一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统及其在不同工况下的切换方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统及其在不同工况下的切换方法，本发明专利技术包括由电动压缩机、机械压缩机、膨胀阀、冷凝器及蒸发器组成的制冷系统；其中机械压缩机的动力源为发动机；电动压缩机的动力源为光伏供电系统，光伏供电系统包括光伏板、光伏控制器、超级电容器、逆变器及蓄电池，光伏控制器具有控制超级电容器和蓄电池合理充放电的作用，有利于延长蓄电池使用寿命，提高放电效率；本发明专利技术采用“双压缩机”的形式，使其能够实现在冷藏车运输途中使用发动机提供制冷动力来源，中途休息、晚上和需要对车厢预冷时使用太阳能发电系统供电制冷，解决了冷藏车停车需要外接电源的问题，大大增加了配送范围。

Refrigerating vehicle mixed refrigeration system utilizing photovoltaic energy storage and switching method under different working conditions

The invention discloses a refrigerated truck using photovoltaic energy storage hybrid refrigeration system and its switching method under different working conditions, the invention comprises a refrigeration system composed of electric compressor, mechanical compressor, expansion valve, condenser and evaporator; the power source for the mechanical compressor engine; power source of the electric compressor for the photovoltaic power supply system. Photovoltaic power supply system consists of photovoltaic panels, solar controller, inverter, battery and super capacitor, photovoltaic controller has the super capacitor and battery charge and discharge reasonable function, to extend the service life of the battery, improving the discharge efficiency; the invention adopts \double compressor\ form, which can realize the use of the engine in the transport of refrigerated trucks on the way to provide refrigeration power sources, and need to rest at night, too cold when use pre carriage The solar energy generating system supplies power and refrigeration, and solves the problem that the refrigerator car needs an external power supply when parking, and greatly increases the distribution range.

【技术实现步骤摘要】
一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统及其在不同工况下的切换方法
本专利技术属于制冷利用领域，具体涉及一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统及其在不同工况下的切换方法。
技术介绍
