Схема производительности замкнутого цикла и управления питанием многоступенчатой транспортной холодильной установки

Изобретение относится к холодильным установкам для транспортировки товаров. Транспортная холодильная установка содержит множество клапанов, контроллер. Контроллер выполнен с возможностью измерения параметра, связанного с двигателем транспортного средства и динамического выбора положения каждого клапана, увеличивающего мощность. Клапаны скомпонованы в виде множества ступеней. Часть клапанов может быть скомпонована последовательно или параллельно по отношению друг к другу. Достигается увеличение производительности установки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ПРЕДПОСЫЛКИ

[0001] Холодильные установки часто используются в связи с транспортировкой товаров, в частности, скоропортящихся пищевых продуктов. Мобильная природа транспортировки нередко представляет затруднения в связи с ограниченностью источников питания. Например, двигатель, который может использоваться для питания холодильной установки, имеет ограниченный объем или, иными словами, мощность двигателя ограничена.

[0002] Эволюция транспортных холодильных установок, по крайней мере, в отношении производительности, нередко требовала от системы 100% потребления располагаемой мощности. Если холодильная установка содержит цикл многоступенчатого сжатия, это может привести к сложному и нестабильному управлению питанием. Так, если в транспортной установке используется двигатель малого объема (например, двигатель с относительно малой мощностью), доступный резерв мощности между холодильной установкой и двигателем может быть недостаточным. В связи с этим при чрезмерно агрессивном включении высшей ступени цикла многоступенчатого сжатия двигатель с большой вероятностью может глохнуть. С другой стороны, при пассивном включении высшей ступени цикла многоступенчатого сжатия (например, если высшая ступень включается позже, чем могла быть включена в ином случае) может иметь место недоиспользование холодильной установкой доступной мощности двигателя.

[0003] В традиционных системах добавочное потребление мощности на высшей ступени или в ходе цикла с экономайзером может привести к дросселированию всасываемого пара в результате перегрузки по мощности. Дросселирование всасываемого пара при впрыске на средней ступени цикла является неэффективным и затруднительным.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Далее представлено упрощенное описание изобретения для обеспечения базового понимания некоторых аспектов изобретения. Данное описание не представляет собой широкий обзор изобретения. Описание не предназначено для выявления ключевых или критических элементов изобретения, а также для определения объема изобретения. Представленное далее описание в упрощенной форме представляет некоторые понятия изобретения в качестве вводной части для описания, представленного далее.

[0005] Согласно вариантам изобретения, располагаемая мощность двигателя может питать одну или несколько ступеней холодильной установки. В некоторых вариантах реализации изобретения может выполняться контроль или измерение одного или нескольких параметров, связанных с характеристиками двигателя. На основании измерения одного или нескольких параметров может осуществляться избирательное управление питанием одной или нескольких ступеней холодильной установки.

[0006] В некоторых вариантах реализации изобретения контроллер может быть настроен на контроль или измерение одного или нескольких параметров, связанных с характеристиками двигателя, в частности, фактические характеристики или характеристики в реальном времени. Если один или несколько параметров указывают на снижение характеристик двигателя ниже порогового значения, контроллер может быть настроен на регулирование подачи холодильной мощности, имеющее отношение к одной или более ступеней.

[0007] В некоторых вариантах реализации изобретения многоступенчатый цикл сжатия, связанный с холодильной установкой, может быть скомпонован в виде последовательных ступеней. Например, холодильная установка может переходить из одноступенчатого режима работы на более высокую ступень, если будет определено, что один или более параметров, связанных с характеристиками двигателя, указывает на отсутствие погрешностей в одноступенчатом режиме работы. В некоторых вариантах реализации изобретения последовательное управление питанием между двумя ступенями может способствовать бесперебойности рабочих характеристик системы (например, двигателя).

[0008] В некоторых вариантах реализации изобретения многоступенчатый цикл сжатия, связанный с холодильной установкой, может быть скомпонован в виде параллельных ступеней. Ступени могут независимо друг от друга контролировать питание системы параллельно, теоретически используя различные значения управления. Так, первая ступень может быть более восприимчивой к изменениям характеристик двигателя (например, допуская более высокое значение скоростной погрешности), по сравнению со второй или более высокой ступенью. В связи с этим, первая ступень может служить механизмом резервного управления, в случае если вторая или высшая ступени не могут обеспечить управление системой при более низком значении скоростной погрешности.

[0009] Прочие варианты изобретения описаны ниже.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] Настоящее изобретение проиллюстрировано в виде примера и, помимо прочего, приложенными фигурами, одинаковые номера позиций на которых обозначают одинаковые элементы.

[0011] ФИГ. 1А иллюстрирует пример системы в соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения;

[0012] ФИГ. 1В иллюстрирует пример схемы холодильной установки в соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения;

[0013] ФИГ. 2 и 3 иллюстрируют примеры методов в соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0014] В соответствии с различными вариантами изобретения подача питания в многоступенчатую транспортную холодильную установку может быть максимально увеличена с одновременным уменьшением или устранением погрешностей, связанных с источником питания (например, погрешность двигателя). Нижеприведенные примеры описывают холодильную установку с двухступенчатым циклом сжатия. На основании обзора настоящего изобретения специалистам вполне понятно, что в некоторых вариантах реализации изобретения могут использоваться циклы сжатия более высокого порядка (например, более двух циклов сжатия).

[0015] Следует отметить, что в следующем описании и на фигурах между элементами устанавливаются различные связи (содержание которых включено в настоящее описание посредством ссылки). Необходимо отметить, что эти связи в общем, если не установлено иное, могут быть прямыми или косвенными, и что настоящее описание не носит в этом отношении ограничительный характер.

