CN103486818B - 用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，乃包括：至少一个以上的电池；电池残余量电路其用于侦测电池的残余电量，以及输出残余量数据讯号；最新运送状态数据接收电路其接收该残余量数据讯号、冷冻室目前温度讯号、以及至少一个以上的状态讯号；该处理器其接收以及依据该些状态讯号，动态调整一温度动态警戒设定值的大小，以及在每一次当冷冻室的目前温度接近于预定温度范围的上限时或是接近于温度动态警戒设定值时，则计算出该些电池要对压缩机致冷模块输出的电池消耗量，以及令该些电池输出对应该电池消耗量的电流供应给该压缩机致冷模块，藉此使得该冷冻室的目前温度回复到该预定温度范围以内或是低于该温度动态警戒设定值。

Description

用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置

技术领域

本发明是关于一种用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，特别是关于一种具有节能功能的节能管理装置。

背景技术

现有可携式压缩机冰箱能够提供制冷能力，然而，现有可携式压缩机冰箱在设计上并没有考虑到如何与冷冻链结合。另一方面，现有可携式压缩机冰箱的电力源，大都实行可充电式的蓄电电池，例如车用蓄电电池，此种蓄电电池难以提供长时间的电力，并且，现有可携式压缩机冰箱一经启动后，便一直消耗蓄电电池的电力，在此种情况下，现有可携式压缩机冰箱更难以提供长时间的保鲜保冷质量。

现有美国专利US6,326,892B1「用于监督冷冻链易且用于易腐坏食品的小型化电子箱(MINIATURIZEDELECTRONICCASINGFORMONITORINGTHECOLDCAHINFORPERISHABLEFOOD)」，其教示如何利用微处理器、温度传感器、数字显示器、电池、以及不同颜色的LED等，来组成一个电子装置，应用在冷冻链中以对易腐坏食品进行监督。然而，该现有美国专利并无教示节能，如何使得该小型化电子箱能够以节能方式来运作。

本发明发明人有鉴于用于冷冻链的行动式冷冻柜乃亟待改良，因而亟思发明而改良出一种用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，以解决上述现有装置的缺失。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，能够提供被运送物品的保鲜保冷质量，且能够达成节能。

为了达成本发明上述的目的，本发明提供一种用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，是应用于一行动式冷冻柜，其中该行动式冷冻柜是至少包含：一冷冻室、一压缩机致冷模块、一冷冻柜温度传感器，其中该冷冻柜温度传感器是用于侦测该冷冻室的目前温度，以及输出对应于该目前温度的一冷冻室目前温度讯号，该节能管理装置是包括：至少一个以上的电池；一电池残余量电路，是用于侦测该电池的残余电量，以及输出对应于该残余电量的一残余量数据讯号；一最新运送状态数据接收电路，是用于接收该残余量数据讯号、该冷冻室目前温度讯号、以及至少一个以上的状态讯号，其中该些状态讯号，是选择自一目前车速讯号、一目前时间讯号、一预计抵达时间讯号、一目前GPS讯号、一目的地GPS讯号的组合，以及是用于将该些状态讯号输出给一处理器；该处理器，是用于接收以及依据该最新运送状态数据接收电路所输出的该些状态讯号，动态调整一温度动态警戒设定值的大小；以及，是用于在每一次当该冷冻室的目前温度接近于一预定温度范围的上限时或是接近于该温度动态警戒设定值时，则计算出该些电池要对该压缩机致冷模块输出的一电池消耗量，以及令该些电池输出对应该电池消耗量的电流供应给该压缩机致冷模块，藉此使得该冷冻室的目前温度回复到该预定温度范围以内或是低于该温度动态警戒设定值。

