CN103086097A - 操作用于货物集装箱的制冷系统的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及操作用于货物集装箱的制冷系统的方法。公开了用于操作制冷系统的方法以便执行封闭容积（5）的温度控制。制冷系统包括在制冷剂流路中串联连接的压缩机（2）、冷凝器、膨胀装置（3）以及蒸发器（4）。制冷系统还包括设置成使空气流穿过蒸发器（4）的一个或多个风扇（6）。通过根据已经穿过蒸发器（4）并被供应到封闭容积（5）的空气的测量温度Tsup将压缩机（2）切换为打开或关闭而控制压缩机（2），以及以便实现封闭容积（5）中的设定点温度Tset。在此期间确定压缩机切换模式。测量从封闭容积（5）返回以穿过蒸发器（4）的空气的温度Treturn，并且根据Tdiff=Treturn–Tset来计算温度差Tdiff。在Tdiff小于预定阈值的情况下，基于被确定的压缩机切换模式以及基于Tdiff来控制一个或多个风扇（6）的速度。封闭容积（5）内的温度波动被最小化，并且能量被节约。

Description

操作用于货物集装箱的制冷系统的方法
技术领域
本发明涉及用于控制制冷系统的方法。本发明的方法尤其适于控制用于货物集装箱的制冷系统，该货物必须被存储在窄温度范围内的大致恒定温度下。
背景技术
当货物被长距离地运输时，运输时间通常很长，并且大气状况（例如，户外温度和天气状况）可能显著地变化。因此，当运输温度敏感的货物时，有必要能够控制货物集装箱中的温度，使得货物的温度不会比规定可接受的温度范围更低或更高。为此，一些货物集装箱配置有用于控制其内部的温度的制冷系统。先前已经尝试降低这种制冷系统的能耗。结果是，制冷容积内的温度波动增加，即，与在高能耗系统中的情况相比，温度控制变的精确性降低。因此，有必要在低能耗或良好且精确的温度控制之间进行选择。
US 2010/0101770 A1公开了一种用于制冷被冷藏货物的集装箱的制冷系统。该方法包括：确定排放到集装箱中的供应空气以及来自集装箱的返回空气的温度；基于返回空气和供应空气的温度来确定用于加热的需求和用于冷却的需求中的一个；当确定是加热的需求时致动蒸发器风扇，并且当确定是增加的加热时增加所述蒸发器风扇的速度；以及当确定是冷却需求时致动所述压缩机以及蒸发器风扇，并且当确定是增加的冷却时增加供应到压缩机的功率并且将蒸发器风扇保持在第一速度。因此，在US 2010/0101770 A1中公开的方法中，蒸发器风扇的速度基于测量温度被控制。
US 2010/0106303 A1公开了一种操作用于集装箱的制冷系统以将货物的温度从大气温度降下至预定设定点温度的方法。最初，蒸发器风扇操作在第一速度以将制冷供应空气从蒸发器供应给集装箱内的货物。该方法包括：感测供应空气的温度；将供应空气的温度与预定设定点温度比较；以及当供应空气的温度低于预定设定点温度时将蒸发器风扇的速度增加至比第一速度更快的第二速度，以将供应空气的温度保持在预定设定点温度。因此，在US 2010/0106303 A1所公开的方法中，蒸发器风扇的速度基于测得的供应空气温度被控制。
发明内容
本发明的实施方式的目的在于提供一种用于操作制冷系统的方法，其中可能将制冷容积中的温度保持在大致恒定温度。
本发明的实施方式的另一目的在于提供一种用于操作制冷系统的方法，其中与现有技术的方法相比降低了能耗。
本发明的实施方式的又一目的在于提供一种用于操作制冷系统的方法，其中获得低的能耗，同时保持良好的温度控制。
本发明提供一种操作制冷系统以便执行封闭容积的温度控制的方法，所述制冷系统包括在制冷剂流路中串联连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器，所述制冷系统还包括设置成使得空气流穿过所述蒸发器的一个或多个风扇，所述方法包括以下步骤：
- 通过根据已经穿过所述蒸发器并被供应到所述封闭容积的空气的测量温度Tsup来将所述压缩机切换为打开或关闭而控制所述压缩机，以及以便实现所述封闭容积的设定点温度Tset；
- 基于控制所述压缩机的步骤来确定在预定时段期间的压缩机切换模式；
- 测量从所述封闭容积返回以穿过所述蒸发器的空气的温度Treturn并且根据Tdiff = Treturn–Tset来计算温度差Tdiff；以及
在Tdiff小于预定阈值的情况下，基于被确定的压缩机切换模式以及基于Tdiff来控制所述一个或多个风扇的速度，并且以此方式连续控制所述一个或多个风扇的速度预定时段。
在本文中，术语“制冷系统”应当被解释为意味着这样的系统，在该系统中，流体介质（例如，制冷剂）的流循环并且被交替地压缩和膨胀，由此提供呈制冷或加热封闭容积的形式的温度控制。因此，制冷系统例如能够是用于家用制冷的系统、或用于超市中的制冷设备、空气调节系统、热泵等。
