DE202020103487U1 - Durch einen Wechselrichter betriebene elektrische Heizung für Transporttemperiersysteme - Google Patents

Durch einen Wechselrichter betriebene elektrische Heizung für Transporttemperiersysteme Download PDF

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    • F25B47/025Defrosting cycles hot gas defrosting by reversing the cycle

Abstract

Transporttemperiersystem (10) zum Temperieren mindestens eines Abteils (12), umfassend:
eine Stromquelle (28) mit Umrichter (26);
wenigstens ein Wärmetauscherelement (14, 16);
ein Steuergerät (24); und
wenigstens ein elektrisches Heizelement (18), wobei das Heizelement über den Umrichter (26) betrieben wird, um das Wärmetauscherelement (14, 16) zu heizen,
wobei das Steuergerät (24) eine Temperatur des Wärmetauscherelements (14, 16) überwacht, und wobei das Steuergerät (24) die dem elektrischen Heizelement (18) zugeführte Leistung entsprechend der benötigten Heizleistung des elektrischen Heizelements (18) steuert.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Transporttemperiersystem, wobei ein Umrichter das System so steuert, dass Fracht bei sehr kalten oder sehr warmen Außentemperaturen bei konstanter Temperatur gehalten werden kann, während das System ohne Unterbrechung bei optimaler Effizienz arbeitet.
  • STAND DER TECHNIK
  • Transporttemperiersysteme kommen hauptsächlich beim Transport von verderblichen Waren auf dem See-, Land- und Luftweg zum Einsatz. Durch das Halten einer konstanten, voreingestellten Temperatur wird verhindert, dass Waren, die bei wechselnden Temperatur- und Luftfeuchteunterschiede transportiert werden, während des Transports verderben und nicht mehr verkauft werden können. Das Transporttemperiersystem überwacht dabei laufend die Temperatur und Luftfeuchte im Ladeabteil und garantiert somit die Integrität der vorgeschriebenen Temperaturkette über den gesamten Transportweg. Die Temperatur im Ladeabteil des Transporttemperiersystems wird von Temperatursensoren, Temperaturreglern und Schalt- und Stelleinrichtungen des Verflüssigers und Verdampfers kontrolliert und gesteuert. Zum Betrieb des Transporttemperiersystems wird ein Kühlmittel, das als Gas oder Flüssigkeit vorliegen kann, innerhalb der Wärmetauscherelemente im Kreis gepumpt. Die Energie wird meist durch den Traktionsmotor des Transportfahrzeugs bereitgestellt. In diesem Fall kann der von einem Generator erzeugte Strom eine Kompressoreinheit und eine Wärmetauschereinheit des Transporttemperiersystems antreiben. Ein Beispiel für ein derartiges System ist in US 6,223,546 offenbart. Alternativ kann die Energie zum Betrieb des Transporttemperiersystems durch einen separaten Dieselmotor, der nur die benötigte Energie für das Transporttemperiersystems bereitstellt, oder einen anderen Antrieb erzeugt werden.
  • Während des Betriebs innerhalb des Transportabteils kühlen sich die Wärmetauscherschlangen regelmäßig auf eine Temperatur unter 0°C ab und die Luftfeuchte, die innerhalb des Abteils noch vorhanden ist, gefriert auf den Schlangen des Wärmetauschers und bildet eine Eisschicht. Sollte das Transporttemperiersystem dagegen im Heizmodus betrieben werden, kann derselbe Effekt auf dem Wärmetauscherelement beobachtet werden, das außerhalb des Transportabteils angeordnet ist. Dabei wird die Kühl- und Heizleistung des Transporttemperiersystems negativ beeinflusst und das System kann nicht mehr bei optimaler Effizienz arbeiten.
