CN104583694A - 用于冷藏集装箱的货物温度监测和控制 - Google Patents
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Abstract
一种监控和控制冷藏运输货物集装箱中的货物的温度的方法包括通过指向所述货物的多个部分的多个温度传感器来测量位于所述货物集装箱中的所述货物的所述部分的温度。一个或多个所述测量的货物温度与预选定阈值相比较。与所述多个温度传感器可操作地连通的布置在所述货物集装箱处的制冷单元的操作基于所述比较结果而改变。一种运输货物集装箱制冷系统包括多个货物温度传感器，其被构造成确定货物的至少部分的温度。制冷单元和控制器连接到所述制冷单元和所述货物温度传感器以基于从所述货物温度传感器接收的数据来控制所述制冷单元的操作。
Description
发明背景
本文公开的主题涉及制冷系统。更明确地说，本文公开的主题涉及用来存储和运输货物的集装箱的制冷。
典型的冷藏货物集装箱(例如用来经由海洋、铁路或公路运输货物的冷藏货物集装箱)是一种被改进成包括位于集装箱一端的制冷单元的集装箱。制冷单元包括压缩器、冷凝器、膨胀阀和蒸发器盘管，其全部位于集装箱端部。大量制冷剂贯穿制冷单元循环，且制冷单元的一个或多个蒸发器风扇将空气流吹过蒸发器盘管，从而冷却空气并迫使其进入集装箱。
典型的集装箱系统中的冷却空气被迫排出制冷单元且沿着集装箱的底板。随着冷却空气行进离开制冷单元，其温度升高且其在集装箱中上升，并最终返回到制冷单元。这股返回空气的温度在制冷单元处感测。这个感测的供应空气温度被制冷单元控制系统用来确定制冷单元的各种设置，包括开通或关断压缩机、将风扇速度设置成高或低或关断，或确定流出制冷单元到集装箱中的空气温度的其它设置。
使用供应空气温度来驱动制冷单元的操作在维持所需货物温度的情况中是不准确的，尤其是在对温度特别敏感的货物(例如香蕉或其它水果等)的情况中。在大多数情况下，空气温度可大大不同于实际货物温度，使得难以维持所需货物温度。另外，本发明的方法无法确定集装箱中是否存在局部热点(或冷点)，其会造成货物的某些部分损坏。
发明概要
在一个实施方案中，一种监控和控制冷藏运输货物集装箱中的货物的温度的方法包括通过指向货物的多个部分的多个温度传感器来测量位于货物集装箱中的货物的所述部分的温度。一个或多个测量的货物温度与预选定货物温度阈值相比较。与所述多个温度传感器可操作地连通的布置在所述货物集装箱处的制冷单元的操作基于所述比较结果而改变。
在另一实施方案中，一种运输货物集装箱制冷系统包括多个货物温度传感器，其被构造成确定货物的至少部分的温度。系统还包括制冷单元和控制器，其可操作地连接到制冷单元和多个非接触货物温度传感器以基于从多个货物温度传感器接收的数据来控制制冷单元的操作。
在又一实施方案中，冷藏运输货物集装箱包括运输货物集装箱和被构造成冷却货物集装箱的制冷单元。多个货物温度传感器位于货物集装箱中以确定货物的温度。控制器可操作地连接到制冷单元和多个非接触货物温度传感器以基于从多个货物温度传感器接收的数据来控制制冷单元的操作。
将从下文结合附图的描述更显而易知这些和其它优点以及特征。
附图简述
在说明书的开始部分的权利要求书中特别指明和清楚要求被视为本发明的主题。将从下文结合附图的详细描述显而易知本发明的前述和其它特征以及优点，其中：
图1是冷藏货物集装箱的实施方案的剖视图；和
图2是监控和控制集装箱中的货物温度的方法的实施方案的方框图。
具体实施方式通过参考附图举例的方式说明了本发明的实施方案以及优点和特征。
具体实施方式
图1中示出冷藏货物集装箱10的实施方案。货物集装箱10被配置成通过使用位于集装箱10处的制冷单元14而使位于货物集装箱10内部的货物12维持在所选温度。货物集装箱10可移动并用于通过(例如)卡车、火车或轮船运输货物12。制冷单元14包括(如图1中示意性地示出)压缩机16、冷凝器18、膨胀阀20、蒸发器22和蒸发器风扇24，其(例如)位于集装箱10的第一端26。制冷单元14通过蒸发器风扇24使返回空气流28流动经过蒸发器22，因此将空气流28冷却到所选温度，并促使冷却的返回空气流28通过制冷单元出口30进入集装箱10来冷却货物12。返回空气流28还可以被补充通过新鲜空气入口34引入到制冷单元14的新鲜空气流32。集装箱10还包括与第一端26相对定位的第二端36，和位于第一端26与第二端36之间的两个侧壁38、底板40和顶部44。
