KR20230138481A - 저온 저장고 및 저온 저장고 작동 방법 - Google Patents

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KR20230138481A
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evaporator
cooling unit
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KR1020237027783A
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킴 란가아스
소렌 마아르쏘
마리우스 아드리안 바라루
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로웬코 에이/에스
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Abstract

저온 저장고 및 저온 저장고 작동 방법. 격실을 냉각하기 위해 제1 냉각 유닛이 작동된다. 경제적이고 효율적이며 안전한 작동을 보장하고, 격실에 저장된 물질의 빠른 동결을 보장하기 위해, 제2 냉각 유닛은, 제2 냉각 유닛이 작동하지 않고, 부분적으로 작동하거나 완전히 작동하는 것을 포함하는 제1, 제2 및 제3 작동 모드에 따라 작동할 수 있다. 서로 다른 모드들 사이의 전환은 격실의 세 가지 다른 온도 프로파일 사이의 전이를 기반으로 결정되는데, 예를 들어 격실 내에서 물질의 상 변화에 의해 지배된다.

Description

저온 저장고 및 저온 저장고 작동 방법
본 개시내용은 냉각되는 격실을 포함하는 저온 저장고 및 저온 저장고 작동 방법에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 예를 들어 영하 115℃까지의 낮은 극저온에서 사용하기 위한 저온 저장고를 작동시키는 방법에 관한 것이다.
전통적으로 극저온용 저온 저장고는 높은 정도로 단열된 벽이 있는 격실을 포함하며, 그 격실의 온도를 낮추기 위한 냉장 시스템을 포함한다. 일반적으로 냉각 시스템은 냉매가 응축기와 증발기를 통해 순환되는 증기 압축 냉동 시스템이다.
격실 내에 균일한 온도를 얻는 것이 기존 저온 저장고의 목적이다. US5584191호는 공기 덕트로부터 냉기를 순환시키는 팬을 구비하는 종래의 냉장고를 개시한다. 덕트는 저장 공간으로 유입되는 냉기의 양을 조절하고, 공기는 공간의 여러 곳으로 유입된다. 또한, WO2006/067735호는 증발기 주변의 찬 공기를 냉각되는 격실로 송풍하는 팬을 갖는 냉각 유닛을 개시한다.
본 발명의 목적은 격실에 포함된 가치 있는 물질의 보호를 개선하는 것으로, 특히 잠재적으로 냉각 부족으로 이어질 수 있는 오작동의 위험을 줄이고, 추가로 특히 격실에 저장된 물질을 응고시키는 데 필요한 시간과 관련된 냉각 효율을 증가시키는 것이다. 또 다른 목적은 경제적이고 효율적이며 안전한 작동을 용이하게 하고, 격실 내 물질의 최저 동결 시간을 보장하는 것이다.
이러한 목적 및 다른 목적을 위해, 본 개시내용은 저온 저장고(cold storage) 및 저온 저장고를 작동하는 방법을 제공한다.
제1 측면에서, 본 발명은 격실과, 제1 압축기 유닛, 제1 응축기 및 제1 증발기 사이에서 제1 냉매를 순환시키는 제1 회로를 포함하는 제1 냉각 유닛을 포함하는 특히 극저온용 저온 저장고를 작동하는 방법을 제공한다.
저온 저장고는 제2 압축기 유닛, 제2 응축기 및 제2 증발기 사이에서 제2 냉매를 순환시키기 위한 제2 회로를 포함하는 제2 냉각 유닛을 추가로 포함한다.
제1 냉각 유닛과 제2 냉각 유닛은 모두 동일한 격실을 냉각하도록 배열되며, 따라서 두 냉각 유닛의 냉각 효과는 동일한 공간의 온도에 영향을 미친다.
저온 저장고는 제1, 제2 또는 제3 동작 모드에 따라 제1 및 제2 냉각 유닛을 작동하도록 구성된 컨트롤러 또는 제어 알고리즘을 더 포함한다. 제1 모드는 제1 냉각 유닛의 사용만을 제공하고, 제2 모드는 제1 냉각 유닛과 제2 냉각 유닛의 일부의 사용을 제공하며, 제3 동작 모드는 제1 냉각 유닛 및 제2 냉각 유닛의 사용을 제공한다.
제1 측면의 방법은 다음을 포함한다.
- 격실 내의 온도를 감소시키기 위해 제1 냉각 유닛의 사용을 포함하는 제1 동작 모드에서 저온 저장고를 작동시키는 단계;
- 격실에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이(transition)를 식별하는 단계; 그리고
- 전이의 식별에 기초하여 결정된 시점에서 예를 들어 격실에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이에 도달할 때 제2 동작 모드 또는 제3 동작 모드를 개시하는 단계.
압축기 유닛은 하나 이상의 압축기를 포함할 수 있다. 압축기 유닛은 다양 구조로 배열될 수 있다. 예컨대 병렬로, 다양한 스테이지로, 캐스케이드 등 또는 언급된 구조의 조합으로 배열될 수 있다.
여기서, "제1 냉각 유닛의 사용(use of the first cooling unit)" 또는 "제2 냉각 유닛의 사용"이라 함은 각 냉각 유닛이 격실의 냉각에 능동적으로 참여하는 것을 의미한다. 이는 제1 및 제2 압축기가 각각 켜질 때 또는 냉매가 각 증발기로 향할 때 즉 증발기로 들어가는 냉매의 흐름을 제어하도록 배열된 밸브에 의해 조절될 때일 수 있다.
온도 프로파일은 특히 온도의 변화를 시간의 함수로 나타낼 수 있다.
R=T(t)
격실 내 물질은 일반적으로 일정한 온도에서 상이 변한다. 즉, 상 변화 중 온도 변화는, 온도 변화와 동등한 압력 변화를 초래하는 압력 강하를 초래하는 흐름이 있는 경우 또는 비공비 물질이 사용될 때 온도 변화에 따라 상변화가 일어나는 경우를 포함하여 드문 상황에서만 발생한다.
물질은 냉각 매체를 사용하여, 즉 격실에서 흐르는 공기를 사용하여 냉각된다. 격실의 온도가 낮아지면, 물질의 온도 Ts는 일반적으로 공기의 온도 Ta보다 높다.
