专利名称：操作具有远程蒸发器的运输制冷单元的方法
技术领域：
0001
本发明总体上涉及运输制冷，更具体地涉及在将产品装
栽到载重拖车的货舱箱中期间容易进行远程蒸发器的热交换器盘管的 除霜，该载重拖车配备有包括多个蒸发器的制冷单元。
背景技术：
载重拖车的制冷货箱需要制冷单元来保持货箱内部容积 内的期望温度环境。各种产品，从例如新鲜采摘的农产品到深冻海产 食品，通常在制冷载重拖车和其它制冷货物容器中装运。为了利于在 不同温度条件下装运各种产品， 一些载重拖车货箱分隔成两个或更多 独立的货舱，每个货舱将通常具有门，所述门直接开向拖车外部。货 箱可以分隔成一对并排的轴向延伸的隔舱或者分隔成两个或更多背对 背的隔舱，或者其组合。 与载重拖车的分隔制冷货箱结合使用的常规运输制冷单 元包括以闭合制冷剂流动回路经由合适的制冷管线连接的制冷剂压缩 机、冷凝器、主蒸发器和一个或更多远程蒸发器。制冷单元包括壳体， 所述壳体可安装到载重拖车的货箱的前壁外部，主蒸发器设置在前壁 内部，使得最前面容器的内部容积内的空气或气体/空气混合物或其它 气体可以借助于与蒸发器盘管相关联的蒸发器风扇循环经过蒸发器盘
管。如果期望，制冷单元也可以配备有并入制冷单元中的经济器。制 冷单元必须具有足够的制冷容量，以在范围很宽的室外环境温度和负 载条件下将存储在货箱各隔舱内的易腐烂产品保持在特定的预期隔舱 温度下。
0004
除了前述主蒸发器外，还设置一个或更多远程蒸发器， 通常是在最前面的隔舱后面的每个附加隔舱中设置一个，以制冷每个 独立的后部隔舱内的空气或其它气体。远程蒸发器可以根据期望安装 到相应隔舱的顶板或者隔舱的一个分隔壁上。远程蒸发器通常与主蒸 发器并联设置在制冷循环回路中。通常，电磁操作的截止阀设置在制 冷循环回路中每个远程蒸发器上游，该截止阀与系统控制器一起操作，使得每个远程蒸发器可以响应于与该远程蒸发器操作性关联的相应隔 艙的冷却需求，独立地和选择性地向制冷剂流敞开和关闭。例如，美
国专利No. 5，065,587公开了用于分隔的载重拖车的制冷系统，所述栽 重拖车具有前部隔舱和后部远程隔舱。 在前述美国专利No. 5,065,587中概括的分隔运输制冷系 统中，远程蒸发器在后部隔舱的门打开时自动关闭。然而，许多操作 者优选在产品装载操作期间运行运输制冷单元，以抵消相对较热的环 境空气浸润的影响和与产品有关的增加热负载，以便减小在装载操作 完成时使货箱降温所需要的时间。由于被装栽隔舱内部容积内的湿度 增加，霜将积聚在设置在被装载隔舱内的蒸发器热交换器盘管上，且 将比正常稳态操作状况下进行得更快。当霜积聚在蒸发器热交换器盘 管上时，制冷单元的冷却容量和降温降低，并且通过受影响的蒸发器 的空气流减少。
0007
在产品装栽过程期间，通常实践是在操作者认为合适时 操作者手动启动蒸发器盘管除霜循环。然而， 一些操作者可能忘记手 动启动除霜循环，直到蒸发器热交换器盘管由于霜积聚而负载过重且 显著降低蒸发器热交换器盘管的制冷容量和性能。因此，期望提供一 种运输制冷单元，在产品装载过程期间，在该制冷单元的制冷性能降 低到可接受水平之下时自动启动除霜循环。发明内容0008
控制运输制冷单元在将产品装栽到配备有远程蒸发器的 货舱中期间的操作，以在表示制冷单元的性能的选定参数已经超过表 示性能降低的极限阈值时自动除霜远程蒸发器。
提供一种用于在产品装载到货箱中期间操作运输制冷单 元的方法，例如在载重拖车的实施例中，所述货箱具有至少第一和第 二隔抢。制冷单元具有制冷剂流回路，该制冷剂流回路包括具有吸气 入口的制冷剂压缩机、设置在第一隔舱中的主蒸发器和设置在第二隔舱中的远程蒸发器，制冷剂压缩机、主蒸发器和远程蒸发器在制冷剂 流回路中以制冷剂流连通的方式连接。该方法包括步骤确定制冷剂 在压缩机的吸气入口处的过热度(CSS);将吸气过热度(CSS)与压 缩机的吸气入口处的过热度的下限(LSS)进行比较；如果吸气过热度 (CSS)大于过热度的下限(LSS),则继续以制冷模式操作制冷单元； 如果吸气过热度(CSS)不大于过热度的下限(LSS),则终止以制冷 模式操作制冷单元，并启动远程蒸发器的除霜。0010
在一个实施例中，确定制冷剂在压缩才几的吸气入口处的 过热度(CSS)的步骤包括步骤检测表示压缩机的吸气入口处的制冷 剂温度的制冷剂温度(CST);检测表示压缩机的吸气入口处的制冷剂 压力的制冷剂压力(CSP);基于所检测的表示压缩机的吸气入口处的 制冷剂压力的制冷剂压力(CSP),确定吸气饱和温度(SST);和从 所检测的表示压缩机的吸气入口处的制冷剂温度的制冷剂温度(CST ) 中减去吸气饱和温度(SST)。0011
在一个实施例中，如果产品装载到第一隔舱中，则启动 主蒸发器的除霜；如果产品装载到第二隔舱中，则启动远程蒸发器的 除霜。在一个实施例中，启动蒸发器中的至少一个的除霜的步骤包括 步骤确定隔舱的门是否是打开的；如果确定该隔舱的门是打开的， 则启动与该隔舱关联的蒸发器的除霜。在一个实施例中，启动蒸发器 的除霜的步骤包括启动蒸发器的电除霜。在一个实施例中，启动蒸发 器的除霜的步骤包括启动蒸发器的电除霜预定时间段长。
远程蒸发器50设置在制冷货箱〗10的分隔壁104上，位 于中间隔舱114内。电磁操作的截止阀58设置在制冷剂管线6b中， 其关于制冷剂流在膨胀阀56的上游，膨胀阀56在所示示例性实施例 中可以是与蒸发器出口温度检测元件57 (例如温度感温包)操作性关 联的热力膨胀阀，蒸发器出口温度检测元件57安装在制冷剂管线6b 上相对于制冷剂流在蒸发器50的下游，用于检测蒸发器出口处的制冷 剂温度，蒸发器出口处的制冷剂温度反应蒸发器出口处的制冷剂的过 热度。如常规实践那样，膨胀阀56计量通过远程蒸发器50的制冷剂 流。外部平衡管线59也可以设置成与膨胀阀56相关联。0021
远程蒸发器60设置在后部隔抢116内，位于货箱110的 顶板上。电磁操作的截止阀68设置在制冷剂管线6c中，相对于制冷 剂流在膨胀阀66的上游，膨胀阀66在所示示例性实施例中可以是与 蒸发器出口温度检测元件67 (例如温度感温包)操作性地关联的热力 膨胀阀，蒸发器出口温度检测元件67安装在制冷剂管线6c上，相对 于制冷剂流在蒸发器60的下游，用于检测蒸发器出口处的制冷剂温度， 蒸发器出口处的制冷剂温度反应蒸发器出口处的制冷剂的过热度。如 常规实践那样，膨胀阀66计量通过远程蒸发器60的制冷剂流。外部 平衡管线69也可以设置成与膨胀阀66相关联。0022
如常规实践那样，当制冷单元IO运行时，低温低压制冷 剂蒸汽由压缩机20压缩成高压高温制冷剂蒸汽，并从压缩机20的排 气口流到制冷剂管线2中。制冷剂经由制冷剂管线2循环通过制冷剂 回路且通过冷凝器30的热交换器盘管(在冷凝器中制冷剂蒸汽冷凝成 液体)和过冷却器32,通过制冷剂-制冷剂热交换器35和通过制冷剂管线4，再通过主蒸发器40和通过制冷剂管线6a,并通过制冷剂管线 6b和6c和相应远程蒸发器50和60 (如果有关电磁操作截止阀58和 68被开启)。在制冷剂以与相应货舱内的空气进行热交换的关系通过 蒸发器时，制冷剂蒸发。离开蒸发器的制冷剂蒸汽通过制冷剂-制冷 剂热交换器35和吸气调整岡22,并通过制冷剂管线8，以返回到压缩 机20的吸气入口。在制冷剂-制冷剂热交换器35中，通过制冷剂管 线4的热高压液体制冷剂以与通过制冷剂管线8的低温低压蒸汽制冷 剂进行热交换器的关系通过。此外，贮液器16和过滤器/干燥器18可 以包括在制冷剂回路中，如常规实践那样。经济器回路(未示出)以 本领域熟知的常规方式并入制冷剂回路。0023] 压缩机20可以包括单级或多级压缩才几，例如往复式压缩 机或涡旋式压缩机，但是所使用的压缩机的具体类型与本发明没有密 切关系或者并不限制本发明。在图2所示的示例性实施例中，压缩机 是往复式压缩机，例如由Carrier Corporation制造的06D型往复式压缩 机或其变型，具有均密封在压缩机20的共同壳体内的压缩机构、内部 电压缩机马达和互连驱动轴。动力源14完全驱动压缩机的内部电马达。 在一个实施例中，动力源14产生足够的电功率以完全驱动压缩才/L 20 的电马达且也用于提供风扇34, 44， 54, 64以及制冷系统10的其它 部件需要的所有其它电力。在运输制冷系统10的电驱动实施例中，动 力源14包括单个车载发动机驱动的同步发电^L,构造成以一个或更多 频率选择性地产生至少一个AC电压。适合于用于载重拖车运输车辆上 的电驱动运输制冷系统在美国专利No. 6,223,546中示出，该专利转让 给本申请的受让者，该专利的全部内容作为参考引入本文。