在本文中，术语“封闭容积”应当被解释为意味着这样的容积，该容积由壁界定以使得该封闭容积内部的空气的温度能够保持在与该封闭容积外部的温度水平不同的水平。
制冷系统包括在制冷剂流路中串联连接的压缩机、冷凝器、膨胀装置以及蒸发器。在本文中，术语“压缩机”应当被解释为涵盖单个压缩机（例如，定速压缩机）、两级压缩机或变速压缩机、以及包括两个或更多个单独压缩机的压缩机组。压缩机组中的每个压缩机能够是定速压缩机、两级压缩机或变速压缩机。在使用两级压缩机的情况下，附加的膨胀装置和经济器（关闭或打开）被连接到压缩机的中间级。
膨胀装置例如呈膨胀阀形式，该膨胀阀控制至蒸发器的制冷剂供应。
蒸发器能够呈包括单个蒸发器盘管或者并联设置的两个或更多个蒸发器盘管的单个蒸发器形式。作为替代方式，蒸发器能够包括在制冷剂路径中并联设置的两个或更多个蒸发器。
制冷系统例如能够以下述方式操作。气态制冷剂在压缩机中被压缩。然后，被压缩的制冷剂被供应到冷凝器，该制冷剂在该冷凝器中被至少部分地冷凝。离开冷凝器的制冷剂至少大致呈液态形式。冷凝的制冷剂被供应到膨胀装置，在该膨胀装置中，该制冷剂在被供应到蒸发器之前进行膨胀。离开膨胀装置并且进入蒸发器的制冷剂是气态和液态制冷剂的混合物。在蒸发器中，液态制冷剂在其被再次供应到压缩机之前被至少部分地蒸发，并且该循环重复进行。在冷凝器以及在蒸发器处发生热交换。在冷凝器处，热交换导致热量从制冷系统被排出，且因此与冷凝器的热交换向容积提供热量。在蒸发器处，热交换导致热量被供应到制冷系统，并且与蒸发器的热交换因此向容积提供制冷。
一个或多个风扇设置成产生穿过蒸发器的空气流。如上所述，热交换发生在蒸发器处。因此，一个或多个风扇确保空气经过蒸发器并且由于热交换而以合适的速率被冷却。每个风扇能够是定速风扇或变速风扇。
根据本发明的方法，通过根据测量温度Tsup将压缩机切换为打开或关闭来控制压缩机。Tsup是已经经过蒸发器并且被供应到封闭容积的空气的温度。因此，Tsup是用于提供对封闭容积的制冷的制冷空气的温度。压缩机被控制以便实现封闭容积中的设定点温度Tset。Tset是用于被存储在封闭容积中的货物所需的温度。因此，压缩机基于该系统的制冷负载被控制。
基于控制压缩机的步骤，确定在预定时段期间的压缩机切换模式。因此，在规定时段期间如上所述地控制压缩机，并且当控制压缩机时，记录何时压缩机被关闭以及压缩机被关闭多久、以及何时压缩机被打开以及压缩机被打开多久。这限定了在该时段期间的压缩机切换模式。预定时段能够是规定长度，例如是10分钟、15分钟、20分钟、30分钟或任何其他合适长度。
当已经确定压缩机切换模式之后，测量温度Treturn。Treturn是从封闭容积返回并且穿过蒸发器的空气的温度。Treturn预期一定高于Tsup，这是因为必须预期的是，在空气返回到蒸发器之前，存储在封闭容积中的货物加热从蒸发器供应的空气。Treturn能够作为时段（例如，5分钟）上的运行平均值被测量，以便避免测量温度的波动。
然后，根据Tdiff = Treturn–Tset来计算温度差Tdiff。因此，Tdiff是返回到蒸发器的空气的温度与设定点温度之间的温度差。此外，Tdiff是从被存储货物传输的可感觉到的（干燥）热量的量度。当Tdiff是大的时，返回到蒸发器的空气的温度远离设定点温度，并且当Tdiff是小的时，返回到蒸发器的空气的温度接近设定点温度。因此当Tdiff是小的时，表明封闭容积内的温度以及被存储在封闭容积中的货物的温度处于或接近用于封闭容积中的货物的所需温度。在该情况下，不必要进一步降低温度，仅必须保持该温度水平。与降低温度水平（这在Tdiff是大的情况下是必要的）相比能耗更少。
因此，Tdiff与预定阈值比较。该阈值被选择成使得，低于该阈值的值表明封闭容积内的温度充分地接近设定点温度，而高于该阈值的值表明封闭容积内的温度需要被调节。
如果该比较揭示了，Tdiff小于预定阈值，那么一个或多个风扇的速度基于先前确定的压缩机切换模式以及基于Tdiff而被控制。如上所述，在该情况下，封闭容积内的空气的温度以及被存储在该封闭容积内的货物的温度接近设定点温度，并且只是有必要保持在该封闭容积内的温度水平。此外，在该情况下，预期的是，压缩机切换模式从一个时段到下一时段不会显著地变化。因此，基于预先确定的压缩机切换模式来控制一个或多个风扇的速度对应于基于当前压缩机切换模式来控制一个或多个风扇的速度。由于压缩机切换模式反映制冷负载，因此这对应于基于制冷负载来控制一个或多个风扇的速度。此外，使用Tdiff作为用于一个或多个风扇的速度的控制参数是优势，这是因为该参数是稳定的并且提供对于该控制的稳定输入信号。然后，该一个或多个风扇以该方式操作预定时段。在此期间，能够监测该压缩机切换模式。当预定时段已过，上述方法步骤能够重复，即，一个或多个风扇然后能够基于新的压缩机切换模式（以及在Tdiff小于预定阈值的情况下，基于Tdiff）被控制。