공기는 처음에는 온도를 변화시킬 수 있지만, 일정 시간이 지나 상 변화가 시작된 직후 공기의 온도는 덜 변하거나 심지어 거의 일정할 수 있다.
제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이는 다양한 방식으로 결정될 수 있다. 예를 들어 격실의 공기 온도 Ta를 시간에 따라 기록하고 이를 분석하여 결정될 수 있다.
분석 프로세스에 대한 대안으로서, 격실 내의 물질에 대한 지식, 특히 물질의 상 변화 온도와 관련된 지식에 기초하여 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이가 결정될 수 있다.
전이는 격실 내의 물질이 상 변화하는 온도와 직접적으로 관련될 수 있다.
한 예에서, 전이는 상 변화가 일어나는 온도에서 정의될 수 있고, 또 다른 예에서 전이는 물질이 상이 변하는 온도와 반드시 같을 필요는 없지만 그에 따라 달라진다. 전이는 예를 들어 모델을 사용하여 발견될 수 있다. 예를 들어 물질이 상 변화하는 온도에 기초하여 전이를 결정하는 표 또는 수학적 표현을 사용하여 발견될 수 있다.
예를 들어 영하 50℃(공기 온도 Ta)에서 물질이 상 변화하면, 이 온도 또는 이 온도를 기반으로 계산된 온도가 두 온도 프로파일 사이의 전이로 사용될 수 있다.
전이를 결정하는 분석 방법은 다양한 방식으로 수행될 수 있다.
한 예에서, R이 변하는 비율, 즉
R'=(dT(t))/dt이 정해진다.
이 식에서 R'은 프로파일이 변경되는 비율을 나타낸다. 이 비율 R'은 여기에서 초기 임계값이라고 하는 임계값과 비교되며, 임계값이 초과되면, 즉 R'이 초기 임계값을 초과할 때 두 프로파일 사이의 전이가 감지된 것으로 간주된다.
격실에 포함된 물질이 하나의 단일 상 변화 온도를 갖는 경우, 해당 상 변화 온도는 하나의 단일 전이를 정의할 수 있다. 그러나 격실이 상이한 상 변화 온도를 갖는 상이한 물질, 또는 성분들의 블렌드를 구성하는 물질을 포함할 수 있다. 이 예에서, 전이는 물질들 또는 성분요소들의 상 변화 온도들 사이의 합성곱(convolution)으로 결정될 수 있다.
제1 냉각 유닛은 본 명세서에서는 "제1 팬"이라고 하는 팬을 포함할 수 있다. 이 팬은 제1 증발기를 가로지르고, 팬이 냉각될 물질 위로 기류(a flow of air)를 생성할 수 있는 격실 내로 공기의 강제 흐름을 생성하도록 배열될 수 있다.
또한, 제2 냉각 유닛는 본 명세서에서는 "제2 팬"이라고 하는 팬을 포함할 수 있다. 제2 팬은 제2 증발기를 가로지르고, 팬이 냉각될 물질 위로 공기 흐름을 생성할 수 있는 격실 내로 공기의 강제 흐름을 생성하도록 배열된다. 제2 팬은 특히 제2 동작 모드에서 활성화되는 제2 냉각 유닛의 일부를 구성할 수 있다.
제1 동작 모드는 격실 내 온도를 낮추기 위해 제1 증발기와 제1 팬을 포함하는 제1 냉각 유닛 전체를 동작시키는 것을 포함할 수 있다. 이것은 정상 동작 모드라고 할 수 있다.
전이가 발생하는 시점에 기초하여, 컨트롤러는 제2 또는 제3 동작 모드로 변경할 수 있다.
제2 동작 모드로 변경하면, 제2 냉각 유닛의 일부만 시작된다. 그 부분은 위에서 언급한 것처럼 제2 팬이 될 수 있다.
특히, 제2 팬은 제2 동작 모드에서 작동되는 제2 냉각 유닛의 유일한 부분일 수 있다.
제2 팬에 의해 생성된 공기 흐름은 격실 내의 물질에 대한 공기의 냉각 전달 계수를 증가시킬 수 있다. 따라서 증가된 흐름은 더 빠른 동결, 즉 물질의 상 변화를 촉진한다. 물질이 동결(frozen), 즉 고화(solidified)되면 제1 동작 모드로 변경하는 것이 바람직할 수 있으며, 물질을 동결하는 데 너무 오랜 시간이 걸리는 경우에는 제3 동작 모드로 변경하여 제2 냉각 유닛의 모든 부분의 사용을 시작하거나 제2 동작 모드에서 계속 작동하는 것이 바람직할 수 있다.
따라서, 제3 동작 모드 또는 제1 동작 모드로의 전환 시점을 결정하는 것이 바람직할 수 있다. 특히, 이 시점은 격실 내에서 추가적인 온도 전개에 기초할 수 있다.
제2 동작 모드는 예를 들어
- 특정 지속기간에 기초하거나,
- 특정 온도에 기초하거나 또는 격실 내에서 제2 온도 프로파일과 제3 온도 프로파일 사이의 전이 식별에 기초하여 종료될 수 있다.
제3 온도 프로파일은 동결된 물질의 냉각, 즉 응고가 끝난 후와 관련될 수 있다.
제2 온도 프로파일과 제3 온도 프로파일 사이의 전이는 시간에 대해 격실 내의 온도를 기록함으로써 결정될 수 있고, 또는 제2 온도 프로파일과 제3 온도 프로파일 사이의 전이는 물질에 대한 지식에 기초하거나 특정 물질의 온도 전개와 관련된 과거 데이터를 기반으로 결정될 수 있다.
예를 들어, 상 변화 온도가 -50℃(공기 온도 Ta)인 경우, 이 온도에 기초하여 계산된 온도가 제2 및 제3 온도 프로파일 사이의 전이로서 사용될 수 있다. 일 예에서, 상 변화 온도가 -50℃인 경우, 제2 동작 모드는 예를 들어 -55℃에서 종료될 수 있다.
제2 및 제3 온도 프로파일 사이의 전이를 결정하는 분석 방법은 다양한 방식으로 수행될 수 있다.
