控制冷藏運輸集裝箱中的溫度的制作方法
【專利摘要】對冷藏運輸集裝箱中的溫度進行控制，該冷藏運輸集裝箱包括：運輸容積、控制單元、冷卻空間、提供通過冷卻空間的氣流的一個或多個風機，其中經(jīng)過冷卻空間的空氣經(jīng)過回流空氣溫度傳感器、冷卻單元和供應空氣溫度傳感器。供應空氣溫度（Tsup）被控制為使運輸容積中的溫度在期望溫度范圍內(nèi)處于第一溫度設定點（Tset）附近。在第一有限時間段期間，控制（402）供應空氣溫度（Tsup）或其時間平均函數(shù)以達到低于設定點（Tset）的溫度；以及在所述第一時間段之后的第二有限時間段期間，增加（403）供應空氣溫度（Tsup），使得供應空氣溫度（Tsup）或其時間平均函數(shù)在所述第二時段結束時處于所述期望溫度范圍內(nèi)。
【專利說明】控制冷藏運輸集裝箱中的溫度
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及控制冷藏運輸集裝箱中的溫度，所述冷藏運輸集裝箱至少包括運輸容積、控制單元、冷卻空間、以及提供通過冷卻空間的氣流的一個或多個風機，其中經(jīng)過冷卻空間的空氣至少經(jīng)過用于測量回流空氣溫度的回流空氣溫度傳感器、冷卻單元、以及用于測量供應空氣溫度的供應空氣溫度傳感器。
【背景技術】
[0002]冷藏運輸集裝箱或者其他類型冷藏儲存空間中的溫度通常被控制在鄰近設定點或目標溫度(以下簡稱為設定點溫度、設定點或第一設定點)的溫度范圍內(nèi)。冷藏運輸集裝箱可以例如包括劃分為冷卻空間和運輸容積的隔熱罩。通常，運輸容積裝載有例如肉、蔬菜和水果等的易腐產(chǎn)品。因而通常將設定點溫度選擇為降低易腐產(chǎn)品的質(zhì)量劣化。
[0003]冷卻空間可以例如通過如下面板與運輸容積隔開:該面板配備有一個或多個開口，以使得回流空氣流從運輸容積進入冷卻空間并且使供應空氣溫度流從冷卻空間進入運輸容積。
[0004]通過冷卻空間的氣流通常至少經(jīng)過回流空氣溫度傳感器、用于降低經(jīng)過空氣的溫度的設備(例如冷卻單元或系統(tǒng))、以及供應空氣溫度傳感器。在這樣的系統(tǒng)中，回流空氣溫度傳感器通常測量從運輸容積返回的空氣的溫度，而供應空氣溫度傳感器測量向運輸容積供給的空氣的溫度。
[0005]溫度控制協(xié)議可以選擇性地控制聯(lián)接至冷藏運輸集裝箱的冷卻單元，以將運輸容積中的溫度保持在鄰近設定點溫度的溫度范圍內(nèi)。
[0006]在冷藏運輸集裝箱中使用的一種典型冷卻單元或冷藏單元基于所謂的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)。該循環(huán)至少包括壓縮機、冷凝器、膨脹設備、蒸發(fā)器和能力調(diào)節(jié)設備。壓縮機從蒸發(fā)器吸入制冷劑蒸氣，并且在高壓下對隨后流至冷凝器的制冷劑蒸氣進行壓縮。冷凝器在對制冷劑蒸氣進行冷凝的同時向冷藏運輸集裝箱外部的介質(zhì)釋放其熱量。液化的制冷劑然后流至膨脹設備，在此膨脹設備中制冷劑壓力下降。低壓制冷劑然后流至蒸發(fā)器，在此蒸發(fā)器中，制冷劑在從冷藏運輸集裝箱提取所需熱量時蒸發(fā)。
[0007]在冷藏運輸集裝箱中所使用的其他典型冷卻單元或冷藏單元可以不同。
[0008]運輸容積中的溫度通常是不可測量的。在穩(wěn)定狀態(tài)操作下，所測量的供應空氣溫度通?？梢韵喈敎蚀_地表示運輸容積中的最冷溫度。在穩(wěn)定狀態(tài)操作下，所測量的回流空氣溫度通?？梢院侠淼乇硎具\輸容積中的平均溫度。在穩(wěn)定狀態(tài)操作下，運輸容積中的最暖溫度通常稍高于回流空氣溫度，但依然是未知的并且例如取決于產(chǎn)品在集裝箱內(nèi)部存放的方式。
[0009]對于一般以低于-10°C至_5°C并且通常約-20°C的設定點運送的冷凍商品，產(chǎn)品溫度不過高于設定點是特別重要的。因此，在以低于-10°C至-5°c的設定點進行的冷凍操作中，通常做法是將所測量的回流空氣溫度控制為接近設定點。
[0010]對于一般以高于-10°c至-5°c的設定點運送的冷藏商品，過高和過低的產(chǎn)品溫度都是不期望的。過度高于設定點的不利影響相當明顯，這是應用冷藏的所有原因。然而過度低于設定點，冷藏商品實際上也會變糟。許多冷藏商品易受凍害的影響，在以略高于其冰點的設定點運送敏感商品(如葡萄)時這尤其成為問題。一些冷藏商品易受冷害的影響，例如像香蕉在家用冰箱中變灰。因此，在以高于-10°C至-5°c的設定點進行的冷藏模式操作中，通常做法是將所測量的供應空氣溫度控制成接近設定點。
[0011]傳統(tǒng)上，冷藏運輸集裝箱過去常裝填已經(jīng)預冷卻到接近設定點的溫度的產(chǎn)品，因此運輸容積溫度總是或多或少處于穩(wěn)態(tài)條件下。
[0012]然而，當前的趨勢是更多的集裝箱裝填剛收獲的暖和的產(chǎn)品，由此要由集裝箱的冷卻單元將產(chǎn)品溫度從裝填溫度降至鄰近設定點溫度的溫度范圍。以香蕉貿(mào)易為例，現(xiàn)在的標準操作程序是將約25°C的未冷卻香蕉裝入以約13.5°C的設定點工作的集裝箱中。在這些非穩(wěn)態(tài)條件下，回流空氣溫度變成運輸容積內(nèi)部的最暖溫度的較差指標。
[0013]通常，與回流空氣溫度相比，最暖溫度顯著更慢地收斂至鄰近設定點溫度的溫度范圍。
