主动气调系统的制作方法

本公开涉及气调系统和操作气调系统的方法。

背景技术：

易腐坏的货物(goods)(例如，水果和蔬菜)经常在货运集装箱中被远距离运输。易腐坏的货物还趋于在运输期间进行有氧呼吸，从而消耗集装箱中的氧气并生成二氧化碳。气调系统被用于在货运集装箱中调节环境的成分，以尝试控制货物的呼吸，并由此控制货物自然成熟过程及作为结果的保质期。因为成熟过程在低温下通常被抑制，所以气调系统通常与制冷系统相结合。

被动气调系统利用二氧化碳去除模块来降低集装箱中的二氧化碳水平。然而，按照定义，被动气调系统不能够降低集装箱中的氧气水平。已经知道主动气调系统可以被用于降低氧气水平。然而，已有的气调系统一般不灵活且不适于在运输一系列不同类型的货物时使用，这些一系列不同类型的货物对获得最佳的成熟时间和最佳的保质期具有不同的要求。

技术实现要素：

根据第一方面，提供操作主动气调(ca)系统以调节货物储存空间中的环境的方法，该主动ca系统包括：多个气体交换模块，每个气体交换模块可操作为改变货物储存空间中的相应的成分气体的水平，和/或在多种不同的模式下可操作的至少一个气体交换模块，该至少一个气体交换模块可操作为改变货物储存空间中的相应的成分气体的水平；以及控制模块，该控制模块被配置为：根据多个不同的预先确定的气调逻辑，控制每个气体交换模块的操作，其中，每个气调逻辑定义针对相应的环境条件的操作范围使用的操作气体交换模块和/或操作模式，并且，每个气调逻辑被配置为：独立于气体成分水平的任何设置点，针对可比较的操作范围引起气体交换模块和/或模式的不同组合的操作；并且其中，该方法包括：控制模块从多个不同的预先确定的气调逻辑中选择用于货物储存空间的气调的操作气调逻辑；以及控制模块根据所选择的操作气调逻辑来控制每个气体交换模块的操作，以调节货物储存空间中的环境。

通过从多个不同的预先确定的气调逻辑中选择操作气调逻辑，其中，每个气调逻辑定义针对相应的环境条件的操作范围使用的操作气体交换模块和/或操作模式，并且每个气调逻辑被配置为：独立于气体成分水平的任何设置点，针对可比较的操作范围引起气体交换模块和/或模式的不同组合的操作，可以针对货物储存空间中储存的货物更准确地定制货物储存空间内部的环境条件，特别是当那些货物进行有氧呼吸从而使其引起货物储存空间中的氧气水平和二氧化碳水平的变化时。这使得货物储存空间能够被用于储存以不同速率呼吸的不同类型的货物，同时实现改善的成熟过程控制或保质期控制。

要了解的是：主动气调(ca)系统是包括可操作为降低货物储存空间中的氧气水平的至少一个气体交换模块在内的ca系统。因此，多个气体交换模块中的至少一个气体交换模块可以可操作为减小货物储存空间中的氧气水平。另外，多个气体交换模块中的至少一个气体交换模块可以可操作为减小货物储存空间中的二氧化碳水平。另外，多个气体交换模块中的至少一个气体交换模块可以可操作为增大货物储存空间中的氧气水平或二氧化碳水平。

氧气水平可以是货物储存空间中的环境中的氧气(即，o2)的量的度量。例如，氧气水平可以是货物储存空间中的环境中的氧气的浓度。气体成分的浓度是每单位体积的气体的该成分的量(例如，质量或摩尔数)。备选地，氧气水平可以是货物储存空间中的环境中的氧气的分压。气体混合物中的气体成分的分压是在该气体成分在相同的温度下独自占据混合物的全部体积时的该气体成分的名义压强(notionalpressure)。

二氧化碳水平可以是货物储存空间中的环境中的二氧化碳(即，co2)的量的度量。例如，二氧化碳水平可以是货物储存空间中的环境中的二氧化碳的浓度。备选地，二氧化碳水平可以是货物储存空间中的环境中的二氧化碳的分压。

该方法可以包括：控制模块接收指示货物储存空间中已储存的或要储存的货物的性质的输入，所述操作气调逻辑是基于该输入选择的。例如，该输入可以由用户通过界面来提供。该方法可以包括：从多个不同的预先确定的输入中选择指示货物的性质的输入，预先确定的输入中的每个输入与不同的货物类型相关联。预先确定的输入中的某些输入或每个输入可以与不同的气调逻辑相关联。

该ca系统可以包括：氧气传感器，该氧气传感器被配置为测量指示货物储存空间中的氧气水平的参数；以及二氧化碳传感器，该二氧化碳传感器被配置为测量指示货物储存空间中的二氧化碳水平的参数。

指示货物储存空间中的氧气水平的参数可以是货物储存空间中的氧气水平。备选地，指示货物储存空间中的氧气水平的参数可以与(例如，取决于)货物储存空间中的氧气水平相关。例如，指示货物储存空间中的氧气水平的参数可以与货物储存空间中的氧气水平成比例。备选地，指示货物储存空间中的氧气水平的参数可以是货物储存空间中的氧气水平的某个其他的函数(例如，指数函数、对数函数或三角函数)。

指示货物储存空间中的二氧化碳水平的参数可以是货物储存空间中的二氧化碳水平。备选地，指示货物储存空间中的二氧化碳水平的参数可以与(例如，取决于)货物储存空间中的二氧化碳水平相关。例如，指示货物储存空间中的二氧化碳水平的参数可以与货物储存空间中的二氧化碳水平成比例。备选地，指示货物储存空间中的二氧化碳水平的参数可以是货物储存空间中的二氧化碳水平的某个其他的函数(例如，指数函数、对数函数或三角函数)。