其中，该压缩机致冷模块，是包括：一压缩机、一蒸发器、一冷凝器、以及一冷媒流量控制器。

其中，该些电池，是选择自一充电电池、一燃料电池。

其中，该最新运送状态数据接收电路，是一无线式数据接收电路。

其中，该些状态讯号是进一步选择自一环境温度讯号、一湿度讯号。

其中，该处理器，是进一步调整该动态警戒设定值的数值。

附图说明

图1显示本发明用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置的结构方块图；

图2显示本发明节能管理装置在第一具体实施例中，对行动式冷冻柜进行控制的温度变化范例图；

图3显示本发明节能管理装置在第二具体实施例中，对行动式冷冻柜进行控制的温度变化范例图。

【主要元件符号说明】

1节能管理装置

2行动式冷冻柜

11电池

13电池残余量电路

15最新运送状态数据接收电路

17处理器

21冷冻室

23压缩机致冷模块

25冷冻柜温度传感器

具体实施方式

请参见图1，本发明的节能管理装置1能够应用在行动式冷冻柜2，行动式冷冻柜2乃是应用在冷冻链，而所谓的冷冻链是指物流作业环境中的温度因素受到特定限制(如温度)的物品供应链，例如许多加工食品、水果、肉类、蔬菜等生鲜食材、食品，以及如药品、血袋、化学原物料的运送链。这些物品的温度运输条件有些是由政府明文规定，有些是企业(客户或是供货商)为保证货品品质而在内部制定并执行。再者，冷冻链物流与现代生活可说是息息相关，生鲜的海产、香醇的牛奶、鲜度如现摘的高级蔬果等食品，均有赖冷冻链技术保持新鲜的品质，行动式冷冻柜1即是用来提供给冷冻链物流业者的最后一里路。节能管理装置1的功能乃是在于实现，如何来确保行动式冷冻柜1在运送行程的供电品质与所述物品的保鲜保冷品质。

所述行动式冷冻柜2乃包括：冷冻室21、压缩机致冷模块23、以及冷冻柜温度传感器25，而冷冻柜温度传感器25的功能是用来于侦测冷冻室21的目前温度，以及输出对应于冷冻室21的目前温度的目前温度讯号。

压缩机致冷模块23的功能乃是提供致冷，使得冷冻室21能够降温到预定温度范围之内(例如-18℃或-30℃温度范围之内)的温度环境。压缩机致冷模块23可直接实行现有压缩机致冷手段，压缩机致冷模块23例如实行至少由压缩机、冷凝器、冷媒流量控制器、以及蒸发气等所组成。所述压缩机可直接采用现有变频式压缩机或现有非变频式压缩机，所述冷凝器、冷媒流量控制器、以及蒸发气等，亦可直接采用对应的现有组件。压缩机致冷模块23的致冷能力应要符合所述物品的温度运输条件规定，例如致冷能力例如应达到-18℃。

参见图1，本发明的节能管理装置1乃包括：至少一个以上的电池11、电池残余量电路13、最新运送状态数据接收电路15、以及处理器17，兹分别说明如后内文。

电池11是可选择设置在行动式冷冻柜2的内部，或是挂载在行动式冷冻柜2的机身。在没有其它的电力来源(例如市电、车用电源)时，行动式冷冻柜2的电力来源乃是电池11。电池11的具体范例例如是现有充电电池、现有燃料电池、现有其它电池或是其组合。所述现有充电电池可直接采用现有锂充电电池。所述现有燃料电池可直接采用现有直接甲醇燃料电池。电池11的设置数量并不以一个为局限。

电池残余量电路13的功能是用来于侦测电池11的残余电量(Residualcapacity)，以及输出对应于该残余电量的残余量数据讯号。在行动式冷冻柜2在执行运送所述物品任务之前，运送员乃会先将电池11充饱电，使得电池11在饱和电量(Saturationcapacity)的状态下。电池残余量电路13侦测在饱和电量的状态中的电池11，其电量在此定义为总电量P_T。

最新运送状态数据接收电路15的功能是用来接收所述残余量数据讯号、所述冷冻室目前温度讯号、以及至少一个以上的状态讯号，而所述该些状态讯号的具体范例例如是：目前车速讯号、目前时间讯号、预计抵达时间讯号、目前GPS讯号、目的地GPS讯号、环境温度讯号、湿度讯号等组合。最新运送状态数据接收电路15的另项功能乃是将所述该些状态讯号输出给处理器17。

最新运送状态数据接收电路15的具体范例为无线式数据接收电路，例如直接实行现有主动RFID温度标签的无线式数据接收电路。所述现有主动RFID温度标签可实行内建方式，将其内建于行动式冷冻柜2内；或者是，现有主动RFID温度标签实行独立组件方式，将其放置于冷冻室21内的适当位置处。最新运送状态数据接收电路15在每间隔一预定时间(例如5分钟)即会自动测量冷冻室21的目前温度，然后将目前温度讯号传送给处理器17。

最新运送状态数据接收电路15可另改实行现有温度感测相关电路手段以及现有讯号传送手段。最新运送状态数据接收电路15则至少包含一个温度传感器(图未显示)与一条温度讯号传输线(图未显示)。所述温度传感器乃伸入至冷冻室21中，而温度讯号传输线则与处理器17连接。处理器17在每间隔一预定时间(例如5分钟)即会自动测量冷冻室21的目前温度，并经由温度讯号传输线接收目前温度讯号。

处理器17是用来接收来自于最新运送状态数据接收电路15所输出的该些状态讯号，然后依据所述该些状态讯号，动态调整一温度动态警戒设定值的大小。并且，处理器17是用来每一次当冷冻室21的目前温度，其接近于一预定温度范围的上限时，或是接近于所述温度动态警戒设定值时，处理器17则计算出电池11要对压缩机致冷模块23输出多少的一电池消耗量，以及令电池11输出对应该电池消耗量的电流，而供应给压缩机致冷模块23，藉此使得冷冻室21的目前温度回复到所述预定温度范围以内，或是低于所述温度动态警戒设定值。处理器17可直接采用现有处理器元件。