[0016] На ФИГ. 1А изображена блок-схема системы 10 в соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения. В некоторых вариантах реализации изобретения один или более компонентов, устройств или аппаратов, изображенных на ФИГ. 1А, могут использоваться в отношении охлаждения скоропортящихся пищевых продуктов, материалов медицинского и лабораторного назначения и т.д.

[0017] Система 10 содержит холодильную установку 12. Холодильная установка 12 может использоваться для хранения продуктов при соответствующей температуре. Так, холодильная установка 12 может использоваться для хранения продуктов при соответствующей температуре во время их перевозки.

[0018] Холодильная установка 12 содержит компрессор 14. Во время работы холодильной установки 12 в режиме охлаждения, низкотемпературные пары хладагента низкого давления могут сжиматься в компрессоре 14 до высокотемпературных паров высокого давления. Высокотемпературные пары хладагента высокого давления подаются компрессором 14 в один или несколько единиц холодильного оборудования 16. Холодильное оборудование 16 содержит один или несколько единиц оборудования, настроенных на обработку хладагента, известного специалистам. В частности, холодильное оборудование содержит один или несколько теплообменников (например, конденсационные теплообменники, испарительные теплообменники, теплообменники типа хладагент-хладагент), контур экономайзера, батареи (например, батареи переохлаждения), ресиверы, дроссельные устройства (например, электронные расширительные клапаны, механические термостатические расширительные клапаны) и проч. Обработанный хладагент, произведенный холодильным оборудованием 16, может подаваться на компрессор 14, потенциально с помощью одного или нескольких устройств, таких как клапан-А 18 и клапан-В 20, изображенные на ФИГ. 1А.

[0019] На ФИГ. 1В изображен пример схемы холодильной установки в соответствии с одним или несколькими вариантами настоящего изобретения. В некоторых вариантах реализации изобретения один или несколько компонентов или устройств, изображенных на ФИГ. 1В, могут иметь отношение к одному или нескольким блокам, изображенным на ФИГ. 1А. В некоторых вариантах реализации изобретения могут быть включены или выключены одна и более ступеней холодильной установки (или связанных с ней компонентов), изображенных на ФИГ. 1В, что влияет на производительность. В некоторых вариантах реализации изобретения один или несколько компонентов или устройств могут работать и/или сообщаться посредством разных значений давления, обусловленных, например, компрессором. В некоторых вариантах реализации изобретения первая ступень может обуславливать массовый расход испарителя, а вторая ступень - обуславливать переохлаждающий потенциал на испарителе.

[0020] Как показано с помощью стрелок на ФИГ. 1В, пары хладагента могут подаваться из выходного отверстия компрессора 54 в конденсационный теплообменник 56. Конденсатор 56 может конденсировать пары хладагента в жидкость. Жидкость может подаваться из конденсатора 56 в ресивер 58. В ресивере 58 может храниться избыточный жидкий хладагент. Из ресивера 58 охлаждающая жидкость через батарею переохлаждения 60 конденсатора 56 и через фильтр-влагоотделитель 62 может подаваться в экономайзер 64. Из экономайзера 64, жидкость может подаваться через один или несколько испарителей 66 распределитель 68. В испарителе 66 жидкий хладагент может испаряться и перегреваться. Пары хладагента могут подаваться из испарителя 66 на компрессор 54.

[0021] Питание компрессора 14, как показано на ФИГ. 1А, может осуществляться из одного или нескольких источников. Например, в случае применения транспортной или мобильной установки, компрессор 14 может получать питание от двигателя 30. Двигатель 30 может относиться к автомобилю (например, грузовому автомобилю), самолету, катеру или иному морскому судну, поезду или другому транспортному средству. Несмотря на то, что на ФИГ. 1А изображен единый двигатель 30, в некоторых вариантах реализации изобретения может использоваться более одного двигателя 30. В некоторых вариантах реализации изобретения двигатель 30 может представлять собой или содержать дизельный двигатель.

[0022] В некоторых вариантах реализации изобретения механизм сжатия компрессора 14 содержит вал с приводом от главного вала двигателя 30. Вал компрессора 14 может быть соединен с главным валом двигателя 30 непосредственно механическим способом или с помощью ременной передачи.

[0023] В некоторых вариантах реализации изобретения двигатель 30 может не подавать питание непосредственно на компрессор 14. Например, двигатель 30 может управлять электрогенератором (на фигуре не проиллюстрирован), который, в свою очередь, может подавать электропитание в электродвигатель компрессора 14 (не показан). Электродвигатель компрессора 14 может управлять механизмом сжатия компрессора 14.

[0024] Система 10 содержит один или несколько контроллеров двигателя. Контроллер двигателя 32 может быть настроен на измерение или контроль одного и более параметров, связанных с характеристиками двигателя 30. Так, контроллер двигателя 32 может контролировать состояние перегрузки двигателя 30 (например, состояние, в котором выходная мощность двигателя 30 соответствует или превышает характеристики или приближается к значению выходной мощности в пределах порогового значения).

[0025] Такое состояние перегрузки может быть описано в соответствии с одним или несколькими условиями. Например, частота вращения двигателя 30 может измеряться с помощью контроллера двигателя 32 в оборотах в минуту (об/мин) (или в других единицах измерения скорости) и выражаться как процент от целевого значения об/мин. Частота вращения двигателя 30 может указывать на уменьшение частоты вращения двигателя, что, в свою очередь, может указывать на уменьшение фактической частоты вращения двигателя или частоты вращения двигателя в реальном времени по отношению к целевому значению об/мин двигателя.

