ES2938709T3

ES2938709T3 - Sistema de control térmico

Info

Publication number: ES2938709T3
Application number: ES19731097T
Authority: ES
Inventors: Alexander James Woolf; Elliott Gerard Wolf; Daniel Thomas Wintz; Jesse Scott Tootell; Bryan Thomas Kaye; Jesse Dylan Crossno; Alexander Ming Zhang; Gabriel Len West; John Richardson Crawford; Tiara Lee Flewelling
Original assignee: Lineage Logistics LLC
Current assignee: Lineage Logistics LLC
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2019-05-30
Publication date: 2023-04-14
Anticipated expiration: 2039-05-30
Also published as: AU2022202745B2; GB202115138D0; GB2589771A; US11629908B2; GB2597862B; EP3803534B1; US20200072538A1; AU2022202745C1; DK3803534T3; US12000649B2; GB202020715D0; US11181316B2; AU2019278897B2; US20230235951A1; US20220155006A1; CA3101980A1; MX2020012963A; NZ771638A; PL3803534T3; KR20210021323A

Abstract

El objeto de esta especificación puede incluirse, entre otras cosas, en un método para el cambio de tiempo cuando se enfría una instalación de almacenamiento en frío que incluye la determinación de un modelo térmico de una instalación de almacenamiento en frío, la obtención de un modelo de costo de energía que describe un programa de costos de energía durante un período de tiempo predeterminado en el futuro, determinar un programa operativo para al menos una parte de un sistema de refrigeración basado en el modelo térmico, el modelo de costo de energía y una temperatura máxima permitida, y encender la parte del sistema de refrigeración basado en el programa operativo, enfriamiento, por parte del sistema de refrigeración alimentado por energía a una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida, reduciendo el uso de energía de la parte activada del sistema de refrigeración en función del programa operativo,y permitir que la instalación se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de control térmico

Campo técnico

Este documento se refiere en general a sistemas y técnicas para la gestión de refrigeración.

Antecedentes

Las instalaciones de almacenamiento en frío se utilizan para enfriar y/o mantener el contenido almacenado (por ejemplo, inventario, comida) a temperatura reducida. Las instalaciones de almacenamiento en frío varían en una amplia gama de tamaños, desde pequeños (por ejemplo, cámaras frigoríficas) a grandes (por ejemplo, almacenes frigoríficos). La temperatura dentro de una instalación de almacenamiento en frío es el resultado de un equilibrio entre la eliminación de calor y la intrusión de calor en la instalación.

La intrusión de calor dentro de una instalación de almacenamiento en frío puede provenir de muchas fuentes diferentes, tal como el medio ambiente (por ejemplo, la temperatura del aire ambiente, la radiación solar), el contenido almacenado (por ejemplo, producto tibio para enfriar), el equipamiento que produce calor que funciona dentro de la instalación (por ejemplo, luces, montacargas), el calor corporal de las personas que trabajan dentro de la instalación y las operaciones de la instalación (por ejemplo, apertura de puertas a medida que las personas y el inventario entran y salen de la instalación).

La tasa de intrusión de calor puede variar con el tiempo. La intrusión de calor generalmente aumenta durante el día a medida que aumentan las temperaturas exteriores en verano y cuando el sol alcanza su intensidad máxima del mediodía, y generalmente disminuye a medida que descienden las temperaturas exteriores en verano y la intensidad solar. La intrusión de calor también puede aumentar durante los momentos de alta actividad, tal como durante la jornada laboral, cuando las puertas se abren con frecuencia, y disminuyen durante los momentos de baja actividad, tal como durante las horas posteriores al trabajo, cuando las puertas generalmente permanecen cerradas.

La eliminación de calor de una instalación de almacenamiento en frío generalmente requiere el consumo de energía (por ejemplo, electricidad para accionar compresores de refrigeración). A medida que varía la intrusión de calor, también lo hace la necesidad de energía para realizar la eliminación de calor.

El documento US2012023987A1 divulga un frigorífico que comprende un compartimento para alimentos frescos y un compartimento congelador y una o más características/funciones que consumen energía, incluido un sistema de refrigeración para enfriar el compartimento para alimentos frescos y el compartimento congelador. Un controlador está conectado operativamente a la una o más características/funciones que consumen energía. El controlador está configurado para recibir y procesar una señal indicativa del estado actual de un servicio de suministro de energía asociado. El controlador ajusta la temperatura del refrigerador y/o congelador desde un ajuste normal a un punto más alto durante un modo de ahorro de energía y luego vuelve a una temperatura normal. La transición entre bajo y alto se controla para reducir el consumo de energía.

El documento US2017206615A1 divulga medios para determinar un programa de control de carga para dispositivos de control de energía usando un modelo de optimización de cambio de carga y aplicando el programa de control de carga para ajustar los dispositivos de control de energía. Un servidor recibe modelos termodinámicos, datos de precios de energía y datos de pronóstico de carga de energía. El servidor genera curvas de distribución de probabilidad de precios basadas en los datos de precios y curvas de distribución de probabilidad de carga basadas en los datos de previsión de carga. El servidor ejecuta un modelo de optimización de cambio de carga para determinar una curva de distribución de probabilidad de ganancias para las reglas de decisión de respuesta a la demanda.

Sumario

Este documento describe en general sistemas y técnicas para mejorar la gestión de la refrigeración. Por ejemplo, modelos de cámaras frigoríficas, tal como almacenes frigoríficos, pueden generarse y usarse para determinar las estrategias de enfriamiento para seleccionar de manera más eficiente los tiempos y las temperaturas a las que se enfrían las instalaciones de almacenamiento en frío. Las instalaciones de almacenamiento en frío se pueden modelar como baterías térmicas que son capaces de absorber y almacenar energía térmica que luego se puede liberar con el tiempo para permitir el cambio de tiempo cuando se produce el enfriamiento. Por ejemplo, en lugar de enfriar una instalación de almacenamiento en frío según sea necesario para mantener una temperatura o un punto de ajuste de consumo de energía, las instalaciones de almacenamiento en frío pueden enfriarse a una temperatura más baja que el punto de ajuste y luego los sistemas de enfriamiento pueden modularse para consumir menos energía o apagarse (no consumir energía) a medida que la instalación de almacenamiento en frío se calienta gradualmente (gasta la energía térmica almacenada). El momento y el punto de ajuste en el que se enfría una instalación pueden depender de varios factores, tal como el modelo térmico para una instalación, que puede modelar el efecto térmico de diferentes usos de la instalación (por ejemplo, efecto de la apertura/cierre de las puertas de las instalaciones, efecto de la adición de nuevos elementos a la instalación, efecto de que los artículos comiencen a retirarse de la instalación), así como factores externos, tal como el clima y la carga solar en la instalación para un día determinado.

En un primer aspecto, una instalación de almacenamiento en frío incluye un recinto de almacenamiento en frío que define un espacio cerrado; un sistema de refrigeración configurado para enfriar el espacio cerrado; una pluralidad de sensores de temperatura configurados para detectar niveles de temperatura en una pluralidad de ubicaciones dentro del espacio cerrado; y un sistema de control. El sistema de control puede incluir un aparato de procesamiento de datos; un sistema secundario de comunicación que transmite y recibe datos a través de una o más redes y uno o más medios; y un dispositivo de memoria. El dispositivo de memoria puede almacenar instrucciones que, cuando son ejecutadas por un aparato de procesamiento de datos, hacen que el sistema de control realice varias operaciones. Las operaciones pueden incluir la determinación de un modelo térmico del espacio cerrado sobre la base de los niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura; obtener un modelo de coste de la energía que describa un programa de costes de energía variables durante un período de tiempo predeterminado en el futuro; obtener un programa de logística para el espacio cerrado que identifique el inventario que se espera que llegue o se distribuya desde la instalación de almacenamiento en frío durante el período de tiempo predeterminado en el futuro; determinar una cantidad de energía térmica que se añadirá al espacio cerrado mediante el programa de logística durante el período de tiempo predeterminado en el futuro; determinar un programa operativo para al menos una porción del sistema de refrigeración basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía, la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística y una temperatura máxima permitida para el espacio cerrado. El programa operativo puede identificar, al menos, (i) un punto de ajuste de temperatura objetivo al que se debe enfriar el espacio cerrado para mantener una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística y mientras se desactiva el sistema de refrigeración, y (ii) un programa de tiempo que identifique, al menos, un primer momento en el que se activa el sistema de refrigeración para alcanzar el punto de ajuste de temperatura objetivo, un segundo momento en el que se desactiva el sistema de refrigeración, y un tercer momento en el que se programa la reactivación del sistema de refrigeración. Las operaciones pueden incluir además encender, en el primer momento, la porción del sistema de refrigeración con base en el programa operativo; enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración, el espacio cerrado al punto de ajuste de temperatura objetivo por debajo de la temperatura máxima permitida; reducir, en el segundo momento, uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración según el programa operativo; y permitir que el espacio cerrado se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida mientras se lleva a cabo el programa de logística; reactivar, en el tercer momento, el sistema de refrigeración para mantener el espacio cerrado por debajo de la temperatura máxima permitida después de que se haya realizado el programa de logística mientras el sistema de refrigeración estaba desactivado.

Varias implementaciones pueden incluir algunas, todas o ninguna de las siguientes características. Las operaciones pueden incluir además determinar una temperatura medida del espacio cerrado; y encender al menos una porción del sistema de refrigeración sobre la base de la temperatura medida determinada y un valor de temperatura de umbral predeterminado que es menor que la temperatura máxima permitida. El modelo térmico puede ser representativo de al menos una de la capacidad térmica del contenido dentro del espacio cerrado y la resistencia térmica del recinto de almacenamiento en frío. La operación de determinar un programa operativo sobre la base del modelo térmico, el modelo de coste de la energía, y una temperatura máxima permitida para la instalación de almacenamiento en frío puede incluir identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un primer periodo de tiempo durante el cual la energía cuesta una primera cantidad por unidad; identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un segundo período de tiempo que precede al primer período de tiempo, durante el cual la energía cuesta una segunda cantidad por unidad que es menor que la primera cantidad por unidad; agregar información descriptiva del segundo período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se encenderá el sistema de refrigeración para enfriar el espacio cerrado por debajo de la temperatura máxima permitida; y agregar información descriptiva del primer período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se permite que el espacio cerrado se caliente hacia la temperatura máxima permitida. La operación de determinar un modelo térmico del espacio cerrado puede incluir encender la porción del sistema de refrigeración sobre la base del programa operativo; enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración, el espacio cerrado a una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida; reducir el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración en función del programa operativo; determinar una primera pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura; permitir que el espacio cerrado se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida; determinar una segunda pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura; y determinar una capacidad térmica de contenido del espacio cerrado.

En otro aspecto más, se proporciona un sistema informático de gestión de almacenamiento en frío para los tiempos de cambio cuando se enfría una instalación de almacenamiento en frío. El sistema puede incluir un aparato de procesamiento de datos; un sistema secundario de comunicación que transmite y recibe datos a través de una o más redes y uno o más medios; y un dispositivo de memoria que almacena instrucciones que, cuando son ejecutadas por un aparato de procesamiento de datos, hacen que el dispositivo del usuario realice diversas operaciones. Las operaciones pueden incluir determinar un modelo térmico de una instalación de almacenamiento en frío que comprende un recinto de almacenamiento en frío configurado para ser enfriado por un sistema de refrigeración y definir un espacio cerrado; recibir, desde un sistema de control, una solicitud de un programa operativo para al menos una porción del sistema de refrigeración; obtener un modelo de coste de la energía que describa un programa de costes de energía variables durante un período de tiempo predeterminado en el futuro; obtener un programa de logística para el espacio cerrado que identifique el inventario que se espera que llegue o se distribuya desde la instalación de almacenamiento en frío durante el período de tiempo predeterminado en el futuro; determinar una cantidad de energía térmica que se añadirá al espacio cerrado mediante el programa de logística durante el período de tiempo predeterminado en el futuro; determinar un programa operativo para al menos una porción del sistema de refrigeración basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía, la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística y una temperatura máxima permitida para el espacio cerrado; y proporcionar, en respuesta a la solicitud, el programa operativo. El programa operativo puede identificar, al menos, (i) un punto de ajuste de temperatura objetivo al que se debe enfriar el espacio cerrado para mantener una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística y mientras se desactiva el sistema de refrigeración, y (ii) un programa de tiempo que identifique, al menos, un primer momento en el que se activa el sistema de refrigeración para alcanzar el punto de ajuste de temperatura objetivo, un segundo momento en el que se desactiva el sistema de refrigeración, y un tercer momento en el que se programa la reactivación del sistema de refrigeración.

Varias implementaciones pueden incluir algunas, todas o ninguna de las siguientes características. Las operaciones pueden incluir además determinar una temperatura medida del espacio cerrado; y encender al menos una porción del sistema de refrigeración sobre la base de la temperatura medida determinada y un valor de temperatura de umbral predeterminado que es menor que la temperatura máxima permitida. El modelo térmico puede ser representativo de al menos uno de la capacidad térmica del contenido dentro del espacio cerrado y la resistencia térmica del recinto de almacenamiento en frío. La operación de determinar un programa operativo sobre la base del modelo térmico, el modelo de coste de la energía, y una temperatura máxima permitida para la instalación de almacenamiento en frío puede incluir identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un primer periodo de tiempo durante el cual la energía cuesta una primera cantidad por unidad; identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un segundo período de tiempo que precede al primer período de tiempo, durante el cual la energía cuesta una segunda cantidad por unidad que es menor que la primera cantidad por unidad; agregar información descriptiva del segundo período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se encenderá el sistema de refrigeración para enfriar el espacio cerrado por debajo de la temperatura máxima permitida; y agregar información descriptiva del primer período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se permite que el espacio cerrado se caliente hacia la temperatura máxima permitida. La operación de determinar un modelo térmico del espacio cerrado puede incluir encender la porción del sistema de refrigeración sobre la base del programa operativo; enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración, el espacio cerrado a una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida; reducir el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración en función del programa operativo; determinar una primera pluralidad de niveles de temperatura detectados por una pluralidad de sensores de temperatura; permitir que el espacio cerrado se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida; determinar una segunda pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura; y determinar una capacidad térmica de contenido del espacio cerrado.

En otro aspecto más, se proporciona un sistema de control de almacenamiento en frío para controlar el enfriamiento de una instalación de almacenamiento en frío. El sistema de control de almacenamiento en frío puede incluir un aparato de procesamiento de datos; un sistema secundario de comunicación que transmite y recibe datos a través de una o más redes y uno o más medios; uno o más puertos de entrada configurados para recibir señales de sensor de una pluralidad de sensores de temperatura configurados para detectar niveles de temperatura en una pluralidad de ubicaciones dentro de un recinto de almacenamiento en frío que define un espacio cerrado; uno o más puertos de salida configurados para activar la operación de un sistema de refrigeración configurado para enfriar el espacio cerrado; y un dispositivo de memoria que almacena instrucciones que, cuando son ejecutadas por un aparato de procesamiento de datos, hacen que el sistema de control de almacenamiento en frío realice varias operaciones. Las operaciones pueden incluir transmitir, a través de la una o más redes, una solicitud de un programa operativo para al menos una porción del sistema de refrigeración; y recibir, en respuesta a la solicitud, el programa operativo basado en un modelo térmico, un modelo de coste de la energía, una cantidad determinada de energía térmica que se agregará al espacio cerrado mediante el cumplimiento de un programa de logística para el espacio cerrado, y una temperatura máxima permitida para el espacio cerrado, comprendiendo el programa operativo información que es descriptiva de un primer período de tiempo y un segundo período de tiempo que precede al primer período de tiempo. El programa de logística para el espacio cerrado puede identificar el inventario que se espera que llegue o se distribuya desde la instalación de almacenamiento en frío durante el primer y segundo período de tiempo. El programa operativo puede identificar, al menos, (i) un punto de ajuste de temperatura objetivo al que se debe enfriar el espacio cerrado para mantener una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística y mientras se desactiva el sistema de refrigeración, y (ii) un programa de tiempo que identifique, al menos, el primer y segundo períodos de tiempo. Las operaciones pueden incluir además encender la porción del sistema de refrigeración en un momento de inicio del segundo período de tiempo; enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración, el espacio cerrado al punto de ajuste de temperatura objetivo por debajo de la temperatura máxima permitida durante el segundo período de tiempo; reducir el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración en un momento de inicio del primer período de tiempo; y permitir que el espacio cerrado se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida durante el primer período de tiempo mientras se lleva a cabo el programa de logística.

Varias implementaciones pueden incluir algunas, todas o ninguna de las siguientes características. Las operaciones pueden incluir además determinar que al menos una porción del espacio cerrado se ha calentado al menos a un valor de temperatura de umbral predeterminado que es menor que la temperatura máxima permitida; y anular el programa operativo encendiendo la porción del sistema de refrigeración durante el primer período de tiempo. Las operaciones pueden incluir además determinar una temperatura medida del espacio cerrado; y encender al menos una porción del sistema de refrigeración sobre la base de la temperatura medida determinada y un valor de temperatura de umbral predeterminado que es menor que la temperatura máxima permitida. El modelo térmico puede ser representativo de al menos una de la capacidad térmica del contenido dentro del espacio cerrado y la resistencia térmica del recinto de almacenamiento en frío. La operación de determinar un programa operativo sobre la base del modelo térmico, el modelo de coste de la energía, y una temperatura máxima permitida para la instalación de almacenamiento en frío puede incluir identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un primer periodo de tiempo durante el cual la energía cuesta una primera cantidad por unidad; identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un segundo período de tiempo que precede al primer período de tiempo, durante el cual la energía cuesta una segunda cantidad por unidad que es menor que la primera cantidad por unidad; agregar información descriptiva del segundo período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se encenderá el sistema de refrigeración para enfriar el espacio cerrado por debajo de la temperatura máxima permitida; y agregar información descriptiva del primer período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se permite que el espacio cerrado se caliente hacia la temperatura máxima permitida. La operación de determinar un modelo térmico del espacio cerrado puede incluir encender la porción del sistema de refrigeración sobre la base del programa operativo; enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración, el espacio cerrado a una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida; reducir el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración en función del programa operativo; determinar una primera pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura; permitir que el espacio cerrado se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida; determinar una segunda pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura; y determinar una capacidad térmica de contenido del espacio cerrado.

En otro aspecto más, se proporciona un método para cambiar el tiempo cuando se enfría una instalación de almacenamiento en frío. El método puede incluir determinar un modelo térmico de una instalación de almacenamiento en frío que comprende un recinto de almacenamiento en frío que está configurado para ser enfriado por un sistema de refrigeración y definir un espacio cerrado; obtener un modelo de coste de la energía que describa un programa de costes de energía variables durante un período de tiempo predeterminado en el futuro; obtener un programa de logística para el recinto de almacenamiento en frío que identifique el inventario que se espera que llegue o se distribuya desde la instalación de almacenamiento en frío durante el período de tiempo predeterminado en el futuro; determinar una cantidad de energía térmica que se añadirá al recinto de almacenamiento en frío mediante el programa de logística durante el período de tiempo predeterminado en el futuro; determinar un programa operativo para al menos una porción del sistema de refrigeración basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía, la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística y una temperatura máxima permitida para el espacio cerrado, en el que el programa operativo identifica, al menos, (i) un punto de ajuste de temperatura objetivo al que se debe enfriar el recinto de almacenamiento en frío para mantener una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística y mientras se desactiva el sistema de refrigeración, y (ii) un programa de tiempo que identifique, al menos, un primer momento en el que se activa el sistema de refrigeración para alcanzar el punto de ajuste de temperatura objetivo, un segundo momento en el que se desactiva el sistema de refrigeración, y un tercer momento en el que se programa la reactivación del sistema de refrigeración; encender, en el primer momento, la porción del sistema de refrigeración con base en el programa operativo; enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración, el espacio cerrado al punto de ajuste de temperatura objetivo por debajo de la temperatura máxima permitida; reducir, en el segundo momento, uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración según el programa operativo; permitir que el espacio cerrado se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida mientras se lleva a cabo el programa de logística; y reactivar, en el tercer momento, el sistema de refrigeración para mantener el recinto frigorífico por debajo de la temperatura máxima permitida después de que se haya realizado el programa de logística mientras el sistema de refrigeración estaba desactivado.

Varias implementaciones pueden incluir algunas, todas o ninguna de las siguientes características. El método puede incluir además determinar una temperatura medida del espacio cerrado; y encender al menos una porción del sistema de refrigeración sobre la base de la temperatura medida determinada y un valor de temperatura de umbral predeterminado que es menor que la temperatura máxima permitida. El modelo térmico puede ser representativo de al menos una de la capacidad térmica del contenido dentro del espacio cerrado y la resistencia térmica del recinto de almacenamiento en frío. Determinar un programa operativo basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía, y una temperatura máxima permitida para la instalación de almacenamiento en frío puede incluir identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un primer periodo de tiempo durante el cual la energía cuesta una primera cantidad por unidad; identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un segundo período de tiempo que precede al primer período de tiempo, durante el cual la energía cuesta una segunda cantidad por unidad que es menor que la primera cantidad por unidad; agregar información descriptiva del segundo período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se encenderá el sistema de refrigeración para enfriar el espacio cerrado por debajo de la temperatura máxima permitida; y agregar información descriptiva del primer período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se permite que el espacio cerrado se caliente hacia la temperatura máxima permitida. Determinar un modelo térmico del espacio cerrado puede incluir encender la porción del sistema de refrigeración según el programa operativo; enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración, el espacio cerrado a una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida; reducir el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración en función del programa operativo; determinar una primera pluralidad de niveles de temperatura detectados por una pluralidad de sensores de temperatura; permitir que el espacio cerrado se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida; determinar una segunda pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura; y determinar una capacidad térmica de contenido del espacio cerrado. La cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística se puede basar en una cantidad de aperturas de puertas para el espacio cerrado que se proyectan durante la ejecución del programa de logística. La cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística se puede basar en una temperatura proyectada para el inventario que se espera que llegue a la instalación de almacenamiento en frío para su almacenamiento dentro del espacio cerrado durante el período de tiempo predeterminado en el futuro. La cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística se puede basar en un nivel proyectado de actividad para montacargas dentro del espacio cerrado durante la ejecución del programa de logística. La cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística se puede basar en un nivel proyectado de actividad para trabajadores humanos dentro del espacio cerrado durante la ejecución del programa de logística.

Los sistemas y técnicas divulgados pueden proporcionar cualquiera de varias ventajas. Las estrategias de enfriamiento en diferido pueden introducir varias eficiencias, que pueden ser particularmente relevantes en el contexto de instalaciones enfriadas o refrigeradas, que tradicionalmente han consumido grandes cantidades de energía. Por ejemplo, las instalaciones pueden reducir y/o eliminar las instancias de un sistema de enfriamiento (y/o algunos de sus componentes secundarios) que se activan y desactivan, lo que puede introducir ineficiencias a medida que el sistema sube y baja. Con algunas instalaciones convencionales, los sistemas de refrigeración pueden funcionar de forma intermitente a lo largo del día, lo que puede ser ineficiente. En lugar de ejecutar estos sistemas de forma intermitente, esos sistemas se pueden ejecutar en uno (o más) tramos más largos y consecutivos para reducir la temperatura de la instalación a una temperatura más baja (por debajo de un punto de ajuste), y luego se pueden apagar o controlar para reducir el uso de energía. En consecuencia, las ineficiencias en torno a los sistemas de enfriamiento que se encienden y apagan de manera intermitente pueden reducirse y/o eliminarse.

En otro ejemplo, se pueden reducir los costes operativos de los sistemas de refrigeración. Por ejemplo, al tener la capacidad de cambiar el tiempo del uso de la energía, el consumo de energía durante los picos de demanda puede reducirse y/o eliminarse y, en su lugar, cambiarse a períodos de tiempo que no sean de pico. Esto puede reducir el coste operativo de enfriar una instalación porque la energía durante los períodos pico generalmente es más costosa que en los períodos no pico.

En otro ejemplo, las estrategias de cambio de tiempo utilizadas por una o más instalaciones pueden, además, ayudar a equilibrar la demanda de energía para los productores de energía y también puede ayudar a los productores de energía a evitar el desperdicio. Por ejemplo, por lo general, se requiere que los productores de energía tengan suficiente capacidad de producción de energía para satisfacer las variaciones en la demanda a lo largo del tiempo, lo que puede resultar en que los productores de energía a menudo proporcionen energía al sistema que finalmente se desperdicia (no utilizada), tal como durante las horas no pico del día. Al cambiar el consumo de energía a las horas no pico, se puede reducir la cantidad de energía desperdiciada en todo el sistema, y también se pueden reducir las demandas de producción de los productores de energía durante los períodos pico. El sistema de refrigeración también se puede hacer inherentemente más eficiente al cambiar la operación a ciertos (por ejemplo, más fríos) momentos del día, así que incluso si hay poco o ningún desequilibrio entre la oferta y la demanda en la red, el valor aún se puede derivar a través de un consumo de energía reducido.

Los detalles de una o más implementaciones se exponen en los dibujos adjuntos y en la siguiente descripción. Otras características y ventajas serán evidentes a partir de la descripción y los dibujos, y a partir de las reivindicaciones.

Descripción de los dibujos

La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra un sistema de gestión de refrigeración de ejemplo.

La figura 2 es un gráfico de tres ejemplos de cargas de energía por hora.

La figura 3 es un gráfico de ejemplo de temperatura, ejemplo de uso de energía y ejemplo de costes de energía sin enfriamiento previo.

La figura 4 es un gráfico de flujo de temperatura, ejemplo de uso de energía y ejemplo de costes de energía en un ejemplo en el que se usa enfriamiento previo.

La figura 5 es un diagrama conceptual de un modelo térmico.

La figura 6 es un diagrama de bloques de un ejemplo de un sistema de gestión de refrigeración.

La figura 7 es un diagrama de flujo de un proceso de ejemplo para la gestión de refrigeración.

La figura 8 es un diagrama de flujo de un proceso de ejemplo para determinar un modelo térmico.

La figura 9 es un diagrama de flujo de un proceso de ejemplo para la gestión del programa de refrigeración.

La figura 10 es un diagrama de flujo de un proceso de ejemplo para la implementación de un programa de refrigeración.

La figura 11 es un diagrama esquemático de un ejemplo de un sistema informático genérico.

Los símbolos de referencia similares en los diversos dibujos indican elementos similares.

