CN108291759A - 分阶段冷却储存容器 - Google Patents

Abstract

以两个阶段将处于当前温度的储存容器冷却到目标温度，该两个阶段包括从储存容器到干冰的对流热传递的第一阶段以及使升华的干冰流动到储存容器的第二阶段。测量当前温度与目标温度的偏差。当储存容器内的当前温度的偏差高于偏差的阈值时，应用第一阶段。当储存容器内的当前温度的偏差低于阈值时，应用第二阶段。

Description

分阶段冷却储存容器

技术领域

本发明涉及一种利用干冰的分阶段冷却储存容器。

背景技术

US5363670公开一种用于在冷冻或冷藏环境中运送物品的自给冷却器/冷冻器设备。设备包括被划分成两个部分的隔热容器。第一部分用于物品储存，并且第二部分容纳用于储存干冰的加压冷却剂隔室。加压冷却剂隔室包括可拆卸的隔热面板。本质上，加压冷却剂隔室是可控散热器。在短时间内，干冰开始升华，从而形成高压冷气态二氧化碳。冷气态二氧化碳经由螺线管驱动的气体供给阀在整个隔热容器内循环，从而进一步冷却隔热容器的第一部分。恒温控制器基于来自位于绝热容器的第一部分内的热电偶的温度读数激活气体供给阀。泄压阀被定位在隔热容器内，以防止隔热容器内的压力超过最大值。干冰的升华引起在设备外部释放的压力。

当由干冰升华形成的冷气态二氧化碳被引导到设备外部时，二氧化碳不能再用于冷却。

升华的干冰的冷却效率取决于升华率。通过使用由干冰升华形成的冷气态二氧化碳进行冷却而达到低温可能需要很长时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种减轻上述缺点的至少一部分的方法、设备和计算机程序。本发明的目的通过以独立权利要求中陈述的内容为特征的方法、计算机程序和设备来实现。从属权利要求描述本发明的实施例。

一些实施例提供通过干冰快速冷却储存容器并且将储存容器维持在目标温度。

附图说明

以下将参照附图并利用优选实施例更详细地描述本发明，其中相同的附图标记始终指代相同的部分，并且其中

图1示出根据实施例的设备，

图2示出根据实施例的温度控制系统，

图3示出根据实施例的用于快速冷却的设备；

图4示出根据实施例的用于快速冷却的温度控制系统；

图5示出根据实施例的用于不同冷却阶段的方法；

图6a和图6b示出根据实施例的对流元件的操作；以及

图7示出根据实施例的控制冷却阶段的方法。

具体实施方式

本文的各种实施例描述使用干冰作为冷却剂。干冰是二氧化碳(CO₂)的固体形式。干冰在地球大气压下在-78.5℃升华。在固体干冰的升华中，干冰直接从固相转变成气相而不经过中间液相。以下升华的干冰是指气相的干冰。由于固体干冰的极端寒冷时使得由于冻结(冻伤)会引起烧伤，因而在没有保护的情况下处理固体干冰是危险的。虽然通常毒性不大，但是由于在狭窄的地方堆积，其的气体释放会导致高碳酸血症。

图1示出根据实施例的设备。设备可以包括用于干冰的至少一个密封容器3a、3b、3c。密封容器可以被称为干冰容器。干冰容器可以被封装在可以被称为外壳的另一密封容器1内。干冰容器可以可操作地连接到储存容器2，以通过来自第一容器的升华的干冰将储存容器冷却到目标温度或目标温度范围。当储存容器的目标温度或温度范围被满足时，干冰容器可操作地连接到外壳，以用于将升华的干冰从干冰容器引导到外壳。因此，干冰可以被用于通过将升华的干冰从干冰容器供给到外壳和/或储存容器来冷却外壳和/或储存容器。当储存容器内的当前温度处于目标温度或温度范围或小于目标温度或温度范围时，可以满足目标温度或温度范围。

