CN110023138A - 货物运输加热系统 - Google Patents

Abstract

货物运输加热系统用于包括货物围护外壳和具有冷却剂入口和冷却剂出口的燃烧发动机的卡车。货物运输加热系统包括换热器、冷却剂泵和具有低毒性的燃烧发动机冷却剂。换热器设置在货物围护外壳中并与第一冷却剂入口流体连通。冷却剂泵与冷却剂出口和换热器流体连通，并通过第一冷却剂入口、冷却剂出口和换热器泵送燃烧发动机冷却剂。

Description

货物运输加热系统

背景技术

本公开涉及货物运输加热系统，且更具体地涉及利用来自用于车辆推进的燃烧发动机的发动机冷却剂的货物运输加热系统。

在传统上，用于加热在一般经由卡车或牵引车运输的货物围护外壳中的周围空气的货物运输加热系统可利用从运行的燃烧发动机耗散的热量来加热周围空气。在一个示例中，热量可从发动机传递并通过流动的发动机冷却剂到达远程换热器。冷却剂的流动由联接到发动机的机械泵产生。不幸的是，泵速度以及因此的流量依赖于发动机操作速度。这种依赖性使将周围空气和发动机都保持在最佳温度下变得很难。

发明内容

根据本公开的一个非限制性实施方案的货物运输加热系统是用于包括货物围护外壳和具有第一冷却剂入口和冷却剂出口的燃烧发动机的卡车。货物运输加热系统包括：设置在货物围护外壳中并与第一冷却剂流体连通的换热器；与冷却剂出口和换热器流体连通的冷却剂泵；以及具有低毒性的燃烧发动机冷却剂，其中冷却剂泵通过第一冷却剂入口、冷却剂出口和换热器泵送燃烧发动机冷却剂。

除了前述实施方案以外，燃烧发动机是丙二醇。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输加热系统包括用于加热流到燃烧发动机内的冷却剂的发动机冷却剂加热器。

作为替代或补充，在前述实施方案中，发动机冷却剂加热器设置在冷却剂泵和燃烧发动机的第二冷却剂入口之间并与冷却剂泵和燃烧发动机的第二冷却剂入口流体连通。

作为替代或补充，在前述实施方案中，发动机冷却剂加热器是电动发动机冷却剂加热器。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输加热系统包括设置在冷却剂泵和换热器之间并与冷却剂泵和换热器流体连通的流量控制阀。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输加热系统包括设置在冷却剂泵和换热器之间并与冷却剂泵和换热器流体连通的流量控制阀。

作为替代或补充，在前述实施方案中，冷却剂泵是可变速度电动冷却剂泵。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输加热系统包括用于推进空气越过换热器的电风扇。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输加热系统包括用于将电能提供到发动机冷却剂加热器的电池。

作为替代或补充，在前述实施方案中，电池被构造和布置成由燃烧发动机的交流发电机电气地充电。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输加热系统包括配置成当燃烧发动机不运行时将电能提供到发动机冷却剂加热器的岸电逆变器。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输加热系统包括：控制器；设置在货物围护外壳中的用于测量货物空气温度的货物温度传感器，其中温度传感器配置成将货物温度信号输出到控制器；以及配置成测量发动机温度并将发动机温度信号输出到控制器的发动机温度传感器，其中控制器配置成接收空气温度信号和发动机温度信号并至少部分地基于空气温度信号和发动机温度信号来将至少一个命令信号输出到流量控制阀、冷却剂泵和冷却剂加热器中的至少一个。

作为替代或补充，在前述实施方案中，冷却剂是丙二醇。

根据另一非限制性实施方案的货物运输卡车包括：用于货物的围护的货舱；用于推进的燃烧发动机，燃烧发动机包括用于使冷却剂通过燃烧发动机流动的冷却剂入口和冷却剂出口；设置在货舱中并与冷却剂入口和冷却剂出口流体连通的换热器；以及用于使冷却剂流动的可变速度电动冷却剂泵。

作为替代或补充，在前述实施方案中，冷却剂是基于丙二醇的。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输卡车包括用于加热流到燃烧发动机内的冷却剂的电动冷却剂加热器，其中电动冷却剂加热器设置在冷却剂泵和燃烧发动机的冷却剂入口之间并与冷却剂泵和燃烧发动机的冷却剂入口流体连通。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输卡车包括设置在冷却剂泵和换热器之间并与冷却剂泵和换热器流体连通的恒温阀。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输卡车包括设置在货物围护外壳中的用于驱动空气越过换热器的电风扇。

作为替代或补充，在前述实施方案中，货物运输卡车包括用于将电能提供到发动机冷却剂加热器的电池。

前述特征和元件可在各种组合中被组合而没有排他性，除非另有明确指示。鉴于下面的描述和附图，这些特征和元件以及其操作将变得明显。然而应理解，下面的描述和附图旨在本质上是示例性的而非限制性的。

附图说明

下面的描述无论如何不应被视为限制性的。参考附图，相似的元件被相似地编号：

图1是作为本公开的一个非限制性实施方案的利用货物运输加热系统的货物运输卡车的透视图；以及

图2是货物运输加热系统的示意图。

具体实施方案

参考附图作为范例而不是限制来呈现所公开的设备和方法的一个或多个实施方案的详细描述。

参考图1和图2，示出本公开的货物运输卡车20。在一个实施方案中，货物运输卡车20可以是包括牵引车22、拖车24和货物运输加热系统26的牵引车拖车系统。牵引车22可包括操作员的舱或驾驶室28和燃烧发动机42，燃烧发动机42可以是用于推进的牵引车22的动力传动系统或驱动系统的部分。在另一实施方案中，燃烧发动机42或单独的燃烧发动机可以是货物运输加热系统26的专用部分。

拖车24可联接到牵引车22并因而被拉或推进到期望目的地。拖车24可包括顶壁30、与顶壁30相对并间隔开的底壁32、彼此间隔开并相对的两个侧壁34、以及相对的前壁36和后壁38，其中前壁36最接近牵引车22。拖车24还可包括在后壁38或任何其它壁处的门(未示出)。壁30、32、34、36、38一起限定货舱40的边界。可以设想并应当理解，货物运输卡车20可以不包括拖车，且替代地可包括由底盘框架携载或支撑的货舱40，所述底盘框架也可支撑驾驶室和作为促进推进的动力传动系统的部分的燃烧发动机42。

拖车24通常被构造成将货物(未示出)储存在舱40中。牵引车22和拖车24是货物运输加热系统26的应用的一个非限制性示例，货物运输加热系统26可部分地集成到拖车24内并通常安装到前壁36。通过经由货物运输加热系统26加热舱40、通过使空气循环通过拖车24的货舱40来将货物维持在期望温度下。可以设想并应当理解，货物运输加热系统26可应用于任何运输容器且不一定是在卡车或牵引车拖车系统中使用的那些容器。此外，运输容器可被构造和布置成可从拖车24的框架和车轮(未示出)移除，以用于替代的运送手段(例如航海、铁路、飞行以及其它等等)。在这样的应用中，燃烧发动机42可以是货物运输加热系统26的专用部分且通常由运输容器携载。在燃烧发动机42是车辆动力传动系统的部分的实施方案中，当运输容器远离牵引车时，供热的替代手段可以是可用的。

参考图2，货物运输加热系统26可包括发动机冷却剂加热器44、冷却剂泵46、流量控制阀48、换热器50和风扇60。货物运输加热系统26还可包括多个导管或通道以使发动机冷却剂在部件之间流动。第一回流导管62可在加热器44和由燃烧发动机42携载的第一冷却剂入口64之间延伸并与加热器44和第一冷却剂入口64流体连通。供应导管66可在泵46和由燃烧发动机42携载的冷却剂出口68之间延伸并与泵46和冷却剂出口68流体连通。加热器供应导管70可在泵46和加热器44的入口侧之间延伸并与泵46和加热器44的入口侧流体连通。阀供应导管72可在泵46的出口和阀48的入口之间延伸并与泵46的出口和阀48的入口流体连通。换热器供应导管74可在阀48的出口和换热器50的入口之间延伸并与阀48的出口和换热器50的入口流体连通。发动机供应导管76可在换热器50的出口和由燃烧发动机42携载的第二冷却剂入口78之间延伸并与换热器50的出口和第二冷却剂入口78流体连通。

货物运输加热系统26的换热器50和风扇60可通常位于货舱40中。在卡车20的一些应用中，加热器44、泵46和阀48可通常位于燃烧发动机42附近。例如且在燃烧发动机42是车辆动力传动系统的部分的实施方案中，加热器44、泵46和阀48可位于卡车20的驾驶室的发动机舱中。在牵引车拖车系统20的示例中，如果燃烧发动机是车辆动力传动系统的部分，换热器50和风扇60可由拖车24携载，并且加热器44、泵46和阀48可由牵引车22携载。导管74、76则可在牵引车22和拖车24之间延伸。为了便于牵引车22从拖车24拆卸，导管74、76也可以是可拆卸的(例如快速断开)。

在又一实施方案中，货物运输加热系统26可以是由牵引车拖车系统20的拖车24的前向部分安装和/或支撑的运输制冷单元的部分。在这个示例中，燃烧发动机42可以是用于给运输制冷单元的各种部件提供动力的运输制冷单元的专用部分。例如，发动机42可驱动发电机，其当运输制冷单元在制冷模式中时向压缩机、风扇和其它制冷部件提供电力并当在加热模式中时至少部分地经由循环加热系统提供热量。

货物运输加热系统26的加热器44可以是电加热器，冷却剂泵46可以是电动可变速度冷却剂泵，且流量控制阀48可以是恒温阀或电子可变阀。卡车20还可包括由燃烧发动机42驱动的电动交流发电机80(即发电机)和由交流发电机80电气地充电的电池82。电池82可提供电力以运行至少货物运输加热系统26的加热器44、冷却剂泵46和控制器84。控制器84可配置成通常控制冷却剂在燃烧发动机42和换热器50之间的流动。

货物运输加热系统26还可包括用于测量并监测货舱40中的空气温度的温度传感器86和用于测量燃烧发动机42的温度的温度传感器88。温度传感器86、88配置成通过可以是有线或无线的路径将相应的温度信号(见箭头90、92)发送到控制器84。

在操作中，冷却剂经由冷却剂泵46从燃烧发动机42抽出并通过导管66。冷却剂泵46可基于由控制器84的处理器(例如具有计算机可读和可写存储介质的微处理器)处理的温度信号90、92从控制器84接收命令信号和/或电力(见箭头94)。例如，如果燃烧发动机42正运行且货舱40如由温度传感器86指示的需要更多的热量，则控制器84可增加冷却剂泵46的运行速度。

流量控制阀48可以是被构造和设置成例如控制在泵46的出口处的导管70、72之间的流量之比的一种类型的自我调节恒温阀。阀48可适合于在增加在泵46的出口处的冷却剂温度或增加导管72中的冷却剂温度的情况下打开。当冷却剂温度增加时，较大量的冷却剂流经导管74并进入换热器50内以用于加热货物围护外壳40。在加热的冷却剂流经换热器50的情况下，风扇60可从控制器84接收命令信号和/或电力(见箭头96)以使空气循环通过换热器50，从而加热舱40。可以设想并应当理解，可应用其它系统配置和导管布置。例如，阀48可以是基于任何数量的温度传感器信号由控制器84直接操作和控制的自我调节混合阀或流量控制阀。

在冷启动条件期间，燃烧发动机42可以是冷的(即，低于最佳运行温度)，阀48可关闭且货舱40可通过替代的手段被加热，如果必要。当启动发动机42时，加热器44可首先至少部分地基于发动机温度信号88从控制器84接收命令信号和/或电力(见箭头98)。电动泵46可在由控制器84控制的速度下运行，且冷却剂将通过导管66、通过泵46、通过导管70、通过初始化加热器44、通过导管62流动并回到发动机42内作为预加热的冷却剂。在阀48关闭的情况下，很少到没有冷却剂流经导管74、76和换热器50。当燃烧发动机42在最佳温度处或附近操作时，控制器可使电加热器44断电。在冷天气条件期间和在运行的燃烧发动机和货舱40都请求额外的热量的情况下，控制器84可重新初始化电加热器44作为补充热源，且可进一步增加泵46的速度。

在一个实施方案中，货物可以是食物产品，且冷却剂可以是丙二醇或可具有一定热传递系数的其它无毒冷却剂，该热传递系数小于更加传统的发动机冷却剂诸如丙二醇的热传递系数。在本实施方案中，可变速度电动冷却剂泵46可通常用通常固定到发动机速度的流速代替更加传统的机械泵。可变速度电动冷却剂泵46便于冷却剂流量调节，其优化在最佳发动机操作所需的热量和最佳货物热量之间的平衡。

加热器44、泵46和风扇60可在大约十二(12)伏特下由直流源供电。当发动机不运行且电力从电池82不可得到时，系统26可配置成连接到具有逆变器的岸电源100。当被连接时，控制器84可初始化加热器44并从而加热货物围护外壳40。

在另一实施方案中，货物运输卡车20可包括运输制冷单元102(见图1)，如一般在本领域中已知的。在这个实施方案中，货物运输加热系统26的换热器50可从运输制冷单元102的蒸发器(未示出)向内被定位，且风扇60可以是蒸发器风扇。使用这个配置，货物运输加热系统26可通常提供双重目的。第一个目的是如前所述加热货物围护外壳，以及第二个目的可以是将运输制冷单元102的蒸发器除霜。

虽然参考一个或多个示例性实施方案描述了本公开，但本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以做出各种变化并且等同物可代替其元件。此外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可做出很多修改以使特定的情况或材料适应于本公开的教导。因此，意图是本公开不限于被公开为对实施这个本公开设想的最佳模式的特定实施方案，而是本公开将包括落在权利要求的范围内的所有实施方案。

Claims (20)

1.一种用于包括货物围护外壳和具有第一冷却剂入口和冷却剂出口的燃烧发动机的卡车的货物运输加热系统，所述货物运输加热系统包括：

换热器，其设置在所述货物围护外壳中并与第一冷却剂流体连通；

冷却剂泵，其与所述冷却剂出口和所述换热器流体连通；以及

燃烧发动机冷却剂，其具有低毒性，其中所述冷却剂泵通过所述第一冷却剂入口、所述冷却剂出口和所述换热器泵送所述燃烧发动机冷却剂。

2.如权利要求1所述的货物运输加热系统，其中所述燃烧发动机冷却剂是丙二醇。

3.如权利要求1所述的货物运输加热系统，其还包括：

发动机冷却剂加热器，其用于加热流到所述燃烧发动机内的所述冷却剂。

4.如权利要求3所述的货物运输加热系统，其中所述发动机冷却剂加热器设置在所述冷却剂泵和所述燃烧发动机的第二冷却剂入口之间并与所述冷却剂泵和所述燃烧发动机的所述第二冷却剂入口流体连通。

5.如权利要求3所述的货物运输加热系统，其中所述发动机冷却剂加热器是电动发动机冷却剂加热器。

6.如权利要求1所述的货物运输加热系统，其还包括：

流量控制阀，其设置在所述冷却剂泵和所述换热器之间并与所述冷却剂泵和所述换热器流体连通。

7.如权利要求5所述的货物运输加热系统，其还包括：

流量控制阀，其设置在所述冷却剂泵和所述换热器之间并与所述冷却剂泵和所述换热器流体连通。

8.如权利要求7所述的货物运输加热系统，其中所述冷却剂泵是可变速度电动冷却剂泵。

9.如权利要求1所述的货物运输加热系统，其还包括：

电风扇，其用于推进空气越过所述换热器。

10.如权利要求5所述的货物运输加热系统，其还包括：

电池，其用于将电能提供到所述发动机冷却剂加热器。

11.如权利要求10所述的货物运输加热系统，其中所述电池被构造和布置成由所述燃烧发动机的交流发电机电气地充电。

12.如权利要求11所述的货物运输加热系统，其还包括：

岸电逆变器，其配置成当所述燃烧发动机不运行时将电能提供到所述发动机冷却剂加热器。

13.如权利要求11所述的货物运输加热系统，其还包括：

控制器；

货物温度传感器，其设置在所述货物围护外壳中用于测量货物空气温度，其中所述温度传感器配置成将货物温度信号输出到所述控制器；以及

发动机温度传感器，其配置成测量发动机温度并将发动机温度信号输出到所述控制器，其中所述控制器配置成接收空气温度信号和发动机温度信号并至少部分地基于所述空气温度信号和发动机温度信号来将至少一个命令信号输出到所述流量控制阀、所述冷却剂泵和所述冷却剂加热器中的至少一个。

14.如权利要求13所述的货物运输加热系统，其中所述冷却剂是丙二醇。

15.一种货物运输卡车，其包括：

货舱，其用于货物的围护；

燃烧发动机，其用于推进，所述燃烧发动机包括用于使冷却剂通过所述燃烧发动机流动的冷却剂入口和冷却剂出口；

换热器，其设置在所述货舱中并与所述冷却剂入口和冷却剂出口流体连通；以及

可变速度电动冷却剂泵，其用于使所述冷却剂流动。

16.如权利要求15所述的货物运输卡车，其中所述冷却剂是基于丙二醇的。

17.如权利要求16所述的货物运输卡车，其还包括：

电动冷却剂加热器，其用于加热流到所述燃烧发动机内的所述冷却剂，其中所述电动冷却剂加热器设置在所述冷却剂泵和所述燃烧发动机的冷却剂入口之间并与所述冷却剂泵和所述燃烧发动机的所述冷却剂入口流体连通。

18.如权利要求17所述的货物运输卡车，其还包括：

恒温阀，其设置在所述冷却剂泵和所述换热器之间并与所述冷却剂泵和所述换热器流体连通。

19.如权利要求18所述的货物运输卡车，其还包括：

电风扇，其设置在所述货物围护外壳中用于驱动空气越过所述换热器。

20.如权利要求19所述的货物运输卡车，其还包括：

电池，其用于将电能提供到所述发动机冷却剂加热器。