하나의 예에서, R이 변하는 속도, 즉
R'=dR/dt가 정해진다.
다시 한번, 이 비율 R'은 여기서 종료 임계값이라고 하는 임계값과 비교될 수 있고, R'이 종료 임계값보다 낮아지면 제2 프로파일과 제3 프로파일 사이의 전이가 검출된 것으로 간주될 수 있다.
통상적으로 제상(defrosting)은 고정된 일정에 따라 예를 들어 매 24시간 등에 따라 시작된다. 제상을 최적화하고 운영 비용을 줄이기 위해, 제상 일정은 제1 증발기의 차동 온도(differential temperature)에 따라 결정될 수 있다. 차동 온도는 공기 온도의 차이 또는 증발기 위의 냉매의 온도 차이일 수 있다. 제상 동작 모드는 스케쥴에 따라 시작될 수 있다.
제상 동작 모드는 제2 냉각 유닛을 작동시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 냉각 유닛이 격실 내 온도를 유지하도록 동작하는 동안에 제1 냉각 유닛이 제상될 수 있다.
따라서 제상 스케줄은 제2 동작 모드 또는 제3 동작 모드에서 제상 동작 모드를 회피하도록 결정될 수 있다. 즉. 물질을 동결시키기 위해 제2 냉각 유닛 또는 제2 냉각 유닛의 일부가 필요할 때, 제상이 회피된다.
이 방법은 냉각 유닛의 제상보다 물질의 동결을 우선시할 수 있다. 따라서, 이 방법은 격실에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이에 도달할 때 제상 동작 모드에서 제2 동작 모드로 또는 제3 동작 모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다. 이 경우 물질 변화 단계 중에 제상이 종료된다.
이 방법은 또한 제상이 종료될 때 제상 동작 모드에서 제1 동작 모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다. 즉. 물질이 상을 바꾸려고 하지 않는 경우, 제상 후 정상 작동이 이어질 수 있다.
이 방법은 또한 제상 동작 모드에 있는 동안 격실에서 제2 온도 프로파일과 제3 온도 프로파일 사이의 전이에 도달할 때 제2 또는 제3 동작 모드에서 제상 동작 모드로 전환하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 물질이 동결되고 물질을 동결하기 위한 추가 냉각 용량이 더 이상 필요하지 않을 때, 컨트롤러가 제상 동작 모드로 전환시킬 수 있다.
제2 동작 모드는 저장된 물질의 냉각이 종료되고 물질의 동결이 시작된 후, 즉 전이가 식별될 때 시작되거나, 전이가 발생하는 시점 이전 또는 이후의 특정 시점에서 시작될 수 있다.
위에서 설명한 대로 제상 트리거링을 제어하면, 물질의 상 변화가 시작되거나 발생할 때, 증발기에 얼음이 없어 최고의 냉각 용량을 제공하고 다른 동작 모드로의 변경과 결합되어 물질의 온도를 저온 저장고로 낮추는 데에 필요한 시간이 가장 짧아진다.
시간의 함수로서 온도를 기록하는 분석적 접근법을 따를 때, 제1 온도 프로파일에서 제2 온도 프로파일로의 전환 또는 제2 온도 프로파일에서 제3 온도 프로파일로의 전환은 전환이 일어난 후에 결정된다. 따라서, 제2 또는 제3 동작 모드로의 해당 시프트는 전이가 일어난 후에 이루어진다. 전이 전에 제2 또는 제3 동작 모드가 시작하기 위해서는, 전이가 일어나는 시간 인터벌이 미리 결정되어야 한다. 일례로, 격실 내 물질의 동결 온도에 대한 지식, 또는 테스트, 데이터 분석 및 공기 온도, 냉각 시스템 파라미터 및 저장된 물질 온도 간의 상관관계에 의해, 이전 배치를 동결하는 과정에서 결정될 수 있다.
이 방법은 완전한 온도 프로파일(초기 온도에서 최종 온도까지)에 대한 데이터를 저장하고, 실시간 데이터 분석을 기반으로 저장된 물질의 상 변화가 발생할 수 있는 시간을 결정 및/또는 예측하고, 가장 짧은 냉각 시간을 보장하는 최적의 보장을 실행하기 위해 유닛을 준비하는 단계를 포함할 수 있다. 전이와 관련된 정보는 전이에 도달하는 데 걸리는 시간이거나 전이가 발생하는 온도이거나 시간과 온도 모두일 수 있다.
제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이로부터, 질량 식별자가 계산될 수 있다. 질량 식별자(mass identifier)는 격실에 저장된 물질의 양을 식별하여 저장소의 물리적 부하를 나타낸다.
질량 식별자는 전이 기간을 기반으로 계산될 수 있다.
일 실시예에서, 이 방법은 제1 증발기 또는 제2 증발기를 제상시키기에 적합한 시점을 결정하는 단계를 포함한다. 이하에서는 1차 증발기를 기준으로 설명하지만 2차 증발기에도 동일하게 적용할 수 있다.
이 방법은 제1 냉각 유닛이 사용될 때, 즉 제1 냉각 유닛이 냉각에 능동적으로 기여할 때, 시간 경과에 따라 모니터링하는 것을 포함한다. 이것은 여기에서 온-타임(on-time) 또는 온-인터벌(on-interval)로 언급된다.
앞에서 언급한 것처럼, 제1 압축기가 켜져 있거나 냉매가 제1 증발기로 향할 때일 수 있다. 이 모니터링에 기초하여, 제1 시간 간격이 제1 냉각 유닛이 사용되는 간격이 되도록 한 세트의 제1 시간 간격이 결정된다.
이 방법은 제1 증발기에 걸친 공기 온도를 모니터링하여 제1 증발기에 의해 제공되는 계산된 공기 냉각 용량의 변화를 모니터링하는 것을 포함할 수 있다.
냉각 용량의 누적 증가는 제1 시간 간격과 공기 온도를 기준으로 결정할 수 있다. 마지막으로, 누적 증가는 제상 일정의 기초가 될 수 있다. 여기에는 특히 임계값을 정의하고, 냉각 용량의 누적 증가를 임계값과 비교하는 것이 포함될 수 있다. 냉각 용량의 누적 증가가 임계값의 일정 비율을 초과하면, 제1 증발기의 제상이 시작된다. 누적 증가는 다음 방정식으로 확인할 수 있다.
