專利名稱：用于控制容器中的相對濕度的設(shè)備的制作方法
用于控制容器中的相對濕度的設(shè)備相關(guān)串請的交叉引用
本申請根據(jù)35 U.S.C. $ 119 (e)要求于2009年12月23日提交的美國臨時專利申請No. 61/289，555和于2010年4月15日提交的美國臨時專利申請No. 61/324，475的優(yōu)先權(quán)。這些申請以引用的方式全文結(jié)合到本文。
背景技術(shù)：
長時間段地運輸并存儲溫度敏感的貨物可能需要在裝載有該貨物的空間中的受控氣候。氣候控制包括將所述貨物的溫度控制在某個預定可接受范圍內(nèi)?？刂扑鰷囟劝ㄊ沟盟鲐浳锏臏囟冗M入可接受范圍內(nèi)(通過制冷或加熱來實現(xiàn))以及將該溫度保持在該范圍內(nèi)。氣候控制還可以包括控制裝載有該貨物的空間的濕度。 溫度敏感的貨物的溫度應當被保持在預定可接受極限值內(nèi)。一些貨物必須保持冰凍，并且冰凍貨物的任何部分的溫度必須保持在預定冰凍溫度(其取決于貨物，例如低于10華氏度或更低)以下，而諸如新鮮水果和蔬菜的商品應當保持冷卻而非冰凍，以保持新鮮。在操作制冷系統(tǒng)期間，水蒸氣將冷凝在蒸發(fā)器上并且形成冰層，該冰層將使得蒸發(fā)器的效率降級并且由此使得制冷系統(tǒng)的效率降級。通過運行除霜循環(huán)來移除冰。常規(guī)地，除霜循環(huán)根據(jù)預定計劃在一定時間間隔下被啟動，所述時間間隔可能取決于貨物的性質(zhì)以及自貨物裝載到容器中的時間。一些貨物需要相對濕度保持低于可接受的上限值。這些貨物中的一些還對溫度敏感，而其他貨物對溫度相對不敏感。這種產(chǎn)品的示例是電子和光學產(chǎn)品、科學儀器、機械和例如鐵和鋼的金屬(如果相對濕度太高，那么該金屬可能腐蝕)、以及衣物和其他織物(在這里，通過保持相對濕度低能夠防止菌類生長)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施方式中，本發(fā)明提供一種制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)包括壓縮機，所述壓縮機構(gòu)造成壓縮制冷劑氣體；以及冷凝器，所述冷凝器與所述壓縮機流體聯(lián)接，以接收來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體，所述冷凝器構(gòu)造成冷凝所述制冷劑氣體。此外，所述制冷系統(tǒng)包括熱交換器，所述熱交換器具有與所述壓縮機流體聯(lián)接的第一部分以及被流體聯(lián)接在所述冷凝器和所述壓縮機之間的第二部分，其中，所述第一部分接收來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體，并且所述第二部分接收來自所述冷凝器的冷凝制冷劑、蒸發(fā)所述制冷劑、以及將蒸發(fā)制冷劑輸送到所述壓縮機。在另一實施方式中，本發(fā)明提供一種操作制冷系統(tǒng)的方法，所述方法包括利用壓縮機來壓縮制冷劑；以及在冷凝器中壓縮來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體。該方法還包括將來自所述壓縮機的壓縮的制冷劑氣體接收到熱交換器的第一部分中；在所述熱交換器的第二部分中蒸發(fā)來自所述冷凝器的冷凝制冷劑；以及將來自所述第二部分的蒸發(fā)制冷劑輸送到所述壓縮機。在又一實施方式中，本發(fā)明提供一種操作制冷系統(tǒng)的方法，所述方法包括測量容器的相對濕度。此外，該方法包括將測量的相對濕度與濕度設(shè)定點比較；當測量的相對濕度高于所述濕度設(shè)定點時操作制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器風扇。通過考慮詳細說明和附圖，本發(fā)明的其他方面將顯而易見。


圖I是用于運輸貨物的容器的透視圖。圖2是制冷系統(tǒng)的示意圖，所述制冷系統(tǒng)包括除濕系統(tǒng)。
具體實施方式

