压缩制冷系统的过冷系统的利记博彩app
【专利摘要】本发明涉及使保温封闭区(3)冷却并保温的设备和方法，设备包括：制冷机组(5)，其包括由热力发动机(8)驱动的压缩机(7)和蒸发器(13)；热化学型冷却系统(15)，其包括容纳液化气体的储存器(23)，液化气体能在蒸发后与容纳在反应器(17)中的试剂化合，试剂由试剂盐和膨胀天然石墨的混合物构成，所获反应产物能通过加热部件回热，冷却系统包括蒸发器(25)和冷凝器(21)。设备的特征在于，冷却系统的蒸发器(25)与在制冷机组(5)的蒸发器(13)的上游的其制冷回路热接触；冷却系统的反应器与加热部件热接触，加热部件使用热力发动机在其运行时散发的热能；所用膨胀天然石墨的表观密度在100-120kg/m3之间；试剂中盐的质量比例在50％到75％之间。
【专利说明】压缩制冷系统的过冷系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及使封闭区冷却并保持在低温的设备，该封闭区尤其由保温集装箱构成，该保温集装箱尤其是布置在用于运输需要在整个运输过程保持低温的货物的车辆上的类型。
【背景技术】
[0002]已知如卡车和半挂车的这类保证运输上述这类货物的车辆配备有被称为制冷机组的制冷装置，该制冷机组使用由发动机驱动的压缩机，该发动机尤其是柴油机类的热力发动机，通常与汽车发动机不同。以已知的方式，在该制冷机组中，通过制冷液在布置在待冷却封闭区中的蒸发器中的蒸发产生冷量，然后气体在压缩机中被压缩，以便在布置在所述封闭区外的冷凝器中冷凝。
[0003]已知施加于制冷机组的工作任务包括:在被称为降温阶段的第一阶段，冷却保温集装箱，以使其温度从环境温度降低到设定温度，以及其次，在被称为保持阶段的第二阶段，使该设定温度在整个运输期间保持恒定。
[0004]然而，从经验可知，降温阶段时压缩机所需的能量构成驱动压缩机的发动机所传递的总功率的很大一部分，因为对于卡车大约为总功率的30%，对于半挂车大约为总功率的15%。因此，当然根据具体运行条件，制冷机组能够每小时消耗三到五升燃料，这是由于降温阶段一般很长，即大约三到五小时。这因此产生各种缺点。
[0005]第一，封闭区很长的降温时间以及热力发动机所需的功率导致很大的燃料消耗，这表现为较高的运行成本、以及环境和噪音污染。
[0006]第二，降温时间构成对使用者的不利因素，因为其迫使使用者不得不使其设备长时间且无收益停工。
[0007]第三，由于降温阶段所需的制冷功率，不得不同时使压缩机和驱动压缩机的发动机的尺寸很大，这同时在重量、材料成本、能耗和污染方面都是不利的。
[0008]另外，尤其通过 申请人:名下的专利FR 10.04120和FR 11.03209已知主要由两个元件组成的热化学制冷系统，这两个元件即包含液相气体的冷凝器/蒸发器和包含试剂盐的反应器。这样的热化学系统在两个不同阶段即制冷阶段和回热阶段运行。
[0009]在制冷阶段即低压阶段时，储存在蒸发器/冷凝器中的气体蒸发，这产生所希望的制冷，并且气相气体在放热反应过程中与包含于反应器中的试剂盐起反应。
[0010]可以理解的是，在这样的系统中，一旦液态气体储备耗尽，制冷阶段就结束，因此系统应在被称为回热的阶段回热。
[0011]在回热阶段即高压阶段开始时，反应器包含气体与试剂盐化合所产生的反应产物。因此，回热作业包括:通过加热包含在反应器中的反应产物释放该气体，并且，该气体一旦被释放，就在蒸发器/冷凝器中冷凝。自此，热化学系统可重新用于新的制冷周期。
[0012]还通过专利EP I 391 238已知水-沸石吸收系统，在该系统中，冷却车辆空调系统制冷回路的冷凝器，这样允许增加该系统的制冷功率。已知这样的吸收系统不能保证在5°C的温度以下蒸发，因此严重地限制了系统的功率，使其不适于本应用，本应用中应该能够具备大约4kW的功率。
【发明内容】
[0013]本发明的目的在于提出一种制冷并保持冷的设备，该设备允许避免现有技术的上述各种缺点并且能够传送上述功率。
