專利名稱：冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種冷卻系統(tǒng)，尤其是用于可運(yùn)輸?shù)娜萜骰蜿懙剀?chē)輛、 航空器或水運(yùn)器的冷卻單元在運(yùn)輸中的冷卻的冷卻系統(tǒng)，其包括制冷 劑回路，其中設(shè)置有制冷劑壓縮機(jī)、高壓側(cè)熱交換器、膨脹單元和低
壓側(cè)熱交換器；用于驅(qū)動(dòng)制冷劑壓縮機(jī)的電動(dòng)壓縮機(jī)馬達(dá)；和控制制 冷劑回路的制冷輸出的控制單元。
背景技術(shù)：
在己知的冷卻系統(tǒng)的情況中，壓縮機(jī)馬達(dá)自身直接由內(nèi)燃機(jī)形成， 或者，如果壓縮機(jī)馬達(dá)由電動(dòng)馬達(dá)形成，則壓縮機(jī)馬達(dá)由陸地車(chē)輛、 航空器或水運(yùn)器的電力系統(tǒng)供電。這些已知的方案不具有節(jié)能類(lèi)型。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是改善普通類(lèi)型的冷卻系統(tǒng)，使得它盡可能 以節(jié)能方式運(yùn)轉(zhuǎn)。
這個(gè)目的根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，尤其是用在運(yùn)輸中冷卻的 冷卻系統(tǒng)，其包括制冷劑回路，其中設(shè)置有制冷劑壓縮機(jī)、高壓側(cè)熱 交換器、膨脹單元和低壓側(cè)熱交換器；電動(dòng)壓縮機(jī)馬達(dá)，用于驅(qū)動(dòng)制 冷劑壓縮機(jī)；和控制單元，用于控制制冷劑回路的制冷輸出，冷卻系 統(tǒng)具有發(fā)電機(jī)，用于對(duì)冷卻系統(tǒng)的內(nèi)部供電系統(tǒng)進(jìn)行供電，壓縮機(jī)馬 達(dá)從該內(nèi)部供電系統(tǒng)供電，且冷卻系統(tǒng)包括用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的方案可以分別根據(jù)相應(yīng)的條件，盡可能以節(jié)能方式 操作冷卻系統(tǒng)。
特別的，有利的是，在如果設(shè)置控制單元的情況下，借助于內(nèi)燃 機(jī)控制器來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速。這個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)是它以特別簡(jiǎn)單方式提供了節(jié)能可能，這是因 為內(nèi)燃機(jī)僅在向內(nèi)部供電系統(tǒng)供應(yīng)操作冷卻系統(tǒng)而需要的電力(尤其 是操作制冷劑壓縮機(jī)所需的電力)所需要的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)，或者，可選 地還有吹風(fēng)機(jī)單元需要的電力。將主要想到，在此方面中，操作為直流系統(tǒng)的內(nèi)部供電系統(tǒng)，且 以較高速度驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，以輸送較大電力。然而，尤其有利的是，發(fā)電機(jī)為三相發(fā)電機(jī)。 而且，有利的是，內(nèi)部供電系統(tǒng)為三相系統(tǒng)。 最后，有利的是，壓縮機(jī)馬達(dá)為三相馬達(dá)。主要地，應(yīng)當(dāng)想到允許壓縮機(jī)馬達(dá)在一個(gè)特定速度或兩個(gè)特定速 度下運(yùn)行，并且將對(duì)應(yīng)于這些速度的電力供給內(nèi)部供電系統(tǒng)。在此情況下，將有利的是，壓縮機(jī)馬達(dá)具有變頻驅(qū)動(dòng)器，使得壓 縮機(jī)馬達(dá)的速度以及制冷劑回路的制冷輸出可以逐級(jí)地適應(yīng)，更好地 為無(wú)級(jí)地適應(yīng)實(shí)際所需要的制冷輸出。根據(jù)本發(fā)明方案的特別有利實(shí)施例提供了，至少在選擇的制冷輸 出范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)和壓縮機(jī)馬達(dá)能夠彼此相對(duì)以速度成比例的方式運(yùn) 轉(zhuǎn)。也就是說(shuō)，在選擇的制冷輸出范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)的速度和壓縮機(jī)馬 達(dá)速度之間成比例，使得在調(diào)節(jié)壓縮機(jī)馬達(dá)的速度也可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)
