本发明涉及冷链环境调控,具体为一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统。
背景技术:
1、水产品的冷链物流,是指水产品捕捞后,在产品加工、贮藏、运输、分销、零售等环节始终处于适宜的低温控制下,最大限度地保证水产品品质和质量安全、减少损耗、防止污染的特殊供应链系统,水产品冷链体系是适应鲜活水产品物流的一种特殊要求,水产品冷链物流包括对货品的冷藏(冻)加工、冷藏(冻)存储、冷藏(冻)运输及配送、冷藏(冻)销售四个部分,其中冷藏运输及配送环节是目前冷链物流的热点。
2、现有冷链车厢制冷调控准确度不高,由于安装的单个温湿度传感器只能反映其安装位置局部温湿度,不能反映整个冷库的综合温度,如申请号为202010989262.0所述的一种基于物联网控制的冷链物流商品存储环境智能调控系统,其通过冷库温度区域划分模块对存储冷链物流商品的冷库进行若干梯级温度区间对应的各温度子区域划分,并通过环境参数采集模块对各温度子区域进行各环境参数采集,同时对采集的各环境参数进行处理得到各梯级温度区间对应的各环境参数综合对比差值,进而结合智能调控终端对需要调控的梯级温度区间对应的需要调控的环境参数进行调控,实现了对冷链物流商品存储环境的智能调控,使调控后的冷库环境能够满足所有冷链物流商品存储需求。
3、基于对上述资料的检索,可以看出,现有冷链车厢在运输过程中仍然存在温度控制不够精准的问题,即其只能够对冷链车厢内部的温度进行调控,缺乏对其运输产品内部温度的有效把控,持续的恒温调控,导致冷链运输耗能严重,为此,特提出一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明提供了一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,解决了上述背景技术中提出的问题。
2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,包括冷链控温平台,所述冷链控温平台包括温度监测单元、温差比对单元、制冷控制单元和冷链整理单元,所述温度监测单元与温差比对单元对接,所述温差比对单元与制冷控制单元对接,所述制冷控制单元与冷链整理单元对接。
3、本发明进一步设置为:所述温度监测单元包括环周温度监测模块和内温计算模块,所述环周温度监测模块与内温计算模块对接。
4、本发明进一步设置为:所述环周温度监测模块用于在冷链车厢的所有内壁上布设矩阵分布的温度检测器,用于获取冷链车厢内壁所在面的实时温度;
5、所述内温计算模块用于在冷链车厢中装载有水产品保鲜箱时,根据实时温度计算水产品保鲜箱的内部温度:
6、
7、δt=tout-tin
8、
9、式中,k为水产品保鲜箱的导热系数,tout为对应冷链车厢内壁第n面的实时温度,tin为水产品保鲜箱朝向冷链车厢内壁第n面的内部温度,δ为水产品保鲜箱箱壁的厚度,q为水产品保鲜箱箱壁的热流率,q为热流密度,a为水产品保鲜箱箱壁的表面积。
10、本发明进一步设置为:所述温差比对单元包括内外温度比较模块、标准温度拟定模块和制冷目标拟定模块,所述内外温度比较模块与标准温度拟定模块对接,所述标准温度拟定模块与制冷目标拟定模块对接。
11、本发明进一步设置为:所述内外温度比较模块用于将水产品保鲜箱靠近冷链车厢内壁一侧的内部温度与水产品保鲜箱内部所需的标准温度进行比对,在内部温度高于标准温度时,发出制冷请求,在内部温度低于或者等于标准温度时,不会发出制冷请求;
12、所述标准温度拟定模块用于接收制冷请求,并根据内部温度和标准温度的差值计算需要从水产品保鲜箱内部移除的热负荷:
13、q=a×k×δt×n
14、式中,q为热负荷,k为传热系数,n为开门修正系数;
15、所述制冷目标拟定模块用于根据热负荷和冷链车厢制冷输出功率进行制冷时长计算:
16、
17、式中,t为目标制冷时长,pcool为冷链车厢制冷输出功率。
18、本发明进一步设置为:所述制冷控制单元包括环周制冷布设模块和梯度制冷控制模块,所述环周制冷布设模块与梯度制冷控制模块对接。
19、本发明进一步设置为:所述环周制冷布设模块用于在冷链车厢的所有内壁上布设制冷输出端口,用于从冷链车厢内壁所在面进行制冷;
20、所述梯度制冷控制模块用于控制制冷输出端口进行目标制冷时长的制冷。
21、本发明进一步设置为:所述冷链整理单元包括制冷调整统计模块、异常次数判断模块和制冷异常判断模块,所述制冷调整统计模块与异常次数判断模块对接,所述异常次数判断模块与制冷异常判断模块对接。
22、本发明进一步设置为:所述制冷调整统计模块用于在完成一次冷链运输后,对冷链车厢不同内壁处制冷输出端口的输出时长信息,以及制冷输出端口的启动次数信息;
23、所述异常次数判断模块用于建立冷链车厢内壁对称面的关联关系,并根据关联关系进行两个内壁对应制冷输出端口的输出时长信息和启动次数信息的差值计算;
24、所述制冷异常判断模块用于在差值计算结果处于预设标准误差值范围内时,判断冷链车厢制冷正常,反之,在差值计算结果超出预设标准误差值范围内时,判断对应制冷输出端口输出时长信息和启动次数信息较高的内壁所在制冷输出端口出现制冷故障。
25、本发明还公开了一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统的使用方法,具体包括以下步骤:
26、s1、温度监测:在冷链车厢的所有内壁上布设矩阵分布的温度监测器,获取冷链车厢内壁所在面的实时温度在冷链车厢中装载有水产品保鲜箱时,内温计算模块根据实时温度计算水产品保鲜箱的内部温度:
27、
28、δt=tout-tin
29、
30、式中,k为水产品保鲜箱的导热系数,tout为对应冷链车厢内壁第n面的实时温度,tin为水产品保鲜箱朝向冷链车厢内壁第n面的内部温度,δ为水产品保鲜箱箱壁的厚度,q为水产品保鲜箱箱壁的热流率,q为热流密度,a为水产品保鲜箱箱壁的表面积;
