专利名称：用于控制冷藏运输装置的多个隔室中的温度的方法
技术领域：
本发明主要涉及冷藏运输隔室，且更具体而言，本发明涉及一种 用于改进多隔室冷藏运输装置中的温度控制的方法和系统.
背景技术：
运输冷藏系统被用来运输易腐烂的物品，如冷藏和冷冻的食品。运 输冷藏系统包括冷藏集装箱、卡车和铁路车皮.与其它产品相比，有一 些产品需要对冷藏隔室进行更准确的温度控制以便保持产品的新鲜.例 如， 一些冷冻食品可仅需要被保持在特定的冷冻温度下，而使得对特定 的设定点温度不那么敏感。其它物品，例如一些易腐烂的产品如水果或 蔬菜，可能需要进行更紧密的温度调节以便保持最优化的产品新鲜度.
可通过插入内壁将运输冷藏系统分成两个或更多个隔室。各个空间 可被保持在不同的温度下。例如， 一个隔室可以是冷冻隔室且另一隔室 可以是冷藏隔室，通常情况下，这种双隔室输运容器系统利用一个制冷 压缩机和两个汽化器，每个隔室利用一个所述汽化器。尽管初级隔室可 能具有成比例的制冷剂压力控制，但现有的对次级隔室进行温度控制的 方法是循环地打开和关闭次级隔室汽化器的液体制冷剂管线。这种循环 地打开和关闭次级汽化器的液体制冷剂管线以便控制次级隔室中温度 的方法不能实现在许多应用中需要的温度调节容限。因此，需要提供一 种方法和设备来改进次级冷藏隔室中的温度调节。
涉及多隔室运输冷藏系统的另一问题是如何在启动时和/或在高负 载条件下例如当环境温度很高时分配可用的冷却容量。所需要的是提供 一种控制算法以便通过介于初级隔室与次级隔室之间的优先级排序系 统来分配可用的冷却容量。
又一问题在于在启动时和/或在高负载条件下例如当环境温度很高 时限制多隔室运输冷藏系统的电功率消耗。例如，远洋集装箱轮船可具 有功率限制装置和/或断路器，所述功率限制装置和/或断路器限制了每
个冷藏运输集装箱的电功率供应线路的安培容量。典型的电流限制是15 安培至23安培，且电路中断保护通常设定为30安培(最大值)。因此，
还需要提供一种对多隔室运输冷藏系统进行控制的方法，所述方法可将 电负载限定为预设值，同时在隔室之间分配所产生的冷却容量.
发明内容
一种冷藏运输系统包括压缩机以便将高压制冷剂蒸汽供应至冷凝 器。所述压缩机被联接至所述冷凝器，所述冷凝器用来将所述高压蒸汽 冷凝成为高压液体。所述冷藏运输系统还包括初级隔室汽化器以便从初 级隔室中的空气中接收热量并且将所述热量传递给在所述初级隔室汽 化器内循环的制冷剂，从而对所述初级隔室进行制冷，所述初级隔室汽 化器被联接至初级隔室膨胀装置以便从所述初级隔室膨胀装置中接收 低压液体。所述初级隔室膨胀装置被联接至所述冷凝器，且通过控制器 而利用来自所述初级隔室中的温度传感器的初级隔室温度反馈来控制 通过所述初级隔室汽化器的初级制冷剂流从而控制所述初级隔室中的 温度。所述冷藏运输系统还包括至少 一个次级隔室汽化器以便从次级隔 室中的空气中接收热量并且将所述热量传递给在所述次级隔室汽化器 内循环的制冷剂，从而对所述次级隔室进行制冷，所述次级隔室汽化器 被联接至次级隔室膨胀装置以便从所述次级隔室膨胀装置中接收低压 液体。所述次级隔室膨胀装置被联接至所述冷凝器。通过控制器而利用 来自所述次级隔室中的温度传感器的次级隔室温度反馈来控制通过所 述次级隔室汽化器的次级制冷剂流从而控制所述次级隔室中的温度，且 其中当可用的冷却容量不足以在所有隔室中保持大体上恒定的温度时，
优先级排序算法通过在至少一个有限冷却隔室中保持AT(介于供应空气 温度与返回空气温度之间的温差)而不是保持设定点温度而限制了所述 至少一个有限冷却隔室可用的制冷剂流的最大量。