[0014]因此，本发明的目的在于提供一种使保温封闭区冷却并保温的设备，该设备包括:
[0015]-制冷机组，该制冷机组包括由热力发动机驱动的压缩机、制冷剂循环回路、减压阀、冷凝器、和蒸发器；以及
[0016]-热化学型的冷却系统，该冷却系统包括容纳液化气体的储存器，该液化气体能够在蒸发后与容纳在反应器中的试剂化合，该试剂由试剂盐和膨胀天然石墨的混合物构成，该化合以放热热化学反应进行，所获得的反应产物能够通过加热部件回热而以逆向热化学反应释放所述气体，该冷却系统包括蒸发器和冷凝器，其特征在于:
[0017]-所述冷却系统的蒸发器与在制冷机组的蒸发器上游的制冷机组的制冷回路热接触；
[0018]-冷却系统的反应器与加热部件热接触，该加热部件使用热力发动机在其运行时散发的热能；
[0019]-使用的石墨的表观密度在100kg/m3到120kg/m3之间；
[0020]-在试剂中盐的质量比例在50%到75%之间。
[0021]有利地，可以通过尤其是液/液型交换器的热交换器获得该热接触，该交换器优选由热化学系统的蒸发器构成。
[0022]反应器可以被与热力发动机的排气装置相连的管道穿过。
[0023]加热部件也可由热力发动机的水冷回路或油冷回路构成。
[0024]本发明的目的还在于提供一种采用设备使保温封闭区冷却并保温的方法，该方法主要包括两个阶段，即使该封闭区冷却到确定的设定温度的阶段、和使该封闭区保持在所述设定温度的阶段，该方法所采用的设备包括:
[0025]-制冷机组，该制冷机组包括由热力发动机驱动的压缩机、制冷剂循环回路、减压阀、冷凝器和蒸发器；与
[0026]-热化学型的冷却系统，该冷却系统包括容纳液化气体的储存器，该液化气体能够在蒸发后与容纳在反应器中的试剂化合，并且该试剂由试剂盐与膨胀天然石墨的混合物构成，该膨胀天然石墨的表观密度在100kg/m3到120kg/m3之间，并且在试剂中盐的质量比例在50%到75%之间，该化合以放热热化学反应进行，所获得的反应产物能够通过加热回热而以逆向热化学反应释放所述气体，在所述方法中:
[0027]-在制冷阶段时，通过热化学冷却系统将制冷机组的制冷剂在进入制冷机组的蒸发器前冷却，
[0028]-借助由热力发动机释放的热量实现对反应产物的加热。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]下面参照附图，以非限定实例对本发明一实施方式进行描述，附图中:
[0030]-图1是配备有根据本发明的冷却并保温的设备的半挂车辆的挂车的整体示意图；
[0031]-图2是根据本发明的设备的示意图；
[0032]-图3是分别表示根据现有技术的制冷机组和根据本发明的制冷机组的制冷周期的简图。
【具体实施方式】
[0033]图1中示出半挂车的挂车1，其内部容积构成冷藏集装箱3，尤其用于运输易变质的食品。该挂车I设置有传统类型的压缩机制冷机组5，该制冷机组在图2中详细地示意性示出。
[0034]因此，该制冷机组包括由柴油机8驱动的压缩机7，并且该压缩机7与穿过冷凝器9、减压阀11和布置在冷藏集装箱3中的蒸发器13的制冷流体回路相连。
[0035]根据本发明的制冷设备还包括由热化学系统15构成的冷却部件，该系统以已知方式包括由布置在集装箱3外的反应器17和布置在集装箱3中的电磁阀19、冷凝器21、容纳气相气体的储存器23和蒸发器25相继形成的回路。
[0036]根据本发明，蒸发器25以被蛇形管26穿过的交换器的形式实现，该交换器的入口El与制冷机组5的冷凝器9的出口 SI相连，并且出口 S2与放置在蒸发器13上游的该制冷机组的减压阀11的入口 E2相连。
[0037]反应器17以已知方式包含有试剂，该试剂由盐和基质粘结料的混合物形成，该盐在本发明的本实施方式中由氯化锰构成，该粘结料在这种情况下由膨胀天然石墨构成。根据本发明可见，为了对于本应用能足够快地释放足够多的能量，使用的天然石墨的表观密度应在100kg/m3到120kg/m 3之间，并且在试剂中盐的质量比例应在50%到75%之间。