[0026] В некоторых вариантах реализации изобретения контроллер двигателя 34 может измерять или обнаруживать положение механической рейки управления подачей топлива или соответствующего датчика, представляющее положение топливной дроссельной заслонки и указывающее уровень расхода топлива, подаваемого в двигатель 30, по отношению к максимальной рабочей нагрузке двигателя. Отношение уровня расхода топлива, поступающего в двигатель 30, к максимально допустимому расходу топлива может указывать на (фактическую) рабочую нагрузку двигателя по отношению к максимальной рабочей нагрузке.

[0027] Контроллер двигателя 32 может передавать измерения/параметры, связанные с работой двигателя 30, в системный контроллер 34. Системный контроллер 34 может быть настроен на сравнение измерений/параметров с одним или более пороговыми значениями или допустимыми отклонениями. Если пороговые значения или допустимые отклонения не превышаются (например, двигатель 30 не подвергается состоянию перегрузки), системный контроллер 34 не вводит ограничения для работы холодильной установки 12. Так, системный контроллер 34 может обеспечить полное использование холодильной установкой 12 входной мощности, полученной от двигателя 30. С другой стороны, в случае превышения одного или более пороговых значений или допустимых отклонений (например, двигатель 30 подвергается состоянию перегрузки), системный контроллер 34 может ослаблять или устранять нагрузку на двигатель 30, сократив рабочую мощность компрессора 14. Процесс приспособления рабочей мощности компрессора 14 описан ниже.

[0028] Изображенные на ФИГ. 1А в виде самостоятельных единиц, контроллер двигателя 32 и системный контроллер 34 в некоторых вариантах реализации изобретения могут быть снабжены общим корпусом. В некоторых вариантах реализации изобретения первая часть контроллеров (например, контроллеры 32 и 34) может быть размещена в первом устройстве, а один или несколько дополнительных контроллеров могут быть размещены в нескольких других устройствах.

[0029] В некоторых вариантах реализации изобретения аппарат или система (например, система 10) содержит один или более процессоров, и команды хранения в памяти, которые, будучи выполненными одним или несколькими процессорами, обусловливают выполнение аппаратом или системой одного или нескольких описанных здесь методологических действий. Например, контроллер двигателя 32 и/или системный контроллер 34 могут содержать один или несколько процессоров, память и/или интерфейсы ввода/вывода, обусловливающие выполнение одного и более описанных здесь действий. В некоторых вариантах реализации изобретения команды могут храниться на одном или нескольких машиночитаемых носителях, например, энергозависимые и/или энергонезависимые машиночитаемые носители. Выполненные команды могут приводить к тому, что единица оборудования (например, контроллер двигателя 32 и/или системный контроллер 34) обусловит выполнение одного или нескольких описанных здесь действий.

[0030] В компрессор 14 может поступать (обработанный) хладагент из холодильного оборудования 16 с помощью одного или нескольких устройств, таких как клапан-А 18 и клапан-В 20. Компрессор 14, холодильное оборудование 16 и клапан 18 могут быть соединены друг с другом через каналы 18А, 18В и 18С, как изображено на ФИГ. 1А. Компрессор 14, холодильное оборудование 16 и клапан 20 могут быть соединены друг с другом через каналы 20А, 20В и 20С. Каналы 18А-18С и/или 20А-20С могут обеспечивать сообщение одного или более веществ, таких как хладагент.

[0031] Клапаны 18 и 20 могут быть использованы для избирательной подачи хладагента на компрессор 14. Например, когда открыт клапан 18, хладагент может подаваться на компрессор 14 через канал 18С. И наоборот, когда клапан 18 закрыт, хладагент через канал 18С на компрессор 14 подаваться не может (за исключением утечки через клапан 18). Когда открыт клапан 20, хладагент может подаваться на компрессор 14 через канал 20С. И наоборот, когда клапан 20 закрыт, хладагент через канал 20С на компрессор 14 подаваться не может (за исключением утечки через клапан 20).

[0032] Хотя на ФИГ. 1А компрессор 14 изображен с двумя выходными каналами 18А и 20А, в некоторых вариантах реализации изобретения компрессор 14 может иметь больше или меньше двух выходных каналов. Например, компрессор 14 может иметь всего один путь для выхода хладагента. Каналы 18С и 20С могут быть соединены внутри компрессора 14 в единый выходной канал. В одноступенчатом режиме может использоваться один входной поток или канал (например, 18С) и один выходной поток или канал (например, 18А). В двухступенчатом или комбинированном режиме два входных потока или канала (например, 18С и 20С) при потенциально разных значениях давления могут быть соединены в единый поток или канал для выхода хладагента.

[0033] В некоторых вариантах реализации изобретения может варьироваться степень открытия клапана. Например, в заданный момент времени клапаны 18 и 20 могут быть закрытыми, полностью открытыми или открытыми лишь частично. Состояние клапана может изменяться и контролироваться посредством, например, системного контроллера 34. Так, на основании состояния нагрузки, имеющего отношение к двигателю 30, системный контроллер 34 может быть настроен на избирательное открытие одного или обоих клапанов 18 и 20. В некоторых вариантах реализации изобретения в системном контроллере 34 могут храниться данные, указывающие на процент максимальной нагрузки двигателя. Так, в системном контроллере 34 могут храниться данные, указывающие на уровень расхода топлива, об/мин (уменьшение частоты вращения) или температуру. Системный контроллер 34 может сравнивать запоминаемые данные с фактическими или измеренными значениями, предоставленными контроллером двигателя 32. Если фактические или измеренные значения превышают запоминаемые данные, системный контроллер 34 может частично (или полностью) закрыть один или оба клапана 18 и 20. Таким образом, системный контроллер 34 может управлять нагрузкой на двигатель 30, создаваемой холодильной установки 12, избирательно разрешая или ограничивая подачу хладагента на компрессор 14.