Descripción detallada

Este documento describe sistemas y técnicas para sistemas y técnicas para la gestión de la refrigeración, más específicamente, para la reducción de los costes asociados con la alimentación de la extracción de calor de las instalaciones de almacenamiento en frío. La cantidad de energía que necesita una instalación de almacenamiento en frío puede variar en un ciclo diario debido al calor del sol, a las temperaturas exteriores, a los turnos de trabajo, etc. La demanda de un proveedor de servicios públicos generalmente también varía en un ciclo diario, y algunos proveedores de servicios públicos utilizan "tarificación pico" y/o tarificación variable en los que el coste de la energía aumenta durante los momentos de alta demanda (por ejemplo, mediodía de verano), y baja para los momentos de baja demanda (por ejemplo, noche).

En el ámbito de las instalaciones eléctricas, las baterías o los volantes se pueden cargar durante los períodos de menor actividad para aprovechar las ventajas de tarificación de energía menores, fuera de las horas pico, y descargadas para alimentar cargas durante los períodos pico para evitar consumir energía a tarifas relativamente más altas, en horas pico. De manera algo análoga, este documento describe procesos en los que las instalaciones de almacenamiento en frío se utilizan como formas de unidades de almacenamiento de energía térmica que se pueden "cargar" (por ejemplo, enfriado excesivo) durante los períodos de energía de bajo precio y "descargar" (por ejemplo, permite relajarse del estado de enfriamiento excesivo) durante los períodos de energía de alto precio reduce o evita la necesidad de consumo de energía durante los períodos de precio alto mientras mantiene el inventario almacenado a una temperatura predeterminada o por debajo de ella durante los períodos de precio alto.

En general, la instalación de almacenamiento en frío se puede cargar previamente a una temperatura de enfriamiento por debajo de lo normal usando energía más barata y/o cuando la instalación es inherentemente más eficiente para operar (por ejemplo, horas frías, durante la noche), y luego se le permitirá volver a elevarse más cerca de las temperaturas normales de enfriamiento para reducir o evitar tener que consumir energía más costosa y/u operar durante los períodos en los que la instalación es inherentemente menos eficiente para operar (por ejemplo, horas de máxima temperatura, hora de día). Por ejemplo, un almacén congelador normalmente se puede mantener a 0 °F ( 17,78 °C), pero en previsión de un próximo período de tarificación pico (por ejemplo, mañana al mediodía durante la estación cálida), el almacén se puede enfriar previamente a -5 °F (-20,56 °C) durante la tarificación nocturna. Cuando llega el momento de la tarificación máxima, al menos una parte de la demanda de energía y/o el coste se puede reducir al permitir que el almacén se caliente de nuevo a 0 °F (-17,78 °C) en lugar de alimentar el sistema de refrigeración con energía de precio máximo.

La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra un ejemplo del sistema de gestión de refrigeración 100. Una instalación de refrigeración 110 (por ejemplo, instalación de almacenamiento en frío) incluye un almacén 112 es un recinto de almacenamiento en frío aislado que define un espacio sustancialmente cerrado 114. El espacio cerrado 114 tiene varios contenidos, incluyendo un inventario 120, una colección de equipos 122 (por ejemplo, montacargas, bastidores de almacenamiento) y aire. El inventario 120, el equipo 122, y el aire dentro del espacio cerrado 114 tienen una masa térmica, al igual que el material del propio almacén 112 (por ejemplo, soportes de acero, paredes de aluminio, suelos de hormigón).

El espacio cerrado 114 es enfriado por un sistema de refrigeración 130 que es controlado por un controlador 132 basado en señales de retroalimentación de temperatura de una colección de sensores 134 (por ejemplo, temperatura, humedad, flujo de aire, movimiento). En algunas realizaciones, el controlador 132 puede ser un controlador de sistema de control de almacenamiento en frío y puede incluir un procesador, memoria, almacenamiento, entradas y salidas. Los sensores 134 se distribuyen por todo el almacén 112 para permitir que el controlador 132 monitorice las condiciones ambientales en todo el espacio cerrado 114 y, en algunas realizaciones, en y/o cerca del inventario 120 (por ejemplo, sensores integrados en o entre cajas o palés de mercancías almacenadas). El controlador 132 está configurado para activar el sistema de refrigeración 130 sobre la base de la retroalimentación de los sensores 134 para mantener el espacio cerrado 114 a una temperatura por debajo de un límite de temperatura predeterminado. Por ejemplo, un operador de la instalación de refrigeración 110 puede aceptar almacenar los alimentos congelados de un cliente (por ejemplo, carnes congeladas, patatas fritas congeladas, helado) por debajo de un máximo de 0 °F (-17,78 °C).

El almacén 112 está configurado para resistir la infiltración de calor. La energía térmica que puede elevar la temperatura del espacio cerrado 114 y su contenido puede provenir de varias fuentes. Una fuente primaria de energía térmica es el sol 140, que puede calentar directamente la estructura del almacén 112 y calienta el entorno ambiental que rodea el almacén 112 y la instalación de refrigeración 110. Tal energía térmica puede infiltrarse en el almacén 112 directamente a través de las paredes del almacén 112 y/o a través de la abertura de una puerta 124. Otras fuentes de energía térmica pueden provenir del funcionamiento del equipo 122 (por ejemplo, motores calientes de carretillas elevadoras, calor desprendido por la iluminación), el calor corporal de los humanos que trabajan dentro del espacio cerrado 114, y el propio inventario 120 (por ejemplo, el producto fresco puede llegar a 20 °F (-6,67 °C) para almacenarse en un congelador a 0 °F (-17,78 °C)).

El controlador 132 está en comunicación de datos con un programador 140 por una red 150 (por ejemplo, Internet, una red de datos celular, una red privada). En algunas realizaciones, el programador 140 puede ser un ordenador servidor de administración de almacenamiento en frío en comunicación con el controlador 132. En algunas fases de funcionamiento, el controlador 132 recopila medidas de los sensores 134 y marcas de tiempo en función de un cronómetro 136 (por ejemplo, reloj, temporizador) y proporciona esa información al programador 140. El programador 140 usa dicha información para determinar un modelo térmico del almacén 112. Un proceso ilustrativo para determinación de modelos térmicos se analizará adicionalmente en la descripción de la figura 8.

En diseños anteriores, los controladores de temperatura generalmente monitorizan una temperatura dentro de un congelador para encender los sistemas de refrigeración cuando las temperaturas internas superan una temperatura preestablecida y apagar los sistemas cuando las temperaturas internas caen ligeramente por debajo de la temperatura preestablecida. Este intervalo representa el intervalo de histéresis del controlador en condiciones operativas nominales. Dicho comportamiento operativo se analiza con más detalle en la descripción de la figura 3.

En el ejemplo del sistema 100, el controlador 132 recibe un programa operativo 138 del programador 140. En general, el programa 138 incluye información que hace que el controlador 132 enfríe previamente el espacio cerrado 114 a una temperatura por debajo del límite de temperatura predeterminado para el inventario 120 y, en algunos ejemplos, por debajo de un intervalo de histéresis para el funcionamiento normal del sistema de refrigeración 130, durante uno o más períodos de tiempo predeterminados. Por ejemplo, en condiciones operativas nominales, el controlador 132 puede configurarse para mantener el espacio cerrado por debajo de 0 °F (-17,78 °C) encendiendo el sistema de refrigeración 130 cuando la temperatura dentro del almacén 112 excede -1 °F (-18,33 °C), y apaga el sistema de refrigeración 130 cuando la temperatura baja por debajo de -2 °F (-18,89 °C). Sin embargo, el programa 138 puede configurar el controlador para enfriar el espacio cerrado hacia -5 °F (-20,56 °C) o alguna otra temperatura predeterminada durante uno o más períodos de tiempo predefinidos. Como se describirá con mayor detalle a continuación, tales periodos de tiempo pueden preceder a periodos de tiempo en los que el precio de la energía es relativamente más alto (por ejemplo, periodos de tarificación pico, períodos de baja eficiencia inherente del sistema).

El programador 140 está configurado para determinar uno o más programas operativos 142, de los cuales el programa operativo 138 es uno. El programador 140 determina los programas operativos 142 basándose en modelos térmicos. El programador recibe información del modelo térmico sobre la instalación de refrigeración 110, tal como lecturas cronometradas de los sensores 134 e información operativa sobre el sistema de refrigeración 130, para determinar un modelo térmico del almacén 112. La determinación de los modelos térmicos se trata con más detalle en la descripción de la figura 8.

El programador 140 también determina los programas operativos 142 en función de un programa de costes de energía 162 proporcionado por un proveedor de servicios públicos 160 que proporciona energía a la instalación de refrigeración 110. El programa de costes de energía 162 incluye información sobre el coste de la energía en diferentes momentos y/o diferentes días. Por ejemplo, el proveedor de servicios públicos 160 puede ser un proveedor de energía eléctrica que normalmente cobra $ 0,12 por kilovatio-hora (kWh), pero aumenta el coste a $ 0,20 por kilovatio-hora consumido entre las 10 am y las 2 pm porque la demanda de energía eléctrica puede alcanzar su punto máximo durante ese tiempo. En otro ejemplo, el proveedor de servicios públicos 160 puede cobrar más durante los meses de verano que durante los meses de invierno debido a la demanda estacional provocada por los acondicionadores de aire y otros sistemas de refrigeración como el sistema de refrigeración 130. En general, el programa de costes de energía 162 describe uno o más ciclos futuros (por ejemplo, diariamente) donde los costes de energía están programados para subir y bajar. La determinación de los programas operativos se analiza con más detalle en la descripción de la figura 9.

Uno o más proveedores de información 170 están configurados para proporcionar otra información a la instalación de refrigeración 110, el programador 140 y/o el proveedor de servicios públicos 160 a través de la red 150. Por ejemplo, el proveedor de información 170 puede ser un ordenador servidor de información de servicios meteorológicos que proporciona pronósticos meteorológicos diarios o por horas. En un ejemplo de este tipo, el proveedor de servicios públicos 160 puede usar un pronóstico de clima cálido para predecir una mayor demanda e intentar incentivar una demanda reducida aumentando el coste de la energía durante las horas calurosas, y/o el programador 140 puede usar el pronóstico para determinar los programas operativos 142 que enfrían previamente el almacén 112 en previsión de un clima cálido que incrementa la entrada de calor. En otro ejemplo, el proveedor de servicios públicos 160 puede proporcionar señales para eventos de respuesta a la demanda, y/o el programador 140 puede usar las señales para modificar los programas operativos 142. En otro ejemplo adicional, el proveedor de información 170 puede ser un proveedor de energía solar o eólica, y puede proporcionar un pronóstico del excedente de energía solar o eólica (por ejemplo, un día particularmente soleado o ventoso) que estaría disponible para enfriar previamente el almacén 112.

En algunas realizaciones, el proveedor de información 170 puede ser un programador de producción o logística. Por ejemplo, el proveedor de información 170 puede proporcionar información al programador 140 que indica que se puede planificar un alto nivel de actividad para el almacén 112 entre las 4 pm y las 5 pm de mañana. Dado que los altos niveles de actividad pueden incluir una mayor producción de calor por parte del equipo 122 y los trabajadores, y aperturas más frecuentes o prolongadas de la puerta 124 que podrían alterar el modelo térmico del almacén 112. El programador 140 puede responder enfriando previamente el espacio cerrado en previsión de esta actividad prevista y la entrada de calor prevista.

En otro ejemplo adicional, el proveedor de información 170 puede proporcionar información al programador 140 sobre el inventario 120. Diferentes tipos de inventario pueden tener diferentes características térmicas. Por ejemplo, un palé de helado en cubos de plástico puede absorber y liberar energía térmica en diferentes cantidades y a diferentes velocidades que un palé de cajas de aros de cebolla empacados en bolsas de plástico dentro de cajas de cartón corrugado. En algunas realizaciones, el programador 140 puede usar información sobre las propiedades térmicas del inventario 120 o cambios en el inventario 120 para modificar el modelo térmico y modificar los programas operativos 142 para tener en cuenta los cambios en el modelo térmico. Por ejemplo, el programador 140 prescribe un período de enfriamiento previo más largo que el habitual cuando el inventario 120 incluye artículos que tienen capacidades térmicas inusualmente altas y/o artículos que se almacenan en contenedores bien aislados.

Diferentes tipos de inventario también pueden ingresar al almacén 112 en diferentes estados. Por ejemplo, el proveedor de información 170 puede proporcionar información al programador 140 que indica que un gran inventario de pescados y mariscos a 10 °F (-12,2222 °C) está previsto que llegue a un almacén a 5 °F (-15 °C) mañana a las 9 am. El programador 140 puede modificar los programas operativos 142 para compensar el efecto de enfriamiento de los mariscos desde los 10 °F (-12,2222 °C) entrantes hasta el punto de ajuste del almacén de 5 °F (-15 °C) mientras también anticipa y compensa los efectos de la tarificación variable de la energía prescribiendo un período más largo y/o más frío de enfriamiento previo.

La figura 2 es un gráfico 200 de tres ejemplos de cargas de energía por hora en un proveedor de servicios públicos, tales como el ejemplo de proveedor de servicios públicos 160 de la figura 1. Una curva de demanda 210 muestra un ejemplo de carga de energía promedio por hora para la región del Atlántico Medio de los Estados Unidos para la semana del 7 de julio de 2009, cuando la temperatura promedio era de 85 °F (29,4444 °C). Una curva de demanda 220 muestra un ejemplo de carga de energía promedio por hora para la región del Atlántico Medio de los Estados Unidos para la semana del 5 de enero de 2009, cuando la temperatura promedio era de 40 °F (29,4444 °C). Una curva de demanda 230 muestra un ejemplo de carga de energía promedio por hora para la región del Atlántico Medio de los Estados Unidos para la semana del 6 de abril de 2009, cuando la temperatura promedio era de 55 °F (12,7778 °C).