[0014]鑒于越來越多的暖填塞集裝箱，需要有效且高效地操控所測量的供應空氣溫度和回流空氣溫度，以確保實際運輸容積溫度盡可能且盡快地處于鄰近設定點溫度的期望溫度范圍內(nèi)，同時限制在高于-10°c的設定點處造成冷害和/或凍害的風險。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]因此，本發(fā)明的實施方式的目的是提供一種控制冷藏運輸集裝箱中的溫度的方法，該方法使得在裝載期間產(chǎn)品明顯比所期望的溫暖時整個運輸容積中的溫度能夠快速地達到期望溫度范圍，同時降低由于高溫以及低溫引起的質(zhì)量損失。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，以控制冷藏運輸集裝箱中的溫度的方法來實現(xiàn)該目的，所述冷藏運輸集裝箱至少包括運輸容積、控制單元、冷卻空間以及提供通過冷卻空間的氣流的一個或多個風機，其中經(jīng)過冷卻空間的空氣至少經(jīng)過用于測量回流空氣溫度的回流空氣溫度傳感器、冷卻單元和用于測量供應空氣溫度的供應空氣溫度傳感器，其中，該方法包括:控制供應空氣溫度以使運輸容積中的溫度處于在第一溫度設定點附近的期望溫度范圍內(nèi)。該目的在所述方法包括如下步驟時實現(xiàn):在第一有限時間段期間，控制供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)以達到低于所述第一溫度設定點的溫度；以及在所述第一時間段之后的第二有限時間段期間，增加所述供應空氣溫度，使得供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)在所述第二時間段結束時處于所述期望溫度范圍內(nèi)。
[0017]當將供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)降低至低于設定點的溫度時，有助于使整個運輸容積中的產(chǎn)品溫度達到期望溫度范圍的速率加快。這在裝載期間的產(chǎn)品溫度明顯比所期望的溫暖時尤為重要。許多易腐產(chǎn)品由于過高溫度而受損，同樣也由于過低溫度而受損。將供應空氣溫度降低為低于設定點有助于克服由于過高溫度而引起的質(zhì)量損失。限制這種比期望值冷的供應空氣溫度的持續(xù)時間有助于降低由于過低溫度而引起的質(zhì)量損失。如果適當選擇第一時段和第二時段的持續(xù)時間，則程序甚至可以運行為不會使運輸容積中的產(chǎn)品溫度在任何時間及任何位置處降至期望溫度范圍以下。
[0018]在一個實施方式中，方法包括:將供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)控制到供應空氣溫度設定點；在所述第一時間段期間，將供應空氣溫度設定點設定成低于第一溫度設定點的值；以及在所述第二時間段期間，增加供應空氣溫度設定點，使得在所述第二時間段結束時供應空氣溫度設定點等于所述第一溫度設定點。通過將供應空氣溫度控制到被暫時設定成低于第一溫度設定點的供應空氣溫度設定點，實現(xiàn)了加快運輸容積中的產(chǎn)品溫度下降的速率的有利實施方式。
[0019]該方法還包括:在主控制器中，根據(jù)所述第一溫度設定點以及回流空氣溫度和供應空氣溫度的測量值中的至少一個來確定所述供應空氣溫度設定點；以及在從屬控制器中，將供應空氣溫度控制到所述供應空氣溫度設定點。因此，可以通過所謂的主-從控制器來實現(xiàn)在啟動運動(trip)的第一部分期間的期望的暫時供應空氣溫度下沖，在該主-從控制器中，從控制器負責供應空氣溫度控制，而主控制器操控由從控制器使用的供應空氣溫度設定點，以控制運輸容積中產(chǎn)品溫度的過程。根據(jù)回流空氣溫度和/或供應空氣溫度的測量值來調(diào)節(jié)供應空氣溫度設定點引入了反饋。該反饋有利地對于所觀察溫度提供對供應空氣溫度下沖的持續(xù)時間和幅值進行調(diào)節(jié)的可能性。
[0020]在一個實施方式中，該方法包括:在所述第二時間段的第一子時段期間，以第一斜率將供應空氣溫度設定點從低于所述第一溫度設定點的所述值增加到下述中間值，該中間值介于低于所述第一溫度設定點的所述值與第一溫度設定點之間；以及在所述第二時間段的第二子時段期間，以第二斜率將供應空氣溫度設定點從所述中間值增加到第一溫度設定點；其中，所述第一斜率和第二斜率中的每個斜率根據(jù)所述第一溫度設定點、所述供應空氣溫度設定點以及回流空氣溫度和供應空氣溫度的測量值中的至少一個來預定或計算。與施加步進改變相反，通過逐漸斜升供應空氣溫度設定點，僅需要從冷卻單元進行細微的調(diào)節(jié)而不會對可能的其他控制回路造成干擾。供應空氣溫度設定點的步進增加甚至可能引起意想不到的熱需求。這可以有利地被避免。將供應空氣溫度設定點斜升時段細分為兩個單獨的斜升子時段提供了如下具吸引力的可能性:在這兩個子時段之間插入供應空氣溫度設定點處于中間值的第三子時段。
[0021]在這樣的實施方式中，該方法還可以包括:在所述第二時間段的設置在所述第一子時段和第二子時段之間的第三子時段期間，將供應空氣溫度設定點保持在所述中間值。在第三有限子時段期間將供應空氣溫度設定點保持在中間值有利地將以下兩方面相結合:運輸容積中的溫點處的溫度加速下降以及保證最冷的產(chǎn)品溫度不會下降到該中間值以下。特別是在已知處于所述中間值的產(chǎn)品溫度在已知時間量之后只會引起冷害/凍害的情況下，可以有利地針對至多所述有限時間量來將供應空氣溫度設定點設定為處于該中間值。
[0022]在一個實施方式中，所述第一時間段可以具有小于10小時的持續(xù)時間，所述第二時間段可以具有小于90小時的持續(xù)時間；并且低于所述第一溫度設定點的所述值可以低于所述第一溫度設定點在0.5°C至4°C之間。
