具有辅助冷却的运输气候控制系统

文档序号:607643 发布日期:2021-05-07 浏览:12次 >En<

阅读说明:本技术 具有辅助冷却的运输气候控制系统 (Transport climate control system with supplemental cooling ) 是由 S·A·沃特世 M·加兰斯基 M·科尔达 P·霍迪克 B·A·威尔克 于 2020-10-21 设计创作,主要内容包括:一种气候受控运输单元的运输气候控制系统包括主传热电路和冷却器传热电路。主传热电路包括压缩机、冷凝器、主膨胀阀、主蒸发器、冷却器膨胀阀和冷却器蒸发器。主蒸发器和冷却器蒸发器彼此平行地设置在冷凝器的下游。工作流体和第二过程流体流经主蒸发器。工作流体和第三过程流体流经冷却器蒸发器。冷却器传热电路包括冷却器蒸发器,并且第三过程流体构造成提供辅助冷却。操作气候受控运输单元的运输气候控制系统的方法包括以HVACR和冷却器模式操作、以HVACR模式操作以及以冷却器模式操作。(A transport climate control system for a climate controlled transport unit includes a primary heat transfer circuit and a chiller heat transfer circuit. The primary heat transfer circuit includes a compressor, a condenser, a primary expansion valve, a primary evaporator, a cooler expansion valve, and a cooler evaporator. The main evaporator and the cooler evaporator are disposed in parallel with each other downstream of the condenser. The working fluid and the second process fluid flow through the primary evaporator. The working fluid and the third process fluid flow through the chiller evaporator. The chiller heat transfer circuit includes a chiller evaporator, and the third process fluid is configured to provide supplemental cooling. A method of operating a transport climate control system of a climate controlled transport unit includes operating in HVACR and chiller mode, operating in HVACR mode, and operating in chiller mode.)

具有辅助冷却的运输气候控制系统

技术领域

本公开总体上涉及运输气候控制系统。更具体地,本公开涉及包括多个蒸发器的运输气候控制系统的容量控制。

背景技术

运输气候控制系统通常用于控制运输单元(例如,集装箱(例如平板车上的集装箱、联运集装箱等)、卡车、棚车或其他类似的运输单元)内的环境条件(例如,温度、湿度、空气质量等)。气候受控运输单元通常用于运输易腐物品,例如农产品、冷冻食品和肉制品。气候受控运输单元还用于在地点之间运输乘客。

运输气候控制系统包括气候控制电路,该气候控制电路附接到运输单元以控制特定空间(例如,货物空间、乘客空间)(通常称为“内部空间”)的一个或多个环境条件(例如,温度、湿度、大气等)。CCU可以包括但不限于具有压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器以及风机和/或鼓风机的气候控制电路,以控制气候受控运输单元内部空间内的空气与外部的环境空气之间的热交换。

发明内容

本文描述的实施例通常针对包括多个蒸发器的运输气候控制系统的容量控制。

运输单元可以具有商品或乘客的气候受控空间,该气候受控空间通过运输气候控制系统提供气候控制(例如,加热、冷却等)。运输单元或牵引运输单元的牵引车还可以包括电气组件(例如电池,逆变器等)。电气组件可能会在操作过程中产生热量,导致所述电气组件无法有效操作或损坏。例如,电池充电系统和/或动力供给电子设备在使用过程中可能产生大量热量。另外,例如,运输单元中的电池在充电和放电时会产生大量的热量,和/或静态转换器在转换功率时会产生大量的热量。热量会严重影响电池效率和/或损坏电池。运输单元或牵引运输单元的牵引车可以包括运输单元或牵引车的操作员的操作室。可能需要对操作空间进行气候控制。

所公开的实施例能够为气候受控空间提供气候控制,并为电气部件和/或辅助空间(一个或多个)提供辅助冷却。公开的实施例可以选择性地为气候受控空间、辅助冷却以及气候受控空间和辅助冷却两者提供气候控制。所公开的实施例通过控制例如穿过具有多个蒸发器的制冷电路的蒸发器工作流体和/或蒸发器工作流体压力来提供多个蒸发器之间的可调节的容量控制。

在一个实施例中,用于气候受控运输单元的运输气候控制系统包括气候受控空间。运输气候控制系统包括主传热电路和冷却器传热电路。主传热电路包括用于压缩工作流体的压缩机、冷凝器、主膨胀阀、主蒸发器、冷却器电子膨胀阀(EEV)和冷却器蒸发器。压缩机构造成压缩工作流体,而冷凝器构造成用第一过程流体冷却压缩后的工作流体。

主膨胀阀和冷却器EEV彼此平行地位于冷凝器的下游,并且构造成膨胀由冷凝器冷却的工作流体。主蒸发器和冷却器蒸发器彼此平行地位于冷凝器的下游。由主膨胀阀膨胀的工作流体流向并通过主蒸发器,并且构造成冷却主蒸发器中的第二过程流体。第二过程流体被配置为冷却气候受控空间。由冷却器膨胀阀膨胀的工作流体流进并通过冷却器蒸发器,并冷却所述冷却器蒸发器中的第三过程流体。

冷却器传热电路包括冷却器蒸发器。第三过程流体被配置为流过冷却器传热电路并在运输气候控制系统内提供辅助冷却。

在一个实施例中,主膨胀阀是恒温膨胀阀,并且传热电路包括在主蒸发器的下游和压缩机的上游的电子压力调节器。

在一个实施例中,主膨胀阀是电子膨胀阀(EEV),所述主膨胀阀是可调节的,从而控制通过主EEV的工作流体的流量。

在一个实施例中,一种操作气候控制的运输气候控制系统的方法包括,确定主传热电路的气候控制需求和确定冷却器传热电路的气候控制需求。气候控制系统包括主传热电路和冷却器传热电路。所述主传热电路包括压缩机、冷凝器、彼此平行设置在冷凝器的下游的主蒸发器和冷却器蒸发器,以及所述冷凝器下游的主膨胀阀和冷却器电子膨胀阀(EEV)。冷却器传热电路包括冷却器蒸发器。

当主传热电路和冷却器传热电路分别具有气候控制需求时,该方法包括以供暖、通风、空调和制冷(HVACR)和冷却器模式操作。以HVACR和冷却器模式操作包括将工作流体以平行流的方式引导通过主蒸发器和冷却器蒸发器。主蒸发器冷却过程流体以冷却气候受控空间。冷却器蒸发器冷却不同的过程流体,以在运输气候控制系统内提供辅助冷却。

该方法包括当仅主传热电路具有气候控制需求时以HVACR模式操作。在HVACR模式下操作包括引导工作流体通过主蒸发器和冷却器EEV,并阻止工作流体到所述冷却器蒸发器的流动。

该方法包括当仅冷却器传热电路具有气候控制需求时以冷却器模式操作。以冷却器模式操作包括引导工作流体通过冷却器蒸发器,并阻止工作流体到主蒸发器的流动。

附图说明

通过以下附图将更好地理解传热电路和操作传热电路的方法两者的描述和其他特征、方面以及优点:

图1A是气候受控货车的实施例的侧视图。

图1B是气候受控直式卡车的实施例的局部侧视图。

图1C是气候受控运输单元和牵引车的实施例的侧视透视图。

图1D是气候受控运输单元的实施例的剖视图。

图1E是运送乘客的气候受控车辆的实施例的正视透视图。

图2是运输气候控制系统的气候控制电路的实施例的示意框图。

图3是操作气候受控运输单元的运输气候控制系统的方法的实施例的流程框图。

相似的附图标记表示相似的特征。

具体实施方式

本文描述的实施例通常针对包括多个蒸发器的运输气候控制系统的容量控制。

在下面的详细描述中,参考示出了可以实践本发明的实施例的附图。对这些实施例进行了足够详细的描述,以使本领域技术人员能够实践要求保护的内容,并且应当理解,在不脱离权利要求的精神和范围的情况下,可以利用其他实施例。因此,以下详细描述和附图不应理解为限制。

