一种蓄能板及其制成的恒温箱的制作方法

1.本实用新型涉及恒温运输设备技术领域，具体涉及一种蓄能板及其制成的恒温箱。


背景技术：

2.目前，冷链运输主要依靠冷藏车车载制冷机组进行供冷，为了减少运输成本往往是多种货物混装将车厢装满，由于到达不同的目的地时需要分批卸货，每次卸货均会造成车厢内温度的剧烈波动，增加能耗；而且加上长途运输过程中司机饮食休息等原因，经常容易造成冷链“断链”现象。现有无源蓄冷恒温箱技术，需要在没有再次充冷条件下实现较长时间的保温，因此需要携带一定数量的蓄冷剂。而要将常温下的蓄冷剂降温至其相变温度之下，需要较大的冷量，这种冷量需要通过冷媒提供。目前这种方式普遍存在充冷速度慢、周转时间长的问题，无法真正用于冷链物流生产。
3.针对该问题，发明人申请了两篇有关蓄冷箱的实用新型专利，公告号为cn211033700u的实用新型专利公开了一种蓄冷保温箱，包括外壳、位于外壳内壁的内胆，以及用于分隔空间的隔板机构，内胆包括载冷剂层和蓄冷剂层，载冷剂层和蓄冷剂层均由两个外板和两个外板之间的内仓构成，载冷剂层一端外板顶端开设有输入口，载冷剂层另一端外板底部开设有输出口，蓄冷剂层的内仓内部填充有蓄冷剂，外板之间均匀安装有拉筋；外板采用薄铝板材质构件。该蓄冷保温箱是通过充冷设备将低温载冷剂通入载冷剂层，与蓄冷剂层内的蓄冷剂进行热交换，带走蓄冷剂层的热量，实现蓄冷保温的功能。但是在实际实施过程中，实用新型人发现铝板材质焊接困难，其形成的载冷剂层和蓄冷剂层在多次重复试验后即会出现渗漏现象，难以保证其较长的使用寿命。
4.公告号为cn211041510u的实用新型公开了一种双层绝热高效保温的并联式快速充冷设备，其包括箱体和并联式载冷剂管排，箱体内部设有铝板夹套蓄冷剂池，并联式载冷剂管排设置在铝板夹套蓄冷剂池内部，且铝板夹套蓄冷剂池内部填充有蓄冷剂；并联式载冷剂管排包括进液总管、出液总管和若干个支管，进液总管和出液总管分别设置在铝板夹套蓄冷剂池的内部两端，支管并联于进液总管和出液总管之间。其使用方式与蓄冷保温箱的使用方式类似，均是通过充冷设备将低温载冷剂充入并联式载冷剂管排内，通过管壁与管排外的蓄冷剂进行热量交换，最终实现蓄冷保温功能。同样的，其在实际制作过程中，管排的制作较麻烦，且管排外表面与蓄冷剂的接触面积也较小，因此效率方面还是有些欠缺。基于上述两个问题，亟需设计一种新的技术方案，以综合解决该问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种蓄能板及其制成的恒温箱，能有效解决现有铝板材质蓄冷板存在易渗漏、管排方式蓄冷板存在制作麻烦且换热面积小的问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：
7.一种蓄能板，包括中空的板体以及设在板体内的板芯，所述板芯包括两平行布置
的主管以及设在两主管之间、平行布置且至少两个的扁管，各所述扁管与两所述主管位于同一平面内、且内部相连通形成载能剂流道腔单体，所述板芯上设有供载能剂进出的进口和出口；板芯外壁以及板体内壁之间形成容纳蓄能剂的容纳腔。所述载能剂为载冷剂或载热剂，所述蓄能剂为蓄冷剂或蓄热剂。
8.优选地，所述主管为圆管，且主管的直径大于扁管的厚度；所述板体内壁紧贴主管外壁布置，所述扁管外壁与板体内壁之间形成所述容纳腔。
9.优选地，所述板芯为铝制，板体为塑料材质，且板体侧壁设有防冻裂弹性板；由于容纳腔内灌装的是蓄能剂，而蓄能剂量的多少与恒温时间成正比，蓄能剂越多，保持恒温时间就越长；因此为了提高恒温时长，就需要灌装更多的蓄能剂，这里板体采用具有形变能力的塑料；但即使是塑料，也依然存在冻裂的可能。为了解决该问题，可以在板体侧壁设置弹性乳胶板，利用乳胶板的形变性质，为蓄能剂相变提供一定的容纳空间，从而起到防止板体涨裂的问题。