在封闭容积内的温度水平仅需要被保持的情况下，压缩机的能耗很低。因此，一个或多个风扇的操作构成在这些情况下制冷系统的总能耗的显著部分。因此，通过以能量有效的方式控制一个或多个风扇的速度能够获得显著的能量减少。基于压缩机切换模式以及基于Tdiff来控制一个或多个风扇的速度确保了，一个或多个风扇仅以全速操作至有必要保持封闭容积内的温度水平的程度，同时保持对温度的良好控制，即，同时最小化温度波动。由此，封闭容积内的温度、以及因此货物的温度被保持在几乎恒定水平。
因此，根据本发明，当返回空气的温度远离设定点温度且因此该温度需要被进一步降低时，一个或多个风扇的速度根据“正常模式”被控制；当返回空气的温度接近设定点温度时，一个或多个风扇的速度根据“低容量模式”被控制。
控制压缩机的步骤能够包括：在预定时间间隔切换所述压缩机为打开；并且当已经满足一个或多个预定标准时将所述压缩机切换为关闭。根据该实施方式，压缩机被控制，使得在固定间隔通过将压缩机切换为打开来启动切换周期。然而，切换周期的打开时间和关闭时间在下述意义上是可变的，即当满足预定标准时压缩机被关闭，并且对于该切换周期的剩余部分保持关闭，即，直到从压缩机被打开开始的该预定时间间隔已过为止。
控制一个或多个风扇的速度的步骤能够包括：选择用于每个风扇的切换模式；以及根据所选择的切换模式来控制每个风扇的速度。根据该实施方式，基于压缩机切换模式以及基于Tdiff，选择或计算用于每个风扇的合适切换模式。一旦已经选择切换模式，该一个或多个风扇就根据该切换模式被控制。
该方法还可包括确定所述一个或多个风扇的通风百分比的步骤，并且选择切换模式的步骤可基于所确定的通风百分比来执行。在本文中，术语“通风百分比”应当被解释为意味着在一定时段（例如，压缩机切换周期、或多个压缩机切换周期）期间需要的一个或多个风扇的全容量的比例。一旦该通风百分比被确定，就能够选择用于匹配这些需求的所述一个或多个风扇的每一个的切换模式。确定通风百分比的步骤能够包括：确定总通风百分比，以及随后确定压缩机打开通风百分比以及压缩机关闭通风百分比。在该情况下，压缩机打开通风百分比是在压缩机周期的压缩机被打开的部分期间的所需通风百分比，而压缩机关闭百分比是在压缩机周期的压缩机被关闭的部分期间的所需通风百分比。
根据一个实施方式，压缩机打开通风百分比和压缩机关闭通风百分比能够借助下述方程来计算：
（TV*总时间） = （CompON_VP） * （CompON_Time）+（CompOFF_VP） * （CompOFF_Time）
其中：
TV：是总通风百分比；
总时间：是在先前时段期间的总压缩机打开时间加上总压缩机关闭时间；
CompON_VP：是压缩机打开通风百分比；
CompON_Time：是在先前时段期间的压缩机打开时间；
CompOFF_VP：是压缩机关闭通风百分比；
CompOFF_Time：是在先前时段期间的压缩机关闭时间。
确定通风百分比的步骤能够基于所计算的温度差Tdiff被执行。这例如能够借助建立温度值和通风百分比之间的对应性的查询表或图形来实现。
根据一个实施方式，通风百分比能够最初基于Tdiff被确定，并且随后能够基于所确定的压缩机切换模式来选择用于一个或多个风扇的切换模式，且由此获得所确定的通风百分比。
控制所述一个或多个风扇的速度的步骤能够包括：针对每个风扇来选择所述风扇要被打开还是关闭。根据该实施方式，一个或多个风扇能够针对给定压缩机切换周期的至少一部分被完全关闭，而一个或多个风扇被打开，以便实现选定的通风百分比。在压缩机切换周期的一部分期间能够打开一些风扇，而在压缩机切换周期的另一部分期间能够打开其他风扇。每个风扇能够操作在一个速度、操作在两个或更多个定速，或者每个风扇的速度能够连续变化。
替代地或附加地，控制所述一个或多个风扇的速度的步骤能够包括：针对每个风扇来选择以恒定高速还是降低的速度来操作所述风扇。根据该实施方式，针对每个风扇确定所述风扇应当以最大速度还是降低的速度来操作。例如，每个风扇能够操作在两个不同的速度，在该情况下，针对每个风扇能够确定，在压缩机切换周期期间或在包括多个压缩机切换周期的时间间隔期间的任何给定时间下，风扇是否应当以高速操作、以低速操作、还是应当关闭。
如上所述，所述降低的速度能够是恒定低速，在该情况下，每个风扇能够以两个或更多个定速操作。作为替代，每个风扇的速度能够连续变化，在该情况下，能够针对每个风扇选择降低的速度，使得能够实现选定的通风百分比。
所述方法还能够包括以下步骤：
确定在预定时间间隔期间的新的压缩机切换模式，在所述预定时间间隔期间控制所述一个或多个风扇的速度；以及
