ES2609611T3 - Funcionamiento de sistemas de refrigeración de transporte para prevenir el calado y la sobrecarga del motor - Google Patents

Funcionamiento de sistemas de refrigeración de transporte para prevenir el calado y la sobrecarga del motor Download PDF

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Abstract

Un procedimiento para controlar el consumo de potencia de una unidad de refrigeración de transporte (10) que tiene un flujo másico de refrigerante que circula dentro de un circuito de refrigerante que tiene un compresor de refrigerante (14) y que tiene un motor diésel (32) para alimentar la unidad de refrigeración de transporte (10), comprendiendo el procedimiento la etapa de limitar selectivamente el flujo másico de refrigerante a través del circuito de refrigerante en respuesta a la carga del motor en funcionamiento en el motor diésel (32) y la velocidad de funcionamiento del motor diésel (32); que comprende además las etapas de: monitorizar la carga del motor en funcionamiento del motor diésel (32); monitorizar la velocidad del motor en funcionamiento del motor diésel (32); y ajustar selectivamente el flujo másico de refrigerante a través del circuito de refrigerante de la unidad de refrigeración de transporte (10) para mantener la carga del motor en funcionamiento inferior al 98 % de la carga del motor en funcionamiento máxima y para mantener simultáneamente la velocidad del motor en funcionamiento a una velocidad de al menos el 98 % de una velocidad de funcionamiento del motor objetivo.

Description

DESCRIPCION
Funcionamiento de sistemas de refrigeracion de transporte para prevenir el calado y la sobrecarga del motor.
5 Campo de la invencion
Esta invencion se refiere en general al funcionamiento de un sistema de refrigeracion de transporte y, mas en particular, al mantenimiento del rendimiento de enfriamiento de un sistema de refrigeracion de transporte en tanto que previniendo los calados del motor asf como la sobrecarga del motor.
10
Antecedentes de la invencion
Las frutas, las verduras y otros artfculos perecederos, incluyendo la carne, las aves de corral y el pescado, fresco o congelado, son transportados comunmente en la caja de carga de un camion o trailer, o en un contenedor 15 intermodal. Por consiguiente, resulta habitual proporcionar un sistema de refrigeracion de transporte asociado operativamente con la caja de carga para enfriar la atmosfera del interior de la caja de carga. El sistema de refrigeracion de transporte incluye un sistema de compresion de vapor de refrigerante, tambien denominado unidad de refrigeracion de transporte y una unidad de alimentacion de a bordo. El sistema de compresion de vapor de refrigerante incluye tipicamente un compresor, un condensador, un dispositivo de expansion y un evaporador 20 conectados en serie mediante lmeas de refrigerante en un circuito de refrigerante cerrado de acuerdo con ciclos de compresion de vapor de refrigerante conocidos. La unidad de alimentacion incluye un motor, tfpicamente un motor diesel.
En muchos sistemas de refrigeracion de transporte para camion/trailer, el compresor de la unidad de refrigeracion de 25 transporte esta accionado por el eje motor ya sea a traves de una transmision por correa o mediante una conexion mecanica eje-eje. Mas recientemente, todos los sistemas electricos de refrigeracion de transporte han sido desarrollados para aplicaciones para camion/trailer donde el motor acciona un generador de a bordo para generar suficiente energfa electrica para accionar un motor electrico asociado operativamente con el compresor de la unidad de refrigeracion de transporte. Por ejemplo, la patente de EE.UU. 6.223.546, concedida a Carrier Corporation, 30 describe una unidad de refrigeracion de transporte alimentada electricamente alimentada por un generador smcrono accionado por motor capaz de producir suficiente energfa para operar el motor de accionamiento de compresor y al menos un motor de ventilador. Con respecto a los contenedores intermodales, se dispone de unidades de alimentacion de quita y pon, denominadas comunmente grupos electrogenos, para montaje en el contenedor intermodal, tfpicamente cuando el contenedor esta siendo transportado por carretera o ferrocarril, para proporcionar 35 energfa electrica para operar el motor de accionamiento de compresor de la unidad de refrigeracion de transporte asociada con el contenedor. El grupo electrogeno incluye un motor diesel y un generador accionado por el motor diesel.
Durante el transporte de tales artfculos perecederos la temperatura dentro de la caja de carga del camion, trailer o 40 contenedor debe mantenerse dentro de lfmites de temperatura estrictos asociados con los artfculos particulares que son transportados, independientemente de las condiciones de funcionamiento potencialmente severas impuestas por el entorno local en el cual esta operando el sistema. Por ejemplo, cuando el sistema de refrigeracion de transporte se hace funcionar a temperaturas ambiente elevadas y/o funcionamiento a altitud elevada, la potencia demandada por la unidad de refrigeracion a elevada demanda de capacidad de enfriamiento puede exceder la potencia al eje 45 limitada disponible procedente del motor, aumentando las posibilidades de un calado del motor o una sobrecarga del motor. En caso de un calado del motor o una sobrecarga del motor, la perdida de energfa procedente del generador tendra como resultado un apagado no deseado de la unidad de refrigeracion.
