本發(fā)明涉及制冷技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種冷藏冷凍裝置及其液氮制冷方法。

背景技術(shù)：

隨著社會進步和人類物質(zhì)生活水平的不斷提高，冷藏/冷凍運輸行業(yè)得到了不斷發(fā)展和進步，目前，通過機械制冷機組進行制冷是現(xiàn)有技術(shù)中最為常用的制冷方式。發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)有技術(shù)目前存在制冷能力與行車速度關(guān)聯(lián)的缺陷，同時還存在降溫速度慢、機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、維修性差、碳排放高、噪音大等缺點。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種制冷效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維修性好，且滿足低碳環(huán)保要求的冷藏冷凍裝置及其液氮制冷方法。

基于上述目的本發(fā)明提供的一種冷藏冷凍裝置，包括：用于存儲輸送定壓液氮的液氮儲液罐、用于控制液氮流量的低溫電磁閥箱、用于提供冷藏冷凍空間的保溫箱；所述保溫箱內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)器和風(fēng)機；所述液氮儲液罐、低溫電磁閥箱、蒸發(fā)器之間通過管道順次連接；所述風(fēng)機設(shè)置在所述蒸發(fā)器一側(cè)；所述蒸發(fā)器還包括與外部連通的排氣管路。

在一些實施方式中，所述保溫箱內(nèi)還設(shè)置有溫度傳感器和溫控器；所述溫度傳感器用于實時采集所述保溫箱內(nèi)的溫度信號并發(fā)送至所述溫控器，所述溫控器用于根據(jù)所述溫度信號控制所述低溫電磁閥箱調(diào)節(jié)液氮流量。

在一些實施方式中，所述蒸發(fā)器設(shè)置在所述保溫箱的側(cè)壁上。

在一些實施方式中，所述保溫箱為車載保溫箱、鐵路保溫箱、保溫集裝箱；當(dāng)所述保溫箱為車載保溫箱時，所述蒸發(fā)器設(shè)置在所述保溫箱靠近車頭的側(cè)壁上。

在一些實施方式中，所述低溫電磁閥箱包括：大口徑常閉低溫電動電磁閥、小口徑常閉低溫電動電磁閥、大口徑常開低溫電動電磁閥、低溫手動電磁閥、安全閥；所述液氮儲液罐出口分別與所述大口徑常閉低溫電動電磁閥和小口徑常閉低溫電動電磁閥連接，所述大口徑常閉低溫電動電磁閥和小口徑常閉低溫電動電磁閥出口與所述大口徑常開低溫電動電磁閥進口相連，所述大口徑常開低溫電動電磁閥出口與所述低溫手動電磁閥進口相連，所述低溫手動電磁閥出口與所述蒸發(fā)器相連；所述安全閥串聯(lián)在所述大口徑常閉低溫電動電磁閥的管路上。

另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種基于前述任意一項所述的冷藏冷凍裝置的液氮制冷方法，包括：

液氮儲液罐進行自增壓，使其內(nèi)存儲的液氮經(jīng)管路進入低溫電磁閥箱；

所述低溫電磁閥箱對液氮進行流量控制后，使液氮經(jīng)管路進入保溫箱內(nèi)的蒸發(fā)器；

所述蒸發(fā)器使液氮吸熱蒸發(fā)，降低所述蒸發(fā)器周圍空氣溫度，冷卻所述保溫箱內(nèi)流過所述蒸發(fā)器表面的空氣；蒸發(fā)生成的氮氣經(jīng)由所述蒸發(fā)器的排氣管路排出至外部；

風(fēng)機工作使所述保溫箱內(nèi)的空氣連續(xù)經(jīng)過所述蒸發(fā)器并持續(xù)進行熱交換，實現(xiàn)所述保溫箱內(nèi)的制冷和保溫。