因而，许多操作者选择在产品装载操作期间运行运输制 冷系统10,以抵消相对较热的环境空气渗透的影响，以及减少在装载 操作完成时使货箱内部容积的温度和新添加产品的温度降温所需要的 时间u作为被装载货箱110的隔舱内部容积内的湿度增加的结果，如 果隔舱U2被装载，霜将积聚在主蒸发器40的翅片管式热交换器盘管 上；如果隔舱114和116分别被装载，则霜将积聚在远程蒸发器50和 60的翅片管式热交换器盘管上，且将比正常稳态操作状况下进行得更 快。当霜积聚在相应蒸发器的热交换器盘管上时，制冷单元12的冷却 容量和降温能力降低，且通过受影响的蒸发器的空气流减少。0029
控制器70构造成确定通过制冷剂管线8的制冷剂的过热 度，制冷剂管线8以与压缩机20的吸气入口成制冷剂流连通的方式连 接蒸发器40, 50和60的热交换器盘管的相应出口下游的相应制冷剂 管线6a,6b和6c。控制器70将确定的过热度(通常称为吸气过热(SSV)) 与吸气过热低阈值(LSS)进行比较u如果在装栽操作期间确定的吸气 过热(SSV)小于吸气过热低阈值(LSS),那么控制器60将中断以 制冷模式操作制冷单元12,并启动电除霜循环以将蒸发器40, 50和 60的受影响蒸发器的热交换器盘管上积聚的霜清除。[0030
在一个实施例中，控制器7(H吏用制冷剂吸气温度和制冷 剂吸气压力来计算吸气入口处的过热度。与制冷剂管线8操作性地相 关联的温度传感器72监测压缩机20的吸气入口上游的制冷剂温度 (CST),与压缩机20操作性地相关联的压力传感器74监测压缩机 20的吸气入口处的制冷剂压力(CSP)。在图2所示的示例性实施例 中，温度传感器72包括安装在制冷剂管线8上的热电偶、热敏电阻和 其它恒温装置，安装位置是在吸气调节阀的制冷剂流的下游。在图2 所示的示例性实施例中，压力传感器74包括安装成与压缩机20的压 缩室的吸气入口侧操作性地相关联的常规压力传感器，以检测吸气入口处的制冷剂蒸汽的压力。
0031
在运输制冷系统IO运行同时产品被装栽到货箱110中期 间，控制器70的除霜控制模式在图3的框图中示意性地示出。在框202 处，温度传感器72检测压缩机吸气温度(CST)并将表示CST的信号 传输给控制器70的输入/输出模块。在框204处，压力传感器74检测 压缩机吸气压力(CSP)并将表示CSP的信号传输给控制器70的输入 /输出板。从传感器72和74接收的模拟输入信号借助于与输入/输出模 块关联的模拟-数字转换器转换成数字信号。如果传感器72和74是 产生和传输数字信号而不是模拟信号的类型，那么就不需要该转换。 控制器70使用测得的CST和CSP来确定运输制冷剂单 元12的当前操作条件下吸气入口处的制冷剂的过热度(CSS)。在一 个实施例中，在框206处，控制器70通过参考制冷剂单元12所充注 的制冷剂的吸气饱和温度(SST)对饱和压力(等于CSP)的查找表来 确定过热度，然后在框208处，从测得的压缩机吸气温度(CST)中减 去吸气饱和温度(SST)以确定压缩机吸气入口处的过热度(CSS)。
0033
已经确定压缩冲几吸气入口处的p及气入口处制冷剂的实际 过热度(CSS)后，在框210处，控制器70将CSS与阈值进行比较， 该阈值代表压缩机20的吸气入口处的制冷剂的过热度的许可下限 (LSS )，并且该阈值表示主蒸发器40和远程蒸发器50和60的相应 热交换器盘管中的 一 个或多个上不可接受的霜积聚。
[0034
如果吸气入口处的制冷剂的实际过热度(CSS)等于或小 于吸气入口处的制冷剂的过热度的许可下限(LSS),那么控制器70 在框212中断制冷单元12以制冷模式摔作，且致动电除霜元件80并 恰当地停用风扇44、 54和64,以启动相应蒸发器40， 50和60的积霜 热交换器盘管的电除霜。在启动电除霜循环后经历预先编程的时间延 迟(本领域技术人员选择用于使用的具体蒸发器热交换器盘管的时间 范围)之后，控制器70在框214处将停用电除霜元件80以终止电除 霜循环，并恰当地再次致动风扇44、 54和64,以使得运输制冷单元 12恢复制冷模式操作。然而，如果吸气入口处的制冷剂的实际过热度 (CSS)大于吸气入口处的制冷剂的过热度的许可下限(LSS),那么 控制器70继续以制冷模式操作制冷单元12。