En los sistemas de refrigeracion de transporte convencionales, el sistema de control es de bucle abierto porque el 50 controlador de sistema ignora la carga del motor en funcionamiento real. En cambio, el controlador de sistema de refrigeracion de transporte usa algoritmos que incluyen margenes de seguridad para limitar la demanda de potencia al eje del motor en un intento de prevenir la sobrecarga del motor. Sin embargo, a veces, como bajo condiciones de servicio agravadas y durante operaciones transitorias, aun asf pueden producirse una perdida en el rendimiento de la unidad de refrigeracion y calados o sobrecarga del motor. Existe una necesidad de controlar el funcionamiento de 55 la unidad de refrigeracion en respuesta a las condiciones reales de funcionamiento del motor para evitar el calado del motor o la sobrecarga del motor.
El documento US2004/0003614A1 muestra un sistema de aire acondicionado y un dispositivo de control de aire acondicionado usados en un vehfculo a motor con un motor de combustion controlado por un dispositivo de gestion
electronica de motor. El sistema de gestion electronica de motor tiene acceso directo a y control de prioridad sobre el ajuste de la carrera del piston, de modo que el dispositivo de gestion electronica de motor tiene prioridad sobre el dispositivo de control de aire acondicionado a la hora de controlar el ajuste de la carrera del piston.
5 El documento US2002/0100285A1 muestra un procedimiento y un sistema para controlar un compresor en un circuito de refrigerante de un sistema de aire acondicionado de un vehnculo a motor. El par de carga instantaneo se determina y compara con un par limitador maximo prescrito por un controlador de motor, y el compresor se controla dependiendo del valor de comparacion que resulta de ello. Con el fin de evitar el apagado completo del compresor, el par de carga instantaneo se representa como una funcion de variables, tales como la velocidad del compresor y la 10 alta presion del refrigerante.
El documento US5893272 muestra un procedimiento y un control de un compresor de un acondicionador de aire de vehnculo a motor que esta disenado para consumo de potencia variable y puede ser accionado por la transmision del vehnculo. El consumo de potencia del compresor esta sujeto a un lfmite superior que se establece de manera 15 variable como una funcion de la diferencia entre el par motor maximo que la transmision del vehnculo puede entregar y el par motor que se requiere para accionar el vehnculo.
Resumen de la invencion
20 En un aspecto, puede proporcionarse un procedimiento para optimizar el rendimiento de un sistema de refrigeracion de transporte que tiene una unidad de refrigeracion de transporte alimentada por un motor diesel, que incluye la etapa de hacer coincidir una produccion a plena capacidad de la unidad de refrigeracion de transporte con una potencia al eje disponible del motor diesel. El procedimiento tambien puede incluir la etapa de hacer funcionar el sistema de refrigeracion de transporte a la produccion a plena capacidad necesaria para satisfacer una carga de 25 demanda de refrigeracion actual siempre y cuando tanto una posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible del motor diesel no este en el 100 % como una velocidad de funcionamiento del motor diesel no caiga mas del cinco por ciento.
De acuerdo con la invencion, se proporciona un procedimiento para controlar el consumo de potencia de una unidad 30 de refrigeracion de transporte que tiene un flujo masico de refrigerante que circula dentro de un circuito de refrigerante que tiene un compresor de refrigerante y que tiene un motor diesel para alimentar la unidad de refrigeracion de transporte. El procedimiento incluye la etapa de limitar selectivamente el flujo masico de refrigerante a traves del circuito de refrigerante en respuesta a una posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible en el motor diesel y una velocidad de funcionamiento del motor diesel. El procedimiento incluye etapas adicionales 35 de: monitorizar la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible para el motor diesel; monitorizar la velocidad del motor en funcionamiento del motor diesel; y ajustar selectivamente el flujo masico de refrigerante a traves del circuito de refrigerante de la unidad de refrigeracion de transporte para mantener la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible en una posicion inferior al 98 % de la posicion maxima de la cremallera de combustible y para mantener simultaneamente la velocidad del motor en funcionamiento a una 40 velocidad de al menos el 98 % de una velocidad de funcionamiento del motor maxima. En una realizacion, el procedimiento puede incluir las etapas adicionales de: monitorizar la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible para el motor diesel; monitorizar la velocidad del motor en funcionamiento del motor diesel; determinar si la posicion de la cremallera de combustible monitorizada esta en una posicion de al menos el 90 % de una posicion maxima de la cremallera de combustible; determinar si la velocidad del motor monitorizada esta a una 45 velocidad de al menos el 98 % de una velocidad del motor maxima; y si tanto la posicion de la cremallera de combustible monitorizada esta en una posicion de al menos el 90 % de una posicion maxima de la cremallera de combustible como la velocidad del motor monitorizada esta a una velocidad de al menos el 98 % de una velocidad del motor maxima, restringir un aumento del flujo masico de refrigerante a traves del compresor.
50 En un aspecto, puede proporcionarse un procedimiento para controlar el funcionamiento de una unidad de refrigeracion de transporte que tiene un flujo masico de refrigerante que circula dentro de un circuito de refrigerante que tiene un compresor de refrigerante y una valvula de modulacion de aspiracion del compresor y que tiene un motor diesel para alimentar la unidad de refrigeracion de transporte. El procedimiento incluye las etapas de: determinar si se ha solicitado un cambio en una condicion de funcionamiento del sistema; y si se ha solicitado un 55 cambio de condicion de funcionamiento del sistema, restringir un aumento del flujo masico de refrigerante reduciendo una velocidad de apertura maxima de la valvula de modulacion de aspiracion al 0,1 por ciento por segundo.