여기서 Dfr_trigger(i)는 제1 시간 간격, 즉 ON 시간 간격 중 현재 시간의 끝에서 제상 트리거 값이다.
Q(i)는 ON 간격에 대한 평균값으로 증발기 전체의 공기 온도 차이를 기반으로 계산된 현재 간격 공기 냉각 용량이다.
Q(i-1)은 증발기 전체의 공기 온도 차이를 기반으로 계산된 이전 간격 공기 냉각 용량이다.
Q(t)는 무빙 증발기의 기본 공기 냉각 용량이다.
도 10 내지 도 12는 냉방능력의 평균, 온타임, 냉방 능력의 누적증가를 나타낸다.
언급된 바와 같이, 동일한 것이 제2 증발기에 동일하게 적용될 수 있고, 이에 의해 이 방법은 제2 냉각 유닛이 사용될 때, 즉 제2 냉각 유닛이 냉각에 능동적으로 기여할 때 시간 경과에 따라 모니터링하는 것을 포함한다. 이 모니터링에 기초하여, 제2 시간 간격이 제2 냉각 유닛이 사용되는 간격이 되도록 한 세트의 제2 시간 간격이 결정된다. 냉방 용량의 제2 누적 증가는 제2 시간 간격과 제2 증발기 전체의 공기 온도를 기반으로 결정될 수 있으며 제2 누적 증가가 임계값의 일정 비율을 초과하면 제2 증발기를 제상할 시간이다.
제2 측면에서, 본 개시내용은 다음을 포함하는 저온 저장고를 제공한다.
- 격실(compartment);
- 제1 압축기 유닛, 제1 응축기, 제1 증발기, 제1 증발기를 가로질러 공기의 강제 흐름을 생성하기 위한 제1 팬, 및 제1 압축기 유닛, 제1 증방기를 통하는 제1 냉매의 유동 및 제1 팬을 제어하게 작동할 수 있는 제1 컨트롤러 사이에서 제1 냉매를 순환시키기 위한 제1 회로를 포함하는 제1 냉각 유닛; 및
- 제2 압축기 유닛, 제2 응축기, 제2 증발기, 제2 증발기를 가로지르는 공기의 강제 흐름을 생성하기 위한 제2 팬, 및 제2 시스템/냉각 유닛, 제2 증발기를 통한 제2 냉매의 흐름 및 제2 팬을 제어하도록 작동 가능한 제2 컨트롤러 사이에서 제2 냉매를 순환시키는 제2 회로를 포함하는 제2 냉각 유닛.
제1 및 제2 냉각 유닛는 독립적으로 작동 가능하며, 둘 다 격실을 냉각하도록 배열된다.
제1 및 제2 냉각 유닛이 독립적으로 작동한다는 것은, 냉각 유닛 또는 전체 냉각 유닛 중 하나의 냉각 유닛의 일부가, 다른 냉각 유닛의 상태, 즉 다른 냉각 유닛의 작동 여부에 관계없이 제어될 수 있음을 의미한다.
따라서, 저온 저장고는 본 발명의 제1 측면에 따른 방법을 이용한다.
제1 및 제2 냉각 유닛의 독립적인 작동은 하나의 컨트롤러에 의해 조작되거나, 각 냉각 유닛에 개별적으로 연결된 두 개의 개별 컨트롤러에 의해 조작될 수 있다.
저온 저장고는,
- 제1 동작 모드 및 제2 팬의 사용에 의해 제1 동작 모드와 구별되는 제2 동작 모드에 따라 제1 및 제2 컨트롤러를 작동시키고,
- 격실 내에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이를 식별하고; 그리고
- 전이가 식별되는 시간 간격에 기초하여 제2 동작 모드에 따라 동작을 개시시하도록,
구성된 조정 컨트롤러(coordinating controller)를 포함할 수 있다.
조정 컨트롤러는 격실에서 시간의 함수로서 온도를 기록하고, 기록된 온도에 기초하여 격실에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이를 식별하도록 구성될 수 있다.
컨트롤러는 시간의 함수로서 온도의 기록을 개시하기 위한 사용자 작동 가능 입력 수단을 허용할 수 있다. 일 예에서, 사용자는 기계 인터페이스에 의해 대량의 물질이 격실 내로 유입되는 것을 개시할 수 있고, 이에 따라 상 변화 온도의 다가오는 도달에 대해 조정 컨트롤러를 업데이트함으로써 격실 내에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이를 트리거할 수 있다.
기계 인터페이스는 사용자가 저장되는 물질의 양을 진술하도록 허용할 수도 있다. 이 정보는 격실에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이가 예상될 수 있는 시기를 예측하기 위해 조정 컨트롤러에 의해 사용될 수 있다.
상기 저온 저장고는 상기 제1 증발기의 온도 차에 따라 제상 스케줄을 결정하고, 상기 제2 증발기 및 상기 제2 팬을 작동시키면서 상기 스케줄에 따라 제상을 개시하도록 구성된 제어 수단을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2컨트롤러는 각각 독립적으로 동작하며, 추가적으로 상기 제1 및 제2 컨트롤러는 각각 자율적으로 동작하도록 구성될 수 있다. 여기서, 이는 냉각 유닛 컨트롤러 사이의 통신이 없고 선택적으로 추가 조정 컨트롤러와의 통신이 없음을 의미한다. 이를 위해, 제1 및 제2 컨트롤러는 독립적으로 동력을 공급받을 수 있고, 예를 들어 격실 내의 온도 센서로부터 제어 신호가 독립적으로 제공될 수 있다. 따라서, 격실 내의 온도가 온도 임계값에 도달하면 제2 냉각 유닛이 자동으로 자율적으로 작동을 개시할 수 있다.
제어 수단은 조정 컨트롤러, 제1 컨트롤러 및/또는 제2 컨트롤러의 일부를 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 컨트롤러 각각은 관련 증발기에 대한 제상 스케줄을 결정하도록 독립적으로 구성된다. 특히, 각각의 제1 및 제2 컨트롤러는 연관된 증발기에 대한 온도 차이에 기초하여 이러한 제상 스케줄을 결정하고 스케줄에 기초하여 제상을 개시하도록 구성될 수 있다. 제1 또는 제2 컨트롤러 중 하나가 제상을 시작하면, 다른 컨트롤러에서 이를 감지하여 제상 중에 손실된 냉각을 대체하기 위해 냉각을 시작한다.