多个预先确定的气调逻辑可以包括：氧气优先逻辑。附加地或备选地，多个预先确定的气调逻辑可以包括：二氧化碳优先逻辑。氧气优先逻辑和二氧化碳优先逻辑中的每一项可以定义用于相应的环境条件的操作范围的多个子范围的操作气体交换模块和/或操作模式。每个子范围可以由氧气和/或二氧化碳的限制水平来定义。

针对氧气优先逻辑的优先级子范围所定义的操作气体交换模块和/或操作模式可以被配置为：当与对应的二氧化碳优先逻辑的子范围比较时，相对于朝着二氧化碳水平设置点调节货物储存空间中的二氧化碳水平，优先朝着氧气水平设置点调节货物储存空间中的氧气水平。

针对二氧化碳优先逻辑的优先级子范围所定义的操作气体交换模块和/或操作模式可以被配置为：当与对应的氧气优先逻辑的子范围比较时，相对于朝着氧气水平设置点调节货物储存空间中的氧气水平，优先朝着二氧化碳水平设置点调节货物储存空间中的二氧化碳水平。

优先级子范围可以与相应的气体成分在操作范围的极限处的过量的水平相对应。备选地，优先级子范围可以与相应的气体成分在操作范围的极限处的不足的水平相对应。另外，可以存在多个优先级子范围，该多个优先级子范围包括不在操作范围的极限处的子范围。

多个气调逻辑可以包括平衡优先逻辑，该平衡优先逻辑定义用于相应的环境条件的操作范围的多个子范围的操作气体交换模块和/或操作模式。每个子范围可以由氧气和/或二氧化碳的限制水平来定义。

针对平衡优先逻辑的优先级子范围所定义的操作气体交换模块和/或操作模式可以被配置为：按各自的气体成分改变速率朝着各自的氧气水平设置点和二氧化碳水平设置点调节货物储存空间中的氧气水平和二氧化碳水平二者，所述各自的气体成分改变速率在与对应的氧气优先逻辑的优先级子范围和二氧化碳优先逻辑的优先级子范围中的相应的气体成分的气体成分改变的速率相比时是中等的。

该方法可以包括：控制模块确定呼吸参数值，该呼吸参数值指示由于货物储存空间中的货物的呼吸引起的货物储存空间中的氧气水平的变化速率和/或二氧化碳水平的变化速率；以及控制模块基于所确定的呼吸参数值来控制气体交换模块的操作，以将氧气水平设置点和/或二氧化碳水平设置点作为目标。

要了解的是：货物储存空间中的氧气水平或二氧化碳水平的变化速率是氧气水平或二氧化碳水平关于时间的变化速率(即，导数)(即，其是货物储存空间中的氧气水平或二氧化碳水平关于时间的曲线图的梯度)。指示货物储存空间中的氧气水平和/或二氧化碳水平的变化速率的呼吸参数可以是货物储存空间中的氧气水平或二氧化碳水平的变化速率。备选地，指示货物储存空间中的氧气水平和/或二氧化碳水平的变化速率的呼吸参数可以与(例如，取决于)货物储存空间中的氧气水平或二氧化碳水平的变化速率相关。例如，指示货物储存空间中的氧气水平和/或二氧化碳水平的变化速率的呼吸参数可以与货物储存空间中的氧气水平或二氧化碳水平的变化速率成比例。备选地，指示货物储存空间中的氧气水平和/或二氧化碳水平的变化速率的呼吸参数可以是货物储存空间中的氧气水平或二氧化碳水平的变化速率的某个其他的函数(例如，指数函数、对数函数或三角函数)。

呼吸参数值可以是从多个预先确定的呼吸参数值中确定的。例如，可以存在所述预先确定的呼吸参数值中的至少三个呼吸参数值。每个呼吸参数值可以与各自的氧气水平的变化速率的范围和/或各自的二氧化碳水平的变化速率的范围相对应。控制模块确定呼吸参数值可以包括：控制模块确定由于货物储存空间中的货物的呼吸引起的货物储存空间中的氧气水平的变化速率和/或二氧化碳水平的变化速率；以及控制模块从多个预先确定的呼吸参数值中确定与氧气水平的变化速率和/或二氧化碳水平的变化速率相关联的相应的呼吸参数值。

确定货物储存空间中的二氧化碳水平和/或氧气水平的变化速率可以包括：(即，直接)测量所述二氧化碳水平和/或氧气水平的变化速率。备选地，确定二氧化碳水平和/或氧气水平的变化速率可以包括：根据一个或多个其他的测量结果来推断二氧化碳水平和/或氧气水平的变化速率。例如，该方法可以包括：测量货物储存空间中的二氧化碳水平和/或氧气水平；以及基于所测量的二氧化碳水平和/或氧气水平来推断二氧化碳水平和/或氧气水平的变化速率，例如，基于进行测量的时间(例如，相对于货物被放入货物储存空间的时间或相对于进行更早的二氧化碳水平和/或氧气水平的测量的时间)。

氧气水平设置点可以是氧气水平设置点范围。二氧化碳水平设置点可以是二氧化碳水平设置点范围。

将氧气水平设置点作为目标可以包括：将落在氧气水平设置点范围内的氧气水平作为目标。将二氧化碳水平设置点作为目标可以包括：将落在二氧化碳水平设置点范围内的二氧化碳水平作为目标。

控制模块基于所确定的呼吸参数值来控制气体交换模块的操作以将氧气水平设置点和/或二氧化碳水平设置点作为目标可以包括：控制模块基于所确定的呼吸参数值来选择气体交换模块的操作模式；以及控制模块将气体交换模块操作在所选择的操作模式下，以将氧气水平设置点和/或二氧化碳水平设置点作为目标。

