CN109436582A - 一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统及方法，所述保温箱包括蓄冷区、保温板、货物区和循环风道；所述控制部分包括控制器、分别与控制器连接的保温箱冷源释放回路模块、储运目标的时间周期预测模块、多种蓄冷冷源放冷控制模式模块、以及模式切换触发指令模块。本发明通过在保温箱蓄冷区和货物区分别布置温度传感器获取冷板表面和货物区的温度差变化情况，结合运输目标的剩余运输时间进行控制模式选择与切换，在“正常”、“低冷耗”、“跛行”等不同模式下实现自适应控制，保证货物运输品质，避免出现运输后期“断冷”现象。本技术填补了现有蓄冷冷能目标化智能管理的空白，提高蓄冷储运装备自动化调控水平，保证货物运输品质。

Description

一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统及方法

技术领域

本发明涉及冷藏运输智能调控技术领域，尤其涉及一种基于目标周期的 保温箱多模式温控系统及其控制方法。

背景技术

冷藏运输是冷链物流全链条中最关键的环节之一，直接关系到货物保质 储运的品质。目前用于冷藏运输的主要冷源来自于机械制冷或冷板蓄冷。机 械制冷是利用压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器等主要部件改变制冷剂的状 态，实现吸热和放热的人工调控过程，是传统的制冷方式，应用较为普遍。 机械制冷普遍存在一次性投资成本高、运行能耗高、制冷效率有限等特点， 一般常应用的中长途运输的制冷模式。国内冷链物流大多属于中短途运输， 运输时间和路途较短，传统的机械制冷方式正逐渐被蓄冷运输方式取代。蓄冷运输方式可以利用峰谷用电进行蓄冷，或直接采用蓄冷剂冷冻方式储存能 量，运输过程再释放冷能。近些年，随着高效蓄冷配方、真空隔热板等新型 材料的技术突破与应用，蓄冷保温箱的应用越来越广，越来越受市场接受。 但由于蓄冷储运中冷源无法补充，单次运输过程冷能缓释是一个不可逆的过 程，冷能的有效管理和控制问题急需解决。其中，以剩余储运时间为目标， 有效规划和管理冷能释放，保证货物品质是关键。

目前，针对保温箱冷能释放都是采用持续且定量释放的方式，缺少对冷 能释放过程采取有效干预和管理的方法，因此，现有技术需要进一步改进和 完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于目标周期的保温 箱多模式温控系统。

本发明的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于上述温控系 统的控制方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统，该温控系统主要包括用于 存储及冷藏保鲜货物的保温箱、以及用于控制保温箱温度的控制部分。所述 控制部分设置在保温箱内。

具体的，所述保温箱包括提供冷源的蓄冷区、用于隔绝热交换的保温板、 用于存储货物的货物区、以及用于控制蓄冷区与货物区冷量交换的循环风道。 所述保温板设置在蓄冷区与货物区之间。所述循环风道的一端与蓄冷区连通， 另一端与货物区连通。所述蓄冷区内还设有提供冷源的蓄冷板、以及监测蓄 冷区温度的第一传感器。所述货物区内还设有用于检测货物区温度的第二传 感器。所述循环风道与货物区连通处设有回收热能的风机，与蓄冷区连通处 设有用于调节风量大小的电动百叶窗。

具体的，所述控制部分包括控制器、分别与控制器连接的保温箱冷源释 放回路模块、储运目标的时间周期预测模块、多种蓄冷冷源放冷控制模式模 块、以及模式切换触发指令模块。所述控制器与第一传感器连接，获取蓄冷 板表面温度信息。所述控制器与第二传感器连接，获取货物区温度信息。所 述控制器分别与风机及电动百叶窗电连接，通过调节风机转速及电动百叶窗 开度大小来控制蓄冷区与货物区之间的冷量交换量。

作为本发明的优选方案，为了更精确控制保温箱内温度，使货物获得更 好的保鲜效果，本发明所述保温箱冷源释放回路模块包括：蓄冷区和货物区 采用保温板隔绝，蓄冷区和货物区之间通过循环风道进行冷能交换。

