專利名稱：車載集裝箱兩用制冷系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及集裝箱物流領域，特別是車載集裝箱制冷技術領域。
背景技術：
長期以來，人們一直希望能將鮮活水產品進行長距離“保活運輸”，實現“南魚北調，北魚南運”，從而形成全國范圍內鮮活水產品大物流的格局，優(yōu)化區(qū)域漁業(yè)經濟結構。根據查新目前國內外尚沒有專用的即能保持箱體內水溫恒定又能冷卻車廂內空 氣溫度的兩用制冷系統(tǒng)長距離運輸工具。現有的冷藏集裝箱，制冷系統(tǒng)只能單一的冷卻箱內空氣進行食品的冷藏運輸，是 因為僅僅將陸地上使用的制冷系統(tǒng)移置到集裝箱中，沒有設計出以水為被冷卻介質的熱交 換系統(tǒng)。水與空氣雖然同屬流體，但物理特性卻有較大的差別，在狹小、動蕩的車廂內設計 一套以水為被冷卻介質的制冷系統(tǒng)，且能夠根據運輸貨物品種的不同，進行冷卻水與冷卻 空氣的功能切換，能夠滿足功能的要求，安全、可靠地運行，需要攻克一系列技術難題，對系 統(tǒng)進行優(yōu)化組合?？萍疾靠萍贾斡媱澋难芯空n題“鮮活水產品長距離物流技術開發(fā)與產業(yè)化示 范”的研究內容之一，就是研制適合“活體水產品”生存的水環(huán)境運輸工具。研制、開發(fā)車載 集裝箱鮮活水產品恒溫水制冷系統(tǒng)，研制、開發(fā)車載專用水環(huán)境調控技術。車載集裝箱鮮活水產品恒溫水制冷系統(tǒng)主要是在鐵路、公路專用運輸車輛上構建 “車載專用水環(huán)境”。解決魚、蝦、貝類等活體水產品在長距離活體運輸條件下的代謝，并對 水環(huán)境溫度進行精確控制。車載集裝箱恒溫水制冷系統(tǒng)被冷卻介質是水(淡水和海水)，要求能在國內大緯 度跨度，惡劣的氣象條件和運動狀態(tài)下安全運行。與一般制冷系統(tǒng)相比，其系統(tǒng)的組成、運 行時功能的切換，對設備運行的可靠性、自動控制精度、對水質的過濾(還有其他生化指 標)、設備的防腐等，提出了更高的要求。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的提供既可以冷卻水、又可以冷卻空氣兩種用途的車載集裝箱作為鐵 路、公路長距離運輸工具，拓展車載集裝箱的便用功能。在研制車載集裝箱恒溫水制冷系統(tǒng) 的基礎上，研制了冷卻水和冷卻空氣的兩用制冷系統(tǒng)當集裝箱運輸鮮活水產品時，制冷系 統(tǒng)在恒溫水工況下運行；當運輸其他保鮮食品時，制冷系統(tǒng)在冷卻空氣的工況下運行。要解決的技術問題兩用制冷系統(tǒng)的機組具有兩部分功能一是作為空氣源熱泵冷熱水機組運行，可 提供冷水或熱水，以滿足車載恒溫水系統(tǒng)冷熱源的需要；二是該機組配備了冷風機，可以通 過空氣換熱方式對車廂內空氣進行制冷或制熱，作為車載冷加工間或冷藏庫使用。系統(tǒng)具 備工況轉換的功能，可以根據需要進行自動轉換或人工轉換。由于我國南、北方緯度跨度大，四季氣候條件不同，氣溫相差較大(環(huán)境溫度40 -40°C范圍)。車載集裝箱兩用制冷系統(tǒng)在跨越南北方不同氣候區(qū)以及長途運輸條件 下，機組在惡劣的環(huán)境下運行，應具備高可靠性。

制冷系統(tǒng)必須滿足下列要求1)應能在環(huán)境溫度40 _40°C范圍內安全、可靠運行；2)應能承受運輸工具的顛簸、震動和沖擊；(制冷系統(tǒng)的抗沖擊能力應符合鐵道 部特種運輸車輛的技術標準)；3)采用風冷熱泵技術，進行手動/自動運行；4)能進行運行工況的轉換，在恒溫水制冷系統(tǒng)運行工況下，對水溫進行精確控制， 系統(tǒng)的自動控制精度、對水體的過濾、脫毒、充氧和二氧化碳、水質的凈化，應滿足活體水產 品生存的生化指標；在冷庫制冷系統(tǒng)運行工況下，對車廂內空氣溫度進行精確控制，滿足水 果、蔬菜冷藏運輸的需要；5)制冷系統(tǒng)蒸發(fā)器及管道系統(tǒng)的材質應能防海水腐蝕；6)采用環(huán)保型制冷劑；7)自備電源；8)集裝箱箱體具有良好的保溫性能。