31、s2、温差比对:将水产品保鲜箱靠近冷链车厢内壁一侧的内部温度与水产品保鲜箱内部所需的标准温度进行比对,在内部温度高于标准温度时,内外温度比较模块发出制冷请求,在内部温度低于或者等于标准温度时,不会发出制冷请求,标准温度拟定模块接收制冷请求,并根据内部温度和标准温度的差值计算需要从水产品保鲜箱内部移除的热负荷:
32、q=a×k×δt×n
33、式中,q为热负荷,k为传热系数,n为开门修正系数;
34、利用制冷目标拟定模块根据热负荷和冷链车厢制冷输出功率进行制冷时长计算:
35、
36、式中,t为目标制冷时长,pcool为冷链车厢制冷输出功率;
37、s3、制冷控制:在冷链车厢的所有内壁上布设制冷输出端口,从冷链车厢内壁所在面进行制冷,利用梯度制冷控制模块控制制冷输出端口进行目标制冷时长的制冷;
38、s4、冷链整理:在完成一次冷链运输后,制冷调整统计模块对冷链车厢不同内壁处制冷输出端口的输出时长信息,以及制冷输出端口的启动次数信息,建立冷链车厢内壁对称面的关联关系,异常次数判断模块根据关联关系进行两个内壁对应制冷输出端口的输出时长信息和启动次数信息的差值计算,在差值计算结果处于预设标准误差值范围内时,制冷异常判断模块判断冷链车厢制冷正常,反之,在差值计算结果超出预设标准误差值范围内时,制冷异常判断模块判断对应制冷输出端口输出时长信息和启动次数信息较高的内壁所在制冷输出端口出现制冷故障。
39、本发明提供了一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统。具备以下有益效果:
40、(1)本发明通过在冷链车厢所有内壁上布设温度监测器和制冷输出端口,实现对冷链车厢所有内壁的制冷控制及温度监测,并且通过对应内壁温度的检测结果,判断冷链运输产品的内部温度,结合与产品所需标准温度的比对结果对制冷输出端口进行目标制冷时长的控制,这样不仅可以保证产品运输质量,还可以有效降低冷链车辆的耗能,为水产品提供节能且高质量的冷链运输条件。
41、(2)本发明通过在完成一次冷链运输后,根据制冷输出端口的输出时长信息,以及制冷输出端口的启动次数信息,对冷链车厢内部制冷是否异常的判断,以实现冷链车辆制冷效果的自检,为制冷提前检修提供有效的数据支持。
1.一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,包括冷链控温平台(1),其特征在于:所述冷链控温平台(1)包括温度监测单元(2)、温差比对单元(3)、制冷控制单元(4)和冷链整理单元(5),所述温度监测单元(2)与温差比对单元(3)对接,所述温差比对单元(3)与制冷控制单元(4)对接,所述制冷控制单元(4)与冷链整理单元(5)对接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,其特征在于:所述温度监测单元(2)包括环周温度监测模块(6)和内温计算模块(7),所述环周温度监测模块(6)与内温计算模块(7)对接。
3.根据权利要求2所述的一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,其特征在于:所述环周温度监测模块(6)用于在冷链车厢的所有内壁上布设矩阵分布的温度检测器,用于获取冷链车厢内壁所在面的实时温度;
4.根据权利要求3所述的一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,其特征在于:所述温差比对单元(3)包括内外温度比较模块(8)、标准温度拟定模块(9)和制冷目标拟定模块(10),所述内外温度比较模块(8)与标准温度拟定模块(9)对接,所述标准温度拟定模块(9)与制冷目标拟定模块(10)对接。
5.根据权利要求4所述的一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,其特征在于:所述内外温度比较模块(8)用于将水产品保鲜箱靠近冷链车厢内壁一侧的内部温度与水产品保鲜箱内部所需的标准温度进行比对,在内部温度高于标准温度时,发出制冷请求,在内部温度低于或者等于标准温度时,不会发出制冷请求;
6.根据权利要求5所述的一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,其特征在于:所述制冷控制单元(4)包括环周制冷布设模块(11)和梯度制冷控制模块(12),所述环周制冷布设模块(11)与梯度制冷控制模块(12)对接。
7.根据权利要求6所述的一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,其特征在于:所述环周制冷布设模块(11)用于在冷链车厢的所有内壁上布设制冷输出端口,用于从冷链车厢内壁所在面进行制冷;
8.根据权利要求7所述的一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,其特征在于:所述冷链整理单元(5)包括制冷调整统计模块(13)、异常次数判断模块(14)和制冷异常判断模块(15),所述制冷调整统计模块(13)与异常次数判断模块(14)对接,所述异常次数判断模块(14)与制冷异常判断模块(15)对接。
9.根据权利要求8所述的一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,其特征在于:所述制冷调整统计模块(13)用于在完成一次冷链运输后,对冷链车厢不同内壁处制冷输出端口的输出时长信息,以及制冷输出端口的启动次数信息;
10.根据权利要求9所述的一种适用于水产品冷链物流保鲜的微环境调控系统,其特征在于:该系统的使用方法具体包括以下步骤: