混合式溫度控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及一種控制制冷以冷卻貨艙內(nèi)的空氣的混合式溫度控制系統(tǒng)，以及使用和/或配置該混合式溫度控制系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的運(yùn)輸制冷系統(tǒng)用來(lái)冷卻容器，拖車(chē)，軌道車(chē)或其他運(yùn)輸單元(“TU”)。溫度控制τυ(通常稱(chēng)為“制冷的運(yùn)輸單元”)通常用于運(yùn)輸易變質(zhì)物品，如農(nóng)產(chǎn)品和肉類(lèi)產(chǎn)品。在這種情況下，運(yùn)輸制冷系統(tǒng)(“TRS”)可以用來(lái)調(diào)節(jié)在TU的貨艙內(nèi)的空氣，從而在運(yùn)輸或儲(chǔ)存過(guò)程中保持所需要的溫度和濕度。通常運(yùn)輸制冷單元(“TRU”)連接到該TU以有利于貨艙內(nèi)的空氣和TU外面的空氣之間的熱交換。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]這里描述的實(shí)施例通常涉及TRS。本發(fā)明通常涉及一種控制制冷以冷卻貨艙內(nèi)的空氣的混合式溫度控制系統(tǒng)，以及使用和配置該混合式溫度控制系統(tǒng)的方法。
[0004]特別地，這里描述的實(shí)施例涉及使用至少與兩個(gè)獨(dú)立的冷卻液回路連接的共晶裝置來(lái)冷卻貨艙內(nèi)的空氣的設(shè)備和方法。該共晶裝置可安裝在TU的貨艙內(nèi)。
[0005]特別地，這里描述的實(shí)施例涉及在運(yùn)輸單元中控制制冷的TRS。用于對(duì)該運(yùn)輸單元制冷的TRS的一個(gè)實(shí)施例包括:包括共晶介質(zhì)的共晶裝置，制冷劑回路和冷卻液回路，其中該制冷劑回路和該冷卻液回路相互獨(dú)立。該制冷劑回路連接到TRU以引導(dǎo)制冷劑流過(guò)該制冷劑回路，以冷卻該運(yùn)輸單元的內(nèi)部空氣和該共晶介質(zhì)。該冷卻液回路與該共晶介質(zhì)熱連接，并將該冷卻液引導(dǎo)到該共晶介質(zhì)，其中在該冷卻液回路的冷卻液冷卻該共晶介質(zhì)。
[0006]在運(yùn)輸單元中控制制冷的TRS的一個(gè)實(shí)施例包括:包括共晶介質(zhì)的共晶裝置，以及與該共晶介質(zhì)熱接觸的冷卻液回路，該冷卻液回路用于引導(dǎo)該冷卻液與共晶介質(zhì)熱接觸；該實(shí)施例也包括制冷劑回路，該制冷劑回路連接到TRU，用于將制冷劑從TRU引導(dǎo)到共晶裝置，以冷卻共晶介質(zhì)和運(yùn)輸單位內(nèi)部的空氣。
[0007]在該TRS的另一個(gè)實(shí)施例中，該冷卻液回路包括在共晶介質(zhì)上游的液體入口，和在共晶介質(zhì)下游的氣體出口。從共晶介質(zhì)到在冷卻液回路中流動(dòng)的冷卻液的熱傳遞在冷卻液回路中將冷卻液從液相轉(zhuǎn)變成氣相，以及該氣體出口將該氣相從冷卻液回路中移除。
[0008]在該TRS的另一個(gè)實(shí)施例中，一背壓調(diào)節(jié)器與氣體出口上游的冷卻液回路連接。
[0009]該TRS的另一個(gè)實(shí)施例包括溫度傳感器，該溫度傳感器與共晶介質(zhì)下游的冷卻液回路連接，該溫度傳感器用于檢測(cè)在冷卻液回路中的冷卻液的溫度。
[0010]在該TRS的一個(gè)實(shí)施例中，一冷卻液罐與液體入口連接。該冷卻液罐可以是含有冷卻液的固定罐。該冷卻液罐可以是含有冷卻液的移動(dòng)罐。
[0011 ]在該TRS的另一個(gè)實(shí)施例中，該冷卻液是冷卻劑，并且流過(guò)該冷卻液回路的冷卻劑將該共晶介質(zhì)凍結(jié)。在該TRS的一個(gè)實(shí)施例中，該冷卻劑是二氧化碳(CO2)。在該TRS的另一個(gè)實(shí)施例中，該冷卻劑是氮?dú)?N2)。
[0012]—種在TRS中冷卻共晶裝置的實(shí)施方法，其中該共晶裝置包含共晶介質(zhì)，與該共晶介質(zhì)熱接觸的冷卻液回路，以及與該共晶介質(zhì)接觸熱的制冷劑回路，該方法包括:引導(dǎo)冷卻液流過(guò)該冷卻液回路;通過(guò)將熱從該共晶介質(zhì)傳遞到流過(guò)冷卻液回路的冷卻液將該共晶介質(zhì)冷卻；以及引導(dǎo)制冷劑流過(guò)該制冷劑回路以冷卻該共晶介質(zhì)。
[0013]在該方法的另一個(gè)實(shí)施例中，該冷卻劑回路包括蒸發(fā)器管，該方法包括:在該蒸發(fā)器管中將該冷卻液從液相轉(zhuǎn)變成氣相。
[0014]在又一實(shí)施例中，該方法包括將移動(dòng)冷卻液罐中連接到冷卻液回路的入口，以將冷卻液提供給冷卻液回路。
[0015]在該方法的一個(gè)實(shí)施例中，引導(dǎo)該冷卻液包括引導(dǎo)冷卻劑，以及該方法還包括將該共晶介質(zhì)凍結(jié)。
[0016]在該方法的一個(gè)實(shí)施例中，引導(dǎo)冷卻劑包括引導(dǎo)液態(tài)二氧化碳(CO2)。在該方法的另一個(gè)實(shí)施例中，引導(dǎo)冷卻劑包括引導(dǎo)液氮(Ns)。
[0017]在將共晶裝置安裝到具有TRU的TRS的方法的一個(gè)實(shí)施例包括:提供共晶裝置，該共晶裝置包括共晶介質(zhì)以及與該共晶介質(zhì)熱接觸的冷卻液回路，其中，流過(guò)冷卻液回路的冷卻液與該共晶介質(zhì)物理隔離;將共晶裝置連接到TRU的制冷劑回路形成共晶介質(zhì)與制冷劑回路之間的熱連接。
[0018]在安裝該共晶介質(zhì)的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括將冷卻液罐連接到冷卻液回路的入口，以將冷卻液提供給冷卻液回路。
[0019]在安裝該共晶介質(zhì)的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括提供冷卻液。
[0020]在安裝該共晶介質(zhì)的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，供冷卻液包括提供冷卻劑。在安裝該共晶介質(zhì)的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，提供冷卻劑包括提供液態(tài)二氧化碳(CO2)。在安裝該共晶介質(zhì)的方法的另一個(gè)實(shí)施例中，提供冷卻劑包括提供液氮(N2)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]現(xiàn)在參見(jiàn)附圖，在附圖中同樣的標(biāo)號(hào)至始至終代表相應(yīng)的部分。
[0022]圖1展示了連接到牽引車(chē)的制冷的運(yùn)輸單元的一個(gè)實(shí)施例的側(cè)剖視圖。
