发明内容
本发明提供了一种温控机组在冷藏模式下的精确温度控制方法,在冷藏模式下,通过判定环境温度与设定温度的差异来实施温控机组温度的精确控制,以避免冷藏货物遭受热损或冷藏损害冻伤,并减少能耗。
本发明提供了一种连同保温腔室一起设置的温控机组在冷藏模式下的温度控制方法,用于将保温腔室内空气温度控制在设定温度,设定温度是希望保温腔室内空气维持的温度,温控机组包括连通保温腔室内外空气的通风窗、用于和箱内空气进行热量交换的蒸发器盘管和将保温腔室外空气通过通风窗吸入保温腔室内的蒸发器风机,所述蒸发器风机包括包括至少两个风速档,至少两个风速档包含风速小于其中其它各风速档的最小风速档,温度控制方法包括:
第一检测比较温控步骤,检测环境温度、供风温度和回风温度,并比较检测到的环境温度与设定温度的差值的绝对值与第一阈值的大小,
其中环境温度是保温腔室外部空气的温度,
供风温度是指保温腔室内原有的空气和通过通风窗进入保温腔室内的新空气经蒸发器风机混合送出,并与蒸发器盘管作热量交换后的温度,
回风温度是指保温腔室内原有的空气和通过通风窗进入保温腔室内的新空气经蒸发器风机混合送出,并到达蒸发器盘管前的温度,其中
当检测到的环境温度与设定温度的差值的绝对值小于或等于第一阈值时,则使蒸发器风机工作在至少两个风速档中除最小风速档之外的任一风速档,并使得温控机组以供风温度控制方式工作,供风温度控制方式是基于检测到的供风温度与设定温度的差值进行温度控制以使得供风温度最终稳定在设定温度的温度控制方式,
当检测到的环境温度与设定温度的差值的绝对值大于第一阈值时,使蒸发器风机工作在最小风速档;
第二检测比较温控步骤,在使蒸发器风机工作在最小风速档之后,检测供风温度和回风温度,并比较检测到的供风温度和检测到的回风温度的大小,其中
当检测到的供风温度大于检测到的回风温度时,则使蒸发器风机工作在至少两个风速档中除最小风速档之外的任一风速档,并使得温控机组以供风温度控制方式工作,
当检测到的供风温度小于或者等于检测到的回风温度时,比较检测到的供风温度与设定温度的大小,
当检测到的供风温度与设定温度的差值的绝对值小于或等于第二阈值时,则使蒸发器风机工作在至少两个风速档中除最小风速档之外的任一风速档,并使得温控机组以回风温度控制方式工作,回风温度控制方式是基于检测到的回风温度与设定温度的差值进行温度控制以使得回风温度最终稳定在设定温度的温度控制方式;当所述检测到的供风温度减去所述设定温度所得的差值大于所述第二阈值时,则使得当前供风温度变化为在所述检测到的供风温度的基础上降低第一规定温度,之后使所述蒸发器风机工作在所述最小风速档,并重新执行所述第二检测比较温控步骤;当所述设定温度减去所述检测到的供风温度所得的差值大于所述第二阈值时,则使得当前供风温度变化为在所述检测到的供风温度的基础上升高第二规定温度,之后使所述蒸发器风机工作在所述最小风速档,并重新执行所述第二检测比较温控步骤,其中所述第一规定温度和所述第二规定温度中至少一个的上限小于或等于所述第二阈值的两倍。。
本发明所提供的温控机组在冷藏模式下的温度控制方法,可以方便有效地实现温控机组在冷藏模式下对集装箱内的货物温度的精确控制,有效避免极端气温下冷藏货物遭受热损或者冷藏冻坏,并且能够达到节能降耗的效果。
具体实施方式
下面参照附图更为详细地说明根据本发明的连同保温腔室一起设置的温控机组(冷藏/冷冻机组)在冷藏模式下的温度控制方法。