不同类型的商品/货物可能需要当储存在运输单位时以特定环境条件存储。例如,易腐烂的商品可能需要存储在特定的温度范围内,以防止变质,而液态商品可能需要保持在高于其冰点的温度下。同样,具有电子组件的商品可能需要保持在湿度较低的环境条件下,以避免损坏其电子组件。在运输单元中旅行的乘客可能需要保持在具有特定环境条件的气候受控空间中,以确保他们在旅途中的舒适性。例如,包含乘客的气候受控空间应处于通常使乘客感到舒适的温度。运输气候控制系统可以将调节后的空气吹入运输单元的气候受控空间中,以将气候受控空间内的空气保持在所需环境条件。

运输单元或牵引运输单元的牵引车可以具有对温度敏感和/或在操作时产生大量热量的电子组件。例如,运输单元可以包括在放电和/或充电时产生大量热量的电池。运输单元或牵引运输单元的牵引车可以具有操作员的操作员空间用于操作运输单元和/或牵引车。

本文描述的实施例通常针对包括多个蒸发器的运输气候控制系统的容量控制。在一些实施例中,提供一种气候控制电路,其包括主传热电路和冷却器传热电路。主传热电路包括彼此平行设置的主蒸发器和冷却器蒸发器。主传热电路可以被配置为向可以存储例如商品或乘客的运输单元的气候受控空间提供气候控制。冷却器传热电路包括冷却器蒸发器,并且可配置为提供辅助气候控制,该辅助气候控制可独立于主传热电路而提供气候控制,从而为电气组件(一个或多个)(例如电池),或与气候受控空间分开的操作员空间提供气候控制。例如,气候控制电路可以有利地将冷却容量(capacity)分配给气候受控空间和辅助气候控制,通过控制蒸发器中的压力和/或通过每个蒸发器工作流体的流动将其容量仅引导至主传热电路、或者将其容量仅引导至辅助气候控制。

图1A示出了气候受控货车100的一个实施例,该气候受控货车100包括用于承载货物的气候受控空间105和用于在气候受控空间105内提供气候控制的运输气候控制系统110。运输气候控制系统110包括气候控制单元(CCU)115,该单元安装在货车100的车顶120上。除其他组件外,运输气候控制系统110,还可以包括气候控制电路(参见图2),该气候控制电路连接例如压缩机、冷凝器、蒸发器(一个或多个)和膨胀装置,以在气候受控空间105内提供气候控制。

气候受控货车100可以包括第二气候受控空间107。第二气候受控空间107可以是气候受控货车100的操作员室(例如,舱室等)。例如,第二气候受控空间107在操作(例如,驾驶等)气候受控货车100时容纳操作员。在一个实施例中,运输气候控制系统110可以被配置为还向第二气候受控空间107提供气候控制。

气候受控货车100可包括电池109,电池109是用于操作气候受控货车100和/或用于运输气候控制系统110的动力源。在一个实施例中,气候受控货车100还可以包括发动机(未示出)作为动力源。气候受控货车100可以是使用电池动力和发动机动力的组合的混合动力车辆,或者可以是不包括发动机的电动车辆。运输气候控制系统110可以是使用电池动力和发动机动力的组合的混合动力系统,或者是不包括或不依赖气候受控货车100的发动机供能(未示出)的电力系统。图1A中的电池109位于CCU 115的外部。然而,应当理解,在一个实施例中,电池109可以位于CCU 115中,并且被配置为提供用于操作运输气候控制系统110的动力。在一个实施例中,运输气候控制系统110可以被配置为向电池109提供气候控制。

将理解的是,本文描述的实施例不限于气候受控货车,而是可以应用于任何类型的运输单元(例如,卡车、集装箱(例如平板车上的集装箱、联运集装箱、海上集装箱等)、棚车、半牵引车、公共汽车或其他类似的运输单元等)。

运输气候控制系统110还包括可编程气候控制器125和一个或多个传感器(未示出),这些传感器配置为测量运输气候控制系统110的一个或多个参数(例如,货车100外部的环境温度、货车100外部的环境湿度、压缩机吸入压力、压缩机排气压力、CCU 115供应到气候受控空间105的空气的供应空气温度、从气候受控空间105返回到CCU 115的返回的空气的返回空气温度、气候受控空间105内的湿度、电池109的温度、第二气候受控空间107的温度等),并将参数数据传递给气候控制器125。气候控制器125被配置为控制包括气候控制电路的组件的运输气候控制系统110的操作。气候控制器125可以包括单个集成控制单元126,或者可以包括气候控制器元件126、127的分布式网络。给定网络中分布式控制元件的数量可以取决于本文描述的原理的特定应用。

图1B示出了气候受控直式卡车130的一个实施例,其包括用于承载货物的气候受控空间131和运输气候控制系统132。运输气候控制系统132包括CCU 133,该CCU 133安装到气候受控空间131的前壁134。除其他组件外,CCU 133还可以包括气候控制电路(参见图2),该气候控制电路连接例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置,以在气候受控空间131内提供气候控制。

气候受控直式卡车130可以包括第二气候受控空间138。第二气候受控空间138可以是气候受控直式卡车130的操作员室(例如,舱室等)。例如,第二气候受控空间138可以在操作(例如,驾驶等)气候受控直式卡车130时容纳气候受控直式卡车130的操作员。在一个实施例中,运输气候控制系统132可以被配置为向第二气候受控空间138提供气候控制。

气候受控直式卡车130可包括电池139,电池139是用于操作气候受控直式卡车130和/或用于运输气候控制系统132的动力源。在一个实施例中,气候受控直式卡车130还可以包括发动机(未示出)作为动力源。气候受控直式卡车130可以是使用电池动力和发动机动力的组合的混合动力车辆,或者可以是不包括发动机的电动车辆。运输气候控制系统132可以是使用电池动力和发动机动力的组合的混合动力系统,或者是不包括或不依赖气候受控直式卡车130的发动机(未示出)供能的电力系统。图1B中的电池139位于CCU 133的外部。然而,应当理解,在一个实施例中,电池139可以位于CCU 133中,并且被配置为向运输气候控制系统132提供动力。在一个实施例中,运输气候控制系统132可以被配置为向电池139提供气候控制。

运输气候控制系统132还包括可编程气候控制器135和一个或多个传感器(未示出),这些传感器配置为测量运输气候控制系统132的一个或多个参数(例如,卡车130外部的环境温度、卡车130外部的环境湿度、压缩机吸入压力、压缩机排气压力、CCU 133供应到气候受控空间131的空气的供应空气温度、从气候受控空间131返回到CCU 133的返回的空气的返回空气温度、气候受控空间131内的湿度、电池139的温度、第二气候受控空间138的温度等),并将参数数据传递给气候控制器135。气候控制器135被配置为控制包括气候控制电路的组件的运输气候控制系统132的操作。气候控制器135可以包括单个集成控制单元136,或者可以包括气候控制器元件136、137的分布式网络。给定网络中分布式控制元件的数量可以取决于本文描述的原理的特定应用。

图1C示出了附接到牵引车142的气候受控运输单元140的一个实施例。气候受控运输单元140包括用于运输单元150的运输气候控制系统145。牵引车142附接到运输单元150并被配置为牵引运输单元150。图1C所示的运输单元150是拖车。

运输气候控制系统145包括CCU 152,其在运输单元150的气候受控空间154内提供环境控制(例如,温度、湿度、空气质量等)。CCU 152设置在运输单元150的前壁157上。在其他实施例中,将理解的是,CCU 152可以设置在例如运输单元150的车顶或另一壁上。CCU152包括气候控制电路(参见图2),该气候控制电路连接例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置,以在气候受控空间154中提供调节后的空气。