[0023]在一些實施方式中，低于所述第一溫度設定點的所述值還可以低于在第一溫度設定點附近的所述期望溫度范圍。通過將供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)降低到不僅低于第一設定點的溫度，甚至降低到低于所述期望產(chǎn)品溫度范圍的溫度，實現(xiàn)了甚至更快的下降，并因而實現(xiàn)甚至更大的優(yōu)勢。
[0024]在另一實施方式中，該方法包括:將供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)限制為高于最小限制值；以及隨時間推移增大最小限制值。對供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)施加最小限制值的優(yōu)點在于:這不是強制在啟動運動的第一部分期間進行暫時下沖，而僅是在啟動運動的第一部分期間提供暫時下沖的可能性，并且隨后在產(chǎn)品溫度接近設定點時，通過隨時間推移增大最小限制值來減小下沖的可能性。是否實際進行下沖由溫度控制中的其他元件決定。例如，將供應空氣溫度和回流空氣溫度的均值控制到第一溫度設定點的控制器僅在回流空氣溫度高于第一溫度設定點的情況下要求下沖的可能性。
[0025]本發(fā)明的一些實施方式還涉及一種用于控制冷藏運輸集裝箱中的溫度的系統(tǒng)，所述冷藏運輸集裝箱至少包括運輸容積和冷卻空間以及提供通過冷卻空間的空氣流的一個或多個風機，其中經(jīng)過冷卻空間的空氣至少經(jīng)過用于測量回流空氣溫度的回流空氣溫度傳感器、冷卻單元和用于測量供應空氣溫度的供應空氣溫度傳感器，其中，該系統(tǒng)包括控制單元，該控制單元被配置成控制供應空氣溫度以使運輸容積中的溫度在第一溫度設定點附近的期望溫度范圍內(nèi)。控制單元被配置成:在第一有限時間段期間，控制供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)以達到低于所述第一溫度設定點的溫度；以及在所述第一時間段之后的第二有限時間段期間，增加供應空氣溫度，使得供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)在所述第二時間段結束時處于所述期望溫度范圍內(nèi)。
[0026]與以上針對方法所提及的實施方式相對應的實施方式也適用于系統(tǒng)，具有相同的優(yōu)點。
[0027]在一些實施方式中，控制單元被配置成:在沒有人為干預的情況下確定是否有至少一個指標指示運輸容積中的溫度明顯高于所述期望溫度范圍，其中，所述至少一個指標為之前斷電時段的持續(xù)時間、激活控制器之后在預定時間量內(nèi)所測量的回流空氣溫度和所測量的供應空氣溫度中至少一者的函數(shù)；以及僅在所述至少一個指標指示運輸容積中的溫度明顯高于所述期望溫度范圍的情況下，才將所述供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)降低至低于所述第一溫度設定點的所述溫度。
[0028]在每次運送中將供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)降低到低于第一溫度設定點的所述溫度會帶來對裝載之前已經(jīng)預冷卻的產(chǎn)品造成凍害/冷害的風險。只有在至少一個指標指示運輸容積中的溫度明顯高于期望溫度范圍的情況下才要求暫時溫度下沖，這有利地降低了該風險。
[0029]在一些實施方式中，控制單元本被配置成:所述控制器啟動時，檢查是否之前通電時段結束時的控制器狀態(tài)在所述第一時間段或所述第二時間段內(nèi)以及從何時起之前通電時段結束時的控制器狀態(tài)在所述第一時間段或所述第二時間段內(nèi)；以及在初始化供應空氣溫度控制器時考慮該信息。以此方式，獲得對電力供應的短時中斷具有更好魯棒性的系統(tǒng)，原因在于下沖僅在啟動運動的開始時發(fā)起，這是通過之前多天斷電時段的出現(xiàn)來識別的，并且如果在掉電時控制器正以所述第一時間段或第二時間段期間的控制器狀態(tài)進行操作，則恢復此控制器狀態(tài)。
[0030]本發(fā)明的一些實施方式涉及具有用于執(zhí)行上述方法的程序代碼裝置的計算機程序和計算機可讀介質(zhì)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031 ] 下面將參照附圖更全面地描述本發(fā)明的實施方式，附圖中
[0032]圖1示出了冷藏運輸集裝箱的簡化縱向截面圖；
[0033]圖2示出了表示傳統(tǒng)供應空氣溫度控制器的框圖的示例；[0034]圖3示出了其中直接將第一設定點輸入到傳統(tǒng)供應空氣溫度控制器中的計算機模擬的結果；
[0035]圖4示出了說明在一個時間段內(nèi)控制供應空氣溫度暫時降低的方法的流程圖；
[0036]圖5示出了表示根據(jù)實施方式的主-從控制器的框圖的示例；
[0037]圖6示出了其中將第一設定點輸入到主-從控制器中的計算機模擬的結果；
[0038]圖7示出了說明實現(xiàn)圖4的方法的算法的示例的流程圖；
[0039]圖8示出了說明用于圖7的算法的啟動程序的可能實現(xiàn)方式的流程圖；
[0040]圖9示出了圖7的算法的低溫冷卻下降步驟的可能實現(xiàn)方式的流程圖；
[0041]圖10示出了說明圖7的算法的第一低溫冷卻斜升步驟的可能實現(xiàn)方式的流程圖；以及
