運輸制冷系統(tǒng)和操作方法
【專利摘要】提供一種制冷系統(tǒng)，其具有用于將溫度調(diào)節(jié)的空氣提供到溫度受控空間的制冷單元(22)，發(fā)動機(26)和由所述發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電裝置(24)，與用于供應(yīng)電力的電池系統(tǒng)(28)。一種操作所述運輸制冷器的方法包括在高冷卻需求模式期間運行所述發(fā)動機(26)以驅(qū)動所述發(fā)電裝置(24)以供應(yīng)電力并同時利用所述電池系統(tǒng)(28)以供應(yīng)電力以共同地對所述制冷劑單元的多個電力需求負載(50、42、46、48)供電。
【專利說明】運輸制冷系統(tǒng)和操作方法
[0001]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]對本申請作出參考且本申請要求2011年4月4日申請且標題為TRANSPORTREFRIGERATION SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING的美國臨時申請第61/471，463號的優(yōu)先權(quán)和權(quán)利,所述申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文中。
[0003]發(fā)明背景
[0004]本發(fā)明大致涉及運輸制冷系統(tǒng)，且更特定地涉及將電力供應(yīng)到運輸制冷單元的所有電力需求負載，同時減少發(fā)動機燃料消耗。
[0005]冷藏卡車和拖車通常用于運輸易腐貨物，如(例如)農(nóng)產(chǎn)品、肉類、家禽、魚、奶制品、鮮切花和其它新鮮或冷凍的易腐產(chǎn)品。運輸制冷系統(tǒng)與界定在卡車或拖車內(nèi)的貨艙操作相關(guān)地安裝到卡車或拖車，以在貨艙內(nèi)維持受控的溫度環(huán)境。
[0006]照常規(guī)，結(jié)合冷藏卡車和冷藏拖車一起使用的運輸制冷系統(tǒng)包括具有制冷劑壓縮機的運輸制冷單元，具有一個或多個相關(guān)的冷凝器風扇的冷凝器，膨脹裝置和具有一個或多個相關(guān)的蒸發(fā)器風扇的蒸發(fā)器，其經(jīng)由閉合制冷劑流動回路中的適當制冷劑管線而連接?？諝饣蚩諝?氣體混合物借助于與蒸發(fā)器相關(guān)的蒸發(fā)器風扇而汲取自貨艙的內(nèi)部容積，經(jīng)過與制冷劑處于熱交換關(guān)系的蒸發(fā)器的空氣側(cè)，由此制冷劑從空氣吸收熱，從而冷卻空氣。冷卻的空氣接著被供應(yīng)回到貨艙。
[0007]結(jié)合冷藏卡車和冷藏拖車一起使用的市售運輸制冷系統(tǒng)、壓縮機和運輸制冷單元的通常的其它組件必須在運輸期間由原動機供電。在冷藏拖車的情況中，原動機通常包括運輸制冷系統(tǒng)上攜帶的且被視為運輸制冷系統(tǒng)的一部分的柴油發(fā)動機。在機械驅(qū)動的運輸制冷系統(tǒng)中，壓縮機由柴油發(fā)動機通過直接機械耦合或皮帶驅(qū)動和其它組件來驅(qū)動，如冷凝器和蒸發(fā)器風扇是皮帶驅(qū)動的。
[0008]冷藏拖車應(yīng)用的全電動運輸制冷系統(tǒng)也可通過總部設(shè)在美國康涅狄格州法明頓市的Carrier Corporation購得。在全電動運輸制冷系統(tǒng)中，在運輸制冷系統(tǒng)上攜帶并被視作運輸制冷系統(tǒng)的一部分的原動機(最常見的是柴油發(fā)動機)驅(qū)動產(chǎn)生AC電力的AC同步發(fā)電機。產(chǎn)生的AC電力用于對電動壓縮機電動機供電以驅(qū)動運輸制冷單元的制冷劑壓縮機，并且還對電動AC風扇電動機供電以驅(qū)動冷凝器和蒸發(fā)器電動機和與蒸發(fā)器相關(guān)的電加熱器。例如，美國專利第6，223, 546號公開了一種全電動運輸制冷系統(tǒng)。
[0009]在常規(guī)實踐中，安裝在冷藏卡車或拖車上的運輸制冷單元以溫度拉低模式、溫度維持模式或靜止模式中的一個來操作。在溫度拉低模式中，制冷劑壓縮機、冷凝器風扇和蒸發(fā)器風扇在操作，其中制冷劑壓縮機通常滿負荷操作以將貨艙內(nèi)的溫度盡可能快地降低到對于存放在貨艙中的特定貨物而言適當?shù)钠谕O(shè)定點溫度。在溫度維持模式中，制冷劑壓縮機、冷凝器風扇和蒸發(fā)器風扇仍然在操作，但是制冷劑壓縮機操作于明顯較低負荷以便將貨艙中的溫度維持在期望設(shè)定點溫度的特定范圍內(nèi)，并且避免過冷。在溫度維持模式中，與蒸發(fā)器相關(guān)的加熱器也可以按需要被激活以增暖通過蒸發(fā)器風扇而經(jīng)過蒸發(fā)器的空氣以防止過冷。在靜止模式中，制冷劑壓縮機和冷凝器和蒸發(fā)器風扇被關(guān)閉。