牵引车142可以包括第二气候受控空间144。第二气候受控空间144可以是牵引车142的操作员室(例如,舱室等)。例如,第二气候受控空间144可以在操作(例如,驾驶等)牵引车142时容纳牵引车142的操作员。在一个实施例中,运输气候控制系统145可以被配置为向第二气候受控空间144提供气候控制。

牵引车142可包括电池139,电池139是用于操作牵引车142和/或用于运输气候控制系统145的动力源。在一个实施例中,牵引车142还可以包括发动机(未示出)作为动力源。牵引车142可以是使用电池动力和发动机动力的组合的混合动力车辆,或者可以是不包括发动机的电动车辆。

气候受控运输单元140可包括电池153,电池153是用于运输气候控制系统145的动力源。运输气候控制系统145可以是使用电池动力和发动机动力的组合的混合动力系统,或者是不包括或不依赖气候受控运输单元140或牵引车142的发动机(未示出)供能的电力系统。图1C中的电池153位于CCU 152内。然而,应当理解,在一个实施例中,电池153可以位于CCU 152的外部。在这样的实施例中,电池153可以例如附接到气候受控运输单元150的底侧。在一个实施例中,运输气候控制系统145可以被配置为向电池146和/或电池153提供气候控制。

运输气候控制系统145还包括可编程气候控制器156和一个或多个传感器(未示出),这些传感器配置为测量运输气候控制系统145的一个或多个参数(例如,运输单元150外部的环境温度、运输单元150外部的环境湿度、压缩机吸入压力、压缩机排气压力、CCU152供应到气候受控空间154的空气的供应空气温度、从气候受控空间154返回到CCU 152的返回的空气的返回空气温度、气候受控空间154内的湿度、电池146的温度、电池153的温度、第二气候受控空间144的温度等),并将参数数据传递给气候控制器156。气候控制器156被配置为控制包括气候控制电路的组件的运输气候控制系统145的操作。气候控制器156可以包括单个集成控制单元158,或者可以包括气候控制器元件158、159的分布式网络。给定网络中分布式控制元件的数量可以取决于本文描述的原理的特定应用。

图1D示出了气候受控运输单元160的另一实施例。气候受控运输单元160包括用于运输单元164的多区域运输气候控制系统(MTCS)162,该运输单元164可以例如由牵引车(例如,图1C中的牵引车142)牵引。将理解的是,本文描述的实施例不限于牵引车和拖车单元,而是可以应用于任何类型的运输单元(例如,卡车、集装箱(例如平板车上的集装箱、联运集装箱、海上集装箱等)、棚车、半牵引车、公共汽车或其他类似的运输单元等)。

MTCS 162包括CCU 166和多个远程单元168,其在运输单元164的气候受控空间170内提供环境控制(例如温度、湿度、空气质量等)。气候受控空间170可以分为多个区域172。术语“区域”是指由壁174隔开的气候受控空间170的一部分分区。CCU 166可以用作主机单元,并在气候受控空间170的第一区域172a内提供气候控制。远程单元168a可以在气候受控空间170的第二区域172b内提供气候控制。远程单元168b可以在气候受控空间170的第三区域172c内提供气候控制。因此,MTCS 162可用于分别和独立地控制气候受控空间170的多个区域172中的每个区域内的(一个或多个)环境条件。

CCU 166设置在运输单元160的前壁167上。在其他实施例中,将理解的是,CCU 166可以设置在例如运输单元160的车顶或另一壁上。CCU 166包括气候控制电路(参见图2),该气候控制电路连接例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置,以在气候受控空间170中提供调节后的空气。远程单元168a设置在第二区域172b内的天花板179上,并且远程单元168b设置在第三区域172c内的天花板179上。每个远程单元168a、168b包括蒸发器(未示出),该蒸发器连接到设置在CCU 166中的其余的气候控制电路。

气候受控运输单元160可包括电池165,电池165是MTCS162的动力源。在一个实施例中,CCU 166还可以包括发动机(未示出)作为动力源。MTCS162可以是使用电池动力和发动机动力的组合的混合动力系统,或者是不包括或不依赖气候受控运输单元162或牵引车的发动机(未示出)供能的电系统。图1D中的电池165是MTCS 162的一部分。然而,应当理解,在一个实施例中,电池165可以位于MTCS 162的外部。在这样的实施例中,电池165可以例如附接到气候受控运输单元160的底侧。在一个实施例中,MTCS 162可以被配置为向电池162、牵引气候受控单元160的牵引车中的第二气候受控空间(例如,第二气候受控空间144)、和/或牵引车的电池(例如电池146)等提供气候控制。

MTCS 162还包括可编程气候控制器180和一个或多个传感器(未示出),这些传感器被配置为测量MTCS 162的一个或多个参数(例如,运输单元164外部的环境温度、运输单元164外部的环境湿度、压缩机吸入压力、压缩机排气压力、CCU 166和远程单元168供应到每个区域172的空气的供应空气温度、从每个区域172分别返回到CCU 166或远程单元168a或168b的返回的空气的返回空气温度、每个区域118内的湿度、电池146的温度、牵引车电池的温度、牵引车内的第二气候受控空间的温度等),并将参数数据传递给气候控制器180。气候控制器180被配置为控制包括气候控制电路的组件的MTCS 162的操作。气候控制器180可以包括单个集成控制单元181,或者可以包括气候控制器元件181、182的分布式网络。给定网络中分布式控制元件的数量可以取决于本文描述的原理的特定应用。

图1E是根据一个实施例的包括运输气候控制系统187的车辆185的透视图。车辆185是可以将乘客(一个或多个)(未示出)载送到一个或多个目的地的公交车。在其他实施例中,车辆185可以是校车、铁路车辆、地铁或载有乘客的其他商用车辆。车辆185包括被支撑的可容纳多个乘客的气候受控空间(例如,乘客室)189。车辆185包括位于车辆185的一侧上的门190。在图1E所示的实施例中,第一门190位于车辆185的前端附近,第二门190位于朝向车辆185的后端。每个门190可在打开位置和关闭位置之间移动,以选择性地允许进入气候受控空间189。运输气候控制系统187包括附接到车辆185的车顶194的CCU 192。

CCU 170包括气候控制电路(参见图2),该气候控制电路连接例如压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置,以在气候受控空间189中提供调节后的空气。

车辆185可包括电池198,电池198是用于操作车辆185和/或用于运输气候控制系统187的动力源。在一个实施例中,车辆185还可以包括发动机(未示出)作为动力源。车辆185可以是使用电池动力和发动机动力的组合的混合动力车辆,或者可以是不包括发动机的电动车辆。运输气候控制系统187可以是使用电池动力和发动机动力的组合的混合动力系统,或者是不包括或不依赖车辆185的发动机供能(未示出)的电力系统。图1E中的电池198位于CCU 192的外部。然而,应当理解,在一个实施例中,电池198可以位于CCU 192中,并且被配置为向运输气候控制系统187提供动力。在一个实施例中,运输气候控制系统187可以被配置为向电池198提供气候控制。

运输气候控制系统187还包括可编程气候控制器195和一个或多个传感器(未示出),这些传感器被配置为测量运输气候控制系统187的一个或多个参数(例如,车辆185外部的环境温度、气候受控空间189内的空间温度、车辆185外部的环境湿度、气候受控空间189内的空间湿度、电池198的温度等),并将参数数据传递给气候控制器195。气候控制器195被配置为控制包括气候控制电路的组件的运输气候控制系统187的操作。气候控制器195可以包括单个集成控制单元196,或者可以包括气候控制器元件196、197的分布式网络。给定网络中分布式控制元件的数量可以取决于本文描述的原理的特定应用。

图2是气候控制电路200的实施例的示意图。在一个实施例中,气候控制电路200用于控制运输单元的气候受控空间中的环境条件(例如,温度、湿度、空气质量等)。例如,气候控制电路200可以用于运输气候控制系统(例如,运输气候控制系统110、运输气候控制系统132、运输气候控制系统145、多区域运输气候控制系统162、运输气候控制系统187等)。

