一种无源自协式冷藏集装箱及其控制方法

1.本发明涉及冷链运输节能设备技术领域，特别是指一种无源自协式冷藏集装箱及其控制方法。


背景技术：

2.中国冷链基础设备设施落后且分布不均，功能失衡。首先，市面上大部分冷链运输过程中存在无法控温，不能稳定保持运输过程中车厢温度，设备制冷无法满足长途冷运等问题。其次，当前冷库结构的不合理性，导致功能不够合理和完善，比如肉类冷库多果蔬类冷库少等，两者在对温度的要求上有很大差异。以双汇的冷链物流为例，虽有一定数量的冷库和冷藏运输车队，但服务功能单一，只能满足对特定物品的单一运输。现在市面上大部分冷链运输单个设备很难满足宽泛化的物品运输，因为不同的物品有其各自的最佳储藏温度，这就要求温度调控的范围既要大也要精确。另外，还有个别产品在运输过程中对温度稳定性的要求比较高，以现在疫苗运输为例，通常疫苗运输需要将温度保持在2～8℃，如果超出或低于规定的温度，疫苗会有不同程度的失活，所以其特性要求在长途运输中必须有稳定且持续的低温保持。
3.经检索，现有授权公告日为2020.07.31、授权公告为cn 211139151 u的发明专利公开了一种冷链运输相变蓄能车载装置，包括车辆厢体、电源、设于仪表盘的温度控制显示器，车辆厢体内的前端顶部设有蓄冷设备箱，蓄冷设备箱包括风机、用于降温的相变蓄冷板、以及设于风机进风口的温度探头；厢体内的左右侧壁设有若干垂直风道；温度控制显示器与温度探头通信连接，并与风机和电源电路连接。该发明采用稳定、密封的制冷蓄能板，性能稳定，循环寿命≥10000次，采用的相变蓄冷板维护成本低，其内的相变材料为食品级无机盐，无毒、无污染。但是，该设备在厢体内形成密闭的闭环风冷循环，从外周整体保证了厢体内的制冷效果，虽然能够相对其他现有技术保证温度变化波动小，但是无法满足温度调节范围大的需求。


