CN116438416A - 自主便携式制冷单元 - Google Patents

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CN116438416A
CN116438416A CN202180076001.2A CN202180076001A CN116438416A CN 116438416 A CN116438416 A CN 116438416A CN 202180076001 A CN202180076001 A CN 202180076001A CN 116438416 A CN116438416 A CN 116438416A
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compressor
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cooling
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W·巴尔格
C·布里奇沃特
R·福奇
M·雷亚
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Delta Development Team Ltd
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Abstract

系统、方法及装置可包含具有壳体的冷却存储系统，所述壳体具有拥有第一底壁及第一侧壁的外桶。所述外桶可包含从所述第一侧壁突出的凸缘。内桶可至少部分安置在所述外桶内，且可包含界定所述壳体中的存储隔室的第二底壁及第二侧壁。盘管可至少部分安置在所述内桶与所述外桶之间的体积中，其中相变材料围绕所述盘管安置。电子控制系统可主动及被动地冷却所述存储隔室，从而导致极其高效及精确的温度控制。

Description

自主便携式制冷单元
相关申请案的交叉参考
本申请案主张标题为“自主便携式制冷单元(Autonomous PortableRefrigeration Unit)”且于2020年11月11日申请的第63/112,525号美国临时申请案的优先权及权利，所述案的完整内容出于任何目的以引用的方式并入。
政府许可权
本发明是在美国空军部空军研究实验室(“AFRL”)授予的FA8652-19-P-W10603/06/2019的政府支持下完成的。本发明是在美国空军部空军生命周期管理中心(“AFLCMC”)授予的FA8629-20-C-5007 10/29/2019的政府支持下完成的。政府对本发明拥有特定权利。
技术领域
本公开涉及制冷系统，且更具体地说，涉及自主便携式制冷单元。
背景技术
医疗状况可能并不总是在理想的条件下出现，且当它们出现时，医院可能不可得。在野外的患者可能遭受应使用通常仅可在医院或治疗设施中获得的先进技术进行紧急治疗的状况。受伤的个体可例如，在有能力维持捐献血液的医院或其它设施中用输血来治疗。
然而，归因于温度、气候或其它环境因素，现代医学的一些技术可能在野外无法获得。血液对温度敏感。制冷系统通常在家庭、商业或工业应用中用于在可获得AC电源的地方存储血液。因此，在与电网或发电机断开的位置，血液可获得性可能受到限制。
像冰或预冷却的基本冷却技术在有限的时间内维持温度，且提供有限的温度控制。典型冷存储装置内部的温度可能受到容器外部的温度的严重影响。包含极热的环境条件可进一步限制例如绝缘冰盒的无源系统的有效性。
发明内容
本公开的系统、方法及装置可包含一或多个计算机，所述一或多个计算机经配置以凭借使在操作中导致所述系统执行特定操作或动作的软件、固件、硬件或其组合被安装在所述系统上来执行所述动作。一或多个计算机程序可经配置以凭借包含当由数据处理设备执行时导致所述设备执行动作的指令来执行特定操作。
在各种实施例中，所述系统、方法及装置可包含冷却存储系统。所述冷却存储系统可包含具有外桶的壳体，所述外桶具有第一底壁及第一侧壁。所述外桶可包含从所述第一侧壁突出的凸缘。内桶可至少部分安置在所述外桶内，且可包含界定所述壳体中的存储隔室的第二底壁及第二侧壁。所述内桶可包含从所述第二侧壁突出的第二凸缘。所述第二凸缘可啮合且抵靠所述第一凸缘密封以界定所述内桶与所述外桶之间的体积。
在各种实施例中，所述系统、方法及装置可包含电子控制系统，所述电子控制系统耦合到所述壳体且经配置以在所述存储隔室中维持预定温度。制冷系统可安置在所述壳体中，且可具有压缩机及具有从所述壳体暴露的冷却鳍片的第一散热器。所述第一散热器可与所述压缩机热连通，且具有接纳所述压缩机的轮廓。冷凝器可具有与所述压缩机的出口流体连通的入口。第二散热器可包含从所述壳体暴露的冷却鳍片。所述第二散热器可与所述冷凝器热连通，且可具有接纳所述冷凝器的轮廓。膨胀阀可具有与所述冷凝器的出口流体连通的入口。蒸发器可包含盘管。所述盘管的入口可与所述膨胀阀的出口流体连通。所述盘管的出口可与所述压缩机的入口流体连通。所述盘管可至少部分安置在所述内桶与所述外桶之间的所述体积中。相变材料可安置在所述内桶与所述外桶之间的所述体积中。所述蒸发器可至少部分浸没在所述相变材料中。
所述系统、方法及装置可包含冷却存储系统，其中所述壳体以至少每英寸35°F*ft2*h/btu的R值绝缘。响应于处于闭合位置，盖可密封所述存储隔室。所述相变材料可包含大约200j/gr的热存储容量。所述外桶可包含边缘，所述边缘界定所述盘管的所述入口及用以离开所述体积的所述盘管的所述出口的通道。所述相变材料可从所述存储隔室吸收热量且加热所述蒸发器的所述盘管。所述冷却存储系统可包含安置在所述壳体中且与所述压缩机电子连通的电池7。所述冷却存储系统可包含与所述电池及所述压缩机电子通信的电子控制系统。所述电子控制系统可经配置以在所述存储隔室中维持预定温度。用户界面可经配置以响应于所述存储隔室中的经测量温度、在所述存储隔室中测量的历史温度及所述电池中的剩余电力中的至少一者而报警。所述冷却存储系统可包含安装在所述壳体中且与所述电子控制系统及用户界面系统电子通信的通信系统。
所述系统、方法及装置可包含便携式制冷单元。所述便携式制冷单元可包含壳体。所述单元可进一步包含安置在所述壳体中且耦合到所述壳体的外桶。所述单元可包含至少部分安置在所述外桶内的内桶，其中在所述内桶与所述外桶之间界定密封体积，且其中所述内桶的内表面界定存储隔室。所述单元可包含电子控制系统，所述电子控制系统耦合到所述壳体且经配置以在所述存储隔室中维持预定温度。所述单元可包含安置在所述壳体中的制冷系统，且可包含至少部分安置在所述内桶与所述外桶之间的所述密封体积中的蒸发器盘管。所述单元可包含安置在所述内桶与所述外桶之间的所述密封体积中的相变材料，其中所述蒸发器至少部分浸没在所述相变材料中。
各种实施例可包含以下特征中的一或多者。所述便携式制冷单元可包含安置在所述壳体中及所述外桶外部的压缩机，所述压缩机与所述蒸发器流体连通。所述便携式制冷单元可经配置以将所述存储隔室冷却到预定温度，且接着允许所述压缩机响应于所述相变材料融化而空转。
在各种实施例中，一种冷却便携式制冷单元的方法可包含运行压缩机来冷却存储隔室且冻结安置在围绕所述存储隔室界定的体积中的相变材料。所述相变材料可至少部分包围安置在围绕所述存储隔室界定的所述体积中的蒸发器。所述方法可包含从安置在围绕所述存储隔室界定的所述体积中的热传感器接收所述相变材料的第一温度测量。可将所述第一温度测量与预定冷却目标温度进行比较。所述压缩机可响应于所述第一测量温度小于或等于冷却目标温度而停止。所述冷却可包含通过停止所述压缩机来融化所述相变材料。电子控制系统可响应于在所述压缩机停止时融化相变材料融化而在所述存储隔室中维持预定温度。
在各种实施例中，所述方法可包含接收所述相变材料的第二温度测量，且响应于所述第二温度测量大于或等于升温目标温度而重新启动所述压缩机。所述升温目标温度可在所述电子控制系统中被设置为等于所述相变材料的融点加上温度偏移的常数。所述温度偏移可为约0.5℃、约1℃、约2℃、约3℃或约4c中的一者。所述冷却目标温度可在所述电子控制系统中被设置为等于所述相变材料的融点减去温度偏移的常数。所述温度偏移可为约0.25℃、约0.5℃、约0.75℃或约1℃中的一者。所述方法可包含响应于在安置在所述体积中的所述蒸发器的出口处测量的过热而致动膨胀阀。
附图说明
在说明书的结论部分中特别指出且清楚地主张本公开的标的物。然而，当结合附图考虑时，通过参考详细描述及权利要求书，可最好地获得对本公开的更完整理解，其中相同数字表示相同元件。
图1说明根据各种实施例的制冷系统的示意图。
图2说明根据各种实施例的自主便携式制冷单元(“APRU”)的透视图。
图3说明根据各种实施例的APRU的分解图。
图4说明根据各种实施例的APRU的冷却组合件。
图5说明根据各种实施例的用于APRU的铰接盖的分解图。
图6说明根据各种实施例的存储容器的分解图。
图7说明根据各种实施例的APRU的冷凝器及散热器组合件。
图8说明根据各种实施例的APRU的压缩机及散热器组合件。
图9说明根据各种实施例的APRU电池及环境控制系统。
图10A说明根据各种实施例的用于控制APRU的过程的第一部分。
图10B说明根据各种实施例的用于控制APRU的过程的第二部分。
图11说明根据各种实施例的APRU中的冷凝器温度相对于环境温度的曲线图。
图12说明根据各种实施例的APRU停留时间相对于环境温度的曲线图。
图13说明根据各种实施例的使用比例积分微分(PID)控制器来控制APRU的过程。
图14说明根据各种实施例的PID增益相对于过热温度的曲线图。
图15说明根据各种实施例的PID增益相对于跨越阀的压力差的曲线图。
具体实施方式
本文的示范性实施例的详细描述参考附图，所述附图通过说明的方式展示示范性实施例。虽然足够详细地描述这些示范性实施例以使所属领域的技术人员能够实践本发明，但是可实现其它实施例，且可在不脱离本发明的精神及范围的情况下进行逻辑、化学及机械变化。因此，本文的详细描述仅出于说明目的而不是限制目的来呈现。例如，在任何方法或过程描述中列举的步骤可以任何顺序执行，且不一定限于所呈现的顺序。此外，对单数的任何引用包含多个实施例，且对多于一个组件或步骤的任何引用可包含单数实施例或步骤。此外，对附接、固定、连接或类似者的任何引用可包含永久、可移除、临时、部分、完全及/或任何其它可能的附接选项。另外，对无接触(或类似短语)的任何引用也可包含减少接触或最小接触。
本公开涉及便携式制冷系统。本公开的便携式制冷系统通常可在极端条件下在长时段内冷却存储隔室。这种系统可在不与电网或发电机电连接的情况下操作以冷却例如，举例来说血液的内容物。
如本文使用，相变材料(“PCM”)是指用于在各种操作模式期间吸收或耗散热能以改进冷却系统的效率或容量的材料。PCM的存储温度及容量可取决于所选材料的特性。可在低于最大操作温度的温度下存储PCM散热器。
在各种实施例中，本文描述的系统及方法可对自动便携式制冷单元(“APRU”)中的至少一个冷存储隔室提供扩展的精确温度控制。当内部制冷系统无法使用来自电网或发电机的电力操作时，系统可控制温度。因此，本文描述的制冷系统可在温度敏感材料需要环境控制的情况下操作。本公开的制冷系统可为便携式的及电池供电的。
在各种实施例中，本文描述的装置可在军事或现场急救员应用通常所附带的敌对条件下提供对温控血液的获取。这些环境可包含标准AC电源可能无法获得的边远军事行动。
在各种实施例中，本公开的APRU可包含具有低重量及小排量的壳体。本公开的APRU可进一步从内部电池操作，所述内部电池倾向于具有适合于运行在存储隔室中维持温度设置点的蒸汽压缩系统的最小容量及大小。
在各种实施例中，本公开的APRU可适合于在潮湿及多尘条件下的户外使用。本公开的APRU还可倾向于承受冲击、振动及快速海拔变化。本公开的APRU可进一步通过递送补充加热以维持温度设置点而在小于预定存储温度的环境温度下操作。本文描述的冷存储系统也可为抗电磁干扰(EMI)的。
本文描述的冷存储系统可经配置以在每个面、边缘及边角上经受住48英寸的跌落，达总共至少26次跌落。冷存储系统可经配置以经受住热环境(热变形温度(@1.82MPa)，大于100℃)。冷存储系统可经配置以经受住寒冷天气的冲击(艾氏(Izod)冲击、大于40kj/m2的缺口-30℃冲击、>50Mpa的屈服强度或ASTM D746)。
在各种实施例中且参考图1，制冷系统99可为蒸汽压缩系统。制冷系统99可包括与蒸发器506流体连通的压缩机300，所述蒸发器506包括横向、缠绕或之字形盘管。制冷系统99可包括用于接收适用于压缩机或阀的开/关/速度命令的系统控制器。
在各种实施例中，电子控制系统240(ECS)可与压缩机300及蒸发器506电子通信。制冷系统99可包含至少一个冷凝器210，所述冷凝器210包括与压缩机300的出口流体连通的横向、缠绕、之字形或其它形状的导管(本文也被称为盘管)。系统99可包含膨胀阀350，所述膨胀阀350与冷凝器210流体连通，且在膨胀阀350出口处可操作地耦合到蒸发器506入口。冷凝器210可通过排放管线从压缩机300接收处于蒸汽状态的加压制冷剂。
在各种实施例中，冷凝器210的盘管中的制冷剂可使用例如水、空气(风扇)或带走热量的其它耗散系统的冷却介质来冷却。制冷剂可在冷凝器210中冷凝，以降低的温度及压力进入膨胀阀350。膨胀阀350可将液态制冷剂节流到较低压力，且调节穿过系统的制冷剂的流量。
在各种实施例中，膨胀过程可降低进入蒸发器506的制冷剂的温度及压力。蒸发器506可使制冷剂与被冷却的物体或区域进行热传递。就此而言，蒸发器506及冷凝器210可包括热交换器。处于降低压力的蒸发器506中的制冷剂可从目标介质吸收热量，这使制冷剂蒸发。制冷剂蒸汽可从蒸发器506被吸入压缩机300中且被压缩。传感器可被放置遍及制冷系统，且可与电子控制系统通信，如下文更详细描述。