请参见图2，在第一具体实施例中的节能管理装置1，执行行动式冷冻柜1在运送行程的供电品质与所述物品的保鲜保冷品质的任务，确保冷冻室21的温度皆维持在所述预定温度范围以内，亦即冷冻室21的温度皆介在于预定温度的上限温度与下限温度之间。并且，节能管理装置1在执行保鲜保冷品质的任务同时，亦同时达到节能功能与确保了供电品质。为了节能的目的，当冷冻室21的目前温度若尚未届临至预定温度的上限温度时，压缩机致冷模块23是处于不运作的状态，以节省电池11的电力。当处理器17接收到冷冻室21的目前温度，其已届临至预定温度的上限温度时，处理器17即会启动压缩机致冷模块23，使得压缩机致冷模块23对冷冻室21进行降温，直到冷冻室21降温至预定温度的下限温度或是接近于下限温度为止，此时，处理器17即会关闭压缩机致冷模块23的运作。处理器17执行如此地节能方式重复执行，直到所述物品运送到目的地为止。处理器17在每一次令压缩机致冷模块23对冷冻室21进行降温时，电池11在该次降温期间所消耗的电量(Capacity)，在此定义为电池消耗量(Powerconsumption)P_i。

在图2中，假设从出发至完成所述物品运送到目的地的降温总次数为N次，因此，处理器17必须对电池11与压缩机致冷模块23进行控制，以满足下列公式：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{P}_i<=P_T$

处理器17能够依据所述的目前车速讯号、目前时间讯号、预计抵达时间讯号、目前GPS讯号、目的地GPS讯号、环境温度讯号、湿度讯号等状态讯号，来预测估算出N值的实际可能值。例如依据目前车速讯号、目前GPS讯号、目的地GPS讯号等，即可估算出预计抵达时间讯号，然后依据每次降温的间隔时间、目前时间讯号、以及预计抵达时间讯号等，即可估算出可能再发生的降温次数。另一方面，处理器17依据已发生的每次电池消耗量P_i以及总电量P_T，即可估算出电池11目前所剩余的残余量。

在经历若干次的执行降温控制后，例如为P₁、P₂…P_n等n次的执行降温控制后，处理器17能够令电池残余量电路13侦测电池11的残余电量，以及依据目前车速讯号、目前GPS讯号、目的地GPS讯号等，用来估算出预计抵达时间讯号。然后依据每次降温的间隔时间、预计抵达时间讯号、电池11的所述残余电量等，即可估算出电池11的所述残余电量能够应付可能再发生的降温次数，例如为P_n+1、P_n+2..P_N等可能再发生的N-n次降温。

处理器17在P_n+1、P_n+2…P_N中的每一次令压缩机致冷模块23对冷冻室21进行降温时，处理器17令电池11输出对应该次电池消耗量P_i(i＝n+1,n+2…,N)的电流，供应给压缩机致冷模块23，当电池11消耗掉该次电池消耗量P_i，处理器17关闭压缩机致冷模块23。

请参见图3，在第二具体实施例中的节能管理装置1，执行行动式冷冻柜1在运送行程的供电品质与所述物品的保鲜保冷品质的任务，确保冷冻室21的温度皆维持在所述预定温度范围以内，亦即冷冻室21的温度低于所述温度动态警戒设定值。所述温度动态警戒设定值乃介在于预定温度的上限温度与下限温度之间，处理器11会动态地决定所述温度动态警戒设定值的实际数值。为了节能的目的，当冷冻室21的目前温度若尚未届临至所述温度动态警戒设定值时，压缩机致冷模块23是处于不运作的状态，以节省电池11的电力。当处理器17接收到冷冻室21的目前温度，其已届临至所述温度动态警戒设定值时，处理器17即会启动压缩机致冷模块23，使得压缩机致冷模块23对冷冻室21进行降温，直到冷冻室21降温至预定温度的下限温度或是接近于下限温度为止，此时，处理器17即会关闭压缩机致冷模块23的运作。处理器17执行如此地节能方式重复执行，直到所述物品运送到目的地为止。处理器17在每一次令压缩机致冷模块23对冷冻室21进行降温时，电池11在该次降温期间所消耗的电量(capacity)，同样地，在此定义为电池消耗量P_i。