[0023]圖2展示了用于TRS的共晶裝置的一個(gè)實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0024]這里描述的實(shí)施例涉及TRS。尤其是這些實(shí)施例涉及控制制冷以冷卻貨艙內(nèi)的空氣的混合式溫度控制系統(tǒng)。
[0025]標(biāo)號(hào)添加到附圖中，附圖形成這其中的一部分，并通過(guò)說(shuō)明實(shí)施例的方式來(lái)示出，這里描述的方法和系統(tǒng)可以在這些實(shí)施例中實(shí)施。術(shù)語(yǔ)“冷藏的運(yùn)輸單元”一般指的是，例如，有空調(diào)的拖車(chē)，集裝箱，軌道車(chē)或其他類(lèi)型的運(yùn)輸單元，等等。術(shù)語(yǔ)“運(yùn)輸制冷系統(tǒng)”或“TRS”指的是控制的制冷的運(yùn)輸單元的空調(diào)空間的制冷的制冷系統(tǒng)。
[0026]應(yīng)當(dāng)注意的是，這里所描述的實(shí)施例可用于任何合適的運(yùn)輸單元，如船舶集裝箱，航空貨運(yùn)艙，路貨車(chē)駕駛室等。
[0027]圖1示出了連接到牽引車(chē)11的制冷的運(yùn)輸單元10的側(cè)視圖。該制冷的運(yùn)輸單元10包括運(yùn)輸單元12和TRS14。該TRS14包括TRU16和共晶裝置24，TRU16和共晶裝置24用于產(chǎn)生從貨艙18的前側(cè)流到貨艙18的后側(cè)的調(diào)節(jié)的空氣。該共晶裝置24可定位在隔板20的前面，隔板20將該共晶裝置24與貨艙18的其他部分隔開(kāi)。相應(yīng)地，該共晶裝置24可以定位在運(yùn)輸單元21的前壁21和隔板20之間。
[0028]在一些實(shí)施例中，共晶裝置24能夠工作而不需要壓縮單元和/或冷凝單元。術(shù)語(yǔ)冷凝單元在這里用于描述與機(jī)械制冷系統(tǒng)的冷凝器分離和獨(dú)立的裝置。相應(yīng)地，能夠工作而不需要冷凝單元的共晶裝置24沒(méi)有排除使用機(jī)械制冷系統(tǒng)(其包括冷凝器)工作的共晶裝置24。
[0029]TRU16容納有各種制冷部件，如蒸發(fā)風(fēng)機(jī)，冷凝風(fēng)機(jī)，蒸發(fā)器管，冷凝器管等等，并提供了在貨艙18的前側(cè)(例如，冷凝器單元所在的一側(cè))和貨艙18的后側(cè)(例如，蒸發(fā)器單元所在的一側(cè))之間的熱屏障。
[0030]TRS 14的鼓風(fēng)機(jī)22可以提供用于冷卻貨艙18的額外的氣流。鼓風(fēng)機(jī)22可以被定位使得所冷卻的空氣吹向貨艙18的后面。在其他實(shí)施例中，風(fēng)機(jī)22可以被定位使得所冷卻的空氣吹向貨艙18的前面。
[0031]共晶裝置24可由TRU 16冷卻。這種對(duì)共晶裝置24的冷卻可以通過(guò)TRU16的蒸發(fā)器管和共晶裝置24之間的熱接觸和/或通過(guò)從TRU 16到共晶裝置24的冷卻制冷劑回路直接冷卻；也可以通過(guò)用來(lái)自TRU 16的冷卻的空氣冷卻該共晶裝置24間接冷卻，因?yàn)槔鋮s的空氣從TRUl 6越過(guò)共晶裝置24流向貨艙18的后側(cè)。
[0032]TRS 14還用于在貨艙18和共晶裝置24之間進(jìn)行熱傳遞。共晶裝置24用于控制貨艙18中的溫度。圖1顯示了共晶裝置24定位靠近運(yùn)輸單元12的前壁21，在隔板20的前面(例如，在集裝箱中前壁21和隔板20之間)。鼓風(fēng)機(jī)22可以將由共晶裝置24冷卻的空氣吹向貨艙18的后面。