Cada una de las curvas de demanda 210-230 muestra que las cargas de energía promedio por hora varían en un ciclo sustancialmente diario, alcanzando su punto máximo alrededor del mediodía todos los días y alcanzando un punto bajo justo después de la medianoche todos los días. En el ejemplo ilustrado, cada una de las curvas de demanda 210 230 comienza un lunes y muestra que las cargas de potencia horarias medias varían sustancialmente en un ciclo semanal. Por ejemplo, la curva de demanda 210 muestra demandas máximas más altas para los primeros cinco ciclos de la semana (por ejemplo, la semana laboral, alcanza un máximo de alrededor de 47.000 MW alrededor del mediodía de lunes a viernes) y es en promedio más bajo para el sexto ciclo de la semana (por ejemplo, alcanzando un máximo de alrededor de 43.000 MW alrededor del mediodía del sábado) e incluso más bajo para el séptimo ciclo (por ejemplo, alcanzando un máximo de alrededor de 38.000 MW el domingo, cuando incluso menos empresas están abiertas y consumiendo energía).

Las empresas de servicios públicos generalmente construyen su infraestructura para tener suficiente energía para evitar apagones e interrupciones en tantas circunstancias como sea posible. Eso generalmente significa tener suficiente capacidad de generación de energía para acomodar las cargas máximas esperadas. Sin embargo, durante las horas de menor actividad, la empresa de servicios públicos puede tener un exceso de capacidad de generación de energía que no se utiliza y, al mismo tiempo, incurre en costes generales. Como tales, los proveedores de servicios públicos pueden recibir incentivos para minimizar el exceso de capacidad de producción de energía y maximizar la capacidad de producción no utilizada. Una forma en que los proveedores de servicios públicos pueden hacer esto es incentivar a los consumidores de energía para que reduzcan su demanda de energía durante las horas pico y posiblemente cambien esa demanda a las horas valle. Se puede incentivar a los clientes variando el coste del consumo de energía de modo que el precio de la energía durante las horas pico sea relativamente más alto y el precio fuera de las horas pico sea relativamente más bajo.

La figura 3 es un gráfico 300 de temperatura de ejemplo, ejemplo de uso de energía y ejemplo de costes de energía sin enfriamiento previo. En algunas implementaciones, el gráfico 300 puede ser un ejemplo del comportamiento de una instalación de refrigeración que no está configurada para usar programas operativos como los programas operativos de ejemplo 138, 142 de la figura 1. El gráfico 300 incluye un gráfico secundario 310 y un gráfico secundario 350.

El gráfico secundario 310 es un gráfico de una curva de temperatura de ejemplo durante un período de 24 horas de ejemplo. En general, los sistemas de refrigeración no funcionan el 100 % del tiempo, y los sistemas de refrigeración no administrados se encienden y apagan en función del control termostático. El gráfico secundario 310 muestra un ejemplo de límite superior de temperatura 312 que se establece ligeramente por encima de -1 °F (-18,33 °C), y un límite de temperatura inferior 314 establecido ligeramente por debajo de -1 °F (-18,33 °C). El límite de temperatura superior 312 y el límite de temperatura inferior 314 definen un ejemplo de histéresis para un controlador termostático para una unidad de almacenamiento en frío, tal como el controlador 132 del sistema de gestión de refrigeración 100 de ejemplo. Una curva de temperatura del aire 318 cicla aproximadamente entre el límite de temperatura superior 312 y el límite de temperatura inferior 314 y el controlador termostático enciende un sistema de refrigeración cuando se excede el límite de temperatura superior 312, y apaga el sistema de refrigeración cuando se alcanza el límite de temperatura inferior 314. La curva de temperatura del aire 318 gira alrededor de -1 °F (-18,33 °C) y mantiene un inventario (por ejemplo, alimentos congelados) punto de ajuste de temperatura 320 sustancialmente cercano a -1 °F (-18,33 °C). En algunas realizaciones, el inventario puede tener una masa térmica mayor que el aire y, por lo tanto, la temperatura del inventario puede exhibir una respuesta térmica amortiguada en comparación con el aire que puede proporcionar un efecto promedio relativo a las oscilaciones de la temperatura del aire circundante 318.

El gráfico secundario 350 compara otros tres conjuntos de datos durante el mismo período de 24 horas que el gráfico secundario 310. Una curva de temperatura del clima 352 muestra un ejemplo de cómo la temperatura del ambiente (por ejemplo, exterior) las temperaturas varían durante el período de 24 horas del ejemplo. Una curva de precios en tiempo real 354 muestra un ejemplo de cómo una empresa de energía puede variar el precio de la energía (por ejemplo, electricidad) durante el período de 24 horas. Como puede verse a partir de las curvas 352 y 354, a medida que la temperatura del clima 352 aumenta, el precio en tiempo real 354 aumenta, aunque con un ligero retraso. En algunos ejemplos, a medida que aumenta la temperatura del clima 352, la demanda de energía puede aumentar con un retraso (por ejemplo, posiblemente porque las temperaturas exteriores podrían aumentar más rápidamente que los interiores de los edificios, provocando así un retraso antes de que los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración se activen termostáticamente), y el proveedor de energía puede desincentivar tal aumento de la demanda de energía elevando el coste de la energía durante tales horas pico.

El gráfico secundario 350 también muestra una colección de curvas de coste de la energía 356. Las áreas debajo de las curvas de coste de la energía 356 representan la cantidad de dinero consumido (por ejemplo, coste) como parte del consumo de energía, con base en el precio en tiempo real 354, durante varios períodos de tiempo dentro del período de 24 horas. Por ejemplo, las áreas bajo las curvas de coste de la energía 356 se pueden sumar para determinar un coste total de la energía consumida durante el período de ejemplo de 24 horas.

Las curvas de coste de la energía 356 se corresponden en el tiempo con las caídas en la curva de temperatura del aire 318. Por ejemplo, cuando el sistema de refrigeración 130 está encendido, la energía se consume como parte de la causa de que baje la temperatura del aire dentro del almacén 114. En el ejemplo ilustrado, la curva de temperatura del aire 318 y las curvas de coste de la energía 356 muestran una periodicidad, con periodos de consumo de energía de unos 25 minutos aproximadamente cada dos horas. Sin embargo, aunque la duración de los ciclos de consumo de energía mostrados por las curvas de consumo de energía 356 son aproximadamente iguales en longitud, varían mucho en altura. Por ejemplo, un ciclo 360 tiene un volumen significativamente menor y, por lo tanto, un coste total menor en relación con un ciclo 362. La diferencia en los costes entre los ciclos 360 y 362 se basa sustancialmente en la diferencia en el precio en tiempo real 354 en el momento del ciclo 360 y el precio en tiempo real relativamente más alto 354 en el momento del ciclo 362.

Como se ha descrito anteriormente, el gráfico 300 muestra un ejemplo del comportamiento de una instalación de refrigeración que no está configurada para usar programas operativos como los programas operativos de ejemplo 138, 142 de la figura 1. Por ejemplo, el gráfico 300 muestra que el consumo de energía se produce con una frecuencia sustancialmente regular independientemente del precio en tiempo real 354.

La figura 4 es un gráfico 400 de temperatura de ejemplo, ejemplo de uso de energía y ejemplo de costes de energía en un ejemplo en el que se usa enfriamiento previo. En general, los sistemas de refrigeración no funcionan el 100 % del tiempo, y los sistemas de refrigeración no administrados se encienden y apagan en función del control termostático. Sin embargo, un sistema de refrigeración, tal como el sistema de refrigeración 100 de ejemplo de la figura 1, puede usar horarios predeterminados para cambiar sus tiempos de "encendido" y "apagado" a tiempos predeterminados del día de una manera que pueda reducir los costes operativos. En algunas implementaciones, el gráfico 400 puede ser un ejemplo del comportamiento de una instalación de refrigeración que está configurada para usar programas operativos tales como los programas operativos de ejemplo 138, 142 de la figura 1. El gráfico 400 incluye un gráfico secundario 410 y un gráfico secundario 450.

El gráfico secundario 410 es un gráfico de varias curvas de temperatura durante un período de ejemplo de 24 horas. Una curva de temperatura del aire 418 varía cuando un controlador termostático enciende y apaga un sistema de refrigeración. La curva de temperatura del aire 418 gira alrededor de -1 °F (-18,33 °C) y mantiene un inventario (por ejemplo, comida congelada) curva de temperatura 420 sustancialmente cerca de - 1 °F (-18,33 °C). En algunas realizaciones, el inventario puede tener una masa térmica mayor que el aire y, por lo tanto, la temperatura del inventario 420 puede exhibir una respuesta térmica amortiguada en comparación con el aire que puede proporcionar un efecto promedio relativo a las oscilaciones de la temperatura del aire circundante 418.

La curva de temperatura del aire 418 incluye una gran caída 430 que comienza alrededor de las 2 am y termina alrededor de las 8 am. La curva de temperatura del aire 418 también incluye un gran aumento 432 que comienza alrededor de las 8 am y continúa durante el resto del día. La temperatura del inventario 420 también varía, pero en un grado mucho menor (por ejemplo, debido a la capacidad térmica relativamente mayor de la materia sólida en comparación con el aire), variando solo un par de décimas de grado alrededor de -1 °F (-18,33 °C).

El gráfico secundario 450 compara otros tres conjuntos de datos durante el mismo período de 24 horas que el gráfico secundario 410. Una curva de temperatura del clima 452 muestra un ejemplo de cómo la temperatura del ambiente (por ejemplo, exterior) las temperaturas varían durante el período de 24 horas del ejemplo. Una curva de precios en tiempo real 454 muestra un ejemplo de cómo una empresa de energía puede variar el precio de la energía (por ejemplo, electricidad) durante el período de 24 horas. Como puede verse a partir de las curvas 452 y 454, a medida que la temperatura del clima 452 aumenta, el precio en tiempo real 454 aumenta, aunque con un ligero retraso. En algunos ejemplos, a medida que aumenta la temperatura del clima 452, la demanda de energía puede aumentar con un retraso (por ejemplo, posiblemente porque las temperaturas exteriores podrían aumentar más rápidamente que los interiores de los edificios, provocando así un retraso antes de que los sistemas de aire acondicionado y de refrigeración se activen termostáticamente), y el proveedor de energía puede desincentivar tal aumento de la demanda de energía elevando el coste de la energía durante tales horas pico.

El gráfico secundario 450 también muestra una curva de coste de la energía 456. El área debajo de la curva de coste de la energía 456 representa la cantidad de dinero consumido (por ejemplo, coste) como parte del consumo de energía, con base en el precio en tiempo real 454, durante varios períodos de tiempo dentro del período de 24 horas. El área bajo la curva de coste de la energía 456 se puede sumar para determinar el coste total de la energía consumida durante el período de ejemplo de 24 horas.

La curva de coste de la energía 456 se corresponde en el tiempo con la caída 430 en la curva de temperatura del aire 418. Por ejemplo, cuando el sistema de refrigeración 130 está encendido, la energía se consume como parte de la causa de que baje la temperatura del aire dentro del almacén 114. En el gráfico 300 de ejemplo de la figura 3, que muestra el consumo de energía que ocurre con una frecuencia sustancialmente regular independientemente del precio en tiempo real 354, el gráfico 400 muestra que la curva de coste de la energía 456 se compensa antes de un pico 455 en la curva de precio en tiempo real 454.

En el ejemplo ilustrado, la curva de coste de la energía 456 ocurre antes del pico 455 debido a un programa operativo, tal como el ejemplo de programa operativo 138, proporcionado por un programador como el programador de ejemplo 140 y ejecutado por un controlador como el controlador de ejemplo 130 para enfriar previamente un espacio cerrado e inventario como el espacio cerrado de ejemplo 114 y el inventario de ejemplo 120. En el ejemplo ilustrado, un espacio cerrado se enfría y se consume energía durante un período de carga 460 que sigue a un período de descarga 462.

Durante el período de carga 460, la temperatura del aire 418 se enfría por debajo de una temperatura objetivo nominal. Por ejemplo, puede haber un requisito de que la temperatura del inventario 420 no pueda aumentar 0 °F (-17,78 °C) y, por lo tanto, el sistema de refrigeración correspondiente puede configurarse para controlar termostáticamente la temperatura del aire 418 para que normalmente tenga un ciclo de alrededor de -1 °F (-18,33 °C), con una histéresis de aproximadamente /- 0,2 °F (-17,67 °C). Sin embargo, durante el período de carga 460, el sistema de refrigeración puede configurarse para enfriar la temperatura del aire 418 hacia aproximadamente -3,5 °F (-19,72 °C).