[0038]这样，优化了试剂中的热传递和气体扩散。当前参数一方面允许使反应器更容易地提取热化学反应时释放的反应热，另一方面允许反应器更快地吸收和解吸气体，这导致蒸发气体的流量更高，并且因此导致热化学系统的功率更大。
[0039]表观密度是指这样的密度:其中膨胀天然石墨的体积是石墨本身所占据的体积与应在该体积加上包括在不同石墨颗粒间的间隙的体积之和。
[0040]该试剂能够在被称为吸收阶段的制冷阶段时，与来自储存器23的尤其是氨气的气相气体反应，以便在放热热化学反应的过程中生成反应产物，该试剂能够在被称为回热的阶段时，通过加热反应产物在逆向热化学反应的过程中还原之前吸收的气体。
[0041]也可以使用其他盐作为试剂，如尤其可以使用氯化镍或氯化铁这样的盐。
[0042]可以理解的是，流出储存器23的液态气体在蒸发器25中膨胀时产生冷量，并且，被试剂吸收的气体由于反应器17中的放热热化学反应产生热量。根据本发明，正是使用蒸发器25中产生的冷量来在制冷机组的蒸发器13的上游迅速冷却制冷机组的制冷剂。
[0043]根据本发明的设备的实施及运行管理例如通过图中未示出的微控制器得到保证。
[0044]在保温集装箱3投入使用前，通过热化学系统15将集装箱3的温度调整到设定值。
[0045]为此，在确定的时间周期内，制冷设备的管理部件启动热化学系统和制冷机组5的运行，其中该时间周期大约为一小时并且尤其取决于集装箱3的容积、设定温度、以及冷却设备的功率。应理解的是，在这种条件下，具有几乎立即在交换器25中产生冷量的优点的热化学系统降低穿过放置在交换器25中的蛇形管26的制冷机组5的制冷剂的温度。
[0046]因此，根据本发明，制冷机组5的运行条件相较其通常的运行条件有所改变，因为进入蒸发器13并且通常约为40°C的制冷剂的温度此后会降低到-20°C到20°C之间的温度值，优选地降低到约为0°C。
[0047]应该理解的是，在这种条件下，制冷机组的运行周期有很大改变。在图3中，作为比较，一方面(以虚线)示出根据现有技术的制冷机组的运行周期，其中制冷液以35°C的温度进入蒸发器13 ;另一方面(以实线)示出根据本发明的改变的制冷机组的同一运行周期，其中制冷液以(TC的温度进入蒸发器。由该图可见，制冷液在蒸发器13上游温度的下降具有增加蒸发焓△ H、并且因此增加制冷设备的制冷功率的作用。
[0048]一旦降温阶段结束，即冷藏集装箱3的温度达到确定的设定温度时，制冷设备的管理系统停止热化学系统的运行，并进行该热化学系统的回热阶段。
[0049]已知这样的回热阶段在于:加热在吸收阶段时在反应器17中形成的反应产物，以启动逆向热化学反应，在该反应的过程中气体被释放。
[0050]该加热可以通过不同部件得到保证，尤其是通过包围反应器的电加热套筒得到保证。
[0051]在本发明一特别有利的实施例中，如图2所示，为了保证这样的加热，使用热力发动机8在驱动制冷机组的压缩机7时产生的热量。
[0052]为此，如图2所示，热力发动机8的排气装置30通过插入在其与反应器17之间的电磁阀31与反应器17相连，并且该排气装置贯穿反应器17两侧。因此，微控制器在热化学系统的制冷阶段中将电磁阀31保持在闭合位置，在回热阶段中将电磁阀切换为打开位置，因此这允许来自发动机8的排放气体再次加热容纳在反应器17中的反应产物，并且释放在所述反应产物中束缚的气体。
[0053]这类实施方式的有利之处在于，它具有特别简单的结构，并且还允许对于热化学系统回热所消耗的能量实现很大的节能。
[0054]例如还可以使用在发动机运行时被升至高温的发动机流体，以保证试剂的回热。
[0055]因此，本发明在多方面都特别有利。
[0056]首先，对于相同的确定所需的制冷功率，本发明允许使用具有比根据现有技术使用的制冷机组的功率低很多的功率的制冷机组，因为降温阶段所需功率通过热化学系统保证。