在詳細闡述本發(fā)明的任何實施方式之前，要理解的是，本發(fā)明并不將其應用局限于在下述說明書中闡述或在下述附圖中描述的部件的構(gòu)造或布置的細節(jié)。本發(fā)明能夠采用其他實施方式并且能夠以多種方式來實踐或?qū)嵤?。圖I是用于運輸各種類型的貨物的容器100的透視圖。制冷系統(tǒng)10被聯(lián)接到該容器的一端，該制冷系統(tǒng)被用于控制該容器100的內(nèi)部的氣候，包括濕度水平。容器100替代地能夠是拖車、有軌車、直通車貨物空間、或被用于運輸貨物的其他存儲隔間。圖2是制冷系統(tǒng)10的示意圖，所述制冷系統(tǒng)包括除濕系統(tǒng)。所述實施方式包括具有壓縮機20的制冷系統(tǒng)10，所述壓縮機在操作中壓縮被用于制冷系統(tǒng)10中的制冷劑。被壓縮的熱制冷劑從壓縮機20通過導管21和31被引導到冷凝器30中，在該冷凝器中，熱能從制冷劑被移除。所示的冷凝器30是風扇輔助的，并且冷凝并冷卻的制冷劑通過導管32離開該冷凝器30并且進入到接收器罐33中。如果需要制冷劑的附加冷卻，那么可以使用可選水冷冷凝器30’(以虛線框示出)。冷凝制冷劑從接收器罐33 (或，可選地水冷冷凝器30’)被引導通過導管34 (例如，液體管線)通過干燥劑油過濾器35進入到節(jié)能器熱交換器40以及通過導管41和熱力膨脹閥42進入到蒸發(fā)器50中。風扇55將空氣沿箭頭所示的方向循環(huán)通過蒸發(fā)器50以及通過容器100的內(nèi)部。蒸發(fā)器50具有第一部分102和第二部分104。蒸發(fā)器50是翅片管型熱交換器。第一部分102和第二部分104中的制冷劑保持分離，直到制冷劑達到排放點105為止。因此，包含在第一部分102的管中的制冷劑不與包含在第二部分104的管中的任何制冷劑混合，直到制冷劑循環(huán)通過第一部分102或第二部分104達到排放點105。在該排放點處，第一部分102和第二部分104的管例如結(jié)合成為排放集管。當制冷劑達到排放點105時，來自第一部分102和第二部分104的制冷劑混合并且經(jīng)由返回導管22返回到壓縮機20中。然而，第一部分102和第二部分104被熱連接。換句話說，幫助將熱量傳遞往/自管的翅片被互連在蒸發(fā)器50的第一部分102管和第二部分104管二者之間。制冷系統(tǒng)10具有第一分配器51和第二分配器52，這些分配器每個都被連接成接收來自導管41和熱力膨脹閥42的冷的冷凝制冷劑。第一分配器51將制冷劑供給到蒸發(fā)器50的第一部分102的管，并且第二分配器52將制冷劑供給到蒸發(fā)器50的第二部分104的管。第一分配器51在其上游側(cè)被連接到第一控制閥53。第二控制閥54被連接到導管21，該導管21將熱的壓縮制冷劑氣體從壓縮機20引導到第二控制閥54。導管56將第二控制閥54的出口連接到第一分配器51的入口。在替代的構(gòu)造中，制冷系統(tǒng)不包括第一控制閥53，并且第一部分102不連接到導管41，該導管41引導來自節(jié)能器40和冷凝器30的制冷劑。因此，在該替代構(gòu)造中，如果第二控制閥54打開，那么熱制冷劑被接收到第一部分102中。如果第二控制閥關(guān)閉，那么任何制冷劑無論如何都不循環(huán)通過第一部分102?？刂破?10控制制冷系統(tǒng)10的操作。溫度計108測量容器100內(nèi)部的溫度，并且將該溫度傳送給控制器110。電熱元件60鄰近于蒸發(fā)器50設(shè)置。濕度傳感器106設(shè)置用于感測容器100中空氣的相對濕度并且向控制器110輸出相應信號，以確定相對濕度是否在可接受的極限值內(nèi)。制冷系統(tǒng)10解決了降低相對濕度的問題，尤其是當貨物對溫度相對不敏感時。本發(fā)明的方法利用制冷系統(tǒng)并且操作該制冷系統(tǒng)來使得空氣溫度增加，由此降低相對濕度。優(yōu)選地，蒸發(fā)器風扇55最初操作以使得空氣在容器100內(nèi)循環(huán)。由循環(huán)的空氣產(chǎn)生的摩擦熱量將使得溫度增加并且因此相對濕度將降低。制冷系統(tǒng)10還可以操作成致動電熱元件60。