JP4162452B2 - 自動切換え冷蔵システム - Google Patents

Description

【０００１】
この出願は、35U.S.C.§119の下、2001年7月31日に出願された仮特許出願No.60/309,081に対して優先権を主張する。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、空調及び冷蔵システムに関し、より詳細には、還気口及び給気口に配置された温度センサによる冷蔵システムの作動を制御する方法に関する。
【０００３】
【発明の背景】
冷蔵システムは負荷空間の温度を制御し、設定温度の周りの所望の温度範囲内にとどめる。負荷空間の空気温度は、負荷空間から冷蔵システムに戻る空気（還気）の流路、又は冷蔵システムから負荷空間に供給される空気（給気）の流路のいずれかに配置されたセンサにより測定される。冷蔵システムの使用は還気制御を選択するものと給気制御を選択するものがある。共に本出願と同一の譲受人に譲渡された米国特許No.3,973,618及び4,977,752に開示されているように、還気センサと給気センサの両方が供給されてもよい。
【０００４】
多くの要因が負荷空間の空気温度に影響を与える。負荷空間の扉が少し開いている時に暖かい又は冷たい周囲の空気が負荷空間に入り、負荷空間の空気温度に影響を与えることがある。さらに、冷蔵システムが移動可能な負荷空間、例えば、貨物トレーラーに関して使用された時、負荷空間の外面に当たる太陽の暖気、負荷空間の屋根に当たったり又は蓄積したりする冷たい雨又は雪、或いは負荷が逐次移動する時の高度の変化が負荷空間の空気温度に影響を及ぼすことがある。そのため、所望の設定点の負荷空間の空気温度を維持するために要求される空調空気の温度は、負荷空間の空気温度がこれらの要因により影響を受ける時に、変化する。幾つかの場合には、所望の設定点の範囲内に負荷空間の空気温度を維持するために還気制御と給気制御との間で切換えを行う必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
現在利用可能な冷蔵システムは還気制御と給気制御との間を手動で切換える必要がある。これらの適用では、オペレータは空調空間と冷蔵システムの作動状態を監視しなければならず、これらの条件に基づいて還気制御と給気制御との間を切換えなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
冷蔵システムを作動させる本発明の方法は、空調空間を設定点の温度に調節するように設計されている。冷蔵システムはシステムから空調空間に調節空気を導く給気口と空調空間からシステムに戻すように導く還気口とを含んでいる。この方法は、システムを制御するため第１制御アルゴリズム及び第２制御アルゴリズムを供給することを含んでいる。第１制御アルゴリズムは給気口での空気温度の関数であり、第２制御アルゴリズムは還気口での空気温度の関数である。その方法は、第１の条件が満たされた時に第１制御アルゴリズムを使用してシステムを作動させ、第２の条件が満たされた時に第２制御アルゴリズムを使用してシステムを作動させ、第１の条件及び第２の条件の状態により、第１制御アルゴリズムと第２制御アルゴリズムの間で自動的に切換えることをさらに含んでいる。
【０００７】
好適な実施例では、この方法は、空調空間の外部の周囲の空気の温度を測定し、周囲の空気温度を設定点と比較し、周囲の空気温度が設定点より高いか等しい場合に第１制御アルゴリズムを使用してシステムを制御し、周囲の空気温度が設定点より低い場合には第２制御アルゴリズムを使用してシステムを制御することをさらに含んでいる。
【０００８】
第２の条件が満たされた場合に第２の制御アルゴリズムを使用してシステムを作動させることが、還気温度が設定点より約５度以上低い場合に高速加熱モードでシステムを作動させ、還気温度が設定点より約１．５度以下高い場合に低速加熱調整モードでシステムを作動させることを含んでいる。
【０００９】
システムはまた、低速冷却調整モード及び低速冷却モードで第１制御アルゴリズムで作動させることもできる。第１の条件が満たされた時に第１制御アルゴリズムを使用してシステムを作動させることは、還気温度が設定点より約０．５度以下低い場合に低速冷却モードでシステムを作動させ、還気温度が設定点より約３度以下高い場合に低速冷却調整モードでシステムを作動させることを含んでいる。
【００１０】
本発明のさらなる特徴及び利点は、当業者であれば、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、及び図面を考慮することにより明らかになるだろう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は本発明の実施例を示す添付図面を参照してさらに説明される。しかし、添付図面に開示された発明は例示のためだけに示されていることに注意すべきである。後述され、図示された各種構成要素及び構成要素の組合せは本発明の精神及び範囲内に依然としてある実施例を生じさせるために別に配置及び計画することができる。
【００１２】
図面では、同じ参照符号は同じ部品を示している。
【００１３】