  • Zu Beginn bildet sich eine dünne Eisschicht, die den thermischen Widerstand der Schlangen erhöht und somit einen Einfluss auf die Effizienz des Transporttemperiersystems hat. Sobald die Eisschicht auf den Schlangen wächst, nimmt die Leistungsfähigkeit des Systems immer weiter ab, wobei die Luftmenge, die in Berührung mit den Schlangen kommt, ebenfalls abnimmt. Der geringere Luftstrom über den Schlangen hat einen direkten Einfluss auf die Kühlleistung. Sollte die Eisschicht zu groß werden, kann es sogar zur Beschädigung von Teilen des Transporttemperiersystems kommen. Unter normalen Umständen wird auf der Verflüssigerseite eine schnellere Eisbildung als auf der Verdampferseite beobachtet.
  • Befindet sich das Transporttemperierystem im Heizmodus, kann zum Abtauen der Wendel in den Kühlmodus geschaltet werden. Damit können jedoch die Waren im Inneren des Transportbehälters nicht mehr auf einer konstanten Temperatur gehalten werden. Befindet sich das Transporttemperiersystem im Kühlmodus, muss zum Abtauen der Verdampferwendel in den Heizmodus gewechselt werden. Werden tiefgefrorene Waren transportiert, kann das System die Temperatur möglicherweise nicht mehr auf dem erforderlichen Wert halten und die Waren können auftauen und verderben.
  • Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Transporttemperiersystem eine eingestellte Temperatur im Transportabteil zu halten, während die Schlangen des jeweiligen Wärmetauscherelements effizient abgetaut werden können.
  • KURZBESCHREIBUNG
  • Die oben genannte Aufgabe wird durch das beanspruchte Transporttemperiersystem zum Temperieren mindestens eines Abteils gelöst. Dabei umfasst das System eine Gleichstromquelle mit Umrichter, wenigstens eine Wärmetauschereinheit, ein Steuergerät, und wenigstens ein elektrisches Heizelement. Das Heizelement ist mit dem Umrichter verbunden und kann durch eine elektrische Spannung betrieben werden, um die Temperatur in der Wärmetauschereinheit zu erhöhen. Das mit dem Umrichter verbundene Steuergerät überwacht dabei die Temperatur des Wärmetauscherelements und steuert die dem elektrischen Heizelement zugeführte Leistung entsprechend der benötigten Heizleistung des elektrischen Heizelements. Das beanspruchte Transporttemperiersystem hat daher den Vorteil, dass eine am Wärmetauscherelement auftretende Eisbildung rasch abgetaut werden kann und das Transporttemperiersystem daher immer mit hoher Effizienz betrieben werden kann, während die Temperatur innerhalb des temperierten Abteils im Wesentlichen konstant bleibt. Neben dem Abtauen kann das elektrische Heizelement auch dazu verwendet werden, um das Transportabteil gegenüber der Außentemperatur zu heizen, da eine Heizung des Transportabteils mit der Kühlanlage (Wärmepumpenschaltung) aufgrund mangelnder Effizienz nur eingeschränkt möglich ist. Ein möglicher Anwendungsfall ist z.B. ein Transport von Schnittblumen bei Außentemperaturen < 0°C.
  • In einer anderen Ausführung der Erfindung kann das Transporttemperiersystem ein Wärmetauscherelement mit wenigstens einer Verflüssigerschlange oder Verdampferschlange umfassen.
  • Das Transporttemperiersystem kann gemäß der Erfindung auch mehrere Abteile umfassen, wobei jedem Abteil wenigstens ein Wärmetauscherelement und wenigstens ein elektrisches Heizelement zugeordnet sein können. Dadurch können Waren, die unterschiedliche Lagertemperaturen benötigen, im gleichen Transporttemperiersystem transportiert werden können.
  • In einer anderen Ausführung der Erfindung kann das Transporttemperiersystem einen Umrichter umfassen, der die Stromversorgung für die Lüfter des Verflüssigers und Verdampfers bereitstellt. Durch das Bereitstellen einer derartigen zentralen Steuerung, mit einer gemeinsamen Stromversorgung durch einen einzigen Umrichter, kann der Aufbau des Transporttemperiersystems vereinfacht werden.
  • In einer Ausführung der Erfindung kann das Steuergerät dazu ausgebildet sein, die Heizelemente gemäß einem Steueralgorithmus zu steuern, welcher die folgenden Schritte umfasst:
    1. a. Messen der Zwischenkreisspannung;
    2. b. Berechnen der benötigten Energie zum Heizen des Heizelements, basierend auf der Differenz zwischen der eingestellten und der tatsächlichen Temperatur des Wärmetauschers,
    3. c. Berechnen der benötigten Spannung des Heizelements;
    4. d. Berechnen des Tastverhältnisses, basierend auf der gemessenen Zwischenkreisspannung und der berechneten benötigten Spannung der Heizelemente; und
    5. e. Einstellen der Ausgabespannung des Umrichters, basierend auf dem berechneten Tastverhältnis.
  • Dadurch kann durch einfaches Einstellen des Tastverhältnisses der Ausgabespannung die mittlere Heizleistung eingestellt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung kann das Transporttemperiersystem einen Verflüssiger, einen Kompressor und einen Verdampfer, die wahlweise zum Kühlen oder Heizen wenigstens eines Abteils verwendet werden können. Somit kann das Transporttemperiersystem sowohl bei kalten als auch bei warmen Außentemperaturen eingesetzt werden und verderbliche Waren können immer bei konstanter Temperatur gehalten werden.
  • Ferner kann gemäß einiger Ausführungsformen das Steuergerät zusätzlich zum Betrieb des elektrischen Heizelements einen Umkehrbetrieb des Verflüssigers und Verdampfers steuern. Durch einen Umkehrzyklus kann durch ein vereistes Wärmetauscherelement warmes Kühlmittel geleitet werden, wodurch das Wärmetauscherelement abgetaut wird. Dadurch kann eine entstandene Eisbildung verdampferseitig, als auch verflüssigerseitig besonders schnell abgetaut werden.
  • In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann das Steuergerät den Umrichter so steuern, dass die Einschalt- und Ausschaltzeiten der jeweiligen Pulse länger als ein vorgegebener Mindestwert sind. Dadurch können Spannungsspitzen in den Heizelementen vermieden werden.
  • In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann das Transporttemperiersystem auch Heizelemente mit LC-Filter (Tiefpass 2. oder höherer Ordnung) umfassen, um in den Heizelementen auftretende Spannungsspitzen zu reduzieren. Dadurch werden die Isolierungen der Heizelemente weniger stark beansprucht und haben eine längere Lebensdauer. Außerdem können durch die LC-Filter auch die leitungsgebundene und die abgestrahlte Störaussendung minimiert werden.
  • Figurenliste
  • Die Erfindung wird ferner durch die angeführten Zeichnungen weiter beschrieben, welche beispielhaft ausgewählte Ausführungsformen darstellen. Dabei können Merkmale einzelner Ausführungsformen beliebig miteinander kombiniert werden.
    • 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Transporttemperiersystems.
    • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Transporttemperiersystems, wobei mehrere Abteile eines Transportbehälters temperiert werden.
    • 3 zeigt eine schematische Darstellung für die Steuerung der Einschaltdauer der Heizelemente in einer Ausführungsform.
    • 4 zeigt ein Beispiel für einen LC-Filter, um die Spannungsspitzen der Heizelemente zu reduzieren.
    • 5 zeigt ein Beispiel für einen Steueralgorithmus der Heizelemente.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt ein Transporttemperiersystem 10 mit einem Transportbehälter 12, in dem Waren bei konstanter Temperatur transportiert werden können. Im Transportbehälter 12 ist eine Verdampfereinheit 14 angeordnet, die Verdampferschlangen 20 und Heizelemente 18 umfasst. Durch die Verdampferschlangen 20 wird das Kühlmittel geleitet. Außerhalb des Transportbehälters 12 sind eine Verflüssigerereinheit 16 und ein Umrichter 26 angeordnet. Die Verflüssigereinheit 16 umfasst Verflüssigerschlangen 22 und Heizelemente 18. Durch die Verflüssigerschlangen 22 wird das Kühlmittel geleitet. Dem Umrichter 26 sind ein Steuergerät 24 und ein Kompressor 30 zugeordnet. Der Umrichter 26 kann dabei mehrere Module zur Steuerung der einzelnen Komponenten umfassen, wie beispielsweise ein Kompressormodul 1, ein Verflüssigermodul 2, ein Verdampfermodul 3 und ein Heizelementmodul 4. In der dargestellten Ausführungsform ist der Umrichter 26 mit einer Gleichstromquelle 28 elektrisch verbunden, die zum Beispiel eine Batterie, einen Generator oder eine Landstromleitung umfassen kann.
  • 2 beschreibt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei das Transporttemperiersystem 10 mehrere Abteile 12a und 12b umfasst, die jeweils einzeln temperiert werden können. Dabei ist in den Abteilen 12a, 12b jeweils eine Verdampfereinheit 14a, 14b angeordnet, die jeweils eigene Verdampferschlangen 20a, 20b und Heizelemente 18a, 18b umfassen. Beim Steuergerät 24 kann dann entsprechend der Anzahl an einzelnen Abteilen 12a, 12b eine Mehrzahl an Verdampfermodulen 3a, 3b und Heizelementmodulen 4a, 4b, vorhanden sein.
  • Wenn in einem Abteil 12 des Transporttemperiersystems Waren gekühlt werden, dann fließt das Kühlmittel mit tiefer Temperatur durch die Verdampferschlange 20 in der Verdampfereinheit 14 und entzieht damit der Umgebung der Verdampferschlange 20 entziehen. Das erwärmte Kühlmittel gibt die Wärme anschließend beim Passieren der Verflüssigerschlangen 22 in der Verflüssigereinheit 16 wieder ab, wird kondensiert und wieder in den Kühlkreislauf zurückgeleitet. Durch Reduktion der Temperatur im Abteil 12 kondensiert die im Abteil 12 vorhandene Luftfeuchte aus und kann Eis an den Verdampferschlangen 20 bilden. Um das Abtauen entscheidend zu beschleunigen, kann Strom durch die an den Verdampferschlangen 20 angebrachten Heizelemente 18 geleitet werden, um die Eisschicht auf den Verdampferschlangen 20 zu schmelzen.
  • Die Heizelemente 18 können gemäß einiger Ausführungsformen mit Leistungshalbleitern betrieben werden. Wahlweise können auch n-strängige Stromversorgungsysteme genutzt werden, die m Heizelemente versorgen, wobei n gleich m ist. Hierbei ist eine Speisung durch ein Umrichtersystem möglich.
  • Während des Betriebs im Kühlmodus bildet sich bevorzugt Eis auf den Verdampferschlangen 20. Zum Abtauen der Verdampferschlangen 20 kann das Transporttemperiersystem auch im Umkehrzyklus betrieben werden. Das Transporttemperiersystem wird dabei so gesteuert, dass das warme Kühlmittel nun durch die Verdampferschlangen 20 in der Verdampfereinheit 14 geleitet wird und das Eis abtaut. Die Kühlung findet nun außerhalb des Abteils 12 in der Verflüssigereinheit 16 statt. Durch den Umkehrzyklus taut zwar das Eis in der Verdampfereinheit 14 ab, gleichzeitig muss jedoch die Kühlkette unterbrochen werden, da die Temperatur im Inneren des Abteils 12 durch den Umkehrbetrieb möglicherweise nicht mehr ausreichend tief gehalten werden kann. Sobald das Eis abgetaut ist, kann in den normalen Zyklus zurückgeschaltet werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher anstatt oder zusätzlich zum Umkehrzyklus ein Enteiserschritt durch die Heizelemente 18 an den Verdampferschlangen 20 durchgeführt, der elektrische Energie in Wärme umwandelt und somit während des laufenden Betriebs des Transporttemperiersystems 10 die Verdampferschlangen 20 enteist. Die Temperatur im Inneren des Abteils 12 kann somit im Wesentlichen konstant gehalten werden, da durch ein kurzes Einschalten der Heizelemente 18 gezielt zum Abtauen der Verdampferschlangen 20 insgesamt nur eine relativ geringe Heizenergie eingesetzt wird, so dass sich die Temperatur der Verdampferschlangen 20 und des Inneren des Abteils 12 nicht wesentlich ändert.
