技术领域 本发明涉及一种冷却系统，尤其是用于可运输的容器或陆地车辆、 航空器或水运器的冷却单元在运输中的冷却的冷却系统，其包括制冷 剂回路，其中设置有制冷剂压缩机、高压侧热交换器、膨胀单元和低 压侧热交换器；用于驱动制冷剂压缩机的电动压缩机马达；和控制制 冷剂回路的制冷输出的控制单元。 背景技术 在已知的冷却系统的情况中，压缩机马达自身直接由内燃机形成， 或者，如果压缩机马达由电动马达形成，则压缩机马达由陆地车辆、 航空器或水运器的电力系统供电。这些已知的方案不具有节能类型。 发明内容 因此，本发明的目的是改善普通类型的冷却系统，使得它尽可能 以节能方式运转。 这个目的根据本发明的冷却系统实现，尤其是用在运输中冷却的 冷却系统，其包括制冷剂回路，其中设置有制冷剂压缩机、高压侧热 交换器、膨胀单元和低压侧热交换器；电动压缩机马达，用于驱动制 冷剂压缩机；和控制单元，用于控制制冷剂回路的制冷输出，冷却系 统具有发电机，用于对冷却系统的内部供电系统进行供电，压缩机马 达从该内部供电系统供电，且冷却系统包括用于驱动发电机的内燃机。 根据本发明的方案可以分别根据相应的条件，尽可能以节能方式 操作冷却系统。 特别的，有利的是，在如果设置控制单元的情况下，借助于内燃 机控制器来控制内燃机的转速。 这个方案的优点是：它以特别简单方式提供了节能可能，这是因 为内燃机仅在向内部供电系统供应操作冷却系统而需要的电力(尤其 是操作制冷剂压缩机所需的电力)所需要的速度下运转，或者，可选 地还有吹风机单元需要的电力。 将主要想到，在此方面中，操作为直流系统的内部供电系统，且 以较高速度驱动发电机，以输送较大电力。 然而，尤其有利的是，发电机为三相发电机。 而且，有利的是，内部供电系统为三相系统。 最后，有利的是，压缩机马达为三相马达。 主要地，应当想到允许压缩机马达在一个特定速度或两个特定速 度下运行，并且将对应于这些速度的电力供给内部供电系统。 在此情况下，将有利的是，压缩机马达具有变频驱动器，使得压 缩机马达的速度以及制冷剂回路的制冷输出可以逐级地适应，更好地 为无级地适应实际所需要的制冷输出。 根据本发明方案的特别有利实施例提供了，至少在选择的制冷输 出范围内，发电机和压缩机马达能够彼此相对以速度成比例的方式运 转。 也就是说，在选择的制冷输出范围内，发电机的速度和压缩机马 达速度之间成比例，使得在调节压缩机马达的速度也可以调节发电机 的速度。 速度比例可以是严格的速度比例；但是，在压缩机马达为异步马 达的情况下，速度比例可以偏离于严格的比例，这是因为异步马达具 有一定量的变化(slip)。为此，对于本发明的目的，术语“速度成比 例”不解释为精确的比例值，而是解释为近似比例值。 速度比例可以以多种方式实现。 实现速度比例的特别简单的方案提出了，至少在制冷输出范围内， 发电机和压缩机马达可以这样地运转，即使得它们以频率成比例的方 式相耦合。 在速度比例和频率比例的两个情况中，可以想到，在根据本发明 的方案的范围内，提供不同的比例因数，例如用于不同的制冷输出范 围。 从而，例如可能对于以下两个范围不会选择相同的范围：驱动发 电机的内燃机可以最优化运转的范围；和压缩机马达的最优化范围， 通过对压缩机马达的速度或频率设定提供了不同的比例因数，使得内 燃机、以及通过内燃机的速度而能够有利控制的发电机速度的速度范 围可以用在不同的制冷输出范围中。 然而，在最简单情况中提出了，发电机和压缩机马达以相同的频 率运行，使得驱动发电机的速度大致与压缩机马达运行的速度一致。 在此方面中，结构上特别有利的方案提供了：发电机为多极发电 机，且压缩机马达具有与频率比例一致的多个极。 因此，例如可以想到，以如下方式形成发电机，即使得发电机具 有的极数为压缩机马达极数的一半，使得在此情况下，压缩机马达将 以发电机速度的一半运行。 然而，可以想到使发电机和压缩机马达具有相同数量的极，使得 两者可以彼此大致以频率成比例的方式运转，而无需采取另外措施。 如果控制单元在用于控制制冷剂回路的制冷输出的至少选择制冷 输出范围内控制内燃机的速度，则可以实现根据本发明控制冷却系统 的特别有利的控制。 在此情况中，控制单元可以这样操作，即它提供内燃机的不同的 速度，例如不同的速度级，并且在每个情况下选择一个速度级。 然而，为了允许制冷输出被尽可能精确控制在制冷输出范围内， 特别有利的是，控制单元可以通过无级地控制内燃机的速度来基本无 级地控制制冷输出。 对于根据本发明的冷却系统的有利运转，还有利的是，冷却系统 具有用于高压侧热交换器的、从内部供电系统供电的吹风机单元。 特别的，如果内部供电系统被设计为三相系统，则吹风机单元可 以依赖于这个三相系统中的频率。 为此，对于独立于供电系统频率来控制吹风机单元有利的是，吹 风机单元可以通过变频器单元操作。 此外优选地，冷却系统具有从内部供电系统供电、用于低压侧热 交换器的吹风机单元。 为了也能够独立于供电系统的频率来操作这个吹风机单元，且因 此根据所需的空气量或气体量来操作，优选地，吹风机单元通过变频 器单元操作。 在此情况中，变频器单元可以为反相器或变极单元。 另外，根据本发明的冷却系统的有利形式是，内部供电系统具有 馈入单元，用于从外部供电系统供电。 出于安全原因，外部供电系统也可以例如是陆地车辆、航空器或 水运器用的供电系统。 然而，外部供电系统通常为不动的供电系统，例如为与资产物 (property)相连的供电系统，或者为能够公共接触的供电系统，诸如 例如市政供电系统。 特别的，馈入单元将外部供电系统的频率转换为可预定的内部供 电系统的频率。 在最简单的情况中，可以将馈入单元设计成使得它直接在外部供 电系统的频率下运转，且因为电力在此频率下供应，因此内部供电系 统同样地在此频率下运转。 然而，还可以想到，具体是只要压缩机马达在一个不同的频率下 运行，则内部供电系统的可预定频率将偏离于外部供电系统的频率。 在此情况中，必须在外部供电系统和内部供电系统之间设置变频驱动 器。 对于压缩机马达和由之驱动的制冷剂压缩机的形式，可以想到多 种方案。一种方案为，它们可以彼此分离开，例如通过离合器。 不过，出于构造简明的原因，有利的是，压缩机马达和制冷剂压 缩机直接以机械牢固的方式联接。 直接机械牢固联接可以例如借助于内置的齿轮机构实现。 然而，结构更简单的方案是，压缩机马达和制冷剂压缩机具有共 同的连续轴，该连续轴在一端由压缩机马达驱动，而位于制冷剂压缩 机中的另一端驱动例如用于驱动活塞的偏心件(如果压缩机形成为活 塞式压缩机)，或者直接地驱动轨道螺旋(如果压缩机形成为涡旋压 缩机或螺旋压缩机)。 为了最小化制冷剂损耗，还特别有利的是，将压缩机马达和制冷 剂压缩机设置在共同的密闭密封的壳体内。 这个方案具有最大的优点，它避免了有关制冷剂压缩机，而且特 别是制冷剂压缩机的驱动轴区域中的许多密封问题。 在此情况中，可以将密闭密封的壳体理解成以下含义：由彼此以 密封方式连接在一起的多个零件构成的壳体，或者以密闭密封方式焊 接的壳体。 此外，没有提供对于内燃机和发电机马达的进一步细节。 还可以，例如内燃机和发电机通过离合器而彼此相连和分开。 为了获得尽可能简单的结构，同样已经证明有利的是，内燃机和 发电机以机械牢固的方式直接联接。 这种机械牢固联接可以是例如可想到的、类似的借助于内置齿轮 机构的联接。然而，尤其简单是，内燃机和发电机具有连续轴。 此外，对于内燃机和发电机的装配有利的是，它们形成整体的内 燃机-发电机单元。 更有利的是，内燃机和发电机具有整体的壳体单元。 然而，根据本发明的目的不仅通过根据上述特征的冷却系统实现， 而且通过冷却设备实现，该冷却设备包括可运输的冷却单元和冷却系 统，冷却系统根据本发明的、对应于上述特征中的一个或多个而形成。 使冷却设备特别有利形成的是，冷却单元和冷却系统形成整体的 可运输单元。 根据本发明方案的另外特征和优点为以下说明和表示示例实施例 的附图的主题。 附图说明 在附图中： 图1显示了根据本发明冷却系统的第一示例实施例沿着图2的线 1-1通过冷却容器的截面； 图2显示了沿着图1线2-2的截面； 图3显示了根据本发明的冷却系统的第一示例实施例的制冷剂回 路的驱动器与内部供电系统的示意图； 图4显示了根据本发明的冷却系统的示例实施例的两级制冷剂压 缩机的示意图；和 图5显示了对应于图3的根据本发明冷却系统的第二示例实施例 的示意图。 具体实施方式 冷却容器整体用标记10表示，并且它用于运输容易腐烂的产品 12，诸如例如冻鱼、冷肉、巧克力或者剪下的花，所述冷却容器包括 作为冷却单元的隔热容器壳体14，其中设置有运输容积16，其能够由 整体用标记20表示的冷却系统的第一示例实施例进行冷却。 