[0010]在運輸制冷系統(tǒng)上使用為原動機的柴油發(fā)動機一般具有兩個運行速度，即高RPM速度(如2200RPM)和低RPM速度(如1400RPM)。在運行中，柴油發(fā)動機在溫度拉低期間以高速運行且在溫度維持模式期間以低速運行。在靜止期間，柴油發(fā)動機通常以低速空轉(zhuǎn)。柴油發(fā)動機一般被設(shè)計來在以最大負荷運行的期間滿足運輸制冷系統(tǒng)的功率需求，如在溫度拉低模式期間具有有效的燃料消耗。因此，在溫度維持模式和靜止模式期間，柴油發(fā)動機以低效率運行且燃料消耗增加。
發(fā)明概要
[0011]通過減少發(fā)動機運行的時間和/或減小發(fā)動機的尺寸而減少運輸制冷系統(tǒng)中的總?cè)剂舷膶⑹瞧谕摹＿€期望的是(尤其在居住區(qū)的夜間)以降低噪音產(chǎn)生而操作運輸制冷單元的能力。
[0012]提供一種用于操作制冷系統(tǒng)的方法，所述制冷系統(tǒng)具有用于將溫度調(diào)節(jié)的空氣提供到溫度受控空間的制冷單元，發(fā)動機和發(fā)電裝置。所公開的方法包括步驟:提供具有供應(yīng)電力的至少一個電池單元的電池系統(tǒng)，且在高冷卻需求模式期間運行發(fā)動機以驅(qū)動發(fā)電裝置以供應(yīng)電力并同時利用電池系統(tǒng)以供應(yīng)電力以共同地對制冷劑單元的多個電力需求負載供電。所公開的方法可包括進一步的步驟:在低冷卻需求模式期間，運行發(fā)動機以驅(qū)動發(fā)電裝置以對制冷單元的多個電力需求負載供電，并且也對電池系統(tǒng)充電。所公開的方法可包括步驟:在低冷卻需求模式期間，利用電池系統(tǒng)以對制冷單元的多個電力需求負載供電。方法可包括步驟:在發(fā)動機關(guān)閉的期間利用電池系統(tǒng)對制冷單元的多個電力需求負載供電，其可包括對于選定時間段且以選定間隔選擇性地對制冷吸熱換熱器供電的步驟。
[0013]在所公開的方法的實施例中，其中制冷單元包括制冷劑壓縮裝置，制冷劑排熱換熱器和相關(guān)風扇，制冷劑吸熱換熱器和相關(guān)風扇，和多個電力需求負載，其包括壓縮裝置驅(qū)動電動機，制冷劑排熱換熱器風扇電動機和制冷劑吸熱換熱器風扇電動機，運行發(fā)動機以驅(qū)動發(fā)電裝置并同時利用電池系統(tǒng)以在高冷卻需求模式期間對制冷劑單元的多個電力需求負載供電的步驟包括同時不但運行發(fā)動機以驅(qū)動發(fā)電裝置而且利用電池系統(tǒng)以對壓縮裝置驅(qū)動電動機供電的步驟。在本實施方案中，方法可包括利用電池系統(tǒng)以對制冷劑排熱換熱器風扇電動機和制冷劑吸熱換熱器風扇電動機供電的步驟。
[0014]在方法的實施方案中，其中制冷單元包括制冷劑壓縮裝置，制冷劑排熱換熱器和相關(guān)風扇，制冷劑吸熱換熱器和相關(guān)風扇，和多個電力需求負載，其包括壓縮裝置驅(qū)動電動機，制冷劑排熱換熱器風扇電動機和制冷劑吸熱換熱器風扇電動機，運行發(fā)動機以驅(qū)動發(fā)電裝置并同時利用電池系統(tǒng)以在高冷卻需求模式期間對制冷劑單元的多個電力需求負載供電的步驟包括運行發(fā)動機以驅(qū)動發(fā)電裝置以對壓縮裝置驅(qū)動電動機供電并利用電池系統(tǒng)以對制冷劑排熱換熱器風扇電動機和制冷劑吸熱換熱器風扇電動機供電的步驟。
[0015]高冷卻需求模式可包括溫度拉低模式，其中制冷單元被操作來將溫度受控空間內(nèi)的溫度降低到設(shè)定點溫度。低冷卻需求模式包括溫度控制模式，其中運輸制冷單元被操作來將溫度受控空間內(nèi)的溫度維持在設(shè)定點溫度的特定范圍內(nèi)。溫度受控空間包括保存易腐貨物的卡車、拖車、聯(lián)運集裝箱或其它運輸集裝箱。