10.同时还涉及一种恒温箱，该恒温箱包括保温层、隔板层以及设在两者之间的蓄能板，所述保温层形成恒温箱的外箱，隔板层形成恒温箱的内箱，若干所述蓄能板位于外箱和内箱之间、且紧贴两者布置；各所述蓄能板的载能剂流道腔单体相连通形成流道腔体，所述外箱外壁设有充冷口，流道腔体的载能剂进口和出口位于所述充冷口内。
11.其中，外箱通过整体发泡技术形成；所述内箱为铝制；在恒温箱外还设有温度显示装置。
12.上述恒温箱的工作方法，包括：
13.充冷设备利用制冷机组对其内容装的载能剂进行预先制冷；
14.将流道腔体的载能剂进口与出口分别连接充冷设备的载能剂交换接口，工作泵将预先制冷的载能剂从流道腔体进口连续充入流道腔体，并由出口处回流至充冷设备；
15.流道腔体内的载能剂与容纳腔内的蓄能剂进行热交换，蓄能剂发生相变，使蓄能剂温度下降到预定温度。
16.上述技术方案中提供的蓄能板，包括板芯和板体，其中板芯由两主管和至少两扁管组成，且内部形成供载能剂流通的流道腔单体，板体与板芯之间形成容装蓄能剂的容纳腔，板芯采用该形状可以有效增加载能剂与蓄能剂的换热面积，提高充冷速度。另外为了提高板芯与板体的结合稳定性，将主管设置为圆管，且圆管直径大于扁管的厚度，这样既能保证板芯与板体之间形成容纳腔，又能提高板体与主管的贴合度，使蓄能板结构更加紧凑和稳定。
17.本实用新型的板芯采用铝制，板体采用塑料材质，铝制板芯能够保证较高的热交换速率，缩短充冷时间，塑料材质板体有一定的形变能力，且制备精度高、工艺简单，使容纳腔中能够装灌更多的蓄能剂，从而提高蓄能板保持恒温的时间。
18.上述技术方案中还提供了一种利用蓄能板制成的恒温箱，该恒温箱是由保温层形成外箱，用于隔绝外界环境与箱体内部环境，隔板层形成内箱，用于防护；蓄能板固定在外箱与内箱之间，使箱体内部形成低温环境，用于储存产品；同时使多个蓄能板的载能剂流道腔单体相连通形成一个流道腔体，以便于载能剂在流道腔体内流通，形成快速冷却循环。
附图说明
19.图1为本实用新型所述板芯的结构示意图；
20.图2为本实用新型所述蓄能板的结构示意图；
21.图3为本实用新型所述蓄能板内部的结构示意图；
22.图4为本实用新型所述恒温箱的结构示意图。
23.图中：1.板芯；11.主管；12.扁管；13.进口；14.出口；2.板体；21.灌装口；3.弹性乳胶板；4.恒温箱；41.外箱；411.充冷口；42.内箱；43.箱盖；431.密封条。
具体实施方式
24.为了使本实用新型的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本实用新型的一种或几种具体的实施方式，并不对本实用新型具体请求的保护范围进行严格限定。
25.实施例1
26.本实施例以蓄冷为例，对本实用新型的技术方案进行说明，如图1、2所示，一种蓄冷板，包括中空的板体2以及设在板体2内的板芯1，板体2和板芯1均为铝制，板芯1包括两平行布置的主管11以及设在两主管11之间、平行布置的两扁管12，两扁管12与两主管11位于同一平面内、且内部相连通形成载冷剂流道腔单体，板芯1上设有供载冷剂进出的进口13和出口14；板芯1外壁以及板体2内壁之间形成容纳蓄冷剂的容纳腔，板体2上设有用于灌装蓄冷剂的灌装口21，本实施例中蓄冷剂为水，可以采用无菌水，以防止内部滋生细菌等，提高容纳腔的清洁度。具体地，本实施例的主管11为圆管，且主管11的直径大于扁管12的厚度，这样板体2内壁可以紧贴主管11外壁布置，提高蓄冷板的紧凑性，此时扁管12外壁与板体2内壁之间形成容纳腔，通过灌装口21向容纳腔内灌装容纳腔容积80％的水作为蓄冷剂，剩余20％的容积用于容纳水变成冰增加的体积，正常情况下水变成冰，体积会增加十分之一，这里预留10％用作防涨裂。
27.在此条件下，蓄冷剂无法装满容纳腔，其保持恒温的时间也会相应降低，且由于重力作用，水体会集中在容纳腔下部，载冷剂充冷时，容纳腔上部没有蓄冷剂的地方会造成冷媒的浪费；尽管如此，该蓄冷板依然可以满足使用需求。