随后基于新确定的压缩机切换模式以及基于Tdiff来控制所述一个或多个风扇的速度。
根据本实施方式，压缩机切换模式被最初地确定，并且所述一个或多个风扇的速度基于所确定的压缩机切换模式以及基于Tdiff被操作预定时段，如上所述。当预定时段已过之后，确定新的压缩机切换模式。然后，所述一个或多个风扇的速度控制被再次评估，并且在证实了压缩机切换模式已经变化的情况下可能被调节。由此确保，一个或多个风扇的速度始终基于已经最近被确定的压缩机切换模式被控制。由于预期制冷系统上的负载在短时间范围（例如，20分钟的间隔内）上不会显著地变化，因此也预期压缩机切换模式在短时间范围上也不会显著地变化。因此，基于最近确定的压缩机切换模式来控制一个或多个风扇的速度几乎对应于基于当前压缩机切换模式来控制一个或多个风扇的速度。这是有利的，因为这允许一个或多个风扇的速度被控制，使得仅所需量的能量被使用，并且使得封闭容积内的温度波动最小化。
测量温度Treturn的步骤能够借助邻近于所述蒸发器设置的传感器来执行。
所述封闭容积能够是货物集装箱或者形成所述货物集装箱的一部分。在输送货物集装箱期间，包括环境温度的环境状况可能显著地变化。因此有利的是，用于货物集装箱的制冷系统根据本发明被控制。
作为替代，该封闭容积能够是任何其他类型的封闭容积。
附图说明
现将参考附图来进一步详细地描述本发明，在附图中：
图1是具有根据本发明实施方式的方法操作的制冷系统的集装箱的示意图；
图2是示出了在根据本发明实施方式的方法的制冷系统的操作期间返回空气的温度根据时间变化的图形；
图3示出了压缩机切换模式；
图4是示出蒸发器风扇的通风百分比根据返回空气温度与设定点温度之间的温度差变化的图形；
图5示出了根据本发明第一实施方式的用于蒸发器风扇的切换模式；
图6示出了根据本发明第二实施方式的用于蒸发器风扇的切换模式；以及
图7示出了当制冷系统根据本发明实施方式操作时以及当制冷系统根据现有技术方法操作时在制冷容积中随着时间变化的温度波动。
具体实施方式
图1是配置有制冷系统的货物集装箱1的示意图。制冷系统包括压缩机2、冷凝器（未示出）、呈电子热敏阀形式的膨胀装置3、以及蒸发器4。蒸发器4设置在由货物集装箱1限定的封闭容积5内，并且制冷系统由此能够提供用于封闭容积5的制冷。
许多风扇6（示出了其中的两个）邻近于蒸发器5设置在封闭容积5内。风扇6使得封闭容积5内的空气循环，使得空气沿从风扇6朝向蒸发器4的方向被推动，由此空气在前进到封闭容积5之前经过蒸发器4并且向存储在封闭容积5中的货物提供冷却。然后，空气返回到风扇6的区域，空气在该区域中再次朝向蒸发器4被推动并且穿过该蒸发器4。
温度传感器7邻近于风扇6设置。因此，温度传感器7测量从封闭容积5返回至风扇6和蒸发器4的空气的温度Treturn。如上所述，Treturn指示存储在封闭容积5中的货物的温度。测量温度被供应到控制器8，该控制器控制制冷系统。控制器8控制根据本发明实施方式的制冷系统。
许多加热元件9被设置在蒸发器4上。当需要对蒸发器4除霜时能够使用加热元件9。此外，在存储在封闭容积5中的货物必须被存储在比大气温度更高的温度下的情况下，加热元件9能够用于增加封闭容积5中的温度。
图2是在根据本发明实施方式的方法操作制冷系统期间返回空气的温度Treturn根据时间变化的图形。Treturn能够借助如图1所示的温度传感器7被有利地测量。从图2的图形中能够看出，Treturn最初显著地高于设定点温度Tset，该设定点温度是封闭容积5内的期望温度。然而，由于由制冷系统提供的制冷，因此Treturn随着时间而降低，并且逐渐接近Tset。
图3示出了形成由根据本发明实施方式的方法来控制的制冷系统的一部分的压缩机的压缩机切换模式。制冷系统例如能够是如图1所示的制冷系统。在图3中，压缩机在规则间隔被打开，并且自压缩机被打开直到压缩机在下一次被打开所经过的时间构成一个压缩机切换周期。在图3中示出了压缩机的打开时间固定在压缩机切换周期的大致一半。然而，应当注意的是，压缩机的打开时间应当小于或大于压缩机周期的一半，和/或从一个压缩机周期到另一个压缩机打开时间能够变化。在从一个压缩机周期到另一个压缩机打开时间能够变化的情况下，如上所述，当满足一定标准时能够关闭压缩机。
在图3中示出了，十个压缩机切换周期构成一个时段。在该时段期间，压缩机切换模式被监测并确定，并且如上所述随后基于所确定的压缩机切换模式来控制制冷系统的风扇的速度。风扇速度的该控制对于下一时段（即，对于十个压缩机切换周期）继续进行。在该时段期间，压缩机切换模式也被监测并确定，并且在下一时段期间，基于该压缩机切换模式来控制风扇的速度。
