基于整体式蓄冷板的保温集装箱及其充冷供冷方法与流程

本发明涉及一种保温集装箱，特别是指一种基于整体式蓄冷板的保温集装箱及其充冷供冷方法。

背景技术：

食品的冷藏冷冻由于量大范围广，一直是耗能较大的产业，要使食品冷链走可持续发展的道路，必须研究冷链物流节能降耗技术，而相变蓄冷技术是一个很好的发展方向。相变蓄冷技术在冷链运输中的应用是利用相变蓄能的原理，按冷链运输不同的温度需求将不同相变温度的材料进行合理配置达到相变蓄冷蓄热的效果，相变蓄冷技术在食品低温加工、低温贮藏、低温运输及配送、低温销售等食品冷链的各环节中具有广泛的应用前景和节能潜力。

现有用于冷链运输的蓄冷板主要由蓄冷板壳体110和换热盘管131两部分组成，如图1所示，在蓄冷板壳体110内充装有蓄冷液400，载冷剂由载冷剂入口140进入蛇形的换热盘管131，在管内流动并对蓄冷液400充冷，最后从载冷剂出口150流出，蓄冷板内蓄冷液400通过换热盘管131内的载冷剂制冷而贮存冷量。

在上述蓄冷板中，换热盘管通过拼接的方式安装到蓄冷板壳体上，其工艺较复杂，在使用过程中换热盘管还存在泄露的风险，并且泄漏后无法单独检修换热盘管，只能整体更换蓄冷板，维修成本较高。其次蓄冷剂主要通过与换热盘管接触传导的方式传热，传热效率虽然较高，但受制于换热盘管传热面积，冷板内蓄冷液完成相变冻结需要较长时间(一般8到10小时)，从而影响其周转效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于整体式蓄冷板的保温集装箱及其充冷供冷方法，该保温集装箱采用一体结构的蓄冷板，制造工艺简单，同时便于利用充冷站进行充冷。

为实现上述目的，本发明所设计的基于整体式蓄冷板的保温集装箱，包括具有隔热箱壁的集装箱本体，所述集装箱本体内设置有蓄冷板装置和充冷管路系统；

所述蓄冷板装置包括至少一块蓄冷板，所述蓄冷板在不同长度位置处的横断面完全相同；所述蓄冷板包括蓄冷板壳体和设置在蓄冷板壳体内的纵向隔板；所述纵向隔板在纵向方向上与蓄冷板壳体的延伸方向(即长度方向)一致，而在横向方向(垂直于蓄冷板壳体长度方向的面)上其外缘则与蓄冷板壳体连成一体；所述纵向隔板将蓄冷板壳体内的空间孤立出一部分作为供载冷剂通过的充冷通道，其余空间则作为填充蓄冷液的蓄冷液腔体；所述充冷通道的数量为一个或多个；当所述充冷通道的数量为多个时，各充冷通道分散设置在蓄冷液腔体内；

所述充冷管路系统包括载冷剂进液管、载冷剂回液管和充冷接口；所述充冷接口包括设置在载冷剂进液管入口端的充冷进液接口和设置在载冷剂回液管的出口端的充冷回液接口，二者形成可以连接外部充冷站的充冷接口；

各所述蓄冷板的充冷通道以串联、并联或二者的混合形式连接在载冷剂进液管和载冷剂回液管之间。

优选地，所述蓄冷液腔体被所述纵向隔板分隔为互不连通的多个子腔体，每个子腔体内均可以独立地加入蓄冷液。所述充冷通道的形状可以采用圆形、扁平状、多边形、星形等，由于本发明采用整体成型工艺，充冷通道能够采用的形状得以大幅扩展，不必局限于圆形，当采用多边形、星形结构时，在相同断面面积下由于断面周长更大，因此可提高换热面积。

优选地，所述蓄冷板壳体的一端还设置有与各充冷通道的入口相连通的积液槽，所述积液槽上设置有用于充入载冷剂的载冷剂入口；所述蓄冷板壳体的另一端还设置有与各充冷通道的出口相连通的回液槽，所述回液槽上设置有用于载冷剂流出的载冷剂出口。

优选地，所述纵向隔板由形成所述充冷通道的通道隔板，以及连接在通道隔板与蓄冷板壳体之间和/或连接在不同通道隔板之间的连接筋板组成；所述纵向隔板还包括环绕设置在通道隔板外侧的多个通道散热翅片，所述通道散热翅片在纵向上与蓄冷板壳体的延伸方向一致，采用通道散热翅片增加了充冷通道的散热面积，提高了载冷剂对蓄冷液的制冷效果，同时起到加强筋的作用，提高了蓄冷板的整体强度；所述蓄冷板壳体的外表面设置有壳体散热翅片，以增加蓄冷板的制冷吸热面积。

优选地，所述蓄冷液为利用相变蓄冷的相变蓄冷液，且在常温下的体积占蓄冷液腔体净容积的85％～95％，由于相变时蓄冷液体积会发生变化，留有一定余量可避免相变后体积过大损坏蓄冷液腔体。

优选地，所述隔热箱壁包括顶板、侧板、底板、前墙和箱门，所述蓄冷板装置安装在顶板和/或侧板上，所述充冷管路系统的充冷进液接口和充冷回液接口穿过隔热箱壁，形成可以连接外部充冷站的充冷接口，方便在不打开集装箱门的情况下，直接从外部进行充冷。

优选地，所述隔热箱壁具有保温绝热功能，它包括内壁板、外壁板和夹设在二者之间的隔热层，所述隔热层采用聚氨酯发泡材料。

本发明同时提供了前述保温集装箱的充冷供冷方法，包括充冷和供冷两个过程，其中：

充冷时，来自充冷站的载冷剂由载冷剂入口进入载冷剂进液管，再分别进入各蓄冷板的充冷通道，对各蓄冷板内的蓄冷液进行制冷，载冷剂在充冷通道内换热后，流出充冷通道进入载冷剂回液管，再通过载冷剂回液管回流到充冷站，如此循环制冷；

供冷时，蓄冷板内蓄冷液从运载有冷藏货物的保温集装箱内的环境中吸热，使保温集装箱在没有外部制冷设备的情况下，仍能在较长时间内将箱内温度持续维持在所需的范围内。

优选地，当蓄冷液采用相变蓄冷液时，充冷时使蓄冷液温度降低至相变点以下(含相变点)，使其发生相变存蓄冷量；供冷时蓄冷液反向相变，从保温集装箱内吸收热量，从而实现制冷。

优选地，保温集装箱在运输前，通过充冷站预先对其内的蓄冷板进行充冷，使蓄冷板内的蓄冷液储存大量冷量，在运输过程中，蓄冷板内蓄冷液再释放冷量进行制冷；当保温集装箱在运输过程中冷量不足时，利用沿途设置的固定式充冷站，或者利用车载移动式充冷站，对保温集装箱进行充冷，从而实现随时补充冷量。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)采用整体式蓄冷板，将蓄冷板壳体和充冷通道集成为一体，大大简化了蓄冷板制造难度，同时杜绝了充冷通道与蓄冷板壳体连接处发生泄漏的可能性；

2)在集装箱本体内设置充冷管路系统和充冷接口，利用地面可移动或固定式充冷站对蓄冷板进行充冷，使蓄冷板内蓄冷液存储大量冷量，实现运输过程中无源制冷，即使出现意外情况超出预定到达时间，中途也可以利用移动充冷站随时补充冷量。

3)保温集装箱采用标准的集装箱尺寸，容积大，可直接用于装运冷冻货物，无需二次包装装载，满足多式联运要求。

附图说明

图1为对比例中公开的蓄冷板的结构示意图。

图2为实施例1所设计的整体式蓄冷板(主体部分)的立体示意图。

图3为图2中整体式蓄冷板的横截面的结构示意图。

图4～5给出了图2中整体式蓄冷板的另外两种横截面结构。

图6为图3中整体式蓄冷板内填充蓄冷剂后的状态示意图。

图7为图3中蓄冷板的改进散热结构的示意图。

图8为图7中蓄冷板装配完成后的结构示意图。

图9为图8中c-c向的剖视结构示意图。

图10～13分别为实施例2所设计的充冷式蓄冷保温集装箱的主视、俯视、左视和右视结构示意图。

图14为图10中a-a向的剖视结构示意图。

图15为图11中b-b向的剖视结构示意图。

图16为图10中充冷式蓄冷保温集装箱的管路原理图。

其中：

蓄冷板100，包括：蓄冷板壳体110、蓄冷液腔体120、子腔体121、充冷通道130、换热盘管131、载冷剂入口140、载冷剂出口150、积液槽160、回液槽170、纵向隔板180、通道隔板181、连接筋板182、通道散热翅片190、壳体散热翅片191；

集装箱本体200，包括：隔热箱壁210、内壁板211、外壁板212、隔热层213、顶板220、侧板230、底板240、前墙250、箱门260；

充冷管路系统300，包括：充冷进液接口310、充冷回液接口320、载冷剂进液管330、载冷剂回液管340；

以及：蓄冷液400、载冷剂500。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

对比例

如图1所示为现有技术中的蓄冷板，其结构已在背景技术部分作了详细说明，于此不再赘述。

实施例1

如图2～9所示，本实施例提供了一种整体式蓄冷板，包括蓄冷板壳体110和设置在蓄冷板壳体110内的纵向隔板180，蓄冷板壳体110和纵向隔板180通过型材整体拉伸成型工艺拉伸成均一的整体结构。

纵向隔板180将蓄冷板壳体110内的空间孤立出一部分作为供载冷剂500通过的充冷通道130，其余空间则作为填充蓄冷液400的蓄冷液腔体120。纵向隔板180由形成充冷通道130的通道隔板181，以及连接在通道隔板181与蓄冷板壳体110之间和连接在不同通道隔板181之间的连接筋板182组成。

蓄冷液腔体120被纵向隔板180分隔为互不连通的多个子腔体121，每个子腔体121内均可以独立地加入蓄冷液400。

充冷通道130的数量为多个(图中数量仅作为示例)，各充冷通道130均匀分散设置在蓄冷液腔体120内。充冷通道130的横截面形状为圆形、扁平状、多边形、星形中的一种，本实施例提供了三种结构，图3为圆形管状，图4为扁平管状，图5为与蓄冷液腔体120形成的夹层结构。

图7进一步在图3的基础上增加了增强散热的结构，其在蓄冷板壳体110外表面设置有壳体散热翅片191，壳体散热翅片191为齿形，便于与相连的其他蓄冷板100进行拼接安装；同时在通道隔板181外侧环绕设置有多个通道散热翅片190，通道散热翅片190集成在通道隔板181上，增加了充冷通道130的散热面积，提高了载冷剂500对蓄冷液400的制冷效果。为便于说明，以下均采用图7中公开的结构。

蓄冷板壳体110的一端设置有与各充冷通道130的入口相连通的积液槽160，积液槽160上设置有用于充入载冷剂500的载冷剂入口140。蓄冷板壳体110的另一端设置有与各充冷通道130的出口相连通的回液槽170，回液槽170上设置有用于载冷剂500流出的载冷剂出口150。积液槽160、回液槽170为蓄冷板100的可拆分配件。

该整体式蓄冷板可通过型材拉伸一次成型，制造简单，批量生产成本低，解决了既有蓄冷板100载冷剂500泄露问题，同时通过在充冷通道130外壁设置多个散热翅片，增加了散热面积，可使充冷时间减少50％，大大提高了保温集装箱周转效率。

实施例2

如图10～16所示，本实施例提供了一种保温集装箱，包括具有隔热箱壁210的集装箱本体200，集装箱本体200内设置有蓄冷板装置和充冷管路系统300。

隔热箱壁210按夹层结构，包括内壁板211、外壁板212和夹设在二者之间的隔热层213，隔热层213采用聚氨酯发泡材料，具有保温绝热功能。隔热箱壁210按具体位置，包括顶板220、侧板230、底板240、前墙250和箱门260。

充冷管路系统300沿隔热箱壁210的壁面附近设置，包括载冷剂进液管330、载冷剂回液管340和充冷接口。充冷接口包括设置在载冷剂进液管330入口端的充冷进液接口310和设置在载冷剂回液管340的出口端的充冷回液接口320。

蓄冷板装置由多块蓄冷板100进行拼接，并以铆接方式安装在顶板220和/或侧板230上，本实施例采用实施例1中的蓄冷板100。拼接安装完成后，在各蓄冷板100的蓄冷液腔体120中充装利用相变蓄冷的相变蓄冷液，相变蓄冷液在常温下的体积占蓄冷液腔体120净容积(扣除充冷通道130)的90％，如图6所示。各蓄冷板100的充冷通道130以并联的形式连接在载冷剂进液管330和载冷剂回液管340之间。

充冷进液接口310和充冷回液接口320穿过前墙250，形成可以连接外部充冷站的充冷接口，方便在不打开保温集装箱门260的情况下，直接从外部进行充冷。

实施例3

本实施例提供了实施例2中保温集装箱的充冷供冷方法，包括充冷和供冷两个过程，其中：

保温集装箱在运输前，通过充冷站预先对其内的蓄冷板100进行充冷，具体充冷步骤如下：来自充冷站的载冷剂500由载冷剂入口140进入载冷剂进液管330到达蓄冷板100一端的积液槽160；再分成多条支路进入各蓄冷板100的充冷通道130，对各蓄冷板100内的蓄冷液400进行制冷，使蓄冷液400温度降低至相变点或相变点以下发生相变存蓄冷量；载冷剂500在充冷通道130内换热后，流出充冷通道130进入回液槽170再通过载冷剂回液管340回流到充冷站，如此循环制冷。

在运输过程中，蓄冷板100内蓄冷液400释放冷量进行制冷。具体供冷步骤如下：蓄冷板100内蓄冷液400反向相变，从运载有冷藏货物的保温集装箱内的环境中吸热，使保温集装箱在没有外部制冷设备的情况下，仍能在较长时间内将箱内温度持续维持在所需的范围内。当保温集装箱在运输过程中冷量不足时，利用沿途设置的固定式充冷站，或者利用车载移动式充冷站，对保温集装箱进行充冷，从而实现随时补充冷量。