作为本发明的优选方案，所述储运目标的时间周期预测模块包括：出发 前，在保温箱控制面板中输入目的地行驶预计总时间，控制系统根据内部计 时器实时计算剩余运输时间。

作为本发明的优选方案，为了最大程度减少冷量的浪费，是货物在运输 途中获得更好的保鲜效果，本发明所述多种蓄冷冷源放冷控制模式模块包括 “正常”模式、“低冷耗”模式、以及“跛行”模式。

作为本发明的优选方案，所述模式切换触发指令模块包括：控制系统结 合剩余运输时间Δt和蓄冷板表面与货物区的温度差ΔT，实现三种不同放冷 模式的自适应切换。

进一步的，所述模式切换触发指令模块还包括：

当蓄冷板表面与货物区的温度差ΔT≥15℃时，表示蓄冷冷量充足，蓄冷 冷源放冷控制模式选择“正常”模式，控制系统控制风机和电动百叶窗适时 开启，使货物区温度调控到设定温度区间；

当蓄冷板表面与货物区的温度差15℃>ΔT>10℃时，蓄冷冷量欠缺，蓄 冷冷源放冷控制模式选择“低冷耗”模式，控制系统控制风机和电动百叶窗 适时开启，且风机降速调控，减少冷能释放，使货物区温度调控到设定温度 区间内的较高温度范围；

当蓄冷板表面与货物区的温度差ΔT≤10℃时，蓄冷冷能告急，蓄冷冷源 放冷控制模式选择“跛行”模式，控制系统控制风机和百叶窗实时开启，风 机风速调到最小，百叶窗开度调到最小，使货物区温度调控到设定温度区间 内的最高温度附近，保证在剩余运输时间Δt内将货物保质储运送达目的地。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：

一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统的控制方法，该控制方法根 据目标剩余运输时间，实现不同蓄冷冷源放冷控制模式间的自适应切换，包 括如下步骤：

步骤S1：输入初始参数：目的地行驶预计总时间、货物类型、货物储运 调控温度范围；

步骤S2：根据初始参数运行控制系统自动调控程序；

步骤S3：控制系统实时采集蓄冷区冷板表面温度、货物区环境温度的监 测数据变化；

步骤S4：控制系统实时计算剩余运输时间、蓄冷板表面与货物区的温度 差，基于目标周期的保温箱多模式温控系统智能决策调用“正常”、“低冷耗” 或“跛行”等不同的放冷模式；

步骤S5：在人机交互界面显示运行的控制模式。

本发明的工作过程和原理是：本发明通过在保温箱蓄冷区和货物区分别 布置温度传感器获取冷板表面和货物区的温度差变化情况，结合运输目标的 剩余运输时间进行控制模式选择与切换，在“正常”、“低冷耗”、“跛行”等 不同模式下实现自适应控制，保证货物运输品质，避免出现运输后期“断冷” 现象。本技术填补了现有蓄冷冷能目标化智能管理的空白，提高蓄冷储运装 备自动化调控水平，保证货物运输品质。

与现有技术相比，本发明还具有以下优点：

(1)本发明所提供的基于目标周期的保温箱多模式温控系统及方法根 据保温箱蓄冷板表面温度和货物区监测点温度的差值，划分多段温差区间， 基于储运目标的时间周期设置多种放冷控制模式，实现多模式自动切换运行， 最大限度地保证货物品质。

(2)本发明所提供的基于目标周期的保温箱多模式温控系统及方法通 过在保温箱蓄冷区和货物区分别布置温度传感器获取冷板表面和货物区的温 度差变化情况，结合运输目标的剩余运输时间进行控制模式选择与切换，在 “正常”、“低冷耗”、“跛行”等不同模式下实现自适应控制，保证货物运输 品质，避免出现运输后期“断冷”现象。

