用于运输制冷单元的集成式加热及冷却系统和方法
1.对相关申请的交叉引用本技术要求保护在2020年7月23日提交的序号为62/705925的美国临时申请的权益，所述美国临时申请的内容在此以其整体并入。
技术领域
2.实施例大体上涉及运输制冷单元，并且更具体地涉及一种用于控制运输制冷单元中的热源的温度的系统和方法。


背景技术：

3.传统的制冷货物卡车或制冷牵引机拖车(诸如，用于经由海路、铁路或公路运输货物的那些)典型地包括被修改成包括位于卡车、拖车或货物货厢的一端处的制冷系统的货物隔间。制冷机系统典型地包括在封闭制冷剂回路中通过制冷剂管路来串联地连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀以及蒸发器。功率单元(诸如，燃烧发动机)驱动制冷单元的压缩机，并且可为柴油动力式发动机、天然气动力式发动机或其它类型的发动机。在许多牵引机拖车运输制冷系统中，压缩机通过带驱动或通过机械轴间连结件而由发动机轴驱动。在其它系统中，制冷单元的发动机驱动生成电功率的发电机，其转而驱动压缩机。
4.使用电驱动系统(包括可使内燃发动机和由储能装置(例如，电池)提供功率的电动马达组合的混合系统)的卡车、拖车或无发动机式运输制冷单元(tru)可具有一个或多个机载功率电子器件封装件(pep)。随着对备选的燃料载运工具和tru中的电气系统的功率需求增加，存在使这样的系统的效率和可靠性最大化的不断增长的需要。另外，始终期望降低电气系统内的构件所要求的成本和空间，以便使载运工具和tru的总成本和重量最小化。
5.大体上，pep包括用于对电功率进行控制和转换的系统和构件。例如，备选的燃料载运工具可包括仅直流(dc)功率供应、用以使dc功率转换成通常由马达要求的ac功率的直流到交流(dc/ac)逆变器(或功率逆变器)。这样的载运工具(特别地，燃料电池载运工具)往往还使用两个单独的电压源(诸如，电池和燃料电池)来给驱动轮的电动马达提供功率。因而，典型地还提供功率转换器(诸如，直流到直流(dc/dc)转换器)，以管理并且转移来自两个电压源的功率。
6.pep要求温度管理，因为，热或冷的极端温度可能对构件及系统操作和可靠性造成影响。当前的系统可通过使pep配备有延伸的翅片表面以便进行大体上通过在翅片上面的强制空气对流辅助的冷却来解决pep冷却。然而，在pep上面的强制空气循环增加冷凝物将积聚于功率电子器件包封件内部或外部的风险(这可能对pep系统和构件造成损坏)，并且未解决保持pep在寒冷环境中被加热的需要。于是，需要用于管理pep的加热和冷却的改进的系统和方法。


技术实现要素：

7.随着制冷货物卡车、拖车以及货厢越来越多地全部地或部分地被功率电子器件系
统和构件提供功率，存在调节这样的系统(诸如，pep)的温度以确保安全并且可靠的操作的需要。pep随着其将功率供应到卡车和/或货厢而生成热。该热必须被耗散，以避免使pep系统和构件过热并且损坏pep系统和构件。在其它实例中，可为理想的是，当处于寒冷气候中时，对pep加热，以确保持续的可靠操作。在下文中公开了一种用于使用温度控制系统来对pep进行加热和/或使pep冷却的系统和方法，温度控制系统使用控制器和泵来使传热流体在两个封闭环路回路中循环，其中，pep、热源可操作地耦合到流动回路之一。可操作地耦合到蒸发器的传递控制系统提供在如在下文中进一步描述的不同操作条件下对pep进行加热或使pep冷却的各种方式。
8.根据一个非限制性实施例，一种运输制冷系统包括：压缩机，其具有构造成使第一工作流体循环通过流动回路的吸入端口和排放端口；吸热换热器，其可操作地耦合到压缩机排放端口；以及温度控制系统，其包括：流体加热设备，其可操作地耦合到泵，泵构造成使第二工作流体通过第一流动回路和至少第二流动回路循环，其中，第一流动回路流体地耦合到吸热换热器，并且，第二流动回路流体地耦合到热源的传热设备，和散热器，其中，散热器邻近于风扇。
9.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，运输制冷系统，其中，温度控制系统进一步包括与流体加热设备、泵、风扇、第一流动回路中的第一阀以及第二流动回路中的至少第二阀中的至少一个通信的控制器。
10.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，运输制冷系统，其中，流体加热设备包括浸没式电加热器。
11.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，运输制冷系统，其中，第一工作流体包括制冷剂，并且，第二工作流体包括从由水-丙二醇混合物或水-乙二醇混合物组成的群组选择的有机化合物。
12.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，运输系统，其中，传热设备包括可操作地耦合到第二部分的至少第一部分，其中，可操作地耦合到第二流动回路的至少第一部分在其中设置有至少两个板，所述至少两个板平行地可操作地耦合在一起，从而在邻近的板之间形成流动通道，并且，第二部分可操作地耦合到热源。
13.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，运输制冷系统，其中，热源包括功率电子器件封装件。
14.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，运输制冷系统，其中，功率电子器件封装件包括功率半导体装置、转换器、逆变器、电池以及燃料电池中的至少一个。
15.根据一个非限制性实施例，流体加热设备可操作地耦合到构造成使工作流体通过第一流动回路和至少第二流动回路而循环的泵，其中，第一流动回路流体地耦合到吸热换热器；以及第二流动回路流体地耦合到热源的传热设备和散热器，其中，散热器流体地耦合到风扇。
16.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，温度控制系统，其中，第一工作流体包括制冷剂。
17.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，温度控制系统，其中，第二工作流体包括从由水-丙二醇混合物或水-乙二醇混合物组成的群组选
择的有机化合物。
18.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，温度控制系统进一步包括与流体加热设备、泵、风扇、第一流动回路中的第一阀以及第二流动回路中的至少第二阀中的至少一个通信的控制器。
19.根据一个非限制性实施例，一种用于操作用于调节热源的温度的温度控制系统的方法，该方法包括：将使第一工作流体循环的蒸发器可操作地耦合到温度控制系统，该温度控制系统包括用于使第二工作流体在第一流动回路和第二流动回路中循环的泵和在其中存储有用于操作温度控制系统的多个极限或范围的控制器；使邻近于热源的传热设备可操作地耦合到第二流动回路；操作控制器来使第二工作流体在第一流动回路中循环并且维持第二工作流体的温度处于具有上极限和下极限的预确定的温度范围内；在第二工作流体和环境空气中的至少一个的温度低于预确定的下温度极限时，操作控制器来使第二工作流体在第二流动回路中循环且从第二工作流体排热到传热设备和热源中的至少一个；在第二工作流体的温度高于预确定的环境空气温度极限时，操作控制器来使第二工作流体在第二流动回路中循环，以从热源和传热设备中的至少一个排热到第二工作流体；以及在超过至少一个预确定的操作条件极限时，操作控制器来使第二工作流体在第一流动回路中循环，以从第二工作流体排热到蒸发器和货物隔间中的至少一个。
20.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，用于操作用于调节热源的温度的温度控制系统的方法，其中，在第二工作流体的温度低于预确定的温度范围的下极限时，控制器操作电加热器。
21.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，用于操作用于调节热源的温度的温度控制系统的方法，其中，在第二工作流体的温度高于预确定的温度范围的上极限时，控制器操作，以容许第二工作流体排热到蒸发器，并且切断电加热器。
22.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，用于操作用于调节热源的温度的温度控制系统的方法，其中，在第二工作流体的温度高于环境空气和贮存器中的至少一个的预确定的上温度极限时，控制器操作风扇，以从第二工作流体排热。
23.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，用于操作用于调节热源的温度的温度控制系统的方法，其中，预确定的操作条件极限包括由货物隔间温度极限、蒸发器盘管温度极限、蒸发器空气压力极限或时间极限组成的群组。
24.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，用于操作用于调节热源的温度的温度控制系统的方法，其中，热源包括功率电子器件封装件。
25.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，用于操作用于调节热源的温度的温度控制系统的方法，其中，功率电子器件封装件包括功率半导体装置、转换器、逆变器、电池、燃料电池中的至少一个。
26.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，用于操作用于调节热源的温度的温度控制系统的方法，其中，第二工作流体包括从由水-丙二醇混合物或水-乙二醇混合物组成的群组选择的有机化合物。
27.除了上述特征中的一个或多个之外或作为备选方案，在另外的实施例中，用于操
作用于调节热源的温度的温度控制系统的方法，其中，第一工作流体包括制冷剂。
附图说明
28.附图形成说明书的部分。贯穿附图，同样的参考编号标识同样的元件。
29.图1图示根据本公开的实施例的具有无发动机式运输制冷单元(tru)的运输制冷系统。
30.图2图示根据本公开的实施例的运输制冷单元。
31.图3图示根据本公开的实施例的运输制冷单元的部分。
32.图4图示根据本公开的实施例的操作温度控制系统的方法。
33.图5图示根据本公开的实施例的温度控制系统的控制流程图。
34.图6图示根据本公开的实施例的温度控制系统的控制流程图。
35.图7图示根据本公开的实施例的温度控制系统的控制流程图。
36.图8图示根据本公开的实施例的温度控制系统的控制流程图。
37.这些及其它优点和特征将从与附图联合进行的下文的描述中变得更明显可见。
具体实施方式
38.在此借助于例证且不受限制于参考附图来提出所公开的系统和方法的一个或多个实施例的详细描述。
39.大体上，功率电子器件是与通过静态方式高效地将电功率从其可用输入形式转换、控制以及调节成期望的电输出形式相关联的技术。如下文中所讨论的，无发动机式运输制冷单元(tru) 26可配备有用于对电功率进行控制和转换的一个或多个功率电气装置。在一个非限制性实施例中，功率电子器件封装件(pep)可包括控制电力在电池、马达、发电机、制冷运输系统100以及载运工具(例如，卡车)动力系统中的一个或多个之间的流动的功率电子器件装置。在另一非限制性实施例中，pep还可包括功率源，诸如电池、燃料电池、转换器、逆变器以及诸如功率二极管、晶闸管、功率晶体管(例如，mosfet和igbt)之类的功率半导体装置。例如，可包括频率转换器，以调整压缩机的速度，或例如可包括逆变器组件，以在该功率发送到电动马达之前，使dc功率转换成ac功率。
40.功率电子器件封装件生成热(例如，热源)，功率电子器件封装件必须如下文中所描述的那样是温度受控的，以确保可靠操作。另外，取决于tru位于何处(例如，静止或在途)，pep可能暴露于极端环境条件(热/冷)。因此，除了除热之外，一些情景可能必需对pep加热，以避免损坏或系统失效。
41.参考图1，图示了本公开的运输制冷系统20。在所图示的实施例中，运输制冷系统20可包括牵引机或载运工具22、货厢24以及无发动机式运输制冷单元(tru) 26。货厢24可被载运工具22拉动。在一些实施例中，载运工具22和货厢24附接有附接到货厢24的tru 26(例如，卡车-拖车)。理解到，本文中所描述的实施例可应用于通过铁路、海路、空路装运的装运货厢或任何其它合适的货厢，因而，该载运工具可为卡车、火车、轮船、飞机、直升机等等。
42.载运工具22可包括操作者的隔间或驾驶室28和为载运工具22的动力系统或驱动系统的部分的燃烧发动机56。货厢24可联接到载运工具22并且因而被拉动或推进到期望的
目的地。拖车可包括顶壁30、与顶壁30相反并且隔开的底壁32、彼此隔开并且相反的两个侧壁34以及相反的前壁36和后壁38，其中，前壁36最靠近载运工具22。货厢24可进一步包括门(未显示)(例如，在后壁38处)。另外，货厢24可进一步包括可再生功率源37(例如，太阳电池板)，除了此之外，可再生功率源37还配置成对储能装置39的电池再充电。壁30、32、34、36、38一起限定货物隔间40的边界。
43.典型地，运输制冷系统20用于运输并且配送货物，诸如，例如易腐烂商品和对环境敏感的商品(在本文中被称为易腐烂商品)。易腐烂商品可包括但不限于水果、蔬菜、谷物、豆、坚果、蛋、乳品、种子、花、肉、家禽、鱼、冰、血、药物或要求冷链运输的任何其它合适的货物。在所图示的实施例中，tru 26与货厢24相关联，以提供期望的环境参数，诸如，例如温度、压力、湿度、二氧化碳、乙烯、臭氧、光暴露、振动暴露以及对于货物隔间40的其它条件。在另外的实施例中，tru 26是能够提供期望的温度和湿度范围的制冷系统。
