專利名稱：運(yùn)輸制冷單元輔助功率的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的領(lǐng)域。更具體的，本發(fā)明
涉及依賴制冷需求從卡車拖車制冷單元提供輔助電功率的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
運(yùn)輸制冷系統(tǒng)，例如用在卡車拖車上的那些，通常采用機(jī)械 聯(lián)接軸驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)或電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)。在該機(jī)械配置中，例如 柴油機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，直接或間接聯(lián)接到制冷壓縮機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)還可通過(guò)采用 帶輪、三角帶和類似物的另外的機(jī)械驅(qū)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)制冷冷凝器風(fēng)扇，蒸發(fā) 器風(fēng)扇和其他組件。對(duì)于機(jī)械制冷系統(tǒng)而言，電功率是有限的。通常，唯一可利 用的功率是來(lái)自制冷系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)蓄電池的可利用的12VDC。該低壓可用 于為拖車箱體內(nèi)的照明提供功率或?yàn)樘嵘介l門機(jī)構(gòu)提供功率。在該用電配置中，發(fā)動(dòng)機(jī)被聯(lián)接到為所有制冷負(fù)載提供電功 率的制冷系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)或者交流發(fā)電機(jī)。制冷負(fù)載通常包括壓縮機(jī)馬達(dá)， 冷凝器風(fēng)扇馬達(dá)，蒸發(fā)器風(fēng)扇馬達(dá)，電除霜加熱器和其他電負(fù)載。期望的是一種為輔助負(fù)載提供另外的功率的系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)在用電制冷系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)或者交流發(fā)電機(jī)產(chǎn) 生的功率多于制冷負(fù)載所需要的充足功率并且該輔助功率可用于給制冷 系統(tǒng)以外的輔助負(fù)載提供動(dòng)力。本發(fā)明的 一個(gè)方面提供了從用于冷卻拖車箱體的電運(yùn)輸制冷 系統(tǒng)提供電功率給輔助電負(fù)載的方法。依照本發(fā)明該方面的方法開始于 設(shè)定拖車箱體內(nèi)部溫度設(shè)定值，設(shè)定輔助電負(fù)載設(shè)定值，計(jì)算電運(yùn)輸制 冷系統(tǒng)的總用電負(fù)載，計(jì)算電運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的總用電負(fù)載和電運(yùn)輸制冷 系統(tǒng)的額定發(fā)電容量之間的多余發(fā)電容量，以及當(dāng)拖車箱體溫度低于或 者等于拖車箱體溫度設(shè)定值并且所計(jì)算的多余發(fā)電容量大于輔助電負(fù)載 設(shè)定值時(shí)，提供輔助功率。
本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的細(xì)節(jié)在下文的附圖和說(shuō)明中 予以介紹。通過(guò)說(shuō)明書，附圖以及權(quán)利要求書，本發(fā)明的其他特征，目 的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得很明顯。


圖1是拖車箱體制冷系統(tǒng)輔助功率系統(tǒng)的示例性示意圖。
圖2是輔助功率系統(tǒng)的示例性方法。