[0016]在一方面，提供一種運輸制冷系統(tǒng)，其具有制冷單元以將溫度調(diào)節(jié)的空氣提供到卡車、拖車、聯(lián)運集裝箱或其它運輸集裝箱的存貨艙，制冷單元具有制冷壓縮裝置，制冷劑排熱換熱器和相關(guān)風扇，制冷劑吸熱換熱器和相關(guān)風扇，和多個電力需求負載，其包括壓縮裝置驅(qū)動電動機，制冷劑排熱換熱器風扇驅(qū)動電動機和制冷劑吸熱換熱器風扇驅(qū)動電動機，運輸制冷系統(tǒng)具有發(fā)電裝置和用于驅(qū)動發(fā)電裝置的發(fā)動機。運輸制冷系統(tǒng)還包括與制冷單元操作相關(guān)的控制器，所述控制器操作來選擇性地使制冷單元操作于高冷卻需求模式，這期間控制器使發(fā)動機運行以驅(qū)動發(fā)電裝置以供應(yīng)電力并同時利用電池系統(tǒng)以供應(yīng)電力，以共同對制冷劑單元的多個電力需求負載供電。
[0017]在實施方案中，控制器還操作來選擇性地使制冷單元操作于低冷卻需求模式，且在低冷卻需求模式中的操作期間運行發(fā)動機以驅(qū)動發(fā)電裝置以對制冷單元的多個電力需求負載供電并且也對電池系統(tǒng)充電。在實施方案中，控制器還操作來選擇性地使制冷單元操作于低冷卻需求模式并在低冷卻需求模式的操作期間利用電池系統(tǒng)以對制冷單元的多個電力需求負載供電。在實施方案中，控制器還操作來選擇性地關(guān)閉發(fā)動機和制冷劑壓縮裝置并選擇性地利用電池系統(tǒng)以對制冷劑吸熱換熱器風扇供電。在實施方案中，控制器利用電池系統(tǒng)以對于選定時間段和以選定間隔選擇性地對制冷吸熱換熱器風扇供電。在實施方案中，控制器可同時運行發(fā)動機以驅(qū)動發(fā)電裝置并利用電池系統(tǒng)以共同地對壓縮裝置電動機供電。在實施方案中，控制器可運行發(fā)動機以驅(qū)動發(fā)電裝置以對壓縮裝置驅(qū)動電動機供電并同時利用電池系統(tǒng)以對制冷劑排熱換熱器風扇電動機和制冷劑吸熱換熱器風扇電動機供電。
[0018]附圖簡述
[0019]為進一步理解本公開，將對下文詳細的描述進行參考，其將結(jié)合附圖來閱讀，其中:
[0020]圖1是根據(jù)本公開的示例性運輸制冷系統(tǒng)的示意圖；和
[0021]圖2是與圖1的制冷系統(tǒng)相關(guān)的電源控制系統(tǒng)的實施方案的示意圖。
【具體實施方式】
[0022]圖1中描繪的示例性運輸制冷系統(tǒng)20包括制冷單元22、發(fā)電裝置24、用于驅(qū)動發(fā)電裝置24的原動機26、電池系統(tǒng)28和控制器30。制冷單元22在控制器30的控制下運作以建立并調(diào)節(jié)冷藏貨艙內(nèi)的期望的產(chǎn)品存儲溫度，其中易腐產(chǎn)品在運輸期間存儲并將產(chǎn)品存儲溫度維持在特定溫度范圍內(nèi)。冷藏貨艙可以是拖車、卡車的貨箱，沿海海運集裝箱或聯(lián)運集裝箱，其中存放易腐貨物，如(例如)農(nóng)產(chǎn)品、肉類、家禽、魚、奶制品、鮮切花和其它新鮮或冷凍的易腐產(chǎn)品以用于運輸。
[0023]運輸制冷單元22包括連接于閉環(huán)制冷劑回路中的制冷劑流動連通中并且以常規(guī)制冷循環(huán)而配置的制冷劑壓縮裝置32，制冷劑排熱換熱器34，膨脹裝置36，和制冷劑吸熱換熱器38。制冷單元22還包括與制冷劑排熱換熱器34相關(guān)且由風扇電動機42驅(qū)動的一個或多個風扇40，和與制冷劑吸熱換熱器38相關(guān)且由風扇電動機46驅(qū)動的一個或多個風扇44。制冷單元22還可以包括與制冷劑吸熱換熱器38相關(guān)的電阻加熱器48。應(yīng)理解，其它組件(未示出)可按期望并入制冷劑回路中，例如包括但不限于吸入調(diào)制閥、接收器、過濾器/干燥器、節(jié)能回路。
[0024]制冷劑排熱換熱器34可例如包括一個或多個輸送制冷劑的盤管或由在各自入口與出口歧管之間延伸的多個輸送制冷劑的管形成的一個或多個管組。風扇40操作來將空氣(通常是周圍空氣)傳遞越過制冷劑排熱換熱器34的管以冷卻經(jīng)過管的制冷劑蒸汽。制冷劑排熱換熱器34可操作為制冷劑冷凝器，如好像制冷單元22操作于亞臨界制冷劑循環(huán)中，或操作為制冷劑氣體冷卻器，如好像制冷單元22操作于跨臨界循環(huán)中。
[0025]制冷劑吸熱換熱器38還可以例如包括一個或多個輸送制冷劑的盤管或由在各自入口與出口歧管之間延伸的多個輸送制冷劑的管形成的一個或多個管組。風扇44操作來將汲取自溫度受控的貨箱的空氣傳遞越過制冷劑吸熱換熱器38的管，以加熱和蒸發(fā)經(jīng)過管的制冷劑液體并冷卻空氣。在穿越制冷劑排熱換熱器38時冷卻的空氣被供應(yīng)回到溫度受控的貨箱。應(yīng)理解，當在本文中引用貨箱內(nèi)的大氣而使用術(shù)語“空氣”時，包括空氣與其它氣體的混合物，如(例如，但不限于)有時被引入到冷藏貨箱中用于運輸易腐產(chǎn)品的氮氣或二氧化碳。