的速度。速度比例可以是嚴(yán)格的速度比例；但是，在壓縮機(jī)馬達(dá)為異步馬 達(dá)的情況下，速度比例可以偏離于嚴(yán)格的比例，這是因?yàn)楫惒今R達(dá)具 有一定量的變化(slip)。為此，對(duì)于本發(fā)明的目的，術(shù)語(yǔ)"速度成比 例"不解釋為精確的比例值，而是解釋為近似比例值。速度比例可以以多種方式實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)速度比例的特別簡(jiǎn)單的方案提出了 ，至少在制冷輸出范圍內(nèi)， 發(fā)電機(jī)和壓縮機(jī)馬達(dá)可以這樣地運(yùn)轉(zhuǎn)，即使得它們以頻率成比例的方 式相耦合。在速度比例和頻率比例的兩個(gè)情況中，可以想到，在根據(jù)本發(fā)明 的方案的范圍內(nèi)，提供不同的比例因數(shù)，例如用于不同的制冷輸出范 圍。從而，例如可能對(duì)于以下兩個(gè)范圍不會(huì)選擇相同的范圍驅(qū)動(dòng)發(fā) 電機(jī)的內(nèi)燃機(jī)可以最優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)的范圍；和壓縮機(jī)馬達(dá)的最優(yōu)化范圍， 通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)馬達(dá)的速度或頻率設(shè)定提供了不同的比例因數(shù)，使得內(nèi) 燃機(jī)、以及通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的速度而能夠有利控制的發(fā)電機(jī)速度的速度范 圍可以用在不同的制冷輸出范圍中。然而，在最簡(jiǎn)單情況中提出了，發(fā)電機(jī)和壓縮機(jī)馬達(dá)以相同的頻 率運(yùn)行，使得驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的速度大致與壓縮機(jī)馬達(dá)運(yùn)行的速度一致。在此方面中，結(jié)構(gòu)上特別有利的方案提供了發(fā)電機(jī)為多極發(fā)電 機(jī)，且壓縮機(jī)馬達(dá)具有與頻率比例一致的多個(gè)極。因此，例如可以想到，以如下方式形成發(fā)電機(jī)，即使得發(fā)電機(jī)具
有的極數(shù)為壓縮機(jī)馬達(dá)極數(shù)的一半，使得在此情況下，壓縮機(jī)馬達(dá)將 以發(fā)電機(jī)速度的一半運(yùn)行。然而，可以想到使發(fā)電機(jī)和壓縮機(jī)馬達(dá)具有相同數(shù)量的極，使得 兩者可以彼此大致以頻率成比例的方式運(yùn)轉(zhuǎn)，而無(wú)需采取另外措施。如果控制單元在用于控制制冷劑回路的制冷輸出的至少選擇制冷 輸出范圍內(nèi)控制內(nèi)燃機(jī)的速度，則可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明控制冷卻系統(tǒng) 的特別有利的控制。在此情況中，控制單元可以這樣操作，即它提供內(nèi)燃機(jī)的不同的 速度，例如不同的速度級(jí)，并且在每個(gè)情況下選擇一個(gè)速度級(jí)。然而，為了允許制冷輸出被盡可能精確控制在制冷輸出范圍內(nèi)， 特別有利的是，控制單元可以通過(guò)無(wú)級(jí)地控制內(nèi)燃機(jī)的速度來(lái)基本無(wú) 級(jí)地控制制冷輸出。對(duì)于根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的有利運(yùn)轉(zhuǎn)，還有利的是，冷卻系統(tǒng) 具有用于高壓側(cè)熱交換器的、從內(nèi)部供電系統(tǒng)供電的吹風(fēng)機(jī)單元。特別的，如果內(nèi)部供電系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為三相系統(tǒng)，則吹風(fēng)機(jī)單元可 以依賴于這個(gè)三相系統(tǒng)中的頻率。為此，對(duì)于獨(dú)立于供電系統(tǒng)頻率來(lái)控制吹風(fēng)機(jī)單元有利的是，吹 風(fēng)機(jī)單元可以通過(guò)變頻器單元操作。此外優(yōu)選地，冷卻系統(tǒng)具有從內(nèi)部供電系統(tǒng)供電、用于低壓側(cè)熱 交換器的吹風(fēng)機(jī)單元。為了也能夠獨(dú)立于供電系統(tǒng)的頻率來(lái)操作這個(gè)吹風(fēng)機(jī)單元，且因