今、図面を参照すると、図１及び２は本発明の方法を使用する冷蔵システム１０を示している。冷蔵システム１０は、特に、輸送での使用に適しており、コンテナ、トラック、トレーラー、又は貨物の品質を保つために所定温度に維持する必要のある空調空間を有する他のタイプの輸送車両に取付けられていてもよい。図１は空調空間１４を有するトレーラー１２に取付けられた装置１０を示している。トレーラー１２は、当業者であれば分かるように、トラクターにより牽引される。
【００１４】
冷蔵システム１０は空調空間１４の温度を選択された設定点近くの特定の温度範囲に制御する。空調空間１４はまた、冷蔵システム１０により実質的に独立して制御される各空調空間の温度を有する複数の空調空間に分割されてもよい。図２に見られるように、冷蔵システム１０は原動機設備２４により駆動される冷蔵コンプレッサ２２を含む閉流体冷蔵回路又は流路を有している。好適な実施例の原動機設備２４は内燃機関２８及び任意の予備の電気モータ３０を有している。エンジン２８及びモータ３０は、両方が利用される時、適切なクラッチ又はカップリング３２によりコンプレッサ２２に結合され、モータ３０が稼動している間、エンジン２８を分離する。
【００１５】
コンプレッサ２２の供給口は供給サービス弁３６及び供給ライン３８を介して三方弁３４の入口に接続されている。供給圧力変換器４０は、三方弁３４の上流の供給ラインに配置され、加圧冷媒の供給圧力を測定する。加熱及び冷却サイクルを選択する三方弁３４の機能は、所望であれば、２つの別個の弁により供給されてもよい。三方弁３４は冷却サイクルを開始するために選択される第１出口４２を有し、第１出口４２は凝縮器コイル４４の入口側に接続されている。三方弁３４は加熱サイクルを開始するために選択される第２出口４６を有している。
【００１６】
三方弁３４が冷却サイクルの出口４２を選択する時、それは（矢印により示された）第１冷媒流路４８のコンプレッサ２２に接続され、凝縮器コイル４４に加えて、一方向逆止弁ＣＶ１、リシーバー、液体ライン５２、冷媒乾燥機５４、熱交換器５６、膨張弁５８、冷媒分配器６０、蒸発器コイル６２、電子絞り弁６４、吸い込み圧力変換器６６、熱交換器５６を通る別の流路、アキュムレータ６８、吸い込みライン７０を含み、吸い込みラインサービス弁５０８を介してコンプレッサの吸い込み口に戻る。膨張弁５８は熱量球７４及びイクオライザーライン７６により制御される。
【００１７】
三方弁３４が加熱サイクルの出口４６を選択する時、それは（矢印により示された）第２冷媒流路７８のコンプレッサ２２に接続される。第２冷媒流路７８は凝縮器コイル４４及び膨張弁５８をバイパスし、熱ガスライン８０及び除霜パンヒータ８２を介して冷媒分配器６０にコンプレッサ２２の熱ガス出力を接続する。熱ガスバイパス電磁弁８４は任意に配置されてもよく、冷却サイクル中、熱ガスライン８０に熱ガスを吹き込む。バイパス又は加圧ライン８６はバイパス及び逆止弁８８を介してリシーバー５０に熱ガスライン８０を接続し、加熱及び除霜サイクルの間、リシーバー５０からの冷媒を活性冷媒流路に押込む。
【００１８】
導管又はライン９０は、通常閉のパイロット電磁弁ＰＳを介してコンプレッサ２２の低圧側に三方弁３４を接続する。電磁弁ＰＳが電源を断たれて閉じると、三方弁３４はスプリングで偏向され、冷却サイクルの出口４２を選択する。蒸発器コイル６２が除霜を要求した時、及び貨物が空調空間１４で調節され、設定点を維持するために加熱する必要がある時、パイロット電磁弁ＰＳが電源を供給され、コンプレッサ２２の低圧側が三方弁３４を作動させ、加熱サイクルの出口４６を選択し、加熱サイクル又は除霜サイクルを開始する。
【００１９】
凝縮器ファン又はブロワー（図示せず）は、原動機設備２４により駆動されてもよいが、周囲の空気９２を凝縮器コイル４４に流させ、その結果として生じる加熱された空気は大気に放出される。蒸発器ファン又はブロワー（図示せず）は、原動機設備２４により駆動されてもよいが、隔壁１００の入口９８を通って空調空間１４から隔壁空間１０２まで、「還気」と呼ばれる空気９６を引き出す。好ましくは、隔壁１００は空調空間１４の全高に渡っている。還気温度センサ１０４は空調空間１４の底部から空気温度をサンプリングする。
【００２０】
結果として生じる調節された冷却又は加熱空気１０６は「給気」と呼ばれ、ファン（図示せず）により、出口１０８を介して空調空間１４に戻され、又は放出される。給気温度センサ１１０は出口１０８に配置され、給気１０６の温度を記録する。蒸発器の除霜サイクルの間、除霜ダンパ１１２は空調空間１４への給気路を閉じるように作動されてもよい。
【００２１】
移動冷蔵システム１０は電気制御装置１１８により制御され、電気制御装置はマイクロプロセッサをベースにしたコントローラ１２０と、リレー、ソレノイド等を含む電気制御回路及び部品を含んでいる。コントローラ１２０は適当なセンサから入力信号を受信し、その入力は、空調空間１４の所望な設定温度を選択するように作動される設定点のセレクター１２１、周囲の空気温度センサ１２２、還気温度センサ１０４、給気温度センサ１１０、蒸発器コイル６２の温度を検知するように配置されたコイル温度センサ及びスイッチ（図示せず）、供給圧力変換器４０、吸い込み圧力変換器、及びエンジンの高・低速作動速度を選択する絞り又は高速ソレノイド１２４からの入力を含んでいる。上述したように、コントローラ１２０は、特に、電子絞り弁６４へ出力信号を供給し、電子絞り弁６４の位置を制御する。