  • Gemäß einiger Ausführungsformen kann das Transporttemperiersystem 10 auch im Umkehrbetrieb betrieben werden, beispielsweise in sehr kalten Umgebungen. Das Ziel ist dann, die Temperatur im Abteil 12 oberhalb der Außentemperatur zu halten. Sehr kalte Außentemperaturen können jedoch eine große Herausforderung für das System darstellen, da in diesem Fall die Eisbildung auf den Verflüssigerschlangen 22 sehr schnell voranschreiten kann. Durch Vereisung der Verflüssigerschlangen 22 kann wiederum die Heizeffizienz der Verdampferschlangen 20 im Inneren des Abteils 12 im Umkehrbetrieb schnell abnehmen, wodurch die Temperatur im Abteil 12 fällt und die Waren nicht mehr bei konstanter Temperatur gehalten werden können.
  • Während des nötigen Enteisungsschritts könnte das Transporttemperiersystem 10 jetzt zurück in den normalen Betrieb umgeschaltet werden. Hierbei können die Heizelemente 18 dazu verwendet werden, die Temperatur in dem Abteil 12 bzw. den Abteilen 12a, 12b des Frachtraums alleine aufrecht zu halten, während die Verflüssigerschlangen 22 gleichzeitig durch die Umkehr der Betriebsrichtung des Tramsporttemperiersystems 10 enteist werden. Bei dieser Ausführung ist es daher möglich, dass das Transporttemperiersystem 10 zum Temperieren des Abteils 12 zumindest kurzzeitig nur mittels der Heizelemente 18 betrieben wird.
  • Die Architektur des Transporttemperiersystems 10 kann je nach Bedarf verändert und vereinfacht werden. Eine häufige Verwendung stellt jedoch die Verwendung als Kühlsystem dar, wobei auf die Fahrweise im Umkehrzyklus in Anwesenheit von Heizelementen 18 unter Umständen verzichtet werden kann.
  • Wieviel Energie durch die Heizelemente 18 des Transporttemperiersystems 10 geleitet werden muss, wird gemäß einiger Ausführungsformen durch einen Steuerungsalgorithmus geregelt. Durch eine präzise Steuerung können dabei Temperaturabweichungen von der eingestellten Temperatur verhindert werden. Die Heizelemente 18, die mit ihrem Heizelementmodul 4 über den Umrichter 26 verbunden sind, bekommen die nötige Energie von einer Stromquelle 28, die elektrisch mit dem Umrichter 26 verbunden ist. Die Gleichstromquelle 28 kann einen Generator, eine Hochspannungsquelle oder eine andere Verbindung mit einem Landstromnetz umfassen.
  • Der Umrichter 26 kann dabei als die zentrale Regeleinheit des Transporttemperiersystems 10 ausgeführt sein, die mit allen Komponenten des Transportsystems elektrisch verbunden ist. Der Umrichter 26 kann elektrisch mit dem Kompressor 30 über das Kompressormodul 1 verbunden sein, mit wenigstens einer Verdampfereinheit 14 über wenigstens ein Verdampfermodul 3, mit der Verflüssigereinheit 16 über ein Verflüssigermodul 2 und mit Heizelementen 18 über ein Heizelementmodul 4, wobei das Steuergerät 24 alle Prozesse des Umrichters 26 steuern kann.
