一种联合制冷冷链运输车的制作方法

本实用新型涉及冷链运输领域，具体为一种联合制冷冷链运输车。

背景技术：

申请人华星隆慧(北京)科贸有限责任公司于2018年提出一项发明专利申请cn201811126598.3，公开了一种智能多功能气分子冷链车，挂壁式冷链车车尾挂壁在挂壁车车头上，集装箱保温箱安装在挂壁式冷链车车尾上，集装箱保温箱与挂壁车车头之间安装制冷源；冷凝器机组安装在集装箱保温箱外，制冷源通过管路连通至集装箱保温箱内，气分子平衡组件安装在集装箱保温箱外顶部；冷凝器机组为集装箱保温箱内提供制冷剂；制冷源通过顶部喷淋的方式为集装箱保温箱降温、提供贮藏所需的环境气体；气分子平衡组件平衡集装箱保温箱内的各种气体分子；环境参数调控组件调控集装箱保温箱内的湿度及所需储藏气体分析的含量；人工智能控制系统根据接收的外部输入的控制参数或者利用预先存储的控制参数检测单元检测的参数，发出控制指令，使得集装箱保温箱内部环境达到控制参数，对其内部材料实施冷藏保鲜或者速冻。

该方案的核心在于：通过对箱体内部各类气体分子浓度以及温度调控达到食材保鲜、深冷等处理。

申请人广州聚联物流有限公司于2016年提出一项实用新型专利申请cn201621221676.4，公开了一种冷藏车液氮换热制冷系统，设置于冷藏车上，包括液氮罐和输氮管，输氮管的近端与液氮罐的排气口连接，远端沿冷藏车车厢的顶部引入冷藏车车厢内，输氮管远端封堵，输氮管的近端设有控制阀，输氮管的管壁上于冷藏车车厢内设有若干液氮喷头，所述输氮管采用绝热管，所述绝热管包括内管和外管，内管和外管间形成真空夹层，真空夹层内设有若干层平行于内管和外管管壁的辐射屏。其采用清洁能源液氮做为冷媒，具备制冷量大，制冷快速高效。使得集装箱在不增加运输工具的动力和能源消耗的情况下，实现农鲜产品的保鲜运输。

可以理解的，采用液氮或者液态二氧化碳等气体作为冷源对集装箱式冷藏箱进行供冷已经是本领域常见手段。

申请人浙江海洋大学于2018年提出一项发明专利申请cn201810715803.3，其公开了一种lng冷藏车，包括车体、气体发动机、加热器、控制阀、lng储液罐、气化器、冷藏车厢；气体发动机通过管道与气化器的一端相通，气体发动机与气化器之间设有加热器；lng储液罐通过管道与气化器的另一端相通，lng储液罐与气化器之间设有控制阀；其中，冷藏车厢的前端设有第一隔板，第一隔板为孔板，第一隔板将冷藏车厢的前端分隔成制冷腔室，气化器通过支撑机构固定在制冷腔室中；支撑机构包括第一支撑组件、第二支撑组件和连接板，该方案可进行分段式冷藏，提高了能源利用率，节能环保。

申请人江苏华迈燃气设备销售有限公司于2013年提出一项发明专利申请cn201310462726.2，其公开了一种lng冷藏车的制冷方法及其冷藏车，属于冷能利用技术领域。利用lng在复温、气化阶段释放出大量的冷能，提供冷藏车优质的冷气，在不需要另外消耗能源的情况下解决了冷藏车制冷的问题，大大提高了能源的综合利用率，降低了冷藏车的运营成本。该方案将蒸发器直接安装于冷藏车箱内，并加装泄漏传感器、报警器、除霜器、气化器、储冷剂箱、温度传感器和温控器等设备，不仅结构简单、冷能流失小、制冷效果好，而且冷藏车的安全性能高，运行费用低，节能环保。

可以理解的，采用液态lng作为冷源对集装箱式冷藏箱进行供冷已经是本领域常见手段。

但是，本领域的技术发展仅仅关注采用独立冷源如液氮进行制冷，或单独的采用lng(液化天然气，liquefiednaturalgas)制冷；

上述技术存在的缺陷在于：如果采用独立冷源，那么车辆在2000-3000km的行程中需要挂载2个450l的液氮罐才勉强够用，如cn201811126598.3的附图1所示，其挂载了4个450l液氮罐。

