物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)調(diào)控下太陽能冷藏車的研究

尹鑫銘　陳星彤　趙紫博　馮曉銘

摘 要：當(dāng)前能源環(huán)境不容樂觀，在傳統(tǒng)能源越來越少的情況下，我們對新能源的研究就變得越來越重要了，在這個大環(huán)境之下，我們對傳統(tǒng)的電力冷藏車進(jìn)行了研究，并改善了其環(huán)境。本文在物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)控制前提下，利用太陽能發(fā)電對冷藏車進(jìn)行供能，在冷藏運輸車頂上安裝太陽能板，太陽能板在太陽能下發(fā)電并且儲存能量，為太陽能車個各個設(shè)備進(jìn)行供電。根據(jù)冷藏車制冷要求，進(jìn)行冷藏運輸車太陽能輔助電源系統(tǒng)的各個裝置部件的參數(shù)計算與選型，并且對保溫材料與結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，得出我們的太陽能冷藏車的方案，使得太陽能的利用與裝備的調(diào)控更具有先進(jìn)性。

關(guān)鍵詞：冷藏車;太陽能光伏發(fā)電;制冷系統(tǒng);冷藏車車廂制冷量

一、引言

太陽能對我們來說都不陌生，而太陽能作為一種可再生能源，有著清潔、廉價和取之不盡等特點，用太陽能來替換傳統(tǒng)的化石燃料已經(jīng)成為了當(dāng)下的研究熱點問題。太陽能光伏集熱板的鋪設(shè)面積受限，導(dǎo)致輸出電能不富足，更加要求適用于車載工況的太陽能制冷機(jī)體積小、轉(zhuǎn)換效率高、節(jié)能高效、技術(shù)難度極大、因此車載制冷機(jī)開發(fā)進(jìn)展緩慢。

二、隔熱層的研究

1.冷藏車熱交換計算

（1）熱傳導(dǎo)散熱主要與冷藏車箱體保溫層相關(guān)，Qa按照公式

（1）

式中字母K為保溫材料的傳熱系數(shù)，為專業(yè)名稱表示符號。A為箱體外表面積25m2，t1為冷藏箱體外的空氣溫度，本系統(tǒng)設(shè)定值為25℃，而t2為冷藏箱內(nèi)的氣體溫度，系統(tǒng)設(shè)定值為-4℃。

保溫材料厚度的0.07m。

對流散失的熱量又包括冷藏箱體內(nèi)氣體與冷藏箱內(nèi)壁對流傳熱，冷藏箱體外空氣與冷藏箱外壁對流傳熱以及箱門打開時冷藏箱內(nèi)外冷熱氣體直接對流傳熱。Q按照公式（2）計。

（2）

式中，符號h1冷車箱內(nèi)部的氣體與箱體壁之間的傳熱系數(shù)專業(yè)表達(dá)符號，取;符號h2為冷藏箱外部的傳熱系數(shù)的專用符號，取;β為開門頻率系數(shù)[2]，取0.04;tw1為冷藏車箱內(nèi)璧的平均溫度，系統(tǒng)定值一般為-4℃;tw2為冷藏車箱外的平均溫度，系統(tǒng)定一般值為20℃。

2.廂體制作工藝

冷藏車的廂體在制作時，不僅要求其具有普通廂式汽車應(yīng)具有的所有機(jī)械性能，還要有良好的氣密性和隔熱性。三相板式粘接式的冷藏車的隔熱體結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，斷熱橋合理，廂的熱性能和氣密性好，能夠完美的避免燒內(nèi)等問題，但是車廂強(qiáng)度有待提高，這是當(dāng)前的一個有待解決的問題。

3.廂體密封性能

一般情況下會在車廂內(nèi)外形成空氣對流，在對流的影響下箱體密封性能就減下了，同時也增加了制冷機(jī)的工作負(fù)荷，這樣不利于設(shè)備的運行，對流對廂體總的傳熱系數(shù)的影響為一般情況下為4%～ 25%。

4.結(jié)論

冷藏車在未來的發(fā)展方向中會出現(xiàn)各種各樣的問題，但是隨著科技的不斷進(jìn)步，太陽能冷藏車的研究一定會取得一個大的進(jìn)步[3]。

三、太陽能制冷系統(tǒng)

1.特點

天氣好，太陽輻射就越好，太陽提供的能量就越大，系統(tǒng)制冷量與制冷效果就越好。這一特點使得太陽能制冷技術(shù)在現(xiàn)實生活中受到了不錯重視。實現(xiàn)太陽能制冷有三個方式，分別是“光--熱--冷”、“光--電--冷”、“光--熱--電--冷”，目前利用的是“光--電--冷”這個途徑。

2.太陽能制冷的優(yōu)點

1.太陽能制冷所需要的熱源溫度一般情況下是較低的，可以在較低溫度下正常的工作，但在極端天氣情況下可能會有較大的影響。

2.節(jié)約常規(guī)能源，減少污染運行費用。

3.太陽能空調(diào)有良好的季節(jié)匹配性。

3.吸收式制冷工作原理

太陽能加熱水箱中的水，當(dāng)其達(dá)到設(shè)定的溫度后到制冷機(jī)當(dāng)中，為制冷機(jī)發(fā)生器提供熱量用來加熱溴化鋰稀溶液，使得溴化鋰稀溶液的水分蒸發(fā)而變回溴化鋰的濃溶液，然后再進(jìn)入吸收器再次吸收蒸發(fā)器進(jìn)行制冷過程中蒸發(fā)的水分，從而實現(xiàn)機(jī)器的運轉(zhuǎn)。

圖1 吸收式制冷工作原理

4.結(jié)論

在冷藏車上應(yīng)用太陽能制冷是未來冷藏車發(fā)展的一個方向，它不僅節(jié)約能源，還減低了制冷的成本。

四、電力系統(tǒng)布置

1.蓄電池的計算與選型

根據(jù)冷藏車的每日耗電量計算太陽能光伏系統(tǒng)中蓄電池的容量，并據(jù)此得出光伏電池板的大小?？紤]到其的性質(zhì)，利用傳統(tǒng)公式（4）計算出電池的基本容量。

（4）

CB為蓄電池容量 91.53（Ah）;E為冷藏車每天耗電量17.5（Ah/D）;N為冷藏車僅用于蓄電池供電的持續(xù)時間4（D）;為最大放大系數(shù)0.75;為溫度系數(shù);為電路損失0.04;為蓄電池的按時效率1.15

依據(jù)計算結(jié)果，故選取松下集團(tuán)的12V-100AH型號的蓄電池為太陽能冷藏車的電池，該種蓄電池出廠參數(shù)為：電壓：12V;容量：100Ah;尺寸：407*174*210mm。

五、總結(jié)

我們的太陽能冷藏車為普通冷藏車與太陽能發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合的產(chǎn)物，運用太陽能發(fā)電輔助系統(tǒng)。保障了冷藏車發(fā)電機(jī)組停止供電時冷藏食品的質(zhì)量，可解決冷藏車停車時制冷機(jī)組的能源問題，并且減少了燃油消耗。目前，太陽能資源特別的豐富，而車載冷庫的使用率也變得越來越高了，這意味著未來太陽能源的冷藏車將成為一個新的發(fā)展方向，在未來的社會中，太陽能的利用將改變中國社會的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

[1]劉輝.太陽冷藏車的外材料研究以及材料選用的研究.北京建筑大學(xué)2017.2

[2]馮愿軍.太陽能冷藏汽車技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展方向的研究[M]，太原理工大學(xué)2013

[3]劉大勛，汽車構(gòu)造基礎(chǔ)[L]，武漢工業(yè)大學(xué)，1999.1.