控制模块基于所确定的呼吸参数值来控制气体交换模块的操作以将氧气水平设置点和/或二氧化碳水平设置点作为目标可以包括：控制模块选择气体交换模块中的用于基于所确定的呼吸参数值来操作的气体交换模块；以及控制模块操作所选择的气体交换模块，以将氧气水平设置点和/或二氧化碳水平设置点作为目标。

控制模块基于所确定的呼吸参数值来控制气体交换模块的操作以将氧气水平设置点和/或二氧化碳水平设置点作为目标可以包括：控制模块选择气体交换模块中要操作的一个气体交换模块，并且可选地基于所确定的呼吸参数值来选择操作模式中的一种操作模式；以及控制模块将所选择的气体交换模块操作在所选择的操作模式下，以将氧气水平设置点和/或二氧化碳水平设置点作为目标。

该方法可以包括：控制模块确定指示货物储存空间中的二氧化碳水平的参数和/或指示货物储存空间中的氧气水平的参数；确定指示由于货物储存空间中的货物的呼吸引起的货物储存空间中的氧气水平的变化速率和/或二氧化碳水平的变化速率的呼吸参数值；以及除了所确定的呼吸参数值之外，还基于指示二氧化碳水平的参数和/或指示氧气水平的参数来控制气体交换模块的操作。

该方法可以包括：控制模块确定指示货物储存空间中的二氧化碳水平的参数和/或指示货物储存空间中的氧气水平的参数；确定指示由于货物储存空间中的货物的呼吸引起的货物储存空间中的氧气水平的变化速率和/或二氧化碳水平的变化速率的呼吸参数值；除了所确定的呼吸参数之外，还基于指示货物储存空间中的二氧化碳水平的参数和/或指示货物储存空间中的氧气水平的参数来选择操作模式中的一种操作模式；以及将气体交换模块操作在所选择的操作模式下，以引起货物储存空间中的相应的成分气体的水平的改变。

该ca系统可以包括：用于向货物储存空间供应(即，可操作为供应)含有氮气的气体的氮气供应模块。氮气供应模块可以可操作为向货物储存空间供应纯氮气。备选地，氮气供应模块可以可操作为向货物储存空间供应富含氮气(例如，富氮)的气体。富含氮气(例如，富氮)的气体可以含有体积不小于大约80％(例如，不小于大约90％、或不小于大约95％、或不小于大约99％)的氮气。向货物储存空间供应氮气可以引起货物储存空间中的氧气水平和/或二氧化碳水平的降低。

氮气供应模块可能在多种不同的操作模式下是可操作的。由氮气供应模块向货物储存空间供应的气体的成分在不同的操作模式下可以是不同的。例如，由氮气供应模块向货物储存空间供应的气体中的氮气的浓度在不同的操作模式下可以是不同的。该方法可以包括：控制模块基于所选择的操作气调逻辑，从多个不同的操作模式中选择操作模式；以及将氮气供应模块操作在所选择的操作模式下。

氮气供应模块在高纯度模式和低纯度模式下可能是可操作的，其中，包含氮气的气体中的氮气水平在高纯度模式下要高于在低纯度模式下。该方法可以包括：根据所选择的操作气调逻辑，在高纯度模式下或低纯度模式下控制模块操作氮气供应模块。

氮气供应模块可以包括用于从输入气体流中分离氮气的膜(例如，氮气气体分离膜)。氮气供应模块在环境供应模式和再循环供应模式下可能是可操作的。在环境供应模式下输入气体流可以从环境空气得到，而在再循环供应模式下输入气体流可以从货物储存空间中的空气得到。该方法可以包括：控制模块根据所选择的操作气调逻辑，在环境供应模式或再循环供应模式下操作氮气供应模块。

氮气供应模块在混合模式下可能也是可操作的。输入气体流可以部分地从货物储存空间中的空气且部分地从环境空气得到。该方法可以包括：控制模块根据所选择的操作气调逻辑，在环境供应模式、再循环供应模式或混合模式下操作氮气供应模块。

氮气供应模块可以可操作为：在氮气供应模式下操作时(例如，在多种不同的氮气供应模式中的一种氮气供应模式下操作时)，向货物储存空间中的环境供应氮气。高纯度模式、低纯度模式、环境供应模式、再循环供应模式、以及混合模式都可以是氮气供应模式的示例。氮气供应模块还可以在氮气供应模式之外的一个或多个操作模式下操作。例如，氮气供应模块可以可操作为在环境空气供应模式下操作时可操作为(例如，通过绕过用于从输入气体流中分离氮气的膜)向货物储存空间中的环境供应环境空气。

该ca系统还可以包括：可操作为向货物储存空间供应环境空气的环境气体供应模块。环境气体供应模块可以包括：用于从货物储存空间外部向货物储存空间供应环境空气的通气孔。该方法可以包括：控制模块根据所选择的操作气调逻辑来操作环境空气供应模块和氮气供应模块中的一项。

货物储存空间可以是货物集装箱的货物储存空间。

根据第二方面，提供了用于调节货物储存空间中的环境的气调(ca)系统，该ca系统包括：一个或多个气体交换模块；氧气传感器，该氧气传感器可操作为测量指示货物储存空间中的氧气水平的参数；和/或二氧化碳传感器，该二氧化碳传感器可操作为测量指示货物储存空间中的二氧化碳水平的参数；以及控制模块，该控制模块被配置为执行根据第一方面所述的方法。氧气传感器可以是氧气浓度传感器或氧气分压传感器。二氧化碳传感器可以是二氧化碳浓度传感器或二氧化碳分压传感器。所述一个或多个气体交换模块可以包括：氮气供应模块和/或环境空气供应模块。