【００２２】
図３は本発明の方法を実施するために使用可能なコンピュータプログラムの形のアルゴリズムを示している。さらに、プログラム１３０は、特に、（後述する）第１制御アルゴリズム１４０又は第２制御アルゴリズム１４２のいずれかの作動を選択する。プログラム１３０はブロック１３２で開始する。ブロック１３２では、プログラム１３０は開始プログラムを開始し、それは、システム１０装置をつけること、システム１０の電源を入れること、システム１０のエラーをチェックすること、システム１０及び又はコントローラ１２０の稼動の間に起こる他の初期化手順を含むが、それらに限定されるものではない。
【００２３】
プログラム１３０が開始した後、凍結温度範囲又は外気温度範囲がオペレータにより選択可能である。凍結温度範囲は冷蔵システム１０の最小温度（例えば、−２５[ＩＤ１]°Ｆ）と所定の境界の設定点（「ＢＳＰ」）との間で変化可能である。境界の設定点は凍結温度範囲と外気温度範囲との間の温度である。好適な実施例では、境界の設定点温度は１５°Ｆであるが、境界の設定点温度ＢＳＰが使用可能であり、依然として本発明の範囲内である。一般に、境界の設定点温度ＢＳＰはシステム管理者により入力され、オペレータは境界の設定点温度ＢＳＰを調節することはできない。
【００２４】
ブロック１３３で、プログラム１３０はオペレータに設定点温度（「ＳＰ」）の入力を促す。設定点温度ＳＰは貨物の関数であり、一般に、約−２５°Ｆと９０°Ｆの間であるが、他の実施例では、他の設定点温度範囲が使用されることもできる。オペレータが境界の設定点ＢＳＰ以下の設定点温度ＳＰを入力した場合、プログラム１３０は凍結モードで冷蔵システム１０を作動させ、還気温度センサ１０４により与えられた温度データを使用するだろう。凍結モードでは、（後述する）高速加熱機能はロックされ、冷蔵システム１０は冷却動作と除霜サイクルの間を循環する。さらに、凍結モードの作動の間、プログラム１３０は継続して設定点温度ＳＰと境界の設定点温度ＢＳＰを比較する。設定点の温度ＳＰが境界の設定点温度ＢＳＰより高いか又は等しい温度に変えられた場合、プログラム１３０は凍結モードでの作動から切り換わり、外気モードで作動する。反対に、オペレータが境界の設定点温度ＢＳＰより高いか又は等しい設定点温度ＳＰを入力した場合（ブロック１３２でＹｅｓ）、プログラム１３０は外気モードで冷蔵システム１０を作動させ、ブロック１３４に進む。
【００２５】
コントローラ１２０はサイクル監視モード又は連続作動モードで冷蔵システム１０を作動させるようにプログラムされている。オペレータは、通常、貨物に基づいてシステム開始でサイクル監視モードか連続作動モードのいずれかの作動を選択する。サイクル監視モードはオンとオフの間で冷蔵システム１０を循環させ、設定点温度ＳＰを達成する。空調空間１４内の温度が許容可能な場合、冷蔵システム１０は温度がもはや許容できなくなるまで、ゼロ（オフ）になるだろう。温度がもはや許容できない時、冷蔵システム１０はつき又は再開し、空調空間の温度を許容できる温度まで戻す。
【００２６】
ブロック１３４を参照すると、オペレータが監視サイクルモードを選択した場合（ブロック１３４でＮｏ）、プログラム１３０は還気温度センサ１０４により与えられた温度データを使用し、冷蔵システム１０の作動を制御する。代わりに、オペレータが連続作動モードを選択した場合（ブロック１３４でＹｅｓ）、プログラムはブロック１３６に進む。連続作動モードは冷蔵システム１０を連続的に作動させる。冷蔵システム１０は、空調空間１４が許容温度を有している時、止められない。むしろ、冷蔵システム１０は加熱、冷却、及び除霜サイクルを連続的に循環する。
【００２７】
ブロック１３６を参照すると、周囲の空気温度センサ１２２は周囲の空気温度（「ＡＴ」）を記録し、プログラム１３０は設定点温度ＳＰが周囲の空気温度ＡＴより高いか又は低いかを決定する。設定点温度ＳＰが周囲の空気温度ＡＴより低いか又は等しい時（ブロック１３６でＹｅｓ）、プログラム１３０はブロック１４１に続き、第１制御アルゴリズム１４０を選択し、給気温度センサ１１０から温度データを受取る。設定点温度ＳＰが周囲の空気温度ＡＴより高い時（ブロック１３６でＮｏ）、プログラム１３０はブロック１４４に続き、第２制御アルゴリズム１４２を選択し、還気温度センサ１０４から温度データを受取る。
【００２８】
第１に、第１制御アルゴリズム１４０を使用する参照すると、上述したように、給気制御に基づいている。一度、第１制御アルゴリズム１４０が選択されると、プログラム１３０はブロック１４６に進むと、設定点温度ＳＰが境界の設定点温度ＢＳＰより大きいか又は小さいかを決定する。設定点の温度ＳＰが変更され、今、設定点温度ＳＰが境界の設定点温度ＢＳＰより小さい場合（ブロック１４６でＮｏ）、プログラム１３０はブロック１３２に移動する。設定点温度ＳＰが境界の設定点温度ＢＳＰより大きいか又は等しい場合（ブロック１４６でＹｅｓ）、プログラム１３０はブロック１４８に進む。