此根據(jù)所需的空氣量或氣體量來(lái)操作，優(yōu)選地，吹風(fēng)機(jī)單元通過(guò)變頻 器單元操作。在此情況中，變頻器單元可以為反相器或變極單元。另外，根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的有利形式是，內(nèi)部供電系統(tǒng)具有 饋入單元，用于從外部供電系統(tǒng)供電。出于安全原因，外部供電系統(tǒng)也可以例如是陸地車(chē)輛、航空器或 水運(yùn)器用的供電系統(tǒng)。然而，外部供電系統(tǒng)通常為不動(dòng)的供電系統(tǒng)，例如為與資產(chǎn)物 (property)相連的供電系統(tǒng)，或者為能夠公共接觸的供電系統(tǒng)，諸如 例如市政供電系統(tǒng)。特別的，饋入單元將外部供電系統(tǒng)的頻率轉(zhuǎn)換為可預(yù)定的內(nèi)部供 電系統(tǒng)的頻率。在最簡(jiǎn)單的情況中，可以將饋入單元設(shè)計(jì)成使得它直接在外部供 電系統(tǒng)的頻率下運(yùn)轉(zhuǎn)，且因?yàn)殡娏υ诖祟l率下供應(yīng)，因此內(nèi)部供電系 統(tǒng)同樣地在此頻率下運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，還可以想到，具體是只要壓縮機(jī)馬達(dá)在一個(gè)不同的頻率下 運(yùn)行，則內(nèi)部供電系統(tǒng)的可預(yù)定頻率將偏離于外部供電系統(tǒng)的頻率。 在此情況中，必須在外部供電系統(tǒng)和內(nèi)部供電系統(tǒng)之間設(shè)置變頻驅(qū)動(dòng) 器。對(duì)于壓縮機(jī)馬達(dá)和由之驅(qū)動(dòng)的制冷劑壓縮機(jī)的形式，可以想到多 種方案。 一種方案為，它們可以彼此分離開(kāi)，例如通過(guò)離合器。 不過(guò)，出于構(gòu)造簡(jiǎn)明的原因，有利的是，壓縮機(jī)馬達(dá)和制冷劑壓 縮機(jī)直接以機(jī)械牢固的方式聯(lián)接。直接機(jī)械牢固聯(lián)接可以例如借助于內(nèi)置的齒輪機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。然而，結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單的方案是，壓縮機(jī)馬達(dá)和制冷劑壓縮機(jī)具有共 同的連續(xù)軸，該連續(xù)軸在一端由壓縮機(jī)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，而位于制冷劑壓縮 機(jī)中的另一端驅(qū)動(dòng)例如用于驅(qū)動(dòng)活塞的偏心件(如果壓縮機(jī)形成為活 塞式壓縮機(jī))，或者直接地驅(qū)動(dòng)軌道螺旋(如果壓縮機(jī)形成為渦旋壓 縮機(jī)或螺旋壓縮機(jī))。為了最小化制冷劑損耗，還特別有利的是，將壓縮機(jī)馬達(dá)和制冷 劑壓縮機(jī)設(shè)置在共同的密閉密封的殼體內(nèi)。這個(gè)方案具有最大的優(yōu)點(diǎn)，它避免了有關(guān)制冷劑壓縮機(jī)，而且特 別是制冷劑壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸區(qū)域中的許多密封問(wèn)題。在此情況中，可以將密閉密封的殼體理解成以下含義由彼此以 密封方式連接在一起的多個(gè)零件構(gòu)成的殼體，或者以密閉密封方式焊 接的殼體。此外，沒(méi)有提供對(duì)于內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)馬達(dá)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。還可以，例如內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)通過(guò)離合器而彼此相連和分開(kāi)。為了獲得盡可能簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，同樣已經(jīng)證明有利的是，內(nèi)燃機(jī)和 發(fā)電機(jī)以機(jī)械牢固的方式直接聯(lián)接。這種機(jī)械牢固聯(lián)接可以是例如可想到的、類(lèi)似的借助于內(nèi)置齒輪 機(jī)構(gòu)的聯(lián)接。然而，尤其簡(jiǎn)單是，內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)具有連續(xù)軸。
此外，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)的裝配有利的是，它們形成整體的內(nèi) 燃機(jī)-發(fā)電機(jī)單元。更有利的是，內(nèi)燃機(jī)和發(fā)電機(jī)具有整體的殼體單元。然而，根據(jù)本發(fā)明的目的不僅通過(guò)根據(jù)上述特征的冷卻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)， 而且通過(guò)冷卻設(shè)備實(shí)現(xiàn)，該冷卻設(shè)備包括可運(yùn)輸?shù)睦鋮s單元和冷卻系 統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明的、對(duì)應(yīng)于上述特征中的一個(gè)或多個(gè)而形成。使冷卻設(shè)備特別有利形成的是，冷卻單元和冷卻系統(tǒng)形成整體的 可運(yùn)輸單元。根據(jù)本發(fā)明方案的另外特征和優(yōu)點(diǎn)為以下說(shuō)明和表示示例實(shí)施例 的附圖的主題。