28.实施例2
29.本实施例以蓄冷为例，对本实用新型的技术方案进行说明，如图1和图2所示，一种蓄冷板，包括中空的板体2以及设在板体2内的板芯1，板芯1为铝制，板体2为塑料材质，板芯1包括两平行布置的主管11以及设在两主管11之间、平行布置的两扁管12，两扁管12与两主管11位于同一平面内、且内部相连通形成载冷剂流道腔单体，板芯1上设有供载冷剂进出的进口13和出口14；板芯1外壁以及板体2内壁之间形成容纳蓄冷剂的容纳腔，板体2上设有用于灌装蓄冷剂的灌装口21，本实施例中蓄冷剂为水，可以采用无菌水，以防止内部滋生细菌等，提高容纳腔的清洁度。具体地，本实施例的主管11为圆管，且主管11的管径大于扁管12的厚度，这样板体2内壁可以紧贴主管11外壁布置，提高蓄冷板的紧凑性，此时扁管12外壁与板体2内壁之间形成容纳腔，通过灌装口21向容纳腔内灌装容纳腔容积90％的水作为蓄冷剂，剩余10％的容积用于容纳水变成冰增加的体积，这里利用塑料材质具有一定的形变能力，可以提高蓄冷剂的灌装量。
30.在此条件下，容纳腔内仅有10％的空间没有装满水，相较于实施例1，能够提供更长时间的恒温，但是在载冷剂充冷时，容纳腔上部依然存在一小段没有蓄冷剂的空间，还是会造成冷媒的少量浪费；但依然可以满足蓄冷使用需求。
31.实施例3
32.本实施例以蓄冷为例，对本实用新型的技术方案进行说明，如图1、2和3所示，一种蓄冷板，包括中空的板体2以及设在板体2内的板芯1，板芯1为铝制，板体2为塑料材质，板芯1包括两平行布置的主管11以及设在两主管11之间、平行布置的两扁管12，两扁管12与两主管11位于同一平面内、且内部相连通形成载冷剂流道腔单体，板芯1上设有供载冷剂进出的进口13和出口14；板芯1外壁以及板体2内壁之间形成容纳蓄冷剂的容纳腔，板体2上设有用于灌装蓄冷剂的灌装口21，本实施例中蓄冷剂为水，可以采用无菌水，以防止内部滋生细菌等，提高容纳腔的清洁度。具体地，本实施例的主管11为圆管，且主管11的直径大于扁管12的厚度，这样板体2内壁可以紧贴主管11外壁布置，提高蓄冷板的紧凑性，此时扁管12外壁与板体2内壁之间形成容纳腔，通过灌装口21向容纳腔内灌装水作为蓄冷剂。
33.如图3所示，塑料材质的板体2工艺制作方便、精度高；本实施例在板体2侧壁开设卡槽，卡槽内固定密封有弹性乳胶板3，弹性乳胶板3变形时的变形量形成膨胀腔，该膨胀腔的容积为容纳腔总容积的10％；弹性乳胶板3可设置一片、对称的两片、四片或六片，总之满足弹性乳胶板3的膨胀腔容积占容纳腔总容积的10％即可；这样弹性乳胶板3与板芯1形成的空腔内即可灌装100％的蓄冷剂(即水)。这样既能保证恒温时间，又能避免冷媒的浪费。本实施例是在两面积最大的板体2内壁设置弹性乳胶板3，工艺相对简单、安装较为灵活。
34.实施例4
35.本实施例除以下技术方案外，均与实施例1相同：主管为方管，且方管的边长大于扁管的厚度，扁管设有三个。
36.实施例5
37.本实施例以蓄冷为例，对本实用新型的技术方案进行说明，如图1、2和4所示，一种恒温箱，恒温箱4包括保温层、隔板层以及设在两者之间的蓄冷板，保温层由聚氨酯(pu)整体发泡制得，形成恒温箱4的外箱41；隔板层为铝制壁面，形成恒温箱4的内箱42；一到六块实施例1中的蓄冷板位于外箱41和内箱42之间、且紧贴两者布置，这里蓄冷板的数量决定了恒温时长，生产商可根据用户需求制作出置放不同蓄冷板数量的恒温箱4，当然，恒温箱4的重量也随着蓄冷板块数的增加而增大，实际使用时，由于箱盖43需要经常开合，因此箱盖43处可不置放蓄冷板，箱盖与箱体的相接处可设有密封条431，提高箱体密闭性；为了保证基本的恒温时长，一般可采用2～5块蓄冷板，当蓄冷板选用两块时，可对称放置在侧壁内；选用三块时，可放置在箱底和两对称的侧壁；选用四块时，可放置在箱体的四个侧壁；选用本实施例的五块时，可放置四个侧壁和箱底。安装时通过管道将各个蓄冷板的载冷剂流道腔单体相连通形成一整个流道腔体，在外箱41的外壁留有一个充冷口411，流道腔体连通后设有用于载冷剂进出的进口13和出口14，进出口均位于充冷口411内，充冷口411外可设置用于保护进出口14的防护盖。