제어 수단은 제2 동작 모드에 따라 저온 저장고를 작동할 때 제상이 시작되지 않도록, 또는 증발기가 이전에 제상되었고 제2 동작 모드에서 작동하는 동안 증발기에 얼음이 없도록 보장할 수 있다.
제1 및 제2 냉각 유닛은 독립적으로 동력을 공급받을 수 있고, 제1 및 제2 냉각 유닛은 예를 들어 작업자와의 데이터 통신 또는 격실 내의 온도 모니터링을 위해 별도의 통신 채널을 가질 수 있다.
저온 저장고는 제2 동작 모드의 개시 시점을 결정하기 위해 사용되는 상 변화 또는 온도 프로파일 전이와 관련된 정보를 저장하기 위한 메모리 수단을 포함할 수 있다.
컨트롤러(들) 및/또는 조정 컨트롤러는 제1 측면의 방법에 따라 다양한 기능을 가능하게 하기 위한 메모리 및 컴퓨터 실행 가능 코드를 갖는 하나 이상의 CPU에서 구현될 수 있다.
CPU는 전용 컴퓨터 또는 표준 컴퓨터 시스템 예컨대 PC의 일부를 구성할 수 있다. 컨트롤러는 예를 들어 결과를 내보내고 온도에 관련된 세팅을 받아들이기 위해 외부와 데이터 통신을 하기 위한 데이터 인터페이스를 포함할 수 있다.
당업자는 저온 저장고의 기능이 표준 하드웨어 회로를 사용하여, 적합하게 프로그래밍된 디지털 마이크로프로세서 또는 범용 컴퓨터와 함께 소프트웨어 프로그램 및 데이터를 사용하여, 및/또는 애플리케이션 특정 집적 회로 및/또는 하나 이상의 디지털 신호 프로세서를 사용하여 구현될 수 있음을 이해할 것이다. 소프트웨어 프로그램 명령 및 데이터는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있으며, 명령이 컴퓨터 또는 다른 적절한 프로세서 제어에 의해 실행될 때 컴퓨터 또는 프로세서는 해당 명령과 관련된 기능을 수행한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 저온 저장고를 예시한다.
도 2 내지 도 4는 저온 저장고용 냉각 유닛의 증발기 유닛을 도시한다.
도 5 내지 도 8은 냉각 유닛용 탈착식 팬 및 열교환기 유닛을 도시한다.
도 9는 격실의 온도 전개를 보여준다.
도 10 내지 도 12는 냉각 용량, 온타임 및 누적 냉각 용량을 보여준다.
본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 이 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백할 것이기 때문에, 상세한 설명 및 특정 실시 예는 본 발명의 실시형태를 나타내지만 단지 예시로서 제공된다.
도 1a 및 도 1b는 격실(2)을 포함하는 저온 저장고(1)를 도시한다. 격실은 단열 벽을 갖는 공간을 형성한다. 예를 들어 컨테이너, 특히 복합운송용 컨테이너로 형성될 수 있다. 예시된 저온 저장고는 특히 영하 70℃ 이하 또는 심지어 영하 110℃이하의 극저온용으로 만들어지며, 예컨대 백신같은 의료 물질(3)을 동결시키는 역할을 한다.
저온 저장고는 제1 냉각 유닛 및 제2 냉각 유닛을 포함한다. 각 냉각 유닛은 다른 냉각 유닛과는 독립적으로 작동하므로, 중복적으로 작동하고, 하나의 냉각 유닛이 작동하지 않는 경우에도 냉각을 보장한다.
제1 냉각 유닛은 제1 증발기 유닛(4)을 포함하고, 제2 냉각 유닛은 제2 증발기 유닛(5)을 포함한다. 증발기 유닛들은 격실 위에 위치한다. 각각의 증발기 유닛은 격실로의 유입구와 격실로부터의 배출구 사이에서 연장되는 덕트를 형성한다. 유입구와 배출구는 격실 내부의 천장(6)에 형성된다.
제1 증발기(7)는 제1 증발기 유닛(4)에 위치하고, 제2 증발기(8)는 제2 증발기 유닛(5)에 위치한다. 증발기들은 도 7 및 도 8에 더 상세하게 도시되어 있다.
증발기 유닛들은 격실(2)의 천장 위에 수직으로 나란히 위치한다.
제1 팬(9)은 제1 증발기 유닛(4)의 덕트에 위치하고, 제2 팬(10)은 제2 증발기 유닛(5)의 덕트에 위치한다. 팬들은 도 5 및 도 6에 더 상세하게 도시되어 있다. 팬들은 증발기를 가로질러 유입구(15)에서 배출구(16)(도 2 참조)까지 증발기를 가로질러 강제 공기 유동을 생성하도록 구성된다. 공기 유동은 격실(2) 내의 물질(3) 주위에 흐름을 제공한다.
상기 제1 냉각 유닛은 제1 압축기를 추가로 포함하고, 상기 제2 냉각 유닛은 제2 압축기를 추가로 포함한다. 압축기 유닛은 격실 외부에 예를 들어 증발기 유닛 위 또는 다른 곳에 위치한다.
제1 및 제2 압축기 유닛은 도 1a 및 도 1b에 상자(11)로 개략적으로 도시되어 있다. 각각의 압축기 유닛은 그 자체로 공지된 다양한 방식으로, 특히 캐스케이드/ 및/또는 스테이지/ 및/또는 병렬 등으로 연결된 하나 이상의 압축기를 포함할 수 있다.
제1 냉각 유닛은 제1 응축기 및 제1 압축기 유닛, 제1 응축기 그리고 제1 증발기 사이에서 제1 냉매를 순환시키기 위한 제1 회로를 추가로 포함한다.
제2 냉각 유닛은 제2 응축기 및 제2 압축기 유닛, 제2 응축기 그리고 제2 증발기 사이에서 제2 냉매를 순환시키기 위한 제2 회로를 추가로 포함한다.