在各种实施例中且参考图2，APRU 101可被围封在便携式、坚固或密封壳体100中。APRU 101的重量可小于35lb(16Kg)。APRU系统可自主地操作以在存储隔室内维持温度设置点。温度设置点可反映存储隔室中维持的温度。APRU可倾向于响应于设置点而维持紧密的温度范围。例如，设置点可在存储隔室中维持4℃到5℃的温度。在这样的操作期间，冷存储温度调节及用户通信可使用微处理器及存储器子组合件来执行。微处理器及存储器子组合件可管理APRU系统健康数据及存储隔室温度历史的传输，作为存储隔室内容物活性的度量。
在各种实施例中，APRU可在大约-25°F到120°F(-32℃到50℃)的环境温度下操作。APRU可响应于可通过电连接获得电力而对电池充电。
在各种实施例中，壳体100可为APRU壳体。壳体100可包含壳体底部107、侧105、顶部106。壳体底部107可用作用于安装内部件且呈现用户界面的主要支撑结构。壳体100可容纳散热器110及散热器120。冷凝器散热器110及散热器120可集成到壳体的侧中。壳体100中的热交换器可被密封且固定到壳体100。热交换器可构造、存储或耗散热量，且可与冷凝器210及压缩机300流体连通。
在各种实施例中，壳体100可包含用于携带APRU的手柄190。一或多个侧105可包含用户界面面板，所述用户界面面板包含具有电池指示器及系统输入/输出电连接器的用户界面160。壳体100的顶部106可包含集成盖组合件140及铰链130。壳体100可容纳存储外壳220，所述存储外壳220包含存储隔室150。冷存储隔室150可容纳温度敏感内容物以进行制冷。
参考图3，根据各种实施例，在分解图中展示APRU 101。APRU 101可包含壳体100内的各种子系统及组件。存储外壳220可包括绝缘面板230、盖组合件290及盖密封件280以围封存储隔室150的内部空间。存储隔室150可在预定温度(也被称为设置点)下存储温度敏感内容物。
在各种实施例中，APRU 101可包含电源及ECS 240，其包括电池外壳及安装结构250、电池260及用于供电及控制APRU 101的用户界面160。用户界面160可显示APRU系统健康及冷存储内容物温度历史。
参考图4，根据各种实施例，展示APRU 101的冷却系统。冷凝器散热器110及散热器120可集成到壳体100(图1B)的壁中，所述壁界定侧105(图1B)。压缩机300、膨胀阀350、压力传感器及互连管线可彼此流体连通，且邻近存储外壳220安置。APRU 101可将压缩机及冷凝器盘管连同电源及ECS 240以及存储外壳220一起容纳在壳体100(图2)内。
在各种实施例中且参考图5，展示APRU 101的盖组合件290。盖组合件290可包括盖密封件280、紧固件404、内盖403、盖绝缘件402及外盖400。盖组合件290可使用穿过内盖403中的间隙孔且拧入外盖400中的紧固件404紧固在一起。盖组合件290可包含耦合到外盖400的铰链130及铰链销401。铰链可操作以打开及闭合存储外壳220。在闭合配置中，盖组合件290可倾向于将冷存储内容物与外部环境热隔离。铰链130可包含干涉闩锁系统以在闭合位置将盖组合件290保持到壳体100。
参考图6，根据各种实施例，展示APRU 101的存储外壳220。存储外壳220包括矩形或长方体形状。存储外壳220可具有适合于容纳冷却内容物的任何其它大小及形状。存储外壳220可包括双重壁配置。就此而言，存储外壳220可包含内桶500，所述内桶500通过邻近凸缘及密封件(例如，双重壁组合件)耦合到外桶503。存储外壳220可紧固在壳体100内，且可在其顶部边缘处与盖组合件290配接。存储外壳220可将温度敏感材料存储在热管理体积中，所述热管理体积倾向于与壳体100(图1B)外部的条件热隔离。
在各种实施例中，内桶500可包括底壁及一或多个侧壁，其中底壁及侧壁的内表面界定存储隔室。存储隔室可在一侧打开以移除及插入用于存储的内容物。内桶500可包括远离一或多个侧壁延伸的凸缘。凸缘可在从内桶的外表面向外的方向上从内桶500大体上垂直地延伸。
在各种实施例中，内桶500可插入外桶503中。外桶503可包括从外表面向外(例如，当插入外桶503中时远离内桶500)延伸的凸缘502。凸缘502可包含适合于与凸缘501形成密封件且将内桶500保持在外桶503内的配接及密封特征。外桶503可具有轮廓边缘，所述轮廓边缘界定开口以接纳蒸发器506的入口508及出口509。轮廓边缘可抵靠入口508及出口509密封，其中凸缘502啮合凸缘501。凸缘501及凸缘502可啮合以形成密封件。凸缘501及凸缘502可具有安置在配接表面之间的密封件。内桶500与外桶503之间的体积可被完全或部分密封以将PCM保持在体积507内。在组装或制造期间，内桶500及蒸发器506可通过由外桶503的边缘界定的开口插入。
在各种实施例中，可在内桶500的外表面与外桶503的内表面之间界定体积507。蒸发器506可安置在体积507中。PCM 512可以液体形式被引入体积507中，且可填充体积507中未被蒸发器506占据的空间。蒸发器506可安装在桶之间的体积507中。蒸发器506可悬置在体积507中以最小化或防止与内桶500及外桶503的接触。就此而言，蒸发器506的主体可不与任一桶接触。PCM 512可完全或部分填充桶壁之间未被蒸发器506或其它固体内容物占据的剩余体积507。PCM可从存储隔室150的内部吸收热能，从而倾向于冷却存储隔室150的内部。
在各种实施例中，PCM 512可响应于压缩机300操作而将热能传递到蒸发器506的盘管。PCM 512可响应于将热量传递到蒸发器506中而改变相(例如，冻结)。在从固体到液体的相变期间，可在没有电池电力的情况下从冷存储隔室吸收热量。响应于从液体到固体的相变，当APRU 101主动运行压缩机300时，热量可从PCM移除且转移到蒸发器506。蒸发器入口508、蒸发器出口509、传感器504(例如，PCM上部温度传感器)及传感器505(例如，PCM下部温度传感器)可突出到存储外壳220的内部。从存储外壳220的内部突出的组件可被密封及绝缘。
在各种实施例中，加热系统510可包括加热元件600及电连接器601。加热元件600可为柔性的或成形的电阻加热元件，其响应于通过电连接器601施加的电流而加热。加热元件可与存储外壳220的底部及/或侧热连通。加热元件600可响应于环境温度条件下降到所要内部温度以下而加热存储外壳220的内容物。
参考图7，根据各种实施例，展示冷凝器210的分解图。冷凝器210可包含全都流体连通的盘管209、入口212及出口211。散热器110可被动冷却冷凝器210。散热器110可包括用于保持盘管209且增加冷凝器210与散热器110之间的接触面积的冷凝器槽道111。响应于盘管209在冷凝器槽道111内被固定到散热器110，盘管209可与散热器110热连通。冷凝器210可将热量从蒸汽循环制冷剂传递到盘管209且传递到散热器110中。热量可通过鳍片112及经暴露表面排出到壳体100(图2)外部的空气中。散热器110可包括金属散热器、陶瓷散热器或具有良好热传导性质的其它合适材料。温度传感器213可检测散热器110或冷凝器210的温度。
现在参考图8，根据各种实施例，在分解图中展示压缩机300。压缩机300可包括入口802、出口803、安装支架801、紧固件800、散热器120及压缩机路径804。压缩机路径804可经轮廓化以接纳压缩机300且增加压缩机300与散热器120之间的表面接触。响应于压缩机300被支架801及紧固件800固定在适当位置，压缩机300可保持在路径804中。响应于压缩机300在路径804内被固定到散热器120，压缩机300可与散热器120热连通。压缩机300可将热量从压缩蒸汽循环制冷剂传递通过压缩机300并传递到散热器120中。散热器120可通过鳍片805或其它经暴露表面将热量排出到壳体100外部的空气中。散热器120可包括金属散热器、陶瓷散热器或具有良好热传导性质的其它合适材料。
参考图9，根据各种实施例，展示ECS 240的分解图。ECS 240可包含固定到电池外壳及安装结构250的微处理器及存储器子组合件905。ECS 240可从电池260汲取电力。ECS240可执行所存储的软件指令以控制APRU 101的配置及操作。ECS 240可控制制冷系统99(图2)，控制压缩机300的操作，读取及存储温度传感器数据，且在用户界面160上显示数据。ECS 240可通过电端口180或端口面板181传输或接收数据。ECS 240可响应于报警事件而触发报警903(例如，听觉或视觉报警)。报警事件的实例可包含超出预定范围的内部温度、超出操作参数的组件温度、剩余的有限电池寿命或系统故障。电池260可耦合到端口面板181。端口面板181可紧固到安装结构250，且电子耦合到微处理器及存储器子组合件。
在各种实施例中，ECS 240可包含经配置以将控制信号发送到压缩机及/或装置的其它特征的电路。ECS 240可包含具有经配置以从APRU 101的组件接收信号的电路的电子控制器。例如，能够发送信号的组件可包含压缩机、传感器或电路。ECS 240可能够通过例如
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或/>
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的信道进行无线通信。微处理器及存储器子组合件905的传输及接收电路可促进这种通信。
在各种实施例中，ECS 240可包含用于从一或多个传感器及/或功率监测器进行数据获取的电路。ECS 240可包含用于温度控制的电路，例如通过将控制信号发送到压缩机300。ECS 240可包含用于电子地进行视觉显示或听觉报警的电路。例如，报警可包含将控制信号发送到可操作地附接的显示单元902或报警器903。ECS 240可包含用于从一或多个传感器接收数据的电路、用于评估针对一或多个预定冷存储设置点值的所接收数据的电路、用于响应于满足一或多个预定设置点值的检测值而发送控制信号的电路及用于将所接收数据在外部传输到APRU的电路。ECS 240可经配置以从多个温度传感器接收数据；相对于预定最大值及/或最小值来评估所接收数据；响应于检测到的最大值及/或最小值而发送控制信号；及将包含所接收数据的信号发送到监测系统。
在各种实施例中，冷凝器散热器可为金属装置，其通过传导从冷凝器210吸收热量且将热量排出到周围环境中。PCM可作为散热器操作，其通过改变相或温度来从存储隔室吸收及释放能量。制冷系统可以与压缩机冷却容量成正比的速率将能量从PCM传递到冷凝器。当制冷系统不运行时，能量可被传递到PCM，而散热器110将热量排出到环境以冷却冷凝器210。
在各种实施例中，压缩机300的容量或大小可经选择以响应于系统启动而快速冷却APRU。因此，与在操作期间通过绝缘体传递到冷却室中的热量相比，压缩机300可具有过剩的冷却容量。通过选择性地确定压缩机容量的大小，制冷系统的运行时间可短于空转时间以节省电池电力。归因于相变，PCM可交换能量以维持恒定的温度。PCM可围绕内部存储隔室安置在APRU壳体的壁中。因此，PCM倾向于将内部存储隔室维持在预定温度。冷凝器可在没有风扇的情况下被动冷却。APRU可通过在没有风扇的情况下被动冷却制冷系统来节省电池电力。
APRU可响应于APRU绝缘体的高R值而高效地使用电池电力。壳体可以至少每英寸35、36、37、38、39或40°F*ft2*h/btu的R值绝缘。由APRU产生的热量可响应于被动冷却冷凝器而被高效地排出。APRU可包含经配置以监测内部存储温度及系统状态的电子控制系统。APRU可倾向于响应于高效制冷占空比(例如，压缩机操作)、被动冷却期间的长蓄冷(例如，压缩机不操作)及高效热传递而最小化电池消耗。
参考图10，根据各种实施例，展示由ECS 240执行以管理压缩机300(图2)的占空比的过程1000。过程1000可通过运行或停止压缩机300来控制压缩机运行时间及压缩机空转时间。空转时间也被称为系统停留时间。过程1000可不同于正在进行的操作期间的冷却循环来管理初始冷却循环。
在各种实施例中，过程1000可包括存储在APRU存储器中且由微处理器执行以控制APRU操作的指令。APRU 101可被插入电源或响应于被激活而在初始冷却时以电池电力操作。APRU 101可在启动期间将存储隔室150带到预定温度或设置点。APRU 101可在初始冷却序列之后(例如，自主地)操作替代电源，例如电池，而无需进一步用户输入。过程1000倾向于最小化电池消耗，倾向于最大化停留时间，且倾向于最大化操作持续时间，而无需进一步人类输入。压缩机占空比及停留时间可通过过程1000控制，其倾向于最小化压缩机开启时间，且倾向于最大化停留时间以进行高效操作。就此而言，过程1000可倾向于最大化APRU可针对环境条件维持预定冷存储温度的持续时间。
在各种实施例中，ECS 240可运行压缩机300(框1002)。ECS 240可检查冷凝器的温度是小于还是等于最大压缩机温度(框1004)。例如，目标冷凝器温度可为约60℃、65℃、70℃、75℃或80℃。ECS 240可使用环境温度或APRU条件的函数来计算目标冷凝器温度。简要参考图11，ECS 240可使用查找表或查找函数来查找或计算目标冷凝器温度。例如，ECS 240可使用如曲线1102中展示的查找函数来确定目标冷凝器温度。返回到图10，ECS 240可响应于经测量冷凝器温度大于(或等于)最大冷凝器温度而关闭或空转压缩机300(框1006)。最大冷凝器温度可为基于压缩机300的物理特性的预定参数。
在各种实施例中，ECS 240可检查冷凝器温度是否大于环境温度加上环境偏移(框1008)。环境温度可从APRU 101周围的空气测量。合适的环境偏移可为例如5℃、6℃、7℃、8℃、9℃、10℃，或倾向于最大化压缩机300的效率的可变环境温度的另一偏移。尽管展示整数，但环境偏移可经设置为上述实例环境偏移的+/1范围内的任何实数。ECS 240可响应于冷凝器温度大于环境偏移而继续使压缩机300空转。ECS 240可响应于冷凝器温度小于环境温度加上环境偏移而运行压缩机300。
在各种实施例中，且响应于经测量冷凝器温度小于最大冷凝器温度，ECS 240可检查经测量PCM温度是小于还是等于PCM冷却目标温度(框1010)。PCM冷却目标温度可为等于PCM的融点减去温度偏移的常数，但在各种实施例中可选择其它PCM冷却目标温度。合适的温度偏移可为例如0.25℃、0.5℃、0.75℃、1℃或1.5℃。合适的温度偏移可包含范围(0,3)内的任何实数。ECS 240可响应于PCM温度小于或等于PCM冷却目标温度而使压缩机空转(框1012)。ECS 240可在框1012中检查所要量的PCM是否已冻结。ECS 240可使用来自靠近或接触PCM的温度传感器的测量来确定所要量的PCM是否已冻结。
在各种实施例中，PCM冷却目标温度可刚好低于PCM的冰点以在响应于经测量PCM温度而触发压缩机关闭之前冻结大体上所有PCM。经测量PCM温度可为由不同传感器测量的PCM的平均温度。经测量PCM温度可为由不同传感器测量的最高或最低温度。经测量PCM温度可为PCM的单个经测量温度。如果小PCM冷却目标温度偏移允许足够的时间来冻结大体上所有PCM，那么小PCM冷却目标温度偏移倾向于通过减少在PCM的固态中施加到PCM的过度冷却而增加APRU的效率。
在各种实施例中，ECS 240可检查PCM温度是否大于(或等于)PCM升温目标温度(框1014)。PCM升温目标温度可等于PCM融点加上温度偏移。例如，合适的温度偏移可为0.5℃、1℃、1.5℃或2℃。PCM升温目标温度的合适温度偏移可包含范围(0,3)内的任何实数。PCM融点可在PCM冷却目标温度与PCM升温目标温度之间以促进分别响应于PCM温度在PCM升温目标温度与PCM冷却目标温度之间波动而在液体与固体之间相变。
在各种实施例中，ECS 240可检查自ECS 240使压缩机300空转以来是否已经过目标停留时间(框1016)。目标停留时间可被初始化为预定值。ECS 240可将初始目标停留时间设置为基于冷凝器210的经测量运行时间及APRU 101中的温度条件的计算值。ECS 240可响应于冷凝器210的经测量运行时间及APRU 101中的温度条件来调整目标停留时间。
在各种实施例中，ECS 240可响应于所经过的停留时间小于目标停留时间而继续使压缩机300空转。ECS 240可响应于所经过的停留时间大于(或等于)目标停留时间而运行压缩机300(框1018)。
在各种实施例中，ECS 240可检查PCM温度是否小于(或等于)PCM冷却目标温度(框1020)。就此而言，ECS 240可检查是否有足够的PCM已冻结以停止压缩机300。ECS 240可响应于PCM温度大于PCM冷却目标温度而继续运行压缩机300(框1018)。
在各种实施例中，ECS 240可响应于PCM温度达到PCM冷却目标温度而确定新的目标停留时间(框1022)。ECS 240可计算目标冷凝器温度(框1028)。基于环境条件及APRU条件，目标冷凝器温度可倾向于是冷凝器210的高效操作温度。例如，ECS 240可使用方程式(1)来设置理想冷凝器温度，其中K1及K2是常数，IdealCondenserTemp是冷凝器210的目标温度，AmbientTemp是APRU 101外部的环境温度，且SetPoint是冷凝器210的先前目标温度。
(1) IdealCondenserTemp ＝ -K1 * ( (AmbientTemp - SetPoint)99 ) +K2 /(1 - (40-SetPomt)99)2
ECS 240可使用其它方程式来设置理想冷凝器温度。常数K1可等于41。常数K2可等于56。常数K1的其它值可为合适的，例如，举例来说，38、39、40、42、43、44或45。常数K2的其它值可为合适的，例如，举例来说，52、53、54、55、57、58、59或60。
在各种实施例中，ECS 240可基于目标冷凝器温度及冷凝器温度来计算目标停留时间(框1030)。例如，ECS 240可确定理想冷凝器温度是否小于当前冷凝器温度。ECS 240可使用方程式(2)来设置新的停留时间，其中DwellTime是新的停留时间，K3是常数，且AmbientTemp是在APRU 101外部测量的温度。
(2) DwellTime ＝ -K3 * ( (AmbientTemp)2 +1 / (1 - (6)2)2
ECS 240可使用其它函数来设置理想冷凝器温度。常数K3可等于6。常数K3的其它值可为合适的，例如，举例来说，4、5、7、8。尽管以实例的方式展示整数，但是在上述示范性常数的+/-1范围内的任何实数都可用作本文描述的常数。
在各种实施例中，ECS 240可基于基于先前目标停留时间来调制新的目标停留时间(框1032)。因此，ECS 240可倾向于限制连续或最近目标停留时间之间的位移幅度。旧停留时间可包括保留先前停留时间的数据结构。例如，旧停留时间可包括先前三个停留时间的阵列A[n]，其中n＝2是最近的，且n＝0是最后三个停留时间中最早的。
在各种实施例中，ECS 240可将目标停留时间限制在上界与下界之间(框1034)。上界及下界可为环境温度的函数。简要参考图12，ECS 240可使用类似于曲线1202及1204的查找函数来确定上界及下界。下界及上界可分别使用方程式(3)及(4)来设置。
(3) LowerBound ＝ KL1 * ((AmbientTemp - SetPoint)0.93 + KL2/(1 - (53-SetPoint)0.93)2
(4) UpperBound ＝ KU1* ((AmbientTemp - SetPoint)0.93 + KU2 / (1 - (53-SetPoint)0.93)2
在方程式(3)中，KL1可为等于约21,300的第一下界常数，且KL2可为等于约300的第二下界常数。在方程式(4)中，KU1可为等于约60,800的第一上界常数，且KU1可为等于4,000的第二上界常数。上界及下界常数可为上文给出的实例上界及下界常数的+/-5％、+/-10％或+/-15％内的任何实数。
返回到图10且根据各种实施例，ECS 240可响应于PCM温度小于(或等于)PCM冷却目标温度而使压缩机300空转。ECS 240可检查压缩机300是否已空转达大于或等于经更新目标停留时间(例如，在框1028到1034中确定)的时段以确定是否重启压缩机300(框1026)。响应于压缩机300空转所经过的时段大于(或等于)目标停留时间，ECS 240可运行压缩机300(框1018)。响应于压缩机300空转所经过的时段小于目标停留时间，ECS 240可继续使压缩机300空转(框1024)。
在各种实施例中，当PCM处于液态时，ECS 240可倾向于运行压缩机300。当PCM处于冻结状态时，ECS 240可倾向于使压缩机300空转。就此而言，ECS 240使PCM温度在PCM冷却目标温度与PCM升温目标温度之间振荡。可在冷凝器210运行时发生主动冷却。当冷凝器210空转且PCM响应于PCM从存储隔室150或周围环境吸收热量以促使PCM从固体相变为液体而融化时，可发生被动冷却。
参考图11，根据各种实施例，曲线图1100用环境温度相对于所要冷凝器温度的曲线1102来展示。曲线1102可表示以曲线图形式绘制的查找表的值。曲线1102可表示以曲线图形式绘制的查找表的值。曲线1102作为存储在存储器中且由电子控制系统使用的查找函数操作以响应于经测量环境温度而确定所要冷凝器温度。曲线1102可针对不同APRU实施例而变化，包含各种冷凝器、冷凝器散热器(热传递速率)，包含材料、大小、冷凝器热容量及冷凝器散热器冷却容量及效率、热负荷及从蒸发器中的制冷剂到存储隔室的热传递速率。因此，曲线1102用作某些APRU配置的实例查找函数。
现在参考图12，根据各种实施例，展示包括所要APRU停留时间相对于可测量环境温度的上界曲线1202及下界曲线1204的曲线图1200。上界曲线1202及下界曲线1204可各自表示以曲线图形式绘制的查找表的值。APRU中的电子控制系统可参考上界曲线1202及下界曲线1204来确定APRU针对经测量环境条件的停留时间。曲线1202及曲线1204可响应于制冷系统的各种实施例、APRU热效率、PCM类型及热容量、进入PCM的热传递速率或可改变可测量环境温度的目标停留时间的其它因素而不同。就此而言，曲线1202及曲线1204可用作针对某些APRU配置的查找函数的实例。
参考图13，根据各种实施例，展示用于控制膨胀阀350的过程1300。过程1300可响应于蒸发器过热及饱和温度而致动膨胀阀350。就此而言，过程1300可倾向于响应于蒸发器过热水平及饱和温度而优化PCM中的相变。过程1300还可倾向于优化蒸发器出口或压缩机入口处的条件。如本文使用的术语过热可指在同一点处制冷剂蒸汽的温度与制冷剂饱和温度之间的差异。
在各种实施例中，ECS 240(图9)可运行APRU 101(图2)的过程1300。ECS 240检查待定冷却调用(框1302)。冷却调用可指示存储隔室150或APRU的其它区域中的温度高于目标水平或最大水平。冷却调用可指示PCM为高于所要的温度或已经过了停留时间。因此，冷却调用可导致运行压缩机300。
在各种实施例中，ECS 240可在没有冷却调用的情况下使压缩机300空转(框1304)。ECS 240可响应于检测到冷却调用而运行压缩机300(框1306)。ECS 240可检查过热PID(框1308)。过热PID增益可根据增益函数增加(框1310)。增益函数可为与曲线图1400(图14)中绘制的函数相同或相似的函数。就此而言，ECS 240可基于过热值来查找或计算增益值。ECS 240可接收如在蒸发器出口处测量的蒸发器过热作为输入。ECS 240可输出饱和温度偏移，其中初始饱和温度偏移是预定的。合适的初始饱和偏移可为例如3℃、4℃、5℃、6℃、7℃或8℃。尽管以实例的方式展示整数，但是在上述示范性常数的+/-1范围内的任何实数都可用于饱和偏移。
在各种实施例中，ECS 240可检查饱和温度PID(框1314)。ECS 240可基于跨越膨胀阀350的经测量压降来设置饱和PID增益(框1316)。ECS 240可基于跨越阀350测量的压降来查找或计算饱和PID增益。查找值或函数可与曲线图1500(图15)中绘制的函数相同或相似。ECS 240可接收在蒸发器出口处测量的饱和温度作为输入。ECS 240可接收蒸发器出口处的压力作为输入，且计算饱和温度。ECS 240可基于饱和温度、最低PCM温度及饱和温度偏移来选择新的阀位置(框1318)。ECS 240可以倾向于最大化冷却效率的方式致动膨胀阀350的位置(框1320)。
现在参考图14及图15，根据各种实施例，展示曲线图1400及1500。曲线图1400包括PID增益相对于过热的曲线1402、1404及1406。曲线图1500包括PID增益相对于跨越膨胀阀350的压力差的曲线1502、1504及1506。过程1300(图13)可参考曲线1402及曲线1502作为查找表以达到所要条件。曲线1402及1502可基于APRU的配置而变化。因此，曲线1402及曲线1502可用作由ECS 240参考以确定将要提供给电子控制膨胀阀350的命令的查找函数。过程1300可参考这些曲线以按顺序达到跨越膨胀阀350的所要压降。ECS 240可响应于经量测操作条件而将APRU控制为所要蒸发器饱和及过热温度。
返回到图13，压缩机300可运行直到测量到冻结PCM的预定PCM温度。压缩机操作的持续时间可与达到所要PCM温度所需的冷却量成正比。过程1300可寻求将压缩机运行达倾向于最大化冷却效率的一定持续时间。压缩机300运行太短的持续时间可导致归因于不良的过热控制而降低效率的瞬时启动及关闭操作。压缩机300运行太长的持续时间可加热被动冷凝器，增加制冷剂高侧压力，且降低效率。最佳运行持续时间可与经测量环境温度的最优最大冷凝器温度相关联。作为环境温度函数的温差可基于冷凝器热交换器系统的个别热传递特性而变化。
在各种实施例中，ECS 240可使用PID控制器调整(例如，增加或减少)APRU处于被动冷却模式的持续时间。在比例积分控制中，所要冷凝器表面温度可为预定温度，且被动冷却持续时间可基于ΔT(理想-实际)*增益/倍数(Hx#1特定)＝(％停留时间变化)来确定。
在各种实施例中，本文描述的过程可在压缩机运行持续时间内维持所要PCM设置点温度及所要冷凝器温度。APRU可通过调整压缩机“关闭时间”的持续时间及借此调整总循环时间来维持所要温度。对于通过容器绝缘体的固定热泄漏率，升温及融化的PCM量可与“关闭时间”及环境温度成正比。短的“关闭时间”可导致很少PCM升温及解冻以及融化，因此很少冷却可应用于重新冻结及冷却PCM。通过操作压缩机，PCM可被冷却到所要温度。较低的冷却需求可导致短持续时间的压缩机运行持续时间。
在各种实施例中，使压缩机300空转达更长的持续时间可倾向于允许更多PCM融化。更多冷却可应用于重新冻结PCM。APRU可从运行压缩机300更长的持续时间来获得更大冷却，这可在冷凝器处产生更多的热量。可通过使用所要冷凝器温度作为设置点及压缩机300的空转时间的持续时间作为过程变量的比例(例如，积分控制)反馈来识别找到所要“关闭时间”。在任何环境条件下，压缩机冷却可同时达到PCM设置点温度及最大所要冷凝器温度。
在各种实施例中，铝压焊板式蒸发器可浸没在PCM中或与PCM接触。膨胀阀可计量进入顶部蒸发器管的制冷剂。压缩机吸入管线可从底部管汲取。这种配置可将更大的冷却递送到APRU 101的顶部的其中盖打开及闭合的区域中。
在各种实施例中，吸入管线可包含位于蒸发器的出口处的表面安装热敏电阻器或其它温度传感器。电子压力计可附接到蒸发器的底部。温度传感器及压力传感器可产生由ECS用来计算过热的测量。温度传感器可在离蒸发器表面一定距离处测量PCM的温度。计量制冷剂可控制过热及饱和压力。因此，计量制冷剂可控制饱和温度。APRU 101可将饱和温度维持在比最冷经测量PCM低预定量的温度。APRU 101可将过热维持在固定最小值以上。响应于PCM达到大体上均匀的温度，膨胀阀350可将饱和温度维持为小于吸入管线温度达预定过热温差。前述系统及过程可既允许在降温期间从上到下冻结PCM，又允许在整个循环期间从下到上使PCM过冷。在此期间的这种温度梯度反转可响应于基于饱和温度及过热的膨胀阀控制而发生。因此，APRU 101可在下到上及上到下之间翻转冷却方向以冷却浸没的蒸发器。
在各种实施例中，有效血液存储的最低所要温度可为约2C。其它温度敏感材料可具有不同临界温度。经配置用于血液存储的APRU 101可包括加热器系统以维持大约3℃的温度。3℃可低于APRU 101中的PCM的冰点。前述配置中的APRU 101可在加热期间将PCM维持在冻结状态。因此，APRU 101可防止加热器融化PCM及浪费冷却潜力。PCM容器的底部处的温度传感器可用于加热器控制。
在各种实施例中，APRU 101可包括比例反馈以使用脉宽调制(PWM)来控制加热器。也可使用其它加热器控制系统。APRU 101可控制加热器以将温度维持在预定水平(例如，大约2℃、3℃、4℃、5℃、6℃)。如本文使用，当与温度一起使用时，例如大约、大体上或约的术语可意指+/-0.1℃、+/-0.2℃、+/-0.3℃、+/-0.4℃或+/-0.5℃。加热器元件的位置及加热功率的分布可在APRU 101内部分布热量。因此，APRU 101可倾向于维持低于所选PCM的融点的温度。PCM安全壳外部的底部及侧可被加热。侧与底部的加热分布比率可为5.2比1，但针对各种PCM选择及APRU配置，可选择其它比率。1/32英寸厚的铝板可跨越APRU 101的底部分布热量，但其它厚度及其它导电材料可用作APRU 101中的加热板。
在各种实施例中，且大体上再次参考图1到15，本文描述的系统及方法可在极端环境条件下提供温度敏感有效载荷的自主及便携式温度调节以进行长连续操作内，而无需持续使用外部电源。在各种实施例中，电池260供电的ECS 240(ECS)制冷系统99(例如，无风扇系统)与存储外壳220(例如，双重壁组合件)、PCM 512、被动冷却的冷凝器区段盘管209及压缩机300、存储外壳220、蒸发器盘管506、加热元件510及膨胀阀350结合使用以优化主动/被动制冷占空比、系统效率及电池260使用。
在各种实施例中，APRU 101可倾向于通过管理解冻的PCM 512的量及对应压缩机运行时间以重新冻结PCM而在非常宽范围的操作条件内优化制冷占空比效率。APRU101也可倾向于响应于环境条件而优化冷凝器的操作温度。蒸发器温度及压力控制系统可冷却最靠近APRU的顶部处的最早融化位置的蒸发器506及PCM 512，借此在重新冻结期间保持存储隔室的均匀温度分布。
在各种实施例中，APRU 101可允许各种制冷负荷及存储隔室温度设置点。制冷系统99(图1)及其子组件(例如，压缩机300、冷凝器210、膨胀阀350及热传递系统)的大小可灵活地确定。APRU 101可包括壳体，其具有形成壳体100的壳体底部107、侧105、顶部106及盖组合件290。壳体100被描绘成矩形形状，但可使用其它形状。壳体100可为坚固的(例如，耐冲击、水、热、冷及振动)。壳体100可为防水的。壳体100可包括具有一或多个双重壁(例如，外桶503内的内桶500界定双重壁)的存储隔室150、用于服务于预定制冷负荷且在存储隔室中维持预定温度的制冷系统99(例如，被动冷却，不冷却一风扇)。位于冷存储隔室内部的蒸发器盘管可与PCM及至少一个膨胀阀接触。各种导管可耦合到压缩机、冷凝器及蒸发器且与其流体连通，从而在压缩机、冷凝器及蒸发器的内部之间形成液体及蒸汽流动路径。
在各种实施例中，APRU 101(图2)包括壳体100(图2)。壳体100可具有上文描述的制冷系统99(例如，无风扇系统)。APRU 101可包括壳体、液体不可渗透的容器及无风扇制冷单元。APRU 101还可包括电池260及控制系统。控制系统可凭借附接到电池260、制冷系统99及传感器而进行电子通信。
在各种实施例中，APRU 101可包括壳体100、存储外壳220(例如，液体不可渗透的组合件)、制冷系统99(即，无风扇主动蒸汽压缩制冷系统)、传感器及ECS 240(例如，电池供电的电子系统)。APRU 101可存储历史冷存储温度记录及系统健康信息以向用户提供关于内容物随时间的状况的信息。APRU 101可无线地或通过用户界面160上的视觉指示器向用户传输这样的数据。
在各种实施例中，APRU 101可包括壳体、液体不可渗透的容器、无风扇制冷单元、传感器、电池供电的控制系统及监测系统以优化压缩机占空比，使得APRU系统在大约-25°F到120°F之间的环境温度下在存储隔室中维持所选温度长达100小时。
本文已描述关于特定实施例的益处、其它优点及问题解决方案。此外，在本文所含的各种图中展示的连接线意在表示各种元件之间的示范性功能关系及/或物理耦合。应注意，在实际系统中可能存在许多替代或额外功能关系或物理连接。然而，益处、优点、问题解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案出现或变得更加明显的任何元件不应被解释为本公开的关键、必需或必要特征或元件。因此，本公开的范围仅受所附权利要求书的限制，其中除非明确说明，否则对单数元件的引用不意在指“一个且仅一个”，而是指“一或多个”。此外，在权利要求书中使用类似于“A、B或C中的至少一者”的短语时，所述短语意在被解释为意指A可单独存在于一个实施例中，B可单独存在于一个实施例中，C可单独存在于一个实施例中，或元件A、B及C的任何组合可存在于单一实施例中；例如，A及B，A及C，B及C，或A及B及C。