解決問題的技術方案要點當集裝箱運輸鮮活水產品時，制冷系統(tǒng)在恒溫水工況下運行，被制冷系統(tǒng)冷卻的 介質是魚箱中的水；當運輸其他保鮮食品時，制冷系統(tǒng)在冷卻空氣的工況下運行，此時，被 制冷系統(tǒng)冷卻的介質是集裝箱中的空氣，車載集裝箱成為一個移動的冷庫為了實現這種 工況的轉換，需要對制冷系統(tǒng)進行特殊設計。1)車載集裝箱箱體內設有設備區(qū)、管理區(qū)、設備監(jiān)控區(qū)；液態(tài)氧、二氧化碳瓶定 置區(qū)；魚箱(設置溶氧罐與魚箱構成整體)；冷風機定置區(qū)，所有與魚箱水體接觸的設備、 管道、儀表等，均應防海水腐蝕；設備區(qū)設置兩用制冷系統(tǒng)，發(fā)電機，配電設備，控制設備，油 箱，水箱，臭氧發(fā)生器等；2)在制冷系統(tǒng)中設置四通換向閥，在每個溶氧罐內設置水_水熱交換器，在集裝 箱端部頂板下設置冷風機。當處于恒溫水工況下運行時，制冷系統(tǒng)通過制冷劑吸收魚箱中 的熱量；當鮮活水產品到達目的地，溶氧罐隨魚箱整體卸出集裝箱；運輸其他保鮮食品，處 于冷卻空氣的工況下運行時，制冷系統(tǒng)通過四通換向閥向冷風機輸送制冷劑，冷卻集裝箱 內的空氣；3)設計冷水管路系統(tǒng)，將恒溫水制冷系統(tǒng)與各魚箱之間連接起來，用于夏季對魚 箱水體降溫、冬季對水體加熱；制冷系統(tǒng)冷水與魚箱水體熱交換器設計；冷水管與魚箱接 口設計為快速接口設計；4)設計制冷劑管路系統(tǒng)，將兩用制冷系統(tǒng)機組與冷風機連接起來；當機組在冷卻 空氣的工況下運行時，實現水果、蔬菜的冷藏運輸功能；(見圖1)冷風機為外形緊湊的壁掛 式，采用內螺紋銅管和波紋鋁翅片；冷凝器為風冷型、鋁翅片銅管換熱器，采用風量大、噪音 低的三相外轉子電機，確保了冷凝器的換熱效率；蒸發(fā)器為干式殼管式海水用蒸發(fā)器，經過 電鍍處理，能有效防止海水對管道的腐蝕，并維持較好的換熱效率；(見圖2、圖3、圖4、圖 5)5)冷水流量控制系統(tǒng)設計；
6)水溫自動控制系統(tǒng)設計，精確控制魚箱水溫；(溫度傳感器0_50°C，精度 士 0. 2 0C )7)各控制參數選點、控制執(zhí)行元器件與工控機相連接的工藝設計。有益效果根據查新目前國內外尚沒有專用的即能保持水溫恒定，用于鮮活水產品長距離運輸；又能冷卻車廂內空氣溫度，用于水果、蔬菜冷藏運輸的兩用制冷系統(tǒng)長距離運輸工 具。與已有技術及同類設備無法進行比較。本發(fā)明的研制成功，從而使“南魚北調，北魚南 運”的愿望成為可能。按我國科技部的要求，一旦形成產業(yè)化示范，預計將產生很大的經濟 效益和社會效益。比如廣州至烏魯木齊，鐵路運輸里程約5000km以上，將鮮活水產品由廣 州運至烏魯木齊后，為了不使集裝箱空箱返回，可以裝運哈密瓜、葡萄等新疆特產瓜果至其 他城市。這樣大大提高集裝箱的利用率，產生可觀的經濟效益和社會效益。


下面結合附圖與實施案例進一步說明本發(fā)明。圖1兩用制冷系統(tǒng)工藝流程圖；圖2機組總裝配圖設計；圖3機組總裝配圖之一；圖4機組總裝配圖之二 ；圖5機組總裝配圖之三。
具體實施例方式下面通過一個實施案例，進一步說明本發(fā)明?！败囕d專用集裝箱”外型尺寸為12192 X 2438 X 2896mm。選用輕質材料，全箱總裝配 質量(空載質量)控制在7噸以內(除魚箱外)，全箱總載質量31. 45噸。箱體內部按功能 要求設有設備區(qū)(設置兩用制冷系統(tǒng)，發(fā)電機，配電設備，控制設備，油箱，水箱，臭氧發(fā)生 器等)、管理區(qū)、設備監(jiān)控區(qū)、液態(tài)氧、二氧化碳瓶定置區(qū)。魚箱、冷風機定置區(qū)(定置四箱， 6噸/箱)。所有與魚箱水體接觸的設備、管道、儀表等，均應防海水腐蝕。配備發(fā)電機(兩臺)，其機座地腳螺栓與箱體底梁相連接，并做防震動傳導設計。 動力線、照明線、控制線均分別布置于頂部。備用電源接口距地面高1000mm(防止非常制動 時液體浸泡)。箱體側面設計兩扇可調控百葉窗(用途發(fā)電機散熱器對外散熱)，兩扇發(fā) 電機排氣窗。設置風冷式冷凝器散熱窗口(做防雨設計)。整體式制冷/熱泵機組的框架用螺栓與集裝箱體固定并做減震處理。柴油箱設計容量600公斤，設油箱加油孔一只(做防雨設計)。應考慮添加方便、 清洗快捷、不易銹蝕等特點。貯水箱設計容量350公斤，與管理間共用一個水箱。箱體保溫材料采用聚氨酯工廠發(fā)泡，厚度由設計計算確定。所有門窗均設保溫層， 鎖件應安全可靠、耐用、易操作；箱體與車架(平板)走行部分的隔震設計(魚類對震動較 為敏感，特別是石首科魚類)。
