Установка для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера Российский патент 2024 года по МПК F25B49/02 B60P3/20 

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к холодильным установкам для транспортировки и длительного хранения веществ в таре, находящихся в замкнутом объеме.

Известен авторефрижератор (патент РФ № 183377), содержащий кабину и кузов, баллон с метаном, подключенный к расположенному в кузове испарителю, линия отработанного метана которого соединена с двигателем рефрижератора, в кабине установлен теплообменник, встроенный в линию отработавшего метана на участке между испарителем и двигателем. Устройство снабжено дополнительным испарителем, разнесенным с основным испарителем по разные стороны в кузове, введен турбодетандер, установленный в линии отработанного метана, имеется линия циркуляции воздуха внутри кузова, состоящая из линии всасывания воздуха, соединенной с компрессором, установленным внутри отдельного теплоизолированного кожуха, закрепленного сверху на кузове, снабженного воздушным фильтром, имеется вентилятор, установленный в кузове, соединенный с валом турбодетандера, на стенке кузова закреплен датчик температуры, выполненный в виде термопары.

Известен автомобильный рефрижератор-автоцистерна (патент РФ № 198488), имеющий изотермическую цистерну с жидкостью, испаритель, установленный с внешней стороны днища цистерны, компрессор, установленный на двигателе автомобиля и связанный с коленчатым валом, конденсаторный блок, ресивер и фильтр, установленные на крыше автомобиля, терморегулирующий вентиль, установленный между фильтром и испарителем, снабженным датчиком температуры. Устройство также содержит два соленоидных клапана, два обратных клапана, фильтр, а также докипатель, которые совместно с испарителем образуют малый замкнутый контур, позволяющий расширить функциональные возможности устройства, а именно поддержание положительной температуры заливаемых жидкостей внутри цистерны в холодный зимний период.

Известен автомобильный рефрижератор (патент РФ № 2320500), выбранный наиболее близким аналогом. Рефрижератор включает в себя автомобильное шасси с двигателем внутреннего сгорания - ДВС, изотермический кузов с холодильной камерой и холодильным агрегатом абсорбционного типа, газобаллонную установку. Холодильный агрегат содержит газовый теплообменник, генератор, ректификатор, конденсатор, испаритель, термосифон или термосифоны, жидкостный теплообменник, бачок абсорбера, змеевик абсорбера, капиллярную трубку, пароотводящую трубку, наружную и внутреннюю трубы газового теплообменника, цилиндр абсорбера, газовую горелку, отсекатель, пусковой клапан, устройство поджига. Трубки термосифона или термосифонов холодильного агрегата размещены в теплообменнике, расположенном между выхлопными окнами и выхлопным коллектором двигателя внутреннего сгорания, с возможностью разогрева термосифона или термосифонов выхлопными газами двигателя внутреннего сгорания и/или газовыми горелками, установленными в теплообменнике. Датчики температуры, установленные в теплообменнике и изотермическом кузове, подключены к управляющему микропроцессору с программами режимов работы холодильного агрегата.

К недостаткам известных технических решений можно отнести недостаточную надежность работы при динамических нагрузках, а также отсутствие удобного доступа к обслуживанию рефрижератора.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является повышение надежности работы установки для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и долговечности функционирования рефрижераторного контейнера за счет исключения повреждений элементов снабжения установки при динамических нагрузках на контейнер в процессе его перемещения, увеличение срока автономной работы установки за счет снижения потребления топлива при работе генератора, повышение удобства обслуживания установки.

Технический результат изобретения достигается благодаря тому, что установка для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера содержит двигатель внутреннего сгорания (ДВС), генератор, теплообменник, конденсатор и испаритель, установка снабжена блоком автоматического ввода резерва (блок АВР), компрессором, блоком контроля, терморегулирующим клапаном, топливным баком и источником бесперебойного питания, при этом с ДВС механически соединен генератор и топливный бак, с генератором электрически соединены блок АВР, компрессор и блок контроля, причем блок контроля электрически соединен с блоком АВР через источник бесперебойного питания, компрессор с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона соединен с конденсатором, конденсатор с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона соединен с теплообменником, теплообменник с помощью одного патрубка высокого давления для подачи холодного фреона соединен с компрессором и с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона соединен с терморегулирующим клапаном, который с помощью патрубка высокого давления для подачи холодного фреона соединен с испарителем, при этом испаритель соединен с помощью патрубка высокого давления для подачи холодного фреона с теплообменником.