El período de carga 460 ocurre antes del pico 455 en el precio en tiempo real 454. Como tal, el consumo de energía ocurre cuando la energía es relativamente menos costosa (por ejemplo, la altura de la curva de coste de la energía 456 es comparativamente más baja que la curva de coste de la energía de ejemplo 356). Durante el período de descarga 462, se permite que la temperatura del aire 418 se relaje hacia el umbral de ~-1 °F (-18,33 °C), en lugar de consumir energía que es más cara durante el pico 455 de la curva de coste de la energía 454. Al programar el período de carga 460 (por ejemplo, enfriamiento previo adicional durante tiempos de energía de bajo coste) y el período de descarga 462 (por ejemplo, permitiendo que las temperaturas se relajen parcialmente durante los tiempos de energía de alto coste), el coste total asociado con la curva de coste de la energía 456 puede ser menor que el coste total asociado con operaciones no programadas tales como las representadas por la suma de las curvas de coste de la energía 356.

La figura 5 es un diagrama conceptual de un modelo térmico 500 del almacén 112 del sistema de refrigeración de ejemplo 100 de la figura 1. En general, el comportamiento térmico de un espacio refrigerado se puede modelar matemáticamente como un oscilador armónico amortiguado. En algunas implementaciones, el comportamiento térmico de un espacio refrigerado en respuesta al enfriamiento motorizado y al calentamiento pasivo (por ejemplo, intrusión de calor) puede aproximarse matemáticamente al comportamiento eléctrico de una batería en respuesta a la carga eléctrica y la descarga pasiva a través de una carga (por ejemplo, autodescarga). Por ejemplo, el espacio cerrado 114 dentro del almacén 112 se puede "cargar" eliminando una cantidad adicional de energía térmica (por ejemplo, caída de la temperatura por debajo de la temperatura normal de funcionamiento, generalmente mediante el uso de energía eléctrica) del aire y el inventario 120, y se puede "descargar" al permitir que el calor se infiltre en el espacio cerrado 114 (por ejemplo, hasta que se alcance la temperatura normal de funcionamiento).

El modelo térmico 500 se puede determinar al menos en parte mediante medición empírica. Por ejemplo, el espacio cerrado 114 puede comenzar a una temperatura inicial (por ejemplo, -1 °F (-18,33 °C)), y se enfría a una temperatura inferior predeterminada (por ejemplo, a -5 °F (-20,56 °C)). El aire enfriado y el inventario 120 intercambian energía térmica a medida que cambia la temperatura. Se puede monitorear una colección de sensores de temperatura distribuidos dentro del espacio cerrado 114 para determinar cuándo el espacio cerrado 114 ha alcanzado la temperatura más baja. Cuando se haya alcanzado y/o estabilizado la temperatura más baja, El sistema de refrigeración 112 del almacén se puede apagar parcialmente o completamente (por ejemplo, reduciendo así el uso de energía) y los sensores se pueden usar para monitorear los cambios dinámicos de temperatura en el espacio cerrado 114 a medida que la intrusión de calor hace que el espacio cerrado 114 se caliente gradualmente (por ejemplo, hacia -1 °F (-18,33 °C)), con el aire y el inventario 120 absorbiendo parte del calor que se infiltra en el espacio cerrado 114.

Las velocidades a las que el espacio cerrado 114 se enfría y calienta pueden analizarse para estimar la capacidad térmica y/o determinar la resistencia térmica del almacén 112. En algunas realizaciones, la capacidad térmica puede basarse en la capacidad de refrigeración del almacén 112 (por ejemplo, la capacidad de perturbación del sistema, el tamaño del sistema de refrigeración 130), el volumen del aire y los volúmenes y los tipos de materiales que componen el inventario 120 (por ejemplo, capacidad térmica del pescado congelado respecto a zumo de naranja concentrado congelado, envases de papel respecto a envases de metal).

En algunas realizaciones, la resistencia térmica puede basarse en las cualidades aislantes del almacén 112, las cualidades aislantes del inventario 120 (por ejemplo, almacenado en envases de plástico sellados al vacío respecto a cajas de cartón corrugado), el calor emitido por los trabajadores y/o el equipo dentro del almacén 112, y la frecuencia con la que se abren las puertas del almacén 112 a temperatura ambiente. En algunas realizaciones, algunos o todos los términos del modelo térmico 500 pueden determinarse realizando un ciclo de modelado térmico y monitoreando la respuesta térmica del almacén 112. Por ejemplo, si el ciclo de modelado térmico se realiza mientras se almacena un tipo y volumen particular del inventario 120, mientras se utilizan cantidades particulares de equipos y trabajadores en el espacio cerrado 114, y mientras las puertas del espacio cerrado 114 se abren y cierran con una frecuencia particular, entonces el modelo térmico resultante puede incluir inherentemente términos que reflejen esas variables sin requerir que estos factores contribuyentes se determinen con anticipación.

La realización matemática del modelo térmico 500 toma la forma de ecuaciones diferenciales tales como:

Cf = ^ f = -a(T(t)-T(t))

Y:

C f = a(T(t)-T(f))+O

Donde O representa el flujo térmico neto, a representa el coeficiente de acoplamiento térmico entre el alimento y el aire, C representa la capacidad calorífica efectiva del aire, Cf es la capacidad calorífica efectiva del inventario, Tf representa la temperatura del inventario, y T representa la temperatura del aire.

Las ecuaciones anteriores se pueden resolver analítica o numéricamente para determinar la temperatura del aire y del inventario en función del tiempo. El modelo es análogo y se aproxima a la dinámica de un oscilador armónico simple amortiguado. En forma de oscilador armónico térmico, Las ecuaciones anteriores se pueden presentar como:

T(t) = A mt B e -t/T

Y:

Tf(t) = A mt Bfe -t/ T

La figura 6 es un diagrama de bloques un sistema de gestión de refrigeración 600 de ejemplo. El sistema 600 ilustra interacciones de ejemplo entre una instalación 610 y un algoritmo basado en la nube 640. En algunas realizaciones, la instalación 610 puede ser la instalación de refrigeración 110 del sistema de gestión de refrigeración de ejemplo 100 de la figura 1. En algunas realizaciones, el algoritmo basado en la nube 640 puede ser el programador 140.

La instalación 610 incluye un sistema de refrigeración 612. En algunas realizaciones, el sistema de refrigeración se puede configurar para enfriar un espacio cerrado. Por ejemplo, el sistema de refrigeración 612 puede ser el sistema de refrigeración 130.

La instalación 610 incluye un controlador de nodo de borde 614 en comunicación con el sistema de refrigeración 612. El controlador de nodos de borde incluye un módulo de exportación 616 y un módulo de punto de ajuste 618. El módulo de exportación 616 está configurado para exportar la información recibida del sistema de refrigeración 612, tal como los valores de temperatura medidos, valores de punto de ajuste de temperatura, información de estado operativo y/u otra información del sistema de refrigeración 612. El módulo de punto de ajuste 618 está configurado para recibir programas operativos del algoritmo basado en la nube 640. En algunas realizaciones, el grupo de contexto 640 puede ser un sistema informático de servidor y el controlador de nodo de borde 614 puede ser un sistema de procesador de cliente. El controlador de nodos perimetrales 614 está configurado para realizar funciones en función de los programas operativos, tales como encender y apagar el sistema de refrigeración 612 (por ejemplo, o a una configuración de energía reducida) en tiempos predeterminados, y/o configurar puntos de ajuste de temperatura para el sistema de refrigeración 612 en tiempos predeterminados.

El algoritmo basado en la nube 640 incluye una interfaz de programación de aplicaciones de alimentación (API) 642. La API de alimentación 642 proporciona un punto final de comunicaciones programáticas que está configurado para recibir información operativa desde el controlador de nodo perimetral 614. La información operativa incluye mediciones de temperatura cronometradas de uno o más sensores ubicados en todo el sistema de refrigeración 612. En algunas implementaciones, la información operativa también puede incluir información como información sobre la capacidad de refrigeración (por ejemplo, un programa que indica que el 10 % de los enfriadores utilizados por el sistema de refrigeración 612 estarán fuera de línea para mantenimiento mañana), información de volumen operativo (por ejemplo, qué tan lleno se espera que esté el almacén), información del estado operativo (por ejemplo, la instalación 610 estará funcionando cuando normalmente está cerrada, y las puertas y el equipo contribuirán con calor cuando normalmente no lo harían, tal como durante un segundo turno de trabajo temporal o un domingo).

La API de alimentación 642 proporciona la información que recibe a un algoritmo de volante 644. El algoritmo de volante 644 también incluye la lógica de optimización convexa que determina los programas operativos para el sistema de refrigeración 612. En general, el algoritmo de volante 644 determina los programas de operaciones que pueden hacer que el sistema de refrigeración 612 enfríe previamente un espacio de almacenamiento en frío y luego permita que el espacio "basado en el cliente", "orilla", "descarga" o permita que la temperatura del espacio aumente durante un período de tiempo sin necesidad de consumir energía para mantener el espacio de almacenamiento por debajo de un límite de temperatura máximo predeterminado.

El algoritmo de orilla 644 se comunica con un algoritmo de modelado térmico 646 que incluye la lógica del software que determina los modelos térmicos para espacios, tal como los espacios enfriados por el sistema de refrigeración 612, sobre la base de la información operativa recibida por la API de alimentación 642. El algoritmo de modelado térmico 646 está configurado para almacenar y recuperar modelos térmicos en una base de datos de modelos térmicos 648. En algunas implementaciones, los modelos térmicos pueden ser el modelo térmico de ejemplo 500 de la figura 5.

El algoritmo de volante 644 se comunica con una API de tarifa de energía 650. La API de tarifas de energía 650 proporciona una interfaz de comunicaciones a un proveedor de servicios públicos 652. Las API de tarifas de energía 650 permiten que el algoritmo basado en la nube 640 solicite y/o reciba programas de costes de energía del proveedor de servicios públicos 652. Por ejemplo, las API de tarifas de energía 650 podrían usarse para recibir el programa de costes de energía 162 de la figura 1 del proveedor de servicios públicos 160.

Una base de datos de datos históricos 660 almacena datos históricos que pueden ser recuperados por el algoritmo de volante 644. Por ejemplo, la base de datos de datos históricos 660 puede almacenar múltiples conjuntos de información operativa para la instalación 610 a lo largo del tiempo, y el algoritmo de volante 640 puede usar dichos datos históricos como parte de un proceso para determinar los programas operativos. Por ejemplo, el algoritmo de volante 644 puede observar múltiples conjuntos de datos históricos para determinar que la instalación 610 se calienta más rápidamente los lunes, tiene una cantidad promedio de calentamiento los martes y viernes, y tiene poco calentamiento los sábados y domingos (por ejemplo, los lunes pueden ser días de mucho envío con mucha actividad y apertura de puertas, y la instalación 610 puede estar cerrada al público los fines de semana y, por lo tanto, tener pocas o ninguna apertura de puertas). En otro ejemplo, el algoritmo de volante 644 puede examinar múltiples conjuntos de datos históricos para determinar que la instalación 610 se calienta más rápidamente en verano que en invierno. El algoritmo de volante 644 puede usar información como esta para predecir y/o mejorar las estimaciones del modelo térmico de la instalación 610 para varios días, temporadas y otras variables operativas.

El algoritmo de volante 644 utiliza los programas de costes de energía recibidos por las API de tarifas de energía 650, los modelos térmicos determinados por el algoritmo de modelo térmico 646, la información operativa recibida por las API de alimentación 642, y los datos históricos recuperados de la base de datos de datos históricos 660 para determinar uno o más programas operativos para el sistema de refrigeración 612. Por ejemplo, la API de volante 670 puede determinar los programas operativos 138 y 142 de la figura 1.

Una API de volante 670 proporciona una interfaz de comunicación entre el algoritmo basado en la nube 640 y el controlador de nodo de borde 614. La API de volante 670 puede transmitir programas operativos que son recibidos por el receptor de puntos de ajuste 618. El controlador de nodo de borde 614 usa programas operativos recibidos por el receptor de punto de ajuste 618 para operar el sistema de refrigeración 612. Los programas operativos incluyen información que puede hacer que el controlador de nodo de borde 614 opere el sistema de refrigeración 612 para enfriar un congelador u otro espacio cerrado a una temperatura más baja (por ejemplo, enfriamiento previo, carga) durante los momentos en que la energía es relativamente menos costosa y/o cuando el sistema de refrigeración 612 puede funcionar de manera más eficiente (por ejemplo, durante las horas más frescas) y permita que las temperaturas aumenten mientras no esté en funcionamiento (por ejemplo, descarga, volante, orilla, relax) durante otros momentos en que la energía es relativamente más costosa (por ejemplo, períodos de tarificación pico) y/o menos eficientes (por ejemplo, horas calurosas del día).

La figura 7 es un diagrama de flujo de un proceso 700 de ejemplo para gestión de refrigeración. En algunas implementaciones, el proceso 700 puede ser realizado por partes o por todo el sistema de gestión de refrigeración 100 de ejemplo de la figura 1 o el ejemplo del sistema de gestión de refrigeración 600 de la figura 6.

En 710, se determina un modelo térmico de una instalación de almacenamiento en frío que comprende un recinto de almacenamiento en frío que está configurado para ser enfriado por un sistema de refrigeración y que define un espacio cerrado. Por ejemplo, el programador 140 puede recibir lecturas cronometradas desde los sensores 134 e información operativa sobre el sistema de refrigeración 130, para determinar un modelo térmico del almacén 112.

En algunas implementaciones, el modelo térmico puede ser representativo de al menos uno de la capacidad térmica del contenido dentro del espacio cerrado y la resistencia térmica del recinto de almacenamiento en frío. Por ejemplo, el aire y el inventario 120 dentro del espacio cerrado 114 tendrían una capacidad térmica combinada, y la construcción (por ejemplo, propiedades aislantes, áreas de puertas) del almacén 112 contribuiría a la resistencia térmica del almacén 112.

