CN104684758B - 用于为运输制冷系统提供动力的系统和方法 - Google Patents

Abstract

系统和方法针对的是利用小型主动力源结合第二动力源为运输制冷系统（TRS）提供动力。该系统和方法使该小型主动力源能够用于这样的TRS：该TRS需要大于该小型主动力源的最大阈值功率的动力，才能在全制冷量下运行。该第二动力补充小型主动力以使TRS在全制冷量下运行。可选择地，第三动力源可补充该小型主动力源，或者补充小型主动力源和第二动力源，以使TRS运行。

Description

用于为运输制冷系统提供动力的系统和方法

技术领域

本文中公开的实施例通常涉及运输制冷系统（“TRS”）。更具体地，本文中公开的实施例涉及为TRS提供动力。

背景技术

现有的运输制冷系统用于冷却集装箱、拖车和其他类似的运输单元（通常称为“制冷运输单元”）。现代化的制冷运输单元可以有效地堆放，以便通过船或铁路装运。通常，当制冷运输单元通过拖车装运时，单个制冷运输单元放置在拖车底盘上。当集装箱内的货物包括易腐产品（例如食品、花卉等）时，必须控制该制冷运输单元的温度，以限制货物在运输过程中的损失。

对于在等于或大于25马力（HP）下运行的发动机的发动机排放有很多严格的政府法规。满足这些法规的发动机可能太大，而无法安装于TRS。在等于或小于25HP下运行的发动机具有较少的限制性规定，且可以安装于TRS。然而，在一些情况下，TRS可能需要大于25HP的动力才能正常运行。

发明内容

本文中描述的实施例涉及使用小型主动力源结合第二动力源为TRS提供动力。

本文中描述的系统和方法使该小型主动力源用于TRS，其中该TRS需要大于该小型主动力源的最大阈值功率的动力，才能在全制冷量下运行。在一些实施例中，该小型主动力源是例如25HP发动机。

在一个实施例中，TRS配置为包括小型主动力源和第二动力源。该小型主动力源配置为产生的最大阈值功率小于足以使TRS在全制冷量下运行的功率量。该第二动力源配置为产生的最大阈值功率小于足以使TRS在全制冷量下运行的功率量。该小型主动力源和第二动力源配置为彼此配合，以为TRS提供在全制冷量下运行的动力。

在另一个实施例中，提供为TRS提供动力的方法。该方法包括，从小型主动力源为TRS提供第一功率量，其中该第一功率量小于使TRS在全制冷量下运行的功率量。该方法还包括从第二动力源为TRS提供第二功率量，其中该第二功率量小于使TRS在全制冷量下运行的功率量。同样，该第二动力源补充小型主动力源，以使TRS在全制冷量下运行。

附图说明

现在参考附图，其中相似的附图标记始终代表相同的部件。

图1展示了根据一个实施例的连接至拖车的制冷运输单元的侧面透视图；

图2展示了用于连接至拖车交流发电机系统的、具有小型主动力源和第二动力源的TRS的一个实施例的方框图；

图3展示了向TRS的TRU提供动力的方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

本文中所描述的实施例涉及使用小型主动力源结合第二动力源为TRS提供动力。

参考组成本发明一部分的附图，其中通过解释的方式展示了文中描述的方法和系统得以实施的实施例。术语“制冷运输单元”通常指的是，例如温度受控拖车、集装箱或其他类型的运输单元等。术语“运输制冷系统”或“TRS”指的是用于控制制冷运输单元的内部空间制冷的制冷系统。术语“拖车交流发电机”或“交流发电机”指的是连接至拖车、并将机械能转化为电能的机电装置。术语“最大阈值功率”指的是可由动力源提供的最大功率量。术语“小型主动力源”指的是用于TRS的动力源，该动力源不提供使TRS在全制冷量下运行的足够动力。该小型主动力源可以连接至制冷运输单元。术语“第二动力源”指的是用于TRS的动力源，其补充由该小型主动力源提供的功率量。该第二动力源可以连接至制冷运输单元或者与该制冷运输单元分开。