一种用于形成具有精确温度控制的多个冷藏隔室空间的方法包括 的步骤有设置共用的压缩机以便供应高压制冷剂蒸汽；设置共用的冷 凝器以便将所述高压制冷剂蒸汽冷凝成为高压液体；设置初级隔室汽化 器以便从初级隔室中的空气中接收热量并且将热量传递给制冷剂；设置 次级隔室汽化器以便从次级隔室中的空气中接收热量并且将热量传递 给制冷剂；对所述制冷剂进行压缩；对所述制冷剂进行冷凝；借助于膨 胀装置将所述制冷剂供应至所述初级隔室汽化器和所述次级隔室汽化 器；利用来自每个相应隔室的温度反馈信号来调节通往所述初级隔室汽
化器和所述次级隔室汽化器的制冷剂流以便将两个隔室中的温度控制
处于相应的设定点温度；通过识别要被保持在设定点温度下的至少一个 优先隔室而对所述隔室进行优先级排序；并且当冷却容量不足以将所有 的隔室保持在其相应的设定点温度下时，限制通往除了所述优先隔室以 外的所有隔室的制冷剂流。
为了进一步理解本发明的这些内容和目的，下面对本发明的详细描 述进行参考，该详细描述要与附图结合起来进行阅读，其中 图1示出了本发明的双隔室冷藏运输设备的筒图； 图2示出了具有温度控制装置的图l所示设备的线路图； 图2A示出了用来对隔室进行优先级排序并且分配制冷剂的一种典 型算法；
图2B示出了用来对隔室进行优先级排序并且分配制冷剂的另一典 型算法；
图3示出了现有技术的打开-关闭的制冷剂控制与电子抽吸调节阀 次级隔室控制的对比数据；
图4示出了现有技术的打开-关闭的制冷剂控制与电子抽吸调节阀 次级隔室控制的对比数据；
图5示出了现有技术的打开-关闭的制冷剂控制与电子抽吸调节阀 次级隔室控制的对比数据；
图6示出了一种典型的双隔室冷藏运输装置的制冷图；和
图7示出了双隔室冷藏容器的一个实施例.
具体实施例方式
图1所示的针对在次级运输隔室中实现精确温度控制这一技术问 题的解决方案是调节次级隔室汽化器的抽吸压力并且由此调节制冷剂 流。调节第二隔室汽化器的抽吸压力的一种有利方式是通过利用电子抽 吸调节阀(electronic suction modulation valve) (ESMV)， 例如 图1所示的电子抽吸调节阀108,而控制来自次级隔室汽化器109的抽 吸压力。通过这种方式使得可根据需要将次级隔室中的温度例如控制在 设定点温度的正或负二分之一开氏温度内。根据本发明的运输冷藏系统
隔室可被构造在任何类型的适当冷藏运输装置中，这包括航空器输运容 器、远洋输运集装箱、拖拉机挂车卡车和铁路车皮.尽管这种容器通常 为冷藏容器，但非冷藏容器也可装配有根据本发明的部件以便在其中形 成多个冷藏空间。
现在将对如图1所示的根据本发明的典型双隔室冷藏容器的操作
进行阐述.用来实施冷藏循环的典型部件包括压缩机119、冷凝器118、 接收器114、主隔室的主单元汽化器103和具有相应的恒温膨胀阀感温 包(bulb) 105的恒温膨胀阀(TXV) 104。在正常运行中，通过压缩机 119对低压制冷剂蒸汽进行压缩以便形成高压制冷剂蒸汽排放物.冷凝 器118将高压制冷剂蒸汽排放物转化成高压制冷剂液体.压力调节器 120是压缩机119的机械系统的一部分并且基于制冷剂的类型设定排放 压力从而获得最小所需排放压力。接收器114可包括冷凝器压力换能器 (CPT) 115、易熔塞116、观察镜117和附接的主阀124。接收器114 还服务于制冷剂贮存容器。易熔塞116用作系统超温或超压安全装置。 易熔塞116可包括在极高的温度或压力下会产生熔化的铅塞。压力换能 器115可被用来使一个或多个冷凝器风机(图中并未示出冷凝器风机) 循环地打开和关闭以便降低至冷凝器压力。当主阀117被关闭时，所有 制冷剂可从压缩机和冷凝器被泵送入接收器114内。该过程允许对压缩 机119的下侧进行修补或更换，而不必从系统中去除制冷剂。过滤器干 燥器123用来从液体中去除水。可利用急冷阀113来对压缩机119进行 冷却，并结合感温包和压力反馈121来确定是否需要将制冷剂添加到压 缩机管线中以帮助其冷却。