以该方式，干冰可以首先用作冷却储存容器2的冷却剂，并且在储存容器内已经达到目标温度或温度范围之后，干冰可以用于冷却干冰容器。由于供给到外壳的冷却剂是升华的干冰，其尚未用于冷却储存容器，因此冷却剂具有高冷却能力，并且冷却剂可以有效地冷却容器中的干冰，从而冷却容器内的干冰。冷却剂的冷却能力可以被确定为例如以瓦特为单位测量的去除热的能力。冷却容器中的干冰可以控制，例如，降低干冰的升华速率。升华速率可以通过每单位时间升华的干冰的重量，例如，kg/h，来定义。

干冰的升华可能由干冰的升温引起。干冰的升温可能由设备的环境中的普遍温度(prevailing temperature)高于干冰的升华温度引起。

储存容器的目标温度或温度范围可以由储存在储存容器中的物品的类型来限定。物品可以是需要在特定温度或温度范围内储存的有机物品，使得物品在储存容器期间可以保持其特性。有机物品的示例包括人体器官、动物器官、活体物质、细菌生长和病毒生长。应当理解的是，目标温度或温度范围可以由储存容器内的压力值或压力范围表示。

干冰容器和外壳可以被密封，使得容器可以保持由干冰的升华产生的气体引起的压力。干冰容器和外壳可以连接在一起，使得它们形成密封实体，以便在储存容器、外壳和外壳内的干冰容器之间有效传送升华的干冰。

在实施例中，设备可以包括多个干冰容器3a、3c、3b，其可操作地连接到储存容器。干冰容器的数量可以根据所需的冷却能力来确定。所需的冷却能力可以基于包括例如设备的外部温度、储存容器的目标温度或温度范围和储存容器的体积的多个因素来确定。

在实施例中，外壳1可以具有用于移除一个或多个干冰容器的门。由于储存容器是密封的，因此干冰容器可以通过门移除，而升华的干冰不从储存容器释放。

在实施例中，储存容器2和外壳1可以连接，使得当储存容器内的压力超过储存容器内的压力阈值时，由于冷却储存容器而具有降低的冷却能力的升华的干冰可以从储存容器释放到外壳。以该方式，来自储存容器的升华的干冰可以被用于加热容纳干冰的密封容器并提高干冰的升华速率。升华的干冰可以通过连接储存容器和外壳的安全阀8释放。

在实施例中，外壳1可具有安全阀9，使得当外壳内的压力阈值被超过时，该安全阀9用于将升华的干冰从外壳释放出设备。安全阀可以防止设备内的升华的干冰积聚。

优选地，在压力达到干冰的三相点之前，可以使安全阀8、9释放升华的干冰。以该方式，设备内的压力可以保持足够低，即，低于三相点，以避免升华的干冰转变成液体。可以使安全阀基于连接的空间的压力差释放升华的干冰。安全阀还使得释放的升华的干冰仅在一个方向上流动，从而防止释放的升华的干冰返回。

在实施例中，设备可以包括用于连接干冰容器3和储存容器2的流体管线10以及被布置成基于储存容器内的温度来调节从液体管线到储存容器的升华的干冰的流动的温度可控阀7。温度可控阀可以启用和禁用升华的干冰流到储存容器，使得储存容器可以被维持在目标温度或目标温度范围。

干冰的流动可以通过打开阀来启用，并且干冰的流动可以通过关闭阀来禁用。因此，当温度可控阀打开时，升华的干冰可从流体管线流动到储存容器。温度可控阀关闭时，升华的干冰不能进入储存容器。

温度可控阀可以用作恒温器，其能够通过传感器‘S’感测储存容器内的温度。温度可控阀可以连接到传感器‘S’以用于从储存容器内部获得温度测量结果并且用于基于来自传感器的温度测量启用或禁用升华的干冰流入储存容器中。当储存容器内的温度高于目标温度时，升华的干冰可以流入储存容器中，并且当储存容器内的温度处于目标温度或低于目标温度时，升华的干冰不可以流入储存容器。

在实施例中，流体管线10可以通过阀6连接到外壳，该阀6可以基于流体管线内的压力和温度可控阀7对升华的干冰流的控制中的至少一个来控制，该温度可控阀7被布置成调节升华的干冰到储存容器的流动。当流体管线内的压力超过压力阈值时，阀6可以被控制成打开并允许升华的干冰流到外壳1。阈值压力可以基于干冰的量和储存容器2的冷却需求来限定。

冷却需求可以基于储存容器是否处于目标温度或目标温度范围处来确定。冷却需求引起温度可控阀的控制。当储存容器不处于目标温度或目标温度范围处时，被布置成调节从流体管线到储存容器的升华的干冰的流动的温度可控阀7可以被打开，并且当储存容器处于目标温度或目标温度范围处时，不需要冷却储存容器并且可以关闭温度可控阀。因此，当温度可控阀关闭并且超过流体管线内的压力阈值时，阀6可以被布置成打开。以该方式，升华的干冰可以被引导到外壳以冷却干冰容器，而不进一步冷却储存容器。

另一方面，如果流体管线内的压力阈值未被超过和/或当温度可控阀7打开时，阀6可以被关闭。因此，流体管线可以容纳待被供给到储存容器的升华的干冰以用于冷却储存容器，并且另一方面，如果不需要冷却储存容器，则升华的干冰可以被引导到外壳以冷却干冰容器，使得干冰的升华速率可以降低。

干冰容器、储存容器和外壳之间的连接可以通过引导升华的干冰的装置来提供。这种装置的示例包括流体管线10、流体通道和流体导管以及流体软管。用于引导升华的干冰的装置可以是可控的，以提供干冰容器、储存容器和外壳之间的操作连接。操作连接可以允许启用和禁用干冰容器与储存容器之间以及干冰容器与外壳之间的升华的干冰的流动。引导干冰的控制可以通过一个或多个阀5a、5b、5c、6、7、8来提供，该阀5a、5b、5c、6、7、8可以被打开以启用升华的干冰的流动，并且被关闭以禁用升华的干冰的流动。阀的打开和关闭可以通过升华的干冰的压力和/或储存容器的温度来控制。

在通过升华的干冰的压力来控制阀的示例中，阀可以被手动设定阈值压力。当阈值压力被满足时，阀可以被打开，并且如果阈值压力未被满足，则阀可以被关闭。阈值压力可以被设置成使得储存容器可以被保持在目标温度或温度范围内。应该理解的是，也可以使用电磁阀。基于储存容器内的当前温度以及当前温度与目标温度或与目标温度范围的比较结果，可以使得电磁阀打开或关闭。当前温度可以由传感器‘S’测量。另一方面，特别是当升华的干冰未被引导到储存容器时，干冰可以被引导到外壳以用于冷却干冰容器。然而，一旦储存容器需要冷却，干冰容器的冷却被停止，并且升华的干冰被引导到储存容器。储存容器的冷却需求可以基于储存容器中未被满足的目标温度或目标温度范围来确定。

在实施例中，一个或多个干冰容器可以通过快速释放联接器4a、4b、4c和背压阀5a、5b、5c连接到流体管线10。背压阀5a、5b、5c使得从干冰容器排出的升华的干冰不返回到干冰容器，并且当干冰容器被释放时，例如，当被替换时，升华的干冰可以被保持在流体管线内。因此，背压阀和快速释放联接器可以形成流体管线10的一部分。以该方式，在干冰容器与流体管线断开之后，可以通过保存在流体管线内的升华的干冰，冷却储存容器。

在实施例中，产生热的设备的部件可以被安装在外壳1内。以该方式，从部件产生的热可以被用于提高干冰的升华速率。在一个示例中，图2的温度控制系统的一个或多个部分可以被安装到外壳。温度控制系统可以包括电磁阀，其可以通过引起阀中产生热的电流打开。例如，当温度可控阀是电磁阀并且将电流被供给到阀以用于打开阀时，可能产生热。由于外壳内温度可控阀的位置，温度可控阀产生的热可以被用于提高干冰的升华速率。以该方式，可以增加升华的干冰的产量以进一步冷却储存容器。然后，当已经达到储存容器的目标温度时，温度可控阀可以通过切断电流来关闭。在该位置中，温度可控阀不产生热，干冰的升华速度可以降低。升华速率的进一步降低可以通过经由阀6将升华的干冰从流体管线直接引导到外壳来实现。