气候控制电路200包括主传热电路202和冷却器传热电路204。主传热电路202包括压缩机210、冷凝器220、主膨胀阀230、主蒸发器240、冷却器电子膨胀阀(EEV)250、冷却器蒸发器260和可编程气候控制器290。实施例中的主传热电路202还可包括可选的电磁阀270和/或可选的电子压力调节器(EPR)阀280。在一个实施例中,主传热电路202可以被修改为包括附加组件,诸如例如节能器热交换器、一个或多个附加阀、传感器(一个或多个)(例如流量传感器、温度传感器)、储液罐、干燥过滤器等。

主传热回路202的组件流体连接。为了清楚起见,在图2中提供了点虚线以指示流体流过各种组件(例如,冷凝器220、主蒸发器240、冷却器蒸发器260),并且应理解为未在每个组件内指定特定路径。提供短划线虚线以说明可选的组件。附图中提供了点划线,以说明不同组件之间的电子通信。例如,当气候控制器290被配置为控制压缩机210时,点划线从气候控制器290延伸到压缩机210。

在一个实施例中,气候控制器290包括用于存储信息的存储器(未示出)和处理器(未示出)。在一个实施例中,气候控制器290是运输气候控制系统的气候控制器(例如,气候控制器125、气候控制器135、气候控制器156、气候控制器195等)。气候控制器290在图1中被示为单个集成控制单元。然而,应当理解,在一个实施例中,气候控制器290可以是单个集成控制单元或气候控制器元件的分布式网络(例如,气候控制器元件126、127的分布式网络,气候控制器元件136、137的分布式网络、气候控制器元件158、159的分布式网络、气候控制器元件196、197的分布式网络等)。

工作流体(例如,制冷剂、制冷剂混合物等)流过主传热电路202。压缩机210包括吸入口212和排出口214。处于低压气态或大部分气态的工作流体被吸入压缩机210的吸入口212。工作流体在流过压缩机210时被压缩。压缩的工作流体从压缩机210的排出口214排出,并流到冷凝器220。在一个实施例中,压缩机210可以是单速压缩机。在一个实施例中,压缩机210可以是多速压缩机。在这样的实施例中,压缩机210可以是例如发动机驱动的多速压缩机。

与工作流体分开的第一过程流体PF1流过冷凝器220。冷凝器220是热交换器,其允许工作流体和第一过程流体PF1各自流经冷凝器220时,无需进行物理混合即可处于热传递关系。当工作流体流过冷凝器220时,第一过程流体PF1从工作流体吸收热量并冷却工作流体。在一个实施例中,第一过程流体PF1可以是空气、水和/或乙二醇等,其适合于从工作流体和气候控制电路200吸收和传递热量。例如,第一过程流体PF1可以是从外部大气(例如,从气候受控运输单元的外部)循环的环境空气、待被加热为热水的水、或用于从气候控制电路200传递热量的任何合适的流体。在一个实施例中,第一过程流体PF1是来自外部大气的环境空气或是将热量从外部大气传递至环境空气的中间流体。工作流体被冷凝器220冷却,并且在其穿过冷凝器220时变为液体或大部分为液体。

工作流体从冷凝器220流到主膨胀阀230和冷却器EEV 250。主膨胀阀230和冷却器EEV 250彼此平行地位于冷凝器220的下游。主膨胀阀230在冷凝器220的下游并且在主蒸发器240的上游。通过主膨胀阀230将工作流体供应到主蒸发器240。冷却器EEV 250在冷凝器220的下游和冷却器蒸发器260的上游。通过冷却器EEV 250将工作流体供应到冷却器蒸发器260。

如图2所示,主蒸发器240和冷却器蒸发器260彼此平行地位于冷凝器220的下游。当气候控制电路200同时利用主蒸发器240和冷却器蒸发器260时,穿过冷凝器220的工作流体分成多个平行流WF1、WF2。下面更详细地描述气候控制电路200的操作。从冷凝器220排出的第一工作流体流(“第一工作流体流”WF1)行进通过主膨胀阀230和主蒸发器240。从冷凝器220排出的第二工作流体流(“第二工作流体流”WF2)行进通过冷却器EEV 250和冷却器蒸发器260。

在一个实施例中,主传热电路202可以包括一个或多个附加的蒸发器(未示出),用于冷却气候受控空间(例如,远程单元168(一个或多个)的蒸发器(一个或多个)等)。在这样的实施例中,附加的蒸发器(一个或多个)可以与主蒸发器240和冷却器蒸发器平行。附加蒸发器(一个或多个)可包括类似于主蒸发器240的膨胀阀(一个或多个)、压力调节阀(一个或多个)和/或流量控制阀(一个或多个)。

主膨胀阀230和冷却器EEV 250各自允许工作流体在流过相应阀时膨胀。该膨胀导致工作流体温度显着降低。然后,由主膨胀阀230和冷却器EEV 250膨胀的较低温度的气/液工作流体流至主蒸发器240和冷却器蒸发器260。

第一工作流体流WF1中的工作流体被主膨胀阀230膨胀,并从主膨胀阀230流到主蒸发器240。较低温度的气/液工作流体从主膨胀阀230流向并通过主蒸发器240。第二过程流体PF2也与工作流体分开地流过主蒸发器240。主蒸发器240是热交换器,其允许工作流体和第二过程流体PF2各自流经主蒸发器250时,无需进行物理混合即可处于热传递关系。当工作流体和第二过程流体PF2流经主蒸发器250时,工作流体从第二过程流体PF2吸收热量,冷却第二过程流体PF2。第二过程流体PF2以比进入主蒸发器250更低的温度离开主蒸发器250。当工作流体离开主蒸发器250时,其为气态或大部分为气态。在图2中,工作流体和第二过程流体PF2以逆流的方式流过主蒸发器250。但是,应当理解,在其他实施例中,工作流体和第二过程流体PF2可以以平行流的方式流经主蒸发器250。

第二过程流体PF2被配置为冷却气候受控空间(例如,气候受控空间105、气候受控空间131、气候受控空间154、气候受控空间170、气候受控空间189)。第二过程流体PF2可以被配置为直接或间接冷却气候受控空间。在一个实施例中,第二过程流体PF2是空气,并且冷却的第二过程流体PF2被通风到气候受控空间。在一个实施例中,第二过程流体PF2是中间流体(例如水、水/乙二醇混合物、传热流体等),并且运输气候控制系统利用冷却的第二过程流体PF2来冷却通风到气候受控空间的空气或者将冷却的第二过程流体PF2循环通过气候受控空间从而在气候受控空间内提供冷却。

第二工作流体流WF2中的工作流体被冷却器EEV 250膨胀,并从冷却器EEV 250流入并流过冷却器蒸发器260。第三过程流体PF3也与工作流体分开地流过冷却器蒸发器260。冷却器蒸发器260是热交换器,其允许工作流体和第三过程流体PF3各自流经冷却器蒸发器260时,无需进行物理混合即可处于热传递关系。当工作流体和第三过程流体PF3流经冷却器蒸发器260时,工作流体从第三过程流体PF3吸收热量,冷却第三过程流体PF3。第三过程流体PF3以比进入冷却器蒸发器260更低的温度离开冷却器蒸发器260。当工作流体离开冷却器蒸发器260时,其为气态或大部分为气态。在图2中,工作流体和第三过程流体PF3以逆流的方式流过冷却器蒸发器260。但是,应当理解,在其他实施例中,工作流体和第三过程流体PF3可以以平行流的方式流经冷却器蒸发器260。

离开主蒸发器240的工作流体从主蒸发器240流到压缩机210的吸入口212。离开冷却器蒸发器260的工作流体从冷却器蒸发器260流到压缩机210的吸入口212。第一工作流体流WF1和第二工作流体流WF2在压缩机210的上游汇聚。从主蒸发器240流出的工作流体与从冷却器蒸发器260流出的工作流体混合并流入压缩机210的吸入口212。