货物储存空间可以是货物集装箱的货物储存空间。气调系统可以被安装在货物集装箱中。

根据第三方面，提供货物集装箱，该货物集装箱包括根据第二方面所述的主动气调(ca)系统。

根据第四方面，提供计算机程序，该计算机程序包括用于引起主动气调(ca)系统执行根据第一方面所述的方法的指令。

根据第五方面，提供非暂态计算机可读介质或数据载波信号，该非暂态计算机可读介质存储根据第四方面所述的计算机程序，该数据载波信号承载根据第四方面所述的计算机程序。

技术人员应了解，除非互斥，否则关于上述方面中的任何一个方面所描述的特征经适当修改可以被应用于任何其他方面。此外，除非互斥，否则本文描述的任何特征可以被应用于本文描述的任何方面和/或与任何其他的特征组合。

附图说明

现在将参考附图仅以示例方式来描述实施例，在附图中：

图1是包括所储存的货物和主动气调系统在内的货物储存空间的平面图；

图2是由于货物储存空间中的货物的呼吸引起的作为时间的函数的封闭货物储存空间的环境中的二氧化碳浓度的曲线图；

图3示意性地示出了与存储用于控制气调系统的操作的计算机可执行程序指令的计算机可读介质通信的处理器；

图4是示出了操作气调系统的方法的流程图；

图5是示出了基于所测量的二氧化碳水平和氧气水平来选择适当的气体交换模块和/或操作模式的方法的流程图；

图6是示出了当储存以四种不同的速率(rp1、rp2、rp3和rp4)呼吸的货物时的封闭货物储存空间的环境中的二氧化碳浓度的改变的曲线图；

图7是示出了当气调系统根据二氧化碳优先逻辑来操作时哪些气体交换模块和/或操作模式适于特定的二氧化碳水平和氧气水平的表；

图8是示出了当气调系统根据氧气优先逻辑来操作时哪些气体交换模块和/或操作模式适于特定的二氧化碳水平和氧气水平的表；以及

图9是示出了操作主动气调系统的方法的流程图。

具体实施方式

图1示意性地示出了运输集装箱1，运输集装箱1包括外壁2，外壁2将内部气体的内部环境与外部气体的外部环境分离。通过示例方式，在集装箱的货物储存空间4中提供易腐坏的货物3(例如，大量新鲜水果和/或蔬菜)。

制冷模块5被安装在集装箱的靠近集装箱的墙壁2的一端。制冷模块5与(如由限定制冷模块5的边界的虚线5所指示的)货物储存空间4的内部呈流体连通，从而允许货物储存空间4和制冷模块5之间的气体的交换。制冷模块5包括制冷电路，该制冷电路包括经由流动管线和膨胀阀彼此连接的蒸发器、冷凝器和压缩机，使得在使用时，蒸发器被配置为：从内部气体向循环制冷剂转移热量，并且冷凝器被配置为：从制冷剂向外部气体转移热量。为了简化，在图1中未示出制冷模块5的制冷组件。

制冷模块5还包括主动气调系统6。气调系统6包括气体交换模块8，气体交换模块8可操作为控制从气调系统6到货物储存空间的气体流动。气体交换模块8包括压缩机、通向集装箱的外部的通孔、通向集装箱的内部的通孔、以及氮气(即，n2)气体分离膜。气体交换模块8可操作为向集装箱的内部供应环境空气(即，来自集装箱外部的外部气体)或富氮气体。

为了向集装箱的内部供应富氮气体，压缩机可操作为将来自通向外部的通孔的外部气体和/或来自通向内部的通孔的内部气体泵送通过氮气分离膜。氮气分离膜选择性地允许相对于氧气(即，o2)或二氧化碳(即，co2)优先将氮气通过其传送，使得可以根据内部空气和/或外部空气的输入来生成富氮气体，并且随后泵送到货物储存空间中。气体交换模块8可在三种不同的氮气供应模式下操作，在这三种不同的氮气供应模式下，由气体交换模块输出的气体中的氮气的浓度对于相同的输入条件来说是不同的。具体地，气体交换模块8可在第一n2模式、第二n2模式和第三n2模式下操作，其中，由气体交换模块输出的气体中的氮气的浓度在第二n2模式下低于在第一n2模式下，且在第三n2模式下低于在第二n2模式下。在气体交换模块的三种不同的氮气供应模式下，氧气的浓度和二氧化碳的浓度也不同。

要了解的是，虽然在本发明的这个特定实现中，气体交换模块8使用氮气分离膜来产生富氮气体，但是可以使用如本领域中已知的向货物储存空间供应氮气的任何其他的合适的方法。例如，气体交换模块可以包括所储存的氮气的供应部(例如，压缩氮气罐)。

为了使气体交换模块向集装箱的内部供应环境空气，压缩机可操作为绕过氮气分离膜将来自通向外部的通孔的外部气体直接泵送到集装箱内。在备选实施例中，在没有显著改变空气的成分(例如，n2、o2和co2的相对水平)的条件下(包括空气流速和气压)，也可以通过压缩机泵送外部气体穿过膜来向集装箱的内部供应环境空气。