【００２９】
ブロック１４８で、プログラム１３０は冷蔵システム１０がサイクル監視モードの作動に切換えられ、又は連続作動モードのままであるかどうかを決定する。冷蔵システム１０がサイクル監視モードで作動している場合（ブロック１４８でＮｏ）、プログラム１３０はブロック１３２に戻る。冷蔵システム１０が連続作動で作動している場合（ブロック１４８でＹｅｓ）、プログラム１３０はブロック１５０に進む。
【００３０】
ブロック１５０では、プログラム１３０は冷蔵システム１０が低速加熱モード（「ＬＳＨＭ」）で作動しているかどうかを決定する。冷蔵システム１０が（後述する）低速加熱モードＬＳＨＭで作動している場合、プログラム１３０はブロック１３２に戻る。冷蔵システム１０が低速加熱モードＬＳＨＭで作動していない場合（ブロック１５０でＮｏ）、プログラム１３０はブロック１４１に戻り、第１制御アルゴリズム１４０を使用して作動を続ける。プログラム１３０は、上述した条件の一つが満たされるまで第１制御アルゴリズム１４０及び給気温度センサ１１０からのデータを使用してブロック１４１，１４６，１４８及び１５０を通って連続して循環する。そのため、プログラム１３０は、設定点温度ＳＰが変えられた場合、第１及び第２制御アルゴリズム１４０，１４２の作動の間を自動的に切換わるだろう。同様に、プログラム１３０は、周囲の温度ＡＴが設定点の温度ＳＰ以上又は以下に動いた場合、第１及び第２制御アルゴリズム１４０，１４２の作動の間を自動的に切り換わるだろう。
【００３１】
図４は第１制御アルゴリズム１４０を詳細に示しており、上述したように、給気制御に基づいている。より詳細には、プログラム１３０が第１制御アルゴリズム１４０で作動している時、給気センサ１１０（図２参照）は給気温度（「ＴＤＡ」）の温度を測定し、コントローラ１２０は給気温度ＴＤＡを設定点温度ＳＰと比較する。給気センサ１０６での調節された空気温度の測定は、周囲の空気温度ＡＴが設定点ＳＰより高いか又は等しい時に貨物が頂部の凍結をしないことを保証する。
【００３２】
図４では、空調空間１４で温度が降下する作動は左の軸に沿って示され、空調空間１４で温度が上昇する作動は、下部から始まる右の軸に沿って示されている。さらに、設定点温度ＳＰはライン１５４によって表わされている。
【００３３】
図４の左の軸の上部で始まり、第１制御アルゴリズム１４０は、給気１０６温度が温度範囲１５６以内の場合には、高速冷却最大能力（「ＨＳＣＭＣ」）でシステムを作動させる。温度範囲１５６は、例えば、３°Ｆのような所定の温度値（「Ｔ₁」）と設定点温度ＳＰの合計の下限を有している。高速冷却最大能力ＨＳＣＭＣでは、最大量の冷媒は第１冷媒流路４８に沿って導かれ、空調空間１４を冷却する。代わりに又はさらに、コンプレッサ２２は最大速度で作動される。
【００３４】
給気温度ＴＤＡが減少すると、給気温度ＴＤＡは温度範囲に入る。温度範囲１５８は設定点温度ＳＰと第１所定温度値Ｔ₁の合計の上限を有している。温度範囲１５８の下限は、設定温度から、例えば、−０．５°Ｆのような第２所定温度制御値（「Ｔ₂」）を引いたものである。給気温度ＴＤＡが温度範囲１５８に入ると、第１制御アルゴリズム１４０は低速冷却調整モード（「ＬＳＣＭ」）に切り換わる。システム１０はＬＳＣＭモード１５８で作動する時、原動機１２４は低速で作動し、コントローラ１２０は絞り弁６４を制御し、第１冷媒流路４８に導かれる冷媒量を調整する。好ましくは、第１制御アルゴリズム１４０は、貨物が降ろされ又はシステム１０が停止するまで、低速冷却調整モードＬＳＣＭでシステム１０を作動し続ける。しかし、天候の変化、周囲の温度ＡＴ、空調空間の扉（図示せず）の開閉、空調空間１４の不十分な断熱、及び他の条件が、給気温度ＴＤＡ及び空調空間１４の温度を変化させ、第１制御アルゴリズム１４０に他の動作モードに切り換わることを要求することができる。
【００３５】
温度範囲１６０の高い点は設定点温度ＳＰと第３の所定温度値Ｔ₃（例えば、８．０°Ｆ）との合計により定義され、温度範囲１６０の低い点は設定点温度ＳＰと第４の所定温度値Ｔ₄（例えば、５．０°Ｆ）との合計により定義される。給気温度ＴＤＡｇ亜温度範囲１６０に入る場合、第１制御アルゴリズム１４０は所定時間（例えば、８分間）低速冷却最大能力モード（「ＬＳＣＭＣ」）でシステムを作動させる。所定時間、給気温度ＴＤＡが設定温度ＳＰと第１所定温度値Ｔ₁との合計以下になった場合、第１制御アルゴリズム１４０は低速冷却調整モードＬＳＣＭでシステムを作動させるだろう。所定時間、給気温度ＴＤＡが設定点温度ＳＰと第１所定温度値Ｔ₁との合計以下とならない場合、又は給気温度ＴＤＡが設定温度ＳＰと第３の所定温度Ｔ₃との合計以上に上がった場合、第１制御アルゴリズム１４０は高速冷却最大能力ＨＳＣＭＣでシステム１０を作動させる。システム１０は、給気温度ＴＤＡが温度範囲１５８に戻るまで、高速冷却最大能力ＨＳＣＭＣで作動し続けるだろう。
【００３６】
設定点温度ＳＰから第２の所定温度値Ｔ₂を引くことにより温度範囲１６２の高い点が定義される。設定点温度ＳＰから、例えば、２．０°Ｆのような第５の所定温度値（Ｔ₅）を引くことにより温度範囲１６２の低い点が定義される。給気１０６の温度が第２の所定温度Ｔ₂の合計以下に下がった場合、貨物の状態に基づいて選択された期間、第１制御アルゴリズム１４０は時間積分（例えば、分当り１００°）を開始する。時間積分の間、第１制御アルゴリズム１４０は定速冷却調整ＬＳＣＭでシステムを作動させる。給気温度ＴＤＡが設定点温度ＳＰと第２の所定温度Ｔ₂との合計以上に上昇する前に時間積分が終了した場合、第２制御アルゴリズムはシステム１０を低速加熱最大能力（「ＬＳＨＭＣ」）に移す。さらに、第１制御アルゴリズム１４０は、給気温度ＴＤＡが設定点温度ＳＰより１°Ｆ以上上昇するまで、システムが低速加熱モードから出るのを防止する。時間積分が終了する前に給気温度ＤＴＡが温度範囲１５８に戻った場合、第１制御アルゴリズム１４０は低速冷却調整ＬＳＣＭでシステムを作動し続ける。上述すると共に図３に示したように、システム１０が低速加熱最大能力ＬＳＨＭＣで作動した場合、プログラム１３０はブロック１３２に進み、第１制御アルゴリズム１４０を使用する作動と第２制御アルゴリズム１４２を使用する作動との間で自動的に切り換わる。
【００３７】
ブロック１３６を参照すると（図３）、設定点温度ＳＰが周囲の空気温度ＡＴより高い場合（ブロック１３６でＮｏ）、プログラム１３６はブロック１４４に続き、第２制御アルゴリズム１４２を選択し、還気温度センサ１０４から温度の記録を受取る。
【００３８】
一度、第２制御アルゴリズム１４２が選択されると、プログラム１３０はブロック１３０に進み、設定点温度ＳＰが境界の設定点温度ＢＳＰより大きいか又は小さいかを決定する。設定点温度ＳＰが境界の設定点温度ＢＳＰより小さい場合（ブロック１８０でＮｏ）、プログラム１３０はブロック１３２に進む。設定点温度ＳＰが境界の設定点温度ＢＳＰより大きいか又は等しい場合（ブロック１８０でＹｅｓ）、プログラム１３０はブロック１８２に進む。
【００３９】
ブロック１８２では、プログラム１３０は冷蔵システム１０がサイクル監視モード又は連続作動モードで作動しているかどうかを決定する。冷蔵システム１０がサイクル監視モードで作動している場合（ブロック１８２でＮｏ）、プログラム１３０はブロック１３２に戻る。冷蔵システム１０が連続作動で作動している場合（ブロック１８２でＹｅｓ）、プログラム１３０はブロック１８４に進む。
【００４０】
ブロック１８４では、プログラム１３０は冷蔵システム１０が低速冷却最大能力ＬＳＣＭＣで作動しているかどうかを決定する。冷蔵システム１０が低速冷却最大能力ＬＳＣＭＳで作動している場合、プログラム１３０はブロック１３２に戻る。冷蔵システム１０が低速加熱モードＬＳＨＭで作動していない場合（ブロック１８４でＮｏ）、プログラム１３０はブロック１４４に戻り、第２制御アルゴリズム１４２を使用して作動し続ける。プログラム１３０は、上述した条件の一つが満たされているまで第２制御アルゴリズム１４２を使用してブロック１４４，１８０，１８２及び１８４を介して連続して循環し、プログラム１３０はブロック１３２に進む。
【００４１】
図５は第２制御アルゴリズム１４２を示しており、上述したように、還気制御に基づいている。還気センサ１０４で調節した空気温度を測定することは、周囲の空気温度ＡＴが設定点ＳＰより低い時に貨物が底部の凍結をしないことを保証する。上記したように、第２制御アルゴリズム１４２はＡＴが設定点温度ＳＰより低い時に使用される。
【００４２】
図５の左及び右側の垂直軸は、還気温度センサ１０４（図２参照）により測定される還気温度（「ＴＲＡ」）と対応している。上述したように、還気温度ＴＲＡが減少している時に左軸が使用され、還気温度ＴＲＡが上昇している時に左軸が使用される。
【００４３】
下部の右軸から開始すると、第２制御アルゴリズム１４２は、例えば、２．０°Ｆのように、還気温度ＴＲＡが設定点温度ＳＰから第６の所定温度値（「Ｔ₆」）を引いた値に上昇するまで、高速加熱モード（「ＨＳＨＭ」）でシステム１０を作動させることを要求する。高速加熱モードＨＳＨＭでは、最大量の冷媒は第２冷媒流路７８に沿って導かれ、冷蔵システム１０に配置された加熱エレメント（例えば、ヒータ８２及び電気加熱エレメント）はそれらの最大能力で作動される。
【００４４】
還気温度ＴＲＡが温度範囲１８６内に来ると、プログラム１３０は低速加熱調整（「ＬＳＨＭ」）でシステム１０を作動させる。温度範囲１８６は、例えば、１．５°Ｆのように、設定点温度ＳＰと第７の所定温度値（「Ｔ₇」）との合計の上限を有している。設定点温度ＳＰから第６の所定温度値Ｔ₆を引いた値は温度範囲１８６の下限を定義する。好ましくは、第２制御アルゴリズム１４２は、貨物が降ろされ、又はシステム１０が停止されるまで、低速加熱調整ＬＳＨＭでシステム１０を作動し続ける。しかし、上述したように、天候の変化、周囲温度ＡＴ、空調空間の扉（図示せず）の開閉、空調空間１４の不十分な断熱、及び他の条件が給気温度ＴＤＡ及び空調空間１４の温度を変化させ、第２制御アルゴリズム１４２を他のモードの作動に切換えることを要求する。
【００４５】
温度範囲１８８は、例えば、３．０°Ｆのように、設定点温度ＳＰから第８所定温度値Ｔ₈を引いた値の上限、及び設定点温度ＳＰから第９所定温度値Ｔ₉を引いた値の下限を有している。還気温度ＴＲＡが温度範囲１８８内になった場合、第２制御アルゴリズム１４２は低速加熱最大能力ＬＳＨＭＣでシステム１０を作動させる。還気温度ＴＲＡは所定期間（例えば、８分間）温度範囲１８８にある場合、第２制御アルゴリズム１４２はシステム１０を高速加熱モードＨＳＨＭに変え、還気温度ＴＲＡが温度範囲１８６に戻るまで、高速加熱モードＨＳＨＭで作動し続ける。