在附圖中圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的第一示例實(shí)施例沿著圖2的線 1-1通過(guò)冷卻容器的截面；圖2顯示了沿著圖1線2-2的截面；圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的第一示例實(shí)施例的制冷劑回 路的驅(qū)動(dòng)器與內(nèi)部供電系統(tǒng)的示意圖；圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)的示例實(shí)施例的兩級(jí)制冷劑壓 縮機(jī)的示意圖；和圖5顯示了對(duì)應(yīng)于圖3的根據(jù)本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的第二示例實(shí)施例 的示意圖。
具體實(shí)施方式
冷卻容器整體用標(biāo)記10表示，并且它用于運(yùn)輸容易腐爛的產(chǎn)品
12，諸如例如凍魚(yú)、冷肉、巧克力或者剪下的花，所述冷卻容器包括 作為冷卻單元的隔熱容器殼體14，其中設(shè)置有運(yùn)輸容積16，其能夠由整體用標(biāo)記20表示的冷卻系統(tǒng)的第一示例實(shí)施例進(jìn)行冷卻。冷卻系統(tǒng)20包括制冷劑回路，其整體由標(biāo)記22表示，且其中設(shè) 置有制冷劑壓縮機(jī)24，該制冷劑壓縮機(jī)24將制冷劑壓縮到高壓，并將 制冷劑供到高壓側(cè)熱交換器26 (例如冷凝器)，在高壓側(cè)熱交換器26 中，以通常方式對(duì)高度加壓的冷凝劑進(jìn)行冷卻，且優(yōu)選地降低了制冷 劑的烚。在通常的制冷劑的情況中，發(fā)生冷凝，使得液態(tài)制冷劑聚集 在整體用標(biāo)記28表示的收集器內(nèi)。從收集器28直接移走液態(tài)制冷劑，或者通過(guò)可選的可連接節(jié)省器 (economizer)移走液態(tài)制冷劑，并將制冷劑供到膨脹單元30 ，膨脹 單元30使高度加壓的液態(tài)制冷劑發(fā)生膨脹，然后進(jìn)入低壓側(cè)熱交換器 32，低壓側(cè)熱交換器例如也被稱為蒸發(fā)器。然后，制冷劑壓縮機(jī)24再次吸入低壓側(cè)熱交換器32中的再次被 加熱的制冷劑，并且以上述方式壓縮。然后，低壓側(cè)熱交換器32能夠冷卻空氣流或氣體流34，所述氣 流34被吸出運(yùn)輸容積16外，并且由吹風(fēng)機(jī)單元40通過(guò)低壓側(cè)熱交換 器32而吹出，使得冷卻后的空氣流或氣體流36離開(kāi)低壓側(cè)熱交換器 32并返回到輸送容積(例如通過(guò)位于底部的冷卻管道38)，并且被分 配到輸送容積。位于底部的冷卻管道38可以例如由若干T形桿42構(gòu)成，這些桿 42形成容器殼體14的底部組件44。為了將高壓側(cè)熱交換器26和制冷劑壓縮機(jī)24適當(dāng)?shù)胤胖迷谌萜?殼體14中，容器殼體14的前壁48具有后移壁區(qū)50,使得在該壁區(qū)50的前面產(chǎn)生出一個(gè)空間52，用于容納高壓側(cè)熱交換器26和制冷劑 壓縮機(jī)24。冷卻氣流54通過(guò)吹風(fēng)機(jī)單元60產(chǎn)生并且在高壓側(cè)熱交換器26處 受到引導(dǎo)，冷卻氣流54流過(guò)空間52，使得氣流54流過(guò)高壓側(cè)熱交換 器26，從而冷卻高度加壓的制冷劑。而且，內(nèi)燃機(jī)-發(fā)電機(jī)單元70也安裝在容器殼體14上，優(yōu)選安裝 在前壁48的上壁區(qū)62上，該內(nèi)燃機(jī)-發(fā)電機(jī)單元70設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)-發(fā) 電機(jī)殼體72內(nèi)。如圖3所示，內(nèi)燃機(jī)-發(fā)電機(jī)單元70包括內(nèi)燃機(jī)74，優(yōu)選為柴油 機(jī)，它驅(qū)動(dòng)與之聯(lián)接的發(fā)電機(jī)76。內(nèi)燃機(jī)74和發(fā)電機(jī)76優(yōu)選地彼此直接凸緣安裝 (flange-mounted)，并且借助于連續(xù)軸而以機(jī)械牢固的方式彼此相連， 且因此形成設(shè)置在共同殼體箱78內(nèi)的單元。