38.该恒温箱4可根据使用需要制作不同容积，如本实施例的配送小产品的容积为90l的小恒温箱4；也可以与现有的电动三轮车配合，制成容积为1立方的小型恒温车厢；也可以与大型运输车配合使用，制成容积为8立方的大型恒温车厢；当制作成恒温车厢时，最多可
置放四块蓄冷板，其中车厢底面和一侧壁不置放，其一可防止运输产品对车厢底面施加较大压力从而造成底面蓄冷板损坏，其二侧壁用于设开合门，便于取放产品。其中充冷时间随着蓄冷板内蓄冷剂的增多而延长，相应的恒温时间也得到延长，本实施例的恒温时间与实施例1的恒温时间相对应。
39.实施例6
40.本实施例以蓄冷为例，对本实用新型的技术方案进行说明，如图1、2和4所示，一种恒温箱，恒温箱4包括保温层、隔板层以及设在两者之间的蓄冷板，保温层形成恒温箱4的外箱41，为epp保温箱体；隔板层为铝制壁面，形成恒温箱4的内箱42；一到六块实施例2中的蓄冷板位于外箱41和内箱42之间、且紧贴两者布置，这里蓄冷板的数量决定了恒温时长，生产商可根据用户需求制作出置放不同蓄冷板数量的恒温箱4，当然，恒温箱4的重量也随着蓄冷板块数的增加而增大，实际使用时，由于箱盖43需要经常开合，因此箱盖43处可不置放蓄冷板，箱盖与箱体的相接处设有密封条431，保证密闭性，减少与外界环境的热交换；为了保证基本的恒温时长，一般可采用2～5块蓄冷板，当蓄冷板选用两块时，可对称放置在侧壁内；选用三块时，可放置在箱底和两对称的侧壁；选用四块时，可放置在箱体的四个侧壁；选用本实施例的五块时，可放置四个侧壁和箱底。安装时通过管道将各个蓄冷板的载冷剂流道腔单体相连通形成一整个流道腔体，在外箱41的外壁留有一个充冷口411，流道腔体连通后设有用于载冷剂进出的进口13和出口14，进口13和出口14均位于充冷口411内，充冷口411外可设置用于保护进出口14的防护盖。
41.该恒温箱4可根据使用需要制作不同容积，如本实施例的配送小产品的容积为90l的小恒温箱4；也可以与现有的电动三轮车配合，制成容积为1立方的小型恒温车厢；也可以与大型运输车配合使用，制成容积为8立方的大型恒温车厢；当制作成恒温车厢时，最多可置放四块蓄冷板，其中车厢底面和一侧壁不置放，其一可防止运输产品对车厢底面施加较大压力从而造成底面蓄冷板损坏，其二侧壁用于设开合门，便于取放产品。其中充冷时间随着蓄冷板内蓄冷剂的增多而延长，相应的恒温时间也得到延长，本实施例的恒温时间与实施例2的恒温时间相对应。
42.实施例7
43.本实施例以蓄冷为例，对本实用新型的技术方案进行说明，如图1～4所示，一种恒温箱，恒温箱4包括保温层、隔板层以及设在两者之间的蓄冷板，保温层形成恒温箱4的外箱41，为epp保温箱体；隔板层为铝制壁面，形成恒温箱4的内箱42；一到六块实施例3中的蓄冷板位于外箱41和内箱42之间、且紧贴两者布置，这里蓄冷板的数量决定了恒温时长，生产商可根据用户需求制作出置放不同蓄冷板数量的恒温箱4，当然，恒温箱4的重量也随着蓄冷板块数的增加而增大，实际使用时，由于箱盖43需要经常开合，因此箱盖43处可不置放蓄冷板，箱盖与箱体的相接处设有密封条431；为了保证基本的恒温时长，一般可采用2～5块蓄冷板，当蓄冷板选用两块时，可对称放置在侧壁内；选用三块时，可放置在箱底和两对称的侧壁；选用四块时，可放置在箱体的四个侧壁；选用本实施例的五块时，可放置四个侧壁和箱底。安装时通过管道将各个蓄冷板的载冷剂流道腔单体相连通形成一整个流道腔体，在外箱41的外壁留有一个充冷口411，流道腔体连通后设有用于载冷剂进出的进口13和出口14，进出口均位于充冷口411内，充冷口411外可设置用于保护进出口14的防护盖。
44.另外为了更够直观恒温箱4内的温度，本实施例的恒温箱4上还配置usb型单温度