[0026]制冷劑壓縮裝置32可包括單級或多級壓縮機，如(例如)往復式壓縮機或渦旋式壓縮機。壓縮裝置32具有由電動機50驅(qū)動的壓縮機構(gòu)(未不出)。在實施方案中，電動機50可安置在壓縮機內(nèi)，其中驅(qū)動桿軸與壓縮機構(gòu)的桿軸互連,均被密封在壓縮裝置32的共同外殼內(nèi)。
[0027]制冷系統(tǒng)20還包括控制器30，其被構(gòu)造來控制制冷系統(tǒng)20的操作，包括但不限于制冷劑單元22的各種組件的操作以在卡車或拖車的貨箱內(nèi)(即是存放易腐產(chǎn)品的溫度受控空間內(nèi))提供并維持期望的熱環(huán)境。控制器30可以是電子控制器，其包括微處理器和相關(guān)的存儲器組。控制器30控制制冷劑單元22的各種組件的操作，如制冷劑壓縮裝置32和其相關(guān)的驅(qū)動電動機50、風扇電動機42、46和電加熱器48?？刂破?0還可通常通過與發(fā)動機26操作相關(guān)的電子發(fā)動機控制器(未示出)而另外選擇性地運行發(fā)動機26。
[0028]制冷劑單元22具有多個電力需求負載，包括但不限于壓縮裝置驅(qū)動電動機50，與制冷劑排熱換熱器34相關(guān)的風扇40的驅(qū)動電動機42，和與制冷劑吸熱換熱器38相關(guān)的風扇44的驅(qū)動電動機46。在所描繪的實施方案中，電阻加熱器48也由電力需求負載組成。電阻加熱器可在每當溫度受控貨箱內(nèi)的控制溫度下降到低于預(yù)設(shè)溫度下限時(這可發(fā)生在較冷的周圍環(huán)境中)由控制器30選擇性地操作。在這種情況中，控制器30將激活電阻加熱器48以加熱由與制冷劑吸熱換熱器相關(guān)的風扇44而在電阻加熱器上流通的空氣。
[0029]本文中公開的運輸制冷系統(tǒng)20包括兩個板載電源，也就是由原動機26驅(qū)動的發(fā)電裝置24和另外的高電壓電池系統(tǒng)28。如將在本文中進一步討論，所有前文提及的運輸制冷單元22的多個電力負載需求可專門由來自板載源的電力供電。視需要，運輸制冷系統(tǒng)20可具有被調(diào)適來連接到電網(wǎng)的連接52，以在卡車、拖車或集裝箱被停放的期間(例如，在通宵卡車停放站或在倉庫中)將電網(wǎng)電力供應(yīng)到運輸制冷單元22。
[0030]原動機26 (其包括板載礦物燃料發(fā)動機，最常用的是柴油發(fā)動機)驅(qū)動產(chǎn)生電力的發(fā)電裝置24。發(fā)動機的驅(qū)動桿軸驅(qū)動發(fā)電裝置的桿軸。在運輸制冷單元10的電動的實施方案中，發(fā)電裝置42可包括單個板載的發(fā)動機驅(qū)動的AC發(fā)電機，其被構(gòu)造來產(chǎn)生包括在一個或多個頻率下的至少一個AC電壓的交流(AC)電。在實施方案中，發(fā)電裝置42可例如為永久磁鐵AC發(fā)電機或同步AC發(fā)電機。在另一實施方案中，發(fā)電裝置42可包括單個板載的發(fā)動機驅(qū)動的DC發(fā)電機，其被構(gòu)造來產(chǎn)生在至少一個電壓下的直流(DC)電。因為風扇電動機42、46和壓縮裝置驅(qū)動電動機50的每個可以是AC電動機或DC電動機，所以應(yīng)理解，可適當?shù)亟Y(jié)合發(fā)電裝置42而利用各種電源轉(zhuǎn)換器，如AC到DC整流器，DC到AC逆變器，AC到AC電壓/頻率轉(zhuǎn)換器和DC到DC電壓轉(zhuǎn)換器。[0031]除了由備用電網(wǎng)連接52和由發(fā)動機26驅(qū)動的發(fā)電裝置42提供的電源之外，通過提供由單個電池單元58或適當連接在一起的多個電池單元58組成的高電壓電池系統(tǒng)28而使額外電源成為可能?，F(xiàn)在參考圖2，特定而言，控制器30被構(gòu)造來選擇利用哪個電源或哪些電源以在制冷單元22的任何特定冷卻需求模式中對制冷單元22供電。備用電網(wǎng)連接52僅當卡車或拖車以較長時間段停放在卡車停放站或倉庫或其它設(shè)施處時被利用。在這種情況中，電網(wǎng)連接52與電網(wǎng)電源配接以將電網(wǎng)電力供應(yīng)到制冷單元22，從而允許控制器30關(guān)閉柴油發(fā)動機26以節(jié)省燃油并且不會接入電池系統(tǒng)28以另外地逆變電池電力。