Установка может быть дополнительно снабжена блоком реле аварийного давления (блок РАД), который параллельно соединен с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона и с помощью патрубка высокого давления для подачи холодного фреона с компрессором.

Кроме того, теплообменник может быть дополнительно с помощью другого патрубка высокого давления для подачи холодного фреона параллельно соединен с компрессором, при этом на указанном другом патрубке расположен расширительный клапан.

Соединение конденсатора с теплообменником с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона может быть осуществлено через последовательно расположенные ресивер и фильтр-осушитель.

Установка может быть дополнительно снабжена вентилятором конденсатора и вентилятором испарителя, которые электрически соединены с блоком контроля.

Кроме того, установка может быть дополнительно снабжена аккумуляторной батареей, которая электрически соединена с ДВС.

Кроме того, установка может быть дополнительно снабжена ТЭНами нагрева-оттайки, расположенными напротив испарителя и электрически соединенными с блоком контроля.

Кроме того, установка может быть дополнительно снабжена системой притока и оттока воздуха и влажности.

Кроме того, установка может быть снабжена разъемным корпусом, в котором расположены ДВС, генератор, теплообменник, конденсатор, испаритель, блок АВР, компрессор, блок контроля, терморегулирующий клапан, топливный бак, розетка внешнего запуска, блок РАД, расширительный клапан, ресивер, фильтр-осушитель, вентилятор конденсатора, вентилятор испарителя, аккумуляторная батарея, ТЭНы нагрева-оттайки, система притока и оттока воздуха и влажности.

Заявляемое изобретение поясняется чертежом, на фигуре которого схематично показана блок-схема установки для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера.

Предложенная установка для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера (холодильная установка) содержит следующие элементы: двигатель 1 внутреннего сгорания (ДВС 1), блок 2 автоматического ввода резерва (блок 2 АВР или реле переключения нагрузки), компрессор 3, блок 4 реле аварийного давления (блок 4 РАД), теплообменник 5, расширительный клапан 6, фильтр-осушитель 7, ресивер 8, конденсатор 9, вентилятор 10 конденсатора 9, блок 11 контроля, терморегулирующий клапан 12, испаритель 13, вентилятор 14 испарителя 13, аккумуляторную батарею 15 (АКБ 15), ТЭНы 16 нагрева-оттайки, топливный бак 17, генератор 18, источник 19 бесперебойного питания (пусковой механизм, розетка внешнего запуска, которая является накопителем электрической энергии), вилка 20 питания холодильной установки, система 21 притока-оттока свежего воздуха и влажности, корпус 22, линии 23 цепи электропитания и управления (сплошные линии на схеме), патрубки 24 высокого давления для подачи холодного фреона (штриховые линии на схеме), патрубки 25 высокого давления для подачи горячего фреона (штрихпунктирные линии на схеме).

Расположение и связь входящих в предложенную установку для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера осуществлено, преимущественно, следующим образом.

Предпочтительно, все элементы, входящие в предложенную установку, расположены в едином несущем разъемном корпусе 22, в котором все элементы жестко закреплены на монтажных панелях (не показаны), на установочных кронштейнах (не показаны) с использованием крепежных элементов, которые исключают самопроизвольное перемещение элементов внутри корпуса, исключая разрыв связей между установленными в корпусе элементами предложенной установки в процессе перемещения рефрижераторного контейнера и воздействия динамических нагрузок. Разъемный корпус 22 позволяет обеспечить свободный доступ к элементам предложенной установки, обеспечивая быстрое и удобное техническое обслуживание холодильной установки. Разъемный корпус 22 может иметь специальные технические люки, отверстия (не показаны), которые обеспечивают быстрый и свободный доступ к элементам установки, которые требуют частого контроля их состояния, при этом такие технические люки (окна) могут быть образованы непосредственно рядом с местом размещения того или иного элемента установки (например, рядом с топливным баком 17 для быстрой его заправки, рядом с аккумуляторной батареей 15 для контроля уровня заряда, рядом с блоком 11 контроля для обеспечения возможности настройки его процессора, и так далее).

Наличие корпуса 22 со свободным доступом к размещенным внутри него элементам позволяет повысить надежность работы предложенной установки для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера, в результате чего существенно повышается надежность и увеличиваются сроки функционирования рефрижераторных контейнеров при динамических нагрузках в процессе их перемещения на транспорте, исключая повреждения элементов снабжения и питания установки, исключая разрывы связей между элементами установки.