由內(nèi)燃機(jī)74驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)76向內(nèi)部供電系統(tǒng)80供電，在連接到 內(nèi)部供電系統(tǒng)80的單元當(dāng)中，電動(dòng)壓縮機(jī)馬達(dá)82驅(qū)動(dòng)制冷劑壓縮機(jī) 24，并且直接連接到制冷劑壓縮機(jī)24，從而形成馬達(dá)-壓縮機(jī)單元90。特別的，壓縮機(jī)馬達(dá)82和制冷劑壓縮機(jī)24以機(jī)械牢固的方式(例 如通過(guò)連續(xù)軸94)彼此聯(lián)接，并且具有共同的密閉密封殼體92。此外，吹風(fēng)機(jī)單元40也連接(確切的是通過(guò)變頻器單元84連接) 到內(nèi)部供電系統(tǒng)80。而且，吹風(fēng)機(jī)單元60通過(guò)變頻器單元86也連接到內(nèi)部供電系統(tǒng)80。 在此情況中，變頻器單元84和86可以形成為可控變頻器，或者形成為可控變極裝置，使得吹風(fēng)機(jī)單元40、 60運(yùn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速或頻率可以 獨(dú)立于內(nèi)部供電系統(tǒng)80的頻率來(lái)設(shè)定。此外，尤其對(duì)處于站立或存放位置的冷卻系統(tǒng)20進(jìn)行操作而言， 內(nèi)部供電系統(tǒng)80連接到饋入單元100，饋入單元100可以將電力從外 部供電系統(tǒng)102 (例如資產(chǎn)物內(nèi)的不動(dòng)的供電系統(tǒng)，而且例如也可以為 公共供電系統(tǒng))供給到內(nèi)部供電系統(tǒng)80，饋入單元IOO與外部供電系 統(tǒng)102的連接由插入接頭104實(shí)現(xiàn)，確切的說(shuō)，只要容器或運(yùn)輸體不 在運(yùn)輸中，而是靜止的，則插入接頭104例如處于停放區(qū)或者存放設(shè) 備上。為了在低壓側(cè)熱交換器32處控制由制冷劑回路22輸送的制冷輸 出，設(shè)置了整體用標(biāo)記110表示的控制單元，且例如通過(guò)溫度傳感器 112和溫度傳感器114確定運(yùn)輸容積16中的溫度條件，溫度傳感器112 被從運(yùn)輸容積16吸入的空氣流或氣體流34所圍繞，溫度傳感器114 被冷卻后的空氣流或氣體流36所圍繞，并且將所述溫度條件與例如先 前存儲(chǔ)的期望溫度值進(jìn)行比較。在將溫度與期望值比較的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生出控制信號(hào)，用于根據(jù)本 發(fā)明的冷卻系統(tǒng)。在此情況中，用于在熱交換器32處可獲得的制冷輸出的重要可控 變量是，由電動(dòng)壓縮機(jī)馬達(dá)82驅(qū)動(dòng)的制冷劑壓縮機(jī)24的轉(zhuǎn)速。就控制單元110而言，在沒(méi)有對(duì)電動(dòng)壓縮機(jī)馬達(dá)82進(jìn)行直接速度 控制的第一示例實(shí)施例的情況中，至少在選擇的制冷輸出范圍內(nèi)，代 替使用了控制單元116 (例如在柴油機(jī)的情況中，使用噴射控制器)， 用以控制內(nèi)燃機(jī)74的速度，且因此還對(duì)發(fā)電機(jī)76的速度進(jìn)行控制，
從而發(fā)電機(jī)76根據(jù)其速度關(guān)系而在不同的頻率下提供電力。例如，發(fā)電機(jī)76在近似1000rpm和近似3600rpm之間的速度下運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，發(fā)電機(jī)76構(gòu)造成如果它以近似1000rpm運(yùn)轉(zhuǎn)，則電力以 近似33Hz的頻率供給內(nèi)部供電系統(tǒng)80，而如果它以近似3600rpm運(yùn) 轉(zhuǎn)，則電力以近似120Hz的頻率供給內(nèi)部供電系統(tǒng)80。從而，例如，由發(fā)電機(jī)76將電力供給內(nèi)部供電系統(tǒng)80的頻率在 從近似33Hz到近似120Hz的范圍內(nèi)。因此，通過(guò)速度可變運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)電機(jī)76，內(nèi)部供電系統(tǒng)80以頻率 可變的方式供電，而且因此還以頻率可變的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。相應(yīng)的，壓縮機(jī)馬達(dá)83也以頻率可變的方式供電，并且壓縮機(jī)馬 達(dá)83的運(yùn)行速度與內(nèi)部供電系統(tǒng)80的頻率成比例。在最簡(jiǎn)單情況中，發(fā)電機(jī)76構(gòu)造成，使得它的極數(shù)與壓縮機(jī)馬達(dá) 82的極數(shù)一致，且因此壓縮機(jī)馬達(dá)的速度與發(fā)電機(jī)76的速度大致一致， 而與在異步馬達(dá)情況下的變化(slip)無(wú)關(guān)。