Breve descripcion de los dibujos
Para una comprension mas a fondo de la descripcion, se hara referencia a la siguiente descripcion detallada que ha de leerse en relacion con el dibujo adjunto, donde:
5 la fig. 1 muestra un diagrama esquematico de una realizacion ejemplar de un sistema de refrigeracion de transporte donde el compresor es por un motor alimentado por un generador electrico accionado por un motor diesel; la fig. 2 muestra un diagrama esquematico de una realizacion ejemplar de un sistema de refrigeracion de transporte donde el compresor es accionado por un motor diesel a traves de una transmision por correa; y las figs. 3(a) y (b) muestran una ilustracion en diagrama de bloques de una realizacion ejemplar de un procedimiento 10 de control tal como se describe en este documento.
Descripcion detallada de la invencion
Haciendo referencia inicialmente a las figs. 1 y 2 del dibujo, se representan realizaciones ejemplares de sistemas de 15 refrigeracion de transporte para enfriar la atmosfera del interior de la caja de carga de un camion, trailer, contenedor, contenedor intermodal o unidad de transporte de carga similar. El sistema de refrigeracion de transporte (10) incluye una unidad de refrigeracion de transporte (12) que incluye un compresor (14), un intercambiador de calor condensador de refrigerante (16), un dispositivo de expansion (18), un intercambiador de calor evaporador de refrigerante (20) y una valvula de modulacion de aspiracion (22) conectada en un circuito de refrigerante de bucle 20 cerrado que incluye las lmeas de refrigerante (24), (26) y (28) y dispuestas en un ciclo de refrigeracion convencional. El sistema de refrigeracion de transporte (10) incluye ademas un controlador de sistema electronico (30), un motor diesel (32) y un controlador de motor (34). El sistema de refrigeracion de transporte (10) esta montado como en la practica convencional en una pared exterior del camion, trailer o contenedor con el compresor (14) y el intercambiador de calor condensador (16) con su(s) ventilador(es) de condensador asociado(s) (no mostrado(s)) y el 25 motor diesel (32) dispuestos externamente a la caja de carga refrigerada.
Como en la practica convencional, cuando la unidad refrigerante de transporte (12) esta funcionando en un modo de enfriamiento, el vapor de refrigerante a baja temperatura y baja presion es comprimido por el compresor (14) a un vapor de refrigerante a alta presion y alta temperatura y se pasa desde la salida de descarga del compresor (14) a la 30 lmea de refrigerante (24). El refrigerante circula a traves del circuito de refrigerante por la lmea de refrigerante (24) hacia y a traves del serpentm de tubo de intercambio de calor o el banco de tubos del intercambiador de calor condensador (16), donde el vapor de refrigerante se condensa en un lfquido, de ah a traves del receptor (36), que proporciona almacenamiento para el exceso de refrigerante lfquido, y de ah a traves del serpentm subenfriador (38) del condensador. El refrigerante lfquido subenfriado pasa luego a traves de la lmea de refrigerante (24) a traves de 35 un primer paso de refrigerante del intercambiador de calor de refrigerante a refrigerante (40), y de aim atraviesa el dispositivo de expansion (18) antes de pasar a traves del intercambiador de calor evaporador (20). Al atravesar el dispositivo de expansion (18), que puede ser una valvula de expansion electronica (“EXV”) tal como se representa en la fig. 1 o una valvula de expansion termostatica mecanica (“TXV”) tal como se representa en la fig. 2, el refrigerante lfquido se expande a una temperatura mas baja y una presion mas baja antes de pasar al 40 intercambiador de calor evaporador (20).
Al fluir a traves del serpentm de tubo de intercambio de calor o el banco de tubos del intercambiador de calor evaporador (20), el refrigerante se evapora, y tfpicamente es sobrecalentado, a medida que pasa en relacion de intercambio de calor pasando el aire de retorno extrafdo de la caja de carga a traves del paso del lado de aire del 45 intercambiador de calor evaporador (20). El vapor de refrigerante pasa de aim a traves de la lmea de refrigerante (26) a la entrada de aspiracion del compresor (14). Al pasar a traves de la lmea de refrigerante (26), el vapor de refrigerante atraviesa un segundo paso de refrigerante del intercambiador de calor de refrigerante a refrigerante (40) en relacion de intercambio de calor con el refrigerante lfquido que pasa a traves del primer paso de refrigerante del mismo. Antes de entrar en la entrada de aspiracion del compresor (14), el vapor de refrigerante pasa a traves de la 50 valvula de modulacion de aspiracion (22) dispuesta en la lmea de refrigerante (26) aguas abajo con respecto al flujo de refrigerante del intercambiador de calor de refrigerante a refrigerante (40) y aguas arriba con respecto al flujo de refrigerante del compresor (14). El controlador (30) controla el funcionamiento de la valvula de modulacion de aspiracion (22) y modula selectivamente el area de flujo abierta a traves de la valvula de modulacion de aspiracion (22) para regular el flujo de refrigerante que pasa a traves de la valvula de modulacion de aspiracion hasta la entrada 55 de aspiracion del compresor (14). Reduciendo selectivamente el area de flujo abierta a traves de la valvula de modulacion de aspiracion (22), el controlador (30) puede restringir selectivamente el flujo de vapor de refrigerante suministrado al compresor (14), reduciendo asf la produccion a plena capacidad de la unidad de refrigeracion de transporte (12) y reduciendo a su vez la demanda de potencia impuesta sobre el motor (32).