具體實(shí)施例方式將參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中，在通篇中相同的 標(biāo)號(hào)代表相同的元件。此外，應(yīng)理解的是，此處所采用的措詞和術(shù)語(yǔ)是 用于描述的目的，并且不應(yīng)當(dāng)被視為限制。此處釆用"包括"、"包含"、 或"具有，，以及其變型是旨在包含其后所列出的項(xiàng)目及其等同物以及另 外的項(xiàng)目。用語(yǔ)"裝配"、"連接"、和"聯(lián)接"被廣泛使用，包含直 接和間接的裝配、連接和聯(lián)接。此外，"連接"和"聯(lián)接"并未限制為 物理或機(jī)械的連接或聯(lián)接。本發(fā)明并未限制為附圖中所描述或暗示的任何特殊的軟件語(yǔ) 言。多種可選擇的軟件語(yǔ)言也可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明分配并控制來(lái)自拖車箱體制冷系統(tǒng)的多余的可利用電 功率。拖車箱體制冷系統(tǒng)可具有產(chǎn)生直流電(DC)的發(fā)電機(jī)，或者具有產(chǎn) 生交流電(ac)的交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生功率從而給壓縮機(jī)馬 達(dá)、冷凝器風(fēng)扇馬達(dá)、蒸發(fā)器風(fēng)扇馬達(dá)、電除霜加熱器以及其他的制冷 系統(tǒng)負(fù)載提供動(dòng)力。發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的多余的功率可被 分配并用于沒(méi)有與制冷系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的輔助負(fù)載。沒(méi)有與拖車箱體制冷系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的各種負(fù)載可利用發(fā)動(dòng)機(jī)-交流發(fā)電機(jī)/發(fā)電機(jī)作為電源而被供給動(dòng)力。實(shí)例包括遠(yuǎn)程燃料罐加熱器， 遠(yuǎn)程風(fēng)扇，遠(yuǎn)程照明設(shè)備，拖車地板加熱裝置以及其它。通常的電拖車箱體制冷系統(tǒng)產(chǎn)生三相460Vac。利用變壓器可 使得該電壓逐步降低或升高，以用于在不同電位下工作的用電負(fù)載。產(chǎn) 生DC的電拖車箱體制冷系統(tǒng)可利用DC-DC轉(zhuǎn)換器來(lái)逐步降低或升高發(fā) 電機(jī)輸出電壓。由制冷系統(tǒng)供給動(dòng)力的輔助負(fù)載可選擇使用產(chǎn)生的輸出 電壓，例如460Vac，或者可使用電壓轉(zhuǎn)換裝置。
圖l顯示一個(gè)示例示意圖。制冷系統(tǒng)通常包含發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī) /交流發(fā)電機(jī)103，主分配總線105,以及用于分配功率給制冷系統(tǒng)負(fù)載的 制冷總線106,制冷系統(tǒng)負(fù)載例如為壓縮機(jī)107，蒸發(fā)器風(fēng)扇109，冷凝 器風(fēng)扇111以及其他負(fù)載113。輔助功率系統(tǒng)利用功率計(jì)量組件115來(lái)監(jiān) 控發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)103的總功率輸出，功率計(jì)量組件115可包 含用于ac應(yīng)用的電流變壓器(CTs)和電位變壓器(PTs),或者用于DC應(yīng)用 的電流和電壓分流器。功率計(jì)量信號(hào)116聯(lián)接到控制器117，控制器117 計(jì)算制冷系統(tǒng)消耗的瞬時(shí)功率?？刂破?17可以由微處理器控制，并且 具有溫度設(shè)定值119輸入和輔助負(fù)載設(shè)定值120輸入。輔助負(fù)載設(shè)定值 120代表發(fā)動(dòng)機(jī)_發(fā)電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)103的功率限制。輔助功率系統(tǒng)圍繞 該限制進(jìn)行控制。開關(guān)121聯(lián)接到主總線105作為分接頭給輔助負(fù)載總線123 供應(yīng)動(dòng)力。輔助負(fù)載總線123直接地或者通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換器131分配功率 給輔助負(fù)載125, 127， 129。溫度元件133，例如熱電偶或RTD(電阻式溫度檢測(cè)器)，被放 置在拖車箱體134內(nèi)以獲得拖車箱體內(nèi)部溫度。作為實(shí)例，電制冷系統(tǒng)可采用具有24.5kW的機(jī)械功率輸出的 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，其聯(lián)接到460Vac、 19kW三相交流發(fā)電機(jī)103。發(fā)動(dòng)機(jī)-交 流發(fā)電機(jī)103提供功率給460Vac壓縮機(jī)107,依賴制冷需求，壓縮機(jī)107 會(huì)消耗大約5到10kW。