图1展示了用于连接至拖车120的制冷运输单元150的TRS100的一个实施例。该制冷运输单元150包括运输单元125和TRS100。拖车120配置为拖拉该制冷运输单元150。运输单元125可以通过该拖车120的第五轮连接至该拖车120。柔性电气接线108可将拖车120的交流发电机（未示出）连接至该TRS100。在一些实施例中，该柔性电气接线108可以是一根或多根苏子导线（suzi leads）。

该TRS100包括TRU110，其控制该运输单元125内的制冷。该TRU110连接至TRS100的发电机组（“genset”）16。该运输单元125包括顶部18、底部20、前壁22、后壁24，和相对的侧壁26,28。该TRU110位于该运输单元125的前壁22。该TRS100配置为在空调载货空间30和外部环境之间传递热量。

如图1所示，该TRU110被包含在外壳32内。该TRU110与空间30连通，并控制空间30内的温度。该TRU110包括封闭的制冷回路（未示出），该制冷回路基于从TRS控制器接收到的指令操控空间30内的条件（例如温度、湿度等）。该制冷回路可以由发电机组16发动。在一些实施例中，制冷回路可以由第二动力源而非所述发电机组供电。例如，在一些实施例中，该制冷回路可以由该拖车的交流发电机，或者电池或电池组供电。

图2展示了连接至拖车（未示出）的拖车交流发电机系统210的制冷运输单元（未示出的TRS200）的一个实施例的方框图。如图2所示，包括小型主动力源202、第二动力源204、以及第三动力源206的动力源位于该TRS200的动力供给侧。第一和第二部件212、214以及控制单元207位于TRS200的负载侧。

该TRS200由该小型主动力源202结合该第二动力源204、以及该第三动力源206驱动。虽然图2中的TRS200包括该第三动力源206，但是在一些实施例中，该TRS并不需要第三动力源。

该TRS200可以包括蒸汽压缩机式制冷系统，该蒸汽压缩机式制冷系统使用循环的液体制冷剂作为介质以从温度受控单元、例如如图1所示的运输单元125中吸收和带走热量。当TRS200包括蒸汽压缩机式制冷系统时，该TRS的TRU（未示出）可以包括，例如，压缩机、蒸发器、冷凝器、阀、控制器和风扇。可以理解的是，该TRS可以包括任何其他合适的、可由该小型主动力源结合该第二动力源驱动的制冷系统。例如，该TRS200可以包括超临界CO2系统、开放式的循环低温系统，等等。

如图2所示，该TRS200的该TRU的控制单元207（未示出）可操作地连接至并配置为控制小型主动力源202、第二动力源204、第三动力源206、第一和第二部件212、214和/或TRS200的其他部件。

小型主动力源202和第二动力源204单独都无法驱动TRS200在全制冷量下运行。也就是说，该小型主动力源202和该第二动力源204单独都不能提供足够的功率量来使TRS200在全制冷量下运行。例如，在一个实施例中，该小型主动力源202具有约25HP的最大阈值功率，而TRS200需要大于25HP的动力以在全制冷量下运行。

如图2所示，该小型主动力源202由该第二动力源204补充，以在全制冷量下发动该TRS200。该小型主动力源202可操作地连接至TRS200的第一部件202。该第二动力源204通过该第三动力源206可操作地连接至TRS200的第二部件214。在一个实施例中，小型主动力源202和第二动力源204可串联配置来驱动TRS200。

在一个实施例中，小型主动力源202可以是柴油发动机，该柴油发动机的最大阈值功率小于使TRS200在全制冷量下运行所需的功率量。可以理解的是，小型主动力源202不限于柴油发动机，而可以是最大阈值功率小于使TRS200在全制冷量下运行所需的功率量的任何合适的发动机。

该小型主动力源202配置为驱动TRS200的第一部件212。该第一部件212可以是例如TRS200的压缩机。第一部件212也可以包括TRS200的一个或多个其他部件，例如，用于提供电力的内部交流发电机，可以为该控制单元207提供电力，等等。

第二动力源204配置为驱动TRS200的第二部件214。该第二部件214可以包括一个或多个部件，例如，TRS200的电风扇、阀、和/或控制器，等等。

可以理解的是，只要小型主动力源202和第二动力源204为TRS200提供动力，使其在全制冷量下运行，那么该小型主动力源202和该第二动力源204每个都可以配置为令TRS200的任何部件运转。

在如图2所示的实施例中，第二动力源204和控制单元207每个都连接至第三动力源206。该第二动力源204提供从拖车的交流发电机系统210的交流发电机汲取的电力，以补充该小型主动力源202，从而为TRS200提供动力。可以理解的是，在其他实施例中，该第二动力源可以直接连接至第一部件或第二部件，用于补充小型主动力源，来驱动TRS。例如，在一些实施例中，第二动力源可直接连接至TRS的第二部件（例如，电风扇、阀、和/或控制器，等等）并对其供电。同样，在一些实施例中，该TRS可以不含有该第三动力源。在一些实施例中，该第二动力源也可以不通过控制单元，直接连接至该第一或第二部件。

在一些实施例中，该第三动力源206可以包括电池或电池组。当从该第二动力源204不能获得动力时，第三动力源206可用于使该TRS200持续地运行。该第三动力源206还可以用于对其他配件供电，例如制冷运输单元的尾板。当该TRS200具有相对低的功率消耗时，对该第三动力源206充电，例如小型主动力源202可独自驱动TRS200时的功率消耗时，可对第三动力源206进行充电。在一些实施例中，TRS200的功率消耗与用于TRS200的动力供给的电流容量相关，其可以被限制为例如约32 安培或更低。当该TRS200连接至岸电（例如来自主电网的电，等等）时，也可以对该第三动力源206充电。

该TRS200还包括可选择的限流装置208，该限流装置208可操作地连接至该第二动力源204。该限流装置208配置为限制可以从该第二动力源204汲取的最大电流，以防止对该第二动力源204造成可能的损伤。从该第二动力源204汲取至该TRS200的最大电流可以由，例如该控制单元207设置。当该控制单元207确定已经达到从该第二动力源204汲取的最大电流时，该第三动力源206，例如电池或电池组，可将额外的动力供给至该TRS200，从而可防止该第二动力源204被损坏。

在一些实施例中，该TRS200可以主要是机械驱动，从而该TRS200的一些部件，例如风扇、交流发电机等由如皮带驱动。该第二动力源204可用于驱动，例如如图2所示的第二部件214，TRS200的电子器件，和/或用于远程蒸发器的直流电风扇。该小型主动力源202可用于驱动，例如如图2所示的第一部件212，TRS200的风扇，交流发电机等等。

在一些实施例中，TRS200可以大多是电驱动的，从而电风扇可以设置在主机单元和/或电动压缩机内，该TRS200的一些部件，例如风扇、交流发电机等可以包括电动机。在这些实施例中，发电机，例如如图2所示的小型主动力源202可以直接驱动该TRS200的动力部件，例如，如图2所示的第一和/或第二部件212、214等。由第二动力源204提供的动力可用于减小该小型主动力源202的负载。

图3展示了根据一个实施例，为TRS200提供动力的方法300的流程图。在305，该控制单元207确定该TRS200是否插入岸电。如果该TRS200插入岸电，方法300进行至320。如果该TRS200未插入至岸电，该方法300进行至310。