在一个实施例中,主膨胀阀230是恒温膨胀(TX)阀,并且主传热电路202包括电磁阀270和EPR阀280。在一个实施例中,压缩机210也可以是变速压缩机。TX阀构造成调节进入主蒸发器240的工作流体的流量f1,使得从主蒸发器240排出的工作流体的过热保持在恒定或约为恒定。电磁阀270可以关闭以停止工作流体通过主TX阀230和主蒸发器240的流量。EPR阀280被配置为调节穿过EPR阀280的工作流体的压力。EPR阀280构造成仅允许具有至少特定压力的工作流体穿过。下面更详细地讨论气候控制电路200的实施例中的变速压缩机210、电磁阀270和EPR阀280的操作。

在一个实施例中,主膨胀阀230是主电子膨胀阀(EEV)。在这样的实施例中,气候控制电路200包括主EEV 230和冷却器EEV 250。在这样的实施例中,气候控制电路200可以不包括可选的电磁阀270和/或可选的EPR阀280。下面更详细地讨论气候控制电路200的实施例中的主EEV 230和冷却器EEV 250的操作。

冷却器传热电路204包括冷却器蒸发器260。在一个实施例中,第三过程流体PF3被配置为在运输气候控制系统内提供辅助冷却。在一个实施例中,辅助冷却用于冷却与由第二过程流体PF2调节的气候受控空间不同的组件和/或气候受控空间。在一个实施例中,冷却器传热电路204被配置为向运输单元中的电子组件206或牵引运输单元的牵引车提供气候控制(例如,冷却、加热等)。在一个实施例中,由第三过程流体PF3提供的辅助冷却用于至少冷却电子组件206。在一个实施例中,第三过程流体PF3冷却沿着电子组件206流动并对其进行冷却的中间流体(例如,空气、水、水/乙二醇混合物、传热流体等)。

在一个实施例中,电子组件206是电池(例如,电池109、电池139、电池146、电池153、电池165、电池198等)。在一个实施例中,电池可以是单个单元的形式。但是,应当理解,实施例中的电池可以是多个电池组的形式。在一个实施例中,第三过程流体PF3流过电池和/或沿着电池的散热器流动。在一个实施例中,电子组件206是电子充电系统的组件,电子充电系统对运输单元/或牵引运输单元的牵引车中的至少一个电池(例如,电池109、电池139、电池146、电池153、电池165、电池198等)充电。在一个实施例中,电子组件206是运输单元中的动力供给组件(例如,静态转换器等)。

在一个实施例中,冷却器传热电路204可以被修改为包括附加组件,诸如例如附加的热交换器、一个或多个附加阀、传感器(一个或多个)(例如流量传感器、温度传感器)、储液罐等。冷却器传热回路204的组件流体连接。

在一个实施例中,冷却器传热电路204可以包括加热器热交换器(未示出),该加热器热交换器与冷却器蒸发器260平行地定位。需要加热器热交换器构造成加热电子部件206时,利用第四过程流体(未示出)来加热第三过程流体PF3。需要冷却器热交换电路204构造成当冷却电子部件206时,有第三过程流体PF3绕过加热器热交换器。在热泵模式下,来自电子组件206的热量可以传递到第四过程流体(未示出),并且第四过程流体可以用于加热第二过程流体PF2和/或气候受控空间。

在一个实施例中,运输气候控制系统基于主传热电路202的气候控制需求和冷却器传热电路204的气候控制需求操作。运输气候控制系统具有多种模式。在一个实施例中,运输气候控制系统基于主传热电路202和冷却器传热电路204的气候控制需求以模式之一操作气候控制电路200。在这样的实施例中,气候控制器290可以配置和/或操作主传热电路202的组件,使得气候控制电路200根据适当的模式操作。

在一个实施例中,气候控制需求是基于运输单元或牵引运输单元的牵引车的一个或多个参数。在一个实施例中,气候控制需求可以基于例如但不限于工作流体、第二过程流体PF2、第三过程流体PF3、气候受控空间和/或电子组件206中的一个或多个参数。在一个实施例中,气候控制电路200可以包括例如但不限于,用于检测电子组件206的温度T1的温度传感器292A、用于检测第三过程流体PF3出口温度T2的冷却器出口传感器292B、用于检测进入压缩机210的工作流体的吸入温度T3的吸入温度传感器292C、用于检测进入压缩机210的工作流体的吸入口压力P1的吸入压力传感器292D、用于检测第二过程流体PF2的出口温度T4的蒸发器出口温度传感器292E、用于检测来自冷却器蒸发器260的工作流体的出口压力P2的冷却器吸入压力传感器292F、和/或用于检测来自冷却器蒸发器260的工作流体的出口温度T5的冷却器吸入温度传感器292G的一个或多个。在一个实施例中,气候控制器290可以利用传感器292A、292B、292C、292D、292E、292F、292G中的一个或多个来操作气候控制电路300。为了清楚起见,在图2中省略了气候控制器290与传感器292A、292B、292C、292D、292E、292F、292G之间的连接(例如,点划线)。

在一个实施例中,当冷却器传热电路204要气候控制其一个或多个组件时,发生冷却器传热电路204的气候控制需求。在一个实施例中,当冷却器传热电路204要向电子组件206提供冷却时,冷却器传热电路204具有气候控制需求。在一个实施例中,冷却器传热电路204具有对电子组件的冷却需求。例如,当电子组件206的温度T1超过预定限值时,可能发生冷却需求。在一个实施例中,电子组件206基于电子组件206的效率或保护电子组件206免受热损害。

在一个实施例中,主传热电路204的气候控制需求是对气候受控空间的气候控制需求。在一个实施例中,当主传热电路204要向气候受控空间提供气候控制时,发生气候控制需求。在一个实施例中,气候控制需求可以是对气候受控空间的冷却需求。例如,当气候受控空间的温度与设定点温度之间的差超过预定量时,可能发生对气候受控空间的制冷需求。

HVACR和冷却器模式:

在一个实施例中,当主传热电路202和冷却器传热电路204都具有各自的气候控制需求时,运输气候控制系统可被配置为以HVACR和冷却器模式操作气候控制电路200。在HVACR和冷却器模式下,主蒸发器240冷却第二过程流体PF2,而冷却器蒸发器260冷却第三过程流体PF3

在一个实施例中,主膨胀阀230是恒温膨胀(TX)阀,压缩机210是变速压缩机,并且主传热电路202包括电磁阀270和EPR阀280。在HVACR和冷却器模式下,冷却器EEV 250,电磁阀270和EPR阀280至少部分地打开。

电子膨胀阀(EEV)具有可调节的开口,使得可以调节EEV以设置通过EEV的流量。EEV阀的“位置”是指EEV阀打开或关闭的程度。例如,气候控制器290可以被构造成定位冷却器EEV 250,以控制从冷却器EEV 250到冷却器蒸发器260的工作流体的流量f1

在一个实施例中,变速压缩机210的速度基于气候受控空间的当前温度与温度设定点T1之间的温度差。在一个实施例中,运输气候控制系统的控制器290基于所述温度差来控制变速压缩机210具有速度,并且基于来自冷却器蒸发器260的第三过程流体PF3的出口温度T2将冷却器EEV 250定位为具有流量f1。通常,增加通过冷却器蒸发器260的工作流体的流量f1增加了从第三过程流体PF3吸收的热量,并降低了来自冷却器蒸发器260的第三过程流体PF3的出口温度T2。在HVACR和冷却器模式下,冷却器EEV 250被定位成使得第三过程流体PF3的出口温度T2处于或低于预定设定点。

在一个实施例中,预定设定点可以小于80°F。在一个实施例中,预定设定点可以等于或约为70°F或小于70°F。在一个实施例中,预定设定点可以等于或约为65°F或小于65°F。在一个实施例中,冷却器传热电路204可以被配置为向一个或多个电池提供足够的气候控制,以保持在等于或大约60-70°F的温度范围内。