在一些實施方式中，所述方法還包括：

所述保溫箱內(nèi)的溫度傳感器實時采集所述保溫箱內(nèi)的溫度值并發(fā)送至所溫控器；

所述溫控器根據(jù)所述溫度信號控制所述低溫電磁閥箱調(diào)節(jié)液氮流量，進而調(diào)節(jié)制冷溫度。

在一些實施方式中，所述溫控器根據(jù)所述溫度信號控制所述低溫電磁閥箱調(diào)節(jié)液氮流量，進而調(diào)節(jié)制冷溫度，具體包括：

在保溫箱預(yù)冷階段，小口徑常閉低溫電動電磁閥關(guān)閉，所述溫控器將所述溫度傳感器的溫度信號與設(shè)定溫度值比較，若所述溫度信號大于設(shè)定溫度值，則打開大口徑常閉低溫電動電磁閥，輸出大流量液氮；若所述溫度信號小于設(shè)定溫度值，則關(guān)閉大口徑常閉低溫電動電磁閥，不再輸出液氮；

在保溫箱運輸階段，所述大口徑常閉低溫電動電磁閥關(guān)閉，所述溫控器將所述溫度傳感器的溫度信號與設(shè)定溫度值比較，所述溫度信號大于設(shè)定溫度值，則打開所述小口徑常閉低溫電動電磁閥，輸出小流量液氮；若所述溫度信號小于設(shè)定溫度值，則關(guān)閉所述小口徑常閉低溫電動電磁閥，不再輸出液氮。

根據(jù)實際過程，手動調(diào)整低溫手動電磁閥的開度，以調(diào)節(jié)液氮流量、控制制冷溫度。

從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的冷藏冷凍裝置及其液氮制冷方法，通過液氮供給蒸發(fā)器換熱后快速冷卻特定空間內(nèi)的溫度，制冷效率高、降溫速度快、結(jié)構(gòu)簡單、維修性好，且滿足低碳環(huán)保的要求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例的冷藏冷凍裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細(xì)說明。

氮的標(biāo)準(zhǔn)沸點為-196℃，常壓下-196℃的液氮是無色透明、易于流動的液體，汽化潛熱為199kJ/kg，變?yōu)?5℃的氮氣時可吸收397kJ/kg的熱量，吸熱潛力大，冷卻效率高。因此以液氮為主要能源的液氮制冷系統(tǒng)，具有降溫速度快、調(diào)溫范圍寬的優(yōu)點。同時液氮來源廣泛，是安全、高效、環(huán)保的制冷劑，零排放無污染是液氮制冷系統(tǒng)的又一大特點。

基于氮的上述特點，本發(fā)明實施例提供了一種冷藏冷凍裝置。參考圖1，為本發(fā)明實施例的冷藏冷凍裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

所述冷藏冷凍裝置，包括：液氮儲液罐1、低溫電磁閥箱2、保溫箱3。保溫箱3內(nèi)設(shè)置有蒸發(fā)器301和風(fēng)機302。其中，液氮儲液罐1、低溫電磁閥箱2、蒸發(fā)器301之間通過管道順次連接。

液氮儲液罐1為本實施例的冷藏冷凍裝置輸送定壓的液氮，為圓柱形壓力容器，真空絕熱結(jié)構(gòu)，設(shè)計容積根據(jù)具體制冷時間確定。液氮儲液罐1內(nèi)層由不銹鋼板制成，直接與液氮接觸；外層為普通鋼板或不銹鋼板，內(nèi)外層之間纏繞絕熱材料、設(shè)置吸附劑盒和絕熱支撐，并抽成真空。液氮儲液罐1的輸出端通過管路連接低溫電磁閥箱2。

低溫電磁閥箱2為本實施例的冷藏冷凍裝置控制相應(yīng)的液氮流量，安裝在液氮輸送管路上。低溫電磁閥箱2輸入端通過管路連接液氮儲液罐1，輸出端通過管路連接蒸發(fā)器301。通過控制低溫電磁閥箱2內(nèi)電磁閥的開關(guān)來安全控制液氮進入蒸發(fā)器301中的液氮量。

保溫箱3為被冷卻件，可以為車載保溫箱、鐵路保溫箱、保溫集裝箱等。其中，為了使液氮的進出管布置于最安全的位置上，當(dāng)保溫箱3為車載保溫箱時，蒸發(fā)器3301設(shè)置在保溫箱3靠近車頭的側(cè)壁上，保證液氮的進出管不易損壞。

蒸發(fā)器301為本實施例的冷藏冷凍裝置氣化液氮吸熱，冷卻流過蒸發(fā)器301表面的空氣，實現(xiàn)制冷，安裝于保溫箱3內(nèi)。蒸發(fā)器301輸入端通過管路連接低溫電磁閥箱2。輸出端通過與外部連通的排氣管路3011將蒸發(fā)過程生成的氮氣排出至外部。