近年来，随着经济飞速发展，人们生活水平的提高以及生活方式的改变，人们对于生鲜食品和速冻食品的需求逐渐增大，极大推动了冷链物流的发展，冷藏车作为冷链物流的关键环节，对其的需求量与日俱增。2010年，发改委颁布了《农产品冷链物流发展规划》，2014年底国家发展改革委、财政部等10部门联合发布了《关于进一步促进冷链运输物流企业健康发展的指导意见》，大力推进农产品冷链物流体系的建设，鼓励企业改造、购进冷链加工设备，保证贮藏、运输环节可满足市场需求。传统冷藏车是完全依靠消耗燃油，发动机带动制冷机工作制冷，这使得目前冷藏车燃油消耗比一般货车大，并且带制冷机组的冷藏车比普通货车尾气排放增加30％以上，这无疑是既不经济也不环保的。此外，冷藏车中途停车需要外接电源来提供电能制冷，增加了冷藏车的使用局限性。因此，在冷藏车上添加一种新能源辅助电源系统，一方面可以节省燃油消耗、减少尾气排放，另一方面能够解决冷藏车中途停车需要外接电源的问题。太阳能由于其普遍性、清洁性、可再生性无疑是最好的选择。在冷藏车制冷方面的研究主要集中在液化天然气(LNG)制冷，中国专利(CN103496311A)公开了一种LNG冷藏车的制冷方法及其冷藏车，利用LNG在复温、气化阶段释放出大量的冷能，提供冷藏车优质的冷气，在不需要另外消耗能源的情况下解决了冷藏车制冷的问题。中国专利(CN103245226A)公开了一种小型液化天然气(LNG)汽化器，其结构包括壳体，壳体上设置有LNG进口、LNG出口、冷媒进口及冷媒出口，壳体内设置有与LNG进口相连通的内管，其特点是，内管外侧设置有套管，内管的插入端通过套管与LNG出口相连通。在LNG气化及冷能储存过程中，具有可避免冷媒结冰、热效率高等特点，适用于各种LNG冷能利用场合，尤其适用于LNG汽车空调或LNG冷藏车制冷。在冷藏车上运用太阳能方面，中国专利(CN203888581U)公开了一种太阳能冷藏车，包括车体、太阳能系统、制冷系统，所述制冷系统由太阳能系统供电，所述太阳能系统蓄能部件为超级电容器，所述太阳能系统的太阳能电池板安装在车厢顶部和两侧，并配有清洁装置，能够及时清理覆盖在太阳能电池板上的尘土等污物，保持太阳能电池板处于高透光度的状态，但是超级电容器作为蓄能部件具有能量密度低，端电压波动大的特点，不能很好的维持稳定、持续的制冷效果。中国专利(CN204936853U)公开了一种电动太阳能冷藏车，该冷藏车为一种小型三轮车，利用太阳能发电既要供电驱动车体还要供电制冷。中国专利(CN202952798U)公开了一种用于冷藏车车载太阳能制冷供电装置，冷藏车所有的制冷需要都来自太阳能发电，受天气制约大。上述专利不适用于目前市场上主流中小型冷藏车，并且由于光伏发电的不连续性和不稳定性，仅仅使用太阳能电力的话，不利于长途运输，并且受天气制约很大。
技术实现思路
为解决现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统，及其在不同工况下的切换方法，创新性地采用“双压缩机”的形式，使其能够实现在冷藏车运输途中使用发动机带动压缩机提供制冷动力来源，中途休息、晚上和需要对车厢预冷时可以使用太阳能发电供给电动压缩机电能来制冷，解决了冷藏车停车需要外接电源的问题，大大增加了配送范围；此外，设计中包含的一种光伏供电控制系统，有利于延长蓄电池的寿命，提高放电效率。一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统，包括压缩机、膨胀阀、冷凝器及蒸发器；所述压缩机包括电动压缩机和机械压缩机；所述冷凝器、膨胀阀及蒸发器通过管道依次连接，所述冷凝器与膨胀阀之间依次设有贮液罐和干燥器，所述蒸发器的出、入口可以与电动压缩机、机械压缩机相连，电动压缩机、机械压缩机的出口端与蒸发器的入口之间设有电磁阀，电动压缩机、机械压缩机的入口端与蒸发器的出口之间设有吸气压力调节阀；所述电动压缩机的动力源为光伏供电系统，所述光伏供电系统包括光伏板、光伏控制器、超级电容器、逆变器及蓄电池，所述光伏控制器通过导线分别与光伏板、超级电容器、逆变器及蓄电池连接，所述逆变器还与电动压缩机相连，以此实现光伏供电系统对电动压缩机的供电；所述机械压缩机的动力源为发动机，所述发动机与机械压缩机之间设有电磁离合器。上述方案中，所述光伏控制器包括单向DC/DC、双向DC/DC1及双向DC/DC2，所述光伏板、单向DC/DC、双向DC/DC1、逆变器14和电动压缩机依次串联，所述双向DC/DC1与蓄电池并联，所述双向DC/DC2与超级电容器并联；所述双向DC/DC2设置于单向DC/DC和双向DC/DC1之间。上述方案中，所述冷凝器接有两个管道，一个管道用于连接电动压缩机，另一个用于连接机械压缩机。上述方案中，所述冷凝器和蒸发器均带有风机。一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统在不同工况下的切换方法，其特征在于，车辆正常行驶、空置停在停车厂时，单向DC/DC工作在MPPT模式下，双向DC/DC1和双向DC/DC2根据所选光伏阵列充电电压和蓄电池、超级电容器的充电电压选择是升压或降压模式，实现对蓄电池和超级电容器的充电；当蓄电池达到最大充电电压时，单向DC/DC工作在恒压模式，双向DC/DC1工作于降压模式，由光伏阵列输出电压给蓄电池和超级电容器充电，电量充满则关断双向DC/DC；中途停车、车厢预冷或者晚上仍需供电制冷时，单向DC/DC关断，开启双向DC/DC1和双向DC/DC2，由超级电容器和蓄电池给负载供电,；当负载电流发生突变时，仅由超级电容器给负载供电；当蓄电池和超级电容器达到过放电压时，则双向DC/DC1和双向DC/DC2均处于关断状态。