多余的發(fā)電容量由以下公式?jīng)Q定多余的容量=發(fā)動(dòng)機(jī)/交流發(fā)電機(jī)額定容量-總制冷負(fù)載。(1)對(duì)于期望的-4。F(-20。C)的箱體內(nèi)部溫度以及86。F(30。C)的周 圍外界溫度，壓縮機(jī)107會(huì)消耗5kW。對(duì)于期望的32。F(0。C)的箱體溫度 以及86。F(30。C)的周圍外界溫度，壓縮機(jī)107會(huì)消耗10kW。另外的功率 被供應(yīng)到冷凝器風(fēng)扇109和蒸發(fā)器風(fēng)扇111，其會(huì)消耗2.3kW?？衫玫?多余的容量依賴壓縮機(jī)負(fù)載并且根據(jù)(1)， 范圍可從 6.7kW=19kW-(10kW+2.3kW)l'j 11.7kW=19kW-(5kW+2.3kW)。如圖2所示，控制器117控制可利用的多余的功率量。使用 者以kW設(shè)定預(yù)定的輔助負(fù)載設(shè)定值120(步驟201)并且以。F(或者。C)設(shè)定 期望的拖車箱體內(nèi)部溫度設(shè)定值119，拖車箱體內(nèi)部溫度設(shè)定值119可以 與制冷系統(tǒng)溫度設(shè)定值相同。當(dāng)制冷系統(tǒng)工作時(shí)(步驟203)，控制器117 計(jì)算制冷系統(tǒng)所消耗的功率(步驟205)。儲(chǔ)存在控制器117中的記錄是發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)103的額定輸出。控制器117計(jì)算用于輔助負(fù)載 的可利用的多余容量(步驟207)?？刂破?17監(jiān)控拖車箱體內(nèi)部溫度133并且將它與溫度設(shè)定 值119相比較。采用2.7。F(1.5。C)的死區(qū)(重設(shè)差值)(步驟209)。死區(qū)是設(shè) 定值119的值和降低方向上的重設(shè)點(diǎn)之間的差。如果拖車箱體溫度133 大于或等于溫度設(shè)定值119，制冷系統(tǒng)具有關(guān)于功率消耗的優(yōu)先級(jí)，并且 輔助負(fù)載開關(guān)121斷開(如果是閉合的)以切斷任何的輔助負(fù)載。如果拖車 箱體溫度低于或等于溫度設(shè)定值119(低于2.7。F(1.5。C)的死區(qū))(步驟209), (l)提供輔助負(fù)載可利用的容量數(shù)量(步驟213)。如果可利用的容量大于輔助負(fù)載設(shè)定值120，控制器允許輔 助開關(guān)121閉合，供應(yīng)功率給輔助負(fù)載(步驟215)。如果可利用的容量小 于或等于負(fù)載設(shè)定值120，輔助開關(guān)121斷開并且輔助負(fù)載被切斷?？刂?器117調(diào)整制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)調(diào)節(jié)閥108以卸載壓縮機(jī)并減少制冷功率消 耗(步驟217)?？刂破?17基于電流限制(例如，發(fā)動(dòng)機(jī)高速為26Amps，發(fā) 動(dòng)機(jī)低速為22Amps)來(lái)調(diào)節(jié)壓縮機(jī)吸入調(diào)節(jié)閥108。負(fù)載設(shè)定值120可設(shè) 定為較低的值以允許更多的或連續(xù)的輔助功率可利用。當(dāng)拖車箱體134 的溫度133低于設(shè)定值119時(shí)，如果單元處于開始/停止模式，發(fā)動(dòng)機(jī)103 會(huì)停機(jī)以節(jié)省燃料。通過(guò)本發(fā)明，如果拖車箱體134的溫度133低于設(shè) 定值119，該單元將切斷其冷卻負(fù)載(壓縮機(jī)107和蒸發(fā)器風(fēng)扇)，并且發(fā) 電機(jī)/發(fā)動(dòng)機(jī)將繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以為輔助負(fù)載提供功率。另 一工作模式是連續(xù)運(yùn) 轉(zhuǎn)，其中，如果溫度低于設(shè)定值，該單元不會(huì)停機(jī)但是將會(huì)從冷到熱地循環(huán)。已經(jīng)描述了本發(fā)明的一個(gè)或更多的實(shí)施方式。然而，應(yīng)當(dāng)理 解的是，可做出多種變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。