該制冷系統(tǒng)10用于加熱空氣以降低相對濕度而不需要制冷或除濕的用途是有利的，并且允許制冷系統(tǒng)用于除了制冷和其他常規(guī)用途以外的其他目的。 如果確定相對濕度比期望的高(S卩比預定值大)，那么制冷系統(tǒng)10的熱量產(chǎn)生機構(gòu)被致動，以加熱該容器中的空氣并且由此降低相對濕度。濕氣不是單獨通過加熱而從空氣榨出，并且絕對濕度仍保持恒定，而是由于隨著溫度增加該空氣吸收或容納水蒸氣的能力也增加，因此相對濕度隨著溫度增加而將降低。具體地，制冷系統(tǒng)10的被致動以加熱容器100中的空氣的熱量產(chǎn)生機構(gòu)包括一個或多個風扇55，這些風扇被設(shè)置成使得容器100中的空氣循環(huán)經(jīng)過蒸發(fā)器50并且通過容器100。使得空氣在容器100中循環(huán)需要能量，由于空氣與容器壁以及容器100中的貨物之間的摩擦，該能量作為熱量被耗散。被耗散的熱量將增加空氣的溫度，并且由此相對濕度將相應地減少。
如果利用一個或多個風扇55來使得容器100中的空氣循環(huán)而產(chǎn)生的摩擦熱量不足以將相對濕度保持低于預定可接受的值，那么電熱元件60可以被附加地致動。該一個/多個風扇55將容器100中的空氣循環(huán)經(jīng)過加熱元件60，由此除了將空氣循環(huán)所產(chǎn)生的摩擦熱量之外該空氣被進一步加熱。制冷系統(tǒng)10還解決了降低相對濕度的問題，尤其是當貨物對溫度敏感時。本發(fā)明可用于將容器100中的空氣除濕并且同時仍保持該貨物是制冷的。例如，新鮮水果產(chǎn)生需要通過常規(guī)方式中制冷系統(tǒng)所使用的除濕來移除的水蒸氣。除濕的完成是通過將制冷系統(tǒng)操作在第一操作模式中以制冷該空氣，由此水蒸氣在蒸發(fā)器盤管上冷凝。在高濕度的情況下，增加的除濕將是必要的，該增加的除濕包括以相應增加的制冷功率來運行蒸發(fā)器盤管的一個或多個部段，以便冷凝水蒸氣。由此空氣可能在比臨界最小溫度更低的溫度下被制冷(例如，香蕉必須保持在不低于13攝氏度的溫度下)。必須避免在臨界最小溫度之下的制冷。常規(guī)地，為了補償增加的制冷，致動電熱元件。相反根據(jù)本發(fā)明，使用已經(jīng)由制冷系統(tǒng)10產(chǎn)生的熱能。當制冷劑離開壓縮機時，該制冷劑是“熱”的并且常規(guī)地，全部熱制冷劑在冷凝器中被冷凝并冷卻，在冷凝器中，冷凝器風扇在“冷”制冷劑被引導到蒸發(fā)器之前移除熱量。根據(jù)本發(fā)明，制冷系統(tǒng)將操作在第二操作模式中，在該模式中來自壓縮機的壓縮制冷劑的一部分繞過冷凝器并且作為“熱氣”被供給到蒸發(fā)器盤管的一部分。在第一操作模式中，第一控制閥53打開并且第二控制閥54關(guān)閉。然后，制冷劑將在封閉回路中從壓縮機20流動通過導管21和31、冷凝器30、接收器罐33、導管34、干燥劑油過濾器35、熱交換器40、導管41、膨脹閥42、第一和第二分配器51、52、蒸發(fā)器50的第一部分102和第二部分104以及返回導管22，回到壓縮機20。因此，第一操作模式是常規(guī)制冷模式，其中第一和第二分配器51、52接收冷制冷劑，該冷制冷劑被供給到蒸發(fā)器50的第一部分102和第二部分104 二者中。在第二操作模式中，第一控制閥53關(guān)閉，且第一分配器51將不再像在第一操作模式中那樣接收冷制冷劑。第二控制閥54打開，使得來自壓縮機的熱制冷劑將通過導管21、第二控制閥54和導管55弓丨導到第一分配器51的入口以及進入到蒸發(fā)器50的第一部分102內(nèi)。與上述第一操作模式中的一樣，第二分配器52和蒸發(fā)器50的第二部分104仍將接收冷制冷劑。因此，蒸發(fā)器50的第二部分104能夠操作以實現(xiàn)期望溫度。如果容器100中的空氣由此被制冷到不可接受的低溫，那么第二控制閥54打開以將熱制冷劑引導到蒸發(fā)器50的第一部分102，由此借助風扇55被抽吸通過蒸發(fā)器50的空氣將被加熱，以升高在容器100內(nèi)部的空氣的溫度。因此，容器100內(nèi)部的空氣被控制處于期望的相對濕度水平。 