[0033]共晶裝置24包括冷板25。然而，共晶裝置24可以包括一個(gè)或多個(gè)冷板25，冷管，或其組合。共晶裝置24包含共晶介質(zhì)。當(dāng)被冷卻(例如，凍結(jié))時(shí)，共晶介質(zhì)可以變成固體，然后吸熱轉(zhuǎn)變成液體。當(dāng)被冷卻(例如，凍結(jié))時(shí)，共晶介質(zhì)可以變成固體，然后吸熱轉(zhuǎn)變成液體。共晶介質(zhì)可以包括，例如，氯化鈉溶液，氯化鈣溶液等等。
[0034]圖1顯示了冷卻液罐26。冷卻液罐26可連接到共晶裝置24，以將冷卻液，如冷卻劑，從冷卻液罐26引導(dǎo)到共晶裝置24?？蛇x地，冷卻液罐26可以連接到制冷的運(yùn)輸單元10(例如，運(yùn)輸單元12和/或牽引車(chē)11)，使得在運(yùn)輸或當(dāng)遠(yuǎn)離車(chē)站時(shí)，當(dāng)有需要時(shí)冷卻液罐26可以將冷卻液提供給共晶裝置24以冷卻共晶介質(zhì)。在一個(gè)實(shí)施例中，冷卻液罐26連接到制冷的運(yùn)輸單元10，使冷卻液罐26隨制冷的運(yùn)輸單元10移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，冷卻液罐26未連接到制冷的運(yùn)輸單元10，使得冷卻液罐26不隨制冷的運(yùn)輸單元10移動(dòng)。
[0035]在共晶介質(zhì)凍結(jié)后，TRS14可以冷卻貨艙18而不會(huì)產(chǎn)生任何大的噪聲，或任何噪音。因此，有利地，共晶裝置24可以給貨艙18提供近乎無(wú)聲的冷卻。此外，具有共晶裝置24的TRS 14可以在TRU16關(guān)閉時(shí)冷卻貨艙18，從而可以給貨艙18提供無(wú)功率的冷卻，或很小功率(如運(yùn)行風(fēng)機(jī)22的很少量的功率)的冷卻。此外，與僅具有傳統(tǒng)TRU的傳統(tǒng)設(shè)備相比，具有共晶裝置24的TRS 14可以更快地冷卻貨艙18。
[0036]圖2顯示了共晶裝置24的實(shí)施例。共晶裝置24包括制冷劑流體回路28和冷卻液回路30。
[0037]共晶設(shè)備24中包含共晶介質(zhì)32。共晶介質(zhì)32在冷卻時(shí)(例如，凍結(jié))變成固體，然后吸收熱量轉(zhuǎn)變成液相。
[0038]共晶裝置24的制冷劑流體回路28可以是，例如，連接到TRU的制冷劑流體回路的一部分，例如，將制冷劑流體從TRU引導(dǎo)到TRU的冷凝單元的蒸發(fā)器管?？蛇x地，制冷劑流體回路28可以是與從TRU引出的蒸發(fā)器管分離的冷卻線路，以用TRU冷卻該共晶裝置24。流過(guò)制冷劑流體回路28的制冷劑流體從共晶裝置24(例如，從板或管和/或從共晶介質(zhì)32)吸收熱量以冷卻和/或維持的共晶裝置24的溫度。
[0039]共晶設(shè)備24包括用于引導(dǎo)冷卻液流過(guò)其中的冷卻液回路30。該冷卻液回路30具有冷卻液入口 34和氣體出口 36。例如，冷卻液入口 34具有連接到冷卻液罐(例如，如圖1所示的26)的連接器。
[0040]冷卻液回路30引導(dǎo)冷卻液流過(guò)其中而不需要與共晶介質(zhì)32物理混合。冷卻液回路30允許冷卻液與共晶介質(zhì)32有熱接觸，使熱可以從共晶介質(zhì)32傳遞到流過(guò)冷卻液回路30的冷卻液。當(dāng)熱從共晶介質(zhì)32傳遞到冷卻液時(shí)，共晶介質(zhì)32變成凍結(jié)的并且冷卻液從液相轉(zhuǎn)變成氣相。