44.tru 26大体上集成到货厢24中，并且可安装到前壁36。通过经由使空气流循环到货厢24的货物隔间40中并且循环通过货物隔间40的tru 26来使隔间40冷却而将货物维持于期望的温度。进一步构思并且理解的是，tru 26可应用于任何运输隔间(例如，装运货厢或运输货厢)，并且可能不一定应用于在牵引机拖车系统中使用的那些运输隔间。此外，运输货厢24可为载运工具22的部分或构建成从用于备选装运方式(例如，海运、铁路、航空及其它)的货厢24的框架和轮(未显示)移除。
45.图2是示例性实施例中的tru 26的示意性表示。tru 26可使工作流体在闭合回路中循环，以控制诸如货厢24的货物隔间40之类的空间中的温度。工作流体可为处于气相、液相或多相的制冷剂或制冷剂和非制冷剂的混合物或它们的掺合物(“制冷剂”)。制冷剂可被循环以从该空间吸热并且除热，并且随后可向别处排热。在一些实施例中，除此之外，制冷剂还可为天然制冷剂、氢氟烃(hfc)、hfc r-134a、r-404a。天然制冷剂可为co2、丙烷、氨或可包括大约1的全球变暖潜势(gwp)的其它天然制冷剂。理解到，各自如在下文中根据本公开的实施例而描述的tru 26和图1的运输制冷系统大体上描述了单级蒸汽压缩系统。
46.压缩机50可为单压缩机、两级压缩机、涡旋型压缩机或适于使制冷剂压缩的其它压缩机。其它制冷剂系统可为两级蒸汽压缩系统。压缩机50包括马达52，马达52可为由发电机54(诸如，同步发电机)驱动的集成式电驱动马达。发电机54可由拖动tru 26的载运工具的发动机56驱动。备选地，发电机54可由独立的发动机56驱动。在示例性实施例中，发动机56是柴油发动机。制冷剂作为高温、高压蒸汽经由排放端口51离开压缩机50，并且流动到吸热换热器(在下文中，“冷凝器”)60，吸热换热器60也可为气体冷却器。
47.制冷剂穿过与冷却介质(诸如，环境空气)处于换热关系的冷凝器60。冷凝器60以及可选地下文中所讨论的过冷器80可各自包括制冷剂回路62、82，制冷剂回路62、82可包括接收典型地由排热风扇(未显示)吹送的空气的多个冷凝器盘管翅片和/或管。通过去除潜热，制冷剂冷凝成高压/高温液体并且流动到接收器70，接收器70在低温操作期间为过量的制冷剂提供存储。
48.制冷剂从接收器70流动到过冷器80，这增强制冷剂过冷。过冷器80可定位成邻近于冷凝器60，并且通过来自换热器风扇(未显示)的空气流冷却。过冷器80可为单通路型过冷器，或如所图示的那样为多通路型过冷器80，使得制冷剂回路82可构造成形成通过过冷器80的多个通路。过冷器80可经由过滤器-干燥器90来流体地连接到节能器换热器110。
49.过滤器-干燥器90保持制冷剂清洁并且干燥，并且将制冷剂排出到节能器换热器110的第一流动路径100，这增强过冷。节能器换热器110可为板型换热器，从而提供在第一流动路径100中流动的制冷剂与在第二流动路径102中流动的制冷剂之间的制冷剂换热。
50.从第一流动路径100，制冷剂从节能器换热器110流动到第一膨胀装置130。膨胀装置130控制制冷剂到排热换热器(在下文中，“蒸发器”)150的进入。膨胀装置130响应于来自蒸发器出口温度传感器132和蒸发器出口压力传感器134的信号由控制器140控制。蒸发器风扇(未显示)抽吸或推动空气越过蒸发器150，以调节隔间40中的空气。穿过蒸发器150的制冷剂是与加热流体(例如，空气)处于换热关系的制冷剂回路152，由此制冷剂被汽化并且典型地被过度加热。制冷剂离开蒸发器150并且流动到压缩机50的吸入端口53。
51.控制器140可为基于微处理器的单个装置或多个装置，并且可控制包括压缩机50、膨胀装置112、130以及如下文中所描述的温度控制系统200的tru 26的各种操作，温度控制系统200包括流体加热系统210、泵220、热源的传热设备240，和/或风扇260并且，控制器140还可从各种传感器(诸如，传感器132、134和图3的传感器214)和用户输入装置接收输入。控制器140可具有配置成存储例如在下文中进一步描述的多个预确定的极限或范围的存储器和可操作地耦合到该存储器的处理器。如通篇使用的用语“可操作地耦合”意味着到任何其它(一个或多个)构件的任何直接或间接连接。
52.参考图2，tru 26进一步包括第二流动路径102，第二流动路径102通过节能器换热器110连接。第二流动路径102连接于第一流动路径100与压缩机50的中间入口端口170之间。中间入口端口170沿着在压缩吸入端口53与压缩机排放端口51之间的压缩路径位于中间位置处。第二膨胀装置112在节能器换热器110的上游定位于第二流动路径102中。第二膨胀装置112可为由控制器140控制的电子节能器膨胀装置。在节能器110起作用时，控制器140控制第二膨胀装置112，以允许制冷剂穿过第二流动路径102、穿过节能器换热器110并且到中间入口端口170。第二膨胀装置112用来使前进到节能器换热器110中的制冷剂膨胀和冷却，由此使前进到膨胀装置130和第二换热器150的位于第一流动路径100中的制冷剂过冷。
