氦气和空气混合气体)回收以重复利用，或者通过气密系统直接排空。
[0062]
本实施例中的氦气，采用15mpa压力、40l瓶装工业氦气。
[0063]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。