風(fēng)機302的位置與蒸發(fā)器301的位置相對應(yīng)，用于將保溫箱3內(nèi)的熱量吸入蒸發(fā)器301中進行換熱，安裝于蒸發(fā)器301的側(cè)面。

進一步的，所述冷藏冷凍裝置還包括：設(shè)置在保溫箱3內(nèi)的溫度傳感器303和溫控器304。

溫度傳感器303安裝于保溫箱3內(nèi)，用于監(jiān)測保溫箱3的溫度，且與溫控器304相連。溫度傳感器303實時的采集保溫箱3內(nèi)的溫度信號并發(fā)送至溫控器304。

溫控器304安裝于保溫箱3內(nèi)，用于在接收到溫度傳感器303發(fā)送來的溫度信號后，根據(jù)該溫度信號控制所述低溫電磁閥箱的電磁閥動作來調(diào)節(jié)液氮流量，進而調(diào)節(jié)制冷溫度。

本發(fā)明實施例中，連接各部分的管路均為不銹鋼管路，管徑根據(jù)液氮流量確定，管路上包裹海綿進行隔熱，可以有效地防止管路結(jié)霜漏冷，保證良好的制冷效果。

制冷時，液氮儲液罐1進行自增壓，罐內(nèi)液氮經(jīng)管路進入低溫電磁閥箱2后，由低溫電磁閥箱2進行流量控制后，液氮進入保溫箱3內(nèi)的蒸發(fā)器301內(nèi)氣化吸熱，冷卻流過蒸發(fā)器301表面的空氣，保溫箱3內(nèi)流過蒸發(fā)器301表面的空氣也不斷被冷卻，從而達(dá)到對空氣降溫的目的。保溫箱3內(nèi)空氣通過風(fēng)機302的引導(dǎo)，流過蒸發(fā)器301表面時溫度被降低后，再被送回保溫箱3中，如此反復(fù)循環(huán)，達(dá)到降低保溫箱3內(nèi)空氣溫度的目的。保溫箱3內(nèi)的溫度傳感器303監(jiān)測溫度，并通過溫控器304控制保溫箱3內(nèi)的溫度，溫控器304接收來自溫度傳感器的溫度信號，并通過控制低溫電磁閥箱內(nèi)的電磁閥開關(guān)調(diào)節(jié)保溫箱3內(nèi)的溫度，從而實現(xiàn)調(diào)節(jié)制冷溫度的目的。

作為一個可選的實施例，參考圖1，所述低溫電磁閥箱2具體包括：大口徑常閉低溫電動電磁閥V1、小口徑常閉低溫電動電磁閥V2、大口徑常開低溫電動電磁閥V3、低溫手動電磁閥V4、安全閥S1；所述液氮儲液罐1出口分別與所述大口徑常閉低溫電動電磁閥V1和小口徑常閉低溫電動電磁閥V2連接，所述大口徑常閉低溫電動電磁閥V1和小口徑常閉低溫電動電磁閥V2出口與所述大口徑常開低溫電動電磁閥V3進口相連，所述大口徑常開低溫電動電磁閥V3出口與所述低溫手動電磁閥V4進口相連，所述低溫手動電磁閥V4出口與所述蒸發(fā)器301相連；所述安全閥S1串聯(lián)在所述大口徑常閉低溫電動電磁閥V1的管路上。

工作時，在保溫箱3預(yù)冷階段，小口徑常閉低溫電動電磁閥V2關(guān)閉，控制器7根據(jù)保溫箱3溫度傳感器6的溫度值與設(shè)定溫度值比較，若保溫箱3內(nèi)溫度高于設(shè)定值，則打開大口徑常閉低溫電動電磁閥V1，輸出大流量液氮；若保溫箱3內(nèi)溫度低于設(shè)定值，則關(guān)閉大口徑常閉低溫電動電磁閥V1，不再輸出液氮。在保溫箱3運輸階段，大口徑常閉低溫電動電磁閥V1關(guān)閉，控制器7根據(jù)保溫箱3溫度傳感器6的溫度值與設(shè)定溫度值比較，若保溫箱3內(nèi)溫度高于設(shè)定值，則打開小口徑常閉低溫電動電磁閥V2，輸出小流量液氮；若保溫箱3內(nèi)溫度低于設(shè)定值，則關(guān)閉小口徑常閉低溫電動電磁閥V2，不再輸出液氮。低溫手動電磁閥V4根據(jù)實際過程手動控制開度調(diào)節(jié)。