[0032]然而，當制冷劑單元22以除了上文描述的備用模式之外而操作時，控制器30必須選擇性地選擇利用一個或兩個發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24和電池系統(tǒng)28以供電以滿足制冷單元22的多個電力需求負載。根據(jù)本文中公開的用于操作制冷單元22的方法，在高冷卻需求模式期間，控制器30運行發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24以供應(yīng)電力并同時利用電池系統(tǒng)28以供應(yīng)電力以共同地對制冷劑單元22的多個電力需求負載供電。在本文中公開的方法的額外方面，在低冷卻需求模式期間，控制器30運行發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24以對制冷單元22的多個電力需求負載供電并且還對電池系統(tǒng)22充電。所公開的方法還可以包括步驟:在低冷卻需求模式期間，利用電池系統(tǒng)28以對制冷單元22的多個電力需求負載供電。
[0033]高冷卻需求模式可包括溫度拉低模式，其中制冷單元被操作來將溫度受控空間內(nèi)的溫度降低到設(shè)定點溫度。低冷卻需求模式包括溫度控制模式，其中制冷單元被操作來將溫度受控空間內(nèi)的溫度維持在設(shè)定點溫度的特定范圍內(nèi)。
[0034]在受控空間內(nèi)的溫度已被拉低且已被穩(wěn)定在對于存放在溫度受控空間內(nèi)的易腐產(chǎn)品所選定的期望設(shè)定點溫度之后，控制器30可選擇性地關(guān)閉發(fā)動機26以節(jié)省燃油并減少排放到大氣的燃燒產(chǎn)物。在關(guān)閉發(fā)動機26的期間，控制器30可選擇性地單獨利用電池系統(tǒng)以對制冷單元22的多個電力需求負載供電。例如，在發(fā)動機關(guān)閉的期間，溫度受控空間內(nèi)的空氣沒有被流通。結(jié)果，可能存在“熱點”的形成，即，貨箱內(nèi)的局部溫度已經(jīng)上升超過設(shè)定點溫度的局部區(qū)域。在本文中公開的方法的方面，為了防止在溫度受控空間內(nèi)形成局部熱點，控制器30可對于選定時間段且以選定間隔選擇性地對制冷吸熱換熱器風扇46供電以從溫度受控空間汲取空氣，將空氣傳遞通過制冷劑吸熱換熱器44的空氣側(cè)通道并將空氣供應(yīng)回到溫度受控空間，從而在溫度受控空間內(nèi)導致空氣流通。雖然當穿越制冷劑吸熱換熱器44時空氣未被冷卻(壓縮裝置32不處于操作中)，但是溫度受控空間內(nèi)所得的流通氣流將促進足夠混合，以減少(如果不是消除)在溫度受控空間內(nèi)“熱點”的形成和嚴重程度。
[0035]在所公開的方法的實施方案中，控制器30實行運行發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24且同時利用電池系統(tǒng)28以在高冷卻需求模式期間通過同時不但運行驅(qū)動發(fā)電裝置24的發(fā)動機26而且利用電池系統(tǒng)28來對壓縮裝置驅(qū)動電動機供電而對制冷單元22的多個電力需求負載供電的步驟?？刂破?0還可以利用電池系統(tǒng)28來對制冷劑排熱換熱器風扇電動機42和制冷劑吸熱換熱器風扇電動機46供電。在方法的實施方案中，控制器30實行運行發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24并同時利用電池系統(tǒng)28以在高冷卻需求模式期間通過運行發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24以對壓縮裝置驅(qū)動電動機50供電并利用電池系統(tǒng)28以對制冷劑排熱換熱器風扇電動機42和制冷劑吸熱換熱器風扇電動機46供電而一起對制冷劑單元22的多個電力需求負載供電的步驟。在制冷單元22在低冷卻需求下的操作期間，方法可包括選擇性地運行發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24以對制冷單元22的多個電力需求負載供電并且也對電池系統(tǒng)28充電的步驟。
[0036]在如本文中公開的運輸制冷系統(tǒng)22中，除了響應(yīng)于冷卻需求而控制制冷單元30的操作之外，控制器30被構(gòu)造來(即操作來)選擇性地選擇利用哪個電源或哪些電源來供電以滿足制冷劑單元22的多個電力需求負載并且還選擇哪些電源或源將對哪些組件(即制冷單元22的哪些電力需求負載)供電。在高冷卻需求模式期間，控制器30同時運行發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24以供應(yīng)電力并且還利用電池系統(tǒng)28以供應(yīng)電力以共同地對制冷劑單元22的多個電力需求負載供電。在低冷卻需求模式中，控制器30選擇性地運行發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24以對制冷單元22的多個電力需求負載供電并且也對電池系統(tǒng)28充電。