En 720, se obtiene un modelo de coste energético. El modelo de coste energético describe un programa de costes de energía variables durante un período de tiempo predeterminado en el futuro. Por ejemplo, el programador está configurado para recibir el programa de costes de energía 162 del proveedor de servicios públicos 160. El programa de costes de energía 162 incluye información sobre el coste que el proveedor de servicios públicos 160 cobra por la energía en diferentes momentos y/o diferentes días.

En 730, se determina un programa operativo para al menos una porción del sistema de refrigeración basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía y una temperatura máxima permitida para el espacio cerrado. Por ejemplo, el programador 140 puede determinar los programas operativos 142 sobre la base del un programa de costes de energía 162, el punto de ajuste de temperatura nominal de la instalación de refrigeración 110, y el modelo térmico de ejemplo 500 de la figura 5.

En algunas implementaciones, determinar el programa operativo basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía y la temperatura máxima permitida para la instalación de almacenamiento en frío pueden incluir identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un primer período de tiempo durante el cual la energía cuesta una primera cantidad por unidad, identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un segundo período de tiempo que precede al primer período de tiempo, durante el cual la energía cuesta una segunda cantidad por unidad que es menor que la primera cantidad por unidad, agregar información descriptiva del segundo período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se encenderá el sistema de refrigeración para enfriar el espacio cerrado por debajo de la temperatura máxima permitida; y agregar información descriptiva del primer período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se permite que el espacio cerrado se caliente hacia la temperatura máxima permitida. Por ejemplo, el programador 140 puede analizar el programa de coste de la energía 162 para identificar un período de tiempo en el que el coste por unidad de energía (por ejemplo, dólares por kilovatio hora de electricidad) es relativamente alto, y luego identificar otro período de tiempo en el que el coste por unidad de energía es relativamente más bajo y precede al período de alto coste (por ejemplo, identificar un período de precios bajos que ocurre antes de un período de precios máximos). El programador 140 puede entonces determinar que al menos una parte del período de precio bajo se utilizará para enfriar el espacio cerrado 114 una cantidad adicional por debajo del punto de ajuste de temperatura nominal. El programador 140 también puede determinar que el sistema de refrigeración 130 no debe funcionar más de lo necesario para mantener el punto de referencia de temperatura máxima del inventario 120. Como tal, el programa puede hacer que el controlador 132 proporcione al espacio cerrado 114 una carga térmica adicional de enfriamiento usando energía barata para que el inventario pueda permanecer por debajo de la temperatura máxima durante al menos un tiempo sin consumir energía costosa.

En algunas implementaciones, determinar el modelo térmico del espacio cerrado puede incluir encender la porción del sistema de refrigeración según el programa operativo, enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración, el espacio cerrado a una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida, reducir el consumo de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración en función del programa operativo, determinar una primera pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura, permitir que el espacio cerrado se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida, determinar una segunda pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura, y determinar una capacidad térmica de contenido del espacio cerrado. Por ejemplo, el controlador 132 puede encender el sistema de refrigeración 130 y mantenerlo encendido hasta que se establezca una condición predeterminada, por ejemplo, ajustando el punto de ajuste de la temperatura a una temperatura por debajo de lo que alcanzará el espacio cerrado 114 en una cantidad práctica de tiempo (por ejemplo, -20 °F (-28,89 °C)) para hacer que el sistema de refrigeración 130 funcione sustancialmente de manera constante durante una cantidad de tiempo predeterminada. En otro ejemplo, el controlador 132 puede hacer funcionar el sistema de refrigeración 130 hasta una temperatura predeterminada (por ejemplo, -6 °F (-21,11 °C)) se ha alcanzado y/o estabilizado. El controlador 132 puede entonces apagar el sistema de refrigeración 130 (por ejemplo, o reducir el uso de energía) y comenzar a registrar las temperaturas detectadas por los sensores 134 a medida que se permite que el espacio cerrado 114 se caliente. El controlador 132 y/o el programador 140 pueden procesar las mediciones de temperatura cronometradas para determinar el modelo térmico 500.

En algunas implementaciones, la determinación del programa operativo puede basarse en los cargos por demanda. Los cargos por demanda son algo análogos a una multa por exceso de velocidad. La empresa de servicios públicos puede cobrar una tarifa (es decir, cargo por demanda) basado en el consumo máximo de energía para el mes y, en algunos ejemplos, esta tarifa puede llegar al 50 % de la factura de energía. El programador 140 se puede configurar para tener en cuenta dichas tarifas al determinar el programa, para evitar que se encienda demasiado equipo de refrigeración a la vez, incluso cuando las tarifas de energía son relativamente bajas.

En 740, se realiza el programa operativo. En algunas implementaciones, el programa operativo puede incluir encender una porción del sistema de refrigeración según el programa operativo, enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración, el espacio cerrado a una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida, reducir el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración según el programa operativo y permitir que el espacio cerrado se caliente con la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida. Por ejemplo, basado en el programa operativo 138, el controlador 132 puede hacer que el sistema de refrigeración 130 enfríe el espacio cerrado 114 en una cantidad adicional por debajo del punto de ajuste de temperatura nominal durante un período de tiempo durante el cual el proveedor de servicios públicos 160 cobra un precio relativamente menor por la energía, y detiene el enfriamiento adicional y permite el espacio cerrado 114 se calienta de nuevo hacia el umbral de temperatura nominal predeterminado durante un período de tiempo durante el cual el proveedor de servicios públicos 160 cobra un precio relativamente mayor por la energía.

En algunas implementaciones, el proceso 700 también puede incluir determinar una temperatura medida del espacio cerrado y encender al menos una porción del sistema de refrigeración en función de la temperatura medida determinada y un valor de temperatura de umbral predeterminado que es inferior a la temperatura máxima permitida. Por ejemplo, el controlador 132 puede permitir que el espacio cerrado 114 se vuelva a calentar hasta una temperatura máxima predeterminada (por ejemplo, desde -4,1 °F (-20,05 °C) hasta un límite de -1,3 °F (-18,5 °C)) y una vez que se acerque a la temperatura máxima predeterminada, el sistema de refrigeración 130 puede reanudar las operaciones normales (por ejemplo, consumiendo energía según sea necesario para mantener el espacio cerrado 114 a -1,3 °F ( 18,5 °C) o menos).

La figura 8 es un diagrama de flujo de un proceso 800 de ejemplo para determinar un modelo térmico. En algunas implementaciones, el proceso 800 puede ser la etapa de ejemplo 710 de la figura 7. En algunas implementaciones, el proceso 800 puede ser realizado por partes o por todo el sistema de gestión de refrigeración 100 de ejemplo de la figura 1 o el ejemplo del sistema de gestión de refrigeración 600 de la figura 6. En algunas implementaciones, el proceso 800 se puede usar para determinar el modelo térmico de ejemplo 500 de la figura 5.

En 802, un sistema de refrigeración está encendido. Por ejemplo, el controlador 132 puede configurar el sistema de refrigeración 130 para que se encienda ajustando la temperatura objetivo a -4 °F (20 °C).

En 804, un espacio cerrado se enfría a una temperatura predeterminada. Por ejemplo, el espacio cerrado 114 y el inventario 120 se pueden enfriar a -4 °F (20 °C).

En 806, el sistema de refrigeración está apagado. Por ejemplo, el controlador 132 puede configurar el sistema de refrigeración 130 para que se apague ajustando la temperatura objetivo a -1 °F (-18,33 °C). En algunas implementaciones, el sistema de refrigeración se puede poner en una configuración de consumo de energía reducido en lugar de apagarse. Por ejemplo, la mitad o las tres cuartas partes de los enfriadores de un sistema se pueden apagar y el resto se deja encendido. En otro ejemplo, parte o todo el sistema de refrigeración se puede modular (por ejemplo, pulsado) para operar solo en intervalos de varios minutos cuando sea necesario.

En 808, se obtienen los datos del sensor de temperatura. En 810, se registra el sensor de temperatura y los datos de tiempo. Por ejemplo, el controlador 132 puede monitorear los sensores 134 para registrar lecturas de temperatura desde dentro del espacio cerrado 114 junto con información de marca de tiempo basada en el cronómetro 136.

En 812, se toma una determinación. Si la temperatura del espacio cerrado está por debajo de un punto de referencia de temperatura máxima predeterminado (por ejemplo, elegido para evitar que el inventario 120 se caliente demasiado), luego se permite que el espacio cerrado continúe calentándose en 814. Si la temperatura del espacio cerrado no está por debajo del punto de ajuste de temperatura máxima predeterminada, luego se reanuda la refrigeración en 816 (por ejemplo, el sistema de refrigeración 130 vuelve a encenderse).

En 818, los datos almacenados de temperatura y tiempo se analizan para determinar un modelo térmico del espacio cerrado. Por ejemplo, el controlador 132 y/o el programador 140 pueden procesar las lecturas de temperatura recopiladas con marca de tiempo del espacio cerrado de calentamiento 114 para determinar el modelo térmico 500.

La figura 9 es un diagrama de flujo de un proceso 900 de ejemplo para la gestión de programación de refrigeración.

En algunas implementaciones, el proceso 900 puede ser la etapa de ejemplo 730 de la figura 7. En algunas implementaciones, el proceso 900 puede ser realizado por partes o por todo el sistema de gestión de refrigeración 100 de ejemplo de la figura 1 o el ejemplo del sistema de gestión de refrigeración 600 de la figura 6.

En 902, se obtiene un modelo de coste energético. Por ejemplo, el programador 140 puede consultar o solicitar de otro modo el modelo de coste de la energía 162 (por ejemplo, la curva de coste de la energía de ejemplo 454 de la figura 4) del proveedor de servicios públicos 160.

En 904, se identifica un período de tiempo futuro. El período de tiempo se identifica con base en tiempos asociados con costes de energía relativamente altos. Por ejemplo, el programador 140 puede identificar el pico 455 y designar un período de tiempo que incluye el pico 455 en el período de descarga 462.

En 906, se identifica un segundo período de tiempo futuro. El segundo período de tiempo se basa en tiempos asociados con costes de energía relativamente bajos que preceden al período de tiempo de alto coste de la energía identificado y/o cargos por demanda. Por ejemplo, el programador 140 puede identificar el período de tiempo antes del período de descarga 462 como un período de cargo 460.

En 908, se obtienen un modelo térmico, un valor límite de temperatura máxima y un valor límite de temperatura mínima. Por ejemplo, el controlador 908 puede obtener o determinar el modelo térmico 500 y recibir información sobre las temperaturas más altas y más bajas que se permiten para el inventario 120. Por ejemplo, algunos productos de helado con alto contenido de grasa se pueden almacenar mejor a -20 °F (-28,89 °C) (por ejemplo, establecer una temperatura máxima admisible), pero puede almacenarse en recipientes de plástico que se vuelven excepcionalmente quebradizos a -40 °F (-40°C) (por ejemplo, establecer una temperatura mínima permisible), y estas temperaturas pueden usarse como los límites térmicos usados por el controlador 132 para operaciones normales así como operaciones de enfriamiento previo. En algunas implementaciones, el modelo térmico puede ser el resultado del proceso de ejemplo 800 de la figura 8.

En 910, se determina una temperatura más baja que compensa el calentamiento durante el período de tiempo de alto coste de la energía. Por ejemplo, la temperatura del aire 418 normalmente se mantiene alrededor de -0,5 °F (-18,05 °C), pero el programador 140 puede determinar que la temperatura del espacio cerrado 114 podría aumentar alrededor de 3 °F (-16,11 °C) durante el período de descarga 462 y disminuir la temperatura normal de funcionamiento de -0,5 °F (-18,05 °C) en alrededor de -3 °F (-19,44 °C) a alrededor de -3,5 °F (-19,72 °C).

En 912, al menos parte del período de tiempo de bajo coste de la energía identificado se identifica como un período de enfriamiento previo basado en la temperatura más baja determinada. Por ejemplo, el programador 140 puede determinar que el sistema de refrigeración 130 requerirá seis horas antes del pico 455 para bajar la temperatura del aire en el espacio cerrado 114 de -0,5 °F (-18,05 °C) a aproximadamente -3,5 °F (-19,72 °C).

En 914, el período de enfriamiento previo se agrega a un programa operativo. Por ejemplo, el período de carga 460 se puede identificar en el programa operativo 138 como un tiempo futuro para enfriar previamente el espacio cerrado 114.

La figura 10 es un diagrama de flujo de un proceso de ejemplo para la implementación de un programa de refrigeración. En algunas implementaciones, el proceso 1000 puede ser la etapa de ejemplo 740 de la figura 7. En algunas implementaciones, el proceso 1000 puede ser realizado por partes o por todo el sistema de gestión de refrigeración 100 de ejemplo de la figura 1 o el ejemplo del sistema de gestión de refrigeración 600 de la figura 6.

En 1002, se recibe un programa operativo. Por ejemplo, el controlador 132 puede recibir el programa operativo 138 del programador 140.

En 1004, se toma una determinación. Si la temperatura de un espacio cerrado no está por debajo de un umbral de temperatura máximo predeterminado, luego se enciende un sistema de refrigeración en 1006 y el espacio cerrado se enfría en 1008. Por ejemplo, del espacio cerrado 114 llega a 0 °F (-17,78 °C) cuando el punto de ajuste termostático del sistema de refrigeración 130 es -1 °F (-18,33 °C), entonces el sistema de refrigeración 130 puede encenderse para enfriar el espacio cerrado 114. El proceso 1000 continúa en 1002.