可利用热交换器107以便通过对液体管线进 行冷却而降低进入恒温膨胀阀104的液体温度从而提高系统容量。由于 通过利用一个或多个热交换器而使得恒温膨胀阀104上的温差变得更 小，因此可提高系统效率。例如，可通过增加另一热交换器，例如在汽 化器109与电子抽吸调节阀108之间增加另一热交换器，而改进系统容 量。可借助于液体断流阀106而将压力下的液体制冷剂供应至恒温膨胀 阀104,所述液体断流阀可用于切断隔室的制冷，例如关闭隔室或用来 服务于冷藏系统的彼此隔开的部分。恒温膨胀阀104导致液体制冷剂膨 胀成为低压液体。恒温膨胀阀104可以是电子恒温膨胀阀或机械恒温膨 胀阀并且基于恒温膨胀岡感温包105的压力来调节进入汽化器内的制冷 剂的量，通过所述压力来感测出与汽化器的输出和压力读数相关的温度
测量值。恒温膨胀阀104的设置通常是基于容量和制冷剂的类型来设定 的且通常由制造者为单独的恒温膨胀阀产品来提供所述设置.主隔室汽 化器103将热能从主隔室传递给在汽化器103中循环的制冷剂，而将其 从低压液体转化为低压蒸汽。电子抽吸阀102利用如下所述的电子控制 装置对第一隔室(隔室l)中的温度进行调节。
为了在次级隔室(隔室2)中进行精确的温度控制，供应给恒温膨 胀阀104的高压液体制冷剂还可将制冷剂供应给第二恒温膨胀阀110, 应该注意到尽管设置了电磁阀112以便关闭(切断)隔室2中的制冷， 但该电磁阀112并未像现有技术中那样用来对隔室2进行温度控制。恒 温膨胀阀IIO导致液体制冷剂膨胀成低压液体.次级隔室汽化器109将 热能从次级隔室传递给在汽化器109中循环的制冷剂，而将其从低压液 体转化为低压蒸汽。电子抽吸调节阀ESMV108利用如下所述的电子控制 装置对次级隔室(隔室2)中的温度进行调节。
图2示出了图1所示的典型的多冷藏隔室的绘线图.主隔室(隔室 1 ) 202中的温度可由温度传感器204如热敏电阻来监控。电子信号调整 框207的功能例如为提供供应电压和电阻分压器以便读取热敏电阻的电 阻，且信号调整框207可提供电子滤波。框205代表微控制器板(图中 并未示出整个控制器板)的可包括至少一个模数转换器(ADC)以便将 来自信号调整框207的模拟信号转换为数字信号从而通过微控制器板进 行进一步处理的那个部分。功能框205还包括算法来接收所需设定点温 度，所述设定点温度通常由输入该算法内的值来表示并且所述值将会与 表示由温度传感器204测得的隔室1中的温度的数字信号相对比。基于 诸如隔室温度高于设定点温度还是低于设定点温度、所需设定点温度 203与由温度传感器204测得的反馈温度之间的温差(相应的隔室温度 与设定点温度究竟相差多少)和/或反馈温度的变化率这些因素，控制 信号被传送给阀控制器206。在图l所示实施例中，隔室l的抽吸阀被 示作电子抽吸调节阀102，所述电子抽吸调节阀可有利地表示由步进电 机控制的比例阀。可通过半桥(H-bridge)型电子控制器，例如作为框 206的半桥步进驱动包(drive pack)(用来传送实际的电子抽吸调节 阀位置)，来设定优选的由步进电机控制的比例电子抽吸调节阀102的 运转位置。可通过多种方式将来自功能框205的控制信号传送给阀控制 器206，所述多种方式包括电流、电压、数字信号和数字驱动图形。这
种信号的类型和格式很大程度上取决于阀控制器206的输入需求。例如， 由Carrier Corporation制造的典型的ML3板具有可被打开和关闭的开 放的集流器输出。用作框205的ML3可因此通过在由框205上的软件算 法产生的输出中形成步进电机图形而驱动框206的半桥步进驱动包。通 常情况下，如果需要进行更大程度的冷却来降低隔室1中的温度，则借 助于控制器206通过计算框205向电子抽吸调节阀102发出指令以使其 进一步打开，从而增加来自汽化器103的制冷剂流.