根据本发明的连同诸如集装箱、冷库等的密闭保温腔室一起设置的温控机组在冷藏模式下的温度控制方法用于将上述保温腔室内的空气控制在设定温度。设定温度是希望保温腔室内空气维持的温度。该设定温度是由设置在温控机组上的键盘输入并存储在温控机组中特定的存储单元中以便需要时被读取,并可以根据不同的需求通过人工干预被改变。
以下参照图1对根据本发明的第一实施例的连同保温腔室一起设置的温控机组的配置进行描述。图1是描述连同保温腔室一起设置的温控机组的配置的简要示意图。如图1所示,温控机组2被设置作为保温腔室1的侧壁的一部分。在本实施例中,保温腔室1呈长方体形状。温控机组2可以被设置在保温腔室1的任一保温腔室壁上,不限于图1中所示的位置。保温腔室1的形状连同温控机组的配置位置及形状也可以根据需要做出相应的变形,不限于本实施例所描述及图1所图示的。温控机组2至少包括通风窗22、蒸发器蒸发器风机21、蒸发器盘管23、回风温度探头23和供风温度探头24。其中,通风窗22用于连通保温腔室1内外的空气,其开度大小可调节。蒸发器盘管23用于和保温腔室1内的空气进行热量交换。蒸发器风机21用于将保温腔室外空气通过通风窗吸入保温腔室1内。蒸发器风机21包括至少两个风速档,其中包括一最小风速档,其风速小于其中其它各风速档。在本实施例中,蒸发器风机21包括两个风速档:低速档和高速档,其中低速档是作为最小风速档的实例。蒸发器风机21包括的档位的数量不限于此,也可以包括3个或3个以上的风速档,举例来说,低速档、中速档、高速档。要注意的是,在图1中仅显示与温控步骤的主要流程相关的关键部件。为说明的简洁考虑,温控机组的正常运转所不可缺少的其它部件,例如冷凝器盘管与压缩机等装置等,未被显示在图1中。
图1中箭头A所指的是保温腔室1内原有空气在蒸发器风机21工作时在保温腔室内流动的方向。箭头B所指的是在蒸发器风机21的作用下保温腔室1外的新空气通过通风窗22进入保温腔室1内的方向。箭头C所指的是保温腔室内的原有空气与保温腔室外的新空气的混合气体在蒸发器风机21的作用下在保温腔室内流动的方向。箭头D所指的是上述混合气体通过蒸发器盘管23并从其处吹出后在保温腔室内流动的方向。
回风温度是指保温腔室1内原有的空气和通过通风窗22进入保温腔室1内的新空气经蒸发器风机21混合送出,并到达蒸发器盘管23前的温度。用于探测回风温度的回风温度探头23可以被放置在能够测量到还未与蒸发器盘管23进行热量交换的保温腔室1内原有的空气和通过通风窗22进入保温腔室内的新空气的混合气体的温度的任意位置。本实施例中优选的是位于蒸发器风机21的沿箭头C所指方向的上游侧并紧邻蒸发器风机21,混合气体正要开始与蒸发器盘管23进行热量交换的位置(如图1所示)。
供风温度是指保温腔室1内原有的空气和通过通风窗22进入保温腔室1内的新空气经蒸发器风机21混合送出,并与蒸发器盘管23作热量交换后的温度。用于探测供风温度的供风温度探头24的位置可以被放置在能够测量到已经与蒸发器盘管23充分进行热量交换的保温腔室1内原有的空气和通过通风窗22进入保温腔室内的新空气的混合气体的温度的任意位置。本实施例中优选的是位于蒸发器盘管23的沿箭头C方向的下游侧,并且上述混合气体已经与蒸发器盘管23刚好充分进行热交换的位置(如图1所示)。
在本实施例中,回风温度探头23和供风温度探头24都是热电偶温度探头。但是本发明不限于此,其它本领域技术人员熟知的合适的测量温度手段都可以用于测量供风温度和回风温度以代替热电偶温度探头。
接下来,参照图2描述根据本发明第一实施例的温控机组在冷藏模式下的温度控制方法的流程。图2是显示根据本发明的第一实施例的温控机组的温度控制方法的流程图。
在温控机组2启动并工作在冷藏模式下时,先执行第一检测比较温控步骤,检测环境温度、供风温度和回风温度,并比较检测到的环境温度与设定温度的差值的绝对值与第一阈值的大小。其中环境温度是保温腔室1外部空气的温度。具体而言,在图2所示的步骤S1中,先检测当前的环境温度、回风温度与供风温度。随后进入步骤S2,判定环境温度与读取到的设定温度的差值的绝对值是否小于2℃,此处2℃是作为本实施例中第一阈值的实例。本发明不限于该具体数值,第一阈值是根据保温腔室内所保存的货物对温度的敏感度所设定的,可通过外设键盘等调整大小。当步骤S2的判定结果为是,即,当检测到的环境温度与设定温度的差值的绝对值小于或等于2℃时,则进入步骤S3,此时蒸发器风机21工作在各个风速档中除低速档之外的任一风速档,在本实施例中,此时蒸发器风机的风速档是处于高速档,并且温控机组以供风温度控制方式工作以实现对保温腔室内的温度的控制。供风温度控制方式是基于检测到的供风温度与设定温度的差值进行温度控制以使得供风温度最终稳定在设定温度的温度控制方式。具体而言,如供风温度高于设定温度超过温控机组启动制冷控制的范围,则启动制冷控制程序;如供风温度低于设定温度超过温控机组启动加热控制的范围,则启动加热控制程序。在本实施例中,制冷控制程序是指通过制冷剂在蒸发器膨胀阀(未在图1中显示)蒸发,蒸发器盘管温度降低,再通过蒸发器风机21强制将保温腔室内的空气与蒸发器盘管进行热量交换。膨胀阀的开度大小,与制冷量大小正相关,通过及时计算供风温度与设定温度的差值大小来调节。制热控制程序是指通过电加热器在蒸发器盘管外加热或利用经过压缩机压缩后的高温高压制冷剂气体在蒸发器盘管内流动,蒸发器盘管温度升高,再通过蒸发器风机21强制将保温腔室内的空气与蒸发器盘管进行热量交换。在利用高温制冷剂加热时膨胀阀的开度大小,与加热量大小正相关。电加热器加热时加热量大小与电热棒的功率以及加热时间正相关。通过及时计算供风温度与设定温度的差值大小来调节。
当步骤S2的判定结果为否,即,当检测到的环境温度与设定温度的差值的绝对值大于2℃时,则进入步骤S5,使蒸发器风机21工作在低速档。
随后进入第二检测比较温控步骤。第二检测比较温控步骤,在使蒸发器风机21工作在低速档之后,检测供风温度和回风温度,并比较检测到的供风温度和检测到的回风温度的大小。具体而言,在使蒸发器风机21工作在低速档之后,在步骤S6处检测供风温度和回风温度,并在步骤S7处通过比较判断检测到的供风温度是否小于或等于检测到的回风温度的大小。
当在步骤S7处的判定结果为否,即当检测到的供风温度大于检测到的回风温度时,则使蒸发器风机21工作在除低速档之外的任一预设风速档,如高速档,并使得温控机组2以供风温度控制方式工作,以实现对保温腔室内温度的控制。
当在步骤S7处的判定结果为是,即当检测到的供风温度小于或者等于检测到的回风温度时,则进入步骤S8。在步骤S8处,比较检测到的供风温度与设定温度的大小。
当在步骤S8判定为,检测到的供风温度与设定温度的差值的绝对值小于或等于第二阈值时,则使蒸发器风机21工作在除低速档之外的任一预设风速档,并使得温控机组21以回风温度控制方式工作。回风温度控制方式是基于检测到的回风温度与设定温度的差值进行温度控制以使得回风温度最终稳定在设定温度的温度控制方式,基本过程与供风温度控制方式类似,只是所参照的温度由供风温度变成了回风温度。在本实施例中,上述第二阈值是0.25℃。本发明不限于此具体数值,该第二阈值是根据温控机组的温控性能以及实际货物需要所预先设定的,必定是正值。