[0034] За описанием управления нагрузки на двигатель 30, создаваемой холодильной установкой 12, посредством управления степенью открытия клапанов 18 и 20, следует описание компоновки клапанов 18 и 20, потенциально в комбинации с каналами 18А-18С и 20А-20С, соответственно.

[0035] В некоторых вариантах реализации изобретения клапаны 18 и 20 могут быть характерны для многоступенчатого или двухступенчатого цикла сжатия. Например, клапан 18 может иметь отношение к первой ступени цикла сжатия, а клапан 20 может иметь отношение ко второй ступени цикла сжатия. Клапан 18 может относиться к всасывающему модулирующему клапану (ВМК). Клапан 20 может относиться к расширительному клапану экономайзера (РКЭ).

[0036] Должна ли первая и/или вторая ступень быть «включенной» (и в какой степени), может зависеть от (максимальной) мощности двигателя 30, а также от фактической нагрузки, которой подвергается двигатель 30 в заданный момент времени. Фактическая нагрузка, которой подвергается двигатель 30, может различаться в зависимости от ряда условий на входе, в частности, воздействия внешних факторов (например, температурные условия, вибрация, давление, высота и проч.), количества других установок и устройств, питаемых от двигателя 30, и т.д.

[0037] В некоторых вариантах реализации изобретения цикл сжатия первой и второй ступени может управляться последовательно. Такое последовательное управление иллюстрируется методом, описанным на ФИГ. 2. Для упрощения объяснения, метод описан в связи с системой 10, изображенной на ФИГ. 1А, описанной выше. Метод, изображенный на ФИГ. 2, может быть адаптирован в соответствии с разными системами или компоновками.

[0038] В ходе этапа 202, холодильная установка 12 может быть запущена в стандартном режиме. Например, при запуске установки ВМК 18 может быть частично открыт, а РКЭ 20 - закрыт. Стандартный режим этапа 202 может предусматривать любые комбинации положений или состояний ВМК 18 и/или РКЭ 20. От этапа 202 поток хладагента может переходить к этапу 204.

[0039] Этап 204 может указывать на одно или несколько действий в ответ на погрешность, например, температурную погрешность, обнаруженную с помощью пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулятора ВМК. В некоторых вариантах реализации изобретения ПИД регулятор ВМК содержит несколько компонентов и выполнять несколько функций, описанных выше в связи с контроллерами 32 и 34. От этапа 204 поток может переходить к этапу 206.

[0040] В ходе этапа 206 определяется, приводит ли положение ВМК к состоянию погрешности, например, погрешности частоты вращения двигателя. Если положение ВМК приводит к погрешности частоты вращения двигателя, поток может переходить от этапа 206 к этапу 210. Если положение ВМК не приводит к погрешности частоты вращения двигателя, поток может переходить от этапа 206 к этапу 208.

[0041] В ходе этапа 208 определяется, максимально ли (т.е. полностью) открыт ВМК 18. Если ВМК 18 открыт максимально, поток может переходить от этапа 208 к этапу 254. В некоторых вариантах реализации изобретения переход потока от этапа 208 к этапу 254 может обусловливаться также определением отсутствия погрешности частоты вращения двигателя (т.е., значение погрешности частоты вращения двигателя составляет «0»). Если в ходе этапа 208 было определено, что ВМК 18 открыт не максимально, поток может переходить от этапа 208 к этапу 204. В рамках перехода потока от этапа 208 к этапу 204 может быть увеличена степень открытия ВМК 18. Увеличение степени открытия ВМК 18 может способствовать повышению объемов питания, потребляемого холодильной установкой 12.

[0042] Этап 210 может указывать на одно или несколько действий в ответ на погрешность, например, погрешность частоты вращения двигателя, обнаруженную в ходе этапа 206. От этапа 210 поток может переходить к этапу 212.

[0043] Как показано на ФИГ. 2, этапы 212 и 214 могут использоваться для обеспечения убывания скоростной составляющей, прежде чем переключиться обратно на контроль температурных погрешностей. Например, в ходе этапа 212, если обусловленная температурой степень открытия ВМК ниже, чем степень открытия, обусловленная скоростью, поток может переходить от этапа 212 к этапу 204. В противном случае, поток может переходить от этапа 212 к этапу 214, на котором определяется, превышает ли ноль значение погрешности частоты вращения двигателя. Если значение погрешности частоты вращения двигателя выше ноля, поток может переходить от этапа 214 к этапу 210. В противном случае, если значение погрешности частоты вращения двигателя не выше ноля, поток может переходить от этапа 214 к этапу 204. Этапы 212 и 214 могут использоваться, чтобы обеспечить время дезинтегрирования, в течение которого скоростная погрешность вернется к нулю.

[0044] Этап 254 может указывать на одно или несколько действий в ответ на погрешность, например, погрешность перегрева. От этапа 254 поток хладагента может переходить к этапу 256.

[0045] В ходе этапа 256 определяется, приводит ли положение РКЭ 20 к скоростной погрешности. Если не приводит, поток может переходить от этапа 256 к этапу 258. В противном случае, если положение РКЭ 20 приводит к скоростной погрешности, поток может переходить от этапа 256 к этапу 260.

[0046] В ходе этапа 258 определяется необходимость в использовании режима высокой мощности. Если такая необходимость существует, поток хладагента может переходить от этапа 258 к этапу 254. В рамках этапа 258 может быть увеличена степень открытия РКЭ 20. В противном случае, если отсутствует необходимость в использовании режима высокой мощности, поток может переходить от этапа 258 к этапу 280.