技术实现要素：

4.针对上述背景技术中的不足本发明提出一种无源自协式冷藏集装箱及其控制方法，解决了现有冷链运输设备温度调控范围及精度无法与节能需求相平衡的技术问题。
5.本发明的技术方案是这样实现的：一种无源自协式冷藏集装箱，包括箱体，箱体的侧壁内设置有相变材料层，所述相变材料层内设置有毛细管网，毛细管网的前端部设置有分液器、后端部设置有集液器，分液器和集液器与外部的载冷剂充能装置循环连接，所述相变材料层的内侧设置有通风管槽，通风槽的一端连接有位于箱体储藏仓内的排风风机、另一端连接有通向箱体储藏仓内的一次回风管道，一次回风管道连接有与箱体外部连通的新风单元及向箱体储藏仓送风的送风风机，送风风机的吸风口与一次回风管道之间设置有从箱体储藏仓排风的二次回风管道，一次回风管道与新风单元之间、与二次回风管道之间均设置有电磁阀，箱体储藏仓内设置有gprs温湿度记录仪，电磁阀、gprs温湿度记录仪、送风
风机、排风风机、新风单元均与控制系统相连，一次回风管道、二次回风管道及新风单元上均设置有与控制系统相连的节流阀，控制系统根据gprs温湿度记录仪监测数据控制电磁阀的启闭、节流阀的开度以及调节送风风机、排风风机、新风单元的启闭或运行功率。
6.进一步地，所述一次回风管道设置有两个，两个一次回风管道与不同的通风槽相连，两个回风管道的回风端与同一个新风单元相连，一次回风管道端口设置有第一电磁阀，新风单元的端口设置有第二电磁阀，二次回风管道上设置有第三电磁阀，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均与控制系统相连。
7.进一步地，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀均为单向电磁阀，第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀只向送风风机的方向导通。
8.进一步地，所述排风风机设置在箱体储藏仓的前侧的底部，所述二次回风管道和排风风机均设置在箱体储藏仓后侧的顶部。
9.进一步地，所述排风风机设置有两个，两个排风风机分别设置在箱体储藏仓底部的左侧和右侧。
10.进一步地，所述箱体的侧壁由外向内分别为外隔热层、相变材料层、通风槽、内隔热层。
11.进一步地，所述分液器、集液器与外部的载冷剂充能装置之间均设置有控制载冷剂单向循环流通的单向阀。
12.一种无源自协式冷藏集装箱的控制方法，包括恒温控制、降温节能控制、升温节能控制及恒温保鲜节能控制；当箱体储藏仓内需要冷量较小或相变材料层储冷量较多时开始恒温控制，此时控制系统控制新风单元、第二电磁阀及排风风机关闭，同时控制第一电磁阀、第三电磁阀和送风风机开启，并且根据对冷量的需求调节一次回风管道和二次回风管道上节流阀的开度及送风风机的运行功率；当箱体储藏仓内需要冷量较大或相变材料层储冷量较少时开始降温节能控制，此时控制系统控制新风单元、第二电磁阀及第三电磁阀关闭，同时控制排风风机、第一电磁阀及送风风机开启，并且根据对冷量的需求调节一次回风管道上节流阀的开度、排风风机和送风风机的运行功率；当箱体储藏仓内需要升温时开始升温节能控制，此时控制系统控制新风单元、第二电磁阀及送风风机开启，同时控制排风风机、第一电磁阀及第三电磁阀关闭，并且根据对冷量的需求调节新风单元上节流阀的开度和送风风机的运行功率；当箱体储藏仓内需要保持气体新鲜且相变材料层储冷量充足时开始温保鲜节能控制，此时控制系统控制新风单元、第二电磁阀、排风风机、控制第一电磁阀、第三电磁阀和送风风机开启，并且根据对冷量的需求调节新风单元、一次回风管道及二次回风管道上节流阀的开度及排风风机和送风风机的运行功率。
13.本发明提供了一种创新的冷藏集装箱及其控制方法，既能实现对温度的精准调控，又具有较大的控温范围及多种模式转换控制，在此基础上对所需温度实现稳定的保持，以承担大多数产品的冷链运输要求，提升运输效率，因其广泛的用途也节省了冷链运输产业的成本。本次创新提出的冷量充能方法也可以满足对产品长途运输的要求，不需要更换相变蓄冷材料，只需定期使用载冷剂充能即可，且载冷剂可以循环重复利用。
附图说明
14.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
15.图1为本发明的箱体剖视示意图；图2为图1中c
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c面的剖视图；图3为排风风机、送风风机及一次回风管道的布置位置正视示意图；图4为排风风机、送风风机及一次回风管道的布置位置俯视示意图；图5为一次回风管道与二次回风管道及送风风机的装配关系图；图6为通风管槽的布置位置示意图；其中：1、箱体，2、送风风机，3、二次回风管道，4、排风风机，51、第一电磁阀，52、第二电磁阀，53、第三电磁阀，6、新风单元，7、一次回风管道，8、通风槽，9、毛细管网，10、分液器，11、集液器，12、单向阀，13、进液管，14、回液管，15、相变材料层，16、毛细管网。
具体实施方式
16.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
17.实施例1，一种无源自协式冷藏集装箱，如图1