[0042]圖11示出了說明圖7的算法的第二低溫冷卻斜升步驟的可能實現(xiàn)方式的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0043]圖1示意性示出了冷藏運輸集裝箱形式的冷藏空間的簡化縱向截面圖。
[0044]所示出的是至少包括運輸容積45、控制單元7和冷卻空間41的冷藏運輸集裝箱I或另外類型的冷藏存儲空間的一個示例。冷卻空間41可以位于運輸集裝箱I的隔熱罩內(nèi)部，并且可以(如所示的)通過如下的面板等與運輸容積45隔開:該面板配備有一個或多個開口，以使得回流空氣流50能夠進入到冷卻空間41中并且使得供應空氣流55能夠離開冷卻空間41。
[0045]通過冷卻空間的氣流可以通過例如一個或多個風機10 (如蒸發(fā)器風機)或提供類似功能的一個或多個其他單元來保持。在通過冷卻空間41的途中，空氣依次至少經(jīng)過回流空氣溫度傳感器5、一個或多個風機10、降低經(jīng)過空氣的溫度的冷卻單元或系統(tǒng)16(或具有類似功能的一個或多個其他單元)、和供應空氣溫度傳感器25。
[0046]在這種系統(tǒng)中，回流空氣溫度傳感器5測量從運輸容積返回的空氣的溫度(下文用Tret表示)，而供應空氣溫度傳感器25測量向運輸容積供給的空氣的溫度(下文用Tsup表不)。
[0047]由控制器7將運輸容積45中不可測量的溫度控制在如下的期望溫度范圍內(nèi):該期望溫度范圍接近適于運輸容積45中容納的產(chǎn)品的目標或設定點溫度(Tset)。作為示例，對于香蕉或類似產(chǎn)品，期望溫度范圍可以為13°C至15°C，則可以將設定點溫度(Tset)設定為13.5°C。對于一些產(chǎn)品，設定點溫度可以等于期望溫度范圍的下限。在傳統(tǒng)的分別冷藏冷凍模式的操作中，分別將回流空氣溫度控制到設定點Tset，目的是將運輸容積中的溫度保持在期望溫度范圍內(nèi)。
[0048]圖2示意性示出了表示在冷藏模式操作中所使用的傳統(tǒng)供應空氣溫度控制器的框圖的示例。
[0049]在框圖中，過程217表示冷藏運輸集裝箱(參見例如圖1中的I)內(nèi)的溫度動態(tài)。盡管冷藏運輸集裝箱中的每個位置具有其自身的溫度219，但僅測量兩個溫度:回流空氣溫度傳感器(RTS)5測量回流空氣溫度Tret213 ;以及供應空氣溫度傳感器(STS)25測量供應空氣溫度Tsup209。在傳統(tǒng)控制器中，通常在控制循環(huán)中使用這些溫度中的僅一個溫度。在圖2中，供應空氣溫度Tsup209由STS25來測量并且與設定點Tset201進行比較，差值被饋送至Tsup控制器107。
[0050]圖3呈現(xiàn)出對于輸入到如圖2所示的那種傳統(tǒng)控制器107中的設定點(Tset)301以及針對如下溫度的溫度軌跡的計算機模擬的結果:運輸容積中的供應空氣流的溫度(Tsup) 302、回流空氣流的溫度(Tret) 303、最暖產(chǎn)品溫度(Twarm) 304和最冷產(chǎn)品溫度(Tcold) 306。此處，設定點溫度Tset301為13.5°C，其通常用于香蕉的運輸。在該計算機模擬中，假設產(chǎn)品在約25°C的溫度下被裝入集裝箱，即集裝箱被暖裝填。對于其他產(chǎn)品的運輸，可以使用其他設定點溫度。
[0051]在圖3的情況下，Tsup302被控制在所輸入的Tset301。這反映了在冷藏模式操作——即以高于-10°C至-5°c的目標溫度用于運輸產(chǎn)品的操作——中的溫度控制的常規(guī)方法。在通電時，所有的內(nèi)部溫度或多或少等于環(huán)境溫度，即25°C。然后，供應空氣溫度通常將會在例如5小時至10小時的時段內(nèi)下降至目標溫度Tset。從圖中可以看出，回流空氣溫度Tret以及不可測量的溫度Twarm和Tcold顯著較慢地接近Tset。在實際運送中，運輸容積中最暖產(chǎn)品溫度Twarm304和最冷產(chǎn)品溫度Tcold306通常是不可測量的，但計算機模擬示出了實際樣式。
[0052]要注意，無論本文檔在何處提到“將供應空氣溫度控制到設定點”，還可以理解為“將時間平均的供應空氣溫度控制到設定點”。作為示例，此處時間平均是指按小時平均。此背景為當前發(fā)明不需要調(diào)整式供應空氣溫度控制器，原因是其可以與用于供應空氣溫度控制器的任意類型的通/斷控制器相配合。
[0053]要注意，在傳統(tǒng)的冷凍模式操作下，Tret303而不是Tsup302將被控制到Tset301。在此情況下，以最大制冷能力進行溫度下降直到Tret303的曲線達到設定點為止，而不管Tsup302下沖到設定點Tset301的程度。這對于冷凍產(chǎn)品是適用的方法，原因是冷凍產(chǎn)品的質(zhì)量不會由于低于設定點的溫度而受損，但確實可能由于高于設定點的溫度而受損。
[0054]與像在傳統(tǒng)的分別冷藏冷凍模式的操作中那樣僅將供應空氣或回流空氣溫度控制到設定點Tset相比，下面所描述的溫度控制更先進。在下面所描述的方法中，暫時允許供應空氣溫度Tsup低于第一設定點Tset，或者甚至低于期望溫度范圍的下限，以加速熱裝填的冷藏運輸集裝箱的運輸容積中產(chǎn)品溫度的下降。
[0055]原理是在例如運送的最初幾天的時段期間控制供應空氣溫度的暫時降低。這在圖4的流程圖400中示出。該過程以步驟401中的通電開始。然后在步驟402中，控制器可以緊接在通電之后或者在起動程序完成之后開始將供應空氣溫度Tsup或其時間平均函數(shù)下降到低于第一溫度設定點Tset的值。當達到該較低值時，該較低值可以維持一段時間或者可以直接啟動下一步。在第一時間段期間進行步驟402。接下來，在步驟403中，在第二時間段期間，將供應空氣溫度Tsup從該較低值朝向溫度設定點Tset增加。當達到Tset時，則在此過程的余下時間內(nèi)將Tsup保持(步驟404)在該溫度或者在該溫度附近的期望范圍內(nèi)。要注意，第一時間段和第二時間段二者均具有有限長度。