相應(yīng)的，其他 實(shí)施方式處于下列權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從用于冷卻拖車箱體的電運(yùn)輸制冷系統(tǒng)提供電功率給輔助電負(fù)載的方法，包括設(shè)定拖車箱體內(nèi)部溫度設(shè)定值；設(shè)定輔助電負(fù)載設(shè)定值；計(jì)算所述電運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的總用電負(fù)載；計(jì)算所述電運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的總用電負(fù)載和電運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的額定發(fā)電容量之間的多余發(fā)電容量；以及當(dāng)拖車箱體溫度低于或等于所述拖車箱體溫度設(shè)定值并且所計(jì)算的多余發(fā)電容量大于所述輔助電負(fù)載設(shè)定值時(shí)，提供輔助功率。
2. 依照權(quán)利要求l所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)所述拖車箱體溫度低 于或等于所述拖車箱體溫度設(shè)定值時(shí)并且當(dāng)所計(jì)算的多余發(fā)電容量小于 或等于所述輔助電負(fù)載設(shè)定值時(shí)，調(diào)節(jié)壓縮機(jī)吸入調(diào)節(jié)閥以減少總制冷 系統(tǒng)負(fù)載。
3. 依照權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括當(dāng)輔助負(fù)載需要不同的 電壓等級(jí)時(shí)，在所述輔助負(fù)載和運(yùn)輸制冷系統(tǒng)輔助電功率之間采用電壓轉(zhuǎn)換器。
4. 一種從用于冷卻拖車箱體的電運(yùn)輸制冷系統(tǒng)提供電功率給輔助電 負(fù)載的系統(tǒng)，包括用于設(shè)定拖車箱體溫度設(shè)定值的裝置；用于設(shè)定輔助電負(fù)載設(shè)定值的裝置;用于計(jì)算所述電運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的總用電負(fù)載的裝置；用于計(jì)算所述電運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的總用電負(fù)載和電運(yùn)輸制冷系統(tǒng)的額定發(fā)電容量之間的多余發(fā)電容量的裝置；以及當(dāng)拖車箱體溫度低于或者等于所述拖車箱體溫度設(shè)定值并且所計(jì)算的多余發(fā)電容量大于所述輔助電負(fù)載設(shè)定值時(shí)，用于提供輔助功率的裝置。
5. 依照權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括當(dāng)所述拖車箱體溫度低 于或者等于所述拖車箱體溫度設(shè)定值時(shí)并且當(dāng)所計(jì)算的多余發(fā)電容量小 于或者等于所述輔助電負(fù)載設(shè)定值時(shí)，用于調(diào)節(jié)壓縮機(jī)吸入調(diào)節(jié)閥以減 少總制冷系統(tǒng)負(fù)載的裝置。
6. 依照權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括當(dāng)輔助負(fù)載需要不同的電壓等級(jí)時(shí)，在所述輔助負(fù)載和運(yùn)輸制冷系統(tǒng)輔助電功率之間聯(lián)接電壓轉(zhuǎn)換器。
全文摘要
一種輔助功率系統(tǒng)和方法分配并控制來(lái)自拖車箱體制冷系統(tǒng)的可利用的多余電功率。拖車箱體制冷系統(tǒng)可具有產(chǎn)生直流電(DC)的發(fā)電機(jī)，或者具有產(chǎn)生交流電(ac)的交流發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)/交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生功率以便給制冷系統(tǒng)負(fù)載供應(yīng)動(dòng)力，并且多余的發(fā)電功率可被分配給沒(méi)有與制冷系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的輔助負(fù)載。
文檔編號(hào)G05D17/00GK101681177SQ200780053245
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2007年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月7日
發(fā)明者N·S·奧沃德 申請(qǐng)人:開利公司