本文提供系统、方法及设备。在本文的详细描述中，对“一项实施例”、“一个实施例”、“各种实施例”等的引用指示所描述的实施例可包含特定特征、结构或特性，但是每个实施例可能未必包含特定特征、结构或特性。此外，这样的短语不一定是指同一实施例。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，可提出，在所属领域的技术人员的知识范围内，可结合其它实施例(无论是否明确描述)来实现这种特征、结构或特性。在阅读描述之后，对于相关领域的技术人员来说，如何在替代实施例中实施本公开将是显而易见的。
此外，本公开中的任何元件、组件或方法步骤都不意在贡献给公众，而不管所述元件、组件或方法步骤是否在权利要求书中明确叙述。本文的权利要求元件都不应根据35U.S.C.112(f)的规定来解释，除非所述元件是用短语“用于…的构件”明确叙述。如本文使用，术语“包括(comprises、comprising)”或其任何其它变体意在涵盖非排它性包含，使得包括元件列表的过程、方法、物品或设备不仅包含那些元件，还可包含未明确列出或此过程、方法、物品或设备所固有的其它元件。

Claims (20)

1.一种冷却存储系统，其包括：
壳体，其包含：
外桶，其包括第一底壁及第一侧壁，所述外桶包括从所述第一侧壁突出的凸缘；
内桶，其至少部分安置在所述外桶内，
其中所述内桶包括界定所述壳体中的存储隔室的第二底壁及第二侧壁，
其中所述内桶包括从所述第二侧壁突出的第二凸缘，所述第二凸缘与所述第一凸缘啮合，及
其中在所述内桶与所述外桶之间界定体积；
电子控制系统，其耦合到所述壳体且经配置以在所述存储隔室中维持预定温度；
制冷系统，其安置在所述壳体中，且包括：
压缩机；
第一散热器，其包括从所述壳体暴露的第一冷却鳍片，所述第一散热器与所述压缩机热连通且具有用于接纳所述压缩机的轮廓；
冷凝器，所述冷凝器的入口与所述压缩机的出口流体连通；
第二散热器，其包括从所述壳体暴露的第二冷却鳍片，所述第二散热器与所述冷凝器热连通且具有接纳所述冷凝器的轮廓；
膨胀阀，所述膨胀阀的入口与所述冷凝器的出口流体连通；
蒸发器，其包括盘管，
其中所述盘管的入口与所述膨胀阀的出口流体连通，
其中所述盘管的出口与所述压缩机的入口流体连通，及
其中所述盘管至少部分安置在所述内桶与所述外桶之间的所述体积中；及
相变材料，其安置在所述内桶与所述外桶之间的所述体积中，其中所述蒸发器至少部分浸没在所述相变材料中。
2.根据权利要求1所述的冷却存储系统，其中所述壳体以至少每英寸35°F*ft2*h/BTU的R值绝缘。
3.根据权利要求1所述的冷却存储系统，其进一步包括所述存储隔室上方铰接地耦合到所述壳体的盖，其中所述盖响应于处于闭合位置而密封所述存储隔室。
4.根据权利要求1所述的冷却存储系统，其中所述相变材料包括约200J/gr的热存储容量，且其中所述相变材料经配置以从所述存储隔室吸收热量。
5.根据权利要求4所述的冷却存储系统，其中所述外桶包括边缘，所述边缘界定所述盘管的所述入口及用以离开所述体积的所述盘管的所述出口的通道。
6.根据权利要求1所述的冷却存储系统，其进一步包括安置在所述壳体中且与所述压缩机电子通信的电池。
7.根据权利要求6所述的冷却存储系统，其进一步包括与所述电池及所述压缩机电子通信的电子控制系统，所述电子控制系统经配置以在所述存储隔室中维持预定温度。
8.根据权利要求7所述的冷却存储系统，其进一步包括安装所述壳体且与所述电子控制系统通信的用户界面系统，其中所述用户界面经配置以响应于所述存储隔室中的经测量温度、所述存储隔室中测量的历史温度及所述电池中的剩余电力中的至少一者而报警。
9.根据权利要求8所述的冷却存储系统，其进一步包括安装在所述壳体中且与所述电子控制系统及所述用户界面系统电子通信的通信系统。
10.一种便携式制冷单元，其包括：
壳体；
外桶，其安置在所述壳体中且耦合到所述壳体；
内桶，其至少部分安置在所述外桶内，其中在所述内桶与所述外桶之间界定密封体积，其中所述内桶的内表面界定存储隔室；
电子控制系统，其耦合到所述壳体且经配置以在所述存储隔室中维持预定温度；
制冷系统，其安置在所述壳体中，且包括至少部分安置在所述内桶与所述外桶之间的所述密封体积中的蒸发器盘管；及
相变材料，其安置在所述内桶与所述外桶之间的所述密封体积中，其中所述蒸发器至少部分浸没在所述相变材料中。
11.根据权利要求10所述的便携式制冷单元，其进一步包括安置在所述壳体中且在所述外桶外部的压缩机，所述压缩机与所述蒸发器流体连通。
12.根据权利要求11所述的便携式制冷单元，其中所述便携式制冷单元经配置以在所述压缩机响应于所述相变材料融化而空转时将所述存储隔室冷却到预定温度。
13.一种冷却便携式制冷单元的方法，其包括：
由电子控制系统运行压缩机以冷却存储隔室且冻结安置在围绕所述存储隔室界定的体积中的相变材料，其中所述相变材料至少部分包围安置在围绕所述存储隔室界定的所述体积中的蒸发器；
由所述电子控制系统从安置在围绕所述存储隔室界定的所述体积中的热传感器接收所述相变材料的第一温度测量；
由所述电子控制系统将所述第一温度测量与预定冷却目标温度进行比较；
由所述电子控制系统响应于第一经测量温度小于或等于冷却目标温度而停止所述压缩机；
由所述电子控制系统通过停止所述压缩机来融化所述相变材料；及
被动地且由所述电子控制系统响应于在所述压缩机停止时融化相变材料融化而在所述存储隔室中维持预定温度。
14.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括：
由所述电子控制系统接收所述相变材料的第二温度测量；及
由所述电子控制系统响应于所述第二温度测量大于或等于升温目标温度而重启所述压缩机。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述升温目标温度在所述电子控制系统中被设置为等于所述相变材料的融点加上温度偏移的常数。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述温度偏移是约0.25℃、约0.5℃、约0.75℃或约1℃中的一者。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述冷却目标温度在所述电子控制系统中被设置为等于所述相变材料的融点减去温度偏移的常数。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述温度偏移是约0.5℃、约1℃、约2℃、约3℃或约4℃中的一者。
19.根据权利要求13所述的方法，其进一步包括由所述电子控制系统响应于在安置在所述体积中的所述蒸发器的出口处测量的过热而致动膨胀阀。
20.根据权利要求19所述的方法，其进一步包括：
计算使所述蒸发器的所述出口处的所述经测量过热与3℃到5℃的目标过热范围匹配的饱和温度偏移；及
通过从所述相变材料的最冷经测量温度减去所述饱和温度偏移来计算饱和温度目标。
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