因此，气体交换模块8用作氮气交换模块和环境空气供应模块这二者。

气调系统6还包括控制模块9，控制模块9可操作为连接至气体交换模块8。如下文更详细地说明的，控制模块9被配置为：控制气体交换模块8的操作。

气调系统6还包括传感器模块10。传感器模块10包括可操作为分别测量货物储存空间中的氧气水平和二氧化碳水平的氧气传感器和二氧化碳传感器。在这个特定实施例中，氧气传感器是氧气浓度传感器，且二氧化碳传感器是二氧化碳浓度传感器，这些传感器可操作为分别测量货物储存空间中的氧气和二氧化碳的浓度。氧气浓度传感器和二氧化碳浓度传感器可以是本领域中已知的任何类型的气体浓度传感器，例如，电化学气体传感器或光学气体传感器(例如，红外气体传感器)。然而，在备选实施例中，氧气传感器和二氧化碳传感器可以是可操作为分别测量货物储存空间中的氧气和二氧化碳的分压的氧气分压传感器和二氧化碳分压传感器。在任何实施例中，控制模块9可操作连接至传感器模块10，以接收货物储存空间中的氧气水平和二氧化碳水平的测量结果。传感器模块10还可以包括其他类型的传感器(例如，臭氧传感器或乙烯传感器)，并且控制模块9可以接收例如货物储存空间中的臭氧水平或乙烯水平的测量结果。

货物储存空间中的内部气体的成分通常由于货物的自然呼吸在货物的运输期间改变。在将货物装载到集装箱之前，内部气体的成分通常与外部气体的成分相同。具体地，内部气体的初始成分通常与环境空气相同。因此，内部气体按照体积初始含有大约78％的氮气(n2)、大约21％的氧气(o2)、大约0.9％的氩气(ar)和大约0.04％的二氧化碳(co2)，剩余部分由少量的其他的气体(例如，氖气(ne)、氦气(he)和甲烷(ch4))组成。取决于本地的湿度水平，内部气体还可以包括体积最多大约5％的水蒸气(h2o)。

在运输期间，作为易腐坏的货物的自然成熟过程的一部分，易腐坏的货物消耗氧气并产生二氧化碳。图2示意性地示出了在没有气调时封闭货物储存空间(即，相对于外部密封的货物储存空间，使得货物储存空间的内部与外部之间的气体交换可忽略)中的二氧化碳的浓度c由于货物的有氧呼吸如何作为时间t的函数增大。初始时，货物储存空间中的二氧化碳的浓度很低(即，与环境类似)，但二氧化碳产生的速率很高。二氧化碳的浓度因此随着时间的流逝趋于增大。然而，在很长的时间，封闭货物储存空间中的二氧化碳的浓度趋于饱和，例如，这是因为货物储存空间中的氧气量减小且可用于有氧呼吸的氧气量减小。

因此，如可以从图2中看到的，二氧化碳的浓度关于时间的变化速率自身作为时间的函数改变。通常，在特定的时刻t1的二氧化碳的浓度关于时间的变化速率可以通过找出在点(t1，c1)处对浓度曲线的(在图2中由虚线11指示的)切线的斜率来评估。浓度的变化速率因此可以被确定为其中，α是切线与水平(即，t)轴之间的角度。

二氧化碳浓度关于时间的变化速率是货物的呼吸速率的度量。因此，可以将呼吸参数rp定义为：

rp反映货物储存空间中的货物呼吸的瞬时速率。因此，高的rp值指示快速呼吸的货物使得货物储存空间中的二氧化碳水平将趋于相对快速地增大，并且氧气水平将相应地趋于相对快速地减小。作为比较，低的rp值指示慢速呼吸的货物使得货物储存空间中的二氧化碳水平将趋于相对慢速地增大，并且氧气水平将相应地趋于相对慢速地减小。给定货物储存空间中的二氧化碳水平、氧气水平和氮气水平之间的关系，呼吸参数还可以根据氧气水平的变化速率来定义。根据氧气水平的变化速率来定义的呼吸参数可以是从根据二氧化碳水平的变化速率来定义的呼吸参数得出的。备选地，根据氧气水平的变化速率定义的呼吸参数可以独立地确定，例如，通过监测货物储存空间中的氧气水平并且确定其关于时间的变化速率。

不同类型的货物以不同的速率进行呼吸。不同类型的货物也以不同的速率成熟(即，达到用于人类或动物消费的最佳状态)。此外，呼吸和成熟都是动态的过程，它们的速率取决于包括采收条件和运输条件(例如，空气温度和空气成分)在内的许多不同的参数。不同类型的货物的成熟过程和因此导致的可能的保质期以不同方式受周围的二氧化碳水平和氧气水平的影响。货物对变化的二氧化碳水平和氧气水平的响应还可以取决于温度和/或相对湿度水平。因此，为了最大化保质期和/或为了控制自然成熟过程，从而可以控制成熟的时间(例如，使得货物可以在交付出售或交付使用时及时自然地成熟)，不同类型的货物在最佳环境条件方面具有不同的要求。

控制模块9因此被配置为：根据货物储存空间中所储存的货物的性质，以不同方式来控制气体交换模块8的操作。具体地，如图3中所示，控制模块9包括处理器12，处理器12与含有计算机可执行程序指令14的计算机可读介质13通信，计算机可执行程序指令14用于根据货物储存空间中所储存的货物的性质，以不同方式控制气体供应模块的操作。气调系统控制模块9可以被集成到制冷模块控制模块(未示出)中。备选地，虽然气调系统控制模块9通常与制冷模块控制模块通信，但是气调系统控制模块9可以与制冷模块控制模块分离。例如，制冷模块控制模块可以是主控制模块且气调系统控制模块9可以是在制冷模块控制模块控制下的从控制模块，或反之亦然。

如图4中所概括的，控制模块被配置为：接收指示被装载到货物储存空间的货物的输入(框15)；基于输入来选择用于那些货物的适当的控制逻辑(框16)；以及随后根据所选择的控制逻辑来操作气体交换模块(框17)。指示货物的输入可以是由用户提供的输入。例如，用户可以使用界面从可能的货物类型的列表中选择货物类型，每个货物类型与(例如，控制模块的查找表或数据库中的)不同的气调要求相关联且因此与不同的控制逻辑相关联。