El aire ex^do del interior de la caja de carga por el(los) ventilador(es) de evaporador (no mostrado(s)) asociado(s) con el intercambiador de calor evaporador (20) se pasa sobre la superficie de transferencia de calor externa del serpentm de tubo de intercambio de calor o el banco de tubos del intercambiador de calor evaporador (20) y se hace circular de vuelta al espacio interior de la caja de carga. El aire extrafdo de la caja de carga se denomina “aire de 5 retorno” y el aire que se hace circular de vuelta a la caja de carga se denomina “aire de suministro”. Ha de entenderse que el termino “aire”, tal como se usa en este documento, incluye mezclas de aire y otros gases tales como, por ejemplo, pero no limitados a nitrogeno o dioxido de carbono, a veces introducidos dentro de una caja de carga refrigerada para el transporte de productos perecederos tales como frutas y verduras.
10 Aunque el tipo particular de intercambiador de calor evaporador (20) usado no es limitativo de la invencion, el intercambiador de calor evaporador (20) puede, por ejemplo, comprender uno o mas serpentines de tubo de intercambio de calor, como se representa en el dibujo, o uno o mas bancos de tubos formados de una pluralidad de tubos que se extienden entre colectores de entrada y salida respectivos. Los tubos pueden ser tubos redondos o tubos planos y pueden ser con aletas o sin aletas.
15
El compresor (14) puede comprender un compresor de una sola etapa o de multiples etapas tal como, por ejemplo, un compresor alternativo como se representa en las realizaciones ejemplares mostradas en las figs. 1 y 2. Sin embargo, el compresor (14) puede ser un compresor de espiral u otro tipo de compresor ya que el tipo particular de compresor usado no guarda relacion con la invencion o es limitativo de la misma. En la realizacion ejemplar 20 representada en la fig. 1, el compresor (14) comprende un compresor alternativo que tiene un mecanismo de compresion, un motor de compresor electrico interno y un eje motor de interconexion que estan todos ellos sellados dentro de un alojamiento comun del compresor (14). El motor diesel (32) acciona un generador electrico (42) que genera energfa electrica para accionar el motor de compresor que a su vez acciona el mecanismo de compresion del compresor (14). El eje motor del motor diesel acciona el eje del generador. En una realizacion alimentada 25 electricamente de la unidad de refrigeracion de transporte (10), el generador (42) comprende un solo generador smcrono accionado por el motor de a bordo configurado para producir selectivamente al menos un voltaje de CA a una o mas frecuencias. En la realizacion representada en la fig. 2, el compresor (14) comprende un compresor alternativo que tiene un mecanismo de compresion que tiene el eje accionado directamente por el eje motor del motor diesel (32), ya sea a traves de un acoplamiento mecanico directo o a traves de una transmision por correa (38) 30 como se ilustra en la fig. 2.
Como se apunto anteriormente, el sistema de refrigeracion de transporte (10) tambien incluye un controlador electronico (30) que esta configurado para operar la unidad de refrigeracion de transporte (12) para mantener un ambiente termico predeterminado dentro del espacio interior definido dentro de la caja de carga donde el producto es 35 almacenado durante el transporte. El controlador (30) mantiene el ambiente termico predeterminado alimentando selectivamente los diversos componentes del sistema de compresion de vapor de refrigerante, incluyendo el compresor (14), el(los) ventilador(es) de condensador asociado(s) con el intercambiador de calor condensador (16), el(los) ventilador(es) de evaporador asociado(s) con el intercambiador de calor evaporador (20), y diversas valvulas en el circuito de refrigerante, incluyendo, pero no limitadas a la valvula de modulacion de aspiracion (22). El 40 controlador (30) tambien controla el funcionamiento del compresor (14) para variar selectivamente la capacidad de produccion del compresor para que coincida con la demanda de enfriamiento para mantener la temperatura de almacenamiento de producto deseada para los productos particulares almacenados dentro de la caja de carga refrigerada.
45 En una realizacion, el controlador electronico (30) incluye un microprocesador y una memoria asociada. La memoria del controlador (30) puede ser programada para contener valores deseados preseleccionados del operador o el propietario para diversos parametros de funcionamiento dentro del sistema. El controlador (30) puede incluir una placa de microprocesador que incluye el microprocesador, una memoria asociada y una placa de entrada/salida que contiene un convertidor analogico-digital que recibe entradas de temperatura y entradas de presion procedentes de 50 una pluralidad de sensores situados en diversos puntos por todo el circuito de refrigerante y la caja de carga refrigerada, entradas de corriente, entradas de voltaje, y niveles de humedad. La placa de entrada/salida tambien puede incluir circuitos de accionamiento o transistores de efecto de campo y reles que reciben senales o corriente procedentes del controlador (30) y a su vez controlan diversos dispositivos externos o perifericos asociados con el sistema de refrigeracion de transporte. El tipo y diseno particular del controlador electronico (30) entra dentro del 55 criterio de seleccion de cualquier experto en la materia y no es limitativo de la invencion.
El controlador de sistema (30) tambien esta en comunicacion con el controlador electronico de motor (34). Por ejemplo, el controlador de sistema (30) puede estar en comunicacion de bucle cerrado con el controlador electronico de motor (34) por medio de un sistema de red de area de controlador (CAN). El controlador de sistema (30)
determina el estado de carga en funcionamiento del motor (32) basandose en la entrada recibida procedente del controlador electronico de motor (34). Por ejemplo, en una realizacion, el controlador electronico de motor (34) detecta la posicion de la cremallera de combustible mecanica, que representa esencialmente una posicion del regulador de combustible, y es indicativa del nivel de flujo de combustible que es suministrado al motor (32) en 5 relacion con el flujo de combustible permisible maximo, que es indicativo de la carga del motor en funcionamiento en relacion con la carga del motor en funcionamiento maxima. El controlador electronico de motor (34) tambien detecta la velocidad del motor en funcionamiento, es decir, las revoluciones por minuto (RPM), del motor (32) en tiempo real. El controlador de sistema (30) monitoriza tanto la posicion de la cremallera de combustible como la velocidad del motor en funcionamiento mediante interrogacion del controlador electronico de motor (34). Por ejemplo, en una 10 realizacion, el controlador electronico de motor (34) puede detectar la posicion de la cremallera de combustible y la velocidad del motor en funcionamiento (RPM) a intervalos de un segundo y el controlador de sistema (30) puede determinar la carga del motor basandose en una media movil de los ultimos treinta segundos de lecturas para tanto la posicion de la cremallera de combustible. La velocidad de funcionamiento del motor (RPM) tambien puede estar basada en una media movil de las mediciones de RPM tomadas a lo largo de un intervalo de tiempo, por ejemplo los 15 ultimos treinta segundos.
De acuerdo con un aspecto de la descripcion, el controlador de sistema (30) optimiza el rendimiento del sistema de refrigeracion de transporte (10) haciendo coincidir la produccion a plena capacidad de la unidad de refrigeracion de transporte (12) con una potencia al eje disponible del motor diesel, lo cual equivale a hacer coincidir la demanda de 20 potencia de la unidad refrigerante (12) con una potencia al eje disponible del motor diesel (32). Haciendo esto, puede lograrse un aumento de econoirna de combustible y un control mejorado de la capacidad del sistema. Ademas, puede maximizarse la potencia del motor en tanto que evitando la sobrecarga del motor y los calados del motor. Controlar el consumo de potencia del sistema de refrigeracion de transporte tambien puede permitir que se use un motor mas pequeno, es decir un motor que tenga una potencia al eje disponible maxima inferior. Monitorizando tanto 25 la posicion de la cremallera de combustible como la velocidad del motor en funcionamiento, el controlador de sistema determina el estado de carga en funcionamiento en tiempo real del motor (32) y puede ajustar la produccion a plena capacidad de la unidad de refrigeracion de transporte (12) para que coincida con la potencia al eje disponible del motor (32) segun sea necesario. Por ejemplo, el controlador de sistema (30) puede ajustar la produccion a plena capacidad de la unidad de refrigeracion de transporte (12) ajustando selectivamente la valvula de modulacion de 30 aspiracion (SMV) (22) para ajustar el flujo de vapor de refrigerante a la entrada de aspiracion del compresor (14). El controlador de sistema (30) tambien puede ajustar la produccion a plena capacidad de la unidad de refrigeracion de transporte (12) mediante otras tecnicas conocidas en la tecnica tales como, pero no limitadas a, descargar el compresor (14) para reducir el flujo de refrigerante a alta presion a traves del circuito de refrigerante, interrumpir el funcionamiento en un modo economizador, regular la valvula de expansion del evaporador cerrada o una 35 combinacion de las mismas.
Al determinar el estado de funcionamiento del motor (32), el controlador de sistema (30) analiza la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible, expresada como porcentaje de la posicion de la cremallera de combustible a un ajuste de flujo de combustible del 100 %, y la velocidad del motor en funcionamiento en RPM, 40 expresada como porcentaje de las RPM del motor objetivo, que es una indicacion de la cafda de RPM del motor, es decir un descenso en las RPM del motor en funcionamiento en tiempo real en relacion con las RPM del motor objetivo. Asf, tal como se usa en este documento, una cafda de RPM del motor del 98 % significana que las RPM del motor en funcionamiento estan un dos por ciento por debajo de las RPM del motor objetivo, y una cafda de RPM del motor de inferior al 98 % indicana unas RPM del motor en funcionamiento que estan mas del 2 % por debajo de las 45 RPM del motor objetivo. En muchas aplicaciones, el motor diesel (32) puede tener dos puntos de RPM en funcionamiento, es decir unas RPM relativamente mas bajas para funcionamiento a baja velocidad y unas RPM relativamente mas altas para funcionamiento a alta velocidad. En tal caso, las RPM objetivo senan seleccionadas por el controlador de sistema (30) basandose en si el motor (32) estaba funcionando actualmente en un modo de baja velocidad o un modo de alta velocidad.
50
En un aspecto del procedimiento de optimizacion del rendimiento del sistema de refrigeracion de transporte tal como se describe en este documento, el controlador de sistema (30) opera el sistema de refrigeracion de transporte en un modo de funcionamiento normal a una produccion a plena capacidad necesaria para satisfacer una carga de demanda de refrigeracion actual siempre que la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible no este 55 al 100 % con una cafda de la velocidad de funcionamiento del motor no superior a un pequeno porcentaje, por ejemplo una cafda no superior al dos por ciento (es decir, una cafda de RPM del motor de no inferior al 98 %). Unas RPM del motor en funcionamiento de inferior al 98 % de las RPM del motor objetivo podnan indicar una condicion de calado del motor inminente. En el modo de funcionamiento normal, el controlador de sistema (30) permitira cambios de velocidad del motor, cambios en el estado del descargador (encendido/apagado), apertura o cierre rapido de la
valvula de modulacion de aspiracion (22), y otras operaciones normales. Sin embargo, cuando la posicion de la cremallera de combustible alcanza o excede el 90 % y las RPM del motor en funcionamiento caen simultaneamente al 98 % de las RPM del motor objetivo, el controlador (30) descarga el compresor (14) y/o cierra la valvula de modulacion de aspiracion (22) para reducir la carga del motor y devolver la posicion de la cremallera de combustible 5 a inferior al 85 % y subir las RPM de funcionamiento de motor a mas del 98 % de las RPM del motor objetivo. Bajo estas condiciones, el controlador de sistema (30) permitira que la velocidad a la que la SMV pueda cerrarse mas alcance su velocidad de cierre maxima. Una vez que se ha reducido la carga del motor, siempre que no este activa una solicitud de cambio del sistema, el controlador de sistema (30) limitara la velocidad de apertura maxima de la valvula de modulacion de aspiracion (SMV) (32), es decir la velocidad a la que la SMV puede abrirse mas, al 0,1 % 10 por segundo y empleara como logica de lfmite de control mantener la posicion de la cremallera de combustible a inferior al 90 % y mantener las RPM de funcionamiento del motor iguales a o mayores que el 98 % de la velocidad objetivo del motor.
Si bajo estas condiciones donde la posicion de la cremallera de combustible alcanza o excede el 90 % y las RPM del 15 motor en funcionamiento caen simultaneamente al 98 % de las RPM del motor objetivo, se solicita un cambio del sistema, por ejemplo un cambio de velocidad o un cambio en el estado del descargador, el controlador de sistema (30) descargara el compresor (14) y/o cerrara la valvula de modulacion de aspiracion (SMV) (22) para reducir mas la carga del motor para llevar la posicion de la cremallera de combustible a inferior al 70 % y subir las RPM del motor en funcionamiento a mas del 98 % de las RPM del motor objetivo. El controlador de sistema (30) tambien empleara 20 la logica de lfmite de control y llevara el estado de funcionamiento del motor a una posicion de la cremallera de combustible de inferior al 90 % y mantendra las RPM del motor en funcionamiento al menos al 98 % de las RPM objetivo, previniendo de ese modo que se produzca una condicion de calado del motor o de sobrecarga del motor. Una vez que se ha reducido la carga del motor, el controlador de sistema (30) permitira la solicitud de cambio del sistema pero limitara la velocidad de apertura maxima de la valvula de modulacion de aspiracion (SMV) (32), es 25 decir la velocidad a la cual la SMV puede abrirse mas, al 0,1 % por segundo y empleara como logica de lfmite de control mantener la posicion de la cremallera de combustible a inferior al 90 % y mantener las RPM de funcionamiento del motor iguales a o mayores que el 98 % de la velocidad objetivo del motor.
Haciendo referencia ahora a la fig. 3, en ella se representa un diagrama de bloques esquematico de procedimiento 30 que ilustra una realizacion ejemplar de un procedimiento de la descripcion. En el bloque (300), el controlador (30) inicia el procedimiento determinando en la etapa (302) tanto la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) como porcentaje de la posicion maxima de la cremallera de combustible al 100 % de flujo de combustible al motor (32) como la velocidad del motor en funcionamiento como porcentaje de la velocidad del motor maxima (cafda de RPM). Ambas determinaciones se realizan basandose en datos de funcionamiento del 35 motor en tiempo real obtenidos del controlador electronico de motor (34). Como se explico anteriormente, ambas determinaciones pueden ser medias moviles a lo largo de un intervalo de tiempo seleccionado, tal como, por ejemplo, la media a lo largo de un periodo movil de 30 segundos de lecturas individuales realizadas a intervalos de un segundo durante ese periodo. En el bloque (302), se realiza una determinacion en cuanto a si la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) es inferior al 85 % y si la velocidad del motor en 40 funcionamiento (RPM) es al menos el 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM). Si ambas condiciones son sf, es decir, la posicion de la cremallera del motor en funcionamiento (Cremallera) es inferior al 85 % y la velocidad del motor en funcionamiento es igual o mayor que el 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM), el controlador (30) mantiene el funcionamiento normal (bloque 318) del sistema de refrigeracion de transporte (12).