(3)本发明所提供的基于目标周期的保温箱多模式温控系统及方法填 补了现有蓄冷冷能目标化智能管理的空白，提高蓄冷储运装备自动化调控水 平，保证货物运输品质。

附图说明

图1是本发明所提供的基于目标周期的保温箱多模式温控系统的立体 图。

图2是本发明所提供的基于目标周期的保温箱多模式温控系统的结构示 意图。

图3是本发明所提供的基于目标周期的保温箱多模式温控系统的控制流 程图。

上述附图中的标号说明：

1-蓄冷区，2-保温板，3-货物区，4-循环风道，5-蓄冷板，6-风机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并 举实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图3所示，本实施例公开了一种基于目标周期的保温箱多模式 温控系统，该温控系统主要包括用于存储及冷藏保鲜货物的保温箱、以及用 于控制保温箱温度的控制部分。所述控制部分设置在保温箱内。

具体的，所述保温箱包括提供冷源的蓄冷区1、用于隔绝热交换的保温 板2、用于存储货物的货物区3、以及用于控制蓄冷区1与货物区3冷量交换 的循环风道4。所述保温板2设置在蓄冷区1与货物区3之间。所述循环风 道4的一端与蓄冷区1连通，另一端与货物区3连通。所述蓄冷区1内还设 有提供冷源的蓄冷板5、以及监测蓄冷区1温度的第一传感器。所述货物区3 内还设有用于检测货物区3温度的第二传感器。所述循环风道4与货物区3 连通处设有回收热能的风机6，与蓄冷区1连通处设有用于调节风量大小的 电动百叶窗。

具体的，所述控制部分包括控制器、分别与控制器连接的保温箱冷源释 放回路模块、储运目标的时间周期预测模块、多种蓄冷冷源放冷控制模式模 块、以及模式切换触发指令模块。所述控制器与第一传感器连接，获取蓄冷 板5表面温度信息。所述控制器与第二传感器连接，获取货物区3温度信息。 所述控制器分别与风机6及电动百叶窗电连接，通过调节风机6转速及电动 百叶窗开度大小来控制蓄冷区1与货物区3之间的冷量交换量。

作为本发明的优选方案，为了更精确控制保温箱内温度，使货物获得更 好的保鲜效果，本发明所述保温箱冷源释放回路模块包括：蓄冷区1和货物 区3采用保温板2隔绝，蓄冷区1和货物区3之间通过循环风道4进行冷能 交换。

作为本发明的优选方案，所述储运目标的时间周期预测模块包括：出发 前，在保温箱控制面板中输入目的地行驶预计总时间，控制系统根据内部计 时器实时计算剩余运输时间。

作为本发明的优选方案，为了最大程度减少冷量的浪费，是货物在运输 途中获得更好的保鲜效果，本发明所述多种蓄冷冷源放冷控制模式模块包括 “正常”模式、“低冷耗”模式、以及“跛行”模式。

作为本发明的优选方案，所述模式切换触发指令模块包括：控制系统结 合剩余运输时间Δt和蓄冷板5表面与货物区3的温度差ΔT，实现三种不同 放冷模式的自适应切换。

进一步的，所述模式切换触发指令模块还包括：

当蓄冷板5表面与货物区3的温度差ΔT≥15℃时，表示蓄冷冷量充足， 蓄冷冷源放冷控制模式选择“正常”模式，控制系统控制风机6和电动百叶 窗适时开启，使货物区3温度调控到设定温度区间；

当蓄冷板5表面与货物区3的温度差15℃>ΔT>10℃时，蓄冷冷量欠缺， 蓄冷冷源放冷控制模式选择“低冷耗”模式，控制系统控制风机6和电动百 叶窗适时开启，且风机6降速调控，减少冷能释放，使货物区3温度调控到 设定温度区间内的较高温度范围；

当蓄冷板5表面与货物区3的温度差ΔT≤10℃时，蓄冷冷能告急，蓄冷 冷源放冷控制模式选择“跛行”模式，控制系统控制风机6和百叶窗实时开 启，风机6风速调到最小，百叶窗开度调到最小，使货物区3温度调控到设 定温度区间内的最高温度附近，保证在剩余运输时间Δt内将货物保质储运 送达目的地。

本实施例还公开了一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统的控制方 法，该控制方法根据目标剩余运输时间，实现不同蓄冷冷源放冷控制模式间 的自适应切换，包括如下步骤：