Соединение элементов установки между собой осуществлено следующим образом.

С ДВС 1 механически с помощью патрубка подачи топлива соединен автономный топливный бак 17, а также механически с ДВС 1 соединен генератор 18. С ДВС 1 и с генератором 18 электрически с помощью линии 23 соединена АКБ 15, обеспечивающая подачу питания на ДВС 1, при этом АКБ 15 выполнена с возможностью подзарядки от генератора 18 (количество АКБ 15 может быть любым от одной и более).

С генератором 18 электрически с помощью линии 23 соединены блок 2 АВР, компрессор 3 и блок 11 контроля. При этом блок 2 АВР электрически соединен с помощью линии 23 с блоком 11. Электрическое соединение блока 2 АВР с блоком 11 осуществлено через источник 19 бесперебойного питания с помощью, например, вилки 20 питания (или напрямую без нее). Электрическое соединение генератора 18 с блоком 2 АВР, блока 2 АВР с блоком 11 контроля через источник 19 питания, блока 11 контроля с компрессором 3 и с генератором 18, а также генератора 18 с компрессором 3 обеспечивает возможность управления запуском предложенной установки, ее питания от генератора 18, от АКБ 15 и от источника 19 бесперебойного питания, возможность контроля и управления работы компрессора 3, а также обеспечивает возможность контроля режима работы ДВС 1, с возможностью автоматического переключения нагрузки и ее контроля в процессе работы предложенной установки. Такое соединение позволяет исключить перепады нагрузки, что сказывается на надежности работы входящих в установку элементов и исключении выхода из строя электрических схем, в результате чего повышается надежность работы всего рефрижераторного контейнера при автоматическом управлении режимами работы установки. Кроме того, наличие источника 19 бесперебойного питания (пускового механизма) и возможности питания установки от нескольких источников питания, которые управляются и контролируются с помощью блока 11 контроля, позволяет на протяжении длительного времени подпитывать указанные источники питания (розетку 19 внешнего запуска, АКБ 15), что позволяет при транспортировке существенно экономить топливо, увеличить срок автономной работы установки, а также увеличивать пробег транспортного средства (перемещающего рефрижераторный контейнер) в несколько раз.

Компрессор 3 параллельно соединен с блоком 4 РАД с помощью патрубка 25 и патрубка 25. Блок 4 РАД позволяет контролировать перепады давления и при необходимости регулировать нагрузку и режим работы компрессора 3, исключая его поломку, что повышает надежность работы предложенной установки.

Компрессор 3 также соединен с помощью патрубка 25 с конденсатором 9 с возможностью подачи в теплообменный контур горячего фреона. Конденсатор 9, в свою очередь, соединен с помощью патрубков 25 с теплообменником 5, при этом соединение конденсатора 9 с теплообменником 5 осуществлено, преимущественно, через последовательно расположенные и магистрально соединенные патрубками 25 ресивер 8 и фильтр-осушитель 7. Ресивер 8 предназначен для сглаживания пульсаций в предложенной установке для равномерной подачи горячего фреона из конденсатора 9 в теплообменник 5 и в испаритель 13, позволяя надежно работать установке. Фильтр-осушитель 7 позволяет исключить посторонние примеси, влагу, кислоты, которые могли бы повлиять на нормальный рабочий режим предложенной установки, исключая выход из строя установки и повышая надежность ее работы.

Теплообменник 5 соединен с помощью патрубка 24 с компрессором 3. При этом соединение может быть осуществлено параллельно, т.е. с помощью одного патрубка 24 с компрессором 3 напрямую, а также с помощью второго патрубка 24 с компрессором 3 через расширительный клапан 6. Такое соединение, в том числе с использованием расширительного клапана 6, позволяет осуществлять регулировку потока холодного фреона между участками высокого и низкого давления, создавая перепады давления, что обеспечивает высокую надежность работы предложенной установки.

Также теплообменник 5 с помощью патрубка 25 соединен с терморегулирующим клапаном 12, который, в свою очередь, с помощью патрубка 24 соединен с испарителем 13. Терморегулирующий клапан 12 позволяет осуществлять регулировку подачи горячего фреона в испаритель 13 в зависимости от тепловой нагрузки, повышая надежность работы установки за счет контроля перегрева.

Также теплообменник 5 с помощью патрубка 24 соединен с испарителем 13.