在出发前，所述温度动态警戒设定值的初值，乃会依据所述物品的种类，以及对应该物品的保鲜保冷品质的冷冻链规范，而设定且符合所述温度动态警戒设定值其初值的实际数值。

在图3中，假设从出发至完成所述物品运送到目的地的降温总次数为N次，因此，处理器17必须对电池11与压缩机致冷模块23进行控制，以满足下列公式：

$\underset{i=1}{\overset{N}{\&Sigma;}}{P}_i<=P_T$

在目前设定下的所述温度动态警戒设定值下，处理器17能够依据所述的目前车速讯号、目前时间讯号、预计抵达时间讯号、目前GPS讯号、目的地GPS讯号、环境温度讯号、湿度讯号等状态讯号，来预测估算出N值的实际可能值。例如依据目前车速讯号、目前GPS讯号、目的地GPS讯号等，即可估算出预计抵达时间讯号，然后依据每次降温的间隔时间、目前时间讯号、以及预计抵达时间讯号等，即可估算出可能再发生的降温次数。处理器17依据已发生的电池消耗量P_i以及总电量P_T，即可估算出电池11目前所剩余的残余量。

在目前设定下的所述温度动态警戒设定值下，在经历若干次的执行降温控制后，例如为P₁、P₂…P_n等n次的执行降温控制后，处理器17能够令电池残余量电路13侦测电池11的残余电量，以及依据目前车速讯号、目前GPS讯号、目的地GPS讯号等，用来估算出预计抵达时间讯号。然后依据每次降温的间隔时间、预计抵达时间讯号、电池11的所述残余电量等，即可估算出电池11的所述残余电量能够应付可能再发生的降温次数。

处理器11进一步计算电池11的所述残余电量，无法应付可能再发生的降温次数时，处理器11则会进一步调整所述温度动态警戒设定值，例如调高目前的所述温度动态警戒设定值，而调高的温度幅度乃可依据电池11的所述残余电量以及可能再发生的降温次数，来加以决定。所述调高的温度动态警戒设定值，仍会符合冷冻链规范所述物品的保鲜保冷品质其温度范围以内。

再者，处理器11进一步计算电池11的所述残余电量，足以充分地应付可能再发生的降温次数，并且电池11的尚会剩余电量，处理器11则会进一步调整所述温度动态警戒设定值，例如调降目前的所述温度动态警戒设定值，而调降的温度幅度乃可依据电池11的所述残余电量以及可能再发生的降温次数，来加以决定。所述调降的温度动态警戒设定值，仍会符合冷冻链规范所述物品的保鲜保冷品质其温度范围以内。

处理器17在P_n+1、P_n+2…P_N中的每一次令压缩机致冷模块23对冷冻室21进行降温时，处理器17令电池11输出对应该次电池消耗量P_i(i＝n+1,n+2…,N)的电流，供应给压缩机致冷模块23，当电池11消耗掉该次电池消耗量P_i，处理器17关闭压缩机致冷模块23。

本发明的用于冷冻链的行动式冷冻柜2的节能管理装置1能够提供被运送物品的保鲜保冷品质，且能够达成节能，此即为本发明功效显著进步所在之处。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，是应用于一行动式冷冻柜，其特征在于，该行动式冷冻柜是至少包含：一冷冻室、一压缩机致冷模块、一冷冻柜温度传感器，其中该冷冻柜温度传感器是用于侦测该冷冻室的目前温度，以及输出对应于该目前温度的一冷冻室目前温度讯号，该节能管理装置是包括：

至少一个以上的电池；

一电池残余量电路，是用于侦测该电池的残余电量，以及输出对应于该残余电量的一残余量数据讯号；

一最新运送状态数据接收电路，是用于接收该残余量数据讯号、该冷冻室目前温度讯号、以及至少一个以上的状态讯号，其中该些状态讯号，是选择自一目前车速讯号、一目前时间讯号、一预计抵达时间讯号、一目前GPS讯号、一目的地GPS讯号的组合，以及是用于将该些状态讯号输出给一处理器；

该处理器，是用于接收以及依据该最新运送状态数据接收电路所输出的该些状态讯号，动态调整一温度动态警戒设定值的大小；以及，是用于在每一次当该冷冻室的目前温度接近于一预定温度范围的上限时或是接近于该温度动态警戒设定值时，则计算出该些电池要对该压缩机致冷模块输出的一电池消耗量，以及令该些电池输出对应该电池消耗量的电流供应给该压缩机致冷模块，藉此使得该冷冻室的目前温度回复到该预定温度范围以内或是低于该温度动态警戒设定值。

2.如权利要求1所述的用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，其特征在于，该压缩机致冷模块，是包括：一压缩机、一蒸发器、一冷凝器、以及一冷媒流量控制器。

3.如权利要求1所述的用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，其特征在于，该些电池，是选择自一充电电池、一燃料电池。

4.如权利要求1所述的用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，其特征在于，该最新运送状态数据接收电路，是一无线式数据接收电路。

5.如权利要求1所述的用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，其特征在于，该些状态讯号是进一步选择自一环境温度讯号、一湿度讯号。

6.如权利要求1所述的用于冷冻链的行动式冷冻柜的节能管理装置，其特征在于，该处理器，是进一步调整该动态警戒设定值的数值。