冷却系统20包括制冷剂回路，其整体由标记22表示，且其中设 置有制冷剂压缩机24，该制冷剂压缩机24将制冷剂压缩到高压，并将 制冷剂供到高压侧热交换器26(例如冷凝器)，在高压侧热交换器26 中，以通常方式对高度加压的冷凝剂进行冷却，且优选地降低了制冷 剂的焓。在通常的制冷剂的情况中，发生冷凝，使得液态制冷剂聚集 在整体用标记28表示的收集器内。 从收集器28直接移走液态制冷剂，或者通过可选的可连接节省器 (economizer)移走液态制冷剂，并将制冷剂供到膨胀单元30，膨胀 单元30使高度加压的液态制冷剂发生膨胀，然后进入低压侧热交换器 32，低压侧热交换器例如也被称为蒸发器。 然后，制冷剂压缩机24再次吸入低压侧热交换器32中的再次被 加热的制冷剂，并且以上述方式压缩。 然后，低压侧热交换器32能够冷却空气流或气体流34，所述气 流34被吸出运输容积16外，并且由吹风机单元40通过低压侧热交换 器32而吹出，使得冷却后的空气流或气体流36离开低压侧热交换器 32并返回到输送容积(例如通过位于底部的冷却管道38)，并且被分 配到输送容积。 位于底部的冷却管道38可以例如由若干T形杆42构成，这些杆 42形成容器壳体14的底部组件44。 为了将高压侧热交换器26和制冷剂压缩机24适当地放置在容器 壳体14中，容器壳体14的前壁48具有后移壁区50，使得在该壁区 50的前面产生出一个空间52，用于容纳高压侧热交换器26和制冷剂 压缩机24。 冷却气流54通过吹风机单元60产生并且在高压侧热交换器26处 受到引导，冷却气流54流过空间52，使得气流54流过高压侧热交换 器26，从而冷却高度加压的制冷剂。 而且，内燃机-发电机单元70也安装在容器壳体14上，优选安装 在前壁48的上壁区62上，该内燃机-发电机单元70设置在内燃机-发 电机壳体72内。 如图3所示，内燃机-发电机单元70包括内燃机74，优选为柴油 机，它驱动与之联接的发电机76。 内燃机74和发电机76优选地彼此直接凸缘安装 (flange-mounted)，并且借助于连续轴而以机械牢固的方式彼此相连， 且因此形成设置在共同壳体箱78内的单元。 由内燃机74驱动的发电机76向内部供电系统80供电，在连接到 内部供电系统80的单元当中，电动压缩机马达82驱动制冷剂压缩机 24，并且直接连接到制冷剂压缩机24，从而形成马达-压缩机单元90。 特别的，压缩机马达82和制冷剂压缩机24以机械牢固的方式(例 如通过连续轴94)彼此联接，并且具有共同的密闭密封壳体92。 此外，吹风机单元40也连接(确切的是通过变频器单元84连接) 到内部供电系统80。 而且，吹风机单元60通过变频器单元86也连接到内部供电系统 80。 在此情况中，变频器单元84和86可以形成为可控变频器，或者 形成为可控变极装置，使得吹风机单元40、60运转的转速或频率可以 独立于内部供电系统80的频率来设定。 此外，尤其对处于站立或存放位置的冷却系统20进行操作而言， 内部供电系统80连接到馈入单元100，馈入单元100可以将电力从外 部供电系统102(例如资产物内的不动的供电系统，而且例如也可以为 公共供电系统)供给到内部供电系统80，馈入单元100与外部供电系 统102的连接由插入接头104实现，确切的说，只要容器或运输体不 在运输中，而是静止的，则插入接头104例如处于停放区或者存放设 备上。 为了在低压侧热交换器32处控制由制冷剂回路22输送的制冷输 出，设置了整体用标记110表示的控制单元，且例如通过温度传感器 112和温度传感器114确定运输容积16中的温度条件，温度传感器112 被从运输容积16吸入的空气流或气体流34所围绕，温度传感器114 被冷却后的空气流或气体流36所围绕，并且将所述温度条件与例如先 前存储的期望温度值进行比较。 在将温度与期望值比较的基础上，产生出控制信号，用于根据本 发明的冷却系统。 在此情况中，用于在热交换器32处可获得的制冷输出的重要可控 变量是，由电动压缩机马达82驱动的制冷剂压缩机24的转速。 就控制单元110而言，在没有对电动压缩机马达82进行直接速度 控制的第一示例实施例的情况中，至少在选择的制冷输出范围内，代 替使用了控制单元116(例如在柴油机的情况中，使用喷射控制器)， 用以控制内燃机74的速度，且因此还对发电机76的速度进行控制， 从而发电机76根据其速度关系而在不同的频率下提供电力。 例如，发电机76在近似1000rpm和近似3600rpm之间的速度下运 转。 