當在蒸發(fā)器50上積冰時，制冷系統(tǒng)10還可以用于將蒸發(fā)器50除霜。為了將蒸發(fā)器50除霜，向蒸發(fā)器50的冷制冷劑供應停止并且來自壓縮機20的熱制冷劑被傳送到蒸發(fā)器50的第一部分102，如上所述。由于蒸發(fā)器50不接收任何冷制冷劑，因此來自在蒸發(fā)器50的第一部分102中的熱制冷劑的熱量將使得整個蒸發(fā)器50暖熱，因此從蒸發(fā)器50融化冰。因此，本發(fā)明在其中提供了一種用于控制容器中的濕度的設(shè)備。本發(fā)明的各個特征和優(yōu)勢在下述權(quán)利要求書中被闡述。
權(quán)利要求
1.一種制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)包括 壓縮機，所述壓縮機構(gòu)造成壓縮制冷劑氣體； 冷凝器，所述冷凝器與所述壓縮機流體聯(lián)接，以接收來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體，所述冷凝器構(gòu)造成冷凝所述制冷劑氣體； 熱交換器，所述熱交換器具有與所述壓縮機流體聯(lián)接的第一部分以及被流體聯(lián)接在所述冷凝器和所述壓縮機之間的第二部分，其中，所述第一部分接收來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體，并且所述第二部分接收來自所述冷凝器的冷凝制冷劑、蒸發(fā)所述制冷劑、以及將蒸發(fā)制冷劑輸送到所述壓縮機。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制冷系統(tǒng)，其中，在第一操作模式中，所述第一部分接收來自所述冷凝器的冷凝制冷劑、蒸發(fā)所述制冷劑、并且將蒸發(fā)的所述制冷劑輸送到所述壓縮機；并且在第二操作模式中，所述第一部分接收來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制冷系統(tǒng)，其中，當容器的溫度低于溫度下限值時，所述制冷系統(tǒng)操作在第一操作模式，并且當所述容器的溫度高于溫度上限值并且所述容器的相對濕度高于濕度上限值時，所述制冷系統(tǒng)操作在所述第二操作模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制冷系統(tǒng)，其中，所述制冷系統(tǒng)包括用于感測所述容器的相對濕度的濕度傳感器，并且所述制冷系統(tǒng)包括用于感測所述容器的溫度的溫度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制冷系統(tǒng)，還包括流體聯(lián)接在所述壓縮機和所述第一部分之間的第一閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制冷系統(tǒng)，還包括流體聯(lián)接在所述冷凝器和所述第一部分之間的第二閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制冷系統(tǒng)，還包括控制器，所述控制器可操作地聯(lián)接到所述第一閥、第二閥、濕度傳感器和溫度傳感器，其中在所述第二操作模式中，當所述溫度傳感器感測到所述容器的溫度高于溫度上限值并且所述濕度傳感器感測到所述容器的相對濕度高于濕度上限值時，所述控制器打開所述第一閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制冷系統(tǒng)，其中，在所述第二操作模式中，所述控制器關(guān)閉所述第二閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制冷系統(tǒng)，其中，在所述第一操作模式中，所述控制器關(guān)閉所述第一閥并打開所述第二閥，使得所述第一部分和所述第二部分接收來自所述冷凝器的冷凝制冷劑、蒸發(fā)所述制冷劑、并且將蒸發(fā)制冷劑輸送到所述壓縮機。