Использование в качестве линий подачи холодного фреона и горячего фреона гибких патрубков 24 и 25 высокого давления позволяет исключить повреждения патрубков, разрывы на линиях контура при постоянных динамических нагрузках на рефрижераторный контейнер в процессе его перемещения, в том числе по неровным участкам пути. Использование патрубков 24 и 25 высокого давления существенно повышает надежность и долговечность работы предложенной установки (в отличие от стандартного применения медных патрубков).

С блоком 11 контроля электрически с помощью линии 23 соединен вентилятор 10 (один или несколько), расположенный напротив конденсатора 9, а также с блоком 11 контроля электрически соединены вентиляторы 14 (один или несколько), расположенные напротив испарителя 13. Блок 11 контроля обеспечивает автоматическое управление вентиляторами 10 и 14, а также автоматический контроль режимов охлаждения в процессе работы, повышая надежность работы установки. Также с блоком 11 контроля электрически с помощью линии 23 соединены ТЭНы 16, обеспечивая автоматическое управление ТЭНами 16, а также автоматический контроль режимов охлаждения и нагрева в процессе работы, исключая перегревы или переохлаждения, что существенно повышает надежность работы предложенной установки и всего рефрижераторного контейнера в целом.

В корпусе 22 установлена система 21 притока-оттока свежего воздуха и влажности, которая осуществляет вентиляцию воздуха между контейнером и наружным пространством, создавая стабильный необходимый температурный режим, исключая перегрев или переохлаждение, что также повышает надежность работы установки.

Установка для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера предназначена для подачи холода и тепла в корпус рефрижераторного контейнера как транспортной единицы, используемой для перевозки продукции, требующей соблюдения необходимого температурного режима. Собственный контролер управления (блок 11 контроля), обеспечивает не только функционал предложенной установки, вмонтированного ДВС 1 с генератором 18, дающих энергию для работы, но и контролирует в автоматическом режиме весь процесс и цикл работы установки и в целом температурного режима рефрижераторного контейнера. Блок 11 контроля обеспечивает также возможность автоматического контроля и переключения источников питания при работе установки при одновременном контроле уровня заряда АКБ 15, уровня накопленной энергии источником 19 питания и уровня топлива в баке 17.

Установка для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера работает на фреоне. При запуске ДВС 1 генератор 18 начинает вырабатывать электроэнергию и запускается компрессор 3, из которого фреон по замкнутому контуру поступает в конденсатор 9, где происходит его сжижение и далее по трубкам 25 высокого давления, проходя через ресивер 8, фильтр-осушитель 7, теплообменник 5 и терморегулирующий клапан 12, попадает в испаритель 13, где происходит его испарение и охлаждение. После испарителя 13 фреон проходит по патрубкам 24 высокого давления через теплообменник 5, расширительный клапан 6 и всасывается в компрессор 3, рабочий цикл холодильной установки повторяется. Блок 4 РАД производит сброс давления в случае его превышения в компрессоре 3. Все режимы работы управляются и контролируются блоком 11.

При включении установки в режиме обогрева подается электропитание через блок контроля 11 на ТЭНы 16 и происходит нагрев испарителя 13. При включении установки в режиме охлаждения подается электропитание на вентиляторы испарителя 14 и вентилятор 10. Электропитание установки происходит от генератора 18 через блок 2 АВР с помощью блока контроля 11. В цепи электропитания также введен источник 19 питания и (при необходимости) вилка 20 питания, а также АКБ 15 на случай резервного питания установки.

В процессе работы установки при запуске ДВС 1 и работе генератора 18 происходит накопление электрической энергии в источнике 19 бесперебойного питания. После достижения необходимого уровня заряда блок 11 переключает установку на работу от источника 19 питания, при этом ДВС 1 и генератор 18 отключаются и топливо не расходуется. Вся работа установки происходит от источника 19 питания. При снижении уровня накопленной электроэнергии в источнике 19 питания блок 11 (через блок 2) автоматически запускает ДВС 1 и генератор 18, переключая работу установки и подачу электроэнергии от генератора 18. При этом происходит заряд (накопление энергии) источника 19. АКБ 15 являются гарантированными страховочными источниками подачи электроэнергии при работе установки в случае возникновения перепадов при запуске установки от генератора 18 или от источника 18 питания. При этом в случае работу установки от генератора 18 или от источника 19 питания блок 11 автоматически контролирует уровень заряда АКБ 15. Благодаря такому режиму работы при автоматическом выборе блоком 11 источника подачи электроэнергии существенно увеличивается срок автономной работы установки и существенно экономится топливо при работе установки и всего рефрижераторного контейнера. При этом исключаются перепады электроэнергии, цепи электропитания дополняют друг друга, в результате чего существенно повышается надежность и долговечность функционирования рефрижераторного контейнера.

Линии с фреоном выполнены в виде подвижных гибких патрубков 24 и 25 высокого давления, что дает возможность повысить надежность установки, исключив поломки в пути от динамических нагрузок и вибраций. Все агрегаты установки выполнены в разъемном корпусе 22, что дает более удобный доступ к обслуживанию данного изделия.

Таким образом, поставленная задача решена, расширены функциональные возможности установки для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера, которые позволили повысить надежность и обеспечить более удобный доступ к обслуживанию устройства.

Установка для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера соответствует требованию промышленной применимости и может быть изготовлена на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к холодильным установкам для транспортировки и длительного хранения веществ в таре. Установка для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера содержит двигатель 1 внутреннего сгорания (ДВС), генератор 18, теплообменник 5, конденсатор 9 и испаритель 13. С ДВС 1 механически соединен генератор 18 и топливный бак 17. С генератором 18 электрически соединены блок 2 АВР, компрессор 3 и блок 11 контроля. Блок 11 контроля электрически соединен с блоком 2 АВР через источник 19 бесперебойного питания. Компрессор соединен с конденсатором 9, конденсатор 9 соединен с теплообменником 5, теплообменник 5 с помощью одного патрубка 24 высокого давления для подачи холодного фреона соединен с компрессором 3 и с помощью патрубка 25 высокого давления для подачи горячего фреона соединен с терморегулирующим клапаном 12, который соединен с испарителем 13. Испаритель 13 соединен с помощью патрубка 24 высокого давления для подачи холодного фреона с теплообменником 5. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и долговечности, увеличение срока автономной работы установки. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Установка для регулировки температурного режима рефрижераторного контейнера, содержащая двигатель внутреннего сгорания (ДВС), генератор, теплообменник, конденсатор и испаритель, отличающаяся тем, что снабжена блоком автоматического ввода резерва (блок АВР), компрессором, блоком контроля, терморегулирующим клапаном, топливным баком и источником бесперебойного питания, при этом с ДВС механически соединен генератор и топливный бак, с генератором электрически соединены блок АВР, компрессор и блок контроля, причем блок контроля электрически соединен с блоком АВР через источник бесперебойного питания, компрессор с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона соединен с конденсатором, конденсатор с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона соединен с теплообменником, теплообменник с помощью одного патрубка высокого давления для подачи холодного фреона соединен с компрессором и с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона соединен с терморегулирующим клапаном, который с помощью патрубка высокого давления для подачи холодного фреона соединен с испарителем, при этом испаритель соединен с помощью патрубка высокого давления для подачи холодного фреона с теплообменником.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена блоком реле аварийного давления (блок РАД), который параллельно соединен с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона и с помощью патрубка высокого давления для подачи холодного фреона с компрессором.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплообменник дополнительно с помощью другого патрубка высокого давления для подачи холодного фреона параллельно соединен с компрессором, при этом на указанном другом патрубке расположен расширительный клапан.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что соединение конденсатора с теплообменником с помощью патрубка высокого давления для подачи горячего фреона осуществлено через последовательно расположенные ресивер и фильтр-осушитель.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена вентилятором конденсатора и вентилятором испарителя, которые электрически соединены с блоком контроля.

6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена аккумуляторной батареей, которая электрически соединена с ДВС.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена ТЭНами нагрева-оттайки, расположенными напротив испарителя и электрически соединенными с блоком контроля.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно снабжена системой притока и оттока воздуха и влажности.

9. Установка по любому из пп.1-8, отличающаяся тем, что снабжена разъемным корпусом, в котором расположены ДВС, генератор, теплообменник, конденсатор, испаритель, блок АВР, компрессор, блок контроля, терморегулирующий клапан, топливный бак, розетка внешнего запуска, блок РАД, расширительный клапан, ресивер, фильтр-осушитель, вентилятор конденсатора, вентилятор испарителя, аккумуляторная батарея, ТЭНы нагрева-оттайки, система притока и оттока воздуха и влажности.