DE602004008256T2

DE602004008256T2 - Transportkühlsystem

Info

Publication number: DE602004008256T2
Application number: DE200460008256
Authority: DE
Inventors: Jeffrey John Syracuse BURCHILL; John Clay PLETL
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Global Corp
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2004-03-29
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: WO2004092669A1; HK1085008A1; CN100408945C; JP4116659B2; DK1618346T3; DE602004008256D1; EP1618346A1; US20040194498A1; CN1795358A; JP2006522312A; EP1618346B1; US7043927B2; KR20050121237A; KR100722895B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühleinheit nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Kühlsystem und ein Steuermodul nach dem Oberbegriff der Ansprüche 6 bzw. 14.
Eine besondere Schwierigkeit beim Transport von verderblichen Gütern besteht darin, dass solche Güter innerhalb eines eng begrenzten Temperaturbereichs gehalten werden müssen, um abhängig von den Gütern ein Verderben oder umgekehrt einen Frostschaden zu verhindern. Um geeignete Temperaturen in einem Transportfrachtraum aufrechtzuerhalten, wird eine Transportkühleinheit verwendet. Die Transportkühleinheit steht typischerweise unter der Leitung einer elektronischen Steuereinrichtung. Die elektronische Steuereinrichtung stellt sicher, dass die Transportkühleinheit eine gewisse thermische Umgebung in einem Transportfrachtraum aufrechterhält. Der Ausfall der elektronischen Steuereinrichtung kann den Verlust der erwünschten thermischen Umgebung und den darauf folgenden Verderb der darin gelagerten verderblichen Artikel verursachen. Es besteht deshalb ein Bedarf an einem Umgehungsschalter, der den kontinuierlichen Betrieb der Transportkühleinheit in dem Fall, dass die elektronische Steuereinrichtung ausfällt, ermöglicht.
Herkömmlicherweise kann durch das Freilegen der elektrischen Schaltungsanordnung des Transportkühlsystems und das Installieren elektrischer Überbrückungen ausgefallene elektronische Steuereinrichtung umgangen werden und der eingeschränkte Betrieb des Transportkühlsystems wiederhergestellt werden. Die Installation der elektrischen Überbrückungen setzt die Person, die die Überbrückungen installiert, einem elektrischen Schock aus. Deshalb besteht eine Notwendigkeit, einen sichereren Mechanismus für das Umgehen der elektrischen Steuereinrichtung zu schaffen. US 4 426 850 offenbart eine Kühleinheit zum Regulieren der Temperatur in einem umschlossenen Volumen, die ein Kühlmodul, ein Umgehungsmodul und eine elektronische Steuereinrichtung aufweist.
Gemäß einem ersten umfassenden Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kühleinheit zum Regulieren der Temperatur eines umschlossenen Volumens nach Anspruch 1 vorgesehen. Die Kühleinheit enthält ein Kühlmodul. Das Kühlmodul enthält einen Kompressor mit einer Abgabeöffnung und einer Saugöffnung. Das Kühlmodul enthält ferner eine betriebsmäßig mit der Abgabeöffnung gekoppelte Kondensatorwärmetauschereinheit. Das Kühlmodul enthält ferner eine betriebsmäßig mit der Saugöffnung gekoppelte Verdampferwärmetauschereinheit. Das Kühlmodul enthält ferner einen in der Nähe der Kondensatorwärmetauschereinheit angeordneten Kondensatorventilator. Das Kühlmodul enthält ferner einen in der Nähe der Verdampferwärmetauschereinheit angeordneten Verdampferventilator und ein Saugmodulationsventil, das mit der Saugöffnung gekoppelt ist. Das Kühlmodul ist vorgesehen, um die Temperatur des umschlossenen Volumens zu regulieren. Die Kühleinheit enthält ferner ein mit dem Kühlmodul gekoppeltes Umgehungsmodul. Das Umgehungsmodul enthält einen Umgehungsmodusschalter und einen Betriebsmodusschalter. Der Umgehungsmodusschalter hat eine Position für normalen Betrieb und eine Position für Umgehungsbetrieb. Der Betriebsmodusschalter hat eine Position für volle Kühlung und eine Position für den Betrieb nur des Ventilators. Die Kühleinheit enthält ferner eine mit dem Umgehungsmodul gekoppelte elektronische Steuereinrichtung. Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für normalen Betrieb ist, reguliert die elektronische Steuereinrichtung den Betrieb des Kompressors, des Kondensatorventilators, des Verdampferventilators und des Saugmodulationsventils. Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umgehungsbetrieb ist, werden der Kompressor, der Kondensatorventilator, der Verdampferventilator und das Saugmodulationsventil selektiv von dem Umgehungsmodul betrieben. Dieser selektive Betrieb wird durch die Position des Betriebsmodusschalters gesteuert.