10.一種操作制冷系統(tǒng)的方法，所述方法包括 利用壓縮機來壓縮制冷劑； 在冷凝器中冷凝來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體； 將來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體接收到熱交換器的第一部分中； 在所述熱交換器的第二部分中蒸發(fā)來自所述冷凝器的冷凝制冷劑；以及 將來自所述第二部分的蒸發(fā)制冷劑輸送到所述壓縮機。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括在第一操作模式中，在所述第一部分中蒸發(fā)來自所述冷凝器的冷凝制冷劑并且將來自所述第一部分的蒸發(fā)制冷劑輸送到所述壓縮機；以及在所述第二操作模式中，將來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體接收到所述第一部分中。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，在所述第一操作模式和所述第二操作模式中，都在所述熱交換器的第二部分中蒸發(fā)來自所述冷凝器的冷凝的制冷劑，以及將來自所述第二部分的蒸發(fā)制冷劑輸送到所述壓縮機。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，還包括當所述容器的溫度低于溫度下限值時操作在所述第一操作模式；以及當所述容器的溫度高于溫度上限值并且所述容器的相對濕度高于濕度上限值時操作在所述第二操作模式。
14.一種操作制冷系統(tǒng)的方法，所述方法包括 測量容器的相對濕度； 將測量的相對濕度與濕度設(shè)定點比較； 當測量的相對濕度高于所述濕度設(shè)定點時操作制冷系統(tǒng)的蒸發(fā)器風扇。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括將測量的相對濕度與升高的濕度設(shè)定點比較，當所述容器的溫度高于所述升高的濕度設(shè)定點時，操作所述制冷系統(tǒng)的電加熱器和蒸發(fā)器風扇。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在僅所述蒸發(fā)器風扇的操作不足以將所述相對濕度降低到所述濕度設(shè)定點以下的情況下，操作所述制冷系統(tǒng)的電加熱器。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，還包括當測量的相對濕度高于所述濕度設(shè)定點時，將所述蒸發(fā)器風扇操作一段時間；在僅所述蒸發(fā)器風扇的操作不足以將所述相對濕度降低到所述濕度設(shè)定點以下的情況下，在所述一段時間之后操作所述電加熱器。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，還包括在不操作所述制冷系統(tǒng)的壓縮機的情況下操作所述蒸發(fā)器風扇。
全文摘要
在一個實施方式中，本發(fā)明提供一種制冷系統(tǒng)，所述制冷系統(tǒng)包括壓縮機，所述壓縮機構(gòu)造成壓縮制冷劑氣體；以及冷凝器，所述冷凝器與所述壓縮機流體聯(lián)接，以接收來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體，所述冷凝器構(gòu)造成冷凝所述制冷劑氣體。此外，所述制冷系統(tǒng)包括熱交換器，所述熱交換器具有與所述壓縮機流體聯(lián)接的第一部分以及被流體聯(lián)接在所述冷凝器和所述壓縮機之間的第二部分，其中，所述第一部分接收來自所述壓縮機的壓縮制冷劑氣體，并且所述第二部分接收來自所述冷凝器的冷凝制冷劑、蒸發(fā)所述制冷劑、以及將蒸發(fā)制冷劑輸送到所述壓縮機。
文檔編號F25B49/02GK102741618SQ201080058783
公開日2012年10月17日 申請日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者A.戴爾摩斯, O.索格森 申請人:熱之王公司