[0056]作為示例，圖4的過程基本上可以通過用圖5所示的主控制器來擴展圖2所示的現(xiàn)有易腐模式供應空氣溫度控制器來實現(xiàn)。在該理論下，現(xiàn)有供應空氣溫度控制器則變成從控制器207。主控制器203包含算法，其示例將在下面進行描述。因此，控制器7可以例如包括結合圖5說明的主-從控制器設置200或者其功能可以以另一方式提供。
[0057]其他方面和變型將在下文中進一步說明。[0058]圖5示意性示出了表示根據(jù)一個實施方式的所謂主-從控制器200的框圖。在此實施方式中，過程217表示冷藏運輸集裝箱(參見例如圖1中的I)內(nèi)的溫度動態(tài)。盡管冷藏運輸集裝箱中的每個位置具有其自身的溫度219，但僅測量這些溫度中的兩個溫度:回流空氣溫度傳感器(RTS) 5測量回流空氣溫度Tret213，以及供應空氣溫度傳感器(STS) 25測量供應空氣溫度Tsup209。
[0059]該框圖表示根據(jù)一個實施方式的所謂主-從控制器200，其中通常首先在主控制器203中處理所輸入的第一設定點Tset201，主控制器203基于Tset201、Tret213的當前和/或最近的值以及可能的Tsup209來操控或得出第二或經(jīng)修正的供應空氣溫度設定點Tset_slave205。然后通過控制器207接收經(jīng)修正的設定點Tset_slave205與供應空氣溫度Tsup209之間的差，接著從控制器207以最小化該差為目的，從而通過調(diào)節(jié)由冷藏運輸集裝箱的冷卻空間中的冷卻單元(參見例如圖1中的16)吸收的熱量而有效地將Tsup209控制到經(jīng)修正的供應空氣溫度設定點Tset_slaVe205，這在此示意性表示中可以被認為是過程217的一部分。
[0060]在本實施方式中，第一設定點Tset201被視為主控器203的設定點，其中主控制器203操控從設定點Tset_slaVe205。為了區(qū)分所述兩個設定點，在下文中還可以將設定點Tset201稱為第一設定點。從控制器207然后將供應空氣溫度Tsup209控制到從供應空氣溫度設定點Tset_slaVe205。主控制器在第一有限時間段期間有意將從供應空氣溫度設定點Tset_slave205降低到第一主設定點Tset201以下，其目的是加速將產(chǎn)品溫度219下降到在第一設定點Tset201附近的期望溫度范圍。通過使得平均Tsup209在一段時間內(nèi)低于Tset201 (或者甚至低于運輸容積中的產(chǎn)品的期望溫度范圍的下限)而不是將其控制在Tset，集裝箱中的溫度219的包括產(chǎn)品溫度的較大一部分溫度將顯示出向接近第一設定點Tset201的期望溫度范圍的較快速收斂。通過在具有有限長度的第二時間段期間將供應空氣溫度Tsup209增加到目標溫度Tset201并且在第二時間段之后將Tsup209保持在第一設定點Tset201，確保低于目標溫度的產(chǎn)品溫度不會出現(xiàn)或幾乎不出現(xiàn)。以此方式，集裝箱中的產(chǎn)品不會由于在Tsup209的初始過度冷卻期間的過低溫度而受損。
[0061]圖6示出了對于將第一設定點Tset301輸入到主控制器中所產(chǎn)生的溫度Tsup302、Tret303、Twarm304和Tcold306的模擬軌跡的計算機模擬,其中所述主控制器接著操控從控制器的供應空氣溫度設定點Tset_slave305。通過主控制器調(diào)節(jié)從控制器的供應空氣溫度設定點Tset_slave305，主控制器基于Tset301、Tret303和可能的Tsup302來操控供應空氣溫度設定點Tset_slaVe305，目的在于在有限的第一時間段內(nèi)將Tsup302控制到低于Tset301的值，而從控制器將供應空氣溫度Tsup302控制到從設定點Tset_slave305。
[0062]根據(jù)第一溫度設定點Tset301來操控供應空氣溫度設定點Tset_slave305有利地將Tset_slave305調(diào)節(jié)到Tset301，其中相對于Tset301的調(diào)節(jié)可以通過如下方式而取決于Tset301:例如當Tset301處于已知要運送低溫敏感型產(chǎn)品所處的范圍內(nèi)時,將Tset_slave305降低為低于Tset301至多1°C，而同時允許運送低溫較不敏感型產(chǎn)品所處的設定點范圍內(nèi)的2V的降低。根據(jù)回流空氣溫度Tret303和/或供應空氣溫度Tsup302的測量值來調(diào)節(jié)供應空氣溫度設定點Tset_slave305的操作引入了反饋。該反饋有利地提供了對于所觀察溫度對溫度下沖的持續(xù)時間和幅值進行調(diào)節(jié)的可能性。
[0063]該主-從控制器為圖5中所描繪的實施方式的實現(xiàn)，其中主控制器執(zhí)行下面關于圖7所描述的算法。