【００４６】
還気温度ＴＲＡが温度範囲１９０内になった場合、第２制御アルゴリズム１４２は低速冷却最大能力ＬＳＣＭＣでシステム１０を作動させることを要求する。温度範囲１９０は設定点温度ＳＰと第７の所定温度値（「Ｔ₇」）の合計の下限を有している。図３に示されているように、低速冷却が開始されると、プログラム１３０はブロック１３２に進む。
【００４７】
時々、空調空間１４からの水蒸気は空気から分離可能であり、蒸発器コイル６２で凝縮し、霜を形成する。蒸発器コイル６２での霜の形成を最小限にすると共に蒸発器コイル６２から霜を除去するため、プログラム１３０は、周期的に、除霜モードで冷蔵システム１０を作動させる。除霜が要求されると、プログラム１３０は、除霜モードが完了し、その後、第１又は第２制御アルゴリズム１４０，１４２による作動に戻るまで、第１又は第２制御アルゴリズム１４０，１４２の作動を一時的に中止する。
【００４８】
上述すると共に図面に示された実施例は例示のために示されており、本発明の概念及び原理により限定されることを意図していない。そのように、当業者にとって、構成要素の各種変更及びそれらの構成及び配置は添付した請求項に示された本発明の精神及び範囲から逸脱することなく可能である。
【００４９】
例えば、本発明は一つの空調空間１４を有するトレーラー１２の温度を下げ、維持するために使用されるものとしてここでは説明されている。しかし、当業者は本発明が複数の空調空間１４を有するトラック又はトレーラーでも使用可能であろう。同様に、本発明は建物、コンテナー等の温度を下げ、維持するために使用することもできる。
【００５０】
また、本発明は、負荷条件に基づいて選択される、第１、第２、第３、第４、第５、第６、第７、第８、及び第９の所定温度値Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₄，Ｔ₅，Ｔ₆，Ｔ₇，Ｔ₈，Ｔ₉を含んで、ここでは説明されている。そのため、所定の温度値のいずれか又はすべてはオペレーター又はシステム管理者により変更又は入力されてもよく、プログラム１３０を変更し、異なる貨物を加熱及び冷却してもよい。同様に、温度範囲１５６，１５８，１６０，１６２，１８６，１８８，１９０は、負荷条件に基づいて変更されてもよく、又は、オペレーター又はシステム管理者により変更又は調整されてもよい。
【００５１】
このように、本発明の各種構成要素及び構成部品の機能は本発明の精神及び範囲から逸脱することなくかなりの程度まで変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を具体化する冷蔵システムを有する車両の、部分的に断面の側面図である。
【図２】図１の冷蔵システムの概略図である。
【図３】空調空間を冷却及び加熱するための冷却及び加熱サイクルを有する移動冷蔵システムを制御する方法を示すフローチャートである。
【図４】冷蔵システムが第１制御アルゴリズムを使用して作動している時に図３に示された方法のため温度制御弁及び範囲を表わす温度制御図である。
【図５】冷蔵システムが第２制御アルゴリズムを使用して作動している時に図３に示された方法のため温度制御弁及び範囲を表わす温度制御図である。

Claims (14)

1. 空調空間を設定点の温度に調節するように設計された冷蔵システムを作動させる方法であって、前記システムは、該システムから前記空調空間に調節空気を導く給気口と、前記空調空間から前記システムに空気を戻すように導く還気口とを有し、
   前記システムを制御するため、前記給気口での空気温度の関数である第１制御アルゴリズムと、前記還気口での空気温度の関数である第２制御アルゴリズムとを供給し、
   前記空調空間の外部の周囲の空気の温度を測定し、
   前記周囲の空気温度が前記設定点より高いか又は等しい第１の条件が満たされた時に前記第１制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させ、前記周囲の空気温度が前記設定点より低い第２の条件が満たされた時に前記第２制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させ、
   前記第1の条件が満たされた時に前記第1制御アルゴリズムを作動させることが、
   冷却モードで前記システムを作動させ、前記給気口での空気温度が所定の温度より低くなった場合には、加熱モードで前記システムを作動させることを含み、
   前記第２の条件が満たされた時に前記第２制御アルゴリズムを作動させることが、
   加熱モードで前記システムを作動させ、前記還気口での空気温度が所定の温度より高くなった場合には、冷却モードで前記システムを作動させることを含み、
