一种冷链低温环境精准调控方法与流程

本技术涉及冷链物流及制冷控制，具体涉及一种冷链低温环境精准调控方法。

背景技术：

1、冷链物流作为保障食品、药品等易腐物品质量安全的关键环节，其核心在于维持运输与储存过程中的恒定低温环境。在现有的冷链厢体技术中，普遍采用配备变频压缩机、电子膨胀阀及多风口送风机构的制冷系统来实现温度控制。这类系统通常通过采集厢内温度、蒸发器温度及回风温湿度等基础参数，利用预设的固定逻辑或简单的比例积分微分（pid）算法来调节压缩机频率和阀门开度。当检测到蒸发器表面温度低于露点或运行时间达到设定值时，系统会执行标准化的除霜程序，即停止制冷循环并开启加热装置以去除积霜，随后恢复制冷运行，以此循环往复来维持厢体内的热平衡。

2、然而，在实际长期运行过程中，现有技术方案面临着结霜控制精度不足与能耗效率难以兼顾的普遍性挑战。由于外部环境波动频繁以及厢体内部货物装载情况复杂多变，固定的除霜触发机制往往无法准确匹配真实的结霜趋势，导致系统在无显著结霜风险时进行不必要的化霜操作，或在结霜初期未能及时干预而致使换热效率急剧下降。这种控制策略与实际工况之间的不匹配，造成了冷链厢体内温度波动幅度较大、制冷能效比降低以及设备运行稳定性受限等问题，难以满足高品质冷链运输对恒温环境与低能耗运行的双重严苛要求。

技术实现思路

1、本技术提供了一种冷链低温环境精准调控方法，可以解决现有技术方案面临着结霜控制精度不足与能耗效率难以兼顾的普遍性挑战，导致系统在无显著结霜风险时进行不必要的化霜操作，或在结霜初期未能及时干预而致使换热效率急剧下降，造成冷链厢体内温度波动幅度较大、制冷能效比降低以及设备运行稳定性受限的技术问题。

2、为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：

3、本技术提供了一种冷链低温环境精准调控方法，适用于配备变频压缩机、电子膨胀阀、蒸发器、多风口送风机构、回风湿度传感器、蒸发器温度传感器及厢内温度传感器的冷链厢体，包括如下步骤：s1：获取实时运行参数，实时运行参数包括：蒸发器出口温度t1、回风相对湿度rh1、回风温度t2、厢内垂直温度分布t(z,t) 及电子膨胀阀开度a1；基于回风相对湿度rh1与蒸发器出口温度t1的差值，计算结霜风险指数r1：r1= rh1× (t2- t1) /δt0；其中δt0为参考温差常数；s2：根据结霜风险指数r1与动态阈值r2的比较结果，选择进入以下三种控制状态之一：当r1

4、在一种可选的实施例中，参考温差常数 δt0取值为10~15k，根据冷链厢体的设计工况在出厂前标定确定，修正系数a1、b1及基准阈值r0在冷链厢体出厂前通过标准工况标定试验确定，并固化于控制器中；动态阈值r2在每个控制周期内重新计算，控制周期为500毫秒，确保阈值随环境工况实时自适应调整。

5、在一种可选的实施例中，还包括s211：在稳态制冷态中，压缩机频率按目标温度偏差进行pid闭环调节，调节周期为1秒，比例增益系数为0.8，积分时间为120秒，微分时间为15秒。

6、在一种可选的实施例中，还包括s212：在稳态制冷态中，电子膨胀阀开度跟踪蒸发器出口过热度，过热度目标值为5.5k，允许波动范围为±0.5k，电子膨胀阀开度的调节步长为每次1.5%，各送风口开度统一设置为100% 以实现均衡送风。

7、在一种可选的实施例中，还包括s221：在预抑霜态中，电子膨胀阀开度在进入预抑霜态后的3秒内，以每秒3% 的速率逐步下调，总下调幅度为当前开度的8%~14%；下调后监测蒸发器壁温变化，若壁温提升量未达到0.3k，则在下一个控制周期内额外追加下调2%；若壁温提升量超过0.8k，则在下一个控制周期内回调1.5%。

8、在一种可选的实施例中，还包括s222：在预抑霜态中，根据厢内垂直温差 δt1调整顶部与底部送风口的风量配比：当 δt1>1.5°c时，顶部送风口开度增大至70%，底部送风口开度减小至30%，调整在2秒内完成；当 δt1≤1.5°c时，顶部与底部送风口开度均恢复至50%，均衡送风。

9、在一种可选的实施例中，还包括s231：在主动化霜态中，立即停止压缩机运行，关闭电子膨胀阀至0% 开度，开启化霜加热装置，化霜加热装置以额定功率的80% 启动，持续30秒后升至100% 额定功率。

10、在一种可选的实施例中，还包括s232：主动化霜态中，化霜终止条件为蒸发器出口温度t1≥2°c且持续时间超过30秒，或化霜总时长超过预设最大化霜时间15分钟；化霜结束后，关闭化霜加热装置，等待30秒后重新启动压缩机，并将电子膨胀阀开度恢复至进入主动化霜态前的开度，随后返回稳态制冷态。

11、在一种可选的实施例中，还包括s233：主动化霜态期间，送风机以反转模式运行，反转风速为正常送风风速的30%~60%，反转启动延迟为化霜开始后5秒，反转持续时间为化霜总时长的80%，在化霜结束前30秒恢复正向送风以排出残余热气。

12、在一种可选的实施例中，当检测到厢门开启事件时，根据开门累计时长t0及人员进出次数n1修正动态阈值：r3= r2× (1-0.2× t0/t1-0.1× n1/5)；其中，t1为控制周期，且在开门期间强制退出主动化霜态，若正在化霜则暂停并转为预抑霜态直至关门后恢复；暂停化霜期间，化霜加热装置停止工作，压缩机保持停机状态，送风机恢复正向低速送风，风速为正常送风风速的20%。

13、本技术提供了一种冷链低温环境精准调控方法，该方案通过获取蒸发器出口温度、回风相对湿度、回风温度、厢内垂直温度分布及电子膨胀阀开度等实时运行参数，并基于回风相对湿度与蒸发器出口温度的差值构建结霜风险指数r1，进而结合受环境温度和目标温度影响的动态阈值r2进行实时比对，使得系统能够依据比较结果精准切换至稳态制冷态、预抑霜态或主动化霜态。通过引入结霜风险指数r1量化评估结霜可能性，并借助动态阈值r2实时补偿环境与湿度波动，实现了控制策略与真实工况的自适应匹配，从而有效避免了因固定阈值导致的误判，减少了不必要的化霜操作频次。在此基础上，分级控制策略能够在不同风险等级下采取差异化的调节手段，既保证了在无风险时的高效制冷，又在风险初现时提前干预，进而实现了冷链厢体内温度的稳定控制与能耗的优化平衡。

14、从而有效解决了现有技术方案面临着结霜控制精度不足与能耗效率难以兼顾的普遍性挑战，导致系统在无显著结霜风险时进行不必要的化霜操作，或在结霜初期未能及时干预而致使换热效率急剧下降，造成冷链厢体内温度波动幅度较大、制冷能效比降低以及设备运行稳定性受限的技术问题，因此避免了因结霜控制不当引起的温度剧烈波动和能源浪费情况，提升了冷链系统的整体运行可靠性与货物保存质量。