Si en 1004 la temperatura de un espacio cerrado está por debajo de la temperatura umbral máxima predeterminada, luego se hace otra determinación en 1010. Si no es el momento de enfriar previamente el espacio cerrado, entonces el proceso continúa en 1002. Por ejemplo, si el cronómetro 136 indica que la hora actual no es una hora identificada por el programa operativo 138 como tiempo de enfriamiento previo (por ejemplo, de carga), luego, el controlador 132 puede verificar un nuevo programa operativo y/o continuar monitoreando el tiempo y la temperatura del espacio cerrado 114.

Si en 1010 es hora de enfriar previamente, luego se hace otra determinación en 1012. Si la temperatura del espacio cerrado está por encima de una temperatura de enfriamiento previo predeterminada, luego el sistema de refrigeración se enciende en 1006. Por ejemplo, si el cronómetro 136 indica que la hora actual es una hora identificada por el programa operativo 138 como tiempo de enfriamiento previo (por ejemplo, de carga), entonces el controlador 132 puede establecer el punto de ajuste de temperatura del almacén 120 a -4 °F (20 °C), y si la temperatura del espacio cerrado 114 está por encima del punto de ajuste, el sistema de refrigeración 130 se puede encender para enfriar el espacio cerrado 114.

Si la temperatura del espacio cerrado no está por encima de la temperatura de enfriamiento previo predeterminada, luego, el sistema de refrigeración se apaga o se pone en un modo de potencia reducida en 1014, y se permite que el espacio cerrado se caliente en 1016. Por ejemplo, el espacio cerrado 114 se puede mantener a la temperatura de enfriamiento previo inferior predeterminada de -4 °F (20 °C) hasta que finaliza el período de enfriamiento previo.

Muchos de los ejemplos anteriores se han descrito en términos de reducción de costes asociados con el funcionamiento de sistemas de refrigeración como el sistema de ejemplo 100 de la figura 1, sin embargo, las técnicas de enfriamiento previo descritas también se pueden utilizar para otros fines. En algunas realizaciones, los proveedores de servicios públicos pueden usar energía hidroeléctrica o eólica para proporcionar gran parte de la energía a una red y luego contratar generadores basados en combustibles fósiles (por ejemplo, que se encienden y apagan fácil y rápidamente) para aumentar esa capacidad de energía durante los períodos pico. Como tal, durante los períodos de uso máximo de energía, el impacto ambiental del consumo de energía puede ser relativamente mayor que en las horas no pico del día. Las técnicas descritas en el presente documento pueden permitir que los sistemas de gestión de refrigeración reduzcan su dependencia de sistemas de generación de energía de picos, posiblemente más contaminantes, y realizan más de sus operaciones utilizando energía de fuentes de energía relativamente "más ecológicas". En algunas realizaciones, dichos ahorros ambientales pueden negociarse como un instrumento financiero (por ejemplo, comercio de créditos de carbono). En algunas realizaciones, las técnicas de enfriamiento previo descritas en el presente documento se pueden usar para vender el exceso de energía a los proveedores de servicios públicos. Por ejemplo, la instalación 110 puede tener un acuerdo contractual con el proveedor de servicios 160 para consumir 5 kWh de energía por día, y que el proveedor de servicios 160 compensará a la instalación 110 por cada vatio de energía que la instalación 110 no consuma de los 5 kWh acordados. Desde la perspectiva de la instalación 110, la instalación 110 puede vender energía no utilizada al proveedor de servicios públicos 160, posiblemente con una ganancia (por ejemplo, enfriando previamente durante algunas partes del día para evitar el consumo de energía durante otras partes del día).

La figura 11 es un diagrama esquemático de un ejemplo de sistema informático genérico 1100. El sistema 1100 se puede utilizar para las operaciones descritas en asociación con el método 300 según una implementación. Por ejemplo, el sistema 1100 puede estar incluido en uno o en todos los controladores 132, el sistema de refrigeración 130, el programador 140, el proveedor de servicios públicos 160, el otro proveedor de información 170, el controlador de nodos perimetrales 614 y el grupo de contexto 640.

El sistema 1100 incluye un procesador 1110, una memoria 1120, un dispositivo de almacenamiento 1130 y un dispositivo de entrada/salida 1140. Cada uno de los componentes 1110, 1120, 1130 y 1140 se interconecta utilizando un bus de sistema 1150. El procesador 1110 es capaz de procesar instrucciones de ejecución dentro del sistema 1100. En una implementación, el procesador 1110 puede ser un procesador de proceso único. En otra implementación, el procesador 1110 puede ser un procesador de múltiples procesos. El procesador 1110 es capaz de procesar instrucciones almacenadas en la memoria 1120 o en el dispositivo de almacenamiento 1130 para mostrar información gráfica para una interfaz de usuario en el dispositivo de entrada/salida 1140.

La memoria 1120 almacena información dentro del sistema 1100. En una implementación, la memoria 1120 puede ser un medio legible por ordenador. En una implementación, la memoria 1120 es una unidad de memoria volátil. En otra implementación, la memoria 1120 es una unidad de memoria no volátil.

El dispositivo de almacenamiento 1130 es capaz de proporcionar almacenamiento masivo para el sistema 1100. En una implementación, el dispositivo de almacenamiento 1130 es un medio legible por ordenador. En varias implementaciones diferentes, el dispositivo de almacenamiento 1130 puede ser un dispositivo de disquete, un dispositivo de disco duro, un dispositivo de disco óptico o un dispositivo de cinta.

El dispositivo de entrada/salida 1140 proporciona operaciones de entrada/salida para el sistema 1100. En una implementación, el dispositivo de entrada/salida 1140 incluye un teclado y/o dispositivo señalador. En otra implementación, el dispositivo de entrada/salida 1140 incluye una unidad de visualización para visualizar interfaces gráficas de usuario.

Las características descritas pueden implementarse en circuitos electrónicos digitales o en hardware de ordenador, firmware, software, o en combinaciones de ambos. El aparato puede implementarse en un producto de programa de ordenador materializado tangiblemente en un soporte de información, por ejemplo, en un dispositivo de almacenamiento legible por máquina para su ejecución por un procesador programable; y las etapas del método pueden ser realizadas por un procesador programable que ejecuta un programa de instrucciones para realizar funciones de las implementaciones descritas operando sobre datos de entrada y generando salida. Las características descritas pueden implementarse ventajosamente en uno o más programas informáticos que son ejecutables en un sistema programable que incluye al menos un procesador programable acoplado para recibir datos e instrucciones de, y para transmitir datos e instrucciones a, un sistema de almacenamiento de datos, al menos un dispositivo de entrada y al menos un dispositivo de salida. Un programa de ordenador es un conjunto de instrucciones que se pueden usar, directa o indirectamente, en un ordenador para realizar una determinada actividad o lograr un determinado resultado. Un programa de ordenador se puede escribir en cualquier forma de lenguaje de programación, incluyendo lenguajes compilados o interpretados, y se puede implementar en cualquier forma, incluyendo como un programa independiente o como un módulo, componente, subrutina u otra unidad adecuada para su uso en un entorno informático.

Los procesadores adecuados para la ejecución de un programa de instrucciones incluyen, a modo de ejemplo, microprocesadores de propósito general y especial, y el procesador único o uno de múltiples procesadores de cualquier tipo de ordenador. En general, un procesador recibirá instrucciones y datos de una memoria de solo lectura o de una memoria de acceso aleatorio o de ambas. Los elementos esenciales de un ordenador son un procesador para ejecutar instrucciones y una o más memorias para almacenar instrucciones y datos. En general, un ordenador también incluirá, o estará acoplado operativamente para comunicarse con, uno o más dispositivos de almacenamiento masivo para almacenar archivos de datos; tales dispositivos incluyen discos magnéticos, tal como discos duros internos y discos extraíbles; discos magneto-ópticos; y discos ópticos. Los dispositivos de almacenamiento adecuados para incorporar de forma tangible instrucciones y datos de programas informáticos incluyen todas las formas de memoria no volátil, incluyendo a modo de ejemplo dispositivos de memoria semiconductores, tal como EPROM, EEPROM y dispositivos de memoria flash; discos magnéticos tal como discos duros internos y discos extraíbles; discos magneto-ópticos; y discos CD-ROM y DVD-ROM. El procesador y la memoria pueden suplementarse o incorporarse en, ASIC (circuitos integrados específicos de la aplicación).

Para proporcionar interacción con un usuario, las funciones pueden implementarse en un ordenador que disponga de un dispositivo de visualización, como un monitor CRT (tubo de rayos catódicos) o LCD (pantalla de cristal líquido), para mostrar información al usuario, y un teclado y un dispositivo señalador, como un ratón o una bola de seguimiento, mediante los cuales el usuario pueda introducir datos en el ordenador.

Las características se pueden implementar en un sistema informático que incluye un componente de servidor, tal como un servidor de datos, o que incluye un componente de middleware, tal como un servidor de aplicaciones o un servidor de Internet, o que incluye un componente de interfaz, tal como un ordenador cliente que tenga una interfaz gráfica de usuario o un navegador de Internet, o cualquier combinación de ellos. Los componentes del sistema pueden conectarse mediante cualquier forma o medio de comunicación de datos digitales, tal como una red de comunicación. Los ejemplos de redes de comunicación incluyen, por ejemplo, una LAN, una WAN, y los ordenadores y redes que forman Internet.

El sistema informático puede incluir clientes y servidores. Un cliente y un servidor generalmente son remotos entre sí y generalmente interactúan a través de una red, tal como la descrita. La relación del cliente y el servidor surge en virtud de los programas informáticos que se ejecutan en los ordenadores respectivos y que tienen una relación clienteservidor entre sí.

Aunque se han descrito algunas implementaciones en detalle anteriormente, son posibles otras modificaciones. Por ejemplo, los flujos lógicos representados en las figuras no requieren el orden particular mostrado o el orden secuencial, para lograr los resultados deseables. De forma adicional, se pueden proporcionar otras etapas, o se pueden eliminar etapas, de los flujos descritos, y se pueden agregar o quitar otros componentes de, los sistemas descritos. En consecuencia, otras implementaciones se encuentran dentro del ámbito de las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una instalación de almacenamiento en frío (110) que comprende:

un recinto de almacenamiento en frío que define un espacio cerrado (114);

un sistema de refrigeración (130) configurado para enfriar el espacio cerrado (114);

una pluralidad de sensores de temperatura (134) configurados para detectar niveles de temperatura en una pluralidad de ubicaciones dentro del espacio cerrado (114); y un sistema de control (132) que comprende:

un aparato de procesamiento de datos;

un sistema secundario de comunicación para transmitir y recibir datos a través de una o más redes y uno o más medios; un dispositivo de memoria que almacena instrucciones que, cuando son ejecutadas por un aparato de procesamiento de datos, hacen que el sistema de control realice operaciones que comprenden:

determinar un modelo térmico del espacio cerrado (114) sobre la base de los niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura (134);

obtener un modelo de coste de la energía que describa un programa de costes de energía variables durante un período de tiempo predeterminado en el futuro;

obtener un programa de logística para el espacio cerrado (114) que identifica el inventario (120) que se espera que llegue o se distribuya desde la instalación de almacenamiento en frío (110) durante el período de tiempo predeterminado en el futuro;

determinar una cantidad de energía térmica que se añadirá al espacio cerrado (114) mediante el programa de logística durante el período de tiempo predeterminado en el futuro;

determinar un programa operativo (142) para al menos una porción del sistema de refrigeración (130) basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía, la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística y una temperatura máxima permitida para el espacio cerrado (114), en donde el programa operativo (142) identifica, al menos, (i) un punto de ajuste de temperatura objetivo al que se debe enfriar el espacio cerrado (114) para mantener una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística y mientras se desactiva el sistema de refrigeración (130), y (ii) un programa de tiempo que identifique, al menos, un primer momento en el que se activa el sistema de refrigeración (130) para alcanzar el punto de ajuste de temperatura objetivo, un segundo momento en el que se desactiva el sistema de refrigeración (130) y un tercer momento en el que se programa la reactivación del sistema de refrigeración (130);

encender, en el primer momento, la porción del sistema de refrigeración (130) sobre la base del programa operativo (142);

enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración (130), el espacio cerrado (114) al punto de ajuste de temperatura objetivo por debajo de la temperatura máxima permitida mientras el sistema de refrigeración (130) está activado;

reducir, en el segundo momento, el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración (130) sobre la base del programa operativo (142); y

permitir que el espacio cerrado (114) sea calentado por la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística y mientras el sistema de refrigeración (130) está desactivado; y

reactivar, en el tercer momento, el sistema de refrigeración (130) para mantener el espacio cerrado (114) por debajo de la temperatura máxima permitida después de que se haya realizado el programa de logística mientras el sistema de refrigeración (130) estaba desactivado.

2. La instalación de almacenamiento en frío de la reivindicación 1, comprendiendo las operaciones, además:

determinar una temperatura medida del espacio cerrado (114); y

encender al menos una porción del sistema de refrigeración (130) sobre la base de la temperatura medida determinada y un valor de temperatura de umbral predeterminado que es menor que la temperatura máxima permitida.

