CN104919259B - 用于运输制冷系统的辅助过冷却回路 - Google Patents

Abstract

提供一种用于运输制冷系统（TRS）的辅助过冷却回路。该辅助过冷却回路可设置为由压缩机驱动，该压缩机与TRS的主制冷系统的主压缩机是分开的。该辅助过冷却回路可设置为过冷却主制冷系统中的制冷剂。该辅助过冷却回路和主制冷系统可设置为由TRS的原动机驱动。接合装置设置为使该辅助过冷却回路与原动机接合或脱离。还提供用于控制TRS的方法。

Description

用于运输制冷系统的辅助过冷却回路

技术领域

本文公开的实施例通常涉及制冷系统，例如运输制冷系统（transportrefrigeration system, TRS）。更具体地，本文公开的实施例涉及用于TRS的辅助过冷却回路。

背景技术

制冷系统，例如TRS，通常包括制冷单元。用于TRS的运输制冷单元（transportrefrigeration unit,TRU）通常包括冷凝器、蒸发器、压缩机、和形成制冷回路的膨胀装置。在制冷模式，通常气态制冷剂被压缩机压缩，然后在冷凝器内冷凝成液态制冷剂。液态制冷剂通过膨胀装置膨胀成两相制冷剂，然后被引导入蒸发器内。TRS的蒸发器可以设置为在例如运输集装箱的内部空间进行热量交换，从而可以控制该运输集装箱的内部空间的温度。

TRU还可以与其他类型的制冷系统结合，例如吸附制冷系统、储热（例如冰）制冷系统、利用Peltier装置的制冷系统，等等。

发明内容

提供配备有辅助过冷却回路的TRS。该辅助过冷却回路可以连接至TRS的主制冷系统。该辅助过冷却回路可帮助该主制冷系统获得更低的冷冻温度，增加主制冷容量，和/或提高主制冷系统的效率。

在一些实施例中，辅助过冷却回路可设置为具有辅助压缩机、辅助膨胀装置和辅助过冷却热交换器，它们与主制冷系统的主压缩机、主冷凝器和主膨胀装置是分离的。在一些实施例中，辅助过冷却热交换器设置为连接至主制冷系统。在一些实施例中，辅助过冷却热交换器设置为在制冷剂流入主膨胀装置之前对主制冷系统内的制冷剂进行过冷却。

在一些实施例中，辅助过冷却回路可包括闪蒸罐，其中通过辅助膨胀装置进行了膨胀的制冷剂可以与主制冷系统的制冷剂混合，以对主制冷系统的制冷剂进行过冷却。

在一些实施例中，TRS可设置为具有原动机（prime mover）。在一些实施例中，原动机可设置为驱动主制冷系统和辅助过冷却回路。在一些实施例中，辅助过冷却回路通过接合装置连接至原动机。在一些实施例中，接合装置可设置为例如根据需要，使辅助过冷却回路与原动机接合或脱离。

在一些实施例中，一种用于控制TRS的方法可以包括，当主制冷系统的需求低时，防止辅助过冷却回路与原动机接合。在一些实施例中，用于控制TRS的方法可以包括，当主制冷系统的需求高时，允许辅助过冷却回路与原动机接合。

在一些实施例中，用于控制TRS的方法可包括，当原动机具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率时，使辅助过冷却回路与原动机接合。在一些实施例中，用于控制TRS的方法可包括当原动机没有可用于驱动辅助过冷却回路的功率时，防止辅助过冷却回路与原动机接合，或者使辅助过冷却回路与原动机脱离。

参考以下详细描述及附图，将明白流控制途径的其他特点和方面。

附图说明

现在参考附图，其中相同的附图标记代表相应的部件。

图1展示了配备有TRS的卡车；

图2展示了TRS的一个实施例的示意图，该TRS包括主制冷系统和连接至该主制冷系统的辅助过冷却回路，该主制冷系统和辅助过冷却回路分别具有单独的回路；

图3A和3B展示了TRS的其他实施例的两个示意图，该TRS包括主制冷系统和连接至该主制冷系统的辅助过冷却回路；图3A展示了一个实施例，其中辅助过冷却回路通过辅助过冷却热交换器连接至主制冷系统；图3B展示了一个实施例，其中辅助过冷却回路通过闪蒸罐连接至主制冷系统；

图4A至4C展示了三个实施例，其中主压缩机和辅助压缩机共享原动机；

图5A和5B展示了一个用于控制TRS的示例方法，该TRS包括主制冷系统和辅助过冷却回路；图5A展示了该方法的流程图；图5B展示了可用于图5A所示方法的功率需求/回流空气温度图。

具体实施方式

与其他传统机械制冷系统相似，典型的机械TRS可包括压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀装置。膨胀装置通常设置为在制冷剂进入蒸发器之前，使来自冷凝器的液态制冷剂膨胀为两相制冷剂。膨胀装置可以是，例如，膨胀阀、线性阀、节流孔、膨胀器等。可以通过例如过冷器进一步降低（或过冷却）进入膨胀装置的液态制冷剂的温度。降低进入膨胀装置的液态制冷剂的温度，可以帮助提高蒸发器和制冷回路的效率和/或容量。此外，降低进入膨胀装置的液态制冷剂的温度可以帮助蒸发器获得例如更低的冷冻温度。

在本文的说明书中，描述了由辅助压缩机驱动的辅助过冷却回路的实施例，其中该辅助压缩机与主制冷系统的主压缩机是分离的。辅助过冷却回路可连接至主制冷系统，通常设置为对主制冷系统内的制冷剂进行过冷却。在一些实施例中，辅助过冷却回路可以包括辅助过冷却热交换器，该辅助过冷却热交换器可连接（例如热连接）至主制冷系统。辅助过冷却热交换器可设置为接收来自辅助过冷却回路的两相制冷剂，以对主制冷系统内的制冷剂进行过冷却。在一些实施例中，辅助过冷却热交换器可连接至位于主制冷系统的冷凝器和蒸发器之间的主制冷系统。在一些实施例中，辅助过冷却热交换器可连接至冷凝器上游的主制冷系统。在一些实施例中，辅助过冷却回路可将两相制冷剂引导至在辅助过冷却回路和主制冷系统之间被共享的闪蒸罐，以冷却闪蒸罐内的制冷剂。闪蒸罐内的制冷剂的液态部分可用在主制冷系统中。在一些实施例中，辅助过冷却回路和主制冷系统可设置为由TRS的原动机驱动。例如，接合装置可设置为例如根据需要、使辅助过冷却回路与原动机接合或脱离。辅助过冷却热交换器可帮助提高主制冷系统的效率，和/或帮助主制冷回路获得，例如更低的冷冻温度。

参考作为本申请一部分的附图，其中通过示例的方式展示了可实施的实施例。术语“上游”和“下游”指的是制冷模式中的制冷剂方向。可以理解的是，本文中使用的术语目的是描述附图和实施例，而不应该认为限制本申请的范围。

图1展示了温度受控的卡车100的侧视图，该温度受控的卡车100包括由牵引机112拖着的制冷运输单元110，基于该制冷运输单元110本文所描述的实施例得以实施。制冷运输单元110包括TRS114和拖车116。TRS114设置为连接至拖车116的壁上，并设置为控制拖车116的内部空间118内的温度。

虽然图1展示了卡车100，但是应该理解的是本文描述的实施例可以与其他温度受控的运输单元，例如海运集装箱、铁路车厢、温度控制的卡车、载客汽车等结合使用。本文描述的实施例通常还可以与能够从过冷却的制冷剂获益的制冷系统结合使用。

图2展示了TRS200的一个实施例，TRS200包括连接至（例如热连接）主制冷系统230的辅助过冷却回路220。主制冷系统230包括主压缩机232、主冷凝器234、主膨胀装置236和主蒸发器238，它们通过主制冷管路239连接起来，以形成制冷回路。术语“热连接”通常指的是热量可以在辅助过冷却回路220（例如辅助过冷却回路220内的制冷剂）和主制冷系统230（例如主制冷系统230内的制冷剂）之间交换。

辅助过冷却回路220包括辅助压缩机222、辅助冷凝器224、辅助膨胀装置226和辅助过冷却热交换器228，它们通过辅助制冷管路229连接起来。在如图2所示的实施例中，辅助过冷却回路220与主制冷系统230分离开（即辅助过冷却回路220内的制冷剂不与主制冷系统230内的制冷剂物理接触）。

辅助过冷却热交换器228设置为连接至在主蒸发器238上游的、位于主冷凝器234和主膨胀装置236之间的主制冷系统230。主制冷系统230内的制冷剂可以在进入主膨胀装置236和主蒸发器238之前被过冷却。

运行时，实心箭头表示在制冷模式中，主制冷系统230和辅助制冷回路220中的制冷剂的流动方向。在主制冷系统230中，气态第一制冷剂可由主压缩机232压缩。经压缩的气态第一制冷剂可流至主冷凝器234，以冷凝成液态第一制冷剂。然后液态第一制冷剂流至主膨胀装置236，以膨胀为两相第一制冷剂，这也降低了第一制冷剂的温度。该两相第一制冷剂随后流至主蒸发器238，以与例如集装箱的内部空间（例如如图2所示集装箱116的内部空间118）交换热量，从而冷却集装箱的内部空间。

在辅助过冷却回路220中，气态第二制冷剂可通过辅助压缩机222压缩，然后流至辅助冷凝器224，以冷凝成液态第二制冷剂。该液态第二制冷剂随后可流至辅助膨胀装置226，以膨胀成两相第二制冷剂，这也可以降低制冷剂的温度，随后该两相制冷剂流至辅助过冷却热交换器228。

在所示实施例中，辅助过冷却热交换器228热连接至位于主冷凝器234和主膨胀装置236之间的主制冷系统230。通常，辅助过冷却热交换器228内的两相第二制冷剂比位于主冷凝器234和主膨胀装置236之间的主制冷系统230内的液态第一制冷剂具有更低的温度。因此，主制冷管路239内的液态第一制冷剂的温度可以通过辅助热交换器228内的热交换、被辅助过冷却回路220内的两相第二制冷剂进一步降低（或过冷却）。

通常，液态第一制冷剂的更低的温度与由主膨胀装置236膨胀的两相第一制冷剂的更低的焓相关。结果，当辅助过冷却回路220运行时，接收两相第一制冷剂的主膨胀器238可以获得更低平均盘管温度（average coil temperature）。蒸发器238的更低的平均盘管温度可有助于获得更高的制冷容量和/或效率，和/或获得更深入的制冷。

主制冷系统230还可以设置为在加热模式下运行。图2中的箭头表示在加热模式下，第一制冷剂的方向。在加热模式，实质上，第一制冷剂的方向与在制冷模式下制冷剂的方向相反。经压缩的气态第一制冷剂可首先被引导至主蒸发器238，从而将热量释放至例如集装箱的内部空间。然后第一制冷剂可穿过主膨胀装置236作为两相第一制冷剂被引导至主冷凝器234。

辅助过冷却热交换器228可选择地连接至位于主蒸发器238和主膨胀装置236之间的主制冷系统230，以降低在加热模式下进入主膨胀装置236的液态第一制冷剂的温度（如图2虚线所示）。降低进入主膨胀装置236的液态第一制冷剂的温度可导致在加热模式下进入主冷凝器234的两相第一制冷剂的温度更低。当主冷凝器234周围的环境温度为例如相对较低时，这可帮助在加热模式下提高主制冷系统234的效率。

本领域通常理解的是，在制冷模式和/或加热模式下，通过利用阀，例如四通阀或其他类型的阀（未示出），辅助过冷却热交换器228可设置为连接至主制冷系统230的制冷管路239的不同部分。因此，通过利用相同的辅助过冷却热交换器228，可实现在制冷模式和加热模式下辅助过冷却回路220与主制冷系统230的热连接。

注意到在一些实施例中，第一制冷剂和第二制冷剂可以是相同类型的制冷剂。在一些实施例中，第一制冷剂和第二制冷剂可以是不同的。通过利用不同的第一制冷剂和第二制冷剂，这两种制冷剂可以被选择，以满足不同需求。例如，可以选择第二制冷剂，使其具有更好的饱和特性、更好的环境特性（例如低的地球变暖潜力）、和/或低成本。

还注意到主制冷系统230的部件，例如主压缩机232、主冷凝器234等可设置为与辅助过冷却回路220的部件不同。主制冷系统230的制冷容量也可以与辅助过冷却回路220的制冷容量不同。例如，辅助过冷却回路220可设置为具有比主制冷系统230更小的制冷容量。因此，辅助过冷却回路220的制作成本可低于主制冷系统230的成本。

在一些实施例中，辅助冷凝器224和主冷凝器234可相互重叠定位，从而TRS200中的辅助过冷却回路220与主制冷系统230可共享相同的排风扇（未示出）。

图3A和3B展示了用于对主制冷系统内的制冷剂进行过冷却的辅助冷却回路的两个实施例。在图3A和3B所示的实施例中，主制冷系统和辅助冷却回路彼此没有分离，即主制冷系统内的制冷剂也用于辅助冷却回路内。主制冷系统内的制冷剂的过冷却通常发生在主制冷系统的主膨胀装置的上游。

图3A展示了具有制冷系统300的一个实施例，制冷系统300包括连接至（例如热连接）主制冷系统330的辅助过冷却回路320。辅助过冷却回路320包括辅助压缩机322、辅助膨胀装置326和辅助过冷却热交换器328。主制冷系统330包括主压缩机332、主膨胀装置336和主蒸发器338。辅助过冷却回路320和主制冷系统330共享主冷凝器334。

在所示实施例中，主制冷系统330和辅助过冷却回路320彼此没有分开，即主制冷系统330内的制冷剂也用于辅助过冷却回路320。在运行过程中，由主压缩机332和辅助压缩机322压缩的制冷剂都被引导至主冷凝器334。经主冷凝器334冷凝之后，一部分液体制冷剂被引导向主膨胀装置336，另一部分液态制冷剂被引导向辅助膨胀装置326。在一些实施例中，导向辅助膨胀装置326的该部分液态制冷剂大约为总的液态制冷剂的10-25%，该范围仅是示例性的。

与图2所示的实施例类似，由辅助膨胀装置326膨胀的该部分液态制冷剂可与导向主膨胀装置336的、在辅助过冷却热交换器328内的另一部分液态制冷剂进行热交换，以降低（或过冷却）导向主膨胀装置336的该部分液态制冷剂的温度。

应该理解的是，通常辅助过冷却回路（例如辅助过冷却回路320）设置为对被导向主膨胀装置（例如主膨胀装置336）的制冷剂进行过冷却。图2和图3A展示了设置为通过辅助热交换器实现过冷却的实施例。这些实施例是示例性的。另一种过冷却导向主膨胀装置的制冷剂的方式为将来自辅助冷却回路的、具有相对较低温度的制冷剂与导向主膨胀装置的制冷剂混合。

图3B展示了设置为通过将来自主制冷系统330的制冷剂与来自辅助过冷却回路320的、具有相对低的温度的制冷剂混合，以对主制冷系统的制冷剂进行过冷却的实施例。与图3A类似，辅助过冷却回路320和主制冷系统330共享冷凝器334，可以理解的是这是示例性的。辅助过冷却回路320具有的压缩机322与主制冷系统330的主压缩机332不同。

如图3B所示，辅助过冷却回路320和主制冷系统330都将制冷剂引导至闪蒸罐350。在辅助过冷却回路320中，制冷剂由辅助膨胀装置326膨胀，以在进入闪蒸罐350前，降低制冷剂的温度。在主制冷系统330中，将制冷剂从冷凝器334引导至闪蒸罐350，而不进行膨胀。

在闪蒸罐350内，来自辅助过冷却回路320的、具有较低温度的制冷剂可与来自主制冷系统330的制冷剂混合，这有助于对来自主膨胀装置336和主蒸发器338上游的主制冷系统330的制冷剂的温度进行过冷却。

在闪蒸罐350中，气态部分的制冷剂可引导返回值辅助压缩机322用于压缩。液态部分的制冷剂可引导至主膨胀装置336。

应该理解的是该闪蒸罐350是示例性的。一般原则是将来自辅助过冷却回路320的、较低温度的制冷剂与来自主制冷系统330的制冷剂混合，以对被导向主膨胀装置336的制冷剂进行过冷却。混合制冷剂之后，可将气态部分的制冷剂引导至辅助过冷却回路320，而将液态部分的制冷剂引导至主制冷系统。可帮助混合来自辅助过冷却回路320和主制冷系统330的制冷剂，和/或帮助分离制冷剂的气态部分和液态部分的其他装置是合适的。

应该理解的是，本文中描述的辅助过冷却回路的实施例可以设置为与现有制冷系统共同工作的改装套件。应该理解的是本文中描述的实施例不仅仅可以与TRS一起工作，通常还可以与其他制冷系统，例如商用制冷展示柜一起工作。

TRS，例如图 1所示的TRS，通常包括原动机（例如压缩点火（例如柴油）发动机、点燃式发动机、电动机），以直接或间接地驱动压缩机（例如如图2中的主压缩机232）。因为TRSs配备有辅助过冷却回路（例如图2中的辅助过冷却回路220），原动机可设置为直接或间接地驱动主压缩机和辅助压缩机（例如图2中的辅助压缩机222）。

图4A至4C分别展示了包括由主压缩机432a、432b、432c和辅助压缩机422a、422b和422c共享的原动机440a、440b和440c的实施例。

在图4A中，原动机440a设置为通过例如第一驱动带442a，直接机械地驱动主压缩机432a。辅助压缩机422a也设置为通过例如第二驱动带444a，由原动机440a机械地驱动。接合装置446a，例如联轴器，设置为使第二驱动带444a与原动机440a接合或者使第二驱动带444a与原动机440a脱离。通过控制接合装置446a，可以例如根据需要打开或关闭辅助压缩机422a的运行。

图4B展示了包括由原动机440b驱动的发电机450b的实施例。发电机450b设置为将原动机440b的运动转换为，例如交流电流，以为第一发动机452b和第二发动机454b供电。第一发动机452b连接至主压缩机432b，第二发动机454b连接至辅助压缩机422b。接合装置446b设置为使第二发动机454b连接至（或接合）发电机450b或使第二发动机454b与发电机450b脱离。通过控制接合装置446b，可以例如根据需要打开或关闭辅助压缩机422b的运行。该接合装置446b可以是，例如机械开关或电子受控开关。在该实施例中，原动机440b设置为通过电子连接间接地驱动主压缩机432b和/或辅助压缩机422b。

图4C展示了包括由原动机440c驱动的交流发电机450c的实施例。交流发电机450c设置为将原动机440c的运动转换为直流电流。该实施例还具有逆变器456c，该逆变器456c设置为将直流电流转换为交流电流。交流电流可用于为分别连接至主压缩机432c和辅助压缩机422c的第一发动机452c和第二发动机454c供电。接合装置446c设置为使第二发动机454c连接至（或接合）逆变器456c或者与逆变器456c脱离。通过控制接合装置446c，可以例如根据需要打开或关闭辅助压缩机422c的运行。接合装置446c可以是，例如机械开关或电子受控开关。在该实施例中，原动机设置为通过电耦合（electric coupling）驱动主压缩机432c和/或辅助压缩机422c。

图4A至4C所示的实施例为示例性的。通常，辅助过冷却回路的辅助压缩机和主制冷系统的主压缩机可以通过分享由连接至原动机的交流发电机或发电机产生的电流（例如直流电流或交流电流）由原动机直接或间接供电。辅助压缩机的运行可设置为由接合装置打开或关闭，从而根据需要打开或关闭辅助过冷却回路（例如图2中的辅助过冷却回路220）。接合装置可设置为手动受控，或可设置为由电子控制器控制，例如计算机。根据主制冷系统的运行需求，该接合装置可根据需要使辅助过冷却回路打开或关闭。

在运行时，当主制冷系统的负载需求，例如相对高时，辅助过冷却回路的优点通常更加显著。当主制冷系统的负载需求相对低时，通常可关断辅助过冷却回路。但是，注意到在一些实施例中，不管主制冷系统的负载需求如何，辅助过冷却回路都可设置为接通。

图5A和5B展示了一种方法，该方法根据主制冷系统（例如图2中的主制冷系统230）的负载需求，帮助确定是否接通或关断TRS（例如图2中的TRS200）中的辅助过冷却回路（例如图2中的辅助过冷却回路220）。可以通过TRS控制器（未示出）控制接合装置（例如图4A至4C中的接合装置446a、446b和446c）实施方法500。

在510，方法500引导控制器确定用于主制冷系统的负载需求是否是相对高的。在一些实施例中，这可以通过，例如获得原动机（例如图4A至4C中的原动机440a、440b和440c）的运行速度来确定。在一些实施例中，原动机可设置为具有低运行速度和高运行速度。当原动机在低运行速度下运行时，可确定用于主制冷系统的负载需求是相对低的（例如当箱温度（box temperature）低于4℃时）。当原动机在高运行速度下运行时，可确定用于主制冷系统的负载需求是相对高的。因此，通过获得原动机的运行速度，可确定用于主制冷系统的负载需求。

当用于主制冷系统的负载需求相对低时，这可导致原动机在低运行速度下运行，控制器进行至520。在520，辅助过冷却回路关断或保持关断。

控制器然后返回至510，以使控制器确定用于主制冷系统的负载需求是否是相对高的。如果在510确定用于主制冷系统的负载需求为相对高的，那么允许接通辅助过冷却回路。然后控制器进行至530，以确定原动机是否具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率。

注意到用于主制冷系统的负载需求可以通过其他方式确定，例如通过确定集装箱的内部空间的温度设定点与环境温度之间的差别。当需要在集装箱的内部空间中进行深度冷冻（例如低于-20℃）时，主制冷的负载也可以是相对高的。在一些实施例中，例如，当环境温度高于80℃时，或者箱温度高于30℃时，主制冷系统的负载也可以是相对高的。

在530，控制器确定原动机是否具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率。如果原动机没有可用于驱动辅助过冷却回路的功率，控制器进行至520，以防止辅助过冷却回路接通或保持辅助过冷却回路关断。如果原动机确实具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率，控制器进行至530，以接通辅助过冷却回路，或者保持辅助过冷却回路接通。

在530，例如可以通过确定主制冷系统的功率需求，来确定原动机是否具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率。通常，当主制冷系统的功率需求小于最大原动机功率时，原动机通常可具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率。

图5B示例性地展示了主制冷系统的功率需求表，其可用于530，来帮助确定主制冷系统的功率需求，以及原动机是否具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率。

参考图5B，“T”轴表示主制冷系统的蒸发器（例如图2中的蒸发器238）的回流空气的温度。回流空气温度通常与集装箱的内部空间的温度对应。“P”轴表示主制冷系统所需要的原动机功率占最大原动机功率的百分比。

线560表示当环境温度为特定温度：T_amb（例如约30℃）时，主制冷系统的功率需求表的一个示例。线560表示对应不同回流空气温度的主制冷系统的功率需求。当回流空气温度在T1时（例如，T1约为集装箱的内部空间的温度设定点），主制冷系统停止，主制冷系统的功率需求约为最大原动机功率的0%。如图5B所示，当回流空气温度上升超过T1时，主制冷系统开始工作。通常，回流空气温度从T1上升的越多，主制冷系统的功率需求也越高。在温度T2，主制冷系统的功率需求达到最大原动机功率的约100%。当回流空气温度高于T2时，主制冷系统的功率需求保持在最大原动机功率的约100%处。

通常，辅助过冷却回路具有比主制冷系统小的功率需求。例如，在一个实施例中，辅助过冷却回路的功率需求约为3-4马力（HP），而最大原动机功率约为34HP。当主制冷系统的功率需求小于100%时，原动机可能具有足够的动力同时驱动主制冷系统和辅助过冷却回路，这使得辅助过冷却回路被接通。

由于图5B展示了主制冷系统的一个示例性的功率需求表，因此可用于确定原动机是否具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率。在图5B中，当回流空气温度小于T2时，允许打开辅助过冷却回路，因为主制冷系统的功率需求小于最大原动机动率，这表明原动机可具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率。如果回流空气温度大于T2，原动机通常达到最大原动机功率，通常没有足够的功率来驱动辅助过冷却回路。因此，通常要防止辅助过冷却回路打开。通过获得回流空气温度，及使用如图5B所示的功率需求表，方法500可指导控制器预测和/或确定运行过程中主制冷系统的功率需求。因此，方法500可帮助控制器确定原动机是否具有足够的功率，以在运行过程中驱动辅助过冷却回路。

如果原动机具有足够的功率，控制器进行至540，以接通辅助过冷却回路或者保持辅助过冷却回路在接通状态。如果原动机没有足够的功率，控制器进行至520，以关断辅助过冷却回路或使辅助过冷却回路保持关断。

应该理解的是，可以使用其他方法来确定原动机是否具有足够的功率来驱动辅助过冷却回路。例如，在电控发动机中，发动机控制单元（ECU）可设置为提供可用功率相关的信息，以确定发动机是否具有足够的功率来驱动辅助过冷却回路。在机械驱动（下垂控制droop controlled）发动机中，发动机速度的改变可用于确定发动机是否具有足够的功率来驱动辅助过冷却回路。在电驱动系统中，由电动机汲取的电流可用于确定该电动机是否具有足够的功率来驱动辅助过冷却回路。也能够使用TRS吸入管路和TRS排放管路之间的压差来确定压缩机的功率，从而确定原动机是否可具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率。

参考图5A，随后控制器返回至510，以确定主制冷系统的主负载需求是否相对高。

控制器还可以选择性地包括确定在550处运行辅助过冷却回路是否安全。如果在550处运行辅助过冷却回路是安全的，那么允许接通或保持接通辅助过冷却回路。相反，如果在550处运行辅助过冷却回路不安全，那么防止接通辅助过冷却回路，或使其关断。

主制冷系统和/或辅助过冷却回路的运行参数可用于确定接通辅助过冷却回路是否安全。例如，使用辅助过冷却回路过冷却主制冷系统内的制冷剂是否将会损坏主制冷系统和/或辅助过冷却回路是在550处的安全关注点。例如，在550处，方法可设置为确定主制冷系统内的制冷剂压力是否高于安全运行需求。如果制冷剂压力高于安全运行需求，这表明不能安全运行辅助过冷却回路，那么辅助过冷却回路可设置为关断或保持关断。如果制冷剂压力小于安全运行需求，这表明能够安全运行辅助过冷却回路，那么辅助过冷却回路可以接通或保持接通。

主制冷系统和/或辅助过冷却回路的其他运行参数也可以用于550处，以确定是否能安全地接通辅助过冷却回路。该运行参数，例如可以包括发动机过热温度阈值、用于发动机运行的低发动机转速阈值、发射阈值、和/或发动机过载阈值。通常，如果方法500确定运行参数超过阈值，这可表明发动机在不安全的状态下运行，那么辅助过冷却回路可设置为关断或保持关断。

方法500 可帮助控制器确定是否接通制冷系统中，例如TRS中的辅助过冷却回路。但是应该理解的是，与方法500不同的方法也可以设置为帮助控制器确定何时使用辅助过冷却回路。确定是否使用TRS中的辅助过冷却回路的一般原则为，当主制冷系统需求相对高、原动机具有可用于驱动辅助过冷却回路的功率、且可安全地运行辅助过冷却回路使，可接通辅助过冷却回路。

对比实施例

将没有配备辅助过冷却回路的第一TRS与本文中描述的配备有辅助过冷却回路的第二TRS进行比较。辅助过冷却回路连接至第二TRS的原动机。第一TRS的原动机具有大约与第二TRS的原动机相同的最大功率。在一个实验中，进入第二TRS的蒸发器的制冷剂的温度比进入第一TRS的蒸发器的制冷剂的温度低约25°C。在另一个实验中，当第一和第二TRS在最大原动机功率下运行时，第二TRS的最大容量比第一TRS的大约高15%。

方面

注意到，以下方面1-4中任一项可与方面5-22中的任一项结合。方面5-19中的任一项可与方面20-22中的任一项结合。

方面1

一种用于运输制冷系统的辅助过冷却回路，包括：

压缩机；

膨胀装置；和

其中所述辅助制冷回路设置为连接至所述运输制冷系统的主制冷系统，从而通过所述膨胀装置膨胀的制冷剂设置为在所述主制冷系统中的制冷剂被主膨胀装置膨胀之前，降低所述主制冷系统中的制冷剂的温度；和

所述辅助过冷却回路的所述压缩机连接至所述运输制冷系统的原动机。

方面2

根据方面1所述的辅助过冷却回路，还包括辅助冷凝器。

方面3

根据方面1-2中任一项所述的辅助过冷却回路还包括辅助热交换器，其中所述辅助热交换器设置为使通过膨胀装置膨胀的制冷剂可与主制冷系统中的制冷剂进行热交换。

方面4

根据方面1-3中任一项所述的辅助过冷却回路还包括闪蒸罐，其中该闪蒸罐设置为使得通过所述膨胀装置膨胀的制冷剂可与主制冷系统中的制冷剂进行热交换。

方面5

一种运输制冷系统，包括：

主制冷系统，该主制冷系统包括：

主压缩机；和

主膨胀装置；

辅助过冷却回路，该辅助过冷却回路包括：

辅助压缩机；和

辅助膨胀装置；和

原动机；

其中所述原动机设置为驱动所述主压缩机和所述辅助压缩机。

方面6

根据方面5所述的运输制冷系统，其中所述辅助过冷却回路连接至所述主制冷系统，从而通过所述辅助膨胀装置膨胀的制冷剂设置为在所述主制冷系统中的制冷剂被主膨胀装置膨胀之前，降低所述主制冷系统中的制冷剂的温度。

方面7

根据方面5-6中任一项所述的运输制冷系统，其中所述辅助过冷却回路和所述主制冷系统通过热交换器相连接。

方面8

根据方面5-7中任一项所述的运输制冷系统，其中所述辅助过冷却回路和所述主制冷系统通过闪蒸罐相连接。

方面9

根据方面5-8中任一项所述的运输制冷系统，所述原动机通过接合装置连接至所述辅助压缩机，所述接合装置设置为具有接合状态和脱离状态，

当所述接合装置处于所述接合状态时，所述辅助压缩机由所述原动机驱动，当所述接合装置处于脱离状态时，所述辅助压缩机与所述原动机脱离。

方面10

根据方面5-9中任一项所述的运输制冷系统，其中所述接合装置为离合器部件。

方面11

根据方面5-10中任一项所述的运输制冷系统，其中所述辅助过冷却回路中的制冷剂与主制冷系统是分开的。

方面12

根据方面5-11中任一项所述的运输制冷系统，其中所述辅助过冷却制冷回路连接至所述主膨胀装置上游的、所述主制冷系统的制冷管路。

方面13

一种用于控制方面5-12中任一项所述的运输制冷系统的方法，其中所述原动机具有高速运行模式和低速运行模式。

方面14

根据方面13所述的方法，还包括：当所述原动机处于高速运行模式时，允许接通所述辅助过冷却回路。

方面15

根据方面13-14中任一项所述的方法，还包括：当所述原动机处于低速运行模式时，防止接通所述辅助过冷却回路。

方面16

根据方面13-15中任一项所述的方法，还包括：

确定所述原动机是否具有可用于驱动所述辅助过冷却回路的功率；

当所述原动机具有可用于驱动所述辅助过冷却回路的功率时，接通所述辅助过冷却回路；和

当所述原动机没有可用于驱动所述辅助过冷却回路的功率时，关断所述辅助过冷却回路。

方面17

根据方面5-16中任一项所述的运输制冷系统，其中所述主制冷系统和所述辅助过冷却回路都设置为将制冷剂导入主冷凝器。

方面18

根据方面5-17中任一项所述的运输制冷系统，还包括连接至所述原动机的交流发电机；其中所述接合装置设置为连接至所述交流发电机。

方面19

根据方面5-18中任一项所述的运输制冷系统，还包括连接至所述原动机的发电机；其中所述接合装置设置为连接至所述发电机。

方面20

一种用于对运输制冷系统的主制冷系统中的制冷剂进行过冷却的方法，所述方法包括：

将原动机的一部分功率导入第一制冷系统，以降低第一制冷回路中的第一制冷剂的温度；和

利用所述第一制冷剂降低第二制冷回路中的第二制冷剂的温度，其中所述第二制冷回路由所述原动机的另一部分功率驱动。

方面21

根据方面20所述的方法，还包括：

确定所述原动机是否具有可用于驱动所述第一制冷系统的功率；和

当所述原动机具有可用于驱动所述第一制冷系统的功率时，将所述原动机的一部分功率导入所述第一制冷系统。

方面22

根据方面20-21中任一项所述的方法，还包括：

确定所述原动机是否具有可用于驱动所述第一制冷系统的功率；和

当所述原动机没有可用于驱动所述第一制冷系统的功率时，防止所述原动机的一部分功率被导入所述第一制冷系统。

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 (20)

1.一种用于运输制冷系统的辅助过冷却回路，包括：

辅助压缩机；

辅助膨胀装置；和

其中，所述辅助过冷却回路设置为连接至所述运输制冷系统的主制冷系统，从而通过所述辅助膨胀装置膨胀的制冷剂设置为在所述主制冷系统中的制冷剂被主膨胀装置膨胀之前，降低所述主制冷系统中的制冷剂的温度；和

所述辅助过冷却回路的所述辅助压缩机连接至所述运输制冷系统的原动机，

所述辅助过冷却回路与所述主制冷系统流体分离。

2.根据权利要求1所述的辅助过冷却回路，其特征在于，还包括辅助冷凝器。

3.一种运输制冷系统，包括：

主制冷系统，该主制冷系统包括：

主压缩机；和

主膨胀装置；

辅助过冷却回路，该辅助过冷却回路包括：

辅助压缩机；和

辅助膨胀装置；和

原动机；

其特征在于，所述原动机设置为驱动所述主压缩机和所述辅助压缩机，

所述辅助过冷却回路与所述主制冷系统流体分离。

4.根据权利要求3所述的运输制冷系统，其特征在于，所述辅助过冷却回路连接至所述主制冷系统，从而通过所述辅助膨胀装置膨胀的制冷剂设置为在所述主制冷系统中的制冷剂被主膨胀装置膨胀之前，降低所述主制冷系统中的制冷剂的温度。

5.根据权利要求3所述的运输制冷系统，其特征在于，所述辅助过冷却回路和所述主制冷系统通过热交换器相连接。

6.根据权利要求3所述的运输制冷系统，其特征在于，所述原动机通过接合装置连接至所述辅助压缩机，所述接合装置设置为具有接合状态和脱离状态，

当所述接合装置处于所述接合状态时，所述辅助压缩机由所述原动机驱动，当所述接合装置处于脱离状态时，所述辅助压缩机与所述原动机脱离。

7.根据权利要求6所述的运输制冷系统，其特征在于，所述接合装置为离合器部件。

8.根据权利要求3所述的运输制冷系统，其特征在于，所述辅助过冷却回路中的制冷剂与主制冷系统是分开的。

9.根据权利要求3所述的运输制冷系统，其特征在于，所述辅助过冷却制冷回路连接至所述主制冷系统的制冷管路，所述主制冷系统位于所述主膨胀装置的上游。

10.根据权利要求3所述的运输制冷系统，其特征在于，所述主制冷系统和所述辅助过冷却回路都设置为将制冷剂导入主冷凝器。

11.根据权利要求6所述的运输制冷系统，其特征在于，还包括连接至所述原动机的交流发电机；

其中所述接合装置设置为连接至所述交流发电机。

12.根据权利要求6所述的运输制冷系统，其特征在于，还包括连接至所述原动机的发电机；其中所述接合装置设置为连接至所述发电机。

13.根据权利要求3所述的运输制冷系统，其特征在于，所述辅助过冷却回路具有比所述主制冷系统的制冷容量相对较小的制冷容量。

14.一种用于控制权利要求9所述的运输制冷系统的方法，其特征在于，所述原动机具有高速运行模式和低速运行模式。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述原动机处于高速运行模式时，允许接通所述辅助过冷却回路。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述原动机处于低速运行模式时，防止接通所述辅助过冷却回路。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述原动机是否具有可用于驱动所述辅助过冷却回路的功率；

当所述原动机具有可用于驱动所述辅助过冷却回路的功率时，接通所述辅助过冷却回路；和

当所述原动机没有可用于驱动所述辅助过冷却回路的功率时，关断所述辅助过冷却回路。

18.一种用于对运输制冷系统的主制冷系统中的制冷剂进行过冷却的方法，所述方法包括：将原动机的一部分功率导入第一制冷系统，以降低第一制冷回路中的第一制冷剂的温度；和利用所述第一制冷剂降低第二制冷回路中的第二制冷剂的温度，其特征在于，所述第二制冷回路由所述原动机的另一部分功率驱动，

所述辅助过冷却回路与所述主制冷系统流体分离。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述原动机是否具有可用于驱动所述第一制冷系统的功率；和

当所述原动机具有可用于驱动所述第一制冷系统的功率时，将所述原动机的一部分功率导入所述第一制冷系统。

20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述原动机是否具有可用于驱动所述第一制冷系统的功率；和

当所述原动机没有可用于驱动所述第一制冷系统的功率时，防止所述原动机的一部分功率被导入所述第一制冷系统。