與己知的冷卻系統(tǒng)相比，在根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)20的情況中， 在選擇制冷輸出范圍內(nèi)，沒(méi)有對(duì)壓縮機(jī)馬達(dá)82的速度進(jìn)行電調(diào)節(jié)，而 是在內(nèi)燃機(jī)74的速度調(diào)節(jié)基礎(chǔ)上，最后進(jìn)行壓縮機(jī)馬達(dá)82的速度調(diào) 節(jié)。還為了能夠獨(dú)立于發(fā)電機(jī)76的速度和壓縮機(jī)馬達(dá)82的速度，通 過(guò)內(nèi)部供電系統(tǒng)80來(lái)操作吹風(fēng)機(jī)單元40和60，設(shè)置了變頻器單元84 和86，以便允許吹風(fēng)機(jī)單元40和60的運(yùn)轉(zhuǎn)頻率不同于分別在用于循
環(huán)空氣流或氣體流34、 36以及循環(huán)冷卻氣流54所需的速度下的內(nèi)部 供電系統(tǒng)80的頻率。在此情況中，控制吹風(fēng)機(jī)單元40和60的速度控制同樣通過(guò)控制 單元110而受到影響，其中控制單元110向可控變頻器單元84和86 提供相應(yīng)的控制信號(hào)。為此，借助于傳感器117和118，在氣流54進(jìn)入高壓側(cè)熱交換器 26之前和氣流54離開(kāi)高壓側(cè)熱交換器26之后，控制單元110優(yōu)選地 還另外記錄了氣流54的溫度。然而，并非唯一通過(guò)控制壓縮機(jī)馬達(dá)82的速度來(lái)控制制冷輸出， 而是還通過(guò)控制單元IIO本身來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉已知的節(jié)省器級(jí)120、或者 另外額外地借助于啟動(dòng)開(kāi)/關(guān)閥130來(lái)打開(kāi)或關(guān)閉制冷劑壓縮機(jī)24的兩 個(gè)壓縮機(jī)級(jí)132和134的第一個(gè)。借助于開(kāi)/關(guān)閥130，能夠堵住第一壓縮機(jī)級(jí)132的吸入管線135， 并且借助于止回閥136和旁通管線138，事實(shí)上流到第一壓縮機(jī)級(jí)132 中的制冷劑通過(guò)第二壓縮機(jī)級(jí)134的吸入管線139而被直接吸入，然 后第二壓縮級(jí)134通過(guò)高壓管線140將壓縮制冷劑運(yùn)送到高壓側(cè)熱交 換器32。此外，節(jié)省器120的吸入管線142也通向第二壓縮機(jī)級(jí)134 的吸入管線139，使得流過(guò)節(jié)省器120的制冷劑僅由第二壓縮機(jī)級(jí)134 吸入，而與兩個(gè)壓縮機(jī)級(jí)132和134都在運(yùn)轉(zhuǎn)、或者兩個(gè)壓縮機(jī)級(jí)中 只有一個(gè)(即第二壓縮機(jī)級(jí)134)運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)。例如，在WO 02/090844A1中詳細(xì)描述了這種多級(jí)制冷劑壓縮機(jī) 24在不同操作模式下的、以及用于不同需要的制冷輸出的操作，對(duì)于 制冷劑壓縮機(jī)24在多種操作狀態(tài)下的最優(yōu)化操作，參考了該文獻(xiàn)的全 部?jī)?nèi)容。
然而，與根據(jù)WO 02/090844A1的方案相比，控制單元110在可 變控制的制冷輸出范圍內(nèi)，以上述若干速度級(jí)的方式或無(wú)級(jí)的控制方 式控制壓縮機(jī)馬達(dá)82的速度。然而，由于內(nèi)燃機(jī)74的可控速度范圍小于制冷劑壓縮機(jī)24優(yōu)選 地能夠運(yùn)轉(zhuǎn)以控制制冷輸出的速度范圍，因此如圖5所示的根據(jù)本發(fā) 明的冷卻系統(tǒng)20的第二示例實(shí)施例提供了，可以另外地通過(guò)可變頻驅(qū) 動(dòng)器150，經(jīng)由內(nèi)部供電系統(tǒng)80而向壓縮機(jī)馬達(dá)82供電。從而，在壓縮機(jī)馬達(dá)82和發(fā)電機(jī)76的頻率成比例的情況中，可 以預(yù)先確定若干不同的比例因數(shù)，使得在采用內(nèi)燃機(jī)74相同速度范圍 時(shí)，在發(fā)電機(jī)76和壓縮機(jī)馬達(dá)82之間采用不同的比例因數(shù)，以用于 例如制冷劑回路22在較低制冷輸出范圍內(nèi)的受控制冷操作(而非用于 制冷劑回路22在較高制冷輸出范圍內(nèi)的受控制冷操作)。然而，在第二示例實(shí)施例的情況中，還可以以步進(jìn)方式在各個(gè)速 度級(jí)下操作內(nèi)燃機(jī)74，而且可以通過(guò)啟動(dòng)變頻驅(qū)動(dòng)器150，經(jīng)由控制 單元100來(lái)微調(diào)制冷劑壓縮機(jī)24的速度。