在图1中所示的主动气调系统中，可用的控制逻辑是二氧化碳优先逻辑、氧气优先逻辑、以及平衡优先逻辑。二氧化碳优先逻辑被配置为：按照以下方式来控制气体交换模块的操作：相对于使货物储存空间中的氧气水平落入氧气水平设置点范围内，优先使货物储存空间中的二氧化碳水平落入二氧化碳水平设置点范围内。作为比较，氧气优先逻辑被配置为：按照以下方式来控制气体交换模块的操作：相对于使货物储存空间中的二氧化碳水平落入二氧化碳水平设置点范围内，优先使货物储存空间中的氧气水平落入氧气水平设置点范围内。

具体地，氧气优先逻辑和二氧化碳优先逻辑中的每一项定义针对二氧化碳浓度和氧气浓度的各个操作范围中的多个子范围，在哪种操作模式下操作气体交换模块。选择针对氧气优先逻辑的优先级子范围定义的操作模式，以在与对应的二氧化碳优先逻辑的子范围比较时(即，针对相同的二氧化碳水平和氧气水平集合来指定控制过程的子范围)，相对于朝着二氧化碳水平设置点范围调节货物储存空间中的二氧化碳水平，优先朝着氧气水平设置点范围调节货物储存空间中的氧气水平。类似地，选择针对二氧化碳优先逻辑的优先级子范围定义的操作模式，以在与对应的氧气优先逻辑的子范围比较时，相对于朝着氧气水平设置点范围调节货物储存空间中的氧气水平，优先朝着二氧化碳水平设置点范围调节货物储存空间中的二氧化碳水平。

平衡优先逻辑被配置为：控制气体交换模块的操作，以使二氧化碳水平和氧气水平二者落入二氧化碳水平和氧气水平设置点范围，而不使一种特定的气体优先于另一种气体。具体地，平衡优先逻辑定义：针对二氧化碳水平和氧气水平的各个操作范围中的多个子范围，要操作哪些模式，其中，选择针对平衡优先逻辑的优先级子范围定义的操作模式，以按各自的气体成分改变速率朝着各自的氧气水平和二氧化碳水平设置点范围调节货物储存空间中的氧气水平和二氧化碳水平二者，该各自的气体成分改变速率在与对应的氧气优先逻辑的优先级子范围和二氧化碳优先逻辑的优先级子范围中的相应的气体成分的气体成分改变的速率相比时是中等的。

要了解的是，可以针对包括多于一个气体交换模块(例如，在环境空气的供应和富氮气体的供应是通过两个不同的模块来实现的情况下，例如，空气供应模块和氮气供应模块)在内的气调系统定义类似的逻辑。在这些系统中，氧气优先逻辑和二氧化碳优先逻辑中的每一项可以定义：针对二氧化碳浓度和氧气浓度的各个操作范围中的多个子范围操作哪些气体交换模块(以及，针对该气体交换模块，该模块在哪种操作模式下操作)。可以选择针对氧气优先逻辑的优先级子范围定义的操作气体交换模块和/或操作模式，以在与对应的二氧化碳优先逻辑的子范围比较时(即，针对相同的二氧化碳水平和氧气水平集合来指定控制过程的子范围)，相对于朝着二氧化碳水平设置点范围调节货物储存空间中的二氧化碳水平，优先朝着氧气水平设置点范围调节货物储存空间中的氧气水平。类似地，可以选择针对二氧化碳优先逻辑的优先级子范围定义的操作气体交换模块和/或操作模式，以在与对应的氧气优先逻辑的子范围比较时，相对于朝着氧气水平设置点范围调节货物储存空间中的氧气水平，优先朝着二氧化碳水平设置点范围调节货物储存空间中的二氧化碳水平。平衡优先逻辑可以被配置为：控制气体交换模块的操作，以使二氧化碳水平和氧气水平二者落入二氧化碳水平和氧气水平设置点范围，而不使一种特定的气体优先于另一种气体。具体地，平衡优先逻辑可以定义：针对二氧化碳水平和氧气水平的各个操作范围中的多个子范围，要操作哪些气体交换模块和/或模式，其中，选择针对平衡优先逻辑的优先级子范围定义的可操作的气体交换模块和/或操作模式，以按各自的气体成分改变速率朝着各自的氧气水平和二氧化碳水平设置点范围调节货物储存空间中的氧气水平和二氧化碳水平二者，所述各自的气体成分改变速率在与对应的氧气优先逻辑的优先级子范围和二氧化碳优先逻辑的优先级子范围中的相应的气体成分的气体成分改变速率相比时是中等的。

在任何情况中，因为易腐坏的货物可以被划分成具有不同的最佳货物运输条件的不同类别，所以提供多个(例如，至少两个或至少三个)不同的优先逻辑是有益的。具体地，不同类别中的货物对氧气水平和二氧化碳水平具有不同的相对敏感度。例如，在一些情况下，不同类型的货物的成熟过程对于相对氧气水平和二氧化碳水平可以更敏感或更不敏感。因此，根据被储存的货物的类型，优先控制氧气水平或二氧化碳水平可能是有益的。备选地，对于某些类型的货物，优选地利用相等加权来控制氧气水平和二氧化碳水平。

在二氧化碳优先逻辑、氧气优先逻辑和平衡优先逻辑中的每一项中，基本操作方法涉及(如图5中所示的)步骤：传感器模块10确定货物储存空间中的二氧化碳水平和氧气水平并将其向控制模块9输出(框18)；控制模块9确定指示货物的当前呼吸速率的呼吸参数rp(框19)；控制模块9基于所测量的二氧化碳水平和氧气水平和rp，(在存在多个气体交换模块的情况下)选择要操作的适当的气体交换模块和/或(在适当情况下)选择该气体交换模块的操作模式(框20)；以及随后在所选择的模式下操作所选择的气体交换模块(框21)。在其他示例中，不同的气体交换模块或模式可能是可以选择的。