图2示出根据实施例的温度控制系统。温度控制系统可以被用于控制升华的干冰流动到本文所述的实施例中的储存容器2或外壳1或储存容器和外壳二者中。现在参照图1中的相同或相应的内容来描述温度控制系统。温度控制系统可以包括一个或多个温度可控阀6、7、温度传感器‘S’和连接到传感器和阀的控制器‘CNTL’，使得阀可以基于传感器的测量结果被打开和关闭。传感器‘S’可以被布置在储存容器内以获得用于控制阀的温度测量值。温度可控阀可以启用和禁用升华的干冰流到储存容器，使得储存容器可以被维持在目标温度或目标温度范围。

以下描述用干冰快速冷却的实施例。上述实施例和本文描述的一个或多个特征可以在下面的实施例中被实施以用于快速冷却以获得上述显性或隐性的优点，并且用于实施实施例。应当理解的是，可以在上述实施例中实施以下描述的一些特征以获得上述实施例中的显性或隐性的优点。

图3示出根据实施例的用于快速冷却的设备。设备可以包括用于干冰的至少一个干冰容器3a、3b、3c，用于干冰的至少一个干冰容器3a、3b、3c被封闭在被称为外壳的另一密封容器1内。用于干冰的至少一个干冰容器3a、3b、3c可操作地连接到储存容器2，以用于通过来自用于干冰的至少一个干冰容器3a、3b、3c的升华的干冰将储存容器冷却到目标温度或目标温度范围，并且所述设备包括用于从储存容器2到干冰容器3a、3b、3c内的干冰的对流热传递的至少一个对流元件11a、11b、11c，其中所述对流元件11a、11b、11c被布置在干冰容器中的干冰与储存容器之间，并且设备包括用于控制升华的干冰流动到储存容器的中的流体流动控制元件7，以及被布置成用于测量储存容器内的温度的至少一个传感器。干冰的冷却能力可以被用于以通过控制升华的干冰经由流体流动控制元件流动到储存容器并且经由对流元件控制热传递的至少两种方式来冷却储存容器。一次使用升华的干冰的流动和对流热传递中的至少一个或两个是可行的。

在用于快速冷却的设备中，可以如参考图1和图2所述的上述实施例中所述提供允许升华的干冰流动到单元和/或升华的干冰从单元流动的连接件，以启用升华的干冰在各种单元之间流动。因此，在用于快速冷却的设备中，用于使升华的干冰流动的连接件可以通过流体线路、阀、减压阀、温度可控阀中的一个或多个或其组合来提供。应当理解的是，阀可以被称为流体流动控制元件。

流体流动控制元件可以是可控制的，以启用和禁用升华的干冰从干冰容器流动到储存容器。流体流动控制元件可以是阀，例如，温度可控阀。流体流动控制元件可以由温度控制系统的控制器来控制。

对流元件能够在储存容器和干冰之间传导热，而不使升华的干冰从干冰容器流动到储存容器。对流元件可以具有至少两个表面，其中一个连接到干冰并且其中另一个连接到储存容器内的流体，以用于将热从储存容器传递到干冰。对流元件使得邻近对流元件的流体快速冷却，这引起储存容器中的对流。在对流中，储存容器内的流体通过由对流元件冷却的流体与储存容器中较高温度的流体的温差而移动。在一个示例中，到对流元件的距离越长，储存容器中的流体越暖，从而在对流中，由对流元件冷却的流体离开对流元件，并且较暖的流体朝向对流元件移动。储存容器中的流体可以是气体，例如，空气、升华的干冰、空气及其混合物。

在实施例中，对流元件11a、11b、11c被布置在干冰容器3a、3b、3c中的壁中，并且储存容器具有用于容纳壁的容器，以用于通过位于容器中的壁中的对流元件将热传递到干冰。以该方式，对流元件可以与储存容器内的流体接触。

在示例中，对流元件可以被形成在干冰容器3a、3b、3c的壁中。干冰容器内的干冰可以放置在可以将热从储存容器传递到干冰的对流元件上。储存容器的壁可以包括孔，每个孔用作干冰容器的接收部。因此，干冰容器可以被容纳在孔中。被定位在孔中的干冰容器可以被密封，使得流体不能流动通过储存容器和干冰容器之间的孔。密封件可以被设置在干冰容器或孔上以避免流体通过孔泄漏。