步骤S1：输入初始参数：目的地行驶预计总时间、货物类型、货物储运 调控温度范围；

步骤S2：根据初始参数运行控制系统自动调控程序；

步骤S3：控制系统实时采集蓄冷区1冷板表面温度、货物区3环境温度 的监测数据变化；

步骤S4：控制系统实时计算剩余运输时间、蓄冷板5表面与货物区3的 温度差，基于目标周期的保温箱多模式温控系统智能决策调用“正常”、“低 冷耗”或“跛行”等不同的放冷模式；

步骤S5：在人机交互界面显示运行的控制模式。

本发明的工作过程和原理是：本发明通过在保温箱蓄冷区1和货物区3 分别布置温度传感器获取冷板表面和货物区3的温度差变化情况，结合运输 目标的剩余运输时间进行控制模式选择与切换，在“正常”、“低冷耗”、“跛 行”等不同模式下实现自适应控制，保证货物运输品质，避免出现运输后期 “断冷”现象。本技术填补了现有蓄冷冷能目标化智能管理的空白，提高蓄 冷储运装备自动化调控水平，保证货物运输品质。

实施例2：

本实施例公开了一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统，其中，基 于储运目标的时间周期自适应选择与切换多种放冷控制模式，包括保温箱冷 源释放回路、储运目标的时间周期预测、多种蓄冷冷源放冷控制模式、模式 切换触发指令；保温箱结构分为蓄冷区1、货物区3和循环风道4；蓄冷区1 冷板表面温度传感器、货物区3环境温度传感器等信号采集参数发送给控制 系统，控制系统驱动循环风道4的风机6和百叶窗进行冷能输送。

本发明还公开了一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统的控制方 法，其中，该方法根据目标剩余运输时间，实现不同蓄冷冷源放冷控制模式 间的自适应切换。包括以下步骤：

S1：输入初始参数：目的地行驶预计总时间、货物类型、货物储运调控 温度范围；

S2：根据初始参数运行控制系统自动调控程序；

S3：控制系统实时采集蓄冷区1冷板表面温度、货物区3环境温度的监 测数据变化；

S4：控制系统实时计算剩余运输时间、蓄冷板5表面与货物区3的温度 差，基于目标周期的保温箱多模式温控系统智能决策调用“正常”、“低冷耗” 或“跛行”等不同的放冷模式；

S5：在人机交互界面显示运行的控制模式。

具体的，所述保温箱冷源释放回路，蓄冷区1和货物区3采用保温板2 隔绝，蓄冷区1和货物区3之间通过循环风道4进行冷能交换；

具体的，所述储运目标的时间周期预测，驾驶员出发前在保温箱控制面 板中输入目的地行驶预计总时间，控制系统根据内部计时器实时计算剩余运 输时间；

具体的，所述多种蓄冷冷源放冷控制模式包含有“正常”、“低冷耗”、“跛 行”等模式。

具体的，所述模式切换触发指令，控制系统结合剩余运输时间Δt和蓄 冷板5表面与货物区3的温度差ΔT，实现3种不同放冷模式的自适应切换。 当蓄冷板5表面与货物区3的温度差ΔT≥15℃，表示蓄冷冷量充足，蓄冷冷 源放冷控制模式选择“正常”模式，控制系统控制风机6和百叶窗适时开启， 使货物区3温度调控到设定温度区间；当蓄冷板5表面与货物区3的温度差 15℃>ΔT>10℃，蓄冷冷量欠缺，蓄冷冷源放冷控制模式选择“低冷耗”模式， 控制系统控制风机6和百叶窗适时开启，且风机6降速调控，减少冷能释放， 使货物区3温度调控到设定温度区间内的较高温度范围；当蓄冷板5表面与 货物区3的温度差ΔT≤10℃，蓄冷冷能告急，蓄冷冷源放冷控制模式选择“跛 行”模式，控制系统控制风机6和百叶窗实时开启，风机6风速最小，百叶 窗开度最小，使货物区3温度调控到设定温度区间内的最高温度附近，保证 在剩余运输时间Δt内将货物保质储运送达目的地。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述 实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、 修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护 范围之内。

Claims (7)