参考图6更详细地说明在操作气体交换模块或操作模式的选择中对呼吸参数rp的使用。虽然rp可以通过在两个或更多个不同的时刻测量货物储存空间中的二氧化碳水平和/或氧气水平并数值评估二氧化碳水平和/或氧气水平的变化速率来确定，更方便的是通过对在特定时刻测量的二氧化碳水平和/或氧气水平与(例如，查找表中存储的)校准数据进行比较来获得呼吸参数。事实上，控制模块不是确定精确的二氧化碳或氧气水平的变化速率，而是可以确定与变化速率的范围相关联的平均呼吸参数值。例如，图6示出了储存以(被标记为rp1、rp2、rp3和rp4的)四种不同的速率进行呼吸的示例货物时的封闭货物储存空间的环境中的二氧化碳浓度的改变。在这四条示例曲线之间可以定义浓度-时间曲线图的三个不同的区域(r1、r2和r3)。这三个区域可以被用于定义在控制逻辑中使用的平均呼吸参数值。当在特定的时刻测量的二氧化碳的浓度落在曲线rp1和rp2之间时，平均呼吸参数被设置为与低呼吸速率相对应的r1。当在特定的时刻测量的二氧化碳的浓度落在曲线rp2和rp3之间时，平均呼吸参数被设置为与中等呼吸速率相对应的r2。而当在特定的时刻测量的二氧化碳的浓度落在曲线rp3和rp4之间时，平均呼吸参数被设置为与高呼吸速率相对应的r3。

另外，图6指示二氧化碳消耗的速率很低或很高的浓度-时间曲线图的两个“错误区域”e1和e2。落在区域e1或e2中的所测量的二氧化碳的浓度指示了系统中的错误(例如，严重泄漏或货物丢失)。

图7中示出的表提供使用所测量的二氧化碳水平和氧气水平及平均呼吸参数值的二氧化碳优先逻辑的示例。具体地，该表示出了根据所测量的二氧化碳水平、所测量的氧气水平和平均呼吸参数值来操作气体交换模块的哪些特定的操作模式。

二氧化碳优先逻辑定义两种关键状况：(i)当发现货物储存空间中的二氧化碳水平高于最高允许水平时；以及(ii)当发现货物储存空间中的氧气水平低于最低允许水平时。如果二氧化碳水平高于最高允许水平，则控制模块引起气体交换模块进行操作，以向货物储存空间提供来自集装箱外部的环境空气的供应。因为环境空气中的二氧化碳的浓度相对较低，所以随着环境空气置换内部空气，供应环境空气快速地降低货物储存空间中的二氧化碳水平。供应环境空气趋于增大货物储存空间中的氧气水平。然而，当二氧化碳水平高于最高允许水平时，不管货物储存空间中的氧气水平如何，都使用通风来使二氧化碳水平快速地下降。备选地，如果氧气水平低于最低允许水平，则控制模块也引起气体交换模块操作，以向货物储存空间提供来自集装箱外部的环境空气的供应。因为环境空气中的氧气的浓度相对较高，所以供应环境空气快速地增大货物储存空间中的氧气水平。供应环境空气趋于减小货物储存空间中的二氧化碳水平。然而，当氧气水平低于最低允许水平时，不管货物储存空间中的二氧化碳水平如何，都使用通风来使氧气水平快速地上升。

除了当货物储存空间中的氧气水平少于最低允许水平时之外，二氧化碳优先逻辑被设计为：在仅将氧气水平作为次要的考虑的情况下，选择最有效地控制二氧化碳水平的气体交换模块或模式进行操作。在特定的示例中，二氧化碳优先逻辑定义十六种不同的状况(即，用于逻辑的环境条件的操作范围中的子范围)，其中，不同的模式可以被用于控制二氧化碳水平和氧气水平。十六种状况通过以下定义：货物储存空间中的二氧化碳水平在二氧化碳设置点范围之下、之中或之上；货物储存空间中的氧气水平在氧气设置点范围之下、之中或之上；以及平均呼吸参数被确定为r1、r2或r3。

在图7中示出的示例二氧化碳优先逻辑中，如果发现二氧化碳水平在二氧化碳水平设置点范围之下，且发现氧气水平在氧气水平设置点范围之下、之中或之上，则不操作气体交换模块8。相反，气体仅被允许在货物储存空间之内(例如，在制冷模块的影响之下)循环。因为二氧化碳水平很低且环境空气中的二氧化碳的浓度相对较低，所以供应环境空气将不用于增大货物储存空间中的二氧化碳水平。类似地，因为二氧化碳水平很低，向货物储存空间供应富氮气体(且因此二氧化碳被耗尽)将不用于增大货物储存空间中的二氧化碳水平。然而，通过允许气体在货物储存空间内循环，二氧化碳水平将由于货物的呼吸随着时间自然地增大。

如果发现二氧化碳水平在二氧化碳设置点范围之中、同时氧气水平在氧气水平设置点范围之中，则不操作气体交换模块8，且相反气体仅被允许在货物储存空间之内循环。当二氧化碳水平和氧气水平二者在其各自的设置点范围之中时，无需增大或减小二氧化碳水平或氧气水平。

如果发现二氧化碳水平在二氧化碳水平设置点范围之中且发现氧气水平在氧气水平设置点范围之下，则操作气体交换以向货物储存空间供应环境空气。因为环境空气中的氧气的浓度相对较高，所以向货物储存空间供应环境空气将趋于在减小二氧化碳水平的同时、相对快速地增大货物储存空间中的氧气水平。只要二氧化碳水平保持在二氧化碳水平设置点范围之内，就允许减小二氧化碳水平。