設備間與魚箱、冷風機定置區(qū)隔墻保溫、隔音處理。設備間四壁作消聲處理 。
權利要求
車載集裝箱兩用制冷系統(tǒng)，其特征在于制冷系統(tǒng)在恒溫水工況下冷卻的介質是水；制冷系統(tǒng)在冷卻空氣的工況下冷卻的介質是空氣，工況的轉換，包括以下方法1)車載集裝箱箱體內設有設備區(qū)、管理區(qū)、設備監(jiān)控區(qū)；液態(tài)氧、二氧化碳瓶定置區(qū)；魚箱；冷風機定置區(qū)，所有與魚箱水體接觸的設備、管道、儀表等，均應防海水腐蝕；2)在制冷系統(tǒng)中設置四通換向閥，在每個溶氧罐內設置水-水熱交換器，在集裝箱端部頂板下設置冷風機。當處于恒溫水工況下運行時，制冷系統(tǒng)通過制冷劑吸收魚箱中的熱量；當鮮活水產品到達目的地，溶氧罐隨魚箱整體卸出集裝箱；運輸其他保鮮食品，處于冷卻空氣的工況下運行時，制冷系統(tǒng)通過四通換向閥向冷風機輸送制冷劑，冷卻集裝箱內的空氣；3)設計冷水管路系統(tǒng)，將恒溫水制冷系統(tǒng)與各魚箱之間連接起來，制冷系統(tǒng)冷水與魚箱水體熱交換器設計；冷水管與魚箱接口設計為快速接口設計；4)設計制冷劑管路系統(tǒng)，將兩用制冷系統(tǒng)機組與冷風機連接起來；5)冷水流量控制系統(tǒng)設計；6)水溫自動控制系統(tǒng)設計，精確控制魚箱水溫；7)各控制參數選點、控制執(zhí)行元器件與工控機相連接的工藝設計。
2.根據權利要求1所述的兩用制冷系統(tǒng)，其特征在于所述方法1設備區(qū)設置兩用制 冷系統(tǒng)，發(fā)電機，配電設備，控制設備，油箱，水箱，臭氧發(fā)生器等。
3.根據權利要求1所述的兩用制冷系統(tǒng)，其特征在于所述方法1的魚箱設置有溶氧 罐，與魚箱構成整體。
4.根據權利要求1所述的兩用制冷系統(tǒng)，其特征在于所述方法3快速接口設計為防 腐、防震、無滲漏，易拆卸、耐用。
5.根據權利要求1所述的兩用制冷系統(tǒng)，其特征在于所述方法4冷風機為外形緊湊 的壁掛式，采用內螺紋銅管和波紋鋁翅片；冷凝器為風冷型、鋁翅片銅管換熱器，采用風量 大、噪音低的三相外轉子電機，確保了冷凝器的換熱效率；蒸發(fā)器為干式殼管式海水用蒸發(fā) 器，經過電鍍處理，能有效防止海水對管道的腐蝕，并維持較好的換熱效率。
全文摘要
本發(fā)明為車載集裝箱兩用制冷系統(tǒng)，當集裝箱運輸鮮活水產品時，制冷系統(tǒng)在恒溫水工況下運行；當運輸其他保鮮食品時，制冷系統(tǒng)在冷卻空氣的工況下運行；箱體內設有設備區(qū)、管理區(qū)；設備監(jiān)控區(qū)；液態(tài)氧、二氧化碳瓶定置區(qū)；魚箱；冷風機定置區(qū)，所有與魚箱水體接觸的設備、管道、儀表等，均應防海水腐蝕；冷水管路系統(tǒng)，將恒溫水制冷系統(tǒng)與魚箱之間連接起來，在溶氧罐內設置水-水熱交換器，用于夏季對魚箱水體降溫、冬季對水體加熱，水溫控制系統(tǒng)精確控制魚箱水溫；制冷劑管路系統(tǒng)，將兩用制冷系統(tǒng)機組與冷風機連接起來；該設備的研制成功，從而使“南魚北調，北魚南運”的愿望成為可能。一旦形成產業(yè)化示范，預計將產生很大的經濟效益和社會效益。
文檔編號B65D88/74GK101844655SQ20101013799
公開日2010年9月29日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權日2010年4月1日
發(fā)明者方恒和, 林文松, 汪之和, 趙玉山, 韓曉鳴, 馬允, 黃碩琳 申請人:上海海洋大學;新疆奔騰生物技術有限公司;中鐵集裝箱運輸有限責任公司;山東東方海洋科技股份有限公司