3. La instalación de almacenamiento en frío de la reivindicación 1, en la que el modelo térmico es representativo de al menos uno de la capacidad térmica del contenido dentro del espacio cerrado (114) y de la resistencia térmica del recinto de almacenamiento en frío.

4. La instalación de almacenamiento en frío de la reivindicación 1, en la que determinar un programa operativo (142) basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía y una temperatura máxima permitida para la instalación de almacenamiento en frío (110) comprende:

identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un primer periodo de tiempo durante el cual la energía cuesta una primera cantidad por unidad;

identificar, basado en el modelo de coste de la energía, un segundo período de tiempo que precede al primer período de tiempo, durante el cual la energía cuesta una segunda cantidad por unidad que es menor que la primera cantidad por unidad;

agregar información descriptiva del segundo período de tiempo al programa operativo (142), siendo la información representativa del tiempo durante el cual se activará el sistema de refrigeración (130) para enfriar el espacio cerrado (114) por debajo de la temperatura máxima permitida; y agregar información descriptiva del primer período de tiempo al programa operativo (142), siendo la información representativa del tiempo durante el cual se permite que el espacio cerrado (114) se caliente hacia la temperatura máxima permitida.

5. La instalación de almacenamiento en frío de la reivindicación 1, en la que determinar un modelo térmico del espacio cerrado (114) comprende:

encender la porción del sistema de refrigeración (130) sobre la base del programa operativo (142); enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración (130), el espacio cerrado (114) a una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida;

reducir el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración (130) sobre la base del programa operativo (142);

determinar una primera pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura (134);

permitir que el espacio cerrado (114) sea calentado por la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida;

determinar una segunda pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura; y

determinar una capacidad térmica de contenido del espacio cerrado (114).

6. La instalación de almacenamiento en frío de la reivindicación 1, en la que la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística se basa en una serie de aperturas de puertas para el espacio cerrado (114) que se proyectan durante la ejecución del programa de logística.

7. La instalación de almacenamiento en frío de la reivindicación 1, en la que la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística se basa en una temperatura proyectada para el inventario (120) que se espera que llegue a la instalación de almacenamiento en frío para su almacenamiento dentro del espacio cerrado durante el período de tiempo predeterminado en el futuro.

8. La instalación de almacenamiento en frío de la reivindicación 1, en la que la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística se basa en un nivel proyectado de actividad para carretillas elevadoras dentro del espacio cerrado (114) durante la ejecución del programa de logística.

9. La instalación de almacenamiento en frío de la reivindicación 1, en la que la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística se basa en un nivel proyectado de actividad para trabajadores humanos dentro del espacio cerrado (114) durante la ejecución del programa de logística.

10. Un sistema informático de gestión de almacenamiento en frío para tiempos de cambio cuando se enfría una instalación de almacenamiento en frío (110), el sistema informático de gestión de cámaras frigoríficas que comprende:

un aparato de procesamiento de datos;

un sistema secundario de comunicación que transmite y recibe datos a través de una o más redes y uno o más medios; y

un dispositivo de memoria que almacena instrucciones que, cuando son ejecutadas por un aparato de procesamiento de datos, hacen que el dispositivo del usuario realice operaciones que comprenden:

determinar un modelo térmico de una instalación de almacenamiento en frío (110) que comprende un recinto de almacenamiento en frío configurado para ser enfriado por un sistema de refrigeración (130) y definir un espacio cerrado (114);

recibir, desde un sistema de control (132), una solicitud de un programa operativo (142) para al menos una porción del sistema de refrigeración (130);

obtener un programa de logística para el espacio cerrado (114) que identifica el inventario (120) que se espera que llegue o se distribuya desde la instalación de almacenamiento en frío (110) durante el período de tiempo predeterminado en el futuro; determinar una cantidad de energía térmica que se añadirá al espacio cerrado (114) mediante el programa de logística durante el período de tiempo predeterminado en el futuro; determinar un programa operativo (142) para al menos una porción del sistema de refrigeración (130) basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía, la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística y una temperatura máxima permitida para el espacio cerrado (114) en donde el programa operativo (142) identifica, al menos, (i) un punto de ajuste de temperatura objetivo al que se debe enfriar el espacio cerrado (114) para mantener una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística y mientras se desactiva el sistema de refrigeración (130), y (ii) un programa de tiempo que identifique, al menos, un primer momento en el que se activa el sistema de refrigeración (130) para alcanzar el punto de ajuste de temperatura objetivo, un segundo momento en el que se desactiva el sistema de refrigeración (130) y un tercer momento en el que se programa la reactivación del sistema de refrigeración (130); y proporcionar, en respuesta a la solicitud, el programa operativo (142).

11. El sistema informático de gestión de almacenamiento en frío de la reivindicación 10, comprendiendo, además, las operaciones:

determinar una temperatura medida del espacio cerrado (114); y

12. El sistema informático de gestión de almacenamiento en frío de la reivindicación 10, en el que el modelo térmico es representativo de al menos uno de la capacidad térmica del contenido dentro del espacio cerrado (114) y de la resistencia térmica del recinto de almacenamiento en frío.

13. El sistema informático de gestión de almacenamiento en frío de la reivindicación 10, en el que determinar un programa operativo (142) basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía y una temperatura máxima permitida para la instalación de almacenamiento en frío (110) comprende:

agregar información descriptiva del segundo período de tiempo al programa operativo (142), siendo la información representativa del tiempo durante el cual se activará el sistema de refrigeración (130) para enfriar el espacio cerrado (114) por debajo de la temperatura máxima permitida; y agregar información descriptiva del primer período de tiempo al programa operativo (142), siendo la información representativa del tiempo durante el cual se permite que el espacio cerrado se caliente hacia la temperatura máxima permitida.

14. El sistema informático de gestión de almacenamiento en frío de la reivindicación 10, en el que determinar un modelo térmico del espacio cerrado (114) comprende:

encender la porción del sistema de refrigeración (130) sobre la base del programa operativo (142);

enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración (130), el espacio cerrado (114) a una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida;

determinar una primera pluralidad de niveles de temperatura detectados por una pluralidad de sensores de temperatura (134);

determinar una capacidad térmica de contenido del espacio cerrado (114).

15. Un sistema de control de almacenamiento en frío para controlar el enfriamiento de una instalación de almacenamiento en frío, comprendiendo el sistema de control de almacenamiento en frío:

un aparato de procesamiento de datos;

un sistema secundario de comunicación para transmitir y recibir datos a través de una o más redes y uno o más medios;

uno o más puertos de entrada configurados para recibir señales de sensor de una pluralidad de sensores de temperatura (134) configurados para detectar niveles de temperatura en una pluralidad de ubicaciones dentro de un recinto de almacenamiento en frío que define un espacio cerrado (114);

uno o más puertos de salida configurados para activar la operación de un sistema de refrigeración (130) configurado para enfriar el espacio cerrado (114); y

un dispositivo de memoria que almacena instrucciones que, cuando son ejecutadas por un aparato de procesamiento de datos, hacen que el sistema de control de almacenamiento en frío (132) realice operaciones que comprenden:

transmitir, a través de la una o más redes, una solicitud de un programa operativo (142) para al menos una porción del sistema de refrigeración (130);

recibir, en respuesta a la solicitud, el programa operativo (142) basado en un modelo térmico, un modelo de coste de la energía, una cantidad determinada de energía térmica que se agregará al espacio cerrado (114) mediante la realización de un programa de logística para el espacio cerrado (114) y una temperatura máxima permitida para el espacio cerrado (114), comprendiendo el programa operativo (142) información que es descriptiva de un primer período de tiempo y un segundo período de tiempo que precede al primer período de tiempo, en donde el programa de logística para el espacio cerrado (114) identifica el inventario (120) que se espera que llegue o se distribuya desde la instalación de almacenamiento en frío (110) durante el primer y segundo períodos de tiempo, en donde el programa operativo (142) identifica, al menos, (i) un punto de ajuste de temperatura objetivo al que se debe enfriar el espacio cerrado (114) para mantener una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística y mientras se desactiva el sistema de refrigeración (130), y (ii) un programa de tiempo que identifique, al menos, el primer y segundo períodos de tiempo;

encender la porción del sistema de refrigeración (130) en un momento de inicio del segundo período de tiempo; enfriar, mediante la porción alimentada del sistema de refrigeración (130), el espacio cerrado (114) al punto de ajuste de temperatura objetivo por debajo de la temperatura máxima permitida durante el segundo período de tiempo;

reducir el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración (130) en un momento de inicio del primer período de tiempo; y

permitir que el espacio cerrado (114) sea calentado por la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida durante el primer período de tiempo mientras se realiza el programa de logística.

16. El sistema de control de almacenamiento en frío de la reivindicación 15, que además comprende:

determinar que al menos una porción del espacio cerrado (114) se ha calentado al menos hasta un valor de temperatura de umbral predeterminado que es inferior a la temperatura máxima permitida; anular el programa operativo (142) al encender la porción del sistema de refrigeración (130) durante el primer período de tiempo.

17. El sistema de control de almacenamiento en frío de la reivindicación 15, comprendiendo las operaciones, además:

determinar una temperatura medida del espacio cerrado (114); y

18. El sistema de control de almacenamiento en frío de la reivindicación 15, en el que el modelo térmico es representativo de al menos uno de la capacidad térmica del contenido dentro del espacio cerrado y la resistencia térmica del recinto de almacenamiento en frío.

19. El sistema de control de almacenamiento en frío de la reivindicación 15, en el que determinar un programa operativo basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía y una temperatura máxima permitida para la instalación de almacenamiento en frío comprende:

agregar información descriptiva del segundo período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se activará el sistema de refrigeración para enfriar el espacio cerrado (114) por debajo de la temperatura máxima permitida; y

agregar información descriptiva del primer período de tiempo al programa operativo (142), siendo la información representativa del tiempo durante el cual se permite que el espacio cerrado (114) se caliente hacia la temperatura máxima permitida.

20. El sistema de control de almacenamiento en frío de la reivindicación 15, en el que determinar un modelo térmico del espacio cerrado (114) comprende:

determinar una segunda pluralidad de niveles de temperatura detectados por la pluralidad de sensores de temperatura (134); y

determinar una capacidad térmica de contenido del espacio cerrado (114).

21. Un método para cambiar el tiempo cuando se enfría una instalación de almacenamiento en frío, comprendiendo el método:

determinar un modelo térmico de una instalación de almacenamiento en frío (110) que comprende un recinto de almacenamiento en frío que está configurado para ser enfriado por un sistema de refrigeración (130) y definir un espacio cerrado (114);

obtener un programa de logística para el recinto de almacenamiento en frío que identifique el inventario (120) que se espera que llegue o se distribuya desde la instalación de almacenamiento en frío (110) durante el período de tiempo predeterminado en el futuro;

determinar una cantidad de energía térmica que se añadirá al recinto de almacenamiento en frío mediante el programa de logística durante el período de tiempo predeterminado en el futuro;

determinar un programa operativo para al menos una porción del sistema de refrigeración basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía, la cantidad determinada de energía térmica para el programa de logística y una temperatura máxima permitida para el espacio cerrado (114), en donde el programa operativo identifica, al menos, (i) un punto de ajuste de temperatura objetivo al que se debe enfriar el recinto de almacenamiento en frío para mantener una temperatura por debajo de la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística y mientras se desactiva el sistema de refrigeración, y (ii) un programa de tiempo que identifique, al menos, un primer momento en el que se activa el sistema de refrigeración (130) para alcanzar el punto de ajuste de temperatura objetivo, un segundo momento en el que se desactiva el sistema de refrigeración (130) y un tercer momento en el que se programa la reactivación del sistema de refrigeración (130);

permitir que el espacio cerrado (114) sea calentado por la temperatura ambiente hacia la temperatura máxima permitida mientras se realiza el programa de logística mientras el sistema de refrigeración (130) está desactivado; y

reactivar, en el tercer momento, el sistema de refrigeración (130) para mantener el recinto frigorífico por debajo de la temperatura máxima permitida después de que se haya realizado el programa logístico mientras el sistema de refrigeración (130) estaba desactivado.

22. El método de la reivindicación 21, que además comprende:

determinar una temperatura medida del espacio cerrado (114); y

encender al menos una porción del sistema de refrigeración sobre la base de la temperatura medida determinada y un valor de temperatura de umbral predeterminado que es inferior a la temperatura máxima permitida.

23. El método de la reivindicación 21, en el que el modelo térmico es representativo de al menos uno de la capacidad térmica del contenido dentro del espacio cerrado y de la resistencia térmica del recinto de almacenamiento en frío.

24. El método de la reivindicación 21, en el que determinar un programa operativo basado en el modelo térmico, el modelo de coste de la energía y una temperatura máxima permitida para la instalación de almacenamiento en frío comprende:

agregar información descriptiva del segundo período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se encenderá el sistema de refrigeración para enfriar el espacio cerrado por debajo de la temperatura máxima permitida; y

agregar información descriptiva del primer período de tiempo al programa operativo, siendo la información representativa del tiempo durante el cual se permite que el espacio cerrado se caliente hacia la temperatura máxima permitida.

25. El método de la reivindicación 24, en el que la determinación de un modelo térmico del espacio cerrado comprende: encender la porción del sistema de refrigeración (130) sobre la base del programa operativo;

reducir el uso de energía de la porción alimentada del sistema de refrigeración (130) sobre la base del programa operativo;

determinar una capacidad térmica de contenido del espacio cerrado (114).