在310，该控制单元207确定TRS200当前是否具有相对低的功率消耗，例如小型主动力源202可独自向TRS200供电的功率消耗。在一些实施例中，该TRS的功率消耗可与提供给TRS的动力的电流容量相关，该电流容量可限制为例如约32amps或更低。如果TRS200具有相对低的功率消耗，则方法300进行至320。如果TRS200的功率消耗高于该低功率消耗，则方法300进行至330。

在320，第三动力源206由第二动力源204充电。在一些实施例中，该第三动力源206可以包括电池或电池组。在一些实施例中，第三动力源206可以被非第二动力源204的动力源充电，例如太阳能电池板、制冷运输单元的轮子上的发电机、由开放式循环低温系统抽气提供动力的蒸汽发动机等等。随后，方法300进行至330。

在330，小型主动力源202为TRS200提供动力。该小型主动力源202自身不能单独为该TRS200产生足够的功率量，以使该TRS200在全制冷量下运行。在一个实施例中，该小型主动力源202具有例如约25HP的最大阈值功率。在一个实施例中，小型主动力源202为TRS200的第一部件212提供动力。该方法300接下来进行至340。

在340，控制单元207确定第二动力源是否可用。如果第二动力源可用，则方法进行至350。如果第二动力源不可用，则方法300进行至360。

在350，第二动力源204为TRS200提供动力。第二动力源204自身也不能单独提供使TRS200在全制冷量下运行足够的动力。也就是说，该小型主动力源202以及该第二动力源204都不能单独产生使该TRS200在全制冷量下运行的足够的动力。在一个实施例中，第二动力源204被配置为向TRS200的第二部件214提供动力。所述小型主动力源202能够由第二动力源204补充，以在全制冷量下对TRS200供电。所述方法随后进行至380。

在360，该第三动力源206为该TRS200提供动力。该第三动力源206自身也不能提供足够的动力，以使该TRS200在全制冷量下运行。也就是说，该小型主动力源202以及该第三动力源206单独都不能产生使该TRS200在全制冷量下运行的足够的动力。在一个实施例中，该第三动力源206配置为为该TRS200的第二部件214提供动力。该小型主动力源202由该第三动力源206补充，从而在全制冷量下对TRS200供电。所述方法随后进行至380。

在380，该TRS由该小型主动力源202结合包括第二动力源204和/或第三动力源206的第二动力源提供动力，以在全制冷量下运行。

可选择地，在一些实施例中，当该第二动力源204为该TRS200提供动力时，该方法300进行至370。在370，该控制单元207确定是否达到从该第二动力源204汲取至该TRS200的最大电流。如果达到该最大电流，该方法300进行至360，其中该小型主动力源202由该第二动力源204及该第三动力源206补充，以在全制冷量下对TRS200供电。如果未达到该最大电流，则方法300进行至380，其中小型主动力源202由第二动力源204补充，以在全制冷量下对TRS200供电。