图4是示出蒸发器风扇的总通风百分比根据返回空气温度Treturn与设定点温度Tset之间的温度差Tdiff变化的图形。如上所述，总通风百分比表示全部风扇的全部可用通风速度的比例，在特定时段期间需要该总通风百分比。在低温差（即，Tdiff小于0.8 K）下，需要低的总通风百分比，且因此选择12.5%的总通风百分比。在Tdiff=1.4 K的情况下，需要50%的总通风百分比，并且在Tdiff=1.6 K以及更高的温度差的情况下，全部风扇必须操作在最大速度，即总通风百分比必须是100%。在这三个固定点之间执行线性插值，且得到的曲线提供在Tdiff和对于全部Tdiff值的所需总通风百分比之间的对应性。
在该情况下1.6 K在下述意义上是阈值，即当温度差大于1.6 K时，一个或多个风扇的速度根据“正常模式”被控制（即，全速）；并且当温度差小于1.6 K时，一个或多个风扇的速度根据“低容量模式”被控制。在“低容量模式”中，总通风百分比小于100%，从而表明，一个或多个风扇中的至少一个未以全速操作。
在制冷系统操作期间，测量Treturn，并且Tdiff被计算为Tdiff = Treturn–Tset。然后，图4的图形被用于基于计算的温度差来确定所需的总通风百分比。一旦以这种方式确定总通风百分比，就能够选择用于风扇的切换模式，这确保获得所确定的总通风百分比。给定的总通风百分比能够以许多方式来获得。例如，通过将一半的风扇关闭并且同时以全速操作剩余的风扇，能够获得50%的通风百分比。替代地，全部风扇能够以全速操作一半的时间，而在该操作时段的剩余时间关闭。在该情况下，风扇的打开时间可在操作时段上大致均匀地分布。风扇能够被同时打开/关闭，或者它们能够被顺序地打开/关闭，由此确保在任何时间至少一个风扇被打开。作为另一替代，在整个时段期间，全部风扇能够以最大速度的一半操作。作为又一替代，能够选择任何其他合适的切换模式。在任何情况下，切换模式基于所确定的压缩机切换模式来选择，如上所述。
图5示出了用于根据本发明的第一实施方式的蒸发器风扇的切换模式。实线代表如图3所示的压缩机切换模式，并且虚线代表蒸发器风扇的切换模式。在如图5所示的实施方式中，风扇的速度以下述方式被控制。在第一压缩机切换周期期间，当压缩机打开时，该风扇以低速被打开，并且当压缩机被关闭时，风扇也被关闭。在下一压缩机切换周期期间，当压缩机被打开时，风扇也以低速被打开。但是当压缩机被关闭时，风扇仍保持打开，直到在下一切换周期期间压缩机被关闭为止。用于风扇的该切换模式继续进行。
下面的图形示出了当风扇的速度根据如图5所示的方法被控制时Treturn相对于设定点温度Tset随时间变化的波动。能够看出，Treturn仅从Tset偏离±0.8℃，即，封闭容积内的温度被保持在几乎恒定的水平。
图6示出了用于根据本发明的第二实施方式的蒸发器风扇的切换模式。实线代表如图3所示的压缩机切换模式，并且虚线代表蒸发器风扇的切换模式。在如图6所示的实施方式中，风扇的速度以下述方式被控制。每当开始新的压缩机切换周期时，即每当压缩机被打开时，风扇也以低速被打开。但是，当压缩机被关闭时，风扇在被关闭之前仍保持打开一小段时间。
下面的图形示出了当风扇的速度根据如图6所示的方法被控制时Treturn相对于设定点温度Tset随时间变化的波动。能够看出，在该情况下Treturn的波动与如图5所示的情形相比甚至更小，因为Treturn仅从Tset偏离±0.4℃。
图7示出了当制冷系统根据本发明实施方式操作时以及当制冷系统根据某种现有技术方法操作时在制冷封闭容积中随着时间变化的温度波动，在该种现有技术方法中尝试降低制冷系统的能耗。从图7清楚的是，现有技术方法的温度波动显著地大于根据本发明的方法的温度波动。这是优势，因为由此可能将封闭容积中的温度保持在非常窄的温度范围内，并且被存储在封闭容积中的货物由此被保持在大致恒定的理想温度。

Claims (11)

1.一种操作制冷系统以便执行封闭容积（5）的温度控制的方法，所述制冷系统包括在制冷剂流路中串联连接的压缩机（2）、冷凝器、膨胀装置（3）以及蒸发器（4），所述制冷系统还包括设置成使得空气流穿过所述蒸发器（4）的一个或多个风扇（6），所述方法包括以下步骤：
- 通过根据已经穿过所述蒸发器（4）并被供应到所述封闭容积（5）的空气的测量温度Tsup将所述压缩机（2）切换为打开或关闭而控制所述压缩机（2），以及以便实现所述封闭容积（5）中的设定点温度Tset；
- 基于控制所述压缩机（2）的步骤来确定在预定时段期间的压缩机切换模式；
- 测量从所述封闭容积（5）返回以穿过所述蒸发器（4）的空气的温度Treturn并且根据Tdiff = Treturn–Tset来计算温度差Tdiff；以及
在Tdiff小于预定阈值的情况下，基于被确定的压缩机切换模式以及基于Tdiff来控制所述一个或多个风扇（6）的速度，并且以此方式连续控制所述一个或多个风扇（6）的速度预定时段。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，控制所述压缩机（2）的步骤包括：在预定时间间隔切换所述压缩机（2）为打开；以及当已经满足一个或多个预定标准时将所述压缩机（2）切换为关闭。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，控制所述一个或多个风扇（6）的速度的步骤包括：选择用于每个风扇（6）的切换模式；以及根据所选择的切换模式来控制每个风扇（6）的速度。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括确定所述一个或多个风扇（6）的通风百分比的步骤，以及其中，选择切换模式的步骤基于所确定的通风百分比来执行。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定通风百分比的步骤基于所计算的温度差Tdiff被执行。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其中，控制所述一个或多个风扇（6）的速度的步骤包括：针对每个风扇（6）来选择所述风扇（6）要打开还是关闭。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的方法，其中，控制所述一个或多个风扇（6）的速度的步骤包括：针对每个风扇（6）来选择以恒定高速还是以降低的速度来操作所述风扇（6）。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述降低的速度是恒定低速。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
确定在预定时间间隔期间的新的压缩机切换模式，在所述预定时间间隔期间控制所述一个或多个风扇（6）的速度；以及
随后基于新确定的压缩机切换模式以及基于Tdiff来控制所述一个或多个风扇（6）的速度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，测量温度Treturn的步骤借助邻近于所述蒸发器（4）设置的传感器（7）来执行。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述封闭容积（5）是货物集装箱（1）或者形成所述货物集装箱（1）的一部分。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109383932A (zh) * 2017-08-03 2019-02-26 冷王公司 用于货物储存空间的气氛控制
CN109436582A (zh) * 2018-12-25 2019-03-08 广州好高冷科技有限公司 一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统及方法
CN111174515A (zh) * 2020-01-16 2020-05-19 天津商业大学 一种根据温度波动的冷库智能控制系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10801765B2 (en) * 2018-07-06 2020-10-13 Lennox Industries Inc. Variable speed blower control for HVAC systems

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2155519Y (zh) * 1993-06-30 1994-02-09 李敬茂 节能空调器
CN1121576A (zh) * 1994-09-28 1996-05-01 东芝株式会社 空调机及其运转控制方法
CN1455193A (zh) * 2002-04-29 2003-11-12 上海日立电器有限公司 数字直流变频空调控制器
US20070022771A1 (en) * 1995-06-07 2007-02-01 Pham Hung M Cooling system with variable capacity control
CN101137876A (zh) * 2005-03-30 2008-03-05 罗伯特绍控制器公司 制冷和除霜控制系统
CN101464032A (zh) * 2007-12-20 2009-06-24 珠海格力电器股份有限公司 正弦直流变频空调控制器及其控制方法
CN101571312A (zh) * 2009-01-22 2009-11-04 上海科泰运输制冷设备有限公司 一种运输装置用全变频调速冷暖型空调系统
CN101846413A (zh) * 2010-05-26 2010-09-29 南车株洲电力机车有限公司 一种地铁车辆单元式空调机组及其控制方法
CN201621816U (zh) * 2010-03-03 2010-11-03 南京奥特佳冷机有限公司 电动汽车智能温度控制系统

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4663725A (en) 1985-02-15 1987-05-05 Thermo King Corporation Microprocessor based control system and method providing better performance and better operation of a shipping container refrigeration system
US6634939B2 (en) * 2001-08-31 2003-10-21 Thomas W. Johnson Ventilation system and method
US6725680B1 (en) * 2002-03-22 2004-04-27 Whirlpool Corporation Multi-compartment refrigerator control algorithm for variable speed evaporator fan motor
US6779353B2 (en) 2002-03-29 2004-08-24 General Electric Company Sealed system multiple speed compressor and fan control
KR100512278B1 (ko) * 2002-09-10 2005-09-02 엘지전자 주식회사 냉난방기의 제습 절전 운전방법
KR100511953B1 (ko) * 2002-11-22 2005-09-02 엘지전자 주식회사 히트펌프 시스템의 압축기 제어장치 및 제어방법
DE102005009100A1 (de) * 2004-03-03 2005-11-10 Denso Corp., Kariya Fahrzeug-Klimaanlage zum Vorsehen eines angenehmen Zustandes für einen Fahrgast
US7995339B2 (en) * 2004-11-01 2011-08-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Control of vent tiles correlated with a rack
US8702482B2 (en) * 2004-12-07 2014-04-22 Trane International Inc. Ventilation controller
CN101074828A (zh) 2006-05-15 2007-11-21 中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司 一种冷藏集装箱用制冷装置和控制方法
US7886986B2 (en) * 2006-11-08 2011-02-15 Semco Inc. Building, ventilation system, and recovery device control
CA2628065A1 (en) * 2007-04-04 2008-10-04 Qbd Cooling Systems Inc. Refrigeration apparatus and evaporation duty cycle
US20080289347A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Kadle Prasad S Control method for a variable displacement refrigerant compressor in a high-efficiency AC system
JP5323697B2 (ja) 2007-06-29 2013-10-23 日本電産コパル株式会社 カメラ用羽根駆動装置
US8607582B2 (en) 2008-10-24 2013-12-17 Thermo King Corporation Controlling chilled state of a cargo
DK2180278T3 (da) 2008-10-24 2021-04-06 Thermo King Corp Styring af nedkøling i køleanlæg
US8635883B2 (en) * 2009-01-30 2014-01-28 National Refrigeration & Air Conditioning Canada Corp. Evaporator assembly with a fan controller
DE102009000665A1 (de) * 2009-02-06 2010-08-12 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kältegerät, insbesondere Haushaltskältegerät, sowie Verfahren zur Regelung eines Kältegeräts
US9121628B2 (en) * 2009-06-02 2015-09-01 Nortek Global Hvac Llc Heat pumps with unequal cooling and heating capacities for climates where demand for cooling and heating are unequal, and method of adapting and distributing such heat pumps
US9889724B2 (en) * 2009-07-13 2018-02-13 Carrier Corporation Transport refrigeration system, transport refrigeration unit, and methods for same
US8364318B2 (en) * 2010-04-21 2013-01-29 Honeywell International Inc. Demand control ventilation with fan speed control

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2155519Y (zh) * 1993-06-30 1994-02-09 李敬茂 节能空调器
CN1121576A (zh) * 1994-09-28 1996-05-01 东芝株式会社 空调机及其运转控制方法
US20070022771A1 (en) * 1995-06-07 2007-02-01 Pham Hung M Cooling system with variable capacity control
CN1455193A (zh) * 2002-04-29 2003-11-12 上海日立电器有限公司 数字直流变频空调控制器
CN101137876A (zh) * 2005-03-30 2008-03-05 罗伯特绍控制器公司 制冷和除霜控制系统
CN101464032A (zh) * 2007-12-20 2009-06-24 珠海格力电器股份有限公司 正弦直流变频空调控制器及其控制方法
CN101571312A (zh) * 2009-01-22 2009-11-04 上海科泰运输制冷设备有限公司 一种运输装置用全变频调速冷暖型空调系统
CN201621816U (zh) * 2010-03-03 2010-11-03 南京奥特佳冷机有限公司 电动汽车智能温度控制系统
CN101846413A (zh) * 2010-05-26 2010-09-29 南车株洲电力机车有限公司 一种地铁车辆单元式空调机组及其控制方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109383932A (zh) * 2017-08-03 2019-02-26 冷王公司 用于货物储存空间的气氛控制
CN109436582A (zh) * 2018-12-25 2019-03-08 广州好高冷科技有限公司 一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统及方法
CN111174515A (zh) * 2020-01-16 2020-05-19 天津商业大学 一种根据温度波动的冷库智能控制系统

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US10145607B2 (en) 2018-12-04
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DE102012019812A1 (de) 2013-05-02

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