[0035
在一个实施例中，启动除霜模式的步骤可以包括如果产品装载到第一隔舱中，那么启动主蒸发器的除霜，和/或如果产品装载到第二隔舱中，那么启动远程蒸发器的除霜。现在参考图4，控制器 70将通过以下步骤执行步骤212:首先确定分别与隔舱112, 114和116 相关的门113， 115和117中的哪个门；然后，如果且仅仅前部隔舱112 的门113是打开的，则启动主蒸发器40的除霜循环，如果且仅仅中间 隔舱114的门115是打开的，则启动远程蒸发器50的除霜，以及如果 且仅仅后部隔舱116的门117是打开的，则启动远程蒸发器60的除霜。 为了便于确定在产品装载期间哪个隔舱门是打开的，可以安装与每个 隔舱门操作性地相关联的门传感器(未示出)，如常规实践那样，以 检测其相关门是开启还是闭合，并在门开启时输送表示门开启的信号 给控制器70。0036
虽然在图中已经具体显示本发明，并参考附图中所示的 优选模式描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解的是，在不偏 离由权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发 明进行细节上的各种变化。
权利要求
1.一种用于在将产品装载到分隔的货箱中期间操作运输制冷单元的方法，所述货箱至少包括具有门的第一隔舱和具有门的第二隔舱，所述制冷单元具有制冷剂流回路，该制冷剂流回路包括具有吸气入口的制冷剂压缩机、与第一隔舱操作性关联的主蒸发器和与第二隔舱操作性关联的远程蒸发器，制冷剂压缩机、主蒸发器和远程蒸发器在制冷剂流回路中以制冷剂流连通的方式连接，所述方法包括步骤确定制冷剂在压缩机的吸气入口处的过热度(CSS)；将所述吸气过热度(CSS)与压缩机的吸气入口处的过热度的下限(LSS)进行比较；如果所述吸气过热度(CSS)大于所述过热度的下限(LSS)，则继续以制冷模式操作制冷单元；和如果所述吸气过热度(CSS)不大于所述过热度的下限(LSS)，则终止以制冷模式操作制冷单元，并启动所述第一和第二蒸发器中的至少一个的除霜。
2. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，确定制冷剂在压缩 机的吸气入口处的过热度(CSS)的步骤包括步骤基于所检测的表示压缩机的吸气入口处的制冷剂压力的制冷剂压 力(CSP)，确定吸气饱和温度(SST);和从所检测的表示压缩机的吸气入口处的制冷剂温度的制冷剂温度 (CST)中减去所述吸气饱和温度(SST)。
3. 根椐权利要求l所述的方法，其特征在于启动所述蒸发器中 的至少一个的除霜的步骤包括启动所述远程蒸发器的除霜。
4. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，启动所述蒸发器中 的至少 一个的除霜的步骤包括如果产品装载到所述第一隔舱中，则启动所述主蒸发器的除霜；和如果产品装载到所迷第二隔舱中，则启动所述远程蒸发器的除霜。
5. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，启动所述蒸发器中 的至少一个的除霜的步骤包括步骤确定第二隔舱的门是否是打开的；和如果确定第二隔舱的门是打开的，则启动所述远程蒸发器的除霜。
6. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，启动所述蒸发器中 的至少 一个的除霜的步骤包括步骤确定第一隔舱的门是否是打开的；和如果确定第一隔舱的门是打开的，则启动所述主蒸发器的除霜。
7. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于启动所述蒸发器中 的至少 一个的除霜的步骤包括启动所述蒸发器中的至少 一个的电除霜》
8. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于启动所述蒸发器中 的至少一个的除霜的步骤包括启动所述蒸发器中的至少一个的电除霜 预定时间段长。
9. 一种用于在将产品装载到分隔载重拖车中期间操作运输制冷单 元的方法，该运输制冷单元用于冷却该分隔载重拖车的内部，所述栽 重拖车至少包括具有门的第一隔舱和具有门的第二隔舱，所述制冷单 元具有制冷剂流回路，该制冷剂流回路包括具有吸气入口的制冷剂压 缩机、与第一隔舱操作性关联的主蒸发器和与第二隔舱操作性关联的 远程蒸发器，制冷剂压缩机、主蒸发器和远程蒸发器在制冷剂流回路 中以制冷剂流连通的方式连接，所述方法包括步骤确定制冷剂在压缩机的吸气入口处的过热度(CSS);将所述吸气过热度(CSS)与压缩机的吸气入口处的过热度的下限 (LSS)进行比较；如果所述吸气过热度(CSS)大于所述过热度的下限(LSS)，则 继续以制冷模式操作制冷单元；和如果所述吸气过热度(CSS)不大于所述过热度的下限(LSS)， 则终止以制冷模式操作制冷单元，并启动所述第一和第二蒸发器中的 至少一个的除霜。
10. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，确定制冷剂在压缩 机的吸气入口处的过热度(CSS)的步骤包括步骤检测表示压缩机的吸气入口处的制冷剂温度的制冷剂温度(CST ); 检测表示压缩机的吸气入口处的制冷剂压力的制冷剂压力(CSP); 基于所检测的表示压缩机的吸气入口处的制冷剂压力的制冷剂压力(CSP),确定吸气饱和温度(SST);和从所检测的表示压缩机的吸气入口处的制冷剂温度的制冷剂温度 (CST)中减去所述吸气饱和温度(SST)。
11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于启动所述蒸发器中 的至少 一个的除霜的步骤包括启动所述远程蒸发器的除霜。
12. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，启动所述蒸发器中 的至少一个的除霜的步骤包括如果产品装载到所述第一隔舱中，则启动所述主蒸发器的除霜；和如果产品装载到所述第二隔舱中，则启动所迷远程蒸发器的除霜。
13. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，启动所述蒸发器中 的至少一个的除霜的步骤包括步骤确定第二隔舱的门是否是打开的；和如果确定第二隔舱的门是打开的，则启动所述远程蒸发器的除霜。
14. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，启动所述蒸发器中 的至少一个的除霜的步骤包括步骤确定笫一隔舱的门是否是打开的；和如果确定第一隔舱的门是打开的，则启动所述主蒸发器的除霜。
15. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于启动所述蒸发器中 的至少一个的除霜的步骤包括启动所述蒸发器中的至少一个的电除霜.。
16. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于启动蒸发器的除霜 的步骤包括启动所述蒸发器中的至少一个的电除霜预定时间段长。
全文摘要
一种用于冷却具有多个货舱的货箱的内部的运输制冷单元，包括制冷剂压缩机、与拖车的第一隔舱关联的主蒸发器和与货箱的第二隔舱关联的远程蒸发器。在将产品装载到至少一个隔舱中期间，控制器确定制冷剂的过热度(CSS)，将吸气过热度(CSS)与过热度的下限(LSS)进行比较，如果吸气过热度(CSS)大于过热度的下限(LSS)，则继续以制冷模式操作制冷单元；或者如果吸气过热度(CSS)不大于过热度的下限(LSS)，则终止以制冷模式操作制冷单元，并启动这些蒸发器中的至少一个的除霜。
文档编号F25B29/00GK101600917SQ200780050824
公开日2009年12月9日 申请日期2007年2月2日 优先权日2007年2月2日
发明者N·S·奥沃德, T·F·马林森 申请人:开利公司