1.一种基于目标周期的保温箱多模式温控系统，其特征在于，包括用于存储及冷藏保鲜货物的保温箱、以及用于控制保温箱温度的控制部分；所述控制部分设置在保温箱内；

所述保温箱包括提供冷源的蓄冷区、用于隔绝热交换的保温板、用于存储货物的货物区、以及用于控制蓄冷区与货物区冷量交换的循环风道；所述保温板设置在蓄冷区与货物区之间；所述循环风道的一端与蓄冷区连通，另一端与货物区连通；所述蓄冷区内还设有提供冷源的蓄冷板、以及监测蓄冷区温度的第一传感器；所述货物区内还设有用于检测货物区温度的第二传感器；所述循环风道与货物区连通处设有回收热能的风机，与蓄冷区连通处设有用于调节风量大小的电动百叶窗；

所述控制部分包括控制器、分别与控制器连接的保温箱冷源释放回路模块、储运目标的时间周期预测模块、多种蓄冷冷源放冷控制模式模块、以及模式切换触发指令模块；所述控制器与第一传感器连接，获取蓄冷板表面温度信息；所述控制器与第二传感器连接，获取货物区温度信息；所述控制器分别与风机及电动百叶窗电连接，通过调节风机转速及电动百叶窗开度大小来控制蓄冷区与货物区之间的冷量交换量。

2.根据权利要求1所述的基于目标周期的保温箱多模式温控系统，其特征在于，所述保温箱冷源释放回路模块包括：蓄冷区和货物区采用保温板隔绝，蓄冷区和货物区之间通过循环风道进行冷能交换。

3.根据权利要求1所述的基于目标周期的保温箱多模式温控系统，其特征在于，所述储运目标的时间周期预测模块包括：出发前，在保温箱控制面板中输入目的地行驶预计总时间，控制系统根据内部计时器实时计算剩余运输时间。

4.根据权利要求1所述的基于目标周期的保温箱多模式温控系统，其特征在于，所述多种蓄冷冷源放冷控制模式模块包括“正常”模式、“低冷耗”模式、以及“跛行”模式。

5.根据权利要求1所述的基于目标周期的保温箱多模式温控系统，其特征在于，所述模式切换触发指令模块包括：控制系统结合剩余运输时间Δt和蓄冷板表面与货物区的温度差ΔT，实现三种不同放冷模式的自适应切换。

6.根据权利要求5所述的基于目标周期的保温箱多模式温控系统，其特征在于，所述模式切换触发指令模块还包括：

当蓄冷板表面与货物区的温度差ΔT≥15℃时，表示蓄冷冷量充足，蓄冷冷源放冷控制模式选择“正常”模式，控制系统控制风机和电动百叶窗适时开启，使货物区温度调控到设定温度区间；

当蓄冷板表面与货物区的温度差15℃>ΔT>10℃时，蓄冷冷量欠缺，蓄冷冷源放冷控制模式选择“低冷耗”模式，控制系统控制风机和电动百叶窗适时开启，且风机降速调控，减少冷能释放，使货物区温度调控到设定温度区间内的较高温度范围；

当蓄冷板表面与货物区的温度差ΔT≤10℃时，蓄冷冷能告急，蓄冷冷源放冷控制模式选择“跛行”模式，控制系统控制风机和百叶窗实时开启，风机风速调到最小，百叶窗开度调到最小，使货物区温度调控到设定温度区间内的最高温度附近，保证在剩余运输时间Δt内将货物保质储运送达目的地。

7.根据权利要求1所述的基于目标周期的保温箱多模式温控系统的控制方法，其特征在于，该控制方法根据目标剩余运输时间，实现不同蓄冷冷源放冷控制模式间的自适应切换，包括如下步骤：

步骤S1：输入初始参数：目的地行驶预计总时间、货物类型、货物储运调控温度范围；

步骤S2：根据初始参数运行控制系统自动调控程序；

步骤S3：控制系统实时采集蓄冷区冷板表面温度、货物区环境温度的监测数据变化；

步骤S4：控制系统实时计算剩余运输时间、蓄冷板表面与货物区的温度差，基于目标周期的保温箱多模式温控系统智能决策调用“正常”、“低冷耗”或“跛行”等不同的放冷模式；

步骤S5：在人机交互界面显示运行的控制模式。