在一个实施例中，连接到干冰的对流元件的表面可以是朝上的表面，并且连接到储存容器内的流体的表面可以是朝下的表面。因此，干冰可以被支撑在朝上的表面上。

对流元件可以具有用于传导热的合适材料和结构。合适的材料的示例包括金属，诸如钢、铝和铜。合适的结构的示例包括防止气体的流动的结构，诸如片。

图6a和图6b示出根据实施例的对流元件的操作。在图6a和图6b中，对流元件可以是可控制的，以启用和禁用热传导。在图6a中，热传导被对流元件禁用。在图6b中，热传导被对流元件启用。对流元件可以包括可以在图6a所示的关闭位置和图6b所示的打开位置之间移动的部件21。例如，对流元件可以被定位在储存容器的孔中。以下部件21将被称为门。在门的打开位置中，储存容器内的流体连接到对流元件，并且热可以从储存容器内的流体传递到干冰容器中的干冰。因此，在门的打开位置中，启用从储存容器到干冰的热传导。在门的关闭位置中，储存容器内的流体与对流元件分离。因此，在关闭位置中，流体不与对流元件接触，并且通过对流元件从储存容器的热传导被禁用。

门在关闭位置和打开位置之间可移动，例如通过可以由温度控制系统的控制器控制的马达。以该方式，温度控制系统可以控制以启用或禁用对流热传递。

参照图3，在实施例中，在用于快速冷却的设备中，外壳1具有安全阀9，该安全阀9将升华的干冰从所述外壳1释放出设备，并且CaO₂容器13连接到安全阀9以捕获在冷却阶段消耗的升华的干冰。用于快速冷却的设备与CaO₂容器之间的连接件14可以是可释放的，使得可以CaO₂容器可以被替换。连接件可以包括快速释放连接器或具有用于可释放地连接CaO₂容器的至少一个快速释放连接器的流体管线。CaO₂容器含有与来自升华的干冰中的二氧化碳反应的CaO₂。来自升华的干冰的二氧化碳和CaO₂的反应可以表示如下：

CaO₂+CO₂＝CaCO₃+O₂(1).

因此，输入到CaO₂容器的升华的干冰可以被CaO₂容器捕获成碳酸钙、CaCO₃和氧气。以该方式，干冰的升华不增加设备外部的二氧化碳的水平(level)。二氧化碳的水平在很多人们所在的环境中很重要，因为空气中二氧化碳水平过高可能导致一些人感到昏昏欲睡，甚至令人窒息。此外，由于捕获二氧化碳，因此不存在由于干冰的升华而引起的来自设备的二氧化碳排放。

应当理解的是，虽然参照图3中的用于快速冷却的设备描述CaO₂容器，但是CaO₂容器13可以连接到图1中所述的设备，其中在没有通过对流热传递提供的快速冷却的情况下冷却储存容器。

参照图3，在实施例中，用于快速冷却的设备可以包括可控通风口12，以用于通过来自储存容器2外部的自由空气流来加热储存容器2。通风口可以被控制成打开和关闭。当通风口被打开时，来自设备外部的空气可以通过通风口的开口进入储存容器。当通风口被关闭时，来自设备外部的空气可以不通过开口进入储存容器。在通风口的打开位置中，可以通过设置通风口的开口来根据需要控制空气流的量。储存容器的目标温度可以低于设备外部的温度。通风口提供的设备外部的空气可以被用于升高储存容器内的温度。以该方式，储存容器内的温度可以快速地适应目标温度的变化和/或储存容器内的过低温度。通风口的开口可以被设置到不同的位置，例如包括关闭位置、打开位置以及打开位置和关闭位置之间的至少一个中间位置。通风口的开口可以被控制以例如通过可以由温度控制系统的控制器控制的马达移动到具体位置。以该方式，温度控制系统可以控制以启用加热、禁用加热和/或调节来自储存容器外部的空气的加热。

参照图3，在实施例中，在用于快速冷却的设备中，用于干冰的至少一个干冰容器3a、3b、3c可操作地连接到所述外壳1，以用于当储存容器的目标温度被满足时，将升华的干冰从用于干冰的至少一个干冰容器3a、3b、3c引导到所述外壳1。因此，类似于以上图1所解释的，以该方式，干冰可以首先用作冷却储存容器2的冷却剂，并且在储存容器内已经达到目标温度或温度范围之后，干冰可以用于冷却干冰容器。