如果单独的采用lng制冷，则随着车辆的运行，其气源并不稳定，如，在停车休息、中转等时候，车辆并不需要lng作为燃料，因此无法保证冷源的稳定供应。

并且通过查表可知，液氮冷量大致为：411kj/kg；液态lng冷量大致为830kj/kg；上述冷量是指液氮或液态lng从液态恢复至室温所需吸收的热量。

所以可知，无论液氮还是液态lng其冷量品位都是非常高的，若能合理利用，将会有效降低能源消耗、降低车辆体积、提高物流距离。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种联合制冷冷链运输车，该冷链运输车通过对液态惰性气体和液态lng冷量进行联合利用，可以降低液态惰性气体储罐体积、降低车辆体积、提高物流距离、提高能源利用率，避免单一使用液态惰性气体、单一使用lng作为冷源带来的制冷波动大、物流距离短、设备体积过大的问题出现。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种联合制冷冷链运输车，包括以lng为燃料的车辆、设置在车辆上的箱体，还搭载有液态惰性气体储罐，所述的箱体内设有以液态lng和液态惰性气体为冷源对箱体内部空间进行热量交换制冷的换热制冷系统。

在上述的联合制冷冷链运输车中，所述的液态惰性气体为液态二氧化碳和/或液氮。

本实用新型所述的“和/或”是指：液态惰性气体为液态二氧化碳、液氮、液态二氧化碳和液氮三种可选情形。

在上述的联合制冷冷链运输车中，所述的车辆上设有液态lng储罐，所述的换热制冷系统包括用于将液态lng储罐内的液态lng的冷量导入到箱体内的第一换热单元、用于将液态惰性气体储罐内的液态惰性气体的冷量导入到箱体内的第二换热单元。

在上述的联合制冷冷链运输车中，所述的第一换热单元用于对液态lng的液体冷量、气化冷量、lng气体复温至预设温度的冷量中的一种或多种冷量与箱体内部空间进行换热；

所述的第二换热单元用于对液态惰性气体的液体冷量、气化冷量、惰性气体复温至预设温度的冷量中的一种或多种冷量与箱体内部空间进行换热。

在上述的联合制冷冷链运输车中，所述的第一换热单元包括设置在箱体内的第一蒸发器，所述的第一蒸发器的入口连接至液态lng储罐，所述的第一蒸发器的出口连接至车载发动机；

所述的第二换热单元包括设置在箱体内的第二蒸发器，所述的第二蒸发器的入口连接至液态惰性气体储罐，所述的第二蒸发器设有第一出口，所述的第一出口与大气连通。

在上述的联合制冷冷链运输车中，所述的第二蒸发器设有第二出口，所述的第二出口与箱体的内部空间连通。

在上述的联合制冷冷链运输车中，所述的第一蒸发器的入口设有第一控制阀，所述的第二蒸发器的入口设有第二控制阀。

在上述的联合制冷冷链运输车中，所述的第一出口和第二出口上分别设有第三控制阀和第四控制阀。

在上述的联合制冷冷链运输车中，还包括利用空气和/或发动机排气余热对液态lng进行气化供车载发动机使用的第三换热单元，所述的第三换热单元的入口设有第五控制阀。

在上述的联合制冷冷链运输车中，所述的箱体内设有温度传感器，所述的箱体为保温集装箱。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用lng和液态惰性气体作为冷源进行联合制冷，其具有如下优势：

一、lng和液氮或液态二氧化碳冷量品位高，当两者进行联合制冷时，可以降低车载液态惰性气体储罐的体积和数量，经过评估，在2000-3000km的物流距离情况下，可以将传统的所需的2-4个450l的液氮罐取消，取而代之的是2个150l以下的液氮罐，其安装位置可以灵活选择，比如选择设置在车头和箱体之间的边角位置，甚至选择设置在箱体里面也是可以实现的，其可以有效的降低车辆体积，同时，也提高了对于冷量的利用效率。