如果发现二氧化碳水平在二氧化碳水平设置点范围之中且发现氧气水平在氧气水平设置点范围之上，则操作气体交换模块以向货物储存空间供应富氮气体。向货物储存空间供应富氮气体趋于引起货物储存空间中的氧气和二氧化碳(例如，通过包围货物储存空间的墙壁2之间的漏气路径)被置换到集装箱的外部。因此，向货物储存空间供应富氮气体趋于引起货物储存空间中的氧气水平和二氧化碳水平二者减小。然而，相对于二氧化碳水平，向货物储存空间供应富氮气体的置换效果趋于更强烈地影响货物储存空间中的氧气水平，特别是在供应富氮气体之前的货物储存空间中的氧气水平显著高于二氧化碳水平时。这是因为置换效果趋于大致与在添加富氮气体之前的货物储存空间中的各种气体的浓度成比例；特别是在初始货物运输阶段中，货物储存空间中的氧气的浓度几乎经常高于二氧化碳的浓度。

操作气体交换模块所采用的特定的氮气供应模式取决于平均呼吸参数值。如果平均呼吸参数被设置为指示呼吸更慢的货物的r1，则气体交换模块在第一n2模式下操作。如果平均呼吸参数被设置为指示以中等速率呼吸的货物的r2，则气体交换模块在第二n2模式下操作。如果平均呼吸参数被设置为指示呼吸更快的货物的r3，则气体交换模块在第三n2模式下操作。如上文说明的，向货物储存空间供应的富氮气体中的氮气、氧气和二氧化碳的浓度在第一n2模式、第二n2模式和第三n2模式下不同，从而可以更有效地补偿货物的不同的呼吸速率。

如果发现二氧化碳水平在二氧化碳设置点范围之上、同时氧气水平在氧气水平设置点范围之中或之下，则操作气体交换模块以向货物储存空间供应环境空气。因为环境空气中的二氧化碳的浓度相对较低，所以向货物储存空间供应环境空气将趋于相对快速地减小货物储存空间中的二氧化碳水平。另外，因为环境空气中的氧气的浓度相对较高，所以向货物储存空间供应环境空气还将趋于，增大货物储存空间中的氧气水平。在氧气水平低于氧气水平设置点范围的状况下，通过供应环境空气所提供的氧气水平的增大是有益的。因为在二氧化碳优先逻辑中二氧化碳水平控制优先，所以在氧气水平已经处于氧气水平设置点范围之中的状况下，允许氧气水平的增大。

如果发现二氧化碳水平在二氧化碳水平设置点范围之上，发现氧气水平在氧气水平设置点范围之上，并且平均呼吸参数是r1或r2，则操作气体交换模块8以向货物储存空间供应富氮气体。具体地，如果平均呼吸参数是r1，则气体交换模块在第一n2模式下操作。而如果平均呼吸参数是r2，则气体交换模块在第二n2模式下操作。然而，如果平均呼吸参数是r3，则操作气体交换模块以向货物储存空间供应环境空气。在这种情况下，在货物相对快速地呼吸的情况下，相比于引入富氮气体，供应环境空气引起二氧化碳水平的更迅速的减小，但是可能增大氧气水平。氧气水平的潜在增大是可接受的，这是因为在二氧化碳优先逻辑中，对二氧化碳水平的控制优先于对氧气水平的控制。

如何构造使氧气水平控制优先或对二氧化碳水平和氧气水平控制添加相等加权的类似的控制逻辑，对技术人员来说将是明显的。例如，在图8中示出了氧气优先级控制逻辑。在这种逻辑中，如果发现氧气水平在氧气水平设置点范围之下或在最低允许水平之下，则操作气体交换模块以向货物储存空间供应环境空气，以增大氧气水平。如果发现氧气水平在氧气水平设置点范围之中，则允许货物储存空间中的空气被动循环，除非发现二氧化碳水平在二氧化碳水平设置点范围之上且平均呼吸参数是r3(即，指示快速呼吸的货物)，在这种情况下，为了向货物储存空间供应富氮气体，气体交换模块在第二n2模式下操作。如果发现氧气水平在氧气水平设置点范围之上，则气体交换模块也在第一n2模式下操作，以向货物储存空间供应富氮气体，除非也发现二氧化碳水平在最高允许水平之上，在这种情况下，操作气体交换模块以向货物储存空间供应环境空气，以快速地降低二氧化碳水平。

在一些实现中，在货物的运输期间，系统将无需保持在一个特定控制逻辑下。例如，如图9中所示，控制模块10可以：基于指示被储存的货物的输入来选择初始控制逻辑(例如，二氧化碳优先逻辑或氧气优先逻辑)(框22)；在所选择的控制逻辑下操作气调系统(框23)；以及随后变化到不同的控制逻辑(例如，变化到平衡优先逻辑)(框24)。例如，控制模块10可以：针对指示被储存的货物的输入，选择二氧化碳优先逻辑(框22)；在二氧化碳优先逻辑下操作气调系统(框23)；以及当发现货物储存空间中的二氧化碳的浓度在二氧化碳设置点范围之中时，停止在二氧化碳优先逻辑下操作气调系统并开始在平衡优先逻辑下操作气调系统(框24)。

要理解的是：本发明不限于上述实施例，且可以做出各种修改和改进而不脱离本文描述的构思。除非互斥，否则这些特征中的任何特征可以单独运用或结合任何其他特征运用，并且本公开扩展至或包括本文描述的一个或多个特征的所有组合和子组合。