图4示出根据实施例的用于快速冷却的温度控制系统。温度控制系统可以被用于图3所示的用于快速冷却的设备中。在本文所述的实施例中，温度控制系统可以被用于控制对流热传递、储存容器的加热、升华的干冰流动到储存容器2中和/或升华的干冰流动到外壳1中。温度控制系统可以包括用于加热储存容器的可控通风口12和用于从储存容器到干冰的对流热传递的一个或多个对流元件11a、11b、11c。传感器‘S’可以被布置在储存容器内以执行温度测量，以用于基于储存容器内的测量温度来控制例如阀的流体流动控制元件、可控通风口和对流元件中的一个或多个。来自传感器‘S’的温度测量值可以被供给到控制器。控制器可以基于温度测量值来确定储存容器中的当前温度和/或当前温度与储存容器的目标温度的偏差。偏差可以被用于确定储存容器应当被冷却还是被加热。根据偏差的量，储存容器可以通过包括由对流元件引起的对流热传递或通过由流体流动控制元件引起的升华的干冰到储存容器的流动的不同冷却阶段而冷却。以下采用图5提供冷却阶段的更详细的解释，并且以下采用图7提供加热的更详细的解释。

控制器可以连接到用户界面15以允许用户输入目标温度并且允许用户监控储存容器的当前温度。因此，用户界面可以由用户输入装置和用户输出装置的组合来提供。用户输入装置的示例包括按钮、小键盘、键盘和触摸屏。用户输出装置的示例包括显示器、触摸屏、音频扬声器、灯。用户界面的功能可以由在例如平板计算机或智能手机的计算机上执行的应用程序提供。控制器的功能的至少一部分或控制器的所有功能可以在计算机执行的应用程序中实施。

图5示出根据实施例的用于不同冷却阶段的方法。方法可以由例如在图3中描述的设备中的图4的温度控制系统执行。在实施例中，用于快速冷却的温度控制系统可以被安装到类似于图2的温度控制系统所描述的外壳1。方法包括将处于当前温度的储存容器冷却到处于至少两个阶段中的目标温度，该至少两个阶段包括来自储存容器的对流热传递的阶段56和使升华的干冰流动到储存容器的阶段58。阶段可以代表在不同时刻执行的独立功能。时刻可以按照顺序依次相继。

当可以从储存容器获得用于控制冷却的温度测量值时，该方法可以开始50。当温度控制系统运行时，可以获得测量结果。可以测量52当前温度与目标温度的偏差。当前温度可以是储存容器内部温度的测量值。优选地，当前温度表示限定时间段或一个或多个时刻内的温度。目标温度可以是固定温度，或者由用户经由用户界面设置。可以将当前温度与目标温度的偏差与阈值进行比较54。

如果54中储存容器内当前温度的偏差高于偏差的阈值，则可以通过从储存容器到干冰的对流传热56来冷却储存容器。可以由对流元件执行对流热传递。

在实施例中，如果54中储存容器内当前温度的偏差高于偏差的阈值，则可以通过使升华的干冰流动到储存容器来冷却储存容器。可以由流体流动控制元件提供升华的干冰的流动。

方法可以在干冰消耗之后或者例如由用户停止冷却容器而结束59。在实施例中，在冷却阶段消耗的升华的干冰可以从储存容器引导出并且被捕获在CaO₂中。例如，CaO₂容器可以连接到如图3所描述的设备。

应当理解的是，方法步骤52、步骤54、步骤56和步骤58可以重复并且测量52可以与冷却同时，即在冷却期间在步骤56或步骤58中执行。因此，步骤56或步骤58中的当前冷却阶段可以被保持，直到测量52满足将冷却阶段改变为另一冷却阶段的条件的新偏差。当偏差高时，方法的冷却阶段允许储存容器通过对流热传递将储存容器迅速地冷却到目标温度或接近目标温度。当偏差小时，可以通过升华的干冰的流动来执行冷却。如参照图1和2的实施例中所述的，可以控制升华的干冰的流动以有效利用冷却能力。

