具有精確控制溫度的液冷源機組及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種具有精確控制溫度的液冷源機組及控制方法，包括壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、發(fā)熱設(shè)備，所述蒸發(fā)器出液口與壓縮機進液口連接；所述壓縮機排氣口與冷凝器進氣口連接，與蒸發(fā)器之間設(shè)有電控閥門；所述冷凝器出液口與蒸發(fā)器進液口連接，冷凝器與蒸發(fā)器之間設(shè)有節(jié)流裝置；所述發(fā)熱設(shè)備出液口與水箱進液口連接；所述水箱出液口與供液泵進液口連接；所述供液泵出液口與蒸發(fā)器另一進液口連接；所述蒸發(fā)器另一出液口與發(fā)熱設(shè)備進液口連接，且之間設(shè)有溫度傳感器，溫度傳感器和電控閥門連接于系統(tǒng)控制裝置。本發(fā)明通過設(shè)置電控閥門和溫度傳感器，在不增加額外加熱等設(shè)備，使制冷系統(tǒng)存在熱負(fù)荷變化情況下實現(xiàn)了高精度控制溫度的目的。
【專利說明】具有精確控制溫度的液冷源機組及控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及制冷設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種精確控制溫度的液冷源機組。
[0002]

【背景技術(shù)】
[0003] 激光器等高精密設(shè)備對為其降溫的冷卻液溫度有著嚴(yán)格的要求，不同溫度的冷卻 液會造成其工作性能的大幅變化。隨著激光器等精密設(shè)備的日益發(fā)展，為其降溫的液冷源 對供液溫度精確控制的要求也越來越高，而使用側(cè)發(fā)熱設(shè)備的熱負(fù)荷往往是實時變化的， 因此供液溫度精確控制存在一定難度。
[0004] 要保證使用側(cè)較為恒定的溫度，現(xiàn)有的措施主要有三種： 一是制冷系統(tǒng)不做調(diào)整，而在使用側(cè)加裝加熱設(shè)備來平衡制冷系統(tǒng)超出使用側(cè)熱負(fù)荷 的部分制冷量。該方法優(yōu)點是制冷與加熱是兩套單獨的系統(tǒng)，可保證使用側(cè)的溫度非常恒 定，即控溫精度高；缺點是加入了額外的加熱設(shè)備，造成了設(shè)備本身的復(fù)雜性，并造成能源 的浪費。
[0005] 二是根據(jù)使用側(cè)溫度的高低等因素，控制制冷系統(tǒng)的啟停來達到使用側(cè)溫度在一 個范圍內(nèi)變化。該方法優(yōu)點是控制方式簡單易于實現(xiàn)，缺點是溫度控制精度較低，供液溫度 波動較大，而且頻繁啟停會造成壓縮機使用壽命的降低。
[0006] 三是根據(jù)使用側(cè)熱負(fù)荷的變化來調(diào)節(jié)制冷系統(tǒng)的制冷量，以保證使用側(cè)較恒定的 溫度。該方法的實現(xiàn)措施主要有調(diào)節(jié)壓縮機排氣量及制冷系統(tǒng)內(nèi)部卸載兩種：調(diào)節(jié)壓縮機 排氣量的方式主要包括壓縮機變頻、活塞壓縮機缸體的卸載、螺桿壓縮機的滑閥卸載及渦 旋壓縮機中的數(shù)碼渦旋技術(shù)，這些方式均在使用中均有一定的局限性：變頻在考慮電磁兼 容性的特殊場合不能使用，而且使用變頻器的初期投入和后期維護成本較高；活塞壓縮機 缸體的卸載是級數(shù)卸載，控溫精度不高；而市場上具有滑閥卸載功能的螺桿壓縮機制冷量 往往非常大，在小系統(tǒng)中無法使用，數(shù)碼渦旋壓縮機僅有個別實力強的大廠提供的產(chǎn)品具 有這些功能，大部分廠家的產(chǎn)品不具備調(diào)節(jié)能力，使用具有一定的局限性。
[0007] 制冷系統(tǒng)內(nèi)部卸載是采用旁通能量調(diào)節(jié)閥來實現(xiàn)，閥的入口連接壓縮機排氣管， 閥的出口連接壓縮機回氣；當(dāng)熱負(fù)荷降低時，壓縮機的吸氣壓力下降至設(shè)定值時旁通能量 調(diào)節(jié)閥開啟，壓縮機排出的溫度較高的氣態(tài)制冷劑回流到壓縮機吸氣側(cè)，用于補償部分熱 負(fù)荷；使用旁通能量調(diào)節(jié)閥的優(yōu)勢是該閥的開啟是通過吸氣壓力來自動進行調(diào)節(jié)不需要額 外設(shè)置，但缺點是該閥的開啟不能人工進行干預(yù)，其工作點不能進行動態(tài)調(diào)整，導(dǎo)致在使用 側(cè)的要求控制溫度發(fā)生較大變化時，其能量旁通量不能滿足要求，最終導(dǎo)致控溫精度出現(xiàn) 較大偏差。