53.参考图3，图示了运输制冷系统20的部分，包括本公开的温度控制系统200。tru 26可包括可操作地耦合到蒸发器150的温度控制系统200。在某些操作条件下，温度控制系统200可提供热源的加热或冷却(参见图5-7)和/或蒸发器150和/或货物隔间40的加热(例如，解冻)(参见图8)。
54.如下文中所描述的，温度控制系统200使用控制器140来管理pep的温度，以操作温度控制系统200的各种构件来指引第二工作流体，以在包括第一流动回路和第二流动回路的封闭流动回路中循环。温度控制系统200可包括流体加热系统210，流体加热系统210可操作地耦合到具有排放端口228的泵220，以便使第二工作流体在包括第一流动回路201a和第二流动回路201b的封闭回路式流动回路中循环。在下文中所描述的某些操作条件下，第二工作流体可连续地从流体加热系统210出口218流动到第一流动回路201a中的泵220和阀230a，从而通过入口端口216返回到流体加热系统210。
55.在下文中所描述的某些其它操作条件下，第二工作流体可连续地在第二流动回路201b中流动、从流体加热系统210流动、通过泵220然后流动到阀230b、经由入口端口246到传热设备240以及离开出口端口248、到散热器250，从而通过入口216返回到流体加热系统
210。第二流动回路201b还可包括风扇260，风扇260可定位成邻近于散热器250。如下文中所讨论的，在第二工作流体流动于第二流动回路201b中时，第二工作流体可与热源和传热设备240中的至少一个处于换热关系。另外，在第二工作流体流过散热器250时，第二工作流体可与冷却介质(诸如，环境空气)和/或与通过风扇260的操作供应的空气处于换热关系。
56.流体加热系统210可包括电加热器212(例如，浸没式电加热器)。在一些实施例中，电加热器212可具有可部分地充当用于第二工作流体的贮存器211的内部体积。另外，流体加热系统210还可包括用于对第二工作流体进行加热的元件和用于感测第二工作流体的温度的传感器214。第二工作流体可包括有机化合物，诸如水-丙二醇混合物或水-乙二醇混合物或用作第二工作流体的任何其它合适的化合物或混合物。
57.流体加热系统210和/或热源240可电气地连接到控制器140。如在下文中进一步描述的，控制器140可配置成与相关联于流体加热系统210和/或传热设备240的传感器214通信，以便确定第二工作流体和热源中的至少一个的温度。控制器140可进一步配置成在其中存储有基于第二工作流体、蒸发器盘管以及货物隔间40的温度中的至少一个和/或蒸发器空气压降的多个预确定的操作条件极限和/或范围，使得在这样的操作条件极限或范围与所测量的操作条件比较时，控制器140对风扇260和/或阀230a中的至少一个致动，以容许第二工作流体在第一流动回路201a中流动，以及对阀230b致动以容许第二工作流体在第二流动回路201b中流动。在一些实施例中，在传感器214配置成测量温度时，传感器214可包括数字温度传感器、负温度系数(ntc)热敏电阻器、电阻式温度检测器(rtd)以及热电偶传感器。
58.传热设备240可为单个装置或可包括具有第一部分240a、第二部分240b以及设置于第一部分240a与第二部分240b之间的散热器245的组件。第一部分240a、第二部分240b以及散热器245中的每个可构造成可操作地耦合在一起。大体上，传热设备240的形状和尺寸可取决于包括流体加热系统210和热源的尺寸以及待从热源耗散的热的量的各种各样的因素而变化。第一部分240a、第二部分240b和/或散热器245中的任何可由包括金属和/或塑料的任何合适的材料制作。
59.在一个非限制性实施例中，传热设备240的第一部分240a可构造成容许第二流动回路201b穿过第一部分240a。例如，第一部分240a可具有通道，该通道具有：近端，其用于接纳穿过入口端口246的第二流动回路201b，从而容许第二工作流体与散热器245处于换热关系；和远端，其具有出口端口248，以容许第二工作流体流动到散热器250。在另一非限制性实施例中，第二流动回路201b可以可操作地耦合到传热设备240的外表面(未显示)，从而容许第二工作流体与传热设备240(包括散热器245)处于换热关系。例如，流动回路201a、201b可沿着传热设备240的表面布置成蜿蜒图案或可邻近于热源。
60.在一个非限制性实施例中，传热设备240的第二部分240b可构造成具有可对容纳热源有用的内部体积。例如，第二部分240b可包括可打开以允许容易接近热源的盖、用以提供无泄漏并且无尘环境的密封件以及用以提供免于极端外部温度(诸如，在tru 26置于极端气候中时的极热或极冷)的保护的绝缘件。在备选实施例中，第二部分240b可以可操作地耦合到热源。