此外，发电机76构造成：如果它以近似1000rpm运转，则电力以 近似33Hz的频率供给内部供电系统80，而如果它以近似3600rpm运 转，则电力以近似120Hz的频率供给内部供电系统80。 从而，例如，由发电机76将电力供给内部供电系统80的频率在 从近似33Hz到近似120Hz的范围内。 因此，通过速度可变运转的发电机76，内部供电系统80以频率 可变的方式供电，而且因此还以频率可变的方式运转。 相应的，压缩机马达83也以频率可变的方式供电，并且压缩机马 达83的运行速度与内部供电系统80的频率成比例。 在最简单情况中，发电机76构造成，使得它的极数与压缩机马达 82的极数一致，且因此压缩机马达的速度与发电机76的速度大致一致， 而与在异步马达情况下的变化(slip)无关。 与已知的冷却系统相比，在根据本发明的冷却系统20的情况中， 在选择制冷输出范围内，没有对压缩机马达82的速度进行电调节，而 是在内燃机74的速度调节基础上，最后进行压缩机马达82的速度调 节。 还为了能够独立于发电机76的速度和压缩机马达82的速度，通 过内部供电系统80来操作吹风机单元40和60，设置了变频器单元84 和86，以便允许吹风机单元40和60的运转频率不同于分别在用于循 环空气流或气体流34、36以及循环冷却气流54所需的速度下的内部 供电系统80的频率。 在此情况中，控制吹风机单元40和60的速度控制同样通过控制 单元110而受到影响，其中控制单元110向可控变频器单元84和86 提供相应的控制信号。 为此，借助于传感器117和118，在气流54进入高压侧热交换器 26之前和气流54离开高压侧热交换器26之后，控制单元110优选地 还另外记录了气流54的温度。 然而，并非唯一通过控制压缩机马达82的速度来控制制冷输出， 而是还通过控制单元110本身来打开或关闭已知的节省器级120、或者 另外额外地借助于启动开/关阀130来打开或关闭制冷剂压缩机24的两 个压缩机级132和134的第一个。 借助于开/关阀130，能够堵住第一压缩机级132的吸入管线135， 并且借助于止回阀136和旁通管线138，事实上流到第一压缩机级132 中的制冷剂通过第二压缩机级134的吸入管线139而被直接吸入，然 后第二压缩级134通过高压管线140将压缩制冷剂运送到高压侧热交 换器32。此外，节省器120的吸入管线142也通向第二压缩机级134 的吸入管线139，使得流过节省器120的制冷剂仅由第二压缩机级134 吸入，而与两个压缩机级132和134都在运转、或者两个压缩机级中 只有一个(即第二压缩机级134)运转无关。 例如，在WO 02/090844A1中详细描述了这种多级制冷剂压缩机 24在不同操作模式下的、以及用于不同需要的制冷输出的操作，对于 制冷剂压缩机24在多种操作状态下的最优化操作，参考了该文献的全 部内容。 然而，与根据WO 02/090844A1的方案相比，控制单元110在可 变控制的制冷输出范围内，以上述若干速度级的方式或无级的控制方 式控制压缩机马达82的速度。 然而，由于内燃机74的可控速度范围小于制冷剂压缩机24优选 地能够运转以控制制冷输出的速度范围，因此如图5所示的根据本发 明的冷却系统20的第二示例实施例提供了，可以另外地通过可变频驱 动器150，经由内部供电系统80而向压缩机马达82供电。 从而，在压缩机马达82和发电机76的频率成比例的情况中，可 以预先确定若干不同的比例因数，使得在采用内燃机74相同速度范围 时，在发电机76和压缩机马达82之间采用不同的比例因数，以用于 例如制冷剂回路22在较低制冷输出范围内的受控制冷操作(而非用于 制冷剂回路22在较高制冷输出范围内的受控制冷操作)。 然而，在第二示例实施例的情况中，还可以以步进方式在各个速 度级下操作内燃机74，而且可以通过启动变频驱动器150，经由控制 单元100来微调制冷剂压缩机24的速度。这个方案将具有以下优点， 在内燃机74从消耗侧和从排出侧最佳运转的速度下，内燃机74可以 精确运转，不过，也能够通过控制单元110和变频驱动器150来无级 地设定制冷剂压缩机24的速度。 另外，在此实施例的情况中，如果不需要精细控制，尤其是不需 要无级地细微控制吹风机单元40和60，则还可以例如通过适当选择电 动马达的极数，使吹风机单元40和60的运转适应到这样的程度，即： 适应内燃机7的各个运转速度，从而使得可以不需要变频器单元84和 86。