[0057]本发明实现的节能更多，因为通过由制冷机组的热力发动机在其运行过程中产生的热量，使热化学系统的回热阶段以“免费”的方式得到保证。
[0058]因此，在同等的设备所需功率下，可以降低制冷机组的功率，因此减小制冷机组的尺寸、制冷机组的成本以及与其燃料消耗有关的成本。
[0059]第二，本发明允许减少被冷却集装箱的降温阶段的持续时间，因为热化学系统提供的冷量是立即可用的，因此在降温阶段时为使用者节约了宝贵的时间。
[0060]最后，通过降低制冷机组的功率，本发明可以在制冷机组的重量和体积方面实现很大收益。
[0061]第三，本发明允许减少由驱动压缩机的热力发动机所释放的污染，这一方面是由于压缩机的功率减小，另一方面是由于在降温阶段时压缩机的运行时间减少。
【权利要求】
1.一种使保温封闭区(3)冷却并保温的设备，所述设备包括: -制冷机组(5)，所述制冷机组包括由热力发动机(8)驱动的压缩机(7)、制冷剂循环回路、减压阀(11)、冷凝器(19)和蒸发器(13);以及 -热化学型的冷却系统(15)，所述冷却系统包括容纳液化气体的储存器(23)，所述液化气体能够在蒸发后与容纳在反应器(17)中的试剂化合，所述试剂由试剂盐和膨胀天然石墨的混合物构成，该化合以放热热化学反应进行，所获得的反应产物能够通过加热部件回热而以逆向热化学反应释放气体，所述冷却系统包括蒸发器(25)和冷凝器(21)，其特征在于: -所述冷却系统的蒸发器(25)与在制冷机组的蒸发器(13)上游的制冷机组(5)的制冷回路热接触； -冷却系统的反应器与加热部件热接触，加热部件使用热力发动机在其运行时散发的热能； -使用的膨胀天然石墨的表观密度在100kg/m3到120kg/m3之间； -试剂中盐的质量比例在50 %到75 %之间。
2.如权利要求1所述的使保温封闭区(3)冷却并保温的设备，其特征在于，通过交换器获得热接触。
3.如权利要求2所述的使保温封闭区(3)冷却并保温的设备，其特征在于，交换器为液/液型交换器。
4.如权利要求2或3所述的使保温封闭区(3)冷却并保温的设备，其特征在于，交换器由热化学型的冷却系统的蒸发器(25)构成。
5.如上述权利要求中任一项所述的使保温封闭区(3)冷却并保温的设备，其特征在于，加热部件由热力发动机(8)的排放气体构成。
6.如权利要求5所述的使保温封闭区(3)冷却并保温的设备，其特征在于，反应器(17)被与热力发动机(8)的排气装置(30)相连的管道穿过。
7.如权利要求1至4中任一项所述的使保温封闭区(3)冷却并保温的设备，其特征在于，加热部件由热力发动机的水回路或油回路构成。
8.—种采用设备使保温封闭区(3)冷却并保温的方法，所述方法主要包括两个阶段，即将所述保温封闭区(3)冷却到确定的设定温度的阶段、和将所述保温封闭区保持在所述设定温度的阶段，所述设备包括: -制冷机组(5)，所述制冷机组包括由热力发动机(8)驱动的压缩机(7)、制冷剂循环回路、减压阀(11)、冷凝器(9)和蒸发器(13);以及 -热化学型的冷却系统(15)，所述冷却系统包括容纳液化气体的储存器(23)，所述液化气体能够在蒸发后与容纳在反应器(17)中的试剂化合，所述试剂由试剂盐与膨胀天然石墨的混合物构成，膨胀天然石墨的表观密度在100kg/m3到120kg/m 3之间，并且试剂中盐的质量比例在50%到75%之间，该化合以放热热化学反应进行，所获得的反应产物能够通过加热回热而以逆向热化学反应释放气体， 在所述方法中: -在制冷阶段时，通过热化学型的冷却系统将制冷机组(5)的制冷剂在进入制冷机组的蒸发器(13)前冷却，-借助由热力发动机释放的热量对反应产物进行加热。
【文档编号】F25B40/02GK104471330SQ201380037690
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年7月16日 优先权日:2012年7月17日
【发明者】L·里戈, F·金德贝泰 申请人:科尔德维公司