在实施例中，偏差的阈值对于施加56对流热传递和通过升华的干冰的流动冷却58是相同的。基于所测量的偏差，相同的阈值可以允许确定待施加的冷却阶段。

在实施例中，在当前冷却阶段是使升华的干冰流动到储存容器的阶段58时，用于评估偏差的阈值可以较高，并且在当前冷却阶段是对流热传递的阶段56时，用于评估偏差的阈值可以较低。不同的阈值允许避免从一个冷却阶段到另一个冷却阶段的频繁变化。因此，不同的阈值允许避免冷却阶段之间的乒乓效应。可以根据实施来设计阈值的实际值。

图7示出根据实施例的控制冷却阶段的方法。方法可以由例如在图3中描述的设备中的图4的温度控制系统执行。方法允许切断冷却阶段，从而储存容器可以被加热。

当施加至少一个冷却阶段时，方法可以开始70。可以如图5中的步骤56或58中所述施加冷却阶段。

在冷却期间，可以测量72储存容器的当前温度。如果74中储存容器的当前温度低于目标温度，则可以通过来自储存容器外部的自由空气流加热76储存容器。自由空气流可以经由储存容器中的可控排气口提供。可以在加热期间切断施加到储存容器的冷却阶段。因此，当储存容器被加热时，可以停止对流热传递并且/或者可以停止升华的干冰到储存容器的流动。

在实施例中，在加热期间，可以切断到储存容器的冷却阶段，并且可以使用来自干冰容器的升华的干冰来冷却干冰容器以用于控制干冰的升华速率。当储存容器的目标温度被满足时，干冰容器可操作地连接到外壳，以用于将升华的干冰从干冰容器引导到外壳。因此，由于当前温度低于目标温度，因此目标温度被满足并且升华的干冰可以被引导到外壳以冷却干冰容器。例如，可以由图1中的流体管线10和联接器4a、4b、4c和阀6提供干冰容器和外壳之间的操作性连接。

如果74中当前温度处于目标温度或目标温度的温度范围处或更高，则方法可以结束78。由于当前温度不低于目标温度或温度范围，因此不需要加热，并且可以停止加热。在当前温度高于目标温度或温度范围时，可以通过本文各种实施例中描述的对流热传递和/或升华的干冰的流动来冷却储存容器。

图2和图4中的温度控制系统的单元可以被实施为单个单元，或者单元可以被组合成更大的单元。在一个示例中，温度可控阀7可以包括控制器‘CNTL’。图2和图4中的单元之间的连接可以是例如通过电线的电连接。相应地，图2和图4中的阀可以是由来自控制器的电流控制的电磁阀。还可以在单元之间使用无线短程连接。无线短程连接的示例包括基于蓝牙和IEEE 802.11的无线局域网连接。

例如，控制器可以是处理器、微控制器或现场可编程门阵列(FPGA)。控制器可以具有用于存储由控制器执行的计算机程序的存储器。控制器和存储器可以形成用于执行在本文描述的实施例的处理装置。处理装置可以是计算机或计算机的部分。计算机的示例包括平板计算机、台式计算机和智能电话。

在实施例中，提供一种包括计算机程序代码的计算机程序，当所述产品在计算机上运行时，该计算机程序代码用于在计算机上执行以引起根据实施例的一个或多个功能。计算机程序可以在计算机可读存储介质被实施。

在实施例中，提供一种用于计算机的计算机程序产品，其包括根据实施例的计算机程序。

实施例涉及在计算机可读存储介质上实施的计算机程序，该计算机程序包括执行包括根据实施例的方法的进程的程序。

当储存容器内的温度处于目标温度或温度范围时，温度可控阀7可以被关闭，使得升华的干冰不可以流动到储存容器。当储存容器内的温度高于目标温度或温度范围时，温度可控阀7可以被打开，使得升华的干冰可以流动到储存容器以冷却储存容器。应当理解的是，代替使用温度传感器或除使用温度传感器之外，可以使用压力传感器，从而由压力传感器测量的压力可以以与测量的温度类似的方式用于控制阀。

在以上描述的各种实施例中，来自干冰容器的升华的干冰可以被引导到储存容器以将储存容器冷却到目标温度或目标温度范围。在干冰容器内的压力高于储存容器内的压力、干冰容器周围的外壳内的压力和/或流体管线内的压力的情况下，干冰可以从储存容器流出。因此，根据本文所述的各个实施例的设备可以由干冰的升华驱动并且无需其它动力源来操作。然而，一些实施例可以使用电磁阀来实施，从而可以实现储存容器中的温度的精确控制和升华速率的控制。

对于本领域技术人员显而易见的是，随着技术的进步，本发明构思可以以各种方式实施。本发明及其实施例不限于上述示例，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (12)

1.一种方法，其包括：

以两个阶段将处于当前温度的储存容器冷却到目标温度，所述两个阶段包括：

从所述储存容器到干冰的对流热传递的第一阶段，

以及

使升华的干冰流动到所述储存容器的第二阶段；

测量所述当前温度与所述目标温度的偏差；

当所述储存容器内的当前温度的偏差高于偏差的阈值时，应用所述第一阶段；以及

当所述储存容器内的当前温度的偏差低于阈值时，应用所述第二阶段。

2.根据权利要求1所述的方法，其中应用所述第一阶段和应用所述第二阶段的阈值相同。

3.根据权利要求1所述的方法，其中在当前冷却阶段是使升华的干冰流动到所述储存容器的阶段时，用于评估所述偏差的阈值较高，并且当所述当前冷却阶段是对流热传递的阶段时，用于评估所述偏差的阈值较低。

4.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中在所述当前温度低于所述目标温度时冷却阶段被切断，并且所述储存容器由来自所述储存容器外部的自由空气流加热。

5.根据权利要求4所述的方法，其中在所述当前温度处于所述目标温度或所述目标温度的温度范围时，停止对所述储存容器的加热。

6.根据前述权利要求中的任意一项所述的方法，其中在冷却阶段消耗的升华的干冰被引导离开所述储存容器并且被捕获在CaO₂中。

7.一种计算机程序，其包括当被执行时引起根据前述权利要求中的任意一项所述的方法的可执行代码。

8.一种设备，其包括用于干冰的至少一个密封容器(3a、3b、3c)，所述用于干冰的至少一个密封容器(3a、3b、3c)被封闭在另一密封容器(1)内，其中所述用于干冰的至少一个密封容器(3a、3b、3c)可操作地连接到储存容器(2)，以用于通过来自所述用于干冰的至少一个密封容器(3a、3b、3c)的升华的干冰将所述储存容器(2)冷却到目标温度或目标温度范围，并且所述设备包括用于从所述储存容器(2)到所述密封容器(3a、3b、3c)内的干冰的对流热传递的至少一个对流元件(11a、11b、11c)，其中所述对流元件(11a、11b、11c)被布置在所述密封容器中的干冰与所述储存容器之间，并且所述设备包括用于控制升华的干冰流动到所述储存容器内的流体流动控制元件(7)，和被布置成用于测量所述储存容器内的温度的至少一个传感器，以及连接到所述流体流动控制元件(7)、至少一个传感器和所述对流元件(11a、11b、11c)的控制器，以引起根据权利要求1至6中的任意一项所述的方法。

9.根据权利要求8所述的设备，其中所述另一密封容器(1)具有安全阀(9)，所述安全阀(9)将所述升华的干冰从所述另一密封容器(1)释放出所述设备，并且CaO₂容器(13)连接到所述安全阀(9)以捕获在冷却阶段消耗的所述升华的干冰。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其包括可控通风口(12)，以用于通过来自所述储存容器(2)外部的自由空气流来加热所述储存容器(2)。

11.根据权利要求8、9或10所述的设备，其中所述用于干冰的至少一个密封容器(3a、3b、3c)可操作地连接到所述另一密封容器(1)，以用于当所述储存容器的目标温度被满足时，将所述升华的干冰从所述用于干冰的至少一个密封容器(3a、3b、3c)引导到所述另一密封容器(1)。

12.根据权利要求8、9、10或11所述的设备，其中所述对流元件(11a、11b、11c)被布置在所述用于干冰的至少一个密封容器(3a、3b、3c)的壁中，并且所述储存容器具有用于容纳所述壁的接收部，以用于通过位于所述接收部的壁中的对流元件将热传递到所述干冰。