[0047] Этап 260 может указывать на одно или несколько действий в ответ на погрешность, например, скоростную погрешность, обнаруженную в связи с этапом 256. От этапа 260 поток хладагента может переходить к этапу 262.

[0048] В ходе этапа 262 определяется, меньше ли степень открытия клапана (например, в положении, связанным с РКЭ 20), чем соответствующее требуемое уменьшение частоты вращения двигателя. Если это так, поток может переходить от этапа 262 к этапу 254. В противном случае, поток может переходить от этапа 262 к этапу 264.

[0049] В ходе этапа 264 определяется, соответствует ли степень открытия РКЭ 20 0% (например, если РКЭ закрыт). Если это так, поток хладагента может переходить от этапа 264 к этапу 280. В противном случае, поток может переходить от этапа 264 к этапу 260. В рамках перехода потока от этапа 264 к этапу 260 может быть уменьшена степень открытия РКЭ 20 (т.е., РКЭ 20 может быть закрыт плотнее).

[0050] Этап 280 может указывать на окончание работы в режиме экономайзера или в двухступенчатом режиме. В некоторых вариантах реализации изобретения поток хладагента может переходить от этапа 280 к этапу 204, что может свидетельствовать о начале следующего этапа метода, изображенного на ФИГ. 2.

[0051] Таким образом, как было упомянуто выше, поток на ФИГ. 2 может рассматриваться как последовательный относительно работы клапанов. Иными словами, клапан ВМК 18 может быть максимально открыт, прежде чем будет открыт клапан РКЭ 20. Это может обусловливать относительно ровный профиль мощности, что может способствовать сокращению пиковых нагрузок на двигатель 30.

[0052] В некоторых вариантах реализации изобретения цикл сжатия первой и второй ступени может управляться параллельно. Такое параллельное управление иллюстрируется методом, описанным на ФИГ. 3. Для упрощения объяснения, метод описан в связи с системой 10, изображенной на ФИГ. 1А, описанной выше. Метод, изображенный на ФИГ. 3, может быть адаптирован в соответствии с разными системами или компоновками.

[0053] В ходе этапа 302, холодильная установка 12 может быть запущена в стандартном режиме. Например, при запуске установки ВМК 18 может быть частично открыт, а РКЭ 20 - закрыт.Стандартный режим этапа 302 может предусматривать любые комбинации положений или состояний ВМК 18 и/или РКЭ 20. От этапа 302 поток хладагента может переходить к этапу 304.

[0054] Этап 304 может указывать на одно или несколько действий в ответ на погрешность, например, температурную погрешность, обнаруженную с помощью пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулятора ВМК. От этапа 304 поток может переходить к этапу 306.

[0055] В ходе этапа 306 определяется, приводит ли положение ВМК к состоянию погрешности, например, погрешности частоты вращения двигателя. Испытание на погрешность частоты вращения двигателя в связи с положением ВМК может основываться на сравнении состояния двигателя (например, расход топлива или об/мин (снижение)) с пороговым значением. Если положение ВМК приводит к погрешности частоты вращения двигателя, поток может переходить от этапа 306 к этапу 310. Если положение ВМК не приводит к погрешности частоты вращения двигателя, поток может переходить от этапа 306 к этапу 308.

[0056] В ходе этапа 308 определяется необходимость в использовании режима высокой мощности. В некоторых вариантах реализации изобретения режим высокой мощности может обусловливать по меньшей мере частичное открытие клапана РКЭ 20. Открытие РКЭ 20 может способствовать передаче большего объема мощности двигателя 30 холодильной установке 12. Если существует необходимость в использовании режима высокой мощности, поток хладагента может переходить от этапа 308 к этапу 354. Если отсутствует необходимость в использовании режима высокой мощности, поток может переходить от этапа 308 к этапу 304.

[0057] В некоторых вариантах реализации изобретения переход от этапа 308 к этапу 354 может быть обусловлен определением того, полностью ли открыт клапан ВМК 18. В таких вариантах реализации изобретения, если ВМК 18 открыт не полностью, поток может переходить от этапа 308 к этапу 304.

[0058] Этап 310 может указывать на одно или несколько действий в ответ на погрешность, например, погрешность частоты вращения двигателя, обнаруженную в ходе этапа 306. От этапа 310 поток может переходить к этапу 312.

[0059] Как показано на ФИГ. 3, этапы 312 и 314 могут использоваться для обеспечения убывания скоростной составляющей, прежде чем переключиться обратно на контроль температурных погрешностей. Например, в ходе этапа 312, если обусловленная температурой степень открытия ВМК ниже, чем степень открытия, обусловленная скоростью, поток может переходить от этапа 312 к этапу 304. В противном случае, поток может переходить от этапа 312 к этапу 314, на котором определяется, превышает ли значение погрешности частоты вращения двигателя нулевую отметку. Если значение погрешности частоты вращения двигателя выше ноля, поток может переходить от этапа 314 к этапу 310. В противном случае, если значение погрешности частоты вращения двигателя не выше ноля, поток может переходить от этапа 314 к этапу 304. Этапы 312 и 314 могут использоваться, чтобы обеспечить время дезинтегрирования, в течение которого скоростная погрешность вернется к нулю.

[0060] Этап 354 может указывать на одно или несколько действий в ответ на погрешность, например, погрешность перегрева. От этапа 354 поток хладагента может переходить к этапу 356.

[0061] В ходе этапа 356 определяется, приводит ли положение клапана РКЭ 20 к скоростной погрешности. Испытание на погрешность частоты вращения двигателя в связи с положением РКЭ может основываться на сравнении состояния двигателя (например, расход топлива или об/мин (снижение)) с пороговым значением. Если положение РКЭ не приводит к погрешности, поток может переходить от этапа 356 к этапу 358. В противном случае, если положение РКЭ 20 приводит к скоростной погрешности, поток может переходить от этапа 356 к этапу 360.