在一个实施例中,EEV 250的定位还可以基于从冷却器蒸发器260排出的工作流体的过热。“过热”是气体的当前温度与气体开始冷凝的温度之间的差。在一个实施例中,运输气候控制系统和/或气候控制器290可以基于从冷却器蒸发器260排出的工作流体的过热来调节EEV 250的位置。

在一个实施例中,EPR阀280具有压力设定,该压力设定限定EPR阀280下游的工作流体的压力。EPR阀280被配置为调节通过其中的工作流体的量,以控制EPR阀280下游的压力以实现期望的压力设定。EPR 280可调节的,可以更改其压力设定。例如,气候控制器290可以被配置为调节EPR阀280的位置,使得下游的工作流体的压力增加或减少以实现期望的压力设定。

EPR阀280的压力设定的增加导致主蒸发器240在较高压力下操作。这导致大量的工作流体流入冷却器EEV 250和冷却器蒸发器260。例如,EPR阀280的关闭导致来自冷凝器220更多百分比的工作流体流入第二工作流体流WF2。EPR阀280的关闭降低了冷却器蒸发器260中的操作压力,降低了冷却器蒸发器260中的工作流体的饱和温度,并且导致来自冷却器蒸发器260的第三过程流体PF3的出口温度T2更低。在一个实施例中,EPR阀280的关闭将气候控制容量从主蒸发器240转移到冷却器蒸发器260(例如,降低主传热电路的冷却容量,同时增加冷却器蒸发器260的冷却容量)。EPR阀280可以在不显着增加进入压缩机210的工作流体的过热的情况下转移气候控制容量。EPR阀280可用于转移气候控制容量,同时还防止进入压缩机210的工作流体的过热超过期望量。在一个实施例中,即使当主传热电路202正在提供大的气候控制(例如,主蒸发器240正在提供较大的气候控制)、需要更冷的第三过程流体PF3、和/或压缩机210低速操作,EPR阀280也有利地控制在冷却器蒸发260处的工作流体的饱和温度,以满足冷却器传热电路204的气候控制需求。

可通过部分关闭EPR阀280来增加EPR阀280的压力设定。在HVACR和冷却器模式下,当EPR阀280达到或接近预设限值时,变速压缩机210的速度增加并且EPR阀280的调节减少。在一个实施例中,预设调节限值是在HVACR和冷却器模式下EPR阀280可以关闭的量的极限。在一个实施例中,EPR阀280在变速压缩机210的速度增加之后减小。在一个实施例中,在变速压缩机210的速度增加之后,并且如果第二过程流体PF2的出口温度T4处于或低于预定设定点,则EPR阀280被重置(例如,完全打开、设置为其原始压力设定等)。在一个实施例中,压缩机210可以是单速压缩机,并且EPR阀280可以用于改变主蒸发器240的气候控制容量。

在一个实施例中,主膨胀阀230是主电子膨胀阀(EEV)。在一个实施例中,气候控制电路200包括主EEV 230和冷却器EEV 250。在HVACR和冷却器模式下,主EEV 230控制第一工作流体流WF1中的工作流体向主蒸发器240的流动,而冷却器EEV 230控制第二工作流体流WF2中工作流体到冷却器蒸发器260的流动。两个EEV 230、250相对于彼此平行地位于冷凝器220的下游。

电子膨胀阀(EEV)可调节,以设定通过EEV的工作流体的流量。例如,气候控制器290可以被配置为操作/调节主EEV 230以改变去往并通过主蒸发器240的工作流体的流量f2,以及操作/调节冷却器EEV 250以改变去往并通过冷却器蒸发器260的工作流体的流量f1

在一个实施例中,电子组件206快速产生大量的热量。例如,实施例中的电子组件206可以是当对电子组件(一个或多个)和/或供电组件(一个或多个)充电、放电时快速产生大量热量的电池。此外,实施例中电子组件206在使用时可以具有显着的温度敏感性。

主EEV 230和冷却器EEV 250每个都可调节为完全关闭、完全打开,并且在完全打开和完全关闭之间具有多个位置(即,阶梯)。在一个实施例中,处于HVACR和冷却器模式的主EEV 230至少部分地关闭。主EEV 230的关闭将工作流体重定向至冷却器蒸发器260,并增加了通过冷却器蒸发器260的工作流体的流量。这将气候控制容量从主蒸发器240转移到冷却器蒸发器260。主EEV 230的关闭使主蒸发器240丧失工作流体。

主EEV 230和冷却器EEV 250可独立调节。在一个实施例中,可以配置运输气候控制系统和/或控制器290,以便一起尝试对主EEV 230的调节和对冷却器EEV 250的调节。在一个实施例中,主EEV 230和冷却器EEV 250可以被配置为被调制成使得主蒸发器240和冷却器蒸发器260之间平稳地发生容量传递。

在一个实施例中,主EEV 230和冷却器EEV 250可被配置为使得EEV 230和冷却器EEV 250的调制被连系在一起,使得依赖于主蒸发器240和冷却器蒸发器260之间的当前容量分布,主蒸发器240和冷却器蒸发器260之间更快发生容量传递。在一个实施例中,运输气候控制系统和/或控制器290可以控制EEV 230和冷却器EEV 250的控制调制,从而限制容量转移。例如,这可以有利地帮助防止对冷凝器220操作产生负面影响的流量变化。

在一个实施例中,气候控制电路200被配置为部分地允许气候控制容量在主蒸发器240和冷却器蒸发器260之间的快速转移。在一个实施例中,这对于快速产生大量热量和/或需要快速冷却的电气组件可能是有益的。在一个实施例中,这在从电池(一个或多个)需要高能量和/或在电池(一个或多个)的高功率充电期间是有益的。

HVACR模式:

在一个实施例中,当主传热电路202具有气候控制需求并且冷却器传热电路204不具有气候控制需求时,气候控制电路200可以在HVACR模式下操作。在HVACR模式下,主蒸发器240对第二过程流体PF2提供冷却,同时冷却器蒸发器260对第三过程流体PF3不提供冷却。

在HVACR模式中,阻止流过冷却器蒸发器260。在一个实施例中,关闭冷却器EEV250。关闭的冷却器EEV 250阻止工作流体穿过冷却器EEV 250和冷却器蒸发器260。在一个实施例中,第二工作流体流WF2可以包括在蒸发器冷却器260上游的电磁阀255。关闭电磁阀255,并阻止工作流体流向并穿过冷却器蒸发器260。

在一个实施例中,主膨胀阀230是恒温膨胀(TX)阀,压缩机210是变速压缩机,并且主传热电路202包括电磁阀270和EPR阀280,如上文所述。在一个实施例中,在HVACR模式下至少部分地打开EPR阀280和电磁阀270。

在HVACR模式下,从冷凝器220排出的工作流体通过电磁阀270和TX阀230流到主蒸发器240,并通过主蒸发器和EPR阀280流到变速压缩机210的吸入口212。在HVACR模式中,变速压缩机210的速度是基于对气候受控空间的气候控制需求。在一个实施例中,变速压缩机210的速度是基于气候受控空间的温度和/或第二过程流体PF2的出口温度T4

在一个实施例中,主膨胀阀230是主电子膨胀阀(EEV),如上文所述。在HVACR模式下,可以基于气候受控空间的气候控制需求来调节主EEV 230的位置。在一个实施例中,基于在HVACR模式下的气候控制需求中的气候控制需求来控制压缩机210的速度。在一个实施例中,通过主EEV 230的工作流体的流量f2是基于气候受控空间的温度和/或第二过程流体PF2的出口温度T4。在一个实施例中,控制器290可以被配置为控制和/或调节主EEV 230的位置,使得进入压缩机210的工作流体的过热不超过期望量。