61.在一些实施例中，传热设备240还可包括用于确定传热设备240、热源或第二工作流体的温度的传感器214。传感器214的位置仅出于说明性目的而显示，并且可以可操作地耦合或邻近于传热设备240或可定位于从热源和/或传热设备起的下游。
62.温度控制系统200还可包括散热器250。在操作期间，第二工作流体可通过出口端口248离开传热设备240，并且通过入口256进入散热器250。散热器250可包括诸如导管、管、翅片之类的一个或多个装置，用于使第二工作流体循环通过其中，并且用以容许在通过出口端口258离开并且返回到流体加热系统210之前，在第二工作流体与冷却介质(诸如，空气)之间发生换热。邻近于散热器250的风扇260可与控制器140通信，以在下文中所描述的某些操作条件下从散热器250排热到环境空气。
63.参考图4，显示了根据本公开的实施例的用于操作温度控制系统200以调节热源的温度的方法。热源可包括功率电子器件封装件，功率电子器件封装件可包括一个或多个功率电子装置，诸如，转换器、逆变器以及功率半导体装置，功率半导体装置还可包括用于向运输制冷系统20提供功率的功率二极管、晶闸管、功率晶体管(例如，mosfet和igbt)。热源还可包括如上所述的功率源。热源可以可操作地耦合到传热设备240或邻近于传热设备240。在一些实施例中，传热设备240可构造成具有可对容纳热源有用的内部体积。
64.转到图4-8，温度控制系统200提供这样的方法，该方法用于经由流动回路201b来对热源直接地或间接地进行加热和/或冷却，和/或用于对货物隔间40加热，或用于经由流动回路201a来对蒸发器150加热，以便解冻。对于下文中所描述的方法中的每个，控制器140可针对每个所描述的方法来取决于多个预确定的温度和/或操作条件极限或范围而操作以使第二工作流体在第一流动回路(201a)或第二流动回路(201b)中循环。例如，对于图5-8中所描述的方法，控制器140可配置成存储多个预确定的温度极限和/或范围，取决于期望的结果(即，加热、解冻、冷却等等)，所述温度极限或范围可能因方法而异。如下文中所描述的，预确定的温度极限或范围可涉及第二工作流体或环境空气中的至少一个的温度。在图8中所描述的方法中，预确定的极限或范围可涉及操作条件极限，诸如，蒸发器150的温度或横过蒸发器150的压降和/或货物隔间40的温度。
65.转到图4，该方法在步骤402处开始，其中，使第一工作流体(例如，制冷剂)在封闭制冷剂回路中循环的操作的运输制冷系统(诸如，具有蒸发器150的tru 26)可操作地耦合到使第二工作流体(例如，水-丙二醇混合物或水-乙二醇混合物)在封闭回路中循环的温度控制系统200。如上所述，温度控制系统200包括流体加热系统210，流体加热系统210可操作地耦合到泵220，以便使第二工作流体在具有阀230a的第一流动回路201a中并且在具有阀230b的第二流动回路201b中循环。在从传热设备240起的下游，散热器250可邻近于风扇260，以便在第二工作流体返回到流体加热系统210以完成第二流动回路201b之前，从流过散热器250的第二工作流体排热到环境空气。
66.在步骤404中，该方法包括使邻近于热源的传热设备240可操作地耦合到第二流动回路，由此将热源放置成与第二工作流体处于热连通。如上文中所讨论的，热源可包括功率电子器件封装件(pep)，功率电子器件封装件(pep)还可包括一个或多个功率源(例如，电池、燃料电池)。
67.在步骤406中，该方法包括操作控制器来使第二工作流体在第一流动回路201a中循环，以将第二工作流体的温度维持于预确定的温度范围内，以防止第二工作流体过热，预确定的温度范围具有下温度极限和上温度极限。该方法在下文中参考图5而进一步描述。
68.在步骤408中，该方法包括如下所描述地直接地或间接地向热源提供热。该方法包括：在通过控制器140请求传热设备240的加热并且第二工作流体的温度低于可能与步骤
406的温度极限或范围不同的预确定的温度极限时，操作控制器140来使第二工作流体在第二流动回路201b中循环，以从第二工作流体排热到传热设备240和热源中的至少一个。该方法包括在自传热设备240起的下游从传感器214获得第二工作流体的温度，第二工作流体的温度提供热源的温度的指示。该方法在下文中参考图6进一步描述。
69.在步骤410中，该方法包括在通过控制器140请求传热设备的冷却时，操作控制器140来使第二工作流体在第二流动回路201a中循环，以从热源和传热设备240中的至少一个排热到第二工作流体。该方法在下文中参考图7进一步描述。