[0062] В некоторых вариантах реализации изобретения пороговое значение, выбранное для испытания на погрешность в ходе этапа 306, может отличаться от порогового значения, выбранного для испытания на погрешность в ходе этапа 356. Например, пороговое значение, выбранное для испытания на погрешность в ходе этапа 306, может допускать более высокую погрешность (двигателя) в сравнении с пороговым значением, выбранным для испытания на погрешность в ходе этапа 356. Таким образом, ВМК 18 может использоваться в качестве клапана или механизма резервного управления, если РКЭ 20 не способен контролировать систему 10 при более низкой погрешности. В некоторых вариантах реализации изобретения по меньшей мере одно пороговое значение может быть установлено на уровне, на 10 об/мин ниже, чем номинальная рабочая частота вращения.

[0063] В ходе этапа 358 определяется необходимость в использовании режима высокой мощности. Если существует такая необходимость, поток хладагента может переходить от этапа 358 к этапу 354. В рамках этапа 358, может быть уменьшена степень раскрытия клапана РКЭ 20. Если отсутствует необходимость в использовании режима высокой мощности, поток может переходить от этапа 358 к этапу 380.

[0064] Этап 360 может указывать на одно или несколько действий в ответ на погрешность, например, скоростную погрешность, обнаруженную в связи с этапом 356. От этапа 360 поток хладагента может переходить к этапу 362.

[0065] В ходе этапа 362 определяется, меньше ли степень открытия клапана (например, в положении, связанном с РКЭ 20), чем соответствующее требуемое уменьшение частоты вращения двигателя. Если это так, поток может переходить от этапа 362 к этапу 354. В противном случае, поток может переходить от этапа 362 к этапу 360.

[0066] В некоторых вариантах реализации изобретения в рамках этапа 362 определяется, соответствует ли степень открытия РКЭ 20 0% (т.е., если РКЭ закрыт). Если это так, поток хладагента может переходить от этапа 362 к этапу 380 (не показан на фигуре).Если же РКЭ 20 не 0%, то поток может переходить от этапа 362 к этапу 360, описанному выше. В рамках перехода потока от этапа 362 к этапу 360 может быть уменьшена степень открытия РКЭ 20 (т.е., РКЭ 20 может быть закрыт плотнее).

[0067] Этап 380 может указывать на окончание работы в режиме экономайзера или в двухступенчатом режиме. В некоторых вариантах реализации изобретения поток хладагента может переходить от этапа 380 к этапу 304, что может свидетельствовать о начале следующего этапа метода, изображенного на ФИГ. 3.

[0068] Таким образом, как было упомянуто выше, поток на ФИГ. 3 может рассматриваться как параллельный относительно работы клапанов. Например, с помощью разных пороговых значений в связи с этапами 306 и 356 может достигаться точная настройка для полной передачи располагаемой мощности двигателя 30 холодильной установке 12, причем не допускается избыточная нагрузка на двигатель 30.

[0069] В некоторых вариантах реализации изобретения последовательный и параллельный режимы работы могут совмещаться. Например, два клапана могут быть скомпонованы параллельно по отношению друг к другу, а параллельная комбинация клапанов может быть последовательно совмещена по меньшей мере с одним дополнительным клапаном.

[0070] В некоторых вариантах реализации изобретения может выполняться фильтрация с помощью одного или нескольких устройств (например, одного или нескольких контроллеров 32 и 34) для предотвращения нежелательного открытия или закрытия клапана. Например, для сокращения числа изменений положения клапана в течение установленного срока может использоваться гистерезис. Такие технологии могут способствовать продлению срока службы клапана.

[0071] В некоторых вариантах реализации изобретения ограничения по мощности могут регулироваться посредством прогона одного или нескольких циклов или ступеней на максимально допустимой перегрузочной мощности в сочетании с истинной нагрузкой (перегрузкой) двигателя посредством совмещения характеристик двигателя (например, частоты вращения) и охлаждающей мощности. Описанные здесь технологии могут использоваться для регулирования ухудшения характеристик двигателя с течением времени. Например, характеристики двигателя могут ухудшаться в связи с загрязнением воздушного фильтра или окончанием технического ресурса двигателя.

[0072] Как было описано, варианты изобретения предоставляют схему производительности замкнутого цикла и управления питанием многоступенчатой транспортной холодильной установки. Так, в некоторых вариантах реализации изобретения охлаждающая мощность может совмещаться (например, совмещаться непосредственно) с регулируемой частотой вращения двигателя при пиковых уровнях мощности двигателя. Такое совмещение может способствовать обеспечению 100% потребления мощности двигателя (с учетом любой потери в системе). В некоторых вариантах реализации изобретения множество ступеней может быть скомпоновано последовательно или параллельно друг к другу. Таким образом: (1) возможно достижение максимально ровного профиля мощности, (2) нагрузка на двигатель может быть установлена в соответствии с одним или несколькими настраиваемыми пороговыми значениями, что позволяет подгонку на основании заданного применения, и (3) механизмы резервного управления могут использоваться посредством выбора соответствующих пороговых значений.

[0073] В некоторых вариантах реализации изобретения в указанных местах и/или в связи с работой одного или нескольких аппаратов или систем могут иметь место различные функции или действия. В некоторых вариантах реализации изобретения часть заданной функции или действия может выполняться в первом устройстве или месте, а остальная часть функции или действия может выполняться в одном или нескольких дополнительных устройствах или местах. Аспекты данного изобретения могут относиться к одной или нескольким системам, аппаратам и методам.