또한, 각각의 냉각 유닛은 압축기 유닛을 제어하거나 예를 들어 하나 이상의 팽창 밸브를 제어함으로써 증발기를 통한 제1 냉매의 흐름을 제어하도록 작동 가능한 컨트롤러를 형성하는 전자 컴퓨터 시스템을 포함한다. 컨트롤러는 팬도 제어한다. 각 컨트롤러는 도시된 상자들(12) 중 하나에 포함되어 있다.
두 컴퓨터 시스템 각각은 다른 컴퓨터 시스템과 완전히 독립적이므로 제1 및 제2 냉각 유닛은 독립적으로 작동할 수 있다. 하나의 유닛이 고장 났거나 서비스 중인 경우, 다른 냉각 유닛은 독립적으로 작동할 수 있으며, 둘 다 동일한 격실을 냉각하도록 배열되어 있기 때문에, 하나의 냉각 유닛이 고장 또는 서비스 중인 경우에도 격실 내 온도가 보존될 수 있다.
2개의 냉각 유닛은 독립적인 작동을 보장하기 위해 별도의 전원 공급 장치를 가질 수 있다. 즉, 한 유닛의 전원 공급 장치에 오류가 발생하면 제2 유닛의 전원 공급 장치가 계속 작동하여 제1 유닛의 결함에 관계없이 제2 유닛을 계속 작동할 수 있다. 이러한 안전 기능은 지속적인 냉각을 보장할 수 있으며, 예를 들어 의약품 등과 같이 온도에 민감한 제품을 동결시키는 데 필요할 수 있다.
각 덕트는 밀폐된 공간에 있는 컨트롤러에 의해 개별적으로 제어될 수 있다. 증발기 유닛을 교체할 때, 제어 유닛이 덕트들로 교체되므로 덕트의 올바른 기능과 조정이 보장될 수 있다. 제어 유닛은 도 1b에서 박스(12)로 개략적으로 도시되어 있다. 또는 대안적으로 교체 가능한 모듈로서 컨트롤 박스(12)에 배치될 수 있다. 여기에는 데이터를 저장하기 위한 저장 용량, 컴퓨터 유닛 및 적절한 소프트웨어가 포함될 수 있다. 제어 유닛은 열교환기로의 냉매 흐름을 포함하는 냉각 기능, 팬의 속도 및 문서화 목적을 위한 데이터 획득을 포함하는 다양한 모니터링 기능을 제어할 수 있다.
도 2 내지 도 4는 증발기 덕트의 추가 세부 사항을 보여준다. 도 2는 도 3의 AA-선에 따른 단면에 대응하는 측면도를 도시한다. 도 4는 증발기 유닛의 평면도를 도시한다. 특히, 도 2 내지 도 4는 증발기 유닛이 격실에 분리 가능하게 부착되는 별도의 하우징(13)으로 만들어지는 것을 예시한다. 덕트(14)는 격실로부터 유입구(15)를 형성하고, 배출구(16)는 격실 내로 연장된다.
도 4는 제2 증발기 유닛(5)의 제2 덕트(17)를 도시한다.
도 5 내지 도 6은 팬 유닛이 덕트 밖으로 들어올려지고 교체되거나 수리될 수 있는 핸들(19)을 갖는 팬 유닛(18)을 도시한다. 도 7 내지 도 8은 압축기 기반 냉각 시스템용 증발기를 포함하고, 열교환기 유닛을 덕트 밖으로 들어올려 교체, 청소 또는 수리할 수 있는 핸들(21)이 제공되는 열교환기 유닛(20)을 도시한다.
팬 및 열교환기 유닛은 모두 상부 패널에 삽입될 수 있고 이로부터 제거할 수 있으므로, 저온 공간에 들어가지 않고도 쉽게 교체할 수 있다. 따라서 삽입 가능한 유닛을 사용하면 저온 저장고를 유지하는 능력과 온도 변동을 방지하는 능력이 더욱 향상된다. 사용 시, 격실의 온도는 하나 또는 두 개의 덕트를 사용하여 유지할 수 있다. 결함이 있거나 유지 보수 작업의 경우, 덕트 중 하나를 차단하고 팬 및/또는 열 교환기를 청소 또는 수리를 위해 제거할 수 있다. 두 덕트의 작동을 동시에 정지해야 하는 경우, 컨테이너/룸의 냉각 유닛을 제거하고 새로운 증발 유닛을 부착할 수 있다. 이것은 더 큰 수리 또는 유지 보수 작업이 필요한 경우에도 지속적인 작동을 보장한다.
팬들은 가변 유동을 제공하도록 제어될 수 있다. 일 실시형태에서, 각각의 팬은 제1 및 제2 코일 세트를 갖는 고정자 내의 회전자를 포함하여, 2개의 개별 동작 모드를 가능하게 한다. 다른 실시형태에서, 팬들 주파수는 변환기를 통해 제어되어 계단식 또는 연속 가변 유동을 제공한다.
도 9는 횡좌표 상에 경과된 시간(예컨대 시간 단위로)을 종좌표 상에 온도(섭치 온도)를 나타내는 좌표계에서 온도 프로파일을 나타낸다. 그래프는 저장 격실 내의 온도를 시간의 함수로 기록하였으며, 점선(22 및 23)에서 기울기 변화로 식별할 수 있는 세 가지 다른 온도 프로파일을 보여준다.
제1 온도 프로파일, 즉 시간=1에서 시간=4까지 온도는 영하 5℃에서 영하 20℃로 전개된다. 시간에 따른 온도 변화는 선형 함수로 쉽게 근사되는 곡선을 형성한다. 점선(22)으로 도시된 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이에서, 온도 프로파일은 상이하다. 즉 온도가 덜 감소한다. 시간에 따른 온도 변화는 여전히 선형 함수로 근사화되지만 기울기는 감소한다.
전이는 물질의 상 변화, 특히 온도가 빙점보다 낮거나 같을 때 액체가 응고되기 시작하는 상 변화로 정의되는 동결(freezing)로 인해 발생할 수 있다. 제2 온도 프로파일은 상 변화 시간 동안 정의된다. 제2 온도 프로파일은 2개의 점선(22, 23) 사이에 도시되어 있다.