[0064]相比于圖3，圖6示出由于圖6中的主-從控制而實現(xiàn)了較快的溫度下降，S卩，產(chǎn)品溫度向第一設定點的較快收斂，同時仍保持對Tsup302進行控制。例如，40個小時之后，在圖3中Twarm304仍為16.5°C,而在圖6中Twarm304則已經(jīng)下降到16.0°C。這是通過使供應空氣溫度Tsup302能夠比Tset301冷或者甚至比期望溫度范圍的下限冷而實現(xiàn)的。一般來說，Tsup302比Tset301冷意味著增加的冷害風險。然而，Tsup302比Tset301冷的時段僅在運輸容積中大部分位置處的溫度仍然高于Tset301時的下降開始階段出現(xiàn)，由于如以上所提及的，在第二時間段期間將Tset_slave305增加至Tset301。這將下面進一步詳細描述。因而，產(chǎn)品溫度將不會或者幾乎不會下降到Tset301以下。因此，冷害的風險非常有限，而較快下降的益處卻是明顯的，即因過高的溫度而引起的質(zhì)量劣化較少(即應用冷藏的整體理念)。
[0065]同樣在冷凍模式操作下，可以例如使用上述主從概念以在像圖6中一樣的溫度下降期間限制Tsup302的下沖。這可能例如會以運輸容積中的最暖溫度Twarm304的略緩下降為代價來提供了一定節(jié)能的優(yōu)點。
[0066]在上述實施方式中，主控制器203包含如下算法:該算法根據(jù)第一設定點Tset以及供應空氣溫度Tsup和回流空氣溫度Tret的測量(最近和/或當前)值來計算從設定點Tset_slave以獲得上述結果。下面參照圖7所示的流程圖500和圖6所示的曲線圖來描述如何可以實現(xiàn)該算法的示例。
[0067]圖7所示的算法功能為包括5個步驟或狀態(tài)的過程，其中以不同方式來計算用于溫度控制的從設定點Tset_slave。這些步驟中的一些步驟在一些實施方式中可以省略或組
八
口 ο
[0068]在斷電時段之后，當在步驟501中單元通電時，過程可以直接在步驟402中開始，或者其可以首先運行起動過程502，該起動過程判定是否應該實際使用步驟402到步驟505的低溫冷卻過程。圖8的流程圖中較詳細地示出了這樣的起動過程502的示例。首先，在步驟511中檢查斷電時間是否已經(jīng)持續(xù)大于96小時。如果是這種情況，則在步驟512中將“下降完成標記”設定為假，然后在步驟513中將供應空氣溫度Tsup控制在第一設定點Tset達30分鐘。然而，如果斷電時間尚未持續(xù)超過96小時，則在步驟514中檢查“下降完成標記”是否為真。如果標記已經(jīng)為假，則如前面那樣在步驟513中將供應空氣溫度Tsup控制在第一設定點Tset達30分鐘。否則，程序轉到步驟404，即不具有降溫冷卻過程的供應空氣溫度的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)。在步驟513中的30分鐘之后，在步驟515中檢查回流空氣溫度Tret是否高于Tset+3°C。如果回流空氣溫度Tret高于Tset+3°C,則在步驟402中開始低溫冷卻過程。否則，在步驟404中使用供應空氣溫度的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)。換言之，僅在以下條件成立時才開始低溫冷卻下降步驟:該單元已經(jīng)在傳統(tǒng)模式下運行超過30分鐘，且Tret高于Tset+3°C，并且“下降完成標記”為假。
[0069]圖8中的實施方式是在沒有人為干預的情況下確定是否有至少一個指標指示運輸容積中的溫度明顯高于期望溫度范圍的可能實施方式，其中，所述至少一個指標為之前斷電時段的持續(xù)時間、在啟動控制器之后的預定時間量內(nèi)的所測量的回流空氣溫度和所測量的供應空氣溫度的函數(shù)；并且僅在所述至少一個指標指示運輸容積中的溫度明顯高于所述期望溫度范圍時才將供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)降低至低于所述第一溫度設定點的所述溫度。在每次運送中將供應空氣溫度或其時間平均函數(shù)降低為低于第一溫度設定點的所述溫度，會帶來對裝載之前已經(jīng)預冷卻的產(chǎn)品造成凍害/冷害的風險。僅在至少一個指標指示運輸容積中的溫度明顯高于期望溫度范圍時才要求暫時溫度下沖有利地降低了該風險。
[0070]在圖9中更詳細示出的圖7的低溫冷卻下降步驟402中，在步驟521中控制供應空氣溫度Tsup達到低于第一設定點Tset的值。在此實施方式中，將該值設定為Tset-1°C。如上所提及的，該值可以低于針對傳輸容積中的溫度的期望溫度范圍的下限。這通過將從設定點Tset_slave設定為Tset-TC來進行，如同樣在圖6中所示的。當Tsup已經(jīng)達到Tset-1°C時或者如果Tsup已經(jīng)低于Tset達10小時，則停止該步驟。因此，在步驟522中，檢查Tsup〈Tset-l°C是否成立,并且在步驟523檢查Tsup是否已經(jīng)低于Tset超過10小時。在下降步驟402之后可以跟隨保持步驟(未示出)，其中將Tsetjiave保持在Tset-1 °C—段時間，從而使Tsup保持在Tset-l°C —段時間，或者只要Tsup達到Tset_l°C就可以啟動步驟403。如果該單元在下降狀態(tài)期間重啟，則在重新開始之后恢復下降狀態(tài)。
[0071]在圖7所描繪的實施方式中，將供應空氣溫度增加到第一設定點Tset的步驟403被分成三個步驟，即第一低溫冷卻斜升步驟503、低溫冷卻保持步驟504和第二低溫冷卻斜升步驟505。低溫冷卻狀態(tài)403跟隨下降步驟402。
[0072]圖10示意性描繪了在第一低溫冷卻斜升步驟503中進行的步驟。在進入該狀態(tài)時，首先在步驟531中通過求解如下方程來確定斜坡斜率:
[0073]時間常數(shù)=6小 時