70.在步骤412中，如在下文中参考图8进一步描述的，该方法包括基于某些预确定的操作条件极限(诸如，蒸发器盘管温度)而操作控制器140来使第二工作流体在第一流动回路201a中循环，以从第二工作流体排热到蒸发器150和货物隔间40中的至少一个。
71.现在将描述根据本公开的实施例的操作运输制冷单元20的方法的实施例。图5中所显示的方法实施例可在控制器140中实施，并且将使用控制器140来描述。控制器140功能步骤以矩形指示，而逻辑步骤或问题在菱形形状的平行四边形内显示。在一个实施例中，图5的流程图或(一个或多个)条件操作框502-520可周期性地、重复地、连续地、在进行操作动作时或响应于所感测的标准而执行。
72.该方法在tru 26操作时在步骤502处开始。该方法包括将贮存器211中的第二工作流体的温度维持于具有下温度极限和上温度极限的预确定的温度范围(例如，≥80
ꢀ°
f并且≤90
ꢀ°
f)内。在一些实施例中，下温度极限可与第二工作流体的温度相关，下温度极限可由控制器140从耦合到温度控制系统200的一个或多个温度传感器214获得。在一些实施例中，上温度极限可与环境空气温度相关，上温度极限可由控制器140从传感器214或与操作者隔间26、货物隔间40、第一工作流体的温度或制冷单元26的构件相关联的一个或多个其它传感器获得。
73.在步骤504中，控制器140确定如由耦合到流体加热系统211的温度传感器214测量的在贮存器211中的第二工作流体的温度是否低于预确定的最低温度。该预确定的最低温度可包括制造商的对于第二工作流体的所推荐的最低温度。如果第二工作流体的温度低于预确定的最低温度，则控制器140操作以开启电加热器212。
74.接下来，在步骤510中，控制器140操作以将第二工作流体的温度维持于预确定的温度范围内；例如，80
ꢀ°
f的下界温度与90
ꢀ°
f的最高温度之间。如果贮存器中的第二工作流体的温度高于上温度极限(例如，90
ꢀ°
f)，则在步骤512、514中，控制器操作以打开阀230a并且开启泵220，以容许第二工作流体排热到蒸发器150，在正常操作期间，蒸发器150将具有比第二工作流体的那时的温度更低的温度。此后，在步骤516中，在返回到步骤504之前，控制器140可配置成用于时间延迟(例如，1秒)。控制器140可重复前文的步骤，直到步骤510中所描述的条件为假。当在步骤510处描述的条件为假时，控制器140可切断泵220(步骤518)，关闭阀230a(步骤520)，并且可在重复该循环之前，前进到时间延迟步骤516，直到tru 26被切断为止。
75.现在将描述根据本公开的实施例的操作运输制冷单元20的方法的实施例。图6中所显示的方法实施例可在控制器140中实施并且将使用控制器140来描述。在一个实施例中，图6的流程图或(一个或多个)条件操作框602-624可周期性地、重复地、连续地、在进行操作动作时或响应于所感测的标准而执行。
76.参考图6，该方法在步骤602处开始，其中，请求对热源进行加热。在该实施例中，第二工作流体可通过使第二工作流体在第二流动回路201b中循环而将其热排出到传热设备240和/或热源中的至少一个。这可在某些操作条件下(诸如，在tru 26可在寒冷气候中静止或在途时)为理想的。该方法的第一部分类似于图5中所描述的方法，因为，它避免使第二工作流体过热。该方法的第二部分允许第二工作流体在第二流动回路201b中循环，由此允许第二工作流体如下所述地将其热排出到热源和传热设备中的至少一个。
77.在接收到对热的请求时，控制器140可在步骤604中对阀230b致动(打开)，并且在步骤606中开启泵220，以允许第二工作流体在第二流动回路201b中循环。在步骤608中，控制器140确定使第二工作流体在第二流动回路中循环是否满足对热的需要。若并非如此，则在步骤610中，控制器将第二工作流体的温度与环境空气温度比较。第二工作流体的温度可从位于自热源起的下游的传感器214或可操作地耦合到流体加热系统210以便确定贮存器211中的第二工作流体的温度的传感器214确定。在一个非限制性实施例中，如果第二工作流体的温度高于环境空气和贮存器211中的至少一个的预确定的上温度极限，则在步骤612中，控制器140可对邻近于散热器250的风扇260致动(开启)。在该步骤中，排热到环境空气，以防止贮存器211过热。另外，如果第二工作流体的温度低于环境温度和贮存器211中的至少一个的预确定的下温度极限，则在步骤614中，风扇260被切断。在该步骤中，风扇被切断，以容许第二工作流体排热到热源和传热设备240中的至少一个。该步骤还避免使第二工作流体过冷。在步骤616中，不论风扇260是被开启还是被切断，控制器140都可配置成在返回到步骤608以确定是否满足热源需求之前，前进到时间延迟步骤616。