冷却器模式:

在一个实施例中,当冷却器传热电路204具有气候控制需求并且主传热电路202不具有气候控制需求时,传热电路202可以在冷却器模式下操作。在冷却器模式下,冷却器蒸发器240对第二过程流体PF3提供冷却,同时主蒸发器240对第三过程流体PF2不提供冷却。

在一个实施例中,主膨胀阀230是恒温膨胀(TX)阀,压缩机210是变速压缩机,并且主传热电路202包括电磁阀270和EPR阀280,所上文所述。在一个实施例中,在冷却器模式下,电磁阀270关闭并且冷却器EEV 250至少部分地打开。

关闭的电磁阀270阻止工作流体流过主蒸发器240。在冷却器模式下,从冷凝器220排出的工作流体通过冷却器EEV 250流至并流过冷却器蒸发器260。在冷却器模式中,变速压缩机210的速度和冷却器EEV 250的位置基于对冷却器传热电路204的气候控制需求。在一个实施例中,变速压缩机210的速度和冷却器EEV 250的位置基于电子组件206的温度T1和/或第三过程流体PF3的出口温度T2。在一个实施例中,处于冷却器模式的运输气候控制系统和/或气候控制器290被配置为以实现第三过程流体PF3的期望出口温度T2的最低速度来操作变速压缩机210。

在一个实施例中,主膨胀阀230是主电子膨胀阀(EEV),如上文所述。在冷却器模式下,主EEV 230关闭,并阻止工作流体流进并流经主蒸发器240。

图3是操作气候受控运输单元(例如,气候受控货车100、气候受控直式卡车130、气候受控运输单元140、气候受控运输单元160、车辆185)的运输气候控制系统(例如,运输气候控制系统110、运输气候控制系统132、运输气候控制系统145、MTCS 162、运输气候控制系统187))的方法300的实施例的流程框图。运输气候控制系统包括气候控制电路(例如,气候控制电路200),该气候控制电路包括主传热电路(例如,主传热电路202)和冷却器传热电路(例如,冷却器传热电路204)。主传热电路为气候受控空间(例如,气候受控空间105、气候受控空间131、气候受控空间154、气候受控空间170、气候受控空间189)提供气候控制。在一个实施例中,冷却器传热电路向气候受控运输单元或牵引气候受控运输单元的牵引车的至少一个或多个电子组件(例如,电子组件206、电池109、电池139、电池146、电池153、电池165、电池198)提供气候控制。该方法开始于310。

在310处,运输气候控制系统的控制器(例如,图2所示的控制器290)检测气候受控运输工具或附接的牵引车(例如,牵引车145)的一个或多个气候控制参数。在一个实施例中,一个或多个参数可以包括例如但不限于气候受控空间的温度、电子组件的温度(例如温度T1)、第二气候受控空间的温度(例如,第二气候受控空间107、第二气候受控空间138、第二气候受控空间144)、过程流体的返回温度(例如,第二过程流体PF2的温度T6)和/或第二过程流体的返回温度(例如,第三过程流体PF3的温度T7)。然后,方法300进行到320。

在320处,控制器确定主传热电路的气候控制需求和冷却器传热电路的气候控制需求。在一些实施例中,可以基于在310处获得的气候控制参数来确定主传热电路和冷却器传热电路的气候控制需求。

在一个实施例中,冷却器传热电路的气候控制需求可以是对电子组件的冷却需求(例如,电池冷却需求等)。在这样的实施例中,当电子组件的温度超过预定限值时,冷却器传热电路可具有气候控制需求。在一个实施例中,预定限值可以是例如电子组件工作效率较低的温度或防止电子组件热损坏的温度。

在一个实施例中,主传热电路的气候控制需求可以是对气候受控空间的冷却需求。在这种实施例中,当气候受控空间的温度与设定点温度之间的差超过预定量时,可能发生对气候受控空间的冷却需求。然后,方法进行到330。

在330处,控制器确定主传热电路和冷却器传热电路是否都具有气候控制需求。如果控制器确定主传热电路和冷却器传热电路均具有气候控制需求,则方法300进行到340。如果控制器确定主传热电路和冷却器传热电路均不具有气候控制需求,则方法300进行到350。

在340处,气候控制系统以HVCR和冷却器模式操作气候控制电路。在HVACR和冷却器模式下操作气候控制电路340可以包括将来自冷凝器(例如,冷凝器220)的工作流体引导到平行流中,该平行流延伸通过彼此平行设置主传热电路的主蒸发器(例如,主蒸发器240)和冷却器蒸发器(例如,冷却器蒸发器260)。平行流可包括延伸通过主膨胀阀(例如,主膨胀阀230)和主蒸发器的第一流(例如,第一工作流体流WF1)和延伸通过冷却器电子膨胀阀(例如,EEV)(例如EEE 250冷却器)和冷却器蒸发器的第二流。

在HVACR和冷却器模式下操作340可包括在冷却器EEV处于至少部分打开的打开位置下操作冷却器EEV。在一个实施例中,冷却器EEV的打开位置可以基于冷却器传热电路的气候控制需求。

在一个实施例中,以HVACR和冷却器模式操作气候控制电路可以包括控制变速压缩机(例如,压缩机210)的速度,以及调节主传热电路中的电子压力调节器(EPR)阀(例如,EPR阀280)。EPR阀位于第一流中,并且构造成调节从主蒸发器排出的工作流体的压力(例如,压力P3)。在一个实施例中,可基于主传热电路和冷却器传热电路的气候控制需求来控制变速压缩机。在一个实施例中,可以调制EPR阀和冷却器EEV以改变由主蒸发器和冷却器蒸发器提供的气候控制。在一个实施例中,运输气候控制系统关闭EPR阀,以将气候控制电路中的气候控制容量(例如,冷却容量)从主蒸发器转移到冷却器蒸发器。气候控制电路基于来自冷却器蒸发器的过程流体的出口温度(例如,第三过程流体PF3的出口温度T2)和从冷却器蒸发器排出的工作流体的过热来操作EPR阀。然后,方法300返回到320或可选地返回310。

在350处,控制器确定主传热电路是否具有气候控制需求,而制冷机传热电路是否不具有气候控制需求。如果控制器确定主传热电路具有气候控制需求并且冷却器传热电路不具有气候控制需求,则方法300进行到360。否则,方法300进行到370。

在360处,气候控制系统以HVACR模式操作主气候控制电路。在HVACR模式下操作气候控制电路360可以包括引导来自冷凝器的工作流体通过主膨胀器和主蒸发器,以及阻止工作流体流过冷却器蒸发器。在一个实施例中,阻止工作流体流过冷却器蒸发器包括将EEV阀定位在关闭位置。在一个实施例中,阻止工作流体流过冷却器蒸发器可以包括关闭蒸发器冷却器上游和冷凝器下游的电磁阀(例如,电磁阀255)。

在一个实施例中,以HVACR模式操作气候控制电路360可以包括基于主传热电路的气候控制需求来控制主传热电路中的变速压缩机的速度。在一个实施例中,可基于气候受控空间的温度、来自主蒸发器的过程流体的出口温度(例如,第二过程流体PF2的出口温度T4)和/或过程流体到主蒸发器的返回温度(例如,第二过程流体PF2的返回温度T6)调节变速压缩机的速度。然后,方法300返回到320或可选地返回310。

在370处,控制器确定冷却器传热电路是否具有气候控制需求,而主传热电路是否不具有气候控制需求。如果控制器确定冷却器传热电路具有气候控制需求并且主传热电路不具有气候控制需求,则方法300进行到380。否则,方法300返回至320或可选地返回310。在一个实施例中,当主传热电路和冷却器传热电路均不具有气候控制需求时,该方法从370返回至310。

在380处,气候控制系统仅以冷却器模式操作主气候控制电路。在冷却器模式下操作气候控制电路380可以包括引导来自冷凝器的工作流体通过冷却器EEV和冷却器蒸发器,以及阻止工作流体流过主蒸发器。