可以理解的是，本文中描述的可补充由小型主动力源提供的功率量的第二动力源可以是第二动力源204、第三动力源206、或第二动力源204和第三动力源206。

方面：

应该注意的是以下方面1-8中的任意一个均可以与方面9-17的任意一个结合。

方面1

一种运输制冷系统（TRS），包括：

小型主动力源，该小型主动力源配置为产生的最大阈值功率小于足以使TRS在全制冷量下运行的功率量；和

第二动力源，该第二动力源配置为产生的最大阈值功率小于足以使TRS在全制冷量下运行的功率量，

其中，所述小型主动力源和所述第二动力源配置为彼此配合，以为TRS提供在全制冷量下运行的动力。

方面2

根据方面1所述的运输制冷系统，其中所述小型主动力源的最大阈值功率等于或小于25马力（HP）。

方面3

方面1-2中任意一项所述的运输制冷系统，其中所述第二动力源配置为提供汲取自连接至所述TRS的拖车的交流发电机的电力。

方面4

根据方面1-3中任意一项所述的运输制冷系统，还包括第三动力源。

方面5

根据方面4所述的运输制冷系统，其中所述第三动力源包括电池组。

方面6

根据方面1-5中任意一项所述的运输制冷系统，其中所述小型主动力源包括柴油发动机。

方面7

根据方面1-6中任意一项所述的运输制冷系统，还包括由所述小型主动力源或所述第二动力源提供动力的控制单元、电扇、压缩机和蒸发器。

方面8

根据方面3所述的运输制冷系统，还包括限流装置，该限流装置可操作地连接至所述第二动力源，并配置为设定从所述第二动力源汲取的最大电流。

方面9

用于为运输制冷系统（TRS）提供动力的方法，该方法包括：

从小型主动力源为TRS提供第一功率量，所述第一功率量小于使TRS在全制冷量下运行所需的功率量；和

从第二动力源为TRS提供第二功率量，所述第二功率量小于使TRS在全制冷量下运行所需的功率量，

所述第二动力源补充所述小型主动力源，以使TRS在全制冷量下运行。

方面10

根据方面9所述的方法，还包括确定第二动力源是否可用。

方面11

根据方面9-10中任意一项所述的方法，还包括当所述第二动力源不可用时，从第三动力源为所述TRS提供第三功率量，所述第三功率量小于使TRS在全制冷量下运行所需的功率量，所述第三动力源补充所述小型主动力源，以使TRS在全制冷量下运行。

方面12

根据方面9-11中任意一项所述的方法，其中所述小型主动力源的最大阈值功率等于或小于25马力（HP）。

方面13

根据方面9-12中任意一项所述的方法，还包括通过所述第二动力源，从连接至所述TRS的拖车的交流发电机汲取电力，并将该电力提供至所述TRS。

方面14

根据方面9-13中任意一项所述的方法，还包括确定是否从所述第二动力源汲取最大电流，和

当从所述第二动力源汲取最大电流时，从补充所述小型主动力源的第三动力源向所述TRS供给动力，以使该TRS在全制冷量下运行。

方面15

根据方面11所述的方法，还包括确定TRS是否由岸电提供动力，并且当该TRS由岸电提供动力时，对所述第三动力源的电池或电池组进行充电。

方面16

根据方面9-15中任意一项所述的方法，还包括确定TRS是否要求低功率消耗水平，该低功率消耗水平小于使所述TRS在全制冷量下运行的功率量，和

当TRU要求低功率消耗水平时，对所述第三动力源的电池或电池组进行充电。

方面17

根据方面13所述的方法，还包括通过限流装置限制从所述第二动力源汲取的最大电流。

关于前面描述，可以理解的是，在不脱离本发明范围的前提下，可以对细节做出修改，特别是使用的材料结构以及部件的形状、尺寸和设置。本发明的保护范围以权利要求限定的为准，说明书及具体实施例的描述旨在解释说明本发明。

Claims (17)

1.一种运输制冷系统，包括：

小型主动力源，该小型主动力源仅能够产生高达但不超过最大阈值功率；和

第二动力源，该第二动力源仅能够产生高达但不超过第二最大阈值功率，该第二最大阈值功率小于足以使运输制冷系统在全制冷量下运行的功率量；

第三动力源；和

控制器，

其中，所述运输制冷系统需要大于所述最大阈值功率，以在所述全制冷量下运行；

其中，所述运输制冷系统需要大于所述第二最大阈值功率，以在所述全制冷量下运行；

其中，所述运输制冷系统需要小于所述最大阈值功率和所述第二最大阈值功率的总和，以在所述全制冷量下运行；

其中，所述小型主动力源和所述第二动力源配置为彼此配合，以为运输制冷系统提供在全制冷量下运行的动力，

其中，所述小型主动力源为所述运输制冷系统提供第一功率量，所述第一功率量小于使所述运输制冷系统在全制冷量下运行所需的功率量，

其中，所述第二动力源为所述运输制冷系统提供第二功率量，所述第二功率量小于使所述运输制冷系统在全制冷量下运行所需的功率量，从而补充所述小型主动力源，以使所述运输制冷系统在全制冷量下运行，