   前記第1制御アルゴリズムにおいて加熱モードで作動される場合および前記第２制御アルゴリズムにおいて冷却モードで作動される場合に、前記第１の条件が満たされた時に前記第１制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させ、前記第２の条件が満たされた時に前記第２制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させることによって、前記第１の条件及び前記第２の条件の状態により、前記第１制御アルゴリズムと前記第２制御アルゴリズムの間で自動的に切換える、
   ことを含んでいることを特徴とする方法。
2. 前記システムは高速加熱モード又は低速加熱調整モードで作動可能であり、前記第２の条件が満たされた時に前記第２制御アルゴリズムを作動させることが、
   前記還気温度が前記設定点より約５°F（−１５°Ｃ）以上低かった場合には前記高速加熱モードで前記システムを作動させ、
   前記還気温度が前記設定点より約１．５°F（−１６．９°Ｃ）以下高かった場合には前記低速加熱調整モードで前記システムを作動させる、
   ことを含んでいる請求項１に記載の方法。
3. 前記システムが、高速加熱モード、低速加熱調整モード、及び時限モードで作動可能であり、前記第２の条件が満たされた時に前記第２制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させることが、
   前記還気温度が前記設定点より約１．５°F（−１６．９°Ｃ）以下高かった場合には前記低速加熱調整モードで前記システムを作動させ、
   前記還気温度が前記設定点の温度より約３°Ｆ（−１６．１°Ｃ）以上低かった場合には所定時間、時限モードで前記システムを作動させ、
   前記還気温度が所定時間、前記設定点の温度より約３°Ｆ（−１６．１°Ｃ）以上低かった場合には前記高速加熱モードで前記システムを作動させる、
   ことを含んでいる請求項１に記載の方法。
4. 前記システムは、低速冷却調整モード及び低速冷却モードで作動可能であり、前記第１の条件が満たされた時に前記第１制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させることが、
   前記還気温度が前記設定点より約０．５°F（−１７．５°C）以下低かった場合には低速冷却モードで前記システムを作動させ、
   前記還気温度が前記設定点より約３°Ｆ（−１６．１°Ｃ）以下高かった場合には低速冷却調整モードで前記システムを作動させる、
   ことを含んでいる請求項１に記載の方法。
5. 前記システムが、低速冷却調整モード、高速冷却モード、及び時限モードで作動可能であり、前記第１の条件が満たされた時に前記第１制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させることが、
   前記給気温度が前記設定点より約５．０°F（−１５°．０Ｃ）以下高かった場合には前記低速冷却調整モードで前記システムを作動させ、
   前記給気温度が前記設定点の温度より約５．０°F（−１５°．０Ｃ）以上高かった場合には所定時間、時限モードで前記システムを作動させ、
   前記給気温度が所定時間、前記設定点の温度より約５．０°F（−１５°．０Ｃ）以上高かった場合には前記高速冷却モードで前記システムを作動させる、
   ことを含んでいる請求項１に記載の方法。
6. 前記システムは、高速冷却モード又は低速冷却調整モードで作動可能であり、前記第１の条件が満たされた時に前記第１制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させることが、
   前記給気温度が前記設定点より約３°Ｆ（−１６．１°Ｃ）以上高かった場合には高速冷却モードで前記システムを作動させ、
   前記給気温度が前記設定点より約３°Ｆ（−１６．１°Ｃ）以下高かった場合には低速冷却調整モードで前記システムを作動させる、
   ことを含んでいる請求項１に記載の方法。
7. 前記システムは、低速加熱モード又は低速冷却調整モードで作動可能であり、前記第２制御アルゴリズムを使用して前記システムを制御する前記ステップは、
   前記還気温度が前記設定点より約１．５°F（−１６．９°Ｃ）以下高かった場合には低速加熱モードで前記システムを作動させ、
   前記還気温度が前記設定点より約１．５°F（−１６．９°Ｃ）以上高かった場合には低速冷却調整モードで前記システムを作動させる、
   ことを含んでいる請求項１に記載の方法。
8. 空調空間の空気を設定点に調節するように設計された冷蔵システムを作動させる方法であって、前記システムは、該システムから前記空調空間に調節空気を導く給気口と、前記空調空間から前記システムに空気を戻すように導く還気口とを有し、前記システムは給気制御で実施可能で、前記システムの制御は前記給気口の空気温度の関数であり、前記システムは還気制御で実施可能で、前記システムの制御は前記還気の空気温度の関数であり、
   前記空調空間の外部の周囲の空気の温度を測定し、
   前記周囲の空気温度が前記設定点より高いか又は等しい第１の条件が満たされた時に給気制御を使用して前記システムを作動させ、前記周囲の空気温度が前記設定点より低い第２の条件が満たされた時に還気制御を使用して前記システムを作動させ、