[0074] Варианты данного изобретения могут быть связаны с определенными машинами. Так, в некоторых вариантах реализации изобретения установка содержит один и более компонентов, которые могут использоваться для избирательного изменения нагрузки на источник питания. В некоторых вариантах реализации изобретения один или несколько контроллеров могут изменять положение или состояние, имеющее отношение к одному или нескольким компонентам, чтобы достичь избирательного изменения нагрузки. Например, степень открытия (или закрытия) клапана может способствовать регулированию подачи хладагента на компрессор, что может обеспечивать регулирование нагрузки на двигатель. Один или несколько контроллеров могут измерять или контролировать характеристики двигателя и отправляют сигнал управления клапаном на основании, по крайней мере, части измеренного значения.

[0075] Варианты данного изобретения могут переводить предмет в другое состояние. Так, состояние (например, состояние погрешности), связанное с источником питания (например, двигателем), может переходить в положение, связанное с компонентом (например, клапаном). В свою очередь, положение компонента может переходить в изменение нагрузки на источник питания.

[0076] Варианты данного изобретения описаны в виде иллюстративных примеров его осуществления. Другие варианты осуществления в пределах объема и сущности прилагаемой формулы изобретения станут понятны специалистам в данной области из обзора изобретения. Например, специалистам вполне понятно, что шаги, описанные в отношении иллюстративных изображений, могут осуществляться в ином порядке, кроме изложенного, и что один или несколько проиллюстрированных шагов могут являться необязательными в соответствии с вариантами изобретения.

1. Аппарат для управления охлаждением, содержащий:

транспортную холодильную установку, содержащую множество клапанов;

по меньшей мере один контроллер, выполненный с возможностью измерения параметра, связанного с двигателем транспортного средства, при этом

указанный по меньшей мере один контроллер выполнен с возможностью динамического выбора положения каждого клапана, увеличивающего мощность, подаваемую двигателем транспортного средства в транспортную холодильную установку, по меньшей мере частично на основании измеренного параметра, причем подаваемая мощность не превышает мощность двигателя транспортного средства,

при этом клапаны скомпонованы в виде множества ступеней.

2. Аппарат по п.1, в котором измеренный параметр включает по меньшей мере одну позицию из следующего: измерение частоты вращения двигателя транспортного средства или датчика положения рейки, связанной с двигателем транспортного средства.

3. Аппарат по п.1, в котором блок содержит холодильную установку, а холодильная установка содержит компрессор, в котором избирательное управление клапанами включает избирательное управление объемом хладагента, поставляемого на компрессор с помощью клапанов.

4. Аппарат по п.1, в котором избирательное управление клапанами включает избирательную настройку положения каждого из них на основании сравнения измеренного параметра и по меньшей мере одного порогового параметра.

5. Аппарат по п.1, в котором по меньшей мере два клапана скомпонованы последовательно по отношению друг к другу.

6. Аппарат по п.1, в котором по меньшей мере один контроллер выполнен с возможностью полного включения первого из множества клапанов до по меньшей мере частичного включения другого из множества клапанов.

7. Аппарат по п.1, в котором по меньшей мере два из множества клапанов скомпонованы параллельно по отношению друг к другу.

8. Способ управления охлаждением, включающий:

настройку по меньшей мере одного контроллера на измерение параметра, связанного с источником питания;

настройку по меньшей мере одного контроллера на сравнение измеренного параметра с по меньшей мере одним пороговым значением и

настройку по меньшей мере одного контроллера на избирательную установку положения, связанного с множеством клапанов, скомпонованных в виде множества ступеней, по меньшей мере частично на основании указанного сравнения.

9. Способ по п.8, в котором источник питания содержит двигатель транспортного средства, а измеренный параметр содержит по меньшей мере одну позицию из: измерение частоты вращения двигателя транспортного средства в оборотах в минуту (об/мин) или уровня расхода топлива, поставляемого в двигатель транспортного средства, относительно максимально допустимого расхода топлива.

10. Способ по п.8, дополнительно включающий

настройку клапанов на избирательную подачу хладагента на компрессор по меньшей мере частично на основании установленного положения каждого клапана.

11. Способ по п.8, дополнительно включающий

настройку по меньшей мере двух из множества клапанов последовательно по отношению друг к другу.

12. Способ по п.8, дополнительно включающий

настройку по меньшей мере одного контроллера на полное включение первого из множества клапанов до момента частичного включения другого из множества клапанов.

13. Способ по п.8, дополнительно включающий

настройку по меньшей мере двух из множества клапанов параллельно по отношению друг к другу.

14. Способ по п.13, дополнительно включающий:

настройку по меньшей мере одного контроллера для соединения первого порогового значения с первым из по меньшей мере двух клапанов; и

настройку по меньшей мере одного контроллера для соединения второго порогового значения со вторым из по меньшей мере двух клапанов.

15. Способ по п.8, дополнительно включающий:

настройку по меньшей мере одного контроллера на максимальную подачу питания, выработанного источником питания, на блок, связанный с множеством клапанов, путем избирательной установки положений, связанных с множеством клапанов.

16. Система для управления охлаждением, содержащая:

транспортную холодильную установку, содержащую два клапана; двигатель транспортного средства и

по меньшей мере один контроллер,

в которой по меньшей мере один контроллер настроен на измерение параметра, связанного с двигателем транспортного средства, и

в которой измеренный параметр включает по меньшей мере одну позицию из: частоты вращения двигателя транспортного средства, положения механической рейки управления подачей топлива, связанной с двигателем транспортного средства, и температуры двигателя транспортного средства, а

указанный по меньшей мере один контроллер выполнен с возможностью динамического выбора положения каждого клапана, увеличивающего мощность, подаваемую двигателем транспортного средства в транспортную холодильную установку, по меньшей мере частично на основании измеренного параметра, причем подаваемая мощность не превышает мощность двигателя транспортного средства, и

выполнен с возможностью применения гистерезиса для выбора положения по меньшей мере одного из клапанов,

при этом клапаны скомпонованы в виде множества ступеней.