记录仪传感器，用于实时显示箱内温度，便于监控和分析。
45.该恒温箱4可根据使用需要制作不同容积，如本实施例的配送小产品的容积为90l的小恒温箱4；也可以与现有的电动三轮车配合，制成容积为1立方的小型恒温车厢；也可以与大型运输车配合使用，制成容积为8立方的大型恒温车厢；当制作成恒温车厢时，最多可置放四块蓄冷板，其中车厢底面和一侧壁不置放，其一可防止运输产品对车厢底面施加较大压力从而造成底面蓄冷板损坏，其二侧壁用于设开合门，便于取放产品。其中充冷时间随着蓄冷板内蓄冷剂的增多而延长，相应的恒温时间也得到延长，本实施例的恒温时间与实施例3的恒温时间相对应。
46.实施例5～7恒温箱的工作方法，具体包括：
47.采用充冷设备利用制冷机组对其内容装的乙二醇载冷剂进行预先制冷至
‑
20℃(当选择不同的蓄冷剂时，载冷剂的制冷温度随之改变，一般比蓄冷剂相变温度低20℃)；
48.将流道腔体的载冷剂进口与出口分别连接充冷设备的载冷剂交换接口，工作泵将预先制冷的载冷剂从流道腔体进口连续充入流道腔体，并由出口处回流至充冷设备；
49.流道腔体内的载冷剂与容纳腔内的蓄冷剂进行热交换，蓄冷剂发生相变，使蓄冷剂温度下降到预定温度。
50.为了降低生产成本，上述实施例中均采用水作为蓄冷剂，在具体实施过程中，也可以根据储存产品的性质选择不同的蓄冷剂，那么蓄冷剂的灌装量可根据其性质进行选择；实施例3中膨胀腔的体积也相应地改变。
51.对由实施例1～3蓄冷板制成的恒温箱的充冷时间和恒温时长进行试验，相关数据如下表：
[0052][0053]
上表中，恒温箱内蓄冷板的数量均选用四块，且均选用水作为蓄冷剂，乙二醇(预冷温度为
‑
20℃)作为载冷剂；恒温时长指的是在测试温度条件下(通常为38℃)，箱内平均温度从蓄冷剂相变温度上升至相变温度之上6℃所需的时间计。
[0054]
其中经过测试，pu(聚氨酯)保温箱与epp保温箱的保温效果基本一致，但epp保温箱可自然降解，对环境无害，非常适合食物的保鲜和运输；具体生产时，可采用epp保温箱作为外箱。
[0055]
另外，公告号为cn211041510u的实用新型公开了一种双层绝热高效保温的并联式快速充冷设备，其公开了的充冷设备“在夏季高温条件下，50小时箱内温度从1℃升至6℃左右”，实际上该充冷设备的充冷时间为30分钟，且在试验时选择的是五块蓄冷板；相应的，对本实用新型实施例5恒温箱进行了相应测试，试验结果为：充冷时间30分钟，恒温时长为53小时。结果表明，采用本实用新型的板芯，不仅解决了工艺制作方面(渗漏问题)的难题，而且能够提供更长时间的恒温。
[0056]
基于同样的原理，本实用新型中的蓄能板也可以用作蓄热使用，只需选择合适的
载热剂以及与其配合使用的蓄热剂即可，例如：
[0057]
需维持30℃左右的恒温条件，蓄热剂可选择47％ca(no3)2·
4h2o+53％mg(no3)2·
6h2o或者40％ch3coona
·
3h2o+60％nh2conh2；
[0058]
需维持70℃左右的恒温条件，蓄热剂可选择14％lino3+86％mg(no3)2·
6h2o；
[0059]
蓄热剂的选择根据使用条件来确定，可选用无机水合类盐、有机类相变材料或其它复合相变材料；载热剂可选择热效率高的高压蒸汽(温度可以为135℃)，具体的充热时间可根据蓄热剂的相变温度来确定；以30℃保温条件为例，由四块蓄热板制成90l恒温箱的充热时间为6分钟，恒温时长可达36小时，完全满足使用需求。
[0060]
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在获知本实用新型中记载内容后，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对其作出若干同等变换和替代，这些同等变换和替代也应视为属于本实用新型的保护范围。