  • Das Steuergerät 24 regelt die jeweiligen Prozesse des Transporttemperiersystems 10, basierend auf Signalen von Sensoren und dem ausgegebenen Steuerungsalgorithmus. Soll ein Abteil 12 erwärmt werden, gibt das Steuergerät 24 dem Umrichter 26 die Anweisung die Heizelemente mit Strom zu versorgen. Wie dabei die Einschaltdauer der Heizelemente 18 geregelt wird, beispielsweise über eine PWM-Steuerung, zeigt eine schematische Darstellung in 3. Der Umrichter 26 leitet Strom über Halbleiterelemente durch die Heizelemente 18. Wie lange die Einschaltdauer der Heizelemente 18 sein soll bestimmt die Steuereinheit 24 basierend auf einem Steueralgorithmus, umfassend die folgenden Schritte:
    1. a. Messen der Zwischenkreisspannung;
    2. b. Berechnen der benötigten Heizleistung der Heizelemente, basierend auf der Differenz zwischen der eingestellten und der tatsächlichen Temperatur;
    3. c. Berechnen der benötigten Spannung der Heizelemente;
    4. d. Berechnen der Einschaltdauer, basierend auf der gemessenen Zwischenkreisspannung und der berechneten benötigten Spannung der Heizelemente; und
    5. e. Einstellen der Auslassspannung des Wandlers basierend auf der berechneten Einschaltdauer.
  • Der vom Steuergerät 24 verwendete Algorithmus ist in 5 illustriert und kann durch die folgende Formel ausgedrückt werden: d = U ¯ U D C = P R U D C
    Figure DE202020103487U1_0001
  • Wobei d die Einschaltdauer ist, UDC die Zwischenkreisspannung, U die gemittelte Auslassspannung der Heizelemente, P die Energie und R der Heizwiderstand.
  • Die Leistung wird dabei durch eine über eine Pulsperiode gemittelte Umrichterausgangsspannung eingestellt. Die Steuerung erfolgt durch Variation der Einschaltdauer der Halbleiter, umfassend eine beliebige Steuerstrategie, zum Beispiel Steuerung ohne Rückkopplung oder Steuerung mit Rückkopplung.
  • Üblicherweise auftretende Spannungsspitzen nutzen die Isolierung der Heizelemente ab und können in der Folge zu einem Isolationsfehler führen. Eine langsamere Ein- und Ausschaltzeit der Halbleiter reduziert die auftretenden Spannungsspitzen in den Heizelementen. Eine solche Maßnahme führt somit zur Reduktion der elektromagnetischen Emission und trägt auch dazu bei, dass die EMV-Voraussetzungen (Elektromagnetische Verträglichkeit) erfüllt werden, gleichzeitig erhöht sich durch eine Reduktion der Schaltgeschwindigkeit beim Ein- und Ausschalten der Halbleiter des Umrichters auch die Verlustleistung am Halbleiter. Durch zusätzliche LC-Filter kann das Schaltverhalten optimiert werden. Dabei werden die Werte für L und C an die Schaltfrequenz und die Steig- und Fallzeiten angepasst und sorgen dafür, dass die Lebensdauer der Heizelemente verlängert wird. 4 zeigt den Aufbau eines LC-Filters und ein beispielhaftes Schaltbild, um zu verdeutlichen, wo ein derartiger LC-Filter bei der Ansteuerung des als Widerstand R gezeigten Heizelements 18 eingesetzt werden kann.