其中，所述控制器确定是否从所述第二动力源汲取最大电流，和

当从所述第二动力源汲取最大电流时，所述第三动力源为所述运输制冷系统提供动力，以补充所述小型主动力源，以使所述运输制冷系统在所述全制冷量下运行。

2.根据权利要求1所述的运输制冷系统，其特征在于，所述小型主动力源的最大阈值功率等于或小于25马力。

3.根据权利要求1所述的运输制冷系统，其特征在于，所述第二动力源配置为提供汲取自连接至所述运输制冷系统的拖车的交流发电机的电力。

4.根据权利要求1所述的运输制冷系统，其特征在于，所述第三动力源包括电池组。

5.根据权利要求1所述的运输制冷系统，其特征在于，所述小型主动力源包括柴油发动机。

6.根据权利要求1所述的运输制冷系统，其特征在于，还包括由所述小型主动力源或所述第二动力源提供动力的控制单元、电扇、压缩机和蒸发器。

7.根据权利要求3所述的运输制冷系统，其特征在于，还包括限流装置，该限流装置可操作地连接至所述第二动力源，并配置为设定从所述第二动力源汲取的最大电流。

8.用于为运输制冷系统提供动力的方法，该方法包括：

从小型主动力源为运输制冷系统提供第一功率量，所述小型主动力源仅能够产生高达但不大于最大阈值功率，所述第一功率量小于或等于所述最大阈值功率；和

从第二动力源为运输制冷系统提供第二功率量，所述第二动力源仅能够产生高达但不大于第二最大阈值功率，所述第二功率量小于或等于所述第二最大阈值功率；

确定是否从所述第二动力源汲取最大电流；并且

当从所述第二动力源汲取最大电流时，从第三动力源向所述运输制冷系统供给动力，以补充所述小型主动力源，从而使该运输制冷系统能够在全制冷量下运行；

所述运输制冷系统需要大于所述最大阈值功率，以在全制冷量下运行；

所述运输制冷系统需要大于所述第二最大阈值功率，以在所述全制冷量下运行；

所述运输制冷系统需要小于所述最大阈值功率和所述第二最大阈值功率的总和，以在所述全制冷量下运行；以及所述第二动力源补充所述小型主动力源，以使运输制冷系统在全制冷量下运行。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括确定第二动力源是否可用。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括当所述第二动力源不可用时，从所述第三动力源为所述运输制冷系统提供第三功率量，所述第三功率量小于使运输制冷系统在全制冷量下运行所需的功率量，所述第三动力源补充所述小型主动力源，以使运输制冷系统在全制冷量下运行。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述小型主动力源的最大阈值功率等于或小于25马力。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括通过所述第二动力源，从连接至所述运输制冷系统的拖车的交流发电机汲取电力，并将该电力提供至所述运输制冷系统。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括确定运输制冷系统是否由岸电提供动力，并且

当该运输制冷系统由所述岸电提供动力时，对所述第三动力源的电池或电池组进行充电。

14.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括确定运输制冷系统是否要求低功率消耗水平，该低功率消耗水平小于使所述运输制冷系统在全制冷量下运行所需的功率量，并且当所述运输制冷系统要求低功率消耗水平时，对第三动力源的电池或电池组进行充电。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括通过限流装置限制从所述第二动力源汲取的最大电流。

16.根据权利要求1所述的运输制冷系统，其特征在于：所述小型主动力源为所述运输制冷系统的压缩机提供动力，所述第二动力源为所述运输制冷系统的风扇、阀和控制器提供动力。

17.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：

所述小型主动力源为所述运输制冷系统的压缩机提供动力；和

所述第二动力源为所述运输制冷系统的风扇、阀和控制器提供动力。