一种陆运冷藏集装箱加湿系统及其实现方法

摘要

本发明公开了一种陆运冷藏集装箱加湿系统及其实现方法，其系统包括有顶置式水箱、超声波雾化装置、水雾吹送装置、自动补水与排水装置、融霜水再利用装置及主要由环境温度传感器、相对湿度传感器、液位传感器、继电器盒、可编程控制器、继电器、控制电路、人机交互界面、调速器构成的信息采集控制系统，通过传感器实时反馈的信息以及可编程控制器控制加湿模式切换；对蒸发器的融霜水进行收集过滤，循环再利用，同时充分利用加湿雾化头与风机的协同工作，既节能又高效；另外，可拆卸式的隔板，对于故障诊断检修带来很大方便。这相比现有技术，本发明采用了上出风方式，具有加湿全面均匀、节能高效以及系统故障检修便利等特点。

说明书

技术领域

本发明涉及集装箱设备的技术领域，尤其是指一种陆运冷藏集装箱加湿系 统及其实现方法。

背景技术

目前，通过陆运运输的冷藏集装箱已为人所知，而应用于冷藏集装箱中的 加湿装置普遍采用日本公开特许公报特开H07-305941所公开的那样设置。该加 湿装置借助超声波加湿器对由蒸发器冷却后的空气进行加湿并使其返回到制冷 装置下部排风路的通路，以达到对集装箱的内部进行加湿的目的。

在上述现有的集装箱中，加湿装置安装于箱体内的一端侧壁上，配置在由 蒸发器冷却后的空气的正下风向。加湿后的空气向加湿装置的下方流动，经由 制冷装置下部的排风路向集装箱箱体内吹出。由于经加湿装置加湿的水汽与经 蒸发器冷却的空气流动方向相反，再加上受到重力的影响，微粒状的水滴难以 达到集装箱箱体内较远的距离，因此，现有的冷藏集装箱存在加湿不全面不均 匀的问题。另外，由于加湿装置安装于箱体一端的内侧，带来故障维修不方便 的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用上出风方式，具有 加湿全面均匀、节能高效以及系统故障检修便利的陆运冷藏集装箱加湿系统及 其实现方法。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案其陆运冷藏集装箱加湿系统， 包括有顶置式水箱、超声波雾化装置、水雾吹送装置、自动补水与排水装置、 融霜水再利用装置及信息采集控制系统，其中，所述顶置式水箱安装在集装箱 的冷藏室隔间，并固定在该隔间的可拆卸式隔板上，其上部设有进风口和出风 口；所述超声波雾化装置放置于顶置式水箱内，用于雾化顶置式水箱内的水； 所述水雾吹送装置的水雾输送风机安装在顶置式水箱的下部，通过该水雾输送 风机的加压压缩回风道空气，空气从顶置式水箱的进风口进入，将水箱里的水 雾从其出风口吹出，进入集装箱的冷藏室，并在集装箱箱体的上部扩散开，从 而实现待加湿区域的均匀加湿；所述自动补水与排水装置用于在顶置式水箱水 位过低时开启其补水控制阀加水，水位过高时打开其排水控制阀排水，从而使 水箱水位保持在最佳水平；所述融霜水再利用装置用于将集装箱上的蒸发器的 融霜水收集再过滤处理后储藏于其储水箱中，当顶置式水箱缺水时，通过其水 泵将储水箱内的水经上述补水控制阀输送到顶置式水箱内，从而实现水循环再 利用；所述信息采集控制系统根据其环境温度传感器与相对湿度传感器信号来 判断超声波雾化装置是否开始工作，所述信息采集控制系统根据环境温度传感 器信号与相对湿度传感器实时反馈信号来变量控制超声波雾化装置的加湿雾化 头工作模式以及变频控制水雾输送风机工作模式，所述信息采集控制系统根据 其置于顶置式水箱内的液位传感器的检测信号来控制自动补水与排水装置的补 水控制阀与排水控制阀的工作状态，所述信息采集控制系统根据其置于储水箱 内的液位传感器的检测信号来控制融霜水再利用装置的水泵工作状态。

所述顶置式水箱上部的进风口与出风口分别安装有角度可调的导向板，所 述导向板装配在转轴上，并通过角度调节机构实现角度调节，达到水雾输送的 最佳角度；所述导向板的两侧分别安装有侧板，以形成密封通道。

所述顶置式水箱的下部通过固定耳安装在水箱安装板上，所述水箱安装板 通过角钢固定在可拆卸式隔板上，所述水雾输送风机安装在水箱安装板的下部。

所述超声波雾化装置包括有多个浮子以及置于每个浮子上的多个加湿雾化 头，其中，将多个加湿雾化头分为三组，启动一组为第一档位，启动两组为第 二档位，全启动为第三档位。