现有技术中的解决方案通过循环地打开和关闭次级隔室汽化器的 液体制冷剂供应管线而使得增加了远程冷藏隔室，从而试图保持汽化器 压力或保持在远程隔室中进行粗略的温度调节.根据本发明，则是通过 对第二隔室汽化器如汽化器109的返回抽吸压力进行调制来调节次级连 接冷藏隔室(例如，在图2中被示作隔室214的隔室2)中的温度。控 制器210和209对设定点温度213和来自温度传感器211和信号调整器 212的温度反馈做出反应从而正如对于隔室1所述地那样控制典型的电 子抽吸调节阀108的位置.导致在次级隔室中实现的温度控制比过去使 高侧制冷剂流循环地打开或关闭的方法要优越得多。
计算框205和210包括算法如比例积分微分控制算法来对电子抽吸 调节阀102和电子抽吸调节阀108进行调制(设定电子抽吸调节阀102 和108的位置)。当压缩机119和冷凝器118提供了足够的冷却容量时，
便保持每个相应隔室中:温度，，通常利用供应侧温'度传感器(如温度传 感器204和211)来测量所述温度，然而，在单元启动时和/或在高环境 温度下，两个隔室可能不会获得足够的冷却容量。
在制冷负载超出了可用制冷容量的情况下，进行多隔室制冷的解决 方案是利用算法对一个隔室中优于另一隔室的制冷进行优先级排序。例 如，在启动过程中，大多数冷却容量可被用来对要被保持成低于冷冻状 态的初级隔室进行冷却。冷冻隔室电子抽吸调节阀可被调制成完全打开 或接近完全打开，从而为相应的冷冻隔室汽化器提供最大制冷剂流。在 起初的降温冷却过程中，用于次级冷藏隔室的电子抽吸调节阀可被调制 成接近关闭的位置，可选择该接近关闭的位置以使得在电子抽吸调节阀 的最小调制位置处仍可获得一些制冷剂流，因此在次级隔室中将开始进 行一定程度的冷却，根据一种典型的优先级排序方式，当冷冻隔室接近
在一些预设温度范围内的所需零下温度设定点并且最终保持该温度设 定点时，将最终会满足优先的初级隔室冷冻器的比例积分微分回路.次 级隔室比例积分微分回路可将其电子抽吸调节阀调制为打开，可能调制 到完全打开的程度，原因在于当初级(更高优先级的)隔室接近设定点 时可获得系统冷却容量。随着次级隔室汽化器可用制冷剂流的增加，次 级隔室比例积分微分控制装置相似地在其可目前允许的温度范围内实 现了所需的次级隔室设定点温度。在一些条件例如反常的环境高温导致 初级冷冻隔室超出其可允许温度范围的情况下，优先级排序算法可限制 次级隔室电子抽吸调节阀的最大设定值，因此使得大多数或所有的可用
冷却容量转向更高优先级的隔室。在上面的典型描述中，可以看到保 持更高优先级的冷冻隔室中的冷冻条件是很重要的，即使付出的代价是 使得次级冷藏隔室中出现了比正常温度偏移更宽的温度偏移，仍应当保 持该冷冻条件。在该情况下，在具有更高优先级的冷冻隔室中出现解冻 状况的风险比在次级隔室中进行精确的冷藏温度控制带来的暂时损失 要更为重要.
根据本发明的一个实施例，可在具有更低优先级隔室中设置远程 AT。正如本文所使用地，远程AT是远程供应空气温度与远程返回空气 温度之间的温差。在多隔室运输冷藏系统的隔室之间分配可用冷却容量 的一种方式是在远程次级隔室中设定AT同时允许优先隔室利用剩余的 可用制冷剂。通过将远程AT设定为低于在无限制冷却情况下将会存在 的AT，使得减少了通往远程次级隔室的制冷剂流，但该制冷剂流并不必 须限制为绝对的最小设定值。在远程AT限制情况下，将远程电子抽吸 调节阀设定在允许供应空气与返回空气之间的温差等于远程AT设定值 的位置处。这种设定允许某种程度上实现最小的冷却量(但并不必须是 绝对的最小量)，直至主单元达到使其并不需要大多数可用容量的状况。 理想情况下，远程隔室可仍保持其目前的温度，或甚至緩慢地降低温度， 这取决于远程隔室中的货物类型。设定为零的远程AT设定值可被用来 向控制器板发出完全关闭远程单元直至主单元已经做好准备而随时可 分用一些制冷剂的信号。应该注意到AT为零意味着，由于当AT等于 零时，远程供应空气温度与远程返回空气温度相同，因此远程汽化器并 未进行冷却。 实例1:
图2A的流程图示出了一种典型算法，所述算法在运输冷藏系统的 冷却容量不足以将两个隔室都保持在设定点温度下的暂时情况下用来 进行前面提到的优先级排序和对制冷剂的分配，优先级排序作用的路径 取决于优先级隔室是冷冻隔室还是易腐烂物品的隔室。