[0037]因此，不像發(fā)動機26必須定尺寸以在最大冷卻需求的操作期間以其自身滿足制冷單元22的整體共同的多個電力負載需求的常規(guī)系統(tǒng)，在配備有專用于供電到制冷單元22并根據(jù)本文中公開的方法而操作的高電壓電池系統(tǒng)28的制冷系統(tǒng)20中，發(fā)動機26可減少使用，從而節(jié)省燃料并通過使用較少燃料而減少到大氣的排放，或發(fā)動機26可被縮小尺寸到更小尺寸的發(fā)動機，從而節(jié)省重量并且還導致燃料消耗更少。例如，發(fā)動機26可被縮小尺寸以在操作于冷卻能力明顯低于最大冷卻需求的期間滿足制冷單元22的整體共同的多個電力負載需求，并同時提供電力以對電池系統(tǒng)28充電。
[0038]在實施方案中，控制器30可被構(gòu)造來(即操作來)處于低冷卻需求模式，且在低冷卻需求模式中的操作期間關(guān)閉發(fā)動機26并僅利用電池系統(tǒng)28來對制冷單元22的多個電力需求負載供電。在本實施方案中，電池系統(tǒng)28必須定尺寸以提供所需電力以在低冷卻需求模式中對于期望的時間段滿足制冷單元的多個電力負載需求，包括風扇42、46和壓縮裝置驅(qū)動電動機50。
[0039]在實施方案中，控制器30可被構(gòu)造來運行發(fā)動機26以驅(qū)動發(fā)電裝置24以對壓縮裝置驅(qū)動電動機50供電并同時利用電池系統(tǒng)28以對制冷劑排熱換熱器風扇電動機42和制冷劑吸熱換熱器風扇電動機46供電，并視需要(如果安裝了電加熱器)對電加熱器48供電。在本實施方案中，電池系統(tǒng)28將需要被定尺寸以在制冷單元22在最大冷卻需求下的操作期間提供由風扇發(fā)動機42、46所施加的電力負載需求所需的電力。
[0040]如前文所討論，備用電網(wǎng)連接52可以當卡車或拖車以較長時間段停放在卡車停放站或倉庫或其它設(shè)施處時被利用為電源。在這種情況中，電網(wǎng)連接52與電網(wǎng)電源配接以將電網(wǎng)電力供應(yīng)到制冷單元22，從而允許控制器30關(guān)閉柴油發(fā)動機26以節(jié)省燃油并且不會接入電池系統(tǒng)28以便另外地逆變電池電力。另外，電池充電器62可添加到制冷系統(tǒng)，與電池組28和備用電網(wǎng)連接52操作相關(guān)。因為安裝了電池充電器62，所以當制冷系統(tǒng)通過備用電網(wǎng)連接52而連接到電網(wǎng)電源時，控制器30可選擇性地開啟電池充電器62并從電網(wǎng)供應(yīng)電力以對電池組28充電。無論來自電源電網(wǎng)的電力是否同時也通過備用電網(wǎng)連接52而被供應(yīng)到制冷單元22的多個電力需求負載中的更多一個或多個，控制器30都可這樣做。
[0041]本文中使用的術(shù)語是出于描述而非限制的目的。本文中公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細節(jié)不被解譯為限制，而是僅作為教導本領(lǐng)域技術(shù)人員以利用本發(fā)明的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，等效物可取代參考本文中公開的示例性實施方案而描述的元件而不脫離本發(fā)明的范疇。
[0042]雖然本發(fā)明已參考附圖中圖示的示例性實施方案而被特定地示出和描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到可進行各種修改而不脫離本發(fā)明的精神和范疇。因此，預(yù)期本公開不限于所公開的特定實施方案，但是本公開將包括落入隨附權(quán)利要求的范疇內(nèi)的所有實施方案。
【權(quán)利要求】