   前記第１の条件が満たされた時に前記給気制御を作動させることが、
   冷却モードで前記システムを作動させ、前記給気口での空気温度が所定の温度より低くなった場合には、加熱モードで前記システムを作動させることを含み、
   前記第２の条件が満たされた時に前記還気制御を作動させることが、
   加熱モードで前記システムを作動させ、前記還気口での空気温度が所定の温度より高くなった場合には、冷却モードで前記システムを作動させることを含み、
   前記給気制御において加熱モードで作動される場合および前記還気制御において冷却モードで作動される場合に、前記第１の条件が満たされた時に前記給気制御を使用して前記システムを作動させ、前記第２の条件が満たされた時に前記還気制御を使用して前記システムを作動させることによって、前記第１の条件及び前記第２の条件の状態により、給気制御と還気制御の間で自動的に切換える、
   ことを含んでいることを特徴とする方法。
9. 前記システムは、高速加熱モード又は低速冷却調整モードで作動可能であり、前記還気制御を使用して前記システムを制御するステップが、
   前記還気温度が前記設定点より約３．０°Ｆ（−１６．１°Ｃ）以上低かった場合には高速加熱モードで前記システムを作動させ、
   前記還気温度が前記設定点より約３．０°Ｆ（−１６．１°Ｃ）以下高かった場合には低速冷却調整モードで前記システムを作動させる、
   ことを含んでいる請求項８に記載の方法。
10. 前記システムは、低速冷却調整モード又は低速冷却モードで作動可能であり、前記還気制御を使用して前記システムを制御するステップが、
    前記還気温度が前記設定点より約０．５°F（−１７．５°C）以下高かった場合には低速冷却調整モードで前記システムを作動させ、
    前記還気温度が前記設定点より約０．５°F（−１７．５°C）以上高かった場合には低速冷却モードで前記システムを作動させる、
    ことを含んでいる請求項８に記載の方法。
11. 前記システムは、高速冷却モード又は低速冷却調整モードで作動可能であり、前記給気制御を使用して前記システムを制御するステップが、
    前記給気温度が前記設定点より約３°Ｆ（−１６．１°Ｃ）以上高かった場合には高速冷却モードで前記システムを作動させ、
    前記給気温度が前記設定点より約３°Ｆ（−１６．１°Ｃ）以下高かった場合には低速冷却調整モードで前記システムを作動させる、
    ことを含んでいる請求項８に記載の方法。
12. 前記システムは、低速加熱モード又は低速冷却調整モードで作動可能であり、前記給気制御を使用して前記システムを制御するステップが、
    前記給気温度が前記設定点より約１°Ｆ（−１７．２２°Ｃ）以下高かった場合には低速加熱モードで前記システムを作動させ、
    前記給気温度が前記設定点より約１°Ｆ（−１７．２２°Ｃ）以上高かった場合には低速冷却調整モードで前記システムを作動させる、
    ことを含んでいる請求項８に記載の方法。
13. 給気口及び還気口を有する熱交換器と、
    前記給気口に配置された第１センサと、
    前記還気口に配置された第２センサと、
    前記熱交換器の外側に配置され、周囲の空気温度を測定する第３センサと、
    前記第１センサ及び前記第２センサと電気的に通じている制御装置と、
    を備え、前記制御装置は、代わるがわる、前記周囲の空気温度が前記設定点より高いか又は等しい第１の条件が満たされた時には第１制御アルゴリズムを使用して前記システムを制御し、前記周囲の空気温度が前記設定点より低い第２の条件が満たされた時には第２制御アルゴリズムを使用して前記システムを制御し、前記第１制御アルゴリズムは前記給気口での空気温度の関数であり、前記第２制御アルゴリズムは前記還気口での空気温度の関数であり、
    前記第１の条件が満たされた時に前記第１制御アルゴリズムを使用して前記システムを制御することが、
    冷却モードで前記システムを作動させ、前記給気口での空気温度が所定の温度より低くなった場合には、加熱モードで前記システムを作動させることを含み、
    前記第２の条件が満たされた時に前記第２制御アルゴリズムを使用して前記システムを制御することが、
    加熱モードで前記システムを作動させ、前記還気口での空気温度が所定の温度より高くなった場合には、冷却モードで前記システムを作動させることを含み、
    前記第１制御アルゴリズムにおいて加熱モードで作動される場合および前記第２制御アルゴリズムにおいて冷却モードで作動される場合に、前記第１の条件が満たされた時に前記第１制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させ、前記第２の条件が満たされた時に前記第２制御アルゴリズムを使用して前記システムを作動させることによって、前記第１の条件及び前記第２の条件の状態により、前記第１制御アルゴリズムと前記第２制御アルゴリズムの間で自動的に切換える、
    ことを特徴とする冷蔵システム。
14. 前記給気口及び前記還気口は空調空間と熱的に通じている請求項１３に記載の冷蔵システム。

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