這個(gè)方案將具有以下優(yōu)點(diǎn)， 在內(nèi)燃機(jī)74從消耗側(cè)和從排出側(cè)最佳運(yùn)轉(zhuǎn)的速度下，內(nèi)燃機(jī)74可以 精確運(yùn)轉(zhuǎn)，不過(guò)，也能夠通過(guò)控制單元110和變頻驅(qū)動(dòng)器150來(lái)無(wú)級(jí) 地設(shè)定制冷劑壓縮機(jī)24的速度。另外，在此實(shí)施例的情況中，如果不需要精細(xì)控制，尤其是不需 要無(wú)級(jí)地細(xì)微控制吹風(fēng)機(jī)單元40和60，則還可以例如通過(guò)適當(dāng)選擇電 動(dòng)馬達(dá)的極數(shù)，使吹風(fēng)機(jī)單元40和60的運(yùn)轉(zhuǎn)適應(yīng)到這樣的程度，艮卩 適應(yīng)內(nèi)燃機(jī)7的各個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)速度，從而使得可以不需要變頻器單元84和 86。
權(quán)利要求
1.冷卻系統(tǒng)，尤其是用于運(yùn)輸中冷卻的冷卻系統(tǒng)，包括制冷劑回路(22)，其中設(shè)置有制冷劑壓縮機(jī)(24)、高壓側(cè)熱交換器(26)、膨脹單元(30)和低壓側(cè)熱交換器(32)；用于驅(qū)動(dòng)制冷劑壓縮機(jī)(24)的電動(dòng)壓縮機(jī)馬達(dá)(82)；和用于控制制冷劑回路(22)的制冷輸出的控制單元(110)，其特征在于，冷卻系統(tǒng)(20)具有用于將電力供應(yīng)到冷卻系統(tǒng)(20)的內(nèi)部供電系統(tǒng)(80)的發(fā)電機(jī)，壓縮機(jī)馬達(dá)(82)從該內(nèi)部供電系統(tǒng)(80)供電，并且設(shè)置了內(nèi)燃機(jī)(74)用于驅(qū)動(dòng)該發(fā)電機(jī)(76)。
2. 如權(quán)利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，控制單元(110) 借助于發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(116)來(lái)控制內(nèi)燃機(jī)(74)的轉(zhuǎn)速。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)電機(jī)(76) 為三相發(fā)電機(jī)。
4. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi)部 供電系統(tǒng)(S0)為三相系統(tǒng)。
5. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，壓縮 機(jī)馬達(dá)(82)為三相馬達(dá)。
6. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，至少 在制冷輸出的范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)(76)和壓縮機(jī)馬達(dá)(82)能夠相對(duì)彼 此以速度成比例的方式運(yùn)轉(zhuǎn)。
7. 如權(quán)利要求6所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，至少在制冷輸出 的范圍內(nèi)，發(fā)電機(jī)(76)和壓縮機(jī)馬達(dá)(82)能夠如下地運(yùn)轉(zhuǎn)，即它 們以頻率成比例的方式耦合在一起。
8. 如權(quán)利要求7所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)電機(jī)(76)和 壓縮機(jī)馬達(dá)(82)以大致相同的頻率運(yùn)行。
9. 如權(quán)利要求7或8所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，發(fā)電機(jī)(76) 為多極發(fā)電機(jī)，而且壓縮機(jī)馬達(dá)(82)具有對(duì)應(yīng)于頻率比例的多個(gè)極。
10. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，控 制單元(110)至少在制冷輸出范圍內(nèi)，控制內(nèi)燃機(jī)(74)的速度，用 于控制制冷劑單元(22)的制冷輸出。
11. 如權(quán)利要求IO所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，控制單元(110) 用來(lái)通過(guò)控制內(nèi)燃機(jī)(74)的速度，基本上無(wú)極地控制制冷輸出。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，冷 卻系統(tǒng)(20)具有與高壓側(cè)熱交換器(26)相聯(lián)的吹風(fēng)機(jī)單元(60)， 而且吹風(fēng)機(jī)單元(60)從內(nèi)部供電系統(tǒng)(80)供電。