制冷单元14的操作由控制器46控制，其将制冷单元14的这些功能指示为开通或关断压缩机16、蒸发器风扇24的操作和速度，和用来将新鲜空气引入制冷单元14的新鲜空气风扇(未示出)的操作和速度。控制器46操作制冷单元14来维持货物12的所选货物温度。一个或多个货物温度传感器50位于集装箱10中来精确地确定实际货物温度。如图1中所示，多个货物温度传感器50可贯穿于集装箱10中以确定货物12的不同局部部分的温度。任何合适的货物温度传感器50可被用来确定货物12的温度。在一些实施方案中，货物温度传感器50可以是非接触传感器，例如热成像摄像机、激光温度传感器等。在其它实施方案中，货物温度传感器50可以是放置在货物12上的温度传感器或接触传感器，例如热电偶。货物温度传感器50用于确定货物温度，而不是在集装箱10中的空气流的温度，因此制冷单元14可由控制器46更精确且有利地管理。
举例来说，现在参考图2，在步骤52中，多个货物温度传感器50各自感测货物温度。在步骤54中，这些货物温度被传送到控制器46，多个货物温度传感器50可操作地连接到控制器46。在步骤56中，控制器46或控制器46的处理器可操纵由货物温度传感器50提供的数据，举例来说，由货物温度传感器50提供的货物温度可被平均化，得到平均货物温度。在步骤58中，平均货物温度与所选平均货物温度或“设置点”相比较。这个设置点是货物12为了最小化对货物12的不期望影响(例如解冻、损坏等)所需的温度。设置点可包括设置点左右的阈值带，例如大于和/或小于设置点的一定度数。在步骤60中，如果平均货物温度不同于设置点，或者超过阈值带，那么控制器46采取的行动是改变制冷单元14的操作。这些改变可包括：如果平均货物温度高于阈值允许的范围，那么开通压缩机16；或者，如果平均货物温度低于阈值，那么关闭压缩机16和/或引入更大量的新鲜空气流32。当多个货物温度传感器50持续监控货物温度时，连续重复这一过程。
除了保持所选平均货物温度，制冷单元14和货物温度传感器50针对货物温度的局部变化监控货物，局部变化被称为“热点”或“冷点”，热点中货物12的一部分比周围或相邻货物12局部地不期望地暖，冷点中货物12的一部分比周围或相邻货物12局部地不期望地冷。在步骤62中，针对局部货物温度阈值之外的不同于设置点或平均货物温度的个别货物温度，控制器46监控从多个货物温度传感器50接收的货物温度数据。这些局部变化表示货物12中的热点或冷点，且可在步骤64中由控制器解决，举例来说，其解决方式是将蒸发器风扇24切换到高速操作来促使集装箱10中的更强空气流28循环，从而避免热点或冷点。
另外，在步骤66中，来自货物温度传感器50的货物温度数据存储在控制器46中且一旦货物12到达目的地可输出为(例如)货物温度历史或温度图68。货物温度图68用于给客户和收货人确定货物的哪些部分温度更高或更低(如果有的话)，其可能影响货物12部分在损坏或其它不期望结果之前的剩余时间。
虽然已经仅结合有限数量的实施方案来详细描述本发明，但是应容易理解本发明不限于这些公开的实施方案。更确切地说，可以修改本发明以并入之前未描述的任何数量的变化、改变、替换或等效配置，但其需与本发明的精神和范围相称。此外，虽然已经描述了本发明的各种实施方案，但应当理解本发明的方面可仅包括所述实施方案中的一些。因此，本发明不应被视为受限于上文的描述，而是仅受限于所附权利要求书的范围。
Claims (20)
1.一种监控和控制冷藏运输货物集装箱中的货物的温度的方法，其包括：
通过指向所述货物的多个部分的多个温度传感器来测量布置在所述货物集装箱中的所述货物的所述部分的温度；
将一个或多个所述测量货物温度与预选定货物温度阈值进行比较；和
基于所述比较结果而改变与所述多个温度传感器可操作地连通的布置在所述货物集装箱处的制冷单元的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括将所述测量的货物温度传输到与所述多个温度传感器且与所述制冷单元可操作地连通的控制器，所述控制器被构造成改变所述制冷单元的操作。
3.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
由所述测量的货物温度计算平均货物温度；
将所述平均货物温度与平均货物温度阈值进行比较；和
基于所述比较结果而改变所述制冷单元的操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其中改变所述制冷单元的操作包括改变所述制冷单元的压缩机、蒸发器或新鲜空气入口的操作中的一个或多个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个温度传感器包括至少一个热成像摄像机或至少一个激光温度传感器。
6.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
针对局部货物温度变化来评估所述测量的货物温度；
通过改变所述制冷单元的操作来校正所述局部货物温度变化。
7.根据权利要求6所述的方法，其中改变所述制冷单元的操作包括改变所述制冷单元的压缩机、蒸发器、蒸发器风扇、冷凝器风扇或新鲜空气入口的操作中的一个或多个。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个货物温度传感器大体连续地测量所述货物温度。
9.一种运输货物集装箱制冷系统，其包括：
多个货物温度传感器，其被构造成确定货物的至少部分的温度；
制冷单元；和
控制器，其可操作地连接到所述制冷单元和所述多个货物温度传感器以基于从所述多个货物温度传感器接收的数据来控制所述制冷单元的操作。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述多个温度传感器包括至少一个热成像摄像机或至少一个激光温度传感器。
11.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制器被构造成改变所述制冷单元的一个或多个组件的操作。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述一个或多个组件包括制冷单元，其包括所述制冷单元的压缩机、蒸发器、蒸发器风扇、冷凝器风扇或新鲜空气入口。
13.根据权利要求9所述的系统，其中所述控制器被构造成由从所述多个货物温度传感器接收的所述数据来计算平均货物温度。
14.根据权利要求9所述的系统，其中所述多个温度传感器被构造成大体连续地测量所述货物温度。
15.一种冷藏运输货物集装箱，其包括：
运输货物集装箱；
制冷单元，其被构造成冷却所述货物集装箱；
多个货物温度传感器，其布置在所述货物集装箱中以确定所述货物的温度；和
控制器，其可操作地连接到所述制冷单元和所述多个非接触货物温度传感器以基于从所述多个货物温度传感器接收的数据来控制所述制冷单元的操作。
16.根据权利要求15所述的货物集装箱，其中所述多个温度传感器包括至少一个热成像摄像机或至少一个激光温度传感器。
17.根据权利要求15所述的货物集装箱，其中所述控制器被构造成改变所述制冷单元的一个或多个组件的操作。
18.根据权利要求17所述的货物集装箱，其中所述一个或多个组件包括制冷单元，其包括所述制冷单元的压缩机、蒸发器、蒸发器风扇、冷凝器风扇或新鲜空气入口。
19.根据权利要求15所述的货物集装箱，其中所述控制器被构造成由从所述多个货物温度传感器接收的所述数据来计算平均货物温度。
20.根据权利要求15所述的货物集装箱，其中所述多个温度传感器被构造成大体连续地测量所述货物温度。
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