对于冷冻隔室的情况而言，仅在冷冻温度达到仍处于冷冻安全状态 的"最高限度"时才需要进行优先级排序作用。只要冷冻温度低于最高 限度，则冷冻物品就不会产生明显的劣化.该路径由"yes"箭头表示， 该箭头表明冷冻隔室温度低于最高限度，这导致通往更低优先级的次级 隔室的制冷剂流仍然未受到限制.应该注意到即使在次级隔室已经被 认为具有更低的优先权的情况下，可能仍会存在需要次级隔室中的易腐 烂物品具有相对紧密的温度容限来限制劣化的情况.在该路径中，可以 看到两种物品都受到了优化的保护，原因在于即使冷冻物品并未准确 地处于所需冷冻温度下，但其仍保持着冷冻状态。
另一方面，如果优先的冷冻隔室中的温度处于最高限度的温度或高 于该最高限度，则如果不立即采取作用则那些物品可能由于解冻而毁坏 的风险会很高.沿着"No"箭头行进表示出现了最高限度的温度或更高 的温度，该算法对用于远程隔室的AT的程序化设定值进行检查。如果 该AT被限定为零(可能表明存在空的次级隔室)，则通往次级隔室的 制冷剂流可^L完全关闭，直至优先的冷冻器的温度下降至低于最高限度 温度。或者，如果远程隔室AT并未设定为零，则可利用预定的AT来为 次级隔室提供减少的制冷剂流，直至通过优先冷冻器的温度冷却对这种 情况采取了补救措施而使其温度低于最高限度温度。
还可通过一种用来根据接近预设定限制的功率需求而分配可用冷
却容量的算法来操控应对电功率供应管线中的有限电安培容量的解决 方案。在典型的情况下，远洋集装箱运输船可能将每个集装箱的正常的 交流功率负栽限制于23安培。理想情况下，通过在将冷藏集装箱装载 到船上之前利用的预冷却装置而使得填充的冷藏隔室大约接近设定点 温度。尽管由于在相对较短的时间内容器没有动力而使得可能存在某种 程度上更高的功率负载，但冷冻产品可能仍处于冷冻状态且冷藏产品仍 处于低于环境温度的冷藏状态。起初的冷却过程可仍形成冷却负载超出 可用的23安培的电供应管线。更可能的情况是，在较高的环境温度下
冷却负载会超出可用的供应电流，例如，在最热的夏天里，处于全日照 条件下且外部空气流有限的集装箱。在这种条件下，根据本发明的多隔 室冷藏集装箱可导致对较低优先级的隔室中的电子抽吸调节阀进行限 制。该限制可达到完全关闭的调制位置(该位置仍允许有最小的制冷剂 流)的程度或者达到尚不到完全打开调制位置的一些其它限制程度。电 功率限制算法可监控集装箱船的电供应管线上的负载电流并且改变次
级电子抽吸调节阀上的限制以便保持23安培的典型限制。当诸如异常 的环境高温这样的条件消失时，电功率算法检测到更轻的负载且开始推 进可用的最大次级隔室电子抽吸调节阀的位置，直至不再存在限制，且 允许次级隔室的比例积分微分回路利用从某个最小百分比至某个最大 百分比的全部可用的电子抽吸调节阀的调制范围。
实例2
由图2B的流程图所示的算法示出了如何能够实现根据本发明的另 一实施例的优先级排序，其中运输冷藏系统的电负载已经达到电流限 制。 一旦达到电流限制，则首先通过保持预定的远程隔室AT (正如通过
制冷剂k:如果不再超出i限制:则不;i实施进一步的作用:或i， 如果仍超出该限制，则还可通过对通往优先隔室的制冷剂流同样进行限
制而使优先隔室达到预定AT。如果在近似最坏的情况下仍然超出了该电
流限制，则可将通往两个隔室的制冷剂流都限制为绝对最小流(但并非 《吏该流为零)。
应该注意到在冷却不足或者电负载电流过多的情况下，可将最小 的但仍高于零的AT预编程输入优先级排序算法内，或者可在控制器板 上运行的软件或固件上进行设置以便允许操作者手动输入用于有限冷 却隔室和/或优先隔室的AT值。
实例3:
进行实验来显示对来自次级汽化器的抽吸压力进行调制这种方式 与现有技术的对比，在现有技术中通过循环地打开和关闭通往次级汽化 器的供应管线的制冷剂流来实现次级隔室温度控制。图3示出了对具有 主隔室和远程隔室的双隔室冷藏运输装置进行的实验的数据.主隔室的