在380中,将来自冷凝器的工作流体引导通过冷却器EEV可以包括将冷却器EEV定位在打开位置,该打开位置允许工作流体穿过冷却器EEV到达冷却器蒸发器。在一个实施例中,冷却器EEV的打开位置可以基于冷却器传热电路的气候控制需求。在一个实施例中,冷却器EEV的打开位置可以基于电子组件的温度(例如,电气组件206的温度T1)、第二过程流体到冷却器蒸发器的返回温度(例如,第三过程流体PF3的返回温度T7)和/或来自冷却器蒸发器的过程流体的出口温度(例如第三过程流体PF3的出口温度T2)中的一个或多个。

在一个实施例中,在380中阻止工作流体通过主蒸发器的流动可以包括将电磁阀(例如,电磁阀270)定位在关闭位置。电磁阀可以设置在冷凝器的下游和主蒸发器的上游。关闭的电磁阀可以阻止从冷凝器排出的工作流体流入并通过主蒸发器。

在一个实施例中,传热电路中的主膨胀阀是主电子膨胀阀(EEV)。在一个实施例中,在380中阻止工作流体流过主蒸发器包括将主EEV定位在关闭位置。闭合主EEV阻止从冷凝器排出的工作流体流入并通过主蒸发器。

应当理解,在一些实施例中,方法300中的一个或多个确定和动作可以由实施例中的运输气候控制系统的气候控制器(例如,气候控制器125、气候控制器135、气候控制器156、气候控制器195)执行。在一个实施例中,方法300可以包括和/或修改为包括如图2所示和/或以上所述的气候控制电路200的特征。

方面:

方面1-7中的任何一个都可以与方面8-14中的任何一个组合。

方面1.一种用于气候受控运输单元的运输气候控制系统,该气候受控运输单元包括气候受控空间,该运输气候控制系统包括:

主传热电路,该主传热电路包括:

压缩机,以压缩工作流体,

压缩机下游的冷凝器,以用第一过程流体冷却由压缩机压缩的工作流体,

彼此平行地位于冷凝器的下游的主膨胀阀和冷却器电子膨胀阀(EEV),以膨胀由冷凝器冷却的工作流体,

彼此平行地位于冷凝器的下游的主蒸发器和冷却器蒸发器,以加热由主膨胀阀和冷却器EEV膨胀的工作流体,其中由主膨胀阀膨胀的工作流体被配置为流经主蒸发器并冷却主蒸发器中的第二过程流体,所述主膨胀阀或位于主蒸发器的下游的电子压力调节器阀被配置为调节主蒸发器的气候控制容量,其中由冷却器EEV膨胀的工作流体被配置为流过冷却器蒸发器并冷却冷却器蒸发器中的第三过程流体,所述冷却器EEV控制工作流体到冷却器蒸发器的流动;和

冷却器传热电路,该冷却器传热电路包括:

冷却器蒸发器,所述第三过程流体被配置为流过冷却器传热电路并在运输气候控制系统内提供辅助冷却,其中

所述第二过程流体被配置为冷却气候受控空间。

方面2.根据方面1所述的运输气候控制系统,其中所述第三过程流体被配置为冷却所述气候受控运输单元的电池和附接到所述气候受控运输单元的牵引车的电池中的一个或多个。

方面3.根据方面1和2中任一项的运输气候控制系统,其中所述第三过程流体是液体。

方面4.根据方面1-3中任一项所述的运输气候控制系统,其中所述压缩机是变速压缩机。

方面5.根据方面1-4中任一项所述的运输气候控制系统,其中所述主膨胀阀为恒温膨胀阀,所述主传热电路包括:

在主蒸发器的下游和压缩机的上游的电子压力调节器阀,所述电子压力调节器被配置为控制从主蒸发器排出的工作流体的压力。

方面6.根据方面5所述的运输气候控制系统,其中所述电子压力调节器阀被配置为基于来自所述冷却器蒸发器的所述第三过程流体的出口温度来控制从所述主蒸发器排出的所述工作流体的压力。

方面7.根据方面1-6中任一项所述的运输气候控制系统,其中所述主膨胀器是控制所述工作流体到所述主蒸发器的流动的电子膨胀阀。

方面8.一种操作气候受控运输单元的运输气候控制系统的方法,运输气候控制系统包括主传热电路和冷却器传热电路,所述主传热电路包括压缩机、冷凝器、彼此平行设置在冷凝器下游的主蒸发器和冷却器蒸发器,以及所述冷凝器下游的主膨胀阀和冷却器电子膨胀阀(EEV),该方法包括:

确定主传热电路的气候控制需求和冷却器传热电路的气候控制需求;

当主传热电路具有气候控制需求且冷却器传热电路具有气候控制需求时,以HVACR和冷却器模式操作,其中以HVACR和冷却器模式操作包括将工作流体以平行流的方式引导通过主蒸发器和冷却器蒸发器,其中主蒸发器冷却被配置为冷却气候受控运输单元中的气候受控空间的第一过程流体,主膨胀阀或主蒸发器下游的电子压力调节器阀调节被配置为调节所述主蒸发器的气候容量,其中冷却器蒸发器冷却在运输气候控制系统内提供辅助冷却的第二过程流体,冷却器EEV控制进入和通过冷却器蒸发器的工作流体的流动;

当仅主传热电路具有气候控制需求时,以HVACR模式操作,其中,以HVACR模式操作包括引导工作流体通过主蒸发器,并阻止工作流体到冷却器蒸发器的流动;和

当仅冷却器传热电路具有气候控制需求时,以冷却器模式操作,其中,以冷却器模式操作包括引导工作流体通过冷却器蒸发器,并阻止工作流体通过主蒸发器的流动。

方面9:根据方面8的方法,其中以冷却器模式引导工作流体通过冷却器蒸发器包括基于冷却器传热电路的气候控制需求将冷却器EEV定位在打开位置。

方面10.根据方面8和9中任一项所述的方法,其中在HVACR和冷却器模式下,将工作流体以平行流的方式引导通过主蒸发器和冷却器蒸发器包括:

将来自冷凝器的第一部分工作流体引导通过包括所述主膨胀阀和所述主蒸发器的平行流的第一流,以及

将来自冷凝器的第二部分工作流体引导通过包括所述冷却器EEV和所述冷却器蒸发器的第二流。

方面11.根据方面8-10中任一项所述的方法,其中,

主膨胀阀是恒温膨胀阀,并且

在HVACR和冷却器模式下,将工作流体以平行流的方式引导通过主蒸发器和冷却器蒸发器包括:

引导来自冷凝器的一部分工作流体通过包括恒温膨胀阀、主蒸发器以及主蒸发器的下游和压缩机的上游的电子压力调节器阀的平行流的第一流,以及

根据来自冷却器蒸发器的第二过程流体的出口温度和来自冷却器蒸发器排出的所述工作流体的过热,控制电子压力调节器阀的位置。

方面12.根据方面8-11中任一项所述的方法,其中,

压缩机是变速压缩机,并且

在HVACR和冷却器模式下操作包括基于来自冷却器膨胀器的第二过程流体的出口温度来控制变速压缩机的速度。

方面13.根据方面12的方法,其中以HVACR和冷却器模式操作包括增加变速压缩机的速度,以避免将电子压力调节器阀定位在预设限值或预设限值之上。

方面14.根据方面8-13中任一项所述的方法,其中,

主膨胀阀是主电子膨胀阀(EEV),以及

在HVACR和冷却器模式下,将工作流体以平行流的方式引导通过主蒸发器和冷却器蒸发器包括:

基于主蒸发器的气候控制需求定位主EEV,以及

基于冷却器传热电路的气候控制需求定位冷却器EEV。

本申请中公开的实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是前面的描述表示;并且在权利要求的含义和等同范围内的所有变化都包含在其中。

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