用于冷藏或冷冻的物品的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱的装置.pdf

上传人:1520****312 文档编号:5710345 上传时间:2019-03-10 格式:PDF 页数:32 大小:1.84MB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN201480038112.4

申请日:

2014.05.02

公开号:

CN105579797A

公开日:

2016.05.11

当前法律状态:

撤回

有效性:

无权

法律详情:

发明专利申请公布后的撤回IPC(主分类):F25D 17/06申请公布日:20160511|||实质审查的生效IPC(主分类):F25D 17/06申请日:20140502|||公开

IPC分类号:

F25D17/06; F25D23/06; F25D31/00

主分类号:

F25D17/06

申请人:

冷王公司

发明人:

M.科尔达; M.科佩卡; M.赫加; V.拉特马杰; P.霍迪克; L.福雷杰特; A.奇拉尔迪

地址:

美国明尼苏达州

优先权:

2013.05.02 IT MI2013A000715; 2013.05.15 IT MI2013A000796

专利代理机构:

北京市柳沈律师事务所 11105

代理人:

赵燕青

PDF下载: PDF下载
内容摘要

一种用于冷藏或冷冻物品的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱的装置,包括一个或多个热存储设备,其各自包括限定用于容纳相变材料的空腔的壳体。所述空腔包括可供应有传热流体的热交换器。所述壳体包括基本平坦的壁部分和传热加强壁部分。所述装置包括与热存储设备连通的通风机。

权利要求书

1.一种用于冷藏车辆的装置,包括:
一个或多个热存储设备,包括:
壳体,其包括基本平坦的壁部分和传热加强壁部分,
由所述壳体的内部限定的空腔,
包含在所述空腔内的相变材料,和
构造为接收传热流体的热交换器;和
与所述一个或多个热存储设备连通的通风机。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述传热加强壁部分包括一个
或多个翅片。
3.根据权利要求1所述的装置,其中,所述壳体包括:
用于第二传热流体通过的管道,其中,所述管道与所述壳体的一个壁
连通。
4.根据权利要求3所述的装置,其中,所述管道的内表面包括用于所
述第二传热流体与所述管道之间的热交换的多个内部翅片。
5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述相变材料具有在约0℃至
约-32℃之间的固-液转变温度。
6.根据权利要求1所述的装置,其中,所述壳体是由铝制成的,并且
所述相变材料与铝兼容。
7.根据权利要求1所述的装置,其中,所述相变材料构造为将所述冷
藏车辆的内部空间维持在低于环境温度的温度下。
8.根据权利要求1所述的装置,其中,所述相变材料构造为将所述冷
藏车辆的内部空间维持在高于环境温度的温度下。
9.根据权利要求1所述的装置,还包括:
用于确定所述冷藏车辆的内部空间的温度的温度传感器。
10.根据权利要求9所述的装置,其中,所述通风机的一个或多个设
置根据所述内部空间的温度而进行控制。
11.根据权利要求1所述的装置,其中,所述热交换器具有U形管状
轮廓。
12.根据权利要求11所述的装置,其中,所述U形管状轮廓的内表面
包括多个翅片。
13.根据权利要求1所述的装置,其中,所述壳体包括用于从所述壳
体的空腔释放压力的溢流阀。
14.根据权利要求1所述的装置,其中,所述壳体包括下列中的至少
一个:
用于将所述相变材料填充到所述壳体内的可封闭孔,和
用于排出所述相变材料的收集器。
15.根据权利要求1所述的装置,其中,所述通风机构造为在所述冷
藏集装箱的内部空间中循环空气流,从而通过对流在所述热存储设备与所
述内部空间之间传递热量。
16.一种用于在冷藏车辆中使用的热存储设备,包括:
壳体,其包括传热加强壁部分和基本平坦的壁部分;
由所述壳体的内部限定的空腔;
包含在所述空腔内的相变材料;和
构造为接收传热流体的热交换器。
17.根据权利要求16所述的热存储设备,其中,所述相变材料具有在
约0℃至约-32℃之间的固-液转变温度。
18.根据权利要求16所述的热存储设备,其中,所述壳体是由铝制成
的,并且所述相变材料与铝兼容。
19.一种控制在冷藏车辆中的冷藏的方法,包括:
确定在所述冷藏车辆的内部空间中的温度;
用一个或多个热存储设备和与所述一个或多个热存储设备连通的通风
机促进所述内部空间内的热交换,所述热存储设备包括壳体,其包括基本
平坦的壁部分和传热加强壁部分,由所述壳体的内部限定的空腔,包含在
所述空腔内的相变材料,和构造为接收传热流体的热交换器;以及
控制所述通风机,以提供构造为从所述一个或多个热存储设备对流地
传递热量的空气流,并提供到所述冷藏车辆的内部空间的空气流。
20.根据权利要求19所述的方法,其中,确定在所述冷藏车辆的内部
空间中的温度包括监控一个或多个温度传感器。
21.根据权利要求19所述的方法,其中,控制所述通风机以提供构造
为从所述一个或多个热存储设备对流地传递热量的空气流并提供到所述冷
藏车辆的内部空间的空气流包括修改所述空气流的速度。

说明书

用于冷藏或冷冻的物品的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱的装置

技术领域

本公开涉及一种用于冷藏或冷冻的物品的储存、运输和配送并且特别
用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱(container)的装置。

背景技术

特别是食品的易腐货物的运输和配送需要它们被保持在达到ATP标准
的温度下。ATP标准的例子包括但不限于用于“冰鲜(chilled)”商品的A
级和用于“冷冻”商品的C级。例如,某些集装箱可以将温度保持在约-35
℃至约21℃之间。

目前对于控制运输易腐货物的车辆内的温度有两种选择:在冷藏集装
箱内安装共熔板(eutecticplate),或使用通过车辆的发动机供电或具有单
独的柴油发电机的冷却装置。

在车辆的冷藏集装箱中使用共熔板具有由于所使用技术的固有特性的
缺点,包括:

(a)所使用的共熔溶液基于盐水;

(b)它们是腐蚀性的并且与铝不兼容,因此需要使用碳钢或不锈钢,
其具有45W/m℃的典型导热率和7.9吨/m3的比重,而不是铝的221W/m℃
和2.7吨/m3的比重,其后果是,重量增加并且导热率减少,并且在暴露于
空气的一侧上和在与热传导流体接触的一侧上都不可能形成带翅片的表
面;

(c)调节车内温度是不可能的,从而导致在旅程的开始过度使用能
力,并且不可能适当地响应于充热(thermalcharging);

(d)安装冷藏集装箱是困难且费力的,因为它们具有需要复杂而昂贵
的管道的许多组分,并且一个结构必须被结合在等温集装箱中以允许装配
所述板,所述板典型地覆盖整个顶板和端壁;

(e)它们随着时间的推移是不稳定的并且倾向于由于所使用的溶液组
分之间的分离而损耗,并且因为更换溶液是不可能的,整个板都必须更
换;

(f)它们不能在寒冷的气候中使用,在那时,由于外部温度远远低于
0℃,加热车辆的集装箱对于维持“冰鲜”货物存储所必需的零上温度是必
要的;

(g)它们日益结霜,其后果是,效率降低且皮重增加,并且由于它们
不包括自动除霜装置,因此有必要把停止使用车辆24至72小时的时间
段,以对现在的板(actualplate)进行除霜。

至于使用通过车辆发动机或独立的柴油发电机供电的冷却装置,主要
缺点涉及到:

(a)高耗能以及因此的由于二氧化碳(CO2)排放的污染;

(b)噪声水平;

(c)如果门被频繁打开,则在蒸发剂中逐渐积聚冰并且随之效率下
降;

(d)如果没有独立的发电机,则冷链在车辆停止时被打断;

(e)它们需要在专业中心中的复杂且费力的安装和昂贵且持续的维
护。

发明内容

本发明的目的是特别提供用于储存、运输或配送冷藏或冷冻货物并且
特别用于冷藏车辆和类似物的隔热集装箱的装置。

这里描述的实施例可以提供:

(a)以高度的可靠性和能效运输易腐的“冰鲜”或“冷冻”货物;

(b)更低的运行和维护成本;

(c)更低的环境冲击;

(d)在热的气候和极度寒冷的气候下都能运输“冰鲜”或“冷冻”货
物,在所述极度寒冷的气候下可能需要加热等温集装箱,以防止由于较低
的外部温度对冰鲜货物的损坏;

(e)利用车辆停止时的时间的快速且容易的除霜,而无需将车辆退出
使用;

(f)货车的冷藏集装箱的简化的、更快速的并且成本更低的安装;

(g)优化的热交换、显著提高的热效率和减少的能源浪费。

上述目的,以及相关的目标和将在下面更加明显的其它目的是通过用
于冷藏或冷冻货物的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和
类似物的隔热集装箱的装置实现的,包括:一个或多个热存储设备,每个
所述热存储设备都包括限定用于容纳相变材料的空腔的壳体,所述空腔包
含可供应有传热流体的热交换器,其特征在于,所述壳体具有第一壁、第
二壁,所述第一壁具有基本平坦的表面,所述第二壁与第一壁相对,具有
至少部分地带翅片的表面;与所述一个或多个热存储设备相关联的通风
机。

附图说明

从对用于冷藏或冷冻货物的存储并且特别用于冷藏货车集装箱或类似
物的装置的三个特定但非限制性的实施例的描述中,其它的特征和优点将
变得清晰,所述实施例是在附图的帮助下通过非限制性示例示出的,在所
述附图中:

图1是根据本公开用于冷藏或冷冻货物的存储的装置的第一实施例的
端视图,所述装置放置在冷藏集装箱内。

图2是根据本公开包含图1的装置的冷藏集装箱的侧视图。

图3是根据本公开在冷藏集装箱内部的图1的装置的侧视图。

图4是包含在图1的装置内的热存储设备的端视图。

图5是图4的热存储设备的侧视图。

图6是图4的热存储设备从上面的平面图。

图7是图4中所示的热存储设备沿VII-VII线的剖视图。

图8是根据本公开用于冷藏或冷冻货物的存储的装置的第二实施例的
端视图,所述装置放置在冷藏集装箱内。

图9是根据本公开在冷藏集装箱内部的图8的装置的侧视图。

图10是包含在图8的装置中的热存储设备的端视图。

图11是图10的热存储设备的侧视图。

图12是图10的热存储设备从下面的平面图。

图13是图12所示的热存储设备沿XIII-XIII线的剖视图,。

图14是根据本公开用于冷藏或冷冻货物的存储的装置的第三实施例的
端视图,所述装置放置在冷藏集装箱内。

图15是根据本公开在冷藏集装箱内部的图14的装置的侧视图。

图16是图14中所示的装置沿XVI-XVI线的剖视图。

图17是包含在图14的装置中的热存储设备的端视图。

图18图17的热存储设备的侧视图。

图19是图17的热存储设备从上面的平面图。

图20是图19所示的热存储设备沿线XX-XX的剖视图。

具体实施方式

参照上述的附图,用于冷藏或冷冻货物的存储并且特别用于冷藏车
辆、冷藏室等的隔热集装箱的装置1包括一个或多个热存储设备3,每一个
都包括限定设计成容纳相变材料的空腔7的壳体5。空腔7包含可供应有传
热流体的热交换器9。

根据一个实施例,壳体5具有表面基本平坦的第一壁11,和与第一壁
11相对的第二壁13,其表面是至少部分地带翅片的。壳体5包括与热存储
设备3相关联的通风机15。

每个热存储设备3的空腔7容纳有热交换器9,其可以具有传热流体在
内部流过的双U形管状轮廓90。热交换器9浸没在相变材料中,并能够冷
却相变材料,或者如果需要的话,能够可选地加热相变材料。

双U形管状轮廓90可以具有与相变材料接触的基本光滑的外表面
91,以及与传热流体接触的内表面92,其包括多个翅片以促进热交换。U
形管状轮廓90可以包括平坦结构93,其同样热连接U形轮廓的两个向上
和向下的管状元件部分。浸没在相变材料中的平坦结构93在相变材料侧的
表面与传热流体侧的表面之间具有对应于各自热交换系数的比例。平坦结
构93还具有可插入在对应引导件94中的端部95,所述引导件形成在壳体
5的内表面上用于将热交换器9安装在热存储设备3的壳体5内。

在一个实施例中,相变材料可包括具有在约0℃至约-32℃之间发生的
固-液转变的任何相变材料。在一个实施例中,相变材料可以选自下述组,
其包括:

-浓度在约0%至约35%之间的过氧化氢;

-正癸烷。

在一个实施例中,浓度在约1.5%至约6%之间(即从约5至约20体
积)的过氧化氢可以具有范围基本上在约-1℃至约-6℃之间的固-液转变温
度,并且可用于“冰鲜”货物的存储。

在另一实施例中,浓度在约25%至约35%之间(即从约80至约116
体积)的过氧化氢可以具有范围基本上在约25℃至约-32℃之间的固-液转
变温度,并且可用于“冰冻”货物的存储,对应于ATP标准的C级。

在一个实施例中,正癸烷可具有约-29.5℃的固-液转变温度,并且可以
用于“冰冻”货物的存储。

在一个实施例中,浓度在约1.5%至约10%之间的过氧化氢可以是稳定
的,并且其特征在于每年释放的氧小于氧含量的约3%,相当于约每200升
的相变材料小于约90升的O2(氧),对应于大约每天90/365升,占使用这
样尺寸的热存储设备的运输车辆的体积的一小部分,所述运输车辆典型地
可以有大于约10m3的体积。

在另一实施例中,浓度在约25%至约35%之间的过氧化氢的特征在于
每年释放的氧小于氧含量的约3%,相当于约每200升的热存储液体小于约
270升的O2,对应于大约每天270/365升,占使用这样尺寸的热存储设备
的运输车辆的体积的一小部分,所述运输车辆典型地可以有大于约10m3的
体积。

在一些实施例中,上述的热存储液体在本文中所使用的构造中可以是
不易燃的,与铝兼容,与食品间接接触的使用被认可,并且是环境友好和
高度稳定的。

每个热存储设备3的壳体5和热交换器9可以由铝制成,例如通过挤
出制成。事实上,容纳在壳体5的空腔7中的上述相变材料不腐蚀铝,不
像在已知的共熔板中使用的一些盐溶液。此外,与其它类型的材料相比,
铝可具有约221W/m℃的热传导率、约2.7吨/m3的比重,而不是钢的约45
W/m℃的热传导率、约7.9吨/m3的比重,或塑料的约0.1W/m℃的热传导
率和约1.1吨/m3的比重。

图1-3、8-9和14-16示出了冷藏货车集装箱100,其包括用于冷藏或冷
冻货物的存储的装置1。该装置1邻近集装箱100的端壁102放置,但不连
接到端壁102,并抬离集装箱100的底板104。通风机15布置在装置1的
顶部,靠近集装箱100的顶板106。第二壁13(壳体5的有至少部分地带
翅片表面的壁)朝向端壁102,而第一壁11(具有基本平坦的表面的壁)
朝向集装箱100的内部空间112,货物存放在所述内部空间中。通风机15
能够产生通过箭头108指示的气流,在分散于集装箱100的内部空间112
中之前,所述气流从底板104与装置1之间通过,进入在装置1与集装箱
100的端壁102之间形成的间隙110,掠过第二壁13,特别掠过至少部分地
带翅片的表面,并穿过通风机15。

特别地,具有基本平坦的表面的壁11可以通过自然对流进行热交换。
至少部分地带翅片的壁13与集装箱100的端壁102产生用于通风机15产
生的气流的强制、受调节和受控通过的通道,从而促进热交换。

在一个实施例中,所述端壁102与热存储设备3的壁13之间的距离可
以在约4至约10厘米之间。

在一个实施例中,控制通风机15的功率是可能的,以便能够在每秒约
0至约12米之间的范围内调节穿过后者的气流108。控制所述气流沿间隙
110穿过的速度使得可以控制强制流通的空气与表面至少部分地带翅片的壁
13之间的整个热交换。通风机15可以包括一个或多个直流风扇。

装置1可以包括用于测量集装箱100内的温度的温度传感器30,并由
此控制通风机15以增加或减少空气的强制循环,从而增加或减少装置1与
集装箱100的内部空间112之间的热交换。

使用存储在所述装置1中的热能可例如通过两个因素的相互作用进行
优化,即:

-空气在装置1与端壁102之间的间隙中的强制流动的调节,和

-所述装置1自身的特征热传导率,其以这样的方式设计,使得平坦
表面相对于带翅片表面的热交换能力的比例范围可以从约1:2至约1:
100。

该装置1包括保护套21,其容纳并保护每个热存储设备3的热交换器
9的液压接头。每个热存储设备3的液压接头包括用于供给传热流体(无论
是气体还是液体)的入口接头210,和用于传热流体的吸出的出口接头
212。在保护套21内,用于每个热存储设备3的入口接头210和出口接头
212各自安装到可从集装箱100外部通过外部接头214接触的两个分开的管
道中的一个,所述外部接头用于连接充热器(thermalcharger)或致冷/加热
单元,诸如DC或AC压缩机。根据装置1的示于图1-7中的第一实施例,
热存储设备3在底部布置有热交换器9的液压接头210和212。具体地,保
护套21位于一组热存储设备3的下面。

根据本实施例中,每个热存储设备的壳体5在顶部包括在图6中可见
的可封闭孔51,其用于相变材料的灌入,并且在更换情况下用于相变材料
的再填充,从而也使得可以更改车辆的制冷等级,例如,当车辆的等温结
构已经恶化到不可能为原始等级展期ATP认证的程度时,把它从C级更改
至A级。

在使用从液体到固体的转变中趋于膨胀的相变材料的情况下,也可以
选择液压接头在底部这样的布置,因为它减少了形成液相相变材料囊的风
险,因为相变材料没有按照正确的顺序凝固,无法排掉,并且在后来凝
固,产生危险/破坏性的压力。换句话说,通过仅从一侧(其下侧)供应热
存储设备,该相变材料的凝固顺序是这样的,即液体逐渐地并均匀地从底
部向上并从中心向两侧凝固,从而允许仍然是液体的部分向上移动,从而
防止液囊的形成,所述液囊在后来凝固时产生破坏性的压力水平。此外,
为了进一步防止这样的风险,并避免不受控制的压力增加,自由膨胀体积
保留在壳体5内,其比例是相变材料所占据体积的约5%至约15%。进一
步的措施是在壳体5的顶部放置溢流阀,以放出过度压力,所述过度压力
是由于从一个状态到另一状态的膨胀,或由于过氧化氢随着时间推移而释
放氧气。

在图8-13示出的第二实施例中,和图14-20示出的第三实施例中,热
存储设备3布置有液压接头210和212,其用于在顶部的热交换器9的回
路。保护套21也定位在装置1的顶部。在使用于液-固相转变中收缩的相
变材料的情况下,可以选择这种布置。如装置1的第一实施例那样,在第
二和第三实施例中,可封闭孔51在壳体5的顶部制成。

在装置1的所有示出的实施例中,有用于将装置1固定到集装箱的端
壁102的构件120,和用于将装置1支撑在底板104上的构件122,使得装
置1抬离地面104。装置1还包括朝向集装箱100的内部空间112的保护棒
124,从而防止装置1被在集装箱100内移动的货物损坏。

如关于装置1的第三实施例的图14-20所示,每个热存储设备3的壳
体5包括用于传热流体的通过的管道17,其与壳体5的基本上平坦的第一
壁11和表面至少部分地带翅片的第二壁13中的至少一个相关联。通道管
道17可与第二壁13相关联。传热流体能够加热壳体5的壁,从而迅速且
有效地对它除霜。所述通道管道17形成除霜回路的一部分,所述除霜回路
包括上液压分支170和下液压分支172,并且它能够从集装箱100的外部经
由外部接头214接触。为了促进加热液体与制成通道管道17的热传导材料
之间的热交换,通道管道17的内表面可具有内部翅片175。

由此,外部连接器214可以包括各种类型的接头,所有这些通常都是
快速接头,其用于连接例如充热器,因此用于传热流体的进入,或用于连
接除霜回路,因此用于传热流体的进入。所述外部连接器214还可以包括
用于连接到温度传感器30和通风机15的电气接头,以用于监测电气外围
设备的目的。

充热器可包括冷却压缩机和相关配件,并可以:

-将传热流体冷却至相变材料改变状态所需的温度,通常冷却至用于
A级型号的约-5/约-15℃的温度,以及冷却至用于C级型号的约-15/约-40℃
的温度;

-将在热存储设备内的流体泵送和流通通过回路,它通过用于供应及
抽吸的快速接头连接至所述回路;

-加热流体以用于快速除霜,泵送并流通所述流体以对热存储设备的
表面除霜;

-加热相变材料,使得A级型号可以在冬季条件下运行。

根据集装箱100的尺寸和所要求的热性能,装置1可以以模块化的方
式包括尽可能多的热存储设备3。

用于存储冷藏或冷冻货物的装置的操作在下面进行说明。

如果外部温度高于冷藏货车的集装箱100内所需的冷藏或冷冻温度,
该装置1经由外部连接器214连接到充热器,所述充热器可以将其带到合
适温度并在热交换器9内循环传热流体(无论是液体还是气体)。传热流体
将每个热存储设备3的壳体5的空腔7中的相变材料的温度带到比特征固-
液转变温度低的温度。在这个对相变材料充热的阶段的过程中,集装箱100
的门可以打开以装载/卸载运输的货物。当充热已经完成并且相变材料已达
到确保液体状态完全改变的预定温度时,充热器停止,然后可以运输和配
送货物,在必要时集装箱100的门是打开的。充热器可包括交流或直流压
缩机,并且可以是独立的或安装在货车上,并能够关于预定构造执行用于
A级和C级型号的充热功能,为A级车辆加热以在特别寒冷的气候下使
用,并为C级型号除霜,并降低在非最佳或非标准的温度下装载的货物的
温度。

在一个实施例中,通过穿过通道管道17循环传热流体而触发装置1的
除霜是可能的,所述流体工作得足够快,以便不将集装箱100内货物的温
度带到适用的指定标准以上。通过穿过通道导管17循环传热流体,形成在
装置的壁上的冰层被迅速溶化。特别地,由于铝的高导热性和传热流体的
高温,能够通过溶化与壳体的铝壁直接接触的非常薄的相变材料层而对壳
体5快速地除霜。换句话说,该相变材料的高热容量、铝的高导热性和传
热流体的高温都结合起来以如此迅速地完成除霜,使得在集装箱100内部
的温度不超过适用标准的规定。传热流体可以是压力下的液体或气体。

如果外部温度低于用于冰鲜货物的适用标准规定的温度,特别是通过
ATP标准的A级规定的温度,在一个实施例中,充热器可能被用来加热相
变材料到约90℃,并且相变材料使用存储的显热能在冷藏货车的集装箱
100内维持所希望的温度,同时货物被运输及配送。在另一实施例中,充热
器可被用来加热相变材料至约60℃。

如上所述,装置1可以使得能够控制与集装箱100的内部空间112的
热交换,货物存放在所述内部空间中。

特别地,壳体5面对内部空间112的壁11具有平坦表面,而面对集装
箱100的端壁102的壁13是至少部分地带翅片的,根据一个实施例,其
“热交换表面”/“被占据表面”的比例是从2:1至约6:1。因此,总热
交换也取决于与气流速度有关的热交换系数,因此,它的范围可以从在自
然对流情况下的约2W/m2K至在强制通风情况下的约25W/m2K。因此,根
据一个实施例,具有基本平坦的表面的壁13与具有至少部分地带翅片的表
面的壁11的热交换能力之比的范围可以从约1:2的比例至约1:100的比
例。

在一个实施例中,可以得到以下的优点:

(1)该相变材料可被完全地充热,而不会由于集装箱110的内部空间
112的过度临时和/或局部加热而损坏任何“冰鲜”货物;

(2)存储在热存储设备3中的热能的使用被最优化;

(3)装置1也可在非常寒冷的气候中使用,逆转装置1的操作的热梯
度。

装置1的操作的某些方面由以下的实施例说明。

在一个例子中,一个7.5吨的A级冷藏货车被用来运输和配送“冰
鲜”货物。货车的冷藏集装箱用于与外部进行热交换的表面积是约37m2,
而热交换系数为约0.45W/m2K。集装箱的热导率因而维持在大约16.5
W/K。

然后假设我们使用根据本发明用于存储冷藏或冷冻货物的装置1,其具
有以下特征:

-有面向冷藏集装箱的内部空间的平坦表面的壁11具有约0.8m2的表
面积,以及约2W/m2K的热交换系数。

-有至少部分地带翅片的表面的壁13具有约2.5m2的表面积,以及其
以最大的通风可以达到的约25W/m2K的热交换系数。

基于这些数据,有平坦表面的壁11具有大约1.6W/K的导热率,而有
至少部分地带翅片的表面的壁13的导热率可达到约62.5W/K。

由此,在存储“冰鲜”产品的情况下,在相变材料的冷却过程中,即
当通风机15未工作时,将相变材料的温度带到远低于存储冰鲜产品所需要
的约1℃之下是可能的,例如带到约-9℃,由于平坦表面的导热率(约1.6
W/K)相对于集装箱的导热率(约16.5W/K)更低意味着集装箱可能不被
过度冷却,防止了对“冰鲜”货物的损坏。此外,并且这对于上述用于运
输“冰鲜”货物的A级货车和用于在约-18℃的温度下运输“冰冻”货物的
C级货车都是成立的,有平坦表面的壁11的热传导率是约1.6W/K,而与
此相反地,有至少部分地带翅片的表面的壁13的导热率的范围可以从非常
低的值到超过约60W/K(在高速强制通风下并用具有高的热交换表面积的
翅片)的事实,意味着从集装箱的内部空间112的热吸收被最优化。因
此,例如在“冷冻”货物的情况下,相变材料的温度趋向于保持在例如约-
30℃周围,而适用的标准所规定的温度应低于约-18℃/约-20℃,因此,热
交换可以根据环境温度或门打开的频率而调节,其结果是,相对于不变地
维持约-30℃的温度显著地节省了能量。该装置1还可以用于在温度低于约
-10℃甚至可能达到约-50℃的非常寒冷的国家里存储“冰鲜”货物,所述货
物因此应保持在至少约1℃的温度下。

具体地,根据一个实施例,相变材料可以被加热至高达约90℃的温
度。在上述A级货车的一个例子中,通过用约89K的温度差(通过从约
90℃的相变材料的温度减去在货车集装箱内所期望具有的约1℃的温度得
到)乘以约1.6W/K的导热率得到,具有平坦表面的壁11在热方面可以传
输多达约142W的功率。

基于约142W的热功率,具有平坦表面的壁11能够独自地对至多约-8
℃的外部温度将内部温度维持在大约1℃下。

如果外部温度进一步下降至低于约-8℃,能够触发通风机15,从而加
热集装箱的内部空间112,将其保持在大约1℃的所需温度下。

此外,考虑到有至少部分地带翅片的表面的壁13的高导热率(高达约
62.5W/K),甚至对约-50℃的外部温度,相变材料的约15℃的温度对于将
冷藏集装箱内的温度保持在约1℃是足够的。

根据本公开的一个实施例,相变材料还可以具有以下特征:

-它与铝兼容;

-它具有高的溶化热和高的显热;

-它可被用于将热存储在过渡相和液相两者中;

-它的相转变温度是这样的,使得它可被用作吸收热交换器9引起的
温度变化的热缓冲器,以防止对集装箱100内的货物的损坏。

关于铝作为用于制造热存储设备3的两个壳体5和热交换器9的材料
的用途,它可以提供更好的热性能,并且在被挤压成各种形状方面,以及
特别地在被挤压成用于有最合适的形状和尺寸的壁13的翅片方面,它可以
提供更好的可加工性。

特别地,用于冷藏或冷冻货物的储存、运输和配送的装置1可具有高
的能量效率,因为以超过约90%的比例在热交换器9面向集装箱100的端
壁102一侧上获得的热交换之间的相互作用,其根据充荷优化了所储存热
能的使用,能够使用通风机15(其可以创建在热交换器9与端壁102之间
的空气流,其速度从约0至约每秒12米变化)调节内部温度的事实意味着
最佳内部温度可以不管相变材料在哪一点改变状态而保持,并且不需要在
外部环境与绝热集装箱之间产生不必要的高的热流量,允许在尽可能接近
状态变化点的温度下使用冷却流体,因此,优化了充热单元的压缩机的
COP。

此外,用于冰鲜货物的相变材料变化状态的温度可以是这样的,使得
在充热阶段中形成在热存储设备上的霜在运输过程中溶化,因此定期除霜
可以是不需要的。

根据本公开,用于存储冷藏或冷冻货物的装置,特别是用于冷藏运输
车辆、冷藏室等的隔热集装箱可以达到目的和目标,其设定为使得易腐
“冰鲜”或“冷冻”货物以经济上有竞争力的、可靠的、高效节能和环保
的方式运输。

特别地,上述装置的实施例可以具有以下优点:

(a)控制和改变热交换的可能性使得能够根据由于不同外部条件或不
同使用条件引起的不同热负荷调节装置的操作,所述条件诸如门打开的频
率和持续时间、储存在冷藏集装箱内的货物温度和代谢热,其结果是在热
消耗和因此的电力消耗的显着减少,并且皮重与热独立(thermal
autonomy)同等地降低;

(b)它可以在温暖和极度寒冷的气候中用于“冰鲜”货物和“冷冻”
货物存储的事实。事实上,在由于过低的温度损坏“冰鲜”货物的危险的
特别冷的气候下,它能够逆转热循环,利用相变材料的显热抵消冷藏集装
箱内的温度的任何过度下降。

(c)平均而言,它具有比它被安装在其上的冷藏货车的寿命长的寿
命;

(d)得益于允许系统的全面预装的单件式构造,它在冷藏货车上的安
装是容易且快速的,无需冷冻厂中使用诸如真空泵、用于充气的计量系
统、气密焊接设备等必要制冷设备的专业人员,所述预装包括充气和通过
依靠连接器的快速接头和电气接头而提供的制冷接头;

(e)它不需要嵌入在车辆的隔热结构中的复杂、费力和导热固定夹
具,因为本公开的单件式结构以及它靠近端壁安装的事实意味着重量由地
板承载,从而在墙壁上只需与通常的隔热结构的结构特征兼容的支撑构
件;因此,不像例如附着到冷藏集装箱的顶板的共熔板的情况,车辆的重
心不会升高,使得车辆更稳定并更安全。

在不脱离本公开的范围的情况下,用于冷藏或冷冻货物的存储的并且
特别用于冷藏货车集装箱等的上述装置也可以在许多方面进行修改。

此外,它的所有细节可能由其它技术上的等效特征取代。

在实践中,只要它们是与所讨论的具体用途兼容,所使用的材料和所
选的尺寸和形状可以是在各种情况下所需要的。

方面

应该指出,下面的任何方面1-11能够以任何组合相互结合,并且与方
面12、13、14-28、29-32或33-35中的任一个结合。方面12、13、14-28、
29-32或33-35能够以任何组合相互结合。

方面1.一种用于冷藏或冷冻货物的储存、运输和配送并且特别用于冷
藏车辆、冷藏室等的隔热集装箱的装置,其包括:

一个或多个热存储设备,每个包括:

限定用于容纳相变材料的空腔的壳体,所述空腔包含可供应有传
热流体的热交换器,其中所述壳体具有表面基本平坦的第一壁,和与
第一壁相对的第二壁,其表面是至少部分地带翅片的,
与所述一个或多个热存储设备相关联的通风机。

方面2.根据方面1所述的装置,其中,所述壳体包括用于传热流体的
通过的管道,其与第一壁和第二壁中的至少一个相关联。

方面3.根据方面1-2中的任一个所述的装置,其中,所述用于传热流
体通过的通道管道的内表面包括多个内部翅片,以促进加热液体与制成通
道管道的热传导材料之间的热交换。

方面4.根据方面1-3中的任一个所述的装置,其中,所述相变材料包
括下述中的一种:

-浓度在约0%至约35%之间的过氧化氢;和

-正癸烷。

方面5.根据方面1-4中的任一个所述的装置,其中,所述壳体是由铝
制成的。

方面6.根据方面1-5中的任一个所述的装置,其中,所述相变材料可
以被冷却,从而通过相变材料溶化的热量,将冷藏车辆等的集装箱的内部
空间的温度维持在集装箱的外部环境温度之下,或它可以被加热,从而通
过相变材料的显热,将集装箱的内部空间的温度维持在集装箱的外部环境
温度之上。

方面7.根据方面1-6中的任一个所述的装置,还包括用于测量集装箱
内的温度的温度传感器,并且通风机的功率可以根据集装箱内部的温度而
进行控制。

方面8.根据方面1-7中的任一个所述的装置,其中,所述通风机能够
产生其速度在从约0至约12米每秒的范围内变化的空气流。

方面9.根据方面1-8中的任一个所述的装置,其中,所述热交换器具
有U形管状轮廓,其与传热流体接触的内表面包括多个翅片。

方面10.根据方面1-9中的任一个所述的装置,其中,每个热存储设
备的壳体包括用于放出在壳体内积聚的过度压力的溢流阀。

方面11.根据方面1-10中的任一个所述的装置,其中,每个热存储设
备的壳体在顶部包括用于灌入和再填充相变材料的可封闭孔,并且在底部
包括用于排出相变材料的收集器。

方面12.一种冷藏车辆或类似物的集装箱,包括:

一种根据前述权利要求中的一项或多项所述的用于冷藏或冷冻货物的
存储、运输和配送的装置,其中,所述装置邻近集装箱的端壁放置,但不
连接到端壁,并抬离集装箱的底板,通风机布置在装置的顶部,靠近集装
箱的顶板,壳体的有至少部分地带翅片表面的第二壁朝向端壁,通风机能
够产生气流,在分散于集装箱中之前,所述气流从底板与装置之间通过,
进入在装置与端壁之间形成的间隙,掠过第二壁,并穿过通风机。

方面13.根据方面8所述的冷藏车辆或类似物的集装箱,其中,具有
基本平坦表面的第一壁可以通过自然对流进行热交换,至少部分地带翅片
的第二壁与集装箱的端壁产生通道,其用于通风机所产生的气流的强制、
受调节和受控通过。

方面14.一种用于冷藏车辆的装置,包括:

一个或多个热存储设备,包括:

壳体,其包括基本平坦的壁部分和传热加强壁部分,

由壳体的内部限定的空腔,

包含在空腔内的相变材料,和

构造为接收传热流体的热交换器;和

与所述一个或多个热存储设备连通的通风机。

方面15.根据方面14所述的装置,其中,所述壳体包括

用于第二传热流体通过的管道,其中,所述管道与壳体的一个壁连
通。

方面16.根据方面15所述的装置,其中,所述管道的内表面包括用于
第二传热流体与管道之间的热交换的多个内部翅片。

方面17.根据方面14-16中的任一个所述的装置,其中,所述相变材
料具有在约0℃至约-32℃之间的固-液转变温度。

方面18.根据方面14-17中的任一个所述的装置,其中,所述壳体是
由铝制成的,并且所述相变材料与铝兼容。

方面19.根据方面14-18中的任一个所述的装置,其中,所述相变材
料构造为将冷藏车辆的内部空间维持在低于环境温度的温度下。

方面20.根据方面14-19中的任一个所述的装置,其中,所述相变材
料构造为将冷藏车辆的内部空间维持在高于环境温度的温度下。

方面21.根据方面14-20中的任一个所述的装置,还包括:

用于确定冷藏车辆的内部空间的温度的温度传感器。

方面22.根据方面14-21中的任一个所述的装置,其中,所述通风机
的一个或多个设置根据内部空间的温度而进行控制。

方面23.根据方面14-22中的任一个所述的装置,其中,所述热交换
器具有U形管状轮廓。

方面24.根据方面23所述的装置,其中,所述U形管状轮廓的内表面
包括多个翅片。

方面25.根据方面14-24中的任一个所述的装置,其中,所述壳体包
括用于从壳体的空腔释放压力的溢流阀。

方面26.根据方面14-25中的任一个所述的装置,其中,所述壳体包
括下列中的至少一个:

用于将相变材料填充到壳体内的可封闭孔,和

用于排出相变材料的收集器。

方面27.根据方面14-26中的任一个所述的装置,其中,所述通风机
构造为在冷藏集装箱的内部空间内循环空气流,从而通过对流在热存储设
备与内部空间之间传递热量。

方面28.根据方面14-27中的任一个所述的装置,其中,所述传热加
强壁部分包括一个或多个翅片。

方面29.用于在冷藏车辆中使用的热存储设备,包括:

壳体,其包括传热加强壁部分和基本平坦的壁部分;

由壳体的内部限定的空腔;

包含在空腔内的相变材料;和

构造为接收传热流体的热交换器。

方面30.根据方面29所述的装置,其中,所述传热加强壁部分包括一
个或多个翅片。

方面31.根据方面29所述的装置,其中,所述相变材料具有在约0℃
至约-32℃之间的固-液转变温度。

方面32.根据方面29-31中的任一个所述的装置,其中,所述壳体是
由铝制成的,并且所述相变材料与铝兼容。

方面33.一种控制在冷藏车辆中的冷藏的方法,包括:

确定在冷藏车辆的内部空间中的温度;

用一个或多个热存储设备和与所述一个或多个热存储设备连通的通风
机促进内部空间内的热交换,所述热存储设备包括壳体,其包括基本平坦
的壁部分和传热加强壁部分,由壳体的内部限定的空腔,包含在空腔内的
相变材料,和构造为接收传热流体的热交换器;以及

控制通风机,以提供构造为从一个或多个热存储设备对流地传递热量
的空气流,并提供到冷藏车辆的内部空间的空气流。

方面34.根据方面32所述的方法,其中,确定在冷藏车辆的内部空间
中的温度包括监控一个或多个温度传感器。

方面35.根据方面32-33所述的方法,其中,控制通风机以提供构造
为从一个或多个热存储设备对流地传递热量的空气流并提供到冷藏车辆的
内部空间的空气流包括修改所述空气流的速度。

在本说明书中使用的术语旨在描述特定的实施例,并且不意图是限制
性的。除非明确地另有说明,术语“一”、“一个”和“该”包括复数形
式。在本说明书中使用时,术语“包括”和/或“包含”表示所述特征、整
数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或多个其它特征、
整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在或加入。

对于前面的描述,应当理解的是,在不脱离本公开的范围的情况下,
可以在细节上进行修改,特别是在所使用的构造材料和形状、尺寸和部件
的布置方面。在本说明书中使用的单词“实施例”可以但并不一定指的是
相同的实施例。本说明书和所描述的实施例仅是示范性的。在不脱离基本
范围的情况下,可以设计其它和另外的实施例,本公开的真实范围和精神
由随后的权利要求指示。

用于冷藏或冷冻的物品的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱的装置.pdf_第1页
第1页 / 共32页
用于冷藏或冷冻的物品的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱的装置.pdf_第2页
第2页 / 共32页
用于冷藏或冷冻的物品的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱的装置.pdf_第3页
第3页 / 共32页
点击查看更多>>
资源描述

《用于冷藏或冷冻的物品的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱的装置.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《用于冷藏或冷冻的物品的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱的装置.pdf(32页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

一种用于冷藏或冷冻物品的储存、运输和配送并且特别用于冷藏车辆、冷藏室和类似物的隔热集装箱的装置,包括一个或多个热存储设备,其各自包括限定用于容纳相变材料的空腔的壳体。所述空腔包括可供应有传热流体的热交换器。所述壳体包括基本平坦的壁部分和传热加强壁部分。所述装置包括与热存储设备连通的通风机。。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 机械工程;照明;加热;武器;爆破 > 制冷或冷却;加热和制冷的联合系统;热泵系统;冰的制造或储存;气体的液化或固化


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1