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图6所示，包括箱体1，箱体1的侧壁内设置有相变材料层15，所述箱体1的侧壁由外向内分别为外隔热层、相变材料层15、通风槽8、内隔热层，外隔热层用于隔绝外部热量进入箱体1内部，内隔热层用于隔绝相变材料层15直接与箱体储藏仓9进行热交换，相变材料层15内的冷量与通风槽8进行热量交换。
18.具体地，所述相变材料层15内设置有毛细管网16，毛细管网16遍布相变材料层15的相变材料覆盖面，相变材料层15内的冷量来源为毛细管网16内的输送来的载冷剂。毛细管网16的前端部设置有分液器10、后端部设置有集液器11，分液器10和集液器11与外部的载冷剂充能装置循环连接。载冷剂充能装置产生的载冷剂通过进液管13输送至分液器10，分液器10内的载冷剂输送至毛细管网16内并存储以供与相变材料层15进行热量交换。当需要冲能时，载冷剂充能装置的出液端通过进液管13与分液器10相连、回液端通过回液管14与集液器11相连，含冷量高的新鲜载冷剂将进入毛细管网16将冷量散发后的载冷剂排出至载冷剂充能装置，载冷剂充能装置对排出的载冷剂进行降温后以待循环使用。
19.进一步地，所述分液器10、集液器11与外部的载冷剂充能装置之间均设置有控制载冷剂单向循环流通的单向阀12，充分保证充能的可靠性。
20.所述相变材料层15的内侧设置通风管槽8，通风槽8的一端连接有位于箱体储藏仓9内的排风风机4、另一端连接有通向箱体储藏仓9内的一次回风管道7。排风风机4可将箱体储藏仓9内的气体排至通风槽8内，在箱体储藏仓9内的气体经过通风槽8时进行热量交换而降温，然后通过一次回风管道7再次进入箱体储藏仓9内，维持箱体储藏仓9内的低温环境。
21.进一步地，一次回风管道7连接有与箱体1外部连通的新风单元6，即新风单元6产
生的新风可以通过一次回风管道7进入箱体储藏仓9内，进而保证箱体储藏仓9内空气新鲜。一次回风管道7连接有向箱体储藏仓9送风的送风风机2，送风风机2可以提高向箱体储藏仓9输送的一次回风效率、二次回风效率和送风输送效率。
22.进一步地，送风风机2的吸风口与一次回风管道7之间设置有从箱体储藏仓9排风的二次回风管道3，箱体储藏仓9内的空气可以直接通过二次回风管道3进入与一次回风和新风混合的空间内，然后混合后的空气通过送风风机2输送至箱体储藏仓9内。
23.所述一次回风管道7与新风单元6之间、与二次回风管道3之间均设置有电磁阀，电磁阀包括一次回风管道7端口设置的第一电磁阀51，新风单元6的端口设置的第二电磁阀52，二次回风管道3上设置的第三电磁阀53，第一电磁阀51、第二电磁阀52和第三电磁阀53均与控制系统相连。进一步地，所述第一电磁阀51、第二电磁阀52和第三电磁阀53均为单向电磁阀，第一电磁阀51、第二电磁阀52和第三电磁阀53只向送风风机2的方向导通，防止逆流紊流而影响制冷控制。
24.箱体储藏仓9内设置有gprs温湿度记录仪，电磁阀、gprs温湿度记录仪、送风风机2、排风风机4、新风单元6均与控制系统相连，一次回风管道7、二次回风管道3及新风单元6上均设置有与控制系统相连的节流阀，控制系统根据gprs温湿度记录仪监测数据控制电磁阀的启闭、节流阀的开度以及调节送风风机2、排风风机4、新风单元6的启闭或运行功率。
25.进一步地，所述一次回风管道7设置有两个，两个一次回风管道7与不同的通风槽8相连，两个回风管道7的回风端与同一个新风单元6相连，保证各个通风槽8内热量交换的均匀性。
26.进一步地，所述排风风机4设置在箱体储藏仓9的前侧的底部，所述二次回风管道3和排风风机4均设置在箱体储藏仓9后侧的顶部。所述排风风机4设置有两个，两个排风风机4分别设置在箱体储藏仓9底部的左侧和右侧。
27.实施例2，一种无源自协式冷藏集装箱的控制方法，包括恒温控制、降温节能控制、升温节能控制及恒温保鲜节能控制；当箱体储藏仓9内需要冷量较小或相变材料层15储冷量较多时开始恒温控制，此时控制系统控制新风单元6、第二电磁阀52及排风风机4关闭，同时控制第一电磁阀51、第三电磁阀53和送风风机2开启，并且根据对冷量的需求调节一次回风管道7和二次回风管道3上节流阀的开度及送风风机2的运行功率；当箱体储藏仓9内需要冷量较大或相变材料层15储冷量较少时开始降温节能控制，此时控制系统控制新风单元6、第二电磁阀52及第三电磁阀53关闭，同时控制排风风机4、第一电磁阀51及送风风机2开启，并且根据对冷量的需求调节一次回风管道7上节流阀的开度、排风风机4和送风风机2的运行功率；当箱体储藏仓9内需要升温时开始升温节能控制，此时控制系统控制新风单元6、第二电磁阀52及送风风机2开启，同时控制排风风机4、第一电磁阀51及第三电磁阀53关闭，并且根据对冷量的需求调节新风单元6上节流阀的开度和送风风机2的运行功率；当箱体储藏仓9内需要保持气体新鲜且相变材料层15储冷量充足时开始温保鲜节能控制，此时控制系统控制新风单元6、第二电磁阀52、排风风机4、控制第一电磁阀51、第三电磁阀53和送风风机2开启，并且根据对冷量的需求调节新风单元6、一次回风管道7及二次回风管道3上节流阀的开度及排风风机4和送风风机2的运行功率。
28.本实施例的结构与实施例1相同。
29.本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。
30.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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。