Gemäß einem weiteren umfassenden Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kühleinheit zum Regulieren der Temperatur eines umschlossenen Volumens nach Anspruch 2 vorgesehen. Die Kühleinheit enthält ein mit dem Behälter gekoppeltes Kühlmodul. Das Kühlmodul enthält einen Kompressor mit einer Abgabeöffnung und einer Saugöffnung. Das Kühlmodul enthält ferner eine betriebsmäßig mit der Abgabeöffnung gekoppelte Kondensatorwärmetausche reinheit. Das Kühlmodul enthält ferner eine betriebsmäßig mit der Saugöffnung gekoppelte Verdampferwärmetauschereinheit. Das Kühlmodul enthält ferner ein mit der Saugöffnung gekoppeltes Saugmodulationsventil. Das Kühlmodul ist vorgesehen, um die Temperatur des umschlossenen Volumens zu regulieren. Die Kühleinheit enthält ferner ein mit dem Kühlmodul gekoppeltes Umgehungsmodul. Das Umgehungsmodul enthält einen Umgehungsmodusschalter und einen Betriebsmodusschalter. Der Umgehungsmodusschalter hat eine Position für normalen Betrieb und eine Position für Umgehungsbetrieb. Der Betriebsmodusschalter hat eine Position für volle Kühlung und eine Position für den Betrieb nur des Verdampfers. Die Kühleinheit enthält ferner eine mit dem Umgehungsmodul gekoppelte elektronische Steuereinrichtung. Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für normalen Betrieb ist, reguliert die elektronische Steuereinrichtung den Betrieb des Kompressors, der Kondensatorwärmetauscheinheit, der Verdampferwärmetauschereinheit und des Saugmodulationsventils. Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umgehungsbetrieb ist, werden der Kompressor, die Kondensatorwärmetauschereinheit, die Verdampferwärmetauschereinheit und das Saugmodulationsventil selektiv von dem Umgehungsmodul betrieben und wird die selektive Position durch die Position des Betriebsmodusschalters gesteuert. Ein flüssiges Kühlmittel wird durch den Kompressor, die Kondensatorwärmetauschereinheit, die Verdampferwärmetauschereinheit und das Saugmodulationsventil zirkuliert.
Gemäß einem weiteren umfassenden Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Transportkühlsystem nach Anspruch 6 vorgesehen. Das Transportkühlsystem enthält einen Behälter, der ein umschlossenes Volumen definiert. Das Transportkühlsystem enthält ferner ein mit dem Behälter gekoppeltes Kühlmodul. Das Kühlmodul ist vorgesehen, um die Temperatur des umschlossenen Volumens zu regulieren. Das Kühlmodul enthält einen Kompressor mit einer Abgabeöffnung und einer Saugöffnung. Das Kühlmodul enthält ferner eine betriebsmäßig mit der Abgabeöffnung gekoppelte Kondensatorwärmetauschereinheit. Das Kühlmodul enthält ferner eine betriebsmäßig mit der Saugöffnung gekoppelte Verdampferwärmetauschereinheit. Das Kühlmodul enthält ferner einen in der Nähe der Kondensatorwärmetauschereinheit angeordneten Kondensatorventilator. Das Kühlmodul enthält ferner einen in der Nähe der Verdampferwär metauschereinheit angeordneten Verdampferventilator. Das Kühlmodul enthält ferner ein mit der Saugöffnung gekoppeltes Saugmodulationsventil. Das Transportkühlsystem enthält ferner ein mit dem Kühlmodul gekoppeltes Umgehungsmodul. Das Umgehungsmodul enthält einen Umgehungsmodusschalter und einen Betriebsmodusschalter. Der Umgehungsmodusschalter hat eine Position für normalen Betrieb und Position für Umgehungsbetrieb. Der Betriebsmodusschalter hat eine Position für volle Kühlung und eine Position für den Betrieb nur des Ventilators. Das Transportkühlsystem enthält ferner eine mit dem Umgehungsmodul gekoppelte elektronische Steuereinrichtung. Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für normalen Betrieb ist, reguliert die elektronische Steuereinrichtung den Betrieb des Kompressors, des Kondensatorventilators, des Verdampferventilators und des Saugmodulationsventils. Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umgehungsbetrieb ist, werden der Kompressor, der Kondensatorventilator, der Verdampferventilator und das Saugmodulationsventil selektiv von dem Umgehungsmodul betrieben. Der selektive Betrieb des Kompressors, des Kondensatorventilators, des Verdampferventilators und des Saugmodulationsventils werden durch die Position des Betriebsmodusschalters gesteuert.
Gemäß einem weiteren umfassenden Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuermodul für ein Kühlsystem nach Anspruch 14 vorgesehen. Das Steuermodul enthält eine elektronische Steuereinrichtung zum Steuern des Kühlsystems und ein Umgehungsmodul, das mit dem Kühlsystem und der elektronischen Steuereinrichtung gekoppelt ist. Das Umgehungsmodul enthält eine Mehrzahl von Schaltern, wodurch die elektronische Steuereinrichtung von dem Kühlsystem isoliert werden kann, während der Betrieb von ausgewählten Komponenten des Kühlsystems aufrechterhalten bleibt.
1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Kühleinheit der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Kühleinheit der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine schematische Darstellung des Transportkühlsystems der vorliegenden Erfindung; und
4 ist ein elektrisches Schema des Umgehungsmoduls der vorliegenden Erfindung.
Es wird jetzt detaillierter Bezug auf die vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung genommen, für die Beispiele in den begleitenden Zeichnungen erläutert sind. Wenn immer es möglich ist, werden überall in den Zeichnungen die gleichen Bezugszahlen verwendet, um auf gleiche oder ähnliche Teile zu verweisen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt und wird allgemein überall von der Bezugszahl 10 bezeichnet.