温度被设定为1. 7°C的设定点温度且远程隔室的温度被设定为0°C的设 定点温度。H-SMV是主抽吸调节阀的调制位置且R-SMV是远程抽吸调节 阀的调制位置。抽吸调节阀随时间所处的位置在图中被表示为在曲线的 顶部处具有完全打开的位置且在曲线的底部处具有近似完全关闭的位 置。RTS和STS指的是位于主(H)汽化器和远程(R)汽化器上的返回 温度传感器和供应温度传感器。例如，H-RTS是主返回温度传感区读数 随时间的曲线。可以看到主抽吸调节阀(H-SMV)在小于5分钟的时 间内达到相对狭窄的调节范围且主供应侧温度(H-STS)显示温度调节 在1°C范围内。远程抽吸调节阀(R-SMV)在约5分钟的时间内也到达 调节位置的大约运行范围，且正如通过曲线R-STS可以看到地那样，远 程隔室温度也被成功地调节至约1。C的范围内。图4示出了对相同的冷 藏运输装置实施的另一实验，其中主设定点为-1°C且远程温度设定点为 13°C。这些设定值代表了冷冻隔室和冷藏隔室的实例。同样，主返回温 度(H-STS )在约5分钟内达到-l。C且远程供应温度在约5分钟内达到 所需温度。在约25分钟内，远程供应温度在约+/-1°(:的范围内。比例 积分微分回路的进一步调节可在随时间变化的远程隔室供应温度的范 围中产生更紧密的容限。相反，图5示出了具有抽吸控制装置以便调节 主隔室的温度且具有打开/关闭制冷剂循环控制装置以便调节远程隔室 的温度的根据现有技术运行的两隔室冷藏运输装置的性能。此处，可以 看到，当制冷剂管线被循环地打开和关闭(RLSV-ON和RLSV-OFF)时， 远程供应温度(R-RTS)的变化超出了+/-5°0。 +/-5°C的温度调节范围 对于贮存在远程隔室中达数天或数周的许多类型的易腐烂产品而言是 不可接受的，例如当在集装箱船上的多隔室冷藏集装箱中进行运输时就 会出现这种在远程隔室中贮存达数天或数周的情况。
实例4:
利用本发明的双抽吸温度控制方法构建成两隔室冷藏容器。图6示 出了表示双隔室容器的制冷装置图。由Carrier Corporation生产的商 标名称为"Transicold"的HAR容器单元610提供了主隔室冷却。对 Carrier Transicold MVD 1100 Vector远程汽化器单元620做出变型以 便与由Sporian Corporation制造的远程电子抽吸阀108 14-00263 — 起4吏用。由Danfoss Corporation制造的134A ( 0689U2821 )恒温膨胀阀104和110被用于远程膨胀阀。Sporlan液体管线断流阀612和613 被用于主汽化器制冷剂管线和远程汽化器制冷剂管线中。变型的 Capitol接收器114被用于进行制冷剂贮存。风机606和607提供了汽 化器空气流。风机608通过冷凝器盘管118抽吸空气。供应侧热敏电阻 温度传感器602和604以及返回系统热敏电阻温度传感器603和605是 由Fenwall Corporation制造的10千欧热敏电阻，例如型号为 590-59EJ04-103或590-59EL06-103。通常情况下，供应侧热敏电阻602 或604中仅有一个被用作隔室温度传感器204或211，而作为用于每个 抽吸压力控制比例积分微分回路的温度反馈信号。实验发现系统性能与 实例1中给出的实验结果是一致的。图7示出了组装的双隔室制冷容器。 远程汽化器由标记为"A"的组件表示，且包括共用的压缩机和冷凝器 的主制冷系统被示出位于容器的右侧壁中.
应该注意到尽管已经通过具有两个隔室的实施例对本发明做出了 说明，但可利用附加的抽吸阀如附加的电子抽吸调节阀来添加附加的次 级隔室(包括远程隔室).
尽管本发明的优选实施例中利用的是电子抽吸调节阀，但利用其它 类型的抽吸阀来代替电子抽吸调节阀单元也是适当的.
传感器204和211被描述为热敏电阻，该热敏电阻利用信号调节装 置207和212作为电路以便将对温度敏感的电阻转换成表示可被数字化 并与温度相关联的电阻的比例电压。该电路还被描述为包括滤波如阻容 滤波。优选至少部分地采用传感器如热敏电阻，原因在于所述传感器的 数值在冷藏隔室中遇到的典型温度范围内具有相对较大的变化。然而， 应该注意到可形成与测量温度成比例的信号的任何类型的传感器可能 适用于本申请中。此外，对于信号调节框207和212 (所述信号调节框 可位于隔室的内部或外部)并没有特定的需求。例如， 一种现代的传感 器倾向是向着在一个包装中包括所有所需信号调节装置的智能传感器 努力。这种智能传感器还可能使得不需要在控制器框205和210上设置 模数转换器。相反地，本发明可仅在模拟电路中并利用所有模拟信号和 线性负反馈回路来实施.可进行向数字信号的一次转换来控制迄今为止 所描述的电子抽吸调节阀单元的类型，或可存在其它类型的抽吸阀，所 述抽吸阀可模拟输入信号以便对抽吸阀进行定位.