[0008]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有精確控制溫度的液冷源機組，有效 解決制冷系統(tǒng)存在熱負(fù)荷變化情況下控制溫度精度不高的不足，可以在熱負(fù)荷大范圍 ((Γιοο%)無極變化情況的下，仍能保證高控溫精度的制冷系統(tǒng)。
[0010] 為達到上述效果，本發(fā)明提供一種具有精確控制溫度的液冷源機組，包括壓縮機、 冷凝器、蒸發(fā)器、發(fā)熱設(shè)備，所述蒸發(fā)器出液口與壓縮機進液口連接；所述壓縮機的排氣口 與冷凝器的進氣口連接；所述壓縮機的排氣口與蒸發(fā)器的進液口之間還設(shè)有電控閥門；所 述冷凝器的出液口與蒸發(fā)器的進液口連接。
[0011] 進一步，所述冷凝器與蒸發(fā)器之間設(shè)有節(jié)流裝置。
[0012] 上述方案構(gòu)成本發(fā)明的制冷系統(tǒng)。
[0013] 所述發(fā)熱設(shè)備的出液口與水箱的進液口連接；所述水箱的出液口與供液泵的進液 口連接；所述供液泵的出液口與蒸發(fā)器的另一進液口連接；所述蒸發(fā)器的另一出液口與發(fā) 熱設(shè)備的進液口連接。
[0014] 進一步，所述蒸發(fā)器與發(fā)熱設(shè)備之間設(shè)有溫度傳感器。
[0015] 上述方案構(gòu)成本發(fā)明的冷卻液循環(huán)系統(tǒng)。
[0016] 所述電控閥門和溫度傳感器連接于系統(tǒng)控制裝置。
[0017] 在制冷系統(tǒng)的控制中，采用合適的控制方法根據(jù)使用側(cè)溫度與設(shè)定溫度之間的差 值及使用側(cè)溫度變化率等參數(shù)來控制壓縮機排氣口與蒸發(fā)器入口之間電控閥門的啟閉或 開啟大小，實現(xiàn)將壓縮機排氣口出來的溫度較高的氣態(tài)制冷劑直接進入蒸發(fā)器，為蒸發(fā)器 提供一個除使用側(cè)發(fā)熱設(shè)備之外的熱負(fù)荷；同時該額外熱負(fù)荷可實時電動調(diào)節(jié)，實現(xiàn)總的 熱負(fù)荷和制冷量相匹配，保證使用側(cè)很高的控溫精度。
[0018] 本發(fā)明的另一個目的在于提供一種液冷源機組精確控制溫度的控制方法，包括如 下步驟： 1) 機組穩(wěn)定運行后，冷卻液流經(jīng)發(fā)熱設(shè)備升溫后，進入蒸發(fā)器進行換熱，換熱后的冷卻 液流經(jīng)溫度傳感器，溫度傳感器采集冷卻液的實際溫度，將溫度傳至系統(tǒng)控制裝置； 2) 系統(tǒng)控制裝置將采集的冷卻液的實際溫度與供液溫度設(shè)定值進行分析； 3) 依據(jù)使用側(cè)實際溫度與設(shè)定溫度之間的差值及該差值的變化趨勢，通過控制電控閥 門的開啟頻率或開啟度來實現(xiàn)額外熱負(fù)荷的適時調(diào)節(jié)； 4) 依據(jù)電動閥門的調(diào)節(jié)實現(xiàn)額外熱負(fù)荷的適時控制，控制總的熱負(fù)荷和制冷量相匹 配，則使用側(cè)供液溫度可以根據(jù)設(shè)定溫度值進行精確控制。
[0019] 本發(fā)明的有益效果： 1、本發(fā)明在制冷系統(tǒng)存在熱負(fù)荷變化情況下實現(xiàn)了高精度控制溫度的目的。
[0020] 2、本發(fā)明不需要添加額外加熱設(shè)備、不需要使用排氣量調(diào)節(jié)壓縮機及旁通能量調(diào) 節(jié)閥等設(shè)備來實現(xiàn)高精度控制溫度。
[0021] 3、本發(fā)明通過設(shè)置電控閥門，實現(xiàn)了額外熱負(fù)荷的實時電動控制，最終實現(xiàn)總的 熱負(fù)荷和制冷量相匹配，保證為使用側(cè)提供精確控制的供液溫度。
[0022] 4、本發(fā)明通過設(shè)置溫度傳感器實現(xiàn)了冷卻液實際溫度與工業(yè)溫度設(shè)定值的比較 判斷，再通過智能控制對電控閥門的開啟頻率或開啟度進行判斷。
[0023]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。
[0025] 圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中：1-壓縮機，2-冷凝器，3-電控閥門，4-節(jié)流裝置，5-系統(tǒng)控制裝置，6-溫度傳感 器，7-蒸發(fā)器，8-供液泵，9-水箱，10-發(fā)熱設(shè)備。
[0026]

【具體實施方式】