二、采用lng和液氮或液态二氧化碳联合制冷，可以互补两者的劣势，其具有适应于长途物流和制冷稳定的优势。当车辆在持续稳定的运输过程中，以lng为主要冷源，以液态惰性气体为辅助冷源进行制冷保冷，当车辆停止运行或者驾驶员停车休息时，以液态惰性气体为主要冷源进行制冷保冷。两者结合能够保证在这个运输过程中，制冷稳定，并且可以保证在2000-3000km物流过程中的冷量供应。

三、车辆改造和制造成本低，由于液态惰性气体储罐的体积和数量的减少，传统的以lng为燃料的冷藏车无需对车架主体进行明显改装，仅需要对换热制冷系统进行改造即可适应于现有车辆。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的立体图；

图2为本实用新型的实施例1的结构方框图；

图3为本实用新型的实施例1的结构方框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

请参阅图1-2，一种联合制冷冷链运输车，包括以lng为燃料的车辆1、设置在车辆1上的箱体2，还搭载有液态惰性气体储罐3，所述的箱体2内设有以液态lng和液态惰性气体为冷源对箱体2内部空间进行热量交换制冷的换热制冷系统。

在本实施例中，液态lng是存储在液态lng储罐4中的，这是现有的以lng为燃料的车辆1均会搭载的容器。液态惰性气体是存在液态惰性气体储罐3中的，这也是本领域常见的容器。一般来说，无论是液态lng储罐4、液态惰性气体储罐3均有保温层，如真空保温层或其他绝热层。

在实际应用过程中，换热制冷系统通过车载控制器或者其他任何可选的控制方式进行控制，甚至不排斥人工手动控制液态lng和液态惰性气体中的制冷主次之分。

具体来说，在运输过程中，如果在正常的车辆1运行过程中，换热制冷系统大多采用液态lng作为主冷源进行制冷，以液态惰性气体为辅助冷源进行制冷；在车辆1暂时停止运行过程中如司机休息、中途进行卸货补货、临检、lng加气等情形下，换热制冷系统采用液态惰性气体为主冷源进行制冷，不采用或在车辆1怠速状态下少量采用液态lng作为辅助冷源进行制冷。

当然，在实际应用过程中，即使车辆1处于正常行驶状态，也不排斥以液态惰性气体为主要冷源进行制冷的实施方案。

在本实施例中，所述的液态惰性气体为液氮，相比于液态二氧化碳，液氮的冷量品位更高，无需带压存储、在泄压过程中不会成为干冰堵塞管路，所以本实施例优选液氮作为冷源之一。

但是液态二氧化碳也是可选的一个较为优质的冷源，液态二氧化碳的价格在300元/吨，液态二氧化碳冷量大致为650kj/kg，液氮的价格在500-1000元/吨，液氮冷量大致为：411kj/kg；从经济性角度来说，采用液态二氧化碳更为合适，从设备耐压角度来说，采用液氮更为合适。在本实施例中，为了降低设备耐压等级，采用液氮作为冷源。若要采用液态二氧化碳作为冷源，则需要管道更为耐压。

本实用新型所述的“和/或”是指：液态惰性气体为液态二氧化碳、液氮、液态二氧化碳和液氮三种可选情形。

在本实施例中，所述的车辆1上设有液态lng储罐4，所述的换热制冷系统包括用于将液态lng储罐4内的液态lng的冷量导入到箱体2内的第一换热单元5、用于将液态惰性气体储罐3内的液态惰性气体的冷量导入到箱体2内的第二换热单元6。

具体来说，所述的第一换热单元5用于对液态lng的液体冷量、气化冷量、lng气体复温至预设温度的冷量与箱体2内部空间进行换热；

所述的第二换热单元6用于对液态惰性气体的液体冷量、气化冷量、惰性气体复温至预设温度的冷量与箱体2内部空间进行换热。

上述的预设温度根据箱体2的功能不同而有所区别，若箱体2用于保鲜，则一般来说箱体2内的温度需要控温到2-10℃，这个时候预设温度可以选择为-10℃至-20℃等；

若箱体2用于对冻品进行存储，则箱体2内的温度应当控制在零下，这个时候预设的温度应当更低，如-20℃或-30℃等。综合来说，预设温度应当低于箱体2内所要求的温度。

更为具体来说，第一换热单元5和第二换热单元6均为蒸发器，蒸发器可以以任何本领域可选的蒸发器实施，在本实施例中，采用蒸发盘管的形式布置在箱体2的内壁。

在本实施例中，所述的第一换热单元5包括设置在箱体2内的第一蒸发器12，所述的第一蒸发器12的入口连接至液态lng储罐4，所述的第一蒸发器12的出口连接至车载发动机7；