[0074]Tini=min (Treturn ；TsuppIy-TsuppIy 的斜率 * 時間常數(shù))[°C ] (I)
【權利要求】
1.一種對冷藏運輸集裝箱(1)中的溫度進行控制的方法，所述冷藏運輸集裝箱(1)至少包括運輸容積(45)、控制單元(7)、和冷卻空間(41)、以及提供通過所述冷卻空間(41)的氣流的一個或多個風機(10)，其中，經(jīng)過所述冷卻空間的空氣至少經(jīng)過用于測量回流空氣溫度(Tret)的回流空氣溫度傳感器(5)、冷卻單元(16)、以及用于測量供應空氣溫度(Tsup)的供應空氣溫度傳感器(25)，其中，所述方法包括: ?控制供應空氣溫度(Tsup)以使所述運輸容積(45)中的溫度處于第一溫度設定點(Tset)附近的期望溫度范圍內(nèi)， 其特征在于，所述方法包括: ?在第一有限時間段期間，控制(402)所述供應空氣溫度(Tsup)或其時間平均函數(shù)以達到低于所述第一溫度設定點(Tset)的溫度；以及 ?在所述第一時間段之后的第二有限時間段期間，增加(403)所述供應空氣溫度(Tsup)，使得所述供應空氣溫度(Tsup)或其時間平均函數(shù)在所述第二時間段結束時處于所述期望溫度范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括: ?將所述供應空氣溫度(Tsup)或其時間平均函數(shù)控制到供應空氣溫度設定點(Tset_slave)； ?在所述第一時間段期間，將所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)設定成低于所述第一溫度設定點(Tset)的值；以及 ?在所述第二時間段期間，增加所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)，使得所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)在所述第二時間段結束時等于所述第一溫度設定點(Tset)。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法包括: ?在主控制器(203)中，根據(jù)所述第一溫度設定點(Tset)以及所述回流空氣溫度(Tret)和所述供應空氣溫度(Tsup)的測量值中的至少一個來確定所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave);以及 ?在從控制器(207)中，將所述供應空氣溫度(Tsup)控制到所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)。
4.根據(jù)權利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述方法包括: ?在所述第二時間段的第一子時段期間，以第一斜率將所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)從低于所述第一溫度設定點(Tset)的所述值增加到如下的中間值:所述中間值介于低于所述第一溫度設定點(Tset)的所述值與所述第一溫度設定點(Tset)之間；以及 ?在所述第二時間段的第二子時段期間，以第二斜率將所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)從所述中間值增加到所述第一溫度設定點(Tset)； 其中，所述第一斜率和所述第二斜率中的每一個斜率都是根據(jù)所述第一溫度設定點(Tset)、所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)以及所述回流空氣溫度(Tret)和所述供應空氣溫度(Tsup)的測量值中的至少一個來預定或計算的； 其特征還在于，所述方法包括: ?在所述第二時間段的介于所述第一子時段與所述第二子時段之間的第三子時段期間，將所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)保持在所述中間值。
5.根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的方法，其特征在于，低于所述第一溫度設定點(Tset)的所述預定值也低于第一溫度設定點(Tset)附近的所述期望溫度范圍。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括: ?將所述供應空氣溫度(Tsup)或其時間平均函數(shù)限制成高于最小限制；以及 ?隨時間推移增大所述最小限制。
7.一種用于控制冷藏運輸集裝箱(1)中的溫度的系統(tǒng)，所述冷藏運輸集裝箱(1)至少包括運輸容積(45)、冷卻空間(41)以及提供通過所述冷卻空間(41)的氣流的一個或多個風機(10)，其中，經(jīng)過所述冷卻空間的空氣至少經(jīng)過用于測量回流空氣溫度(Tret)的回流空氣溫度傳感器(5)、冷卻單元(16)、以及用于測量供應空氣溫度(Tsup)的供應空氣溫度傳感器(25 )，其中，所述系統(tǒng)包括控制單元(7 )，所述控制單元(7 )被配置成: ?控制供應空氣溫度(Tsup)以使所述運輸容積(45)中的溫度處于第一溫度設定點(Tset)附近的期望溫度范圍內(nèi)， 其特征在于，所述控制單元(7)被配置成: ?在第一有限時間段期間，控制(402)所述供應空氣溫度(Tsup)或其時間平均函數(shù)以達到低于所述第一溫度設定點(Tset)的溫度；以及 ?在所述第一時間段之后的第二有限時間段期間，增加(403)所述供應空氣溫度(Tsup)，使得所述供應空氣溫度(Tsup)或其時間平均函數(shù)在所述第二時間段結束時處于所述期望溫度范圍內(nèi)。`