17. Система по п.16, в которой клапаны скомпонованы последовательно относительно друг друга и в которой по меньшей мере один контроллер выполнен с возможностью:

удержания первого из клапанов в закрытом состоянии до полного открытия второго клапана, и

удержания второго из клапанов в полностью открытом состоянии до перехода положения первого клапана из частично открытого в закрытое положение.

18. Система по п.16, в которой клапаны скомпонованы параллельно относительно друг друга, положение первого из двух клапанов основано на первом пороговом значении, имеющем отношение к состоянию перегрузки двигателя транспортного средства, а положение второго из двух клапанов основано на втором пороговом значении, имеющем отношение к состоянию перегрузки двигателя транспортного средства.

19. Система по п.16, в которой первый клапан является всасывающим модулирующим клапаном, а второй клапан является расширительным клапаном экономайзера, связанного с контуром экономайзера.

20. Система по п.16, в которой два клапана работают и сообщаются посредством различных давлений, обусловленных компрессором, и при этом первая из множества ступеней обуславливает массовый расход испарителя, а вторая из множества ступеней обуславливает переохлаждающий потенциал на испарителе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к циркуляционной системе для транспортного средства промышленного назначения. Система содержит первый контур (10), в котором проходит первая текучая среда (F1) и который является предпочтительно охлаждающим контуром, и второй контур (20), в котором проходит вторая текучая среда (F2) и который предпочтительно является охлаждающим контуром.

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха для автомобиля и других транспортных средств. Система кондиционирования воздуха для автомобиля с пассажирским салоном и двигательным отсеком содержит первый контур циркуляции с теплообменником для теплообмена между наружным воздухом и первым теплоносителем, второй контур циркуляции с теплообменником для теплообмена между воздухом пассажирского салона и вторым теплоносителем, первый и второй вентиляторы, связанные с каждым из указанных теплообменников, блок агрегатов системы кондиционирования с компрессором и контуром хладагента и блок управления системой кондиционирования.

Изобретение относится к гибридным транспортным средствам. Устройство управления для транспортного средства с компрессором и конденсатором для кондиционирования воздуха в автомобиле, при этом требуемый крутящий момент для источника приведения в движение определяется как сумма нагрузки кондиционирования воздуха, которая тратится для приведения в действие компрессора и движущего крутящего момента, необходимого для приведения в движение транспортного средства.

Изобретение относится к охлаждению электропривода автомобиля. Система охлаждения привода автомобиля содержит контур охлаждения электрического компонента автомобиля и функциональный контур для охлаждения приводного узла двигателя внутреннего сгорания и/или для поддержания температуры в салоне автомобиля.

Изобретение относится к эксплуатации транспортных холодильных систем. Работу транспортной холодильной системы, содержащей транспортный холодильный агрегат, работающий от дизельного двигателя, оптимизируют путем сравнения выходной мощности транспортного холодильного агрегата с мощностью вала дизельного двигателя в текущий момент времени.

Изобретение относится к способу регулирования температуры посредством вентиляторов и терморегулирующему устройству вентиляторного типа. Технический результат - более эффективная регулировка температуры посредством вентиляторов и терморегулирующего устройства.

Изобретение относится к системе климат-контроля автомобиля. Система климат-контроля автомобиля содержит адсорбционный тепловой насос, приводимый в действие от тепловой энергии выхлопных газов двигателя и содержащий два адсорбера, асинхронно переключающиеся между режимами адсорбции и десорбции.

Изобретение относится к конструкциям систем охлаждения узлов и агрегатов транспортного средства. Система охлаждения с отключаемыми радиаторами содержит не менее одного охлаждаемого объекта (1), более одного радиатора (4) с вентилятором и более одного насоса (6).

Изобретение относится к устройству радиатора в транспортном средстве (1), приводимом в движение двигателем внутреннего сгорания (2). Устройство радиатора содержит систему (20) кондиционирования воздуха с циркулирующим хладагентом, предназначенным для выделения тепла в конденсаторе (12) и для поглощения тепла в испарителе (23), который находится в контакте с воздухом, близким к пространству (24) кабины в транспортном средстве (1), и линейную цепь, в которой циркулирующий охладитель приходит в теплопередающий контакт с двигателем (2).

Изобретение относится к совмещенным системам холодильников и кондиционеров. Устройство для охлаждения воздуха и пищевых продуктов содержит соединенные между собой трубопроводами и образующие контур циркуляции хладагента компрессор, конденсатор, терморегулирующее устройство, испаритель кондиционера, испаритель холодильника и поддон сбора и отвода конденсата, оно имеет карниз, представляющий собой испаритель, отключающей арматурой подключенный к стенке над оконным проемом помещения, шторы, устройство для подвешивания штор к карнизу с возможностью их контакта с кромкой поддона для сбора конденсата для передачи конденсата на шторы и его испарения с их поверхности.

Изобретение относится к холодильным установкам для транспортировки товаров. Транспортная холодильная установка содержит множество клапанов, контроллер. Контроллер выполнен с возможностью измерения параметра, связанного с двигателем транспортного средства и динамического выбора положения каждого клапана, увеличивающего мощность. Клапаны скомпонованы в виде множества ступеней. Часть клапанов может быть скомпонована последовательно или параллельно по отношению друг к другу. Достигается увеличение производительности установки. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх