保温集装箱多模式相变充蓄冷节能控温装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种保温集装箱的控温结构，尤其是保温集装箱多模式相变充蓄冷节能控温装置。


背景技术：

2.保温集装箱是冷链物流的主要设备，它是箱体带有良好保温隔热层的集装箱，在此基础上集装箱带上制冷机、蒸发器、动力源等组成制冷机组后也可以叫冷藏保温集装箱，能够对集装箱进行主动降温、控温，承担需要冷藏保温货物的运输，也即是冷链物流主要设备。冷藏货运按照箱内控温温度一般分为以下几类：
3.（1）保鲜类：如蔬菜鲜花，水果，保鲜疫苗，鲜活水产品，鲜奶，酒类，电子元器件，一般温度要求在2℃～8℃；
4.（2）冷鲜类物品：如排酸肉品，江海鲜产品，豆制品，疫苗制品，医疗垃圾准运，巧克力等。一般对温度要求是0℃～-5℃；
5.（3）冷冻类物品：如速冻食品，速冻海鲜江鲜产品，冻肉制品等，一般对温度要求-10℃～-18℃；
6.（4）深冷冻物品：如高级冰淇淋，高危险品，高级面包活菌酵母面团，一般对温度要求是-20℃～-45℃。
7.现有技术中，冷藏功能的保温集装箱主要采用两种方式的动力源来驱动制冷机工作产生冷量来实现箱内降温、控温。
8.第一种方式是车载燃油发动机（可以是保温集装箱带柴油/汽油发动机，也可以从运输车的燃油发动机取力，统称为车载燃油发动机）作工驱动制冷机，或者由燃油发动机带动集装箱带发电机产生电能驱动制冷机；制冷机作功将制冷剂降温至设定低温，通过管路连接箱内换热装置（该装置可以是蒸发器、风机盘管式也可以是辐射冷板等形式），通过制冷剂在制冷机与箱内换热装置1之间往复循环，持续将冷量释放到集装箱内。
9.第二种方式保温集装箱加装电动机（称为车载电动机），在条件许可状态下接入市政供电或工业供电等公共供电网。车载电动机从供电网取电驱动制冷机，制冷机作功将制冷剂降温至设定低温，通过管路连接箱内换热装置（该装置可以是蒸发器、风机盘管式也可以是辐射冷板等形式），通过制冷剂在制冷机与箱内换热装置1之间往复循环，持续将冷量释放到集装箱内。
10.但，第一种方式采用车载燃油作为车载发动机能源，油耗大，能效低，物流成本高。第二种方式采用公共供电网供电作为电动机能源，大功率集约发供电，能效明显提高，清洁环保，降低物流成本。但是第二种方式需要在停车且有市电、能接入市电的条件下使用，同时在无货状态下停车还没有办法使用，严重限制了使用时间，利用率过低。


技术实现要素：

11.本实用新型针对现有技术的上述不足，提供一种在行驶时可以自身燃油发动机作
为动力源、在装载货物停放时采用供电网作为制冷动力源，驱动制冷机产生冷量的保温集装箱多模式相变充蓄冷节能控温装置，以能大幅度降低集装箱冷藏运输能耗和费用。
12.本实用新型的技术方案：保温集装箱多模式相变充蓄冷节能控温装置，包括集装箱箱体，所述集装箱箱体内部是中空的腔体，其特征在于：还包括分别作为动力源的车载燃油发动机和车载电动机，分别带动制冷机工作产生制冷作用；制冷机的制冷剂通过第一管路通入第一换热装置内，第一换热装置通过第二管路与相变蓄冷模块连接，相变蓄冷模块的载冷剂与制冷机的制冷剂在第一换热装置内进行热交换；
13.在集装箱箱体中空的腔体内，设置有第二换热装置，第二换热装置的一端通过第三管路与相变蓄冷模块连接，另一端第四管路与制冷机连接，第二换热装置与制冷机、相变蓄冷模块之间分别形成制冷剂、载冷剂的循环回路，相变蓄冷模块的载冷剂与制冷机的制冷剂在第二换热装置内进行热交换。
14.进一步的特征是：在集装箱箱体中空的腔体内，还设置第三换热装置；第
15.三换热装置，通过第五管路与相变蓄冷模块连接，形成载冷剂的循环回路。
16.进一步的特征是：还包括控制装置，分别控制车载燃油发动机车载电动机和制冷机的打开或者关闭。
17.进一步的特征是：在所述第一管路、第二管路、第三管路、第四管路上设置有控制阀门，在受控状态下打开或关闭。
18.进一步的特征是：所述车载燃油发动机车载电动机、制冷机设置在集装箱箱体的空腔的外部。
19.进一步的特征是：所述相变蓄冷模块设置在集装箱箱体空腔的内部，或集装箱箱体的外表面。
20.进一步的特征是：第三换热装置与第二换热装置在集装箱箱体的中空的腔体内错位设置，分别设置在集装箱箱体的两个相对侧面上，一个靠近外侧、一个靠近内侧。
21.本实用新型保温集装箱多模式相变充蓄冷节能控温装置，相对于现有技术，具有如下特征：
22.1、集装箱自身配备燃油发动机作为动力源，在行驶时通过燃油发动机带动制冷装置产生制冷作用，降低集装箱内部空间的温度。
23.2、在装载货物停放时，或在高速路服务区等有市电的地方，与市电电网连通，采用市电作为制冷动力源，驱动制冷机产生冷量，降低集装箱内部空间的温度。
24.3、集装箱自身配备燃油发动机作为动力源，也能采用市电作为制冷动力源，驱动制冷机产生冷量，大幅度降低冷藏运输能耗和费用。
25.4、由于采用市电作为制冷动力源，减少燃油的使用和污染，更加清洁环保。
26.5、本实用新型的蓄冷节能控温装置，主要包括车载燃油发动机（也可加装车载发电机）、车载电动机、制冷机、一个以上的换热装置、相变蓄冷模块、制冷剂、载冷剂、多条管路系统和控制系统等，具有多种工作模式，形成优异的热交换和制冷效果，使集装箱内部空间的温度满足冷藏、保鲜运输的需要，且恒温精度高。
附图说明
27.图1是本实用新型控温装置的结构示意图。
具体实施方式
28.本实用新型保温集装箱多模式相变充蓄冷节能控温装置，如图1所示，包括集装箱箱体1，所述集装箱箱体1是三维立体结构，通常是长方体结构，内部是中空的腔体，用以装载货物，集装箱箱体1满足强度、刚度、几何尺寸、保温性能等的要求。
29.还包括车载燃油发动机2、车载电动机3、制冷机4，车载燃油发动机2、车载电动机3分别作为动力源，带动制冷机4工作产生制冷作用；车载燃油发动机2利用车辆的燃油（柴油或汽油）作为动力，由车载燃油带动；车载电动机3由市电带动。
30.制冷机4通过第一管路5与第一换热装置6连接，制冷机4的制冷剂通过第一管路5通入第一换热装置6内，形成制冷剂的循环回路；第一换热装置6通过第二管路7与相变蓄冷模块8连接，形成载冷剂的循环回路；相变蓄冷模块8的载冷剂与制冷机4的制冷剂在第一换热装置6内进行热交换。
31.在集装箱箱体1的中空的腔体内，设置有第二换热装置9，第二换热装置9的一端通过第三管路11与相变蓄冷模块8连接，另一端通过第四管路12与制冷机4连接；第二换热装置9与制冷机4、相变蓄冷模块8之间分别形成制冷剂、载冷剂的循环回路，相变蓄冷模块8的载冷剂与制冷机4的制冷剂在第二换热装置9内进行热交换。制冷机4的制冷剂通过第四管路12通入第二换热装置9，在其内与集装箱箱体1中空的腔体内的空气进行热交换。
32.在集装箱箱体1的中空的腔体内，还设置有第三换热装置10，第三换热装置10，通过第五管路13与相变蓄冷模块8连接，形成载冷剂的循环回路，载冷剂与集装箱箱体1的气体在第三换热装置10内进行热交换后形成低温，降低集装箱箱体1的中空腔体内的温度。第三换热装置10可以与第二换热装置9在集装箱箱体1的中空的腔体内错位设置，即分别设置在集装箱箱体1的两个相对侧面上，而且一个靠近外侧（靠近箱门）、一个靠近内侧，能提高集装箱箱体1的腔体内温度的均匀性，相应提高制冷效果。
33.还包括控制装置，分别控制车载燃油发动机2、车载电动机3和制冷机4，
34.在受控状态下打开或者关闭，分别控制其产生动作。
35.在所述第一管路5、第二管路7、第三管路11、第四管路12上设置有控
36.制阀门，在受控状态下打开或关闭，以能产生多种工作模式，满足充蓄冷、制冷、热交换的需要。
37.车载燃油发动机2车载电动机3、制冷机4设置在集装箱箱体1的空腔的
38.外部，以不占用集装箱箱体1的内部空腔，提高装载货物的体积。
39.相变蓄冷模块8设置在集装箱箱体1的空腔的内部，或集装箱箱体1的外表面上，根据实际需要进行布置。
40.本实用新型的蓄能控温原理如下：
41.模式一：运输货物状态下采用供电网（市电、工业用电或发电机发电）作为动力源进行制冷，为集装箱内和相变蓄冷模块供冷，实现箱内温度控制以及相变材料蓄冷：
42.车辆停放时（服务区、停车场或冷库等），接通供电网，车载电动机3从供电网取电，驱动制冷机4，制冷机做工。可以形成如下三种工况：
43.工况1：并联式制冷+蓄冷：
44.制冷机4的部分制冷剂通过第四管路12连接第二换热装置9，形成循环回路，制冷剂通过第二换热装置9与箱内空气进行热交换对箱内制冷；同时，制冷机4的部分制冷剂通
过第一管路5连接第一换热装置6，形成循环回路，第一换热装置6通过第二管路7与相变蓄冷模块8内载冷剂连接，形成循环回路，在相变蓄冷模块8内形成热交换。制冷剂通过第一换热装置6与载冷剂进行热量交换，而后载冷剂通过相变蓄冷模块8与其内的相变材料进行热量交换，对相变材料进行制冷。
45.工况2：串联式制冷+蓄冷：
46.制冷机4的制冷剂通过第一管路5连接第一换热装置6，形成循环回路，与载冷剂进行热交换，而后第一换热装置6内载冷剂通过第二管路7与相变蓄冷模块8连接，相变蓄冷模块8再通过第三管路11连接第二换热装置9，通过第五管路13连接第三换热装置10，分别形成循环回路进行热交换。制冷机4的制冷剂通过第一换热装置6与载冷剂进行热量交换，而后载冷剂通过相变蓄冷模块8与其内的相变材料进行热量交换，对相变材料进行制冷之后再经由第三管路11或第五管路13，分别通过第二换热装置9或第三换热装置10与集装箱箱内空气进行热交换对箱内进行制冷。
47.工况3：制冷机+相变蓄冷模块联合制冷：
48.制冷机4的制冷剂通过第四管路12连接连接第二换热装置9，形成循环回路，制冷剂通过第二换热装置9与集装箱箱内空气进行热交换对箱内制冷。同时相变蓄冷模块8内载冷剂通过第五管路13与第三换热装置10连接，形成循环回路。载冷剂通过第三换热装置10与箱内空气进行热交换，对集装箱箱内进行联合制冷。
49.模式二：运输货物状态下采用车载燃油发动机2进行制冷，为集装箱内供冷，实现箱内温度控制：
50.车辆行驶或不能连接供电网的情况下，车载燃油发动机2运行驱动制冷机4，制冷机4做工。制冷剂通过第四管路12连接第二换热装置9，形成循环回路，制冷剂通过第二换热装置9与集装箱箱内空气进行热交换对箱内制冷。
51.模式三：不运输货物状态下采用供电网作为动力源进行制冷，为相变蓄冷模块8供冷，实现相变材料蓄冷。
52.车辆停放时（服务区、停车场或冷库等），接通供电网，车载电动机3从供电网取电驱动制冷机4，制冷机4做工。制冷剂通过第一管路5与第一换热装置6连接，形成循环回路，第一换热装置6内载冷剂通过第二管路7连接相变蓄冷模块8形成循环回路。制冷剂通过第一换热装置6与载冷剂进行热量交换，而后载冷剂通过相变蓄冷模块8与相变材料进行热量交换，对相变材料进行制冷。
53.模式四：运输货物状态下完全采用相变蓄冷模块为集装箱内供冷，实现箱内温度控制：
54.相变蓄冷模块8内载冷剂通过第三管路11与第二换热装置9连接，形成循环回路，或通过第五管路13连接第三换热装置10，形成循环回路。载冷剂在相变蓄冷模块8内与相变材料进行热量交换，而后再经由第三管路11或第五管路13，通过第二换热装置9或第三换热装置10分别与集装箱箱内空气进行热交换对箱内进行制冷。
55.最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，尽管申请人参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。