8.根據(jù)權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(7)被配置成: ?將所述供應空氣溫度(Tsup)或其時間平均函數(shù)控制到供應空氣溫度設定點(Tset_slave)； ?在所述第一時間段期間，將所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)設定成低于所述第一溫度設定點(Tset)的值；以及 ?在所述第二時間段期間，增加所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)，使得所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)在所述第二時間段結束時等于所述第一溫度設定點(Tset)。
9.根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(7)包括: ?主控制器(203)，所述主控制器(203)被配置成根據(jù)所述第一溫度設定點(Tset)以及所述回流空氣溫度(Tret)和所述供應空氣溫度(Tsup)的測量值中的至少一個來確定所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)；以及 ?從控制器(207)，所述從控制器(207)被配置成將所述供應空氣溫度(Tsup)控制到所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(7)被配置成: ?在所述第二時間段的第一子時段期間，以第一斜率將所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)從低于所述第一溫度設定點(Tset)的所述值增加到如下的中間值:所述中間值介于低于所述第一溫度設定點(Tset)的所述值與所述第一溫度設定點(Tset)之間；以及 ?在所述第二時間段的第二子時段期間，以第二斜率將所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)從所述中間值增加到所述第一溫度設定點(Tset)； 其中，所述第一斜率和所述第二斜率中的每一個斜率都是根據(jù)所述第一溫度設定點(Tset)、所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)以及所述回流空氣溫度(Tret)和所述供應空氣溫度(Tsup)的測量值中的至少一個來預定或計算的； 其特征還在于，所述控制單元(7)被配置成: ?在所述第二時間段的介于所述第一子時段與所述第二子時段之間的第三子時段期間，將所述供應空氣溫度設定點(Tset_slave)保持在所述中間值。
11.根據(jù)權利要求7至10中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，低于所述第一溫度設定點(Tset)的所述預定值也低于第一溫度設定點(Tset)附近的所述期望溫度范圍。
12.根據(jù)權利要求7至11中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(7)被配置成: ?在沒有人為干預的情況下，判定是否有至少一個指標指示所述運輸容積中的溫度明顯高于所述期望溫度范圍，其中，所述至少一個指標為之前斷電時段的持續(xù)時間、在所述控制器(7)啟動之后的預定時間量內(nèi)所測量到的回流空氣溫度(Tret)和所測量到的供應空氣溫度(Tsup)中的至少一個的函數(shù)；以及 ?僅在所述至少一個指標指示所述運輸容積中的溫度明顯高于所述期望溫度范圍的情況下，才將所述供應空氣溫度(Tsup)或其時間平均函數(shù)降低至低于所述第一溫度設定點(Tset)的所述溫度。
13.根據(jù)權利要求7至12中的任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元(7)被配置成:` ?在所述控制器(7)啟動時，檢查在之前通電時段結束時的控制器狀態(tài)是在所述第一時間段或是在所述第二時間段內(nèi)、以及在之前通電時段結束時的控制器狀態(tài)從何時起處于所述第一時間段或從何時起處于所述第二時間段內(nèi)；并且 ?在初始化所述供應空氣溫度控制器時考慮該信息。
14.一種包括程序代碼裝置的計算機程序，當在計算機上運行所述計算機程序時，所述程序代碼裝置用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1至6中的任一項中所述的步驟。
15.一種計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可讀介質(zhì)上存儲有程序代碼裝置，當在計算機上運行所述程序代碼裝置時，所述程序代碼裝置用于執(zhí)行根據(jù)權利要求1至6中的任一項中所述的方法。
【文檔編號】F25D29/00GK103797320SQ201380002924
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年3月12日 優(yōu)先權日:2012年3月23日
【發(fā)明者】雷恩·約翰內(nèi)斯·謝蘭普·呂卡斯, 波爾·基姆·馬德森, 拉爾斯·穆·耶森 申請人:A·P·默勒-馬士基公司