CN101360959A - 用于控制冷藏运输装置的多个隔室中的温度的方法 - Google Patents

用于控制冷藏运输装置的多个隔室中的温度的方法 Download PDF

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Abstract

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。

Description

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。
附图说明
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简图；
图2示出了具有温度控制装置的图1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阀感温包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1)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110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1所示实施例中，隔室1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，两个比例积分微分控制回路算法对相应的电子抽吸调节阀进行调制以便保持每个相应隔室中的温度，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ΔT。正如本文所使用地，远程ΔT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ΔT同时允许优先隔室利用剩余的可用制冷剂。通过将远程ΔT设定为低于在无限制冷却情况下将会存在的ΔT，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ΔT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ΔT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，或甚至缓慢地降低温度，这取决于远程隔室中的货物类型。设定为零的远程ΔT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：ΔT为零意味着，由于当ΔT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ΔT的程序化设定值进行检查。如果该ΔT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被完全关闭，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ΔT并未设定为零，则可利用预定的ΔT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载限制于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ΔT(正如通过电子抽吸调节阀对制冷剂流进行调制而可实现地那样)来限制远程隔室制冷剂流。如果不再超出该限制，则不需要实施进一步的作用。或者，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ΔT。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(但并非使该流为零)。
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ΔT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ΔT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℃的设定点温度且远程隔室的温度被设定为0℃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℃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℃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℃且远程温度设定点为13℃。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-1℃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℃。+/-5℃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 14-00263一起使用。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590-59EJO4-103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。

Claims (21)

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ΔT被保持为最小的ΔT，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ΔT被保持为可由操作者选择的ΔT，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阀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罩在容器内，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冷剂的步骤包括借助于热膨胀阀将所述制冷剂供应给所述初级隔室汽化器和所述次级隔室汽化器的方法步骤。
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制冷剂的步骤包括借助于热膨胀阀将所述制冷剂供应给所述初级隔室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。
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