具体而言,当步骤S8的判定结果为否时,则说明检测到的供风温度大于设定温度。此后进入步骤S9以进行进一步的判断以判断检测到的供风温度与设定温度的差值的绝对值是否在预定范围内,即是否小于或等于0.25℃。如果步骤S9的判定结果为是,则进入步骤S12,使得温控机组2以回风温度控制方式工作。
当步骤S8的判定结果为是时,则说明检测到的供风温度小于或等于设定温度。此后进入步骤S11以进行进一步的判断以判断检测到的供风温度与设定温度的差值的绝对值是否在预定范围内,即是否小于或等于0.25℃。如果步骤S11的判定结果为是,则进入步骤S12,使得温控机组2以回风温度控制方式工作。
在上述步骤S8至步骤S9的过程中,当在步骤S8处判定为检测到的供风温度大于设定温度,并且在步骤S9又判定为检测到的供风温度减去设定温度所得的差值大于0.25℃时,则使得当前的供风温度变化为在上述检测到的供风温度的基础上降低第一规定温度,之后使流程返回步骤S5,以重新使蒸发器风机21工作在低速档,并随后重新执行第二检测比较温控步骤。
在本实施例中,上述的使得当前的供风温度变化为在上述检测到的供风温度的基础上降低第一规定温度的过程是通过先关闭蒸发器风机或使得蒸发器风机工作在低速档,然后使得蒸发器盘管预冷来实现。具体而言,先关闭蒸发器风机21或使得蒸发器风机21仅工作在低速档,再通过预冷蒸发器盘管模式实现。更具体地,先关闭蒸发器风机21或使得蒸发器风机21仅工作在低速档,预先打开温控机组中的制冷剂调节阀,让制冷剂在蒸发器膨胀阀蒸发,使得蒸发器盘管温度降低。通过这样的方式,可以使得供风温度降低第一规定温度。
在上述步骤S8至步骤S9的过程中,当在步骤S8处判定为检测到的供风温度小于设定温度,并且在步骤S11又判定为设定温度减去检测到的供风温度所得的差值大于0.25℃时,则使得当前的供风温度变化为在检测到的供风温度的基础上升高第二规定温度,之后使蒸发器风机21工作在低速档,并重新执行第二检测比较温控步骤。
在本实施例中,上述使得当前的供风温度变化为在检测到的供风温度的基础上升高第二规定温度的过程是通过先关闭蒸发器风机或使得蒸发器风机仅工作在低速档,然后使得蒸发器盘管预热来实现。具体而言,先将蒸发器风机21关闭或使得蒸发器风机21工作在低速档,再通过预热蒸发器盘管模式实现。更具体地,先关闭蒸发器风机21或使得蒸发器风机21仅工作在低速档,利用温控机组现有的除霜控制模式使得蒸发器盘管预热一定时间,例如5-10分钟。通过这样的方式,可以使得供风温度上升第二规定温度。
另外要注意的是,上述的第一规定温度和第二规定温度可以相等,也可以不相等。
为了确保通过上述预冷/预热蒸发器盘管模式的调试能够使得供风温度变化到设定温度附近,即两者差值绝对值小于0.25℃,上述的第一规定温度和第二规定温度中至少一个的上限要小于或等于0.25℃的两倍,即0.5℃。通过这样的设定,无论供风温度和设定温度的差值是多少,最终都能够使得供风温度变化到设定温度附近。
通过上述各个步骤,温控机组最终工作在供风温度控制方式或回风温度控制方式,以使得供风温度或回风温度达到设定温度,并稳定一段时间。
接下来,参照图3说明根据本发明的第二实施例的温控机组在冷藏模式下的温度控制方法。图3是显示根据本发明的第一实施例的温控机组的温度控制方法的流程图。
本发明的第二实施例中的步骤S101至S114与第一实施例的流程图中的步骤S1至S14是相同的,不同之处在于,在第二实施例中的步骤S114之后包括一计数判断步骤,计数判断步骤在使得当前供风温度变化为在检测到的供风温度的基础上升高第二规定温度之后执行,以对使得当前供风温度变化为在检测到的供风温度的基础上升高第二规定温度的过程执行的次数进行计数并且判断是否已经连续执行了预定次数的使得当前供风温度变化为在检测到的供风温度的基础上升高第二规定温度的过程,
当计数判断步骤判定为还未连续执行预定次数的使得当前供风温度变化为在检测到的供风温度的基础上升高第二规定温度的步骤时,则使蒸发器风机工作在低速档,并重新执行第二检测比较温控步骤,
当计数判断步骤判定为已经连续执行了预定次数的使得当前供风温度变化为在检测到的供风温度的基础上升高第二规定温度的步骤,则以预定幅度减小通风窗22的开度大小。预定幅度的大小通过预设比例系数与环境温度跟设定温度的差值绝对值来调节。比如比例系数可以设定为10%、30%、50%,环境温度与设定温度差值绝对值为20℃的情况下,对应的调整供风量幅度(比例系数×差值绝对值)分别为2立方米/小时、6立方米/小时,10立方米/小时。对于通风窗开度敏感的货物也可以预定比例幅度设定为0,此指令为优先指令,不再产生自动调节信号以及检查通风开度大小的报警信号。
之后使蒸发器风机21工作在低速档,并重新执行第二检测比较温控步骤。
具体而言,参见图3,在完成了步骤S114处的预热蒸发器盘管模式之后,流程进入步骤S115,以判断上述预热蒸发器盘管模式是否已经执行了预定次数。在本实施例中,该预定次数为3次。本发明不限于此,该预定次数可以根据不同的温度控制需要进行选择。当在步骤S115处判定为预热蒸发器盘管模式还未执行3次,则返回步骤S105,重新使蒸发器风机21工作在低速档,并重新执行第二检测比较温控步骤。当在步骤S116处判定为预热蒸发器盘管模式已经执行了3次,则进入以预定幅度减小通风窗22的开度大小的过程,并且在调节完通风窗22的开度大小之后,返回步骤S105,重新使蒸发器风机21工作在低速档,并重新执行第二检测比较温控步骤。
上述以预定幅度减小通风窗22的开度大小的过程具体而言包括对温控机组是否包含通风窗自动调节功能的判断,即图3中的步骤S116,当步骤S116判定为温控机组包含有自动通风窗自动调节功能,则通过温控机组2自动地以预定幅度减小通风窗22的开度大小来完成上述减小通风窗22的开度大小的过程,如图3中的步骤S118所示;当步骤S116判定为温控机组并不包含有自动通风窗自动调节功能,则温控机组2发出检测通风窗22的开度大小的报警,以通知温控机组2的维护者手动实施通风窗22的开度大小的减小来完成上述以预定幅度减小通风窗22的开度大小的步骤,如图3中的步骤S117所示。
通过上述步骤,在第二实施例中,温控机组最终工作在供风温度控制方式或回风温度控制方式,以使得供风温度或回风温度达到设定温度,并稳定一段时间。
应当了解本说明书(包括附图)只是某些示例性的实施例的代表。为方便阅读,上述描述集中在所有可能的实施例的代表性实例上,教导本发明的原理的实例。本说明书并没有试图穷举所有可能的变形例。针对本发明的特定部分没有呈现替换实施例,或者此外针对某部分可以获得其他未描述的替换实施例,但是这并不认为是对那些可替代的实施例的放弃。其他的优点和变型对本领域技术人员来说是容易想到的。因此,本发明就较宽的方面而言,并不局限于这里显示和描述的具体细节和典型实施例。在不脱离所附的权利要求及其等同概念所定义的总的发明构思的宗旨和范围的情况下,可进行各种变形。