在一个优选实施例中，控制器205和210是微控制器板的一部分。
可在控制器板205和210之外或者在所述控制器板上将模拟传感器信号 转换成数字传感器信号。算法可包括控制回路技术如传统的比例积分微 分(PID)或比例积分(PI)回路以便基于温度传感器204和211的温 度测量值来控制抽吸阀。也可利用包括更少的传统控制回路途径的其它 反馈和控制策略，只要在服务于远程隔室的汽化器的制冷剂返回管线中 存在抽吸阀即可，且所述抽吸阀对远程隔室中进行的温度测量是有响应 的。
尽管已经结合图中示出的优选模式对本发明进行了特定的图示和 描述，但本领域的技术人员应该理解，可在不偏离由权利要求书限定的 本发明的精神和范围的情况下对本发明做出各种细节上的变化，
权利要求
1、一种冷藏运输系统，所述冷藏运输系统包括压缩机，所述压缩机用来将高压制冷剂蒸汽供应至冷凝器，所述压缩机被联接至所述冷凝器，所述冷凝器用来将所述高压蒸汽冷凝成为高压液体；初级隔室汽化器，所述初级隔室汽化器用来从初级隔室中的空气中接收热量并且将所述热量传递给在所述初级隔室汽化器内循环的制冷剂从而对所述初级隔室进行制冷，所述初级隔室汽化器被联接至初级隔室膨胀装置以便从所述初级隔室膨胀装置中接收低压液体，所述初级隔室膨胀装置被联接至所述冷凝器，且通过控制器而利用来自所述初级隔室中的温度传感器的初级隔室温度反馈来控制通过所述初级隔室汽化器的初级制冷剂流从而控制所述初级隔室中的温度；和至少一个次级隔室汽化器，所述至少一个次级隔室汽化器用来从次级隔室中的空气中接收热量并且将所述热量传递给在所述次级隔室汽化器内循环的制冷剂，从而对所述次级隔室进行制冷，所述次级隔室汽化器被联接至次级隔室膨胀装置以便从所述次级隔室膨胀装置中接收低压液体，所述次级隔室膨胀装置被联接至所述冷凝器，且通过控制器而利用来自所述次级隔室中的温度传感器的次级隔室温度反馈来控制通过所述次级隔室汽化器的次级制冷剂流从而控制所述次级隔室中的温度，且其中当可用的冷却容量不足以在所有隔室中保持大体上恒定的温度时，优先级排序算法通过在至少一个有限冷却隔室中保持ΔT(介于供应空气温度与返回空气温度之间的温差)而不是保持设定点温度而限制了所述至少一个有限冷却隔室可用的制冷剂流的最大量。
2、 根据权利要求1所述的系统，其中用于给定制冷负载的可用冷 却容量受到所述压缩机和冷凝器的冷却容量的限制，或在所述压缩机和 所述冷凝器具有足够的冷却容量的情况下，但由于在为所述冷藏运输系 统供电的电功率供应上施加了限制且至少一个有限隔室的AT被保持为最小的AT，因此使得所述压缩机和所述冷凝器仍不能在足够的冷却容量 下运行。
3、 根据权利要求1所述的系统，其中用于给定制冷负载的可用冷 却容量受到所述压缩机和冷凝器的冷却容量的限制，或在所述压缩机和 所述冷凝器具有足够的冷却容量的情况下，但由于在为所述冷藏运输系 统供电的电功率供应上施加了限制且至少一个有限隔室的AT被保持为 可由操作者选择的AT，因此使得所述压缩机和所述冷凝器仍不能在足够的冷却容量下运行。
4、 根据权利要求1所述的系统，其中所述初级或次级汽化器制冷 剂流受到电子抽吸调节阀(ESMV)的控制。
5、 根据权利要求4所述的系统，其中所述初级或次级电子抽吸调 节岡受到电子半桥控制器的控制.