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术采用“双压缩机”的结构形式，在冷藏车正常运输行驶时采用发动机带动机械压缩机制冷；在中途停车、晚上、车厢需要预冷时，通过光伏供电系统带电动压缩机制冷，解决了冷藏车中途停车需要外接电源的问题，增加了其灵活性，扩大了配送范围，节约了燃油以及减少了尾气排放。2.电动压缩机采用光伏供电系统，为了减少电机启动大电流以及突变电流对蓄电池的冲击，采用了超级电容器和蓄电池混合储能以及供电系统，超级电容器有循环寿命长，充放电速度快、充放电效率高、功率密度大、环保无污染、高低温性能好等优点，超级电容器和蓄电池的混合储能，大大提高了系统放电效率，延长了蓄电池的使用寿命。3.在光伏阵列和蓄电池之间连接有双向DC/DC1，不仅能使光伏阵列和蓄电池的容量可根据负载额定功率进行灵活的选择，而且还能够更好地控制蓄电池的充放电过程，防止蓄电池过冲或过放，保护蓄电池免受损害。4.通过双向DC/DC2接入直流母线，能够提供恒定的直流母线电压，克服超级电容器在充放电过程中其两端电压变化范围很大的问题。附图说明图1为一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统的原理图；图2为本专利技术装置电气连接图；图3为光伏供电系统能量流动图，图3(a)为光伏板给蓄电池和超级电容器充电时的能量流动图，图3(b)为负载电流突变时的能量流动图，图3(c)为负载稳定工作时的能量流动图。图中：1.电动压缩机，2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统，其特征在于，包括压缩机、膨胀阀(4)、冷凝器(5)及蒸发器(10)，所述压缩机包括电动压缩机(1)和机械压缩机(2)；所述冷凝器(5)、膨胀阀(4)及蒸发器(10)通过管道依次连接，所述冷凝器(5)与膨胀阀(4)之间依次设有贮液罐(6)和干燥器(7)，所述蒸发器(10)的出、入口可以与电动压缩机(1)、机械压缩机(2)相连，电动压缩机(1)、机械压缩机(2)的出口端与蒸发器(10)的入口之间设有电磁阀(3)，电动压缩机(1)、机械压缩机(2)的入口端与蒸发器(10)的出口之间设有吸气压力调节阀(8)；所述电动压缩机(1)的动力源为光伏供电系统，所述光伏供电系统包括光伏板(11)、光伏控制器(12)、超级电容(13)、逆变器(14)及蓄电池(15)，所述光伏控制器(12)通过导线分别与光伏板(11)、超级电容(13)、逆变器(14)及蓄电池(15)连接，所述逆变器(14)还与电动压缩机(1)相连，以此实现光伏供电系统对电动压缩机(1)的供电；所述机械压缩机(2)的动力源为发动机(16)，所述发动机(16)与机械压缩机(2)之间设有电磁离合器(17)。

【技术特征摘要】
1.一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统，其特征在于，包括压缩机、膨胀阀(4)、冷凝器(5)及蒸发器(10)，所述压缩机包括电动压缩机(1)和机械压缩机(2)；所述冷凝器(5)、膨胀阀(4)及蒸发器(10)通过管道依次连接，所述冷凝器(5)与膨胀阀(4)之间依次设有贮液罐(6)和干燥器(7)，所述蒸发器(10)的出、入口可以与电动压缩机(1)、机械压缩机(2)相连，电动压缩机(1)、机械压缩机(2)的出口端与蒸发器(10)的入口之间设有电磁阀(3)，电动压缩机(1)、机械压缩机(2)的入口端与蒸发器(10)的出口之间设有吸气压力调节阀(8)；所述电动压缩机(1)的动力源为光伏供电系统，所述光伏供电系统包括光伏板(11)、光伏控制器(12)、超级电容(13)、逆变器(14)及蓄电池(15)，所述光伏控制器(12)通过导线分别与光伏板(11)、超级电容(13)、逆变器(14)及蓄电池(15)连接，所述逆变器(14)还与电动压缩机(1)相连，以此实现光伏供电系统对电动压缩机(1)的供电；所述机械压缩机(2)的动力源为发动机(16)，所述发动机(16)与机械压缩机(2)之间设有电磁离合器(17)。2.如权利要求1所述的一种利用光伏储能的冷藏车混合制冷系统，其特征在于，所述光伏控制器(12)包括单向DC/DC、双向DC/DC1及双向DC/DC2，所述光伏板(11)、单向DC/DC、双向DC/DC1、逆变器(14)和电动压缩机(1)依次串联，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨柳，何仁，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32