由上述實施例可見，本發(fā)明的冷藏冷凍裝置，通過液氮供給蒸發(fā)器換熱后快速冷卻特定空間內(nèi)的溫度，制冷效率高、降溫速度快、結(jié)構(gòu)簡單、維修性好，且滿足低碳環(huán)保的要求。

另一方面，基于前述實施例所述的冷藏冷凍裝置，本發(fā)明實施例還提供了一種液氮制冷方法，包括以下步驟：

液氮儲液罐進行自增壓，使其內(nèi)存儲的液氮經(jīng)管路進入低溫電磁閥箱；

所述低溫電磁閥箱對液氮進行流量控制后，使液氮經(jīng)管路進入保溫箱內(nèi)的蒸發(fā)器；

所述蒸發(fā)器使液氮吸熱蒸發(fā)，降低所述蒸發(fā)器周圍空氣溫度，冷卻所述保溫箱內(nèi)流過所述蒸發(fā)器表面的空氣；蒸發(fā)生成的氮氣經(jīng)由所述蒸發(fā)器的排氣管路排出至外部；

風(fēng)機工作使所述保溫箱內(nèi)的空氣連續(xù)經(jīng)過所述蒸發(fā)器并持續(xù)進行熱交換，實現(xiàn)所述保溫箱內(nèi)的制冷和保溫。

可見，本發(fā)明實施例的液氮制冷方法，通過液氮供給蒸發(fā)器換熱后快速冷卻特定空間內(nèi)的溫度，制冷效率高、降溫速度快、結(jié)構(gòu)簡單、維修性好，且滿足低碳環(huán)保的要求。

在一些實施例中，所述方法還包括調(diào)節(jié)制冷溫度的步驟，具體包括：

所述保溫箱內(nèi)的溫度傳感器實時采集所述保溫箱內(nèi)的溫度值并發(fā)送至所溫控器；

所述溫控器根據(jù)所述溫度信號控制所述低溫電磁閥箱調(diào)節(jié)液氮流量，進而調(diào)節(jié)制冷溫度。

在一些實施例中，當(dāng)所述冷藏冷凍裝置中的低溫電磁閥箱進一步包括有大口徑常閉低溫電動電磁閥、小口徑常閉低溫電動電磁閥、大口徑常開低溫電動電磁閥、低溫手動電磁閥、安全閥時，所述方法還包括對于液氮流量的控制步驟，具體包括：

在保溫箱預(yù)冷階段，小口徑常閉低溫電動電磁閥關(guān)閉，所述溫控器將所述溫度傳感器的溫度信號與設(shè)定溫度值比較，若所述溫度信號大于設(shè)定溫度值，則打開大口徑常閉低溫電動電磁閥，輸出大流量液氮；若所述溫度信號小于設(shè)定溫度值，則關(guān)閉大口徑常閉低溫電動電磁閥，不再輸出液氮；

在保溫箱運輸階段，所述大口徑常閉低溫電動電磁閥關(guān)閉，所述溫控器將所述溫度傳感器的溫度信號與設(shè)定溫度值比較，所述溫度信號大于設(shè)定溫度值，則打開所述小口徑常閉低溫電動電磁閥，輸出小流量液氮；若所述溫度信號小于設(shè)定溫度值，則關(guān)閉所述小口徑常閉低溫電動電磁閥，不再輸出液氮。

根據(jù)實際過程，手動調(diào)整低溫手動電磁閥的開度，以調(diào)節(jié)液氮流量、控制制冷溫度。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本發(fā)明的思路下，以上實施例或者不同實施例中的技術(shù)特征之間也可以進行組合，步驟可以以任意順序?qū)崿F(xiàn)，并存在如上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細(xì)節(jié)中提供。

本發(fā)明的實施例旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的寬泛范圍之內(nèi)的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。