  • Der Vorteil der hier beschriebenen Erfindung ist somit eine verminderte Eisbildung an den Verdampferschlangen 20 oder Verflüssigerschlangen 22 eines Transporttemperiersystems 10, je nachdem in welchem Modus das System betrieben wird. Dadurch kann das Transporttemperiersystem 10 ständig bei optimaler Effizienz eingesetzt werden. Während des Betriebs des Transporttemperiersystems 10 kann mit weniger Betriebsausfällen gerechnet werden, da das Transporttemperiersystem gemäß der vorliegenden Erfindung nicht abgeschaltet werden muss, wenn Verdampfer- oder Verflüssigerschlangen vereist sind. Das Transporttemperiersystem 10 gemäß der Erfindung kann daher in allen Temperaturregionen optimal betrieben werden, um Waren bei konstanter Temperatur zu transportieren.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6223546 [0002]

Claims (9)

  1. Transporttemperiersystem (10) zum Temperieren mindestens eines Abteils (12), umfassend: eine Stromquelle (28) mit Umrichter (26); wenigstens ein Wärmetauscherelement (14, 16); ein Steuergerät (24); und wenigstens ein elektrisches Heizelement (18), wobei das Heizelement über den Umrichter (26) betrieben wird, um das Wärmetauscherelement (14, 16) zu heizen, wobei das Steuergerät (24) eine Temperatur des Wärmetauscherelements (14, 16) überwacht, und wobei das Steuergerät (24) die dem elektrischen Heizelement (18) zugeführte Leistung entsprechend der benötigten Heizleistung des elektrischen Heizelements (18) steuert.
  2. Transporttemperiersystem (10) gemäß Anspruch 1, wobei das Wärmetauscherelement (14, 16) wenigstens eine Verflüssigerschlange (22) oder Verdampferschlange (20) umfasst.
  3. Transporttemperiersystem (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Transporttemperiersytem (10) mehrere Abteile (12, 12a) umfasst, wobei jedem Abteil wenigstens ein Wärmetauscherelement (14, 16) und wenigstens ein elektrisches Heizelement (18) zugeordnet sind.
  4. Transporttemperiersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Umrichter (26) die Stromversorgung für den Verflüssiger (16), den Verdampfer (14) und den Kompressor (30) des Transporttemperiersystems (10) bereitstellt.
  5. Transporttemperiersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Steuergerät (24) dazu ausgebildet ist, das wenigstens eine Heizelement (18) gemäß einem Steueralgorithmus zu steuern, welcher die folgenden Schritte umfasst: a. Messen der Zwischenkreisspannung von der Stromquelle (28); b. Berechnen der benötigten Heizleistung des Heizelements (18), basierend auf der Differenz zwischen der eingestellten und der tatsächlichen Temperatur des Wärmetauschers, c. Berechnen der benötigten Spannung des Heizelements (18); d. Berechnen des Tastverhältnisses der PWM, basierend auf der gemessenen Zwischenkreisspannung und der berechneten benötigten Spannung des Heizelements (18). e. Einstellen der Ausgabespannung des Umrichters (26), basierend auf dem berechneten Tastverhältnis.
  6. Transporttemperiersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, worin das Transporttemperiersystem (10) einen Verflüssiger (16), einen Kompressor (30) und einen Verdampfer (14) umfasst, und wahlweise zum Kühlen oder Heizen des mindestens einen Abteils (12) verwendet werden kann.
  7. Transporttemperiersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Steuergerät (24) zusätzlich zum Betrieb des wenigstens einen elektrischen Heizelements (18) einen Umkehrzyklus des Verflüssigers (16) und Verdampfers (14) steuert, um eine Eisbildung an einem Wärmetauscherelement zu vermindern.
  8. Transporttemperiersystem (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Steuergerät (24) den Umrichter (26) so steuert, dass die Einschalt- und Ausschaltzeiten der jeweiligen Pulse länger als ein vorgegebener Mindestwert sind, um Spannungsspitzen zu vermeiden.
  9. Transporttemperiersystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das wenigstens eine Heizelement einen LC-Filter (32) hat.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114704933A (zh) * 2022-02-18 2022-07-05 青岛海尔空调器有限总公司 用于控制直流空调器的方法及装置、空调器
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