物聯網與大數據調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：當前能源環境不容樂觀，在傳統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，在這個大環境之下，我們對傳統的電力冷藏車進行了研究，并改善了其環境。本文在物聯網與大數據控制前提下，利用太陽能發電對冷藏車進行供能，在冷藏運輸車頂上安裝太陽能板，太陽能板在太陽能下發電并且儲存能量，為太陽能車個各個設備進行供電。根據冷藏車制冷要求，進行冷藏運輸車太陽能輔助電源系統的各個裝置部件的參數計算與選型，并且對保溫材料與結構進行了分析，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控更具有先進性。

關鍵詞：冷藏車;太陽能光伏發電;制冷系統;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的化石燃料已經成為了當下的研究熱點問題。太陽能光伏集熱板的鋪設面積受限，導致輸出電能不富足，更加要求適用于車載工況的太陽能制冷機體積小、轉換效率高、節能高效、技術難度極大、因此車載制冷機開發進展緩慢。

二、隔熱層的研究

1.冷藏車熱交換計算

（1）熱傳導散熱主要與冷藏車箱體保溫層相關，Qa按照公式

（1）

式中字母K為保溫材料的傳熱系數，為專業名稱表示符號。A為箱體外表面積25m2，t1為冷藏箱體外的空氣溫度，本系統設定值為25℃，而t2為冷藏箱內的氣體溫度，系統設定值為-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氣體與冷藏箱內壁對流傳熱，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冷車箱內部的氣體與箱體壁之間的傳熱系數專業表達符號，取;符號h2為冷藏箱外部的傳熱系數的專用符號，取;β為開門頻率系數[2]，取0.04;tw1為冷藏車箱內璧的平均溫度，系統定值一般為-4℃;tw2為冷藏車箱外的平均溫度，系統定一般值為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具有的所有機械性能，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構簡單，質量輕，斷熱橋合理，廂的熱性能和氣密性好，能夠完美的避免燒內等問題，但是車廂強度有待提高，這是當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的工作負荷，這樣不利于設備的運行，對流對廂體總的傳熱系數的影響為一般情況下為4%～ 25%。

4.結論

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

三、太陽能制冷系統

1.特點

天氣好，太陽輻射就越好，太陽提供的能量就越大，系統制冷量與制冷效果就越好。這一特點使得太陽能制冷技術在現實生活中受到了不錯重視。實現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.節約常規能源，減少污染運行費用。

3.太陽能空調有良好的季節匹配性。

3.吸收式制冷工作原理

太陽能加熱水箱中的水，當其達到設定的溫度后到制冷機當中，為制冷機發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而變回溴化鋰的濃溶液，然后再進入吸收器再次吸收蒸發器進行制冷過程中蒸發的水分，從而實現機器的運轉。

圖1 吸收式制冷工作原理

4.結論

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

四、電力系統布置

1.蓄電池的計算與選型

根據冷藏車的每日耗電量計算太陽能光伏系統中蓄電池的容量，并據此得出光伏電池板的大小。考慮到其的性質，利用傳統公式（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時間4（D）;為最大放大系數0.75;為溫度系數;為電路損失0.04;為蓄電池的按時效率1.15

依據計算結果，故選取松下集團的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為：電壓：12V;容量：100Ah;尺寸：407*174*210mm。

五、總結

我們的太陽能冷藏車為普通冷藏車與太陽能發電系統相結合的產物，運用太陽能發電輔助系統。保障了冷藏車發電機組停止供電時冷藏食品的質量，可解決冷藏車停車時制冷機組的能源問題，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展方向。

參考文獻

[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2017.2

[2]馮愿軍.太陽能冷藏汽車技術現狀及發展方向的研究[M]，太原理工大學2013

[3]劉大勛，汽車構造基礎[L]，武漢工業大學，1999.1.