13. 如權(quán)利要求12所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，吹風(fēng)機(jī)單元(60) 通過(guò)變頻器單元(86)而從內(nèi)部供電系統(tǒng)(80)供電。
14. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，冷 卻系統(tǒng)(20)具有與低壓側(cè)熱交換器(32)相聯(lián)的吹風(fēng)機(jī)單元(40)， 而且吹風(fēng)機(jī)單元(40)從內(nèi)部供電系統(tǒng)(80)供電。
15. 如權(quán)利要求14所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，吹風(fēng)機(jī)單元(40) 通過(guò)變頻器單元(86)而從內(nèi)部供電系統(tǒng)(80)供電。
16. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi) 部供電系統(tǒng)(80)具有用于從外部供電系統(tǒng)(102)供電的饋入單元 (100)。
17. 如權(quán)利要求14所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，饋入單元(100) 將外部供電系統(tǒng)(102)的頻率轉(zhuǎn)換為內(nèi)部供電系統(tǒng)(80)的可預(yù)定頻 率。
18. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，壓 縮機(jī)馬達(dá)(82)和制冷劑壓縮機(jī)(24)以機(jī)械牢固的方式直接相聯(lián)接。
19. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，壓 縮機(jī)馬達(dá)(82)和制冷劑壓縮機(jī)(24)被設(shè)置在共同的、密閉密封的 殼體(92)中。
20. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi) 燃機(jī)(74)和發(fā)電機(jī)(76)以機(jī)械牢固的方式直接相聯(lián)接。
21. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi) 燃機(jī)(74)和發(fā)電機(jī)(76)形成整體的內(nèi)燃機(jī)-發(fā)電機(jī)單元(70)。
22. 如權(quán)利要求21所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，內(nèi)燃機(jī)(74) 和發(fā)電機(jī)(76)具有整體的殼體單元(78)。
23. 冷卻設(shè)備，包括冷卻單元(10)，尤其是可運(yùn)輸?shù)睦鋮s單 元(10);和冷卻系統(tǒng)(20)，其特征在于，冷卻系統(tǒng)(20)根據(jù)權(quán) 利要求1-20中的一項(xiàng)形成。
24. 如權(quán)利要求23所述的冷卻設(shè)備，其特征在于，冷卻單元(IO) 和冷卻系統(tǒng)(20)形成整體的可運(yùn)輸單元。
全文摘要
為了改善冷卻系統(tǒng)，尤其是用于運(yùn)輸中冷卻的冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)包括制冷劑回路，其中設(shè)置了制冷劑壓縮機(jī)、高壓側(cè)熱交換器、膨脹單元和低壓側(cè)熱交換器；用于驅(qū)動(dòng)制冷劑壓縮機(jī)的電動(dòng)壓縮機(jī)馬達(dá)；和用于控制制冷劑回路的制冷輸出的控制單元，以盡可能節(jié)能方式操作，提出了一種冷卻系統(tǒng)，其具有用于將電力供應(yīng)到冷卻系統(tǒng)的內(nèi)部供電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)，壓縮機(jī)馬達(dá)從該內(nèi)部供電系統(tǒng)供電，并且設(shè)置了內(nèi)燃機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)。
文檔編號(hào)F25B31/02GK101162115SQ20071018092
公開(kāi)日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月9日
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