第一蒸发器12优选为盘管结构的蒸发器，设置在箱体2靠近车头的一侧的内壁。

作为一种可选方案，还可在第一蒸发器12和车载发动机7的入口之间还可以增设一个用于对第一蒸发器12所排出的气态lng加温至常温供车载发动机7使用的第四换热单元14，参考图3。

所述的第二换热单元6包括设置在箱体2内的第二蒸发器13，所述的第二蒸发器13的入口连接至液态惰性气体储罐3，所述的第二蒸发器13设有第一出口8，所述的第一出口8与大气连通。

第二换热单元6的第二蒸发器13内通入液氮，待液氮在第二蒸发器13内换热并气化吸热，然后气化并升温的氮气从第一出口8排至大气。

第二蒸发器13优选为盘管结构的蒸发器，设置在箱体2左右两侧或左右上三面内壁。

蒸发器上可增设换热翅等任何可提高热交换效率的组件，对此本实施例并不过多限制。

作为本实施例的优选方案，所述的第二蒸发器13设有第二出口9，所述的第二出口9与箱体2的内部空间连通。这种优选设计对于保鲜的箱体2是适用的，通过适时的向箱体2内补充氮气保持箱体2内的惰性气体氛围，抑制植物、蔬菜等物品的呼吸作用。

为了提高联合制冷所用的冷源的制冷比例，本实施例优选通过电磁阀来控制液态惰性气体和lng用于制冷的量，具体来说，所述的第一蒸发器12的入口设有第一控制阀10，所述的第二蒸发器13的入口设有第二控制阀11。

作为一种优选的控制手段，第一控制阀10和第二控制阀11以及后文所述的第三控制阀15和第四控制阀16都为电磁阀，通过车载控制器进行控制其开度。

通过车载控制器控制第一控制阀10和第二控制阀11的开度，可以控制制冷过程中的主要冷源的选择。

优选地，所述的第一出口8和第二出口9上分别设有第三控制阀15和第四控制阀16。第三控制阀15和第四控制阀16主要是用于对第二蒸发器13所排出的氮气进行重复利用，将少量的氮气排至箱体2，维持箱体2内的惰性气体氛围。

在本实施例中，作为优选的方案，参考图3，还包括利用空气和/或发动机排气余热对液态lng进行气化供车载发动机7使用的第三换热单元17，所述的第三换热单元17的入口设有第五控制阀18。

现有设计中空气和/或发动机排气余热对液态lng进行气化主要是通过换热器进行，将各种余热通过水吸收后将水导入到换热器中对液态lng进行气化。

第三换热单元17是现有的以lng为动力的冷藏运输车上的现有设备，其不用于对箱体2制冷，主要用于对液态lng进行气化使之形成0-40℃的气体进入发动机。保留第三换热单元17的目的在于，当箱体2无需制冷或空车时，应当将液体lng储罐切换到第三换热单元17，以利于车辆1的正常行驶。

为了利于对于箱体2内的温度调控，使第一控制阀10、第二控制阀11的控制可靠，所述的箱体2内设有温度传感器19，通过温度传感器19的数据来控制第一控制阀10的开度和第二控制阀11的开度。若箱体2内的温度过高，则应当调高第一控制阀10的开度或第二控制阀11的开度，或在车辆1无需行驶过程中，将第二控制阀11的开度调大，反之，则减少第一控制阀10和第二控制阀11的开度。

作为本实施例的优选的方案，在箱体2内还可以设置气体传感器20，气体传感器20用于检测气体中氧气等含量，作为第三控制阀15和第四控制阀16的开度控制的数据依据。

在本实施例中，所述的箱体2优选为保温集装箱。

当然，在本实施例中，并不排斥增设以物质交换来进行热量传导的制冷模式，如cn201811126598.3所述的通过顶部喷淋的方式为保温集装箱进行降温。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。