6、 根据权利要求5所述的系统，其中所述电子半桥控制器是半桥 步进驱动包。
7、 根据权利要求6所述的系统，其中所述半桥步进驱动包受到由 软件产生的步进电机图形的控制。
8、 根据权利要求7所述的系统，其中所述由软件产生的步进电机 图形对所述半桥步进驱动包进行驱动以便响应于隔室温度反馈信号向 所述电子抽吸调节阀发出使其到达一定位置的指令，从而控制所述隔室 中的温度。
9、 根据权利要求1所述的系统，其中所述初级或次级隔室温度传 感器是热敏电阻。
10、 根据权利要求1所述的系统，其中除了当在一个或多个次级隔 室上施加有冷却限制的时候以外，将(所述初级和次级冷藏隔室中的) 温度调节为至少正或负一开氏温度的容限。
11、 根据权利要求1所述的系统，其中所述初级冷藏隔室和所述次 级冷藏隔室被軍在容器内，所述容器选自包括飞机输运容器、远洋输运 集装箱、拖拉机挂车卡车和铁路车皮的运输容器组群。
12、 根据权利要求1所述的系统，其中所述膨胀装置是热膨胀阀 (TXV)。
13、 根据权利要求12所述的系统，进一步包括热交换器以便在汽 化器返回管线与液体制冷剂管线之间交换热量，从而降低所述热膨胀阀 上的温降，从而提高所述热膨胀阀的效率。
14、 根据权利要求13所述的系统，包括两个或多个热交换器以便进一步提高系统容量。
15、 一种用于形成具有精确温度控制的多个冷藏隔室空间的方法， 所述方法包括的步骤有设置共用的压缩机以便供应高压制冷剂蒸汽；设置共用的冷凝器以便将所述高压制冷剂蒸汽冷凝成为高压液体；设置初级隔室汽化器以便从初级隔室中的空气中接收热量并且将 热量传递给制冷剂；设置次级隔室汽化器以便从次级隔室中的空气中接收热量并且将 热量传递给制冷剂；对所述制冷剂进行压缩；对所述制冷剂进行冷凝；借助于膨胀装置将所述制冷剂供应至所述初级隔室汽化器和所述 次级隔室汽化器；利用来自每个相应隔室的温度反馈信号来调节通往所述初级隔室 汽化器和所述次级隔室汽化器的制冷剂流以便将两个隔室中的温度控 制处于相应的设定点温度；通过识别要被保持在设定点温度下的至少一个优先隔室而对所述 隔室进行优先级排序；并且当冷却容量不足以将所有的隔室保持在其相应的设定点温度下时， 限制通往除了所述优先隔室以外的所有隔室的制冷剂流.
16、 根据权利要求15所述的方法，其中限制通往除了所述优先隔 室以外的所有隔室的制冷剂流的步骤包括，当由于所述压缩机和所述冷 凝器不具有用于给定制冷负载的足够冷却容量而使得冷却容量不足以 将所有的隔室保持在其相应的设定点温度下时，或者虽然所述压缩机和 所述冷凝器具有足够的冷却容量，但由于在为所述冷藏运输系统供电的 电功率供应上施加了限制而因此使得所述压缩机和所述冷凝器仍不能 在足够的冷却容量下运行时，限制通往除了所述优先隔室以外的所有隔 室的制冷剂流的方法步骤。
17、 根据权利要求15所述的方法，其中调节所述制冷剂流的步骤 包括利用来自每个相应隔室的温度反馈信号而利用电子抽吸调节阀来 调节通往所述初级隔室汽化器和所述次级隔室汽化器的制冷剂流从而 控制两个隔室中的温度的方法步骤。
18、 根据权利要求15所述的方法，其中借助于膨胀阀供应所述制化器和所述次级隔室汽:、器的方法步骤:、、s
19、根据权利要求15所述的方法，其中借助于膨胀装置供应所述汽化器和所述次级隔室汽化器的方法步骤。
20、 根据权利要求19所述的方法，进一步包括利用一个或多个热 交换器在汽化器返回制冷剂管线与液体制冷剂供应管线之间连通热量 以便通过降低所述阀上的温度来提高所述热膨胀阀的效率的方法步骤。
21、 根据权利要求15所述的方法，其中对所述隔室进行优先级排 序的步骤包括通过识别要被保持在设定点温度下的至少一个优先隔室 而使其至少位于所述设定点温度的正或负一开氏温度的范围内从而对 所述隔室进行优先级排序的方法步骤。
全文摘要
一种冷藏运输系统包括优先级排序算法，从而使得当可用的冷却容量不足以在所有隔室中保持大体上恒定的温度时，所述优先级排序算法通过在至少一个有限冷却隔室中保持ΔT(介于供应空气温度与返回空气温度之间的温差)而不是保持设定点温度而限制了所述至少一个有限冷却隔室可用的制冷剂流的最大量。一种用于形成具有精确温度控制的多个冷藏隔室空间的方法，所述方法包括的步骤有通过识别要被保持在设定点温度下的至少一个优先隔室而对所述隔室进行优先级排序；并且当冷却容量不足以将所有的隔室保持在其相应的设定点温度下时，限制通往除了所述优先隔室以外的所有隔室的制冷剂流。
文档编号F25B41/04GK101360959SQ200680051373
公开日2009年2月4日 申请日期2006年1月20日 优先权日2006年1月20日
发明者E·W·杜德利, G·B·霍夫斯达尔 申请人:开利公司