제2 동작 모드가 개시되는 시점은 제1 온도 프로파일에서 제2 온도 프로파일로의 전이에 기초하여 결정될 수 있다. 제2 동작 모드로 전환할 때, 제1 냉각 유닛뿐만 아니라 제2 냉각 유닛의 적어도 일부, 특히 제2 팬이 사용된다. 일 실시형태에서, 제2 동작 모드는 전이 지점에서, 즉 도시된 예에서 시간=4에서 개시된다. 그것은 또한 시간=4로부터의 오프셋을 정의하는 모델에 기초하여 개시될 수 있다.
일 예에서, 전이는 물질에 대한 지식에 기초하거나 저장된 물질의 상 변화가 시작될 때 시간의 함수로서 격실 내의 기록된 공기 온도에 기초하여 결정된다. 그 후, 즉 물질의 후속 배치의 동결, 전이에 대한 지식이 미리 결정되거나 예측된 전이 도달 시간 후에 제2 동작 모드로 전환하는 데 사용될 수 있다.
도 9에 표시된 예에 따라, 물질에 대한 지식 및/또는 물질을 동결하는 동안 기록된 제1 온도 세트는 영하 20℃에서 전이를 결정할 수 있다. 물질의 후속 배치를 동결하는 과정에서, 제2 동작 모드는 예를 들어 섭씨 영하 15도 또는 영하 18도에서 시작할 수 있고, 제2 냉각 유닛의 시작 부분은 전이에 도달하기 전에 작동할 수 있다.
점선(23)은 제2 온도 프로파일과 제3 온도 프로파일 사이의 전이를 나타낸다. 전이는 동결 과정, 즉 액체 물질 또는 물질 내 액체 성분의 응고가 완료부터 발생할 수 있다. 이에 따라 온도가 더 빨리 떨어지며 이는 시간 간격 동안 온도 변화의 종속성에서 확인할 수 있다.
제2 동작 모드는 저온 저장고가 제2 동작 모드에서 작동하는 시간 간격의 만료 시 종료될 수 있거나, 또는 격실 내에서 제2 온도 프로파일과 제3 온도 프로파일 사이의 전이를 식별할 때 종료될 수 있다.
상이한 온도 프로파일들 사이의 전이는 당업자를 위한 표준 방법으로 간주되는 여러 수학적 방법에 의해 식별될 수 있다. 예를 들어 곡선의 1차 도함수를 사용하여 임계값 이상의 변화를 식별할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 제1 냉각 유닛의 모니터링을 도시한다. 이것은 하나의 예이며, 제2 냉각 유닛을 모니터링하는 것과 같을 수 있다.
도 10은 횡좌표 상의 시간 간격 평균의 함수로서 냉각 용량을 도시한다. 즉, 가로축은 시간 간격 번호를 도시한다. 이것은 제1 냉각 유닛이 켜지고, 격실의 냉각에 기여하는 상기 제1 간격 세트의 간격 번호이다. 세로축은 킬로와트 단위로 측정된 증발기 공기 냉각 용량(Q)을 나타낸다.
도 11은 온타임 간격 수의 함수로서 온타임 기간을 도시한다.
가로축에서, 도 11은 제1 냉각 유닛이 켜지고 격실의 냉각에 기여하는 상기 제1 간격 세트의 간격 번호를 도시한다.
세로축을 따라, 제1 또는 제2 냉각 유닛 중 하나가 격실을 능동적으로 냉각하기 위해 사용되는 시간(여기에서 온-타임이라고 함)을 나타낸다. 예를 들어 해당 압축기가 켜져 있거나 적어도 제어 밸브가 개방되어 냉매가 해당 증발기로 들어갈 수 있을 때이다. 세로축의 단위는 분이다.
도 12는 온-타임 간격의 수의 함수로서 누적 냉각 용량을 예시한다.
가로축에서, 도 12는 제1 냉각 유닛이 켜지고 격실의 냉각에 기여하는 상기 제1 간격 세트의 간격 번호를 도시한다.
세로축을 따라 도 12는 누적 냉각 용량(Q)을 백분율로 보여준다. 누적 냉각 용량은 다음 방정식으로 구한다.
이 누적 냉방 용량을 임계값과 비교하고, 그에 기초하여 제상 시기를 결정한다.
이상은 모두 제1냉각 유닛을 기준으로 설명하였으며, 제2 냉각 유닛에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

Claims (28)

  1. 격실(2), 상기 격실을 냉각하도록 배치된 제1냉각 유닛 및 상기 격실을 냉각하도록 배치된 제2 냉각 유닛을 포함하는 저온 저장고(1)를 작동시키는 방법으로, 상기 제1 냉각 유닛은 제1 압축기 유닛, 제1 응축기 및 제1 증발기 사이에서 제1 냉매를 순환시키기 위한 제1 회로를 포함하고, 제2 냉각 유닛은 제2 압축기 유닛, 제2 응축기 및 제2 증발기 사이에서 제2 냉매를 순환시키기 위한 제2 회로를 포함하며, 상기 저온 저장고는 제1 동작 모드, 제2 동작 모드 및 제3 동작 모드에 따라 상기 제1 냉각 유닛 및 제2 냉각 유닛을 작동시키도록 구성된 컨트롤러를 포함하되, 제1 동작 모드는 제1 냉각 유닛만의 사용을 제공하고, 제2 동작 모드는 제1 냉각 유닛과 제2 냉각 유닛의 일부의 사용을 제공하며, 제3 동작 모드는 제1 냉각 유닛과 제2 냉각 유닛의 사용을 제공하는 저온 저장고 작동 방법에서 있어서, 상기 방법은,
    - 제1 동작 모드에서 저온 저장고를 작동하는 단계;
    - 격실에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이를 식별하는 단계; 및
    - 전이가 발생하는 시점 또는 시간 간격에 기초하여 제2 동작 모드 또는 제3 동작 모드를 개시하기 위한 시간을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  2. 제1항에 있어서, 격실 내에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이는 격실 내에서 시간에 대한 온도율(a rate of temperature)을 식별함으로써 식별되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  3. 제2항에 있어서, 온도 전개 속도(dy/dx)를 식별함으로써 전이가 식별되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  4. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 격실 내에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이는 격실 내에 저장된 물질의 상 변화에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  5. 제4항에 있어서, 격실 내에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이는 물질의 식별(identification)에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  6. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 냉각 유닛은 상기 제1 증발기를 가로질러 공기의 강제 유동을 생성하기 위한 제1 팬을 포함하고, 상기 제2 냉각 유닛은 상기 제2 증발기를 가로질러 공기의 강제 유동을 생성하기 위한 제2 팬을 포함하며, 상기 방법은 격실 내의 온도를 감소시키기 위해 상기 제1 증발기와 제1 팬을 작동시키는 단계 및 격실 내에 저장된 물질의 상 변화를 결정하면 제2 팬의 작동을 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  7. 제6항에 있어서, 제2 증발기가 작동하지 않은 상태에서 제2 팬이 작동하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 저온 저장고가 제2 동작 모드에서 작동한 시간 간격이 만료되면, 제2 동작 모드가 종료되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  9. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 격실 내에서 제2 온도 프로파일과 제3 온도 프로파일 사이의 전이를 식별하면, 제2 동작 모드가 종료되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  10. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 제1 증발기 주위의 온도 차이에 기초하여 제상 스케쥴을 결정하는 단계 및 제2 증발기와 제2 팬이 작동하면서 상기 스케쥴에 기초하여 제상 동작 모드를 개시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제상 스케쥴은 제2 동작 모드에서 제상 모드가 방지되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 제상 동작 모드 중에 격실 내에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이에 전이에 도달하면, 제상 동작 모드에서 제2 동작 모드로 전환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  13. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 제2 동작 모드를 개시하기 위한 시간은, 제2 동작 모드가 전이에 도달하기 전에 개시되도록 격실 내의 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  14. 제13항에 있어서, 컴퓨터 시스템의 메모리 저장장치 내에 전이에 관련된 데이터를 저장하는 단계 및 제2 동작 모드의 개시를 제어하기 위해 상기 데이터를 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  15. 제4항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이로부터 계산하는 단계를 포함하며, 격실에 저장되는 물질의 양을 나타내는 질량 식별자를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  16. 제14항에 있어서, 상기 질량 식별자는 전이 지속기간에 기초하여 계산되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  17. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 제1 냉각 유닛이 사용되는 한 세트의 제1 시간 간격을 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  18. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 제2 증발기를 가로지르는 공기 온도를 모니터링하는 단계를 포함하고, 이에 의해 제1 증발기에 의해 제공되는 계산된 공기 냉각 용량의 변동을 모니터링하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  19. 제17항 및 제18항에 있어서, 제1 시간 간격과 공기 온도에 기초하여 냉각 용량의 누적 증가를 결정하는 단계 및 냉각 용량의 누적 증가에 기초하여 제상 스케쥴을 정의하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고 작동 방법.
  20. 저온 저장고로,
    - 격실(2);
    - 제1 압축기 유닛, 제1 응축기, 제1 증발기, 제1 증발기를 가로질러 공기의 강제 유동을 생성하기 위한 제1 팬 사이에 제1 냉매의 순환을 위한 제1 회로, 및 제1 압축기 유닛, 제1 증발기를 통한 제1 냉매의 유동 그리고 제1 팬을 제어하게 작동 가능한 제1 컨트롤러를 포함하는, 제1 냉각 유닛; 및
    - 제2 압축기 유닛, 제2 응축기, 제2 증발기, 제2 증발기를 가로질러 공기의 강제 유동을 생성하기 위한 제2 팬 사이에 제2 냉매의 순환을 위한 제2 회로, 및 제2 압축기 유닛, 제2 증발기를 통한 제1 냉매의 유동 그리고 제2 팬을 제어하게 작동 가능한 제2 컨트롤러를 포함하는, 제2 냉각 유닛;을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 냉각 유닛은 독립적으로 작동 가능하고, 둘 다 격실을 냉각하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고.
  21. 제20항에 있어서,
    - 제1 동작 모드 및 상기 제2 팬의 사용에 의해 제1 동작 모드와 구별되는 제2 동작 모드에 따라 제1 컨트롤러 및 제2 컨트롤러를 작동시키고,
    - 격실 내에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이를 식별하고,
    - 전이가 식별되는 시점에 기초하여 제2 동작 모드에 따른 동작을 개시하도록 구성된 조정 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고.
  22. 제21항에 있어서, 조정 컨트롤러는 격실 내에서 시간에 대한 온도를 기록하고, 기록된 온도에 기초하여 격실 내에서의 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이를 식별하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 시간에 대한 온도의 기록을 개시하기 위한 사용자 조작 가능 입력 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 사용자가 격실에 들어가는 물질의 양(질량)을 표시할 수 있도록 하는 사용자 조작 가능 입력 수단을 포함하고, 조정 컨트롤러는 물질의 저장된 양(질량)과 물질의 가능한 유형 및/또는 물질의 열역학적 특성에 기초하여 격실에서 제1 온도 프로파일과 제2 온도 프로파일 사이의 전이가 발생할 때의 시간 간격을 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 저온 저장고.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 증발기의 온도 차에 기초하여 제상 스케줄을 결정하고, 상기 제2 증발기와 상기 제2 팬을 작동시키면서 상기 스케줄에 따라 제상을 개시하는 제어 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 저온 저장고.
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 냉각 유닛과 제2 냉각 유닛이 서로 독립적으로 동력을 공급받는 것을 특징으로 하는 저온 저장고.
  27. 제21항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 전이와 관련된 정보를 저장하기 위한 컴퓨터 메모리 수단을 포함하고, 조정 컨트롤러는 컴퓨터 메모리 수단에 액세스할 수 있고, 전이가 식별되는 시점에 기초하여 제2 동작 모드에 따라 동작을 개시하기 위해 정보를 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 저온 저장고.
  28. 디지털 컴퓨터에서 소프트웨어 프로그램 및 데이터를 사용하는 하드웨어 회로를 포함하는 컨트롤러로, 상기 소프트웨어 프로그램은 컴퓨터에 의해 상기 소프트웨어 프로그램이 실행될 때 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 지령을 포함하는 것을 특징으로 하는 컨트롤러.
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