45
Sin embargo, si es no una cualquiera o ambas condiciones del bloque (302), entonces el controlador de sistema (30), en el bloque (304), determina si la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) esta en o es mayor que el 90 % y si la velocidad del motor en funcionamiento es inferior al 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM). Si ambas condiciones son no, es decir, la posicion de 50 funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) es inferior al 90 % y la velocidad del motor en funcionamiento es al menos el 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM), el controlador (30) mantiene el funcionamiento normal (bloque 318) del sistema de refrigeracion de transporte (12).
Si, en el bloque (304), el controlador (30) determina que la posicion de funcionamiento de la cremallera de 55 combustible (CREMALLERA) esta en o es mayor que el 90 % y la velocidad del motor en funcionamiento es inferior al 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM), el controlador de sistema (30), en el bloque (306), reducira la capacidad de produccion de enfriamiento de la unidad de refrigeracion (12), por ejemplo iniciando una descarga del compresor (14) o cerrando la valvula de modulacion de aspiracion (SMV) (22), para llevar la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) a menos del 85 % y la velocidad del
motor en funcionamiento a al menos el 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Ca^da de RPM). A continuacion, en el bloque (308), el controlador de sistema (30) comprueba para determinar si esta activa una solicitud de cambio del sistema. Una solicitud de cambio del sistema podna ser, por ejemplo, con fines de ilustracion pero no de limitacion, un cambio en la velocidad del motor, una descarga del compresor, o una condicion transitoria.
5 Si en el bloque (308) no esta activa una solicitud de cambio, el controlador de sistema (30) pasa directamente al bloque (312), y restringe la velocidad maxima de apertura de la valvula de modulacion de aspiracion (SMV) (22) al 0,1 por ciento por segundo, limitando de ese modo la velocidad de aumento del flujo de vapor de refrigerante a la entrada de aspiracion del compresor (14), lo cual a su vez limita un cambio en la produccion a plena capacidad de la unidad de refrigeracion de transporte (12). En el bloque (314), el controlador de sistema (30) ahora implementa como 10 su logica de lfmite de control mantener la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) a menos del 90 % y la velocidad del motor en funcionamiento a al menos el 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM). El controlador de sistema (30) continuara monitorizando, en el bloque (316), la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (CREMALLERA) y la velocidad del motor en funcionamiento, y permitira el funcionamiento normal (bloque 318) del sistema de refrigeracion, incluyendo la unidad 15 de refrigeracion (12), siempre que tanto la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) siga siendo inferior al 90 % como la velocidad del motor en funcionamiento sea al menos el 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM).
Sin embargo, si en el bloque (308) esta activa una solicitud de cambio del sistema, el controlador de sistema (30), en 20 el bloque (310), reducira la capacidad de produccion de enfriamiento de la unidad de refrigeracion (12), por ejemplo iniciando una descarga del compresor (14) o cerrando la valvula de modulacion de aspiracion (SMV) (22), para llevar la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) a menos del 70 % y la velocidad del motor en funcionamiento a al menos el 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM). El controlador de sistema (30) pasa entonces al bloque (312) y restringe la velocidad maxima de apertura de la 25 valvula de modulacion de aspiracion (SMV) (22) al 0,1 por ciento por segundo, limitando de ese modo la velocidad de aumento del flujo de vapor de refrigerante a la entrada de aspiracion del compresor (14), lo cual a su vez limita un cambio en la produccion a plena capacidad de la unidad de refrigeracion de transporte (12). En el bloque (314), el controlador de sistema (30) ahora implementa como su logica de lfmite de control mantener la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) a menos del 90 % y la velocidad del motor en 30 funcionamiento a al menos el 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM). Durante el periodo de funcionamiento de la unidad refrigerante a capacidad de enfriamiento reducida y con restriccion de la velocidad de apertura de la valvula de modulacion de aspiracion (SMV) (22), el controlador de sistema (30) permitira que se produzca el cambio del sistema solicitado con poco o ningun riesgo de que se produzca una sobrecarga del motor o un calado del motor que conducina a insuficiente potencia al eje producida desde el motor (30). Asf, el 35 riesgo de que se produzca un apagado del sistema refrigerante (14) como resultado de que se implemente el cambio del sistema se reduce en gran medida, si no se elimina.
Ademas, en el bloque (316), el controlador de sistema (30) continua monitorizando si la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible (Cremallera) es inferior al 90 % y si la velocidad del motor en funcionamiento (RPM) 40 es al menos el 98 % de la velocidad de funcionamiento del motor objetivo (Cafda de RPM). Si, en el bloque (316), el controlador de sistema (30) determina que la velocidad del motor en funcionamiento cae por debajo del 98 % de la velocidad del motor en funcionamiento objetivo (Cafda de RPM) o la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible sube por encima del 90 %, se activa una alarma del sistema, en el bloque (320), para advertir de un calado del motor o una sobrecarga del motor inminente potencial.
45
La terminologfa usada en este documento es con el proposito de descripcion, no limitacion. Los detalles estructurales y funcionales espedficos descritos en este documento no han de interpretarse como limitativos, sino simplemente como base para ensenar a un experto en la materia a emplear la presente invencion. Los expertos en la materia tambien reconoceran los equivalentes que pueden sustituir a los elementos descritos con referencia a las 50 realizaciones ejemplares descritas en este documento sin apartarse del alcance de la presente invencion.
Aunque la presente invencion se ha mostrado y descrito en particular con referencia a las realizaciones ejemplares como se ilustra en el dibujo, se reconocera por parte de los expertos en la materia que pueden realizarse diversas modificaciones sin apartarse del alcance de la invencion. Por ejemplo, en otras realizaciones, podna usarse un 55 indicador diferente de la carga del motor en funcionamiento, distinto de la posicion de la cremallera de combustible, para monitorizar la carga del motor en funcionamiento, en combinacion con la velocidad del motor en funcionamiento al llevar a cabo el concepto del procedimiento descrito en este documento.
Por lo tanto, se pretende que la presente descripcion no este limitada a la realizacion o las realizaciones particulares
descritas, sino que la descripcion incluira todas las realizaciones que entren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un procedimiento para controlar el consumo de potencia de una unidad de refrigeracion de transporte (10) que tiene un flujo masico de refrigerante que circula dentro de un circuito de refrigerante que tiene un compresor
    5 de refrigerante (14) y que tiene un motor diesel (32) para alimentar la unidad de refrigeracion de transporte (10), comprendiendo el procedimiento la etapa de limitar selectivamente el flujo masico de refrigerante a traves del circuito de refrigerante en respuesta a la carga del motor en funcionamiento en el motor diesel (32) y la velocidad de funcionamiento del motor diesel (32); que comprende ademas las etapas de:
    10
    monitorizar la carga del motor en funcionamiento del motor diesel (32); monitorizar la velocidad del motor en funcionamiento del motor diesel (32); y
    ajustar selectivamente el flujo masico de refrigerante a traves del circuito de refrigerante de la unidad de refrigeracion de transporte (10) para mantener la carga del motor en funcionamiento inferior al 98 % de la carga del motor en 15 funcionamiento maxima y para mantener simultaneamente la velocidad del motor en funcionamiento a una velocidad de al menos el 98 % de una velocidad de funcionamiento del motor objetivo.
  2. 2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende ademas las etapas de:
    20 determinar si la carga del motor en funcionamiento monitorizada es inferior al 90 % de una carga del motor maxima; determinar si la velocidad del motor monitorizada esta a una velocidad de al menos el 98 % de una velocidad del motor maxima; y
    si tanto la carga de funcionamiento del motor monitorizada esta en una posicion de al menos el 90 % de una carga del motor en funcionamiento maxima como la velocidad del motor monitorizada esta a una velocidad de al menos el 25 98 % de una velocidad de funcionamiento del motor objetivo, restringir un aumento del flujo masico de refrigerante a traves del compresor (14).
  3. 3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 2, donde el circuito de refrigerante de la unidad de refrigeracion de transporte (10) incluye una valvula de modulacion de aspiracion (22) y la etapa de restringir un
    30 aumento del flujo masico de refrigerante a traves del circuito de refrigerante comprende reducir una velocidad de apertura maxima de la valvula de modulacion de aspiracion al 0,1 por ciento por segundo.
  4. 4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, donde la etapa de limitar selectivamente el flujo masico de refrigerante a traves del circuito de refrigerante en respuesta a la carga del motor en funcionamiento del
    35 motor diesel (32) y la velocidad de funcionamiento del motor diesel (32) comprende la etapa de limitar el flujo masico de refrigerante a traves del circuito de refrigerante en respuesta a la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible en el motor diesel (32) y la velocidad de funcionamiento del motor diesel (32).
  5. 5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, que comprende ademas las etapas de:
    40
    monitorizar la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible para el motor diesel (32); ajustar selectivamente el flujo masico de refrigerante a traves del circuito de refrigerante de la unidad de refrigeracion de transporte (10) para mantener la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible en una posicion inferior al 98 % de la posicion maxima de la cremallera de combustible y para mantener simultaneamente la 45 velocidad del motor en funcionamiento a una velocidad de al menos el 98 % de una velocidad de funcionamiento del motor maxima.
  6. 6. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, que comprende ademas las etapas de:
    50 monitorizar la posicion de funcionamiento de la cremallera de combustible para el motor diesel (32);
    determinar si la posicion de la cremallera de combustible monitorizada esta en una posicion de al menos el 90 % de una posicion maxima de la cremallera de combustible;
    determinar si la velocidad del motor monitorizada esta a una velocidad de al menos el 98 % de una velocidad del motor maxima; y
    55 si tanto la posicion de la cremallera de combustible monitorizada esta en una posicion de al menos el 90 % de una posicion maxima de la cremallera de combustible como la velocidad del motor monitorizada esta a una velocidad de al menos el 98 % de una velocidad de funcionamiento del motor objetivo, restringir un aumento del flujo masico de refrigerante a traves del compresor (14).
  7. 7. El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, donde el circuito de refrigerante de la unidad de
    refrigeracion de transporte (10) incluye una valvula de modulacion de aspiracion (22) y la etapa de restringir un aumento del flujo masico de refrigerante a traves del circuito de refrigerante comprende reducir una velocidad de apertura maxima de la valvula de modulacion de aspiracion al 0,1 por ciento por segundo.
    5
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