1.一種用于操作制冷系統(tǒng)的方法，所述制冷系統(tǒng)具有用于將溫度調(diào)節(jié)的空氣提供到溫度受控空間的制冷單元，發(fā)動機和發(fā)電裝置，所述方法包括以下步驟: 提供具有供應(yīng)電力的至少一個電池單元的電池系統(tǒng)；以及 在高冷卻需求模式期間，運行所述發(fā)動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置以供應(yīng)電力并同時利用所述電池系統(tǒng)以供應(yīng)電力以共同地對所述制冷單元的多個電力需求負載供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括步驟:在低冷卻需求模式期間，運行所述發(fā)動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置以對所述制冷單元的所述多個電力需求負載供電并且也對所述電池系統(tǒng)充電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括步驟:在低冷卻需求模式期間，利用所述電池系統(tǒng)以對所述制冷單元的所述多個電力需求負載供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括在所述發(fā)動機關(guān)閉的期間，利用所述電池系統(tǒng)以對所述制冷單元的所述多個電力需求負載供電的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中利用所述電池系統(tǒng)以在發(fā)動機關(guān)閉的所述期間對所述制冷單元的所述多個電力需求負載供電的所述步驟包括對于選定時間段且以選定間隔選擇性地對所述制冷吸熱換熱器風扇供電的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其還包括以下步驟: 提供與所述電池系統(tǒng)操作相關(guān)的電池充電器；以及 在所述發(fā)動機關(guān)閉的期間，選擇性地利用外部電源以對所述電池充電器供電以對所述電池系統(tǒng)充電。`
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其還包括以下步驟: 提供備用電網(wǎng)連接以用于直通連接到電源電網(wǎng)；以及 在所述發(fā)動機關(guān)閉的期間，選擇性地對所述電池充電器供電以用從所述電源電網(wǎng)通過所述備用電網(wǎng)連接而供應(yīng)的電力對所述電池系統(tǒng)充電。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述制冷單元包括制冷劑壓縮裝置，制冷劑排熱換熱器和相關(guān)風扇，制冷劑吸熱換熱器和相關(guān)風扇，和多個電力需求負載，其包括壓縮裝置驅(qū)動電動機，制冷劑排熱換熱器風扇驅(qū)動電動機和制冷劑吸熱換熱器風扇驅(qū)動電動機，且運行所述發(fā)動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置并同時利用所述電池系統(tǒng)以在高冷卻需求模式期間對所述制冷劑單元的所述多個電力需求負載供電的所述步驟包括同時運行所述發(fā)動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置并且利用所述電池系統(tǒng)以對所述壓縮裝置驅(qū)動電動機供電的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其還包括利用所述電池系統(tǒng)以對所述制冷劑排熱換熱器風扇電動機和所述制冷劑吸熱換熱器風扇電動機供電的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述制冷單元包括制冷劑壓縮裝置，制冷劑排熱換熱器和相關(guān)風扇，制冷劑吸熱換熱器和相關(guān)風扇，和多個電力需求負載，其包括壓縮裝置驅(qū)動電動機，制冷劑排熱換熱器風扇驅(qū)動電動機和制冷劑吸熱換熱器風扇驅(qū)動電動機，且運行所述發(fā)動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置并同時利用所述電池系統(tǒng)以在高冷卻需求模式期間對所述制冷劑單元的所述多個電力需求負載供電的所述步驟包括運行所述發(fā)動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置以對所述壓縮裝置驅(qū)動電動機供電，并且利用所述電池系統(tǒng)以對所述制冷劑排熱換熱器風扇電動機和所述制冷劑吸熱換熱器風扇電動機供電的