[0027] 如圖1所示，一種具有精確控制溫度的液冷源機組，包括壓縮機1、冷凝器2、蒸發(fā) 器7、發(fā)熱設(shè)備10,所述蒸發(fā)器7出液口與壓縮機1進液口連接；所述壓縮機1的排氣口與 冷凝器2的進氣口連接；所述壓縮機1的排氣口與蒸發(fā)器7的進液口之間還設(shè)有電控閥門 3,通過電控閥門3的調(diào)節(jié)實現(xiàn)額外熱負(fù)荷的實時電動控制，最終實現(xiàn)總的熱負(fù)荷和制冷量 相匹配，保證為使用側(cè)提供精確控制的供液溫度；所述冷凝器2的出液口與蒸發(fā)器7的進液 口連接；所述冷凝器2與蒸發(fā)器7之間設(shè)有節(jié)流裝置4。
[0028] 所述發(fā)熱設(shè)備10的出液口與水箱9的進液口連接；所述水箱9的出液口與供液泵 8的進液口連接；所述供液泵8的出液口與蒸發(fā)器7的另一進液口連接；所述蒸發(fā)器7的另 一出液口與發(fā)熱設(shè)備10的進液口連接；所述蒸發(fā)器7與發(fā)熱設(shè)備10之間設(shè)有溫度傳感器 6,用于實時檢測送入發(fā)熱設(shè)備10的供液溫度。
[0029] 所述電控閥門3和溫度傳感器6連接于系統(tǒng)控制裝置5。
[0030] 本發(fā)提供一種液冷源機組精確控制溫度的控制方法，包括如下步驟： 1) 機組穩(wěn)定運行后，冷卻液流經(jīng)發(fā)熱設(shè)備升溫后，進入蒸發(fā)器進行換熱，換熱后的冷卻 液流經(jīng)溫度傳感器，溫度傳感器采集冷卻液的實際溫度，將溫度傳至系統(tǒng)控制裝置； 2) 系統(tǒng)控制裝置將采集的冷卻液的實際溫度與供液溫度設(shè)定值進行分析； 3) 依據(jù)使用側(cè)實際溫度與設(shè)定溫度之間的差值及該差值的變化趨勢，通過控制電控閥 門的開啟頻率或開啟度來實現(xiàn)額外熱負(fù)荷的適時調(diào)節(jié)； 4) 依據(jù)電動閥門的調(diào)節(jié)實現(xiàn)額外熱負(fù)荷的適時控制，控制總的熱負(fù)荷和制冷量相匹 配，則使用側(cè)供液溫度可以根據(jù)設(shè)定溫度值進行精確控制。
[0031] 以上所述的方案僅僅是對本專利的優(yōu)選方式進行描述，并非對本專利的范圍進行 限定，在不脫離本專利設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本專利的技術(shù)方案作出 的各種變形和改進，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種精確控制溫度的液冷源機組，包括壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器、發(fā)熱設(shè)備，其特征在 于：所述壓縮機出液口與蒸發(fā)器進液口之間設(shè)有電控閥門；所述發(fā)熱設(shè)備出液口與水箱進 液口連接；所述水箱出液口與供液泵進液口連接；所述供液泵進液口與蒸發(fā)器的一個進液 口連接；所述蒸發(fā)器的一個出液口與發(fā)熱設(shè)備的進液口連接，之間設(shè)有溫度傳感器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種精確控制溫度的液冷源機組，其特征在于：所述電控閥 門和溫度傳感器連接于系統(tǒng)控制裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一種液冷源機組精確控制溫度的控制方法，包括如下步 驟： 1) 機組穩(wěn)定運行后，冷卻液流經(jīng)發(fā)熱設(shè)備升溫后，進入蒸發(fā)器進行換熱，換熱后的冷卻 液流經(jīng)溫度傳感器，溫度傳感器采集冷卻液的實際溫度，將溫度傳至系統(tǒng)控制裝置； 2) 系統(tǒng)控制裝置將采集的冷卻液的實際溫度與供液溫度設(shè)定值之間的差值及該差值 的變化趨勢進行分析； 3) 依據(jù)使用側(cè)實際溫度與設(shè)定溫度之間的差值及該差值的變化趨勢，通過控制電控閥 門的開啟頻率或開啟度來實現(xiàn)額外熱負(fù)荷的適時調(diào)節(jié)； 4) 依據(jù)電動閥門的調(diào)節(jié)實現(xiàn)額外熱負(fù)荷的適時控制，控制總的熱負(fù)荷和制冷量相匹 配，則使用側(cè)供液溫度可以根據(jù)設(shè)定溫度值進行精確控制。
【文檔編號】F25B49/02GK104121736SQ201410343369
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月18日
【發(fā)明者】高福學(xué), 鄧長權(quán), 許永峰, 趙貝 申請人:合肥天鵝制冷科技有限公司