所述水雾吹送装置包括有水雾输送风机和风机安装板。

所述自动补水与排水装置包括有进水管、补水控制阀、排水管、排水控制 阀，其中，所述进水管的一端与顶置式水箱的进水口连接，其另一端与融霜水 再利用装置的水泵连接，所述补水控制阀安装在该进水管上；所述排水管与顶 置式水箱的排水口连接，所述排水控制阀安装在该排水管上。

所述融霜水再利用装置包括有用于收集蒸发器融霜水的收集器、用于过滤 收集器收集到的融霜水的过滤器、用于储存过滤后的融霜水的储水箱以及用于 将储水箱内的水输送到顶置式水箱的水泵。

所述信息采集控制系统包括有环境温度传感器、相对湿度传感器、液位传 感器、继电器盒、可编程控制器、继电器、控制电路、人机交互界面和用于控 制水雾输送风机频率的调速器，其中，所述继电器盒置于冷藏室的外侧壁上， 所述继电器置于该继电器盒内；环境温度传感器和相对湿度传感器置于待加湿 区域，用于检测该区域空气温度和相对湿度；所述调速器、可编程控制器、控 制电路和人机交互界面置于外挂箱内，所述控制电路依次与可编程控制器、继 电器、调速器、环境温度传感器、相对湿度传感器、液位传感器相连；所述液 位传感器分别置于顶置式水箱和储水箱内，用于检测顶置式水箱液位高度以及 储水箱的液位高度。

所述水箱安装板上沿其长度方向间隔开设有多个条形通孔。

本发明所述的陆运冷藏集装箱加湿系统的实现方法，包括以下步骤：

1)初始化设置：管理人员将信息采集控制系统的开关置于ON档，进入步 骤2)；

2)通过人机交互界面设定顶置式水箱的液位高低位限制值、加湿目标值以 及加湿模式，进入步骤3)；

3)信息采集控制系统通过环境温度传感器和相对湿度传感器对环境温度和 相对湿度进行采样，通过液位传感器对顶置式水箱内的液面高度进行采样，并 将所采集到的环境温度采样值、相对湿度采样值、液位高度采样值发送给可编 程控制器，进入步骤4)；

4)可编程控制器判断液位高度采样值是否高于步骤2)中的液位高位限制 值H，若是，则进入步骤9)；若否，则进入步骤5)；所述H值由操作人员根据 储水箱水位要求预先设定；

5)可编程控制器判断液位高度采样值是否低于步骤2)中的低位限制值L， 若是，则进入步骤10)；若否，则进入步骤6)；所述L值由操作人员根据储水 箱水位要求预先设定；

6)可编程控制器判断相对湿度采样值是否低于步骤2)中的加湿目标值W 超过5％RH，若是，则进入步骤7)；若否，则进入步骤11)；所述W值由操作 人员预先设定；

7)可编程控制器根据环境温度传感器采样值、相对湿度传感器采样值与加 湿目标值W的差值自动选择加湿模式为快速加湿模式，进入步骤8)；

8)可编程控制器通过继电器控制超声波雾化装置工作，开启三组加湿雾化 头工作，即第三档位；可编程控制器通过继电器控制水雾输送风机高频率工作， 进入步骤9)；

9)可编程控制器通过继电器控制排水控制阀开启，补水控制阀关闭；返回 步骤3)；

10)可编程控制器通过继电器控制排水控制阀关闭，补水控制阀打开，检 测储水箱液位传感器信号显示储水箱是否有水，若有，融霜水再利用装置的水 泵工作；若否，信息采集控制系统报警；返回步骤3)；

11)可编程控制器根据环境温度传感器以及相对湿度传感器实时反馈的采 样值与加湿目标值W的偏差值自动切换加湿模式为普通加湿模式，进入步骤 12)；

12)可编程控制器通过继电器控制超声波雾化装置工作，根据实时反馈的 采样值，开启一组或者两组加湿雾化头，即第一或第二档位；可编程控制器通 过继电器控制水雾输送风机工作，根据实时反馈的采样值，控制风机低或中频 率工作；返回步骤3)。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、加湿全面均匀，传统的加湿方式的加湿空气从箱体底部吹出，容易造成 不同位置湿度不一致，从而导致某些区域加湿量过大而凝结水珠影响运输物品 的品质；另一部分则因湿度不够而达不到预期的加湿效果；本发明采用上出风 方式，能够利用重力影响扩大水雾分散的空间，使得加湿空气从集装箱箱体顶 部的出风口吹出，可以到达较远的水雾输送距离，使货物区域相对湿度分布更 加均匀，减少凝结在货物表面的水，本发明的加湿系统能达到均匀加湿的要求。

2、加湿节能高效，与现有单纯基于湿度传感器控制超声波加湿装置相比， 本发明的加湿系统采用加湿雾化头的变量控制以及风机的变频控制技术在控制 方式上明显优于现有的加湿装置；对制冷装置的融霜水进行收集过滤，循环再 利用，同时充分利用加湿雾化头与风机的协同工作，既节能又高效，故本发明 的技术方案能达到加湿节能高效的效果。

3、加湿系统故障检修便利，与现有加湿装置(例如，日本公开特许公报特 开H07-305941)相比，本发明的加湿系统安装在冷藏室隔间，隔板分块安装具 有拆卸性，检修只需拆下隔板上部分就可以全面检修加湿系统的故障情况，故 本发明的加湿系统能达到检修便利的要求。

附图说明

图1为本发明所述加湿系统在陆运冷藏集装箱上的布局结构示意图。

图2为本发明所述加湿系统的结构框图。

图3为本发明所述顶置式水箱的结构示意图。

图4为图3的A局部放大图。

图5为本发明所述可拆卸式隔板的结构示意图。

图6为本发明所述水箱安装板的结构示意图。

图7为本发明所述风机安装板的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，本实施例所述的陆运冷藏集装箱加湿系统，包括有顶 置式水箱1、超声波雾化装置2、水雾吹送装置、自动补水与排水装置、融霜水 再利用装置及信息采集控制系统，其中，所述顶置式水箱1安装在集装箱的冷 藏室3隔间，并固定在该隔间的可拆卸式隔板4上，其上部设有进风口和出风 口；所述超声波雾化装置2放置于顶置式水箱1内，用于雾化顶置式水箱1内 的水；所述水雾吹送装置的水雾输送风机5安装在顶置式水箱1的下部，通过 该水雾输送风机5的加压压缩回风道空气，空气从顶置式水箱1的进风口进入， 将水箱里的水雾从其出风口吹出，进入集装箱的冷藏室3，并在集装箱箱体的上 部扩散开，从而实现待加湿区域的均匀加湿；所述自动补水与排水装置用于在 顶置式水箱水位过低时开启其补水控制阀6加水，水位过高时打开其排水控制 阀7排水，从而使水箱水位保持在最佳水平；所述融霜水再利用装置用于将集 装箱上的蒸发器8的融霜水收集再过滤处理后储藏于其储水箱9中，当顶置式 水箱1缺水时，通过其水泵10将储水箱9内的水经上述补水控制阀6输送到顶 置式水箱1内，从而实现水循环再利用；所述信息采集控制系统根据其环境温 度传感器与相对湿度传感器信号来判断超声波雾化装置2是否开始工作，所述 信息采集控制系统根据环境温度传感器信号与相对湿度传感器实时反馈信号来 变量控制超声波雾化装置的加湿雾化头工作模式以及变频控制水雾输送风机工 作模式，所述信息采集控制系统根据其置于顶置式水箱内的液位传感器的检测 信号来控制自动补水与排水装置的补水控制阀与排水控制阀的工作状态，所述 信息采集控制系统根据其置于储水箱内的液位传感器的检测信号来控制融霜水 再利用装置的水泵10工作状态。

所述顶置式水箱1上部的进风口与出风口分别安装有角度可调的导向板11， 所述导向板11装配在转轴12上，并通过角度调节机构13实现角度调节，达到 水雾输送的最佳角度；所述导向板11的两侧分别安装有侧板14，以形成密封性 良好的通道。所述顶置式水箱1的下部通过固定耳15安装在水箱安装板16上， 所述水箱安装板16通过角钢固定在可拆卸式隔板4上，所述水雾输送风机5安 装在水箱安装板16的下部，所述水箱安装板16上沿其长度方向间隔开设有多 个条形通孔。

所述超声波雾化装置采用变量控制技术，包括有多个浮子以及置于每个浮 子上的多个加湿雾化头，其中，将多个加湿雾化头分为三组，启动一组为第一 档位，启动两组为第二档位，全启动为第三档位；工作时，所述加湿雾化头产 生的超声波使水产生激烈而快速变化的高频振荡，剧烈的振动使水破碎成许多 水雾消散入空气中。

所述水雾吹送装置采用变频控制技术，包括有水雾输送风机5和风机安装 板17，所述风机安装板17固定在集装箱的内板上。

所述自动补水与排水装置包括有进水管18、补水控制阀6、排水管19、排 水控制阀7，其中，所述进水管18的一端与顶置式水箱1的进水口连接，其另 一端与融霜水再利用装置的水泵10连接，所述补水控制阀6安装在该进水管18 上；所述排水管19与顶置式水箱1的排水口连接，所述排水控制阀7安装在该 排水管19上。

所述融霜水再利用装置包括有用于收集蒸发器8融霜水的收集器20、用于 过滤收集器收集到的融霜水的过滤器21、用于储存过滤后的融霜水的储水箱9 以及用于将储水箱9内的水输送到顶置式水箱1的水泵10。

所述信息采集控制系统包括有环境温度传感器、相对湿度传感器、液位传 感器、继电器盒22、可编程控制器23、继电器、控制电路、人机交互界面24 和用于控制水雾输送风机频率的调速器25，其中，所述继电器盒22置于冷藏室 3的外侧壁上，所述继电器置于该继电器盒22内；环境温度传感器和相对湿度 传感器置于待加湿区域，用于检测该区域空气温度和相对湿度；所述调速器25、 可编程控制器23、控制电路和人机交互界面24置于外挂箱内，所述控制电路依 次与可编程控制器23、继电器、调速器25、环境温度传感器、相对湿度传感器、 液位传感器相连；所述液位传感器分别置于顶置式水箱1和储水箱9内，用于 检测顶置式水箱液位高度以及储水箱的液位高度。

以下为本实施例上述陆运冷藏集装箱加湿系统的实现方法，其具体情况如 下：

1)初始化设置：管理人员将信息采集控制系统的开关置于ON档，进入步 骤2)；

2)通过人机交互界面设定顶置式水箱的液位高低位限制值、加湿目标值以 及加湿模式，进入步骤3)；

3)信息采集控制系统通过环境温度传感器和相对湿度传感器对环境温度和 相对湿度进行采样，通过液位传感器对顶置式水箱内的液面高度进行采样，并 将所采集到的环境温度采样值、相对湿度采样值、液位高度采样值发送给可编 程控制器，进入步骤4)；

4)可编程控制器判断液位高度采样值是否高于步骤2)中的液位高位限制 值H，若是，则进入步骤9)；若否，则进入步骤5)；所述H值由操作人员根据 储水箱水位要求预先设定；

5)可编程控制器判断液位高度采样值是否低于步骤2)中的低位限制值L， 若是，则进入步骤10)；若否，则进入步骤6)；所述L值由操作人员根据储水 箱水位要求预先设定；

6)可编程控制器判断相对湿度采样值是否低于步骤2)中的加湿目标值W 超过5％RH，若是，则进入步骤7)；若否，则进入步骤11)；所述W值由操作 人员预先设定；

7)可编程控制器根据环境温度传感器采样值、相对湿度传感器采样值与加 湿目标值W的差值自动选择加湿模式为快速加湿模式，进入步骤8)；

8)可编程控制器通过继电器控制超声波雾化装置工作，开启三组加湿雾化 头工作，即第三档位；可编程控制器通过继电器控制水雾输送风机高频率工作， 进入步骤9)；

9)可编程控制器通过继电器控制排水控制阀开启，补水控制阀关闭；返回 步骤3)；

10)可编程控制器通过继电器控制排水控制阀关闭，补水控制阀打开，检 测储水箱液位传感器信号显示储水箱是否有水，若有，融霜水再利用装置的水 泵工作；若否，信息采集控制系统报警；返回步骤3)；

11)可编程控制器根据环境温度传感器以及相对湿度传感器实时反馈的采 样值与加湿目标值W的偏差值自动切换加湿模式为普通加湿模式，进入步骤 12)；

12)可编程控制器通过继电器控制超声波雾化装置工作，根据实时反馈的 采样值，开启一组或者两组加湿雾化头，即第一或第二档位；可编程控制器通 过继电器控制水雾输送风机工作，根据实时反馈的采样值，控制风机低或中频 率工作；返回步骤3)。

综上所述，本发明通过传感器实时反馈的信息以及可编程控制器控制加湿 模式切换；对蒸发器的融霜水进行收集过滤，循环再利用，同时充分利用加湿 雾化头与风机的协同工作，既节能又高效；另外，可拆卸式的隔板，对于故障 诊断检修带来很大方便。这相比现有技术，本发明采用了上出风方式，具有加 湿全面均匀、节能高效以及系统故障检修便利等特点，值得推广。

以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实 施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范 围内。