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述高冷卻需求模式包括溫度拉低模式，其中所述制冷單元被操作來將所述溫度受控空間內(nèi)的溫度降低到設(shè)定點溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低冷卻需求模式包括溫度控制模式，其中所述運輸制冷單元被操作來將所述溫度受控空間內(nèi)的溫度維持在設(shè)定點溫度的特定范圍內(nèi)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述溫度受控空間包括保存所述易腐貨物的卡車、拖車、聯(lián)運集裝箱或其它運輸集裝箱。
14.一種運輸制冷系統(tǒng)，其具有用于將溫度調(diào)節(jié)的空氣提供到卡車、拖車、聯(lián)運集裝箱或其它運輸集裝箱的存貨艙的制冷單元，所述制冷單元具有制冷劑壓縮裝置，制冷劑排熱換熱器和相關(guān)風扇，制冷劑吸熱換熱器和相關(guān)風扇，和多個電力需求負載，其包括壓縮裝置驅(qū)動電動機，制冷劑排熱換熱器風扇驅(qū)動電動機和制冷劑吸熱換熱器風扇驅(qū)動電動機，所述運輸制冷系統(tǒng)具有發(fā)電裝置和用于驅(qū)動所述發(fā)電裝置的發(fā)動機，所述運輸制冷系統(tǒng)還包括: 控制器，其與所述制冷單元操作地相關(guān)，所述控制器可操作以選擇性地使所述制冷單元操作于高冷卻需求模式中，且在所述高冷卻需求模式中的操作期間運行所述發(fā)動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置以供應(yīng)電力并同時利用所述電池系統(tǒng)以供應(yīng)電力以共同地對所述制冷劑單元的所述多個電力需求負載供電。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的運輸制冷系統(tǒng)，其中所述控制器進一步可操作以選擇性地使所述制冷單元操作于低冷卻需求模式中，且在所述低冷卻需求模式中的操作期間運行所述發(fā)動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置以對所述制冷單元的所述多個電力需求負載供電并且也對所述電池系統(tǒng)充電。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的運輸制冷系統(tǒng)，其中所述控制器進一步可操作以選擇性地使所述制冷單元操作于低冷卻需求模式中，且在所述低冷卻需求模式中的操作期間利用所述電池系統(tǒng)以對所述制冷單元的所述多個電力需求負載供電。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的運輸制冷系統(tǒng)，其中所述控制器進一步可操作以選擇性地關(guān)閉所述發(fā)動機和所述制冷劑壓縮裝置，并且選擇性地利用所述電池系統(tǒng)以對所述制冷劑吸熱換熱器風扇電動機供電。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的運輸制冷系統(tǒng)，其中所述控制器利用所述電池系統(tǒng)以對于選定時間段且以選定間隔選擇性地對所述制冷吸熱換熱器風扇電動機供電。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的運輸制冷系統(tǒng)，其中所述控制器進一步可操作以同時運行所述電動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置并且利用所述電池系統(tǒng)以共同地對所述壓縮裝置電動機供電。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的運輸制冷系統(tǒng)，其中所述控制器進一步可操作以運行所述電動機以驅(qū)動所述發(fā)電裝置以對所述壓縮裝置驅(qū)動電動機供電并同時利用所述電池系統(tǒng)以對所述制冷劑排熱換熱器風扇電動機和所述制冷劑吸熱換熱器風扇電動機供電。
【文檔編號】F25B49/02GK103502751SQ201280019258
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月4日
【發(fā)明者】G.魯西諾洛, P.R.巴什內(nèi)爾, N.S.奧瓦德, B.E.辛, J.R.里森, B.E.費爾古森 申請人:開利公司