1 stellt die vorliegende Erfindung als eine Kühleinheit 10 zum Regulieren der Temperatur eines umschlossenen Volumens 14 ausgeführt dar. Die Kühleinheit 10 enthält ein Kühlmodul 16, ein Umgehungsmodul 36 und eine elektronische Steuereinrichtung 50. Die elektronische Steuereinrichtung 50 ist mit dem Umgehungsmodul 36 gekoppelt, das wiederum mit dem Kühlmodul 16 gekoppelt ist.
Das Kühlmodul 16 enthält einen Kompressor 18, einen Kondensatorwärmetauscher 24, einen Verdampferwärmetauscher 26, einen Kondensatorventilator 28, einen Verdampferventilator 30 und ein Saugmodulationsventil 32. Das Kühlmodul 16 kann ferner ein Flüssigkeitsinjektionsventil enthalten.
Der Kompressor 18 hat eine Abgabeöffnung 20 und eine Saugöffnung 22. Der Kompressor 18 arbeitet mit Dreiphasenstrom und arbeitet mit einer konstanten Drehzahl. Der Kompressor 18 kann ein Spiralkompressor, wie zum Beispiel ein von der 'Carrier Corporation of Syracuse', New York, USA erhälticher Spiralkompressor oder ein beliebiger anderer dem Fachmann bekannter Kompressortyp sein, der für den Gebrauch in einem Kühlsystem geeignet ist. Die Kühleinheit erhält elektrische Energie von zum Beispiel einem normalen kommerziellen Stromlieferanten, einem Bordenergieerzeugungssystem oder von einem Dieselgenerator.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner ein Saugmodulationsventil 32. Das Saugmodulationsventil 32 ist eine Massenströmungssteuervorrichtung, die sich in der Kühlschleife 34 zwischen der Verdampferwärmetauschereinheit 26 und der Saugöffnung 24 des Kompressors 18 befindet. Das Saugmodulationsventil 32 dient zur Beschränkung der für den Kompressor 18 verfügbaren Kühlmittelmenge, wodurch es hilft, das Ausmaß der von dem Kühlmodul 16 gelieferten Kühlung zu regulieren. Typischerweise enthält das Saugmodulationsventil 32 ein (nicht gezeigtes) Ventil mit variabler Position, dessen Position von einem (nicht gezeigten) elektrischen Schrittmotor gesteuert wird.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner eine Kondensatorwärmetauschereinheit 24. Die Kondensatorwärmetauschereinheit 24 ist betriebsmäßig mit der Abgabeöffnung 20 des Kompressors 18 gekoppelt.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner eine Verdampferwärmetauschereinheit 26. Die Verdampferwärmetauschereinheit 26 ist betriebsmäßig mit der Saugöffnung 22 des Kompressors 18 gekoppelt.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner einen Kondensatorventilator 28, der so angeordnet ist, dass er einen Luftstrom in die Kondensatorwärmetauschereinheit 24 leitet und es dadurch ermöglicht, Wärme aus dem Kühlmittel, das in der Kondensatorwärmetauschereinheit 24 zirkuliert, abzuführen.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner einen Verdampferventilator 30, der so angeordnet ist, dass er einen Luftstrom in die Kondensatorwärmetauschereinheit 26 leitet. Der Verdampferventilator 30 ist so angeordnet und geführt, dass er die in dem umschlossenen Volumen 14 des Behälters 12 enthaltene Luft zirkuliert. Der Verdampferventilator 30 bläst einen Luftstrom über die Oberfläche der Verdampferwärmetauschereinheit 26. Dadurch wird Wärme aus der Luft abgeführt, wodurch die Temperatur der Luft, die in dem umschlossenen Volumen 14 des Behälters 12 zirkuliert, gesenkt wird.
Das Transportkühlsystem 100 enthält ferner ein Umgehungsmodul 36 und eine elektronische Steuereinrichtung 50. Die elektronische Steuereinrichtung 50 ist mit dem Umgehungsmodul 36 gekoppelt, während das Umgehungsmodul 36 wiederum mit dem Kühlmodul 16 gekoppelt ist. Folglich sind die elektrischen Verbindungen, die es ermöglichen, dass die elektronische Steuereinrichtung 50 die Temperatur des inneren Volumens 14 des Behälters 12 reguliert, von der elektronischen Steuereinrichtung 50 zu dem Kühlmodul 16 mittels des Umgehungsmoduls 36 gebildet.
Die elektronische Steuereinrichtung 50, wie zum Beispiel eine von der ,Carrier Corporation of Syracuse', New York, USA erhältliche MicroLink^TM 2i-Steuereinrichtung, ist elektrisch mit dem Kompressor 18, dem Kondensatorventilator 28, dem Verdampferventilator 30 und dem Saugmodulationsventil 32 verbunden. Die elektronische Steuereinrichtung 50 ist dafür konfiguriert, das Kühlmodul 16 so zu betreiben, dass eine vorbestimmte thermische Umgebung in dem umschlossenen Volumen 14 des Behälters 12 aufrechterhalten wird. Die elektronische Steuereinrichtung 50 erhält die vorbestimmte Umgebung durch das selektive Steuern des Betriebs des Kompressors 18, des Kondensatorventilators 28, des Verdampferventilators 30 und des Saugmodulationsventils 32 aufrecht. Zum Beispiel liefert, wenn eine erhöhte Kühlung des umschlossenen Volumens 14 erforderlich ist, die elektronische Steuereinrichtung 50 dem Kompressor 16, dem Kondensatorventilator 28 und dem Verdampferventilator 30 elektrische Energie. Außerdem passt die elektronische Steuereinrichtung 50 die Position des Saugmodulationsventils 32 so an, dass die Strömung des dem Kompressor 16 zugeführten Kühlmittels erhöht wird. Wenn weniger Kühlung des umschlossenen Volumens 14 erforderlich ist, dann passt die elektronische Steuereinrichtung 50 die Position des Saugmodulationsventils 32 so an, dass die Strömung des dem Kompressor 16 zugeführten Kühlmittels verringert wird.
Das Umgehungsmodul 36 enthält einen Umgehungsmodusschalter. Der Umgehungsmodusschalter 38 ist ein manueller mechanischer Schalter mit zwei Positionen, einer Position für normalen Betrieb und einer Position für Umgehungsbetrieb. Der Umgehungsmodusschalter wird normalerweise in der Position für normalen Betrieb gehalten und nur in die Position für Umgehungsbetrieb bewegt, wenn ein Ausfall der elektronischen Steuereinrichtung 50 stattgefunden hat und die elektronische Steuereinrichtung 50 nicht mehr dazu fähig ist, den Betrieb des Kühlmoduls 16 zu steuern, wodurch sämtliche in dem Behälter gelagerte verderbliche Ware 12 gefährdet ist.
Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für normalen Betrieb ist, reguliert die elektronische Steuereinrichtung 50 den Betrieb des Kompressors 18, des Kondensatorventilators 28, des Verdampferventilators 30 und des Saugmodulationsventils 32.
Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umgehungsbetrieb ist, werden die elektrischen Verbindungen zwischen der elektronischen Steuereinrichtung 50 und dem Kühlmodul 16 getrennt, weshalb die elektronische Steuereinrichtung 50 den Betrieb des Kühlmoduls 16 nicht mehr steuert. Das Stellen des Umgehungsmodusschalters in die Position für Umgehungsbetrieb 42 übergibt die Steuerung des Kühlmoduls 16 von der elektronischen Steuereinrichtung 50 an das Umgehungsmodul. Der Kompressor 18, der Kondensatorventilator 28, der Verdampferventilator 30 und das Saugmodulationsventil 32 werden entsprechend der Position des Betriebsmodusschalters des Umgehungsmoduls 36 selektiv von dem Umgehungsmodul 36 betrieben.
Der Betriebsmodusschalter ist ein Mehrfachpositionsschalter, der eine Position für volle Kühlung und eine Position für den Betrieb nur des Verdampferventilators umfasst. Der selektive Betrieb des Kompressors 18, des Kondensatorventilators 28, des Verdampferventilators 30 und des Saugmodulationsventils 32 wird durch die Position des Betriebsmodusschalters gesteuert. Wenn der Betriebsmodusschalter in der Position für volle Kühlung ist, wird das Saugmodulationsventil 32 bis zu seiner maximalen Einstellung geöffnet, wird dem Kompressor 18, dem Verdampferventilator 28 und dem Kondensatorventilator 30 elektrische Energie zugeführt. Der Kompressor 18, der Verdampferventilator 28 und der Kondensatorventilator 30 werden so betrieben, dass sie eine maximale Kühlung des umschlossenen Volumens 14 leisten. Vorzugsweise genügt die dem Verdampferventilator 28 und dem Kondensatorventilator 30 zugeführte elektrische Energie, um zu ermöglichen, dass der Verdampferventilator 28 und die Kondensatorventilatoren 30 mit ihren jeweiligen maximalen Luftstromeinstellungen arbeiten.
In einer alternativen Ausführungsform enthält die Kühleinheit 10 auch einen Notfallabtauschalter und eine Heizvorrichtung.
In einer alternativen Ausführungsform der in 2 gezeigten Kühleinheit 10 der vorliegenden Erfindung ist der Kondensatorventilator 30 durch einen ersten Wärmetauscher 102 mit zirkulierendem Fluid ersetzt und ist der Verdampferventilator 28 durch einen zweiten Wärmetauscher 104 mit zirkulierendem Fluid ersetzt. Der erste Wärmetauscher 102 mit zirkulierendem Fluid ist thermisch mit der Kondensatorwärmetauschereinheit 24 gekoppelt und führt Wärme aus dem Kühlmittel ab und überträgt die Wärme auf ein zweites zirkulierendes Fluid. Der zweite Wärmetauscher 104 mit zirkulierendem Fluid ist thermisch mit der Verdampferwärmetauschereinheit 26 gekoppelt und überträgt Wärme von einem dritten zirkulierenden Fluid in dem zweiten Wärmetauscher 104 mit zirkulierendem Fluid auf das Kühlmittel in der Verdampferwärmetauschereinheit 26. Vorzugsweise enthält der erste Wärmetauscher 102 mit zirkulierendem Fluid einen Wassermantel und enthält der zweite Wärmetauscher 104 mit zirkulierendem Fluid einen Wassermantel.
In einer in 3 dargestellten alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die vorliegende Erfindung als ein Transportkühlsystem 100 ausgeführt, das einen Behälter 12, wie zum Beispiel einen Anhänger, einen intermodalen Behälter, ein Schienenfahrzeug und Ähnliches, für den Transport oder die Lagerung von Waren, die eine temperaturgesteuerte Umgebung erfordern, wie zum Beispiel Nahrungsmittel und Medikamente, enthält. Der Behälter 12 enthält ein umschlossenes Volumen 14 für die Lagerung der Waren. Das umschlossene Volumen 14 kann ein umschlossener Raum sein, der die innere Atmosphäre von der Außenseite des Behälters 12 isoliert.
Das Transportkühlsystem 100 enthält auch ein mit dem Behälter 12 verbundenes Kühlmodul 16. Das Kühlmodul 16 ist vorgesehen, um die Temperatur des umschlossenen Volumens 14 des Behälters 12 innerhalb eines vordefinierten Temperaturbereichs aufrechtzuerhalten. Das Kühlmodul 16 enthält einen Kompressor 18 mit einer Abgabeöffnung 20 und einer Saugöffnung 22. Der Kompressor wird vom Dreiphasenstrom mit Energie versorgt und arbeitet mit einer konstanten Drehzahl. Der Kompressor 18 kann ein Spiralkompressor sein, wie zum Beispiel ein von der ,Carrier Corporation of Syracuse', New York, USA erhälticher Spiralkompressor. Die Kühleinheit benötigt elektrische Energie von zum Beispiel einem normalen kommerziellen Energielieferanten, einem Bordenergieerzeugungssystem oder von einem Dieselgenerator.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner eine Kondensatorwärmetauschereinheit 24. Die Kondensatorwärmetauschereinheit 24 ist betriebsmäßig mit der Abgabeöffnung 20 des Kompressors 18 gekoppelt.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner eine Verdampferwärmetauschereinheit 26. Die Verdampferwärmetauschereinheit 26 ist betriebsmäßig mit der Saugöffnung 22 des Kompressors 18 gekoppelt.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner einen Kondensatorventilator 28, der so angeordnet ist, dass er einen Luftstrom in die Kondensatorwärmetauschereinheit 24 leitet, wodurch er es ermöglicht, Wärme aus dem Kühlmittel, das durch die Kondensatorwärmetauschereinheit 24 strömt, abzuführen.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner einen Verdampferventilator 30, der so angeordnet ist, dass er einen Luftstrom in die Verdampferwärmetauschereinheit 26 leitet. Der Verdampferventilator 30 ist so angeordnet und geführt, dass die in dem umschlossenen Volumen 14 des Behälters 12 enthaltene Luft zirkuliert wird. Der Verdampferventilator 30 bläst einen Luftstrom über die Oberfläche der Verdampferwärmetauschereinheit 26. Dadurch wird Wärme aus der Luft abgeführt, was die Temperatur der Luft, die in dem umschlossenen Volumen 14 des Behälters 12 zirkuliert, senkt.
Das Kühlmodul 16 enthält ferner ein Saugmodulationsventil 32. Das Saugmodulationsventil 32 ist eine Massenströmungssteuervorrichtung, die sich in der Kühlschleife 34 zwischen der Verdampferwärmetauschereinheit 26 und der Saugöffnung 24 des Kompressors 18 befindet. Das Saugmodulationsventil 32 dient der Beschränkung der Kühlmittelmenge, die dem Kompressor 18 zur Verfügung steht, wodurch es hilft, das Ausmaß der von dem Kühlmodul 16 gelieferten Kühlung zu regulieren. Typischerweise enthält das Saugmodulationsventil 32 ein (nicht gezeigtes) Ventil mit variabler Position, dessen Position von einem (nicht gezeigten) elektrischen Schrittmotor gesteuert wird.
Das Transportkühlsystem 100 enthält ferner ein Umgehungsmodul 36 und eine elektronische Steuereinrichtung 50. Die elektronische Steuereinrichtung 50 ist mit dem Umgehungsmodul 36 gekoppelt, während das Umgehungsmodul 36 wiederum mit dem Kühlmodul 16 gekoppelt ist. Folglich sind die elektrischen Verbindungen, die es der elektronischen Steuereinrichtung 50 erlauben, die Temperatur des inneren Volumens 14 des Behälters 12 zu regulieren, von der elektronischen Steuereinrichtung 50 zu dem Kühlmodul 16 mittels des Umgehungsmoduls 36 gebildet.
Die elektronische Steuereinrichtung 50, wie zum Beispiel eine von der 'Carrier Corporation of Syracuse', NewYork, USA erhältliche MicroLink^TM 2i-Steuereinrichtung, ist elektrisch mit dem Kompressor 18, dem Kondensatorventilator 28, dem Verdampferventilator 30 und dem Saugmodulationsventil 32 verbunden. Die elektronische Steuereinrichtung 50 ist so konfiguriert, dass sie das Kühlmodul 16 betreibt, um eine vorbestimmte thermische Umgebung in dem umschlossenen Volumen 14 des Behälters 12 aufrechtzuerhalten. Die elektronische Steuereinrichtung 50 erhält die vorbestimmte Umgebung durch das selektive Steuern des Betriebs des Kompressors 18, des Kondensatorventilators 28, des Verdampferventilators 30 und des Saugmodulationsventils 32 aufrecht. Wenn zum Beispiel eine erhöhte Kühlung des umschlossenen Volumens 14 erforderlich ist, liefert die elektronische Steuereinrichtung 50 dem Kompressor 16, dem Kondensatorventilator 28 und dem Verdampferventilator 30 elektrische Energie. Außerdem passt die elektronische Steuereinrichtung 50 die Position des Saugmodulationsventils 32 so an, dass die Strömung des dem Kompressor 16 zugeführten Kühlmittels erhöht wird. Wenn weniger Kühlung des umschlossenen Volumens 14 erforderlich ist, dann passt die elektronische Steuereinrichtung 50 die Position des Saugmodulationsventils 32 so an, dass die Strömung des dem Kompressor 16 gelieferten Kühlmittels verringert wird.
Das Umgehungsmodul 36 enthält einen Umgehungsmodusschalter. Der Umgehungsmodusschalter ist ein manueller mechanischer Schalter mit zwei Positionen, einer Position für normalen Betrieb und einer Position für Umgehungsbetrieb. Der Umgehungsmodusschalter wird normalerweise in der Position für normalen Betrieb gehalten und wird nur in die Position für Umgehungsbetrieb bewegt, wenn ein Ausfall der elektronischen Steuereinrichtung 50 stattgefunden hat und die elektronische Steuereinrichtung 50 nicht mehr dazu fähig ist, den Betrieb des Kühlmoduls 16 zu steuern, wodurch sämtliche in dem Behälter gelagerte verderbliche Ware 12 gefährdet ist.
Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für normalen Betrieb ist, reguliert die elektronische Steuereinrichtung 50 den Betrieb des Kompressors 18, des Kondensatorventilators 28, des Verdampferventilators 30 und des Saugmodulationsventils 32.
Wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umgehungsbetrieb ist, werden die elektrischen Verbindungen zwischen der elektronischen Steuereinrichtung 50 und dem Kühlmodul 16 getrennt, weshalb die elektronische Steuereinrichtung 50 den Betrieb des Kühlmoduls 16 nicht mehr steuert. Das Stellen des Umgehungsmodusschalters in die Position für Umgehungsbetrieb übergibt die Steuerung des Kühlmoduls 16 von der elektronischen Steuereinrichtung 50 an das Umgehungsmodul. Der Kompressor 18, der Kondensatorventilator 28, der Verdampferventilator 30 und das Saugmodulationsventil 32 werden von dem Umgehungsmodul 36 entsprechend der Position des Betriebsmodusschalters des Umgehungsmoduls 36 selektiv betrieben.
Der Betriebsmodusschalter ist ein Mehrfachpositionsschalter, der eine Position für volle Kühlung und eine Position für den Betrieb nur des Verdampferventilators umfasst. Der selektive Betrieb des Kompressors 18, des Kondensatorventilators 28, des Verdampferventilators 30 und des Saugmodulationsventils 32 wird von der Position des Betriebsmodusschalters gesteuert. Wenn der Betriebsmodusschalter in der Position für volle Kühlung ist, wird das Saugmodulationsventil 32 bis zu seiner maximalen Einstellung geöffnet, wird dem Kompressor 18, dem Verdampferventilator 28 und dem Kondensatorventilator 30 elektrische Energie zugeführt. Der Kompressor 18, der Verdampferventilator 28 und der Kondensatorventilator 30 werden so betrieben, dass sie dem umschlossenen Volumen 14 die maximale Kühlung liefern. Vorzugsweise genügt die dem Verdampferventilator 28 und dem Kondensatorventilator 30 zugeführte elektrische Energie, um den maximalen Betrieb des Verdampferventilators 28 und der Kondensatorventilatoren 30 zu ermöglichen.
Herkömmlicherweise wird Dreiphasenstrom verwendet, um den Kompressor 18 zu betreiben. Wenn Dreiphasenstrom verwendet wird, um den Kompressor 18 zu betreiben, enthält das Umgehungsmodul eine Phasendetektierungsschal tung. Die Phasendetektierungsschaltung ist mit der Leitung für Dreiphasenstrom gekoppelt und bestimmt die Phasenrotation der 3-phasigen Eingangsenergie. Die zu detektierenden 3-phasigen elektrischen Rotationsfolgen sind ABC, ACB, BAC, BCA, CBA, CAB. Die Phasendetektierungsschaltung übermittelt die 3-phasige elektrische Rotation an eine Steuerlogikschaltung. Die Steuerlogikschaltung schließt dann die (nicht gezeigten) entsprechenden elektrischen Kontakte, um dem Kompressor 18 elektrische Energie mit der richtigen elektrischen Rotationsfolge zu liefern.
Wenn der Betriebsmodusschalter in der Position für den Betrieb nur des Ventilators ist, werden der Kompressor 18, der Kondensatorventilator 28 ausgeschaltet und wird das Saugmodulationsventil 32 in seine vollständig geschlossene Position gebracht. Dem Verdampferventilator 30 wird weiter hin elektrische Energie zugeführt und der Verdampferventilator 30 wird auf seiner maximalen Luftstromeinstellung betrieben. Folglich wird, wenn der Betriebsmodusschalter in der Position für den Betrieb nur des Ventilators ist, die Luft in dem umschlossenen Volumen 14 überall in dem umschlossenen Volumen 14 des Behälters 12 konstant rezirkuliert.
In einer Ausführungsform des Transportkühlsystems 100 der vorliegenden Erfindung enthält das Transportkühlsystem 100 ein Umgehungsmodul 36, das eine H-Brückentreiberschaltung enthält. Die H-Brückentreiberschaltung steuert den Betrieb eines reversiblen Schrittmotors, der das Positionieren des Saugmodulationsventils 32 steuert. Eine schematische Darstellung der H-Brückenschaltung ist in 3 gezeigt.
In einer anderen Ausführungsform des Transportkühlsystems 100 der vorliegenden Erfindung enthält das Transportkühlsystem 100 einen Behälter 12, ein Kühlmodul 16, ein Umgehungsmodul 36 und eine elektronische Steuereinrichtung 50.
Das Kühlmodul 16 enthält einen Kompressor 18 mit einer Abgabeöffnung 20 und einer Saugöffnung 22. Das Kühlmodul enthält ferner ein Saugmodulationsventil 32, das mit der Saugöffnung 22 des Kompressors 18 gekoppelt ist.

Claims

Kühleinheit (10) für das Regulieren der Temperatur eines umschlossenen Volumens (14), wobei die Kühleinheit aufweist: ein Kühlmodul (16), wobei das Kühlmodul aufweist: einen Kompressor (18) mit einer Abgabeöffnung (20) und einer Saugöffnung (22); eine Kondensatorwärmetauschereinheit (24), die betriebsmäßig mit der Abgabeöffnung gekoppelt ist; eine Verdampferwärmetauschereinheit (26), die betriebsmäßig mit der Saugöffnung gekoppelt ist; einen Kondensatorventilator (28), der in der Nähe der Kondensatorwärmetauschereinheit angeordnet ist; einen Verdampferventilator (30), der in der Nähe der Verdampferwärmetauschereinheit angeordnet ist; und ein Saugmodulationsventil (32), das mit der Saugöffnung gekoppelt ist; ein Umgehungsmodul (36), das mit dem Kühlmodul (16) gekoppelt ist, und eine elektronische Steuereinrichtung (50), die mit dem Umgehungsmodul gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgehungsmodul aufweist: einen Umgehungsmodusschalter, wobei der Umgehungsmodusschalter eine Position für normalen Betrieb und eine Position für Umgehungsbetrieb hat; und einen Betriebsmodusschalter, wobei der Betriebsmodusschalter eine Position für volle Kühlung und eine Position für den Betrieb nur des Ventilators hat; wobei, wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für normalen Betrieb ist, die elektronische Steuereinrichtung (50) den Betrieb des Kompressors (18), des Kondensatorventilators (28), des Verdampferventilators (30) und des Saugmodulationsventils (32) reguliert; wobei, wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umge hungsbetrieb ist, der Kompressor (18), der Kondensatorventilator (28), der Verdampferventilator (30) und das Saugmodulationsventil (32) selektiv von dem Umgehungsmodul (36) betrieben werden, wobei eine solche selektive Operation von der Position des Betriebsmodusschalters gesteuert wird.
Kühleinheit (10) zum Regulieren der Temperatur eines umschlossenen Volumens (14), wobei die Kühleinheit aufweist: ein Kühlmodul (16), das mit dem Behälter gekoppelt ist, wobei das Kühlmodul aufweist: einen Kompressor (18) mit einer Abgabeöffnung (20) und einer Saugöffnung (22); eine Kondensatorwärmetauschereinheit (24), die betriebsmäßig mit der Abgabeöffnung gekoppelt ist; eine Verdampferwärmetauschereinheit (26), die betriebsmäßig mit der Saugöffnung gekoppelt ist; ein Saugmodulationsventil (32), das mit der Saugöffnung gekoppelt ist; wobei das Kühlmodul (16) vorgesehen ist, um die Temperatur des umschlossenen Volumens (14) zu regulieren; ein Umgehungsmodul (36), das mit dem Kühlmodul (16) gekoppelt ist, und eine elektronische Steuereinrichtung (50), die mit dem Umgehungsmodul gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgehungsmodul aufweist: einen Umgehungsmodusschalter, wobei der Umgehungsmodusschalter eine Position für normalen Betrieb und eine Position für Umgehungsbetrieb hat; und einen Betriebsmodusschalter, wobei der Betriebsmodusschalter eine Position für volle Kühlung und eine Position für den Betrieb nur des Verdampfers hat; wobei, wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für normalen Betrieb ist, die elektronische Steuereinrichtung (50) den Betrieb des Kompressors (18), der Kondensatorwärmetauschereinheit (24), der Verdampferwärmetauschereinheit (26) und des Saugmodulationsventils (32) reguliert; wobei, wenn der Umgehungsmodusschalter (38) in der Position für Umgehungsbetrieb ist, der Kompressor (18), die Kondensatorwärmetauscherein heit (24), die Verdampferwärmetauschereinheit (26) und das Saugmodulationsventil (32) selektiv von dem Umgehungsmodul betrieben werden, wobei eine solche selektive Operation von der Position des Betriebsmodusschalters gesteuert wird; und wobei ein flüssiges Kühlmittel durch den Kompressor (18), die Kondensatorwärmetauschereinheit (24), die Verdampferwärmetauschereinheit (26) und das Saugmodulationsventil (32) zirkuliert wird.
Kühleinheit (10) nach Anspruch 2, wobei die Kondensatorwärmetauschereinheit (24) einen ersten Wärmetauscher (102) für zirkulierendes Fluid aufweist; wobei die Verdampferwärmetauschereinheit einen zweiten Wärmetauscher (104) mit zirkulierendem Fluid aufweist; wobei der erste Wärmetauscher (102) mit zirkulierendem Fluid Wärme von dem flüssigen Kühlmittel auf ein zweites zirkulierendes Fluid überträgt; wobei der zweite Wärmetauscher (104) mit zirkulierendem Fluid Wärme von einem dritten zirkulierenden Fluid auf das flüssige Kühlmittel überträgt.
Kühleinheit (10) nach Anspruch 3, wobei der erste Wärmetauscher (102) mit zirkulierendem Fluid einen Wassermantel aufweist; und wobei der zweite Wärmetauscher (104) mit zirkulierendem Fluid einen Wassermantel aufweist.
Kühleinheit (10) nach Anspruch 2, ferner aufweisend: einen Kondensatorventilator (28), der in der Nähe der Kondensatorwärmetauschereinheit (24) angeordnet ist; und einen Verdampferventilator (30), der in der Nähe der Verdampferwärmetauschereinheit (26) angeordnet ist.
Transportkühlsystem (10), aufweisend: einen Behälter (12), wobei der Behälter ein umschlossenes Volumen (14) definiert; ein Kühlmodul (16), das mit dem Behälter gekoppelt ist, wobei das Kühlmodul aufweist: einen Kompressor (18) mit einer Abgabeöffnung (20) und einer Saug öffnung (22); eine Kondensatorwärmetauschereinheit (24), die betriebsmäßig mit der Abgabeöffnung gekoppelt ist; eine Verdampferwärmetauschereinheit (26), die betriebsmäßig mit der Saugöffnung gekoppelt ist; einen Kondensatorventilator (28), der in der Nähe der Kondensatorwärmetauschereinheit angeordnet ist; einen Verdampferventilator (30), der in der Nähe der Verdampferwärmetauschereinheit angeordnet ist; und ein Saugmodulationsventil (32), das mit der Saugöffnung gekoppelt ist; wobei das Kühlmodul (16) vorgesehen ist, um die Temperatur des umschlossenen Volumens (14) zu regulieren; ein Umgehungsmodul (36), das mit dem Kühlmodul (16) gekoppelt ist, und eine elektronische Steuereinrichtung (50), die mit dem Umgehungsmodul gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgehungsmodul aufweist: einen Umgehungsmodusschalter, wobei der Umgehungsmodusschalter eine Position für normalen Betrieb und eine Position für Umgehungsbetrieb hat; und einen Betriebsmodusschalter, wobei der Betriebsmodusschalter eine Position für volle Kühlung und eine Position für den Betrieb nur des Ventilators hat; wobei, wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für normalen Betrieb ist, die elektronische Steuereinrichtung (50) den Betrieb des Kompressors (18), des Kondensatorventilators (28), des Verdampferventilators (30) und des Saugmodulationsventils (32) reguliert; wobei, wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umgehungsbetrieb ist, der Kompressor (18), der Kondensatorventilator (28), der Verdampferventilator (30) und das Saugmodulationsventil (32) selektiv von dem Umgehungsmodul (36) betrieben werden, wobei eine solche selektive Operation von der Position des Betriebsmodusschalters gesteuert wird.
Transportkühlsystem (10) nach Anspruch 6, wobei, wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umgehungsbetrieb ist und der Betriebsmodusschalter in der Position für volle Kühlung ist, elektrische Energie an den Kompressor (18), den Kondensatorventilator (28) und den Verdampferventilator (30) geliefert wird und das Saugmodulationsventil (32) in der vollständig offenen Position gebracht wird.
Transportkühlsystem (10) nach Anspruch 6, wobei, wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umgehungsbetrieb ist und der Betriebsmodusschalter in der Position für den Betrieb nur des Ventilators ist, elektrische Energie an den Verdampferventilator (30) geliefert wird und der Verdampferventilator mit voller Kapazität betrieben wird.
Transportkühlsystem (10) nach Anspruch 6, wobei, wenn der Umgehungsmodusschalter in der Position für Umgehungsbetrieb ist und der Betriebsmodusschalter in der Position für den Betrieb nur des Ventilators ist, elektrische Energie an den Verdampferventilator (30) geliefert wird und der Verdampferventilator mit weniger als voller Kapazität betrieben wird.
Transportkühlsystem (10) nach Anspruch 6, wobei das Umgehungsmodul (36) ferner eine Phasendetektierungsschaltung aufweist.
Transportkühlsystem (10) nach Anspruch 10, wobei das Umgehungsmodul (36) ferner einen H-Brückentreiber aufweist.
Transportkühlsystem (10) nach Anspruch 11, wobei das Umgehungsmodul (36) ferner eine Steuerschaltung aufweist.
Transportkühlsystem (10) nach Anspruch 6, wobei das Kühlmodul (16) ferner ein Flüssigkeitsinjektionsventil aufweist.
Steuermodul für ein Kühlsystem (10), aufweisend: eine elektronische Steuereinrichtung (50) zum Steuern eines Kühlsystems, und ein mit der elektronischen Steuereinrichtung gekoppeltes Umgehungsmodul (36) zum Koppeln mit einem Kühlsystem, dadurch gekennzeichnet, dass das Umgehungsmodul einen Umgehungsmodusschalter aufweist, wobei der Umgehungsmodusschalter eine Positi on für normalen Betrieb und eine Position für Umgehungsbetrieb hat; und einen Betriebsmodusschalter aufweist, wobei der Betriebsmodusschalter eine Position für volle Kühlung und eine Position für den Betrieb nur des Ventilators hat; wodurch beim Gebrauch die elektronische Steuereinrichtung von einem Kühlsystem, das sie steuert, isoliert werden kann, während der Betrieb von ausgewählten Komponenten des Kühlsystems aufrechterhalten bleibt.