78.返回到步骤608，如果满足热源需求条件，则在步骤618-622中，控制器140配置成切断泵220，切断邻近于散热器250的风扇260，关闭阀230b，并且在步骤624中，控制器140退出至正常控制。
79.现在将描述根据本公开的实施例的操作运输制冷单元20的方法的实施例。图7中所显示的方法实施例可在控制器140中实施并且将使用控制器140来描述。在一个实施例中，图7的流程图或(一个或多个)条件操作框702-724可周期性地、重复地、连续地、在进行操作动作时或响应于所感测的标准而执行。
80.参考图7，该方法在步骤702处开始，其中，请求使热源冷却。在某些操作条件下，可为理想的是，发起对控制器702的请求以为了诸如在tru 26可在极热气候中静止或在途时使热源冷却。在该实施例中，控制器140确定第二工作流体例如在其经由定位于传热设备的下游的温度传感器214来离开传热设备240时的温度。控制器将第二工作流体在其离开传热设备240时的温度与预确定的温度极限(诸如，环境空气温度)比较。在一个限制性实施例中，如果第二工作流体的温度高于预确定的环境空气温度极限，则控制器140可操作以指引第二流动回路201b中的第二工作流体并且操作邻近于散热器250的风扇260。
81.在一个非限制性实施例中，在接收到对冷却的要求时，该方法以步骤702开始，其中，控制器140可在步骤704中对阀230b致动(打开)，并且在步骤706中开启泵220。如果在步骤708中，尚未满足冷却需求，则控制器在步骤710中将第二工作流体的温度与环境空气温度比较。环境空气温度可由与控制器140通信的与tru 26(包括温度控制系统200)位于一起的传感器214提供。如果例如第二工作流体在其离开传热设备时的温度是90
°
f，并且，所测量的环境温度是80
°
f，则除了使第二工作流体在第二流动回路中循环之外，控制器还将开
启邻近于散热器250的风扇260，以进一步排热到环境空气。在使风扇运行之后，控制器可在返回到步骤708之前在步骤716中经历时间延迟(例如，1秒)，其中，可重复进行该循环，直到对于冷却的需求被满足(步骤708)或第二工作流体在步骤710处的温度低于环境温度为止，在此情况下，风扇在步骤712中被切断，并且，控制器可经历时间延迟(步骤716)。如果在返回到步骤708之后，控制器确定对于冷却的需求被满足，则在步骤718-722中，控制器140配置成切断泵220、切断风扇260、关闭阀230b，并且在步骤724中，控制器140退出至正常控制。
82.现在将描述根据本公开的实施例的操作运输制冷单元20的方法的实施例。图8中所显示的方法实施例可在控制器140中实施并且将使用控制器140来描述。在一个实施例中，图8的流程图或(一个或多个)条件操作框802-816可周期性地、重复地、连续地、在进行操作动作时或响应于所感测的标准而执行。
83.参考图8，该方法在步骤802处开始，其中，要求对货物隔间40进行加热或使蒸发器150解冻。在该示例中，控制器140可经由第一流动回路201a来使第二工作流体循环，控制器确定已超过一个或多个预确定的操作条件极限。在一个非限制性实施例中，对于加热和/或解冻的要求可由控制器140或人工地(例如，由操作者)基于多个操作条件(例如，货物隔间40的温度、蒸发器盘管的温度、横过蒸发器150的空气压降或基于时间的算法)请求。在接收到对于加热或解冻的要求时，控制器140可在步骤804中对阀230a致动(打开)，并且在步骤806中开启泵220，以容许第二工作流体流过第一流动回路201a并且在第二工作流体与蒸发器150和/或货物隔间40中的至少一个之间换热。在对于加热或解冻的需要被满足时，则在步骤810中，控制器140切断泵220，并且在步骤812中关闭第一流动回路201a中的阀230a，并且在步骤814中退出至正常控制。如果对于加热和/或解冻的需求未被满足，则控制器140可配置成在返回到步骤808之前，在步骤816中前进到时间延迟(例如，1秒)，直到加热和/或解冻需求被满足为止。
84.虽然已参考示例性实施例或多个示例性实施例描述本公开，但本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可作出各种改变，并且，等同体可替代其元件。另外，在不脱离本公开的基本范围的情况下，可作出许多修改，以使特定情形或材料适于本公开的教导。因此，旨在本公开不限于作为对于实施本公开而构思的最佳模式而公开的特定实施例，而是本公开将包括落入权利要求书的范围内的所有实施例。