CN101694590A - 冷库温度场均衡控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种冷库温度场均衡控制方法及系统，其方法通过对蒸发器工作频率的调节来调整冷库中的温度场，包括以下步骤：首先，实时检测所述蒸发器的影响区域内近端与最远端的温度。然后，将所检测到的两个温度进行比较。当近端温度高于设定温度允许下限值时，若所述蒸发器远近端温度差大于一预设值Δt1时，将所述蒸发器风扇调整到额定工作频率状态下运行，直到远近端温度差小于另一预设值Δt2时，将所述蒸发器风扇运行频率调整到满足当前制冷量对应所需最小风量。本发明可以有效地使冷库中的温度场保持均衡，在节能的基础上保证了冷库较好的储物环境。

Description

冷库温度场均衡控制方法及系统

技术领域

本发明涉及制冷领域，尤其涉及一种冷库温度场均衡控制方法及系统。

背景技术

制冷系统如今广泛应用于各种场所与设备，如冷库、冰箱等。请参见图1，其为现有的一种制冷系统示意图，其主要包括冷凝器101、储液罐102、电子膨胀阀103、蒸发器104和压缩机105等几个部分。

其中蒸发器104是一种热交换器，其作用是使制冷剂液体在沸腾过程中吸收被冷却介质(空气、水、盐水或其他载冷剂)的热量，从而达到制冷的目的。

为了可以智能化控制蒸发器104的风扇的工作频率，以达到节能的效果，因此设置一个变频器106和一个控制器107来控制蒸发器104的风扇频率。当温度传感器110测得的温度高于预设温度时，控制器107便控制变频器106调整蒸发器104的风扇以额定频率工作。当温度传感器110测得的温度在允许的温度范围内时，控制器107便控制变频器106调整蒸发器104的风扇到适合的工作频率。

但是对于大面积的冷库，这种制冷系统往往会使冷库形成较大的温度差。其原因在于：虽然蒸发器104风扇的工作频率可以随着温度的变化而进行调整，然而随着风扇频率的下降，会导致蒸发器104的风扇射程同样也缩短，这样将影响未在射程范围内的区域温度不均匀，造成冷库中温度场不均衡，并导致冷库中一些区域的温度无法达到需求的温度。

发明内容

本发明的目的是提供一种冷库温度场均衡控制方法，以解决现有的制冷方法所形成的温度场不均衡的问题。

本发明的另一目的是提供一种冷库温度场均衡控制系统，现有的制冷系统所形成的温度场不均衡的问题。

本发明提出一种冷库温度场均衡控制方法，通过对蒸发器工作频率的调节来调整冷库中的温度场，包括以下步骤：首先，实时检测所述蒸发器的影响区域内近端与最远端的温度。然后，当近端温度高于设定温度允许下限值时，若所述蒸发器远近端温度差大于一预设值Δt1时，将所述蒸发器风扇调整到额定工作频率状态下运行，直到远近端温度差小于另一预设值Δt2时，将所述蒸发器风扇运行频率调整到满足当前制冷量对应所需最小风量。

依照本发明较佳实施例所述的冷库温度场均衡控制方法，当所述蒸发器近端温度达到或者低于设定温度允许下限值时，则将所述蒸发器风扇调整到额定工作频率状态下运行。

依照本发明较佳实施例所述的冷库温度场均衡控制方法，当所述蒸发器远端温度达到设定温度允许下限时，则将所述蒸发器风扇调整到停止制冷状态，并使其进入空闲状态。

本发明另提出一种冷库温度场均衡控制系统，包括蒸发器、第一温度传感器、第二温度传感器、控制器以及变频器。第一温度传感器设置在蒸发器近端，用于实时检测所述蒸发器影响区域内近端的温度。第二温度传感器设置在蒸发器影响区域内的最远端，用于实时检测所述蒸发器影响区域内最远端的温度。控制器与第一温度传感器及第二温度传感器相连，用于采集该第一温度传感器与该第二温度传感器所测温度，并比对两者温差，以及进一步根据该温差决策输出变频器所需频率信号。变频器与控制器相连，用于与该控制器和所述蒸发器的风扇相连，用于根据该控制器输出频率信号驱动变频器调整所述蒸发器的风扇运行频率。

依照本发明较佳实施例所述的冷库温度场均衡控制系统，系统处于非额定工作频率状况下，当T1＞T0-Δt时，如果T2-T1＞Δt1，该控制器控制该变频器将所述蒸发器风扇调整到额定工作频率状态下运行，标识当前处于额定工作频率状态；

其中，T1为该蒸发器近端的第一温度传感器所测得的值，T2为该蒸发器远端的第二温度传感器所测得的值，T0为冷库的设定温度，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差，Δt1为该蒸发器远近端温度允许的最大值。

依照本发明较佳实施例所述的冷库温度场均衡控制系统，系统处于额定工作频率状况下，当T1＞T0-Δt时，如果T2-T1＜Δt2，该控制器控制该变频器将所述蒸发器风扇调整到非额定工作频率状态，并标识当前处于非额定工作频率状态；

其中，T1为该蒸发器近端的第一温度传感器所测得的值，T2为该蒸发器远端的第二温度传感器所测得的值，T0为冷库的设定温度，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差，Δt2为该蒸发器退出额定工作频率状态的设定值。

依照本发明较佳实施例所述的冷库温度场均衡控制系统，系统处于非额定工作频率状态下，当T1＝＜T0-Δt时，该控制器控制该变频器将所述蒸发器调整到额定工作频率状态；

其中，T1为该蒸发器近端的第一温度传感器所测得的值，T0为冷库的设定温度，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差。

依照本发明较佳实施例所述的冷库温度场均衡控制系统，系统处于额定工作频率状态下，当T2＝＜T0-Δt时，该控制器控制该变频器将所述蒸发器调整到非额定工作频率状态，且运行于空闲状态。

其中，T2为该蒸发器远端的第二温度传感器所测得的值，T0为冷库的设定温度，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差。

本发明的有益效果是：本发明通过对蒸发器影响区域远近端温度的比较和计算，可以有效地使冷库中的温度场保持均衡，在节能的基础上保证了冷库较好的储物环境。

附图说明

图1为现有的一种制冷系统示意图；

图2为本发明实施例的一种冷库温度场均衡控制方法流程图；

图3为本发明实施例的另一种冷库温度场均衡控制方法流程图；

图4为本发明实施例的一种冷库温度场均衡控制系统构造图。

具体实施方式

以下结合附图，具体说明本发明。

请参见图2，其为本发明实施例的一种冷库温度场均衡控制方法流程图，此方法通过对蒸发器工作频率的调节来调整冷库中的温度场，其包括以下步骤：

S201，实时检测所述蒸发器的影响区域内近端与最远端的温度。

S203，将所检测到的两个温度进行比较。

S205，判断所述蒸发器远近端温度的温差是否大于一个预设值，若是，则进入步骤S207；若否，则进入步骤S209。

S207，将所述蒸发器调整到额定工作频率。

S209，以当前制冷量需求匹配蒸发器的工作频率。

本发明的方法是针对节能型的制冷系统(即蒸发器的风扇工作频率会随着蒸发器当前制冷量变化而调整)来实施的。冷库中的温度场表明冷库空间中不同位置温度的落差，由于蒸发器的风扇工作频率的变化会导致其制冷影响范围的变化，从而使冷库温度场出现较大的差异，因此在蒸发器制冷范围的近端和最远端分别设置一个温度传感器，用来实时地检测温度变化(步骤S201)。

为了可以了解冷库中的温度场的差异是否符合要求，以及蒸发器影响范围最远端的温度是否在冷库的温度范围内，因此要将蒸发器远近端所测得的两个温度进行比较(步骤S203)，然后便可以根据比较结果来调整蒸发器的工作状态。

在本实施例中，判断蒸发器远近端的温差是否符合要求所采用的方法是，将该温差与一个预设值进行比对(步骤S205)，如果该温差大于这个预设值，则将蒸发器调整到额定工作频率(步骤S207)。如果该温差小于这个预设值，则以当前制冷量需求匹配蒸发器的风扇工作频率(步骤S209)。

这里所说的预设值是指一个经验值，其在允许的范围内可以根据冷库硬件设施的实际情况来设定。考虑到冷库温度还未达到设定要求却处于下降的情况，因此这个温差经验值一般满足：Δt1＝＜2Δt，

其中，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差，Δt1为所述预设值。

例如，假设冷库的设定温度T0＝0℃，冷库设定温度允许的最大波动温差Δt＝1℃，因此可以得到预设值Δt1＝＜2℃，

如果我们取Δt1＝2℃，一旦蒸发器远近端的温差T2-T1＞2℃(其中T1为蒸发器近端的温度，T2为蒸发器远端的温度)，则说明冷库内温度场差异较大，并立即将蒸发器调整到额定工作频率。比如近端温度T1＝1℃，远端温度T2＝3.1℃的情况。

蒸发器采用额定频率工作后，其可以恢复最大射程并加快冷库内空气的强对流，使冷库整体温度场趋于均衡。

值得注意的是，当蒸发器远端温度达到或者低于设定温度允许下限时，由于蒸发器是由近到远逐渐影响冷库温度，表示此时冷库温度已经足够低，因此可以将蒸发器风扇调整到停止制冷状态，并使其进入空闲状态。

请参见图3，其为本发明实施例的另一种冷库温度场均衡控制方法流程图，其包括以下步骤：

S301，实时检测所述蒸发器的影响区域内近端与最远端的温度。

S303，将所检测到的两个温度进行比较。

S305，判断所述蒸发器远近端温度的温差是否大于一个预设值Δt1，若是，则进入步骤S307；若否，则进入步骤S311。

S307，将所述蒸发器调整到额定工作频率。

S309，判断所述蒸发器远近端温度的温差是否小于一个预设值Δt2，若是，则进入步骤S311。

S311，以当前制冷量需求匹配蒸发器的工作频率。

与图2相比，本实施例在蒸发器以额定工作频率之后，还需要进一步判断蒸发器远近端温度的温差是否小于一个预设值Δt2，当温差达到或者小于预设值Δt2时(步骤309)，则将蒸发器风扇运行频率调整到满足当前制冷量对应所需最小风量，从而可以达到节能的作用。这里的预设值Δt2也是一个温差经验值，可以根据实际需要来设定，通常默认的Δt2＝Δt。

便于更好地理解本发明，以下给出冷库温度场均衡控制方法的硬件实现环境，如图4所示，其为本发明实施例的一种冷库温度场均衡控制系统构造图。此冷库温度场均衡控制系统包括冷凝器401、储液罐402、电子膨胀阀403、蒸发器404、压缩机405、变频器406、控制器407、第一温度传感器408以及第二温度传感器409。其中冷凝器401、储液罐402、电子膨胀阀403、蒸发器404、压缩机405依次首尾相连组成一环状制冷系统。变频器406连接至蒸发器404，控制器407连接电子膨胀阀403和变频器406。第一温度传感器408设置在蒸发器404近端，第二温度传感器409设置在蒸发器404影响区域内的最远端，且第一温度传感器408与第二温度传感器409均与控制器407相连。

此系统在正常运行过程中，控制器407可以根据冷库的实际温度通过变频器406来调整蒸发器404的工作频率。但是由于蒸发器404工作频率的降低会导致其射程也缩短，因此通过第一温度传感器408与第二温度传感器409分别对蒸发器404近端与远端的温度测量，然后将测量数据通过控制器407计算比对，并判断冷库的温度场是否符合温差设定的要求，如果温度场差异较大，则立即通过变频器406调整蒸发器404到额定工作频率，以恢复蒸发器404到最大射程并加快冷库内空气的强对流，使冷库整体温度场趋于均衡。

其中，控制器407用来判断温度场是否符合要求的准则是，将蒸发器404远近端的温差与一个预设值Δt1进行比对，如果蒸发器404远近端的温差小于这个预设值Δt1，则以当前制冷量需求匹配蒸发器404的工作频率。如果该温差大于这个预设值，则将蒸发器404调整到额定工作频率，直到蒸发器404远近端的温差小于另一预设值Δt2时，再将蒸发器风扇运行频率调整到满足当前制冷量对应所需最小风量。这里所说的预设值Δt1和Δt2都是指温差经验值，其在允许的范围内可以根据冷库硬件设施的实际情况来设定。通常情况下，这两个温差经验值一般满足：

Δt＝Δt2＜Δt1＝＜2Δt，其中，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差。

值得注意的是，当蒸发器远端温度达到设定温度允许下限时，由于蒸发器是由近到远逐渐影响冷库温度，表示此时冷库温度已经足够低，因此可以将蒸发器风扇调整到停止制冷状态，并使其进入空闲状态。

本发明通过对蒸发器影响区域远近端温度的比较和计算，可以有效地使冷库中的温度场保持均衡，在节能的基础上保证了冷库较好的储物环境。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种冷库温度场均衡控制方法，通过对蒸发器工作频率的调节来调整冷库中的温度场，其特征在于，包括以下步骤：

实时检测所述蒸发器的影响区域内近端与最远端的温度；

将所检测到的两个温度进行比较；

当近端温度高于设定温度允许下限值时，若所述蒸发器远近端温度差大于一预设值Δt1时，将所述蒸发器风扇调整到额定工作频率状态下运行，直到远近端温度差小于另一预设值Δt2时，将所述蒸发器风扇运行频率调整到满足当前制冷量对应所需最小风量。

2.如权利要求1所述的冷库温度场均衡控制方法，当所述蒸发器近端温度达到或者低于设定温度允许下限值时，则将所述蒸发器风扇调整到额定工作频率状态下运行。

3.如权利要求1所述的冷库温度场均衡控制方法，其特征在于，当所述蒸发器远端温度达到设定温度允许下限时，则将所述蒸发器风扇调整到停止制冷状态，并使其进入空闲状态。

4.一种冷库温度场均衡控制系统，其特征在于，包括：

一蒸发器；

一第一温度传感器，其设置在该蒸发器近端，用于实时检测所述蒸发器近端的温度；

一第二温度传感器，其设置在该蒸发器所需要影响区域内的最远端，用于实时检测所述蒸发器所需影响区域内最远端的温度；

一控制器，与该第一温度传感器及该第二温度传感器相连，用于采集该第一温度传感器与该第二温度传感器所测温度，并比对两者温差，以及进一步根据该温差决策输出变频器所需频率信号；

一变频器，与该控制器和所述蒸发器的风扇相连，用于根据该控制器输出频率信号驱动变频器调整所述蒸发器的风扇运行频率。

5.如权利要求4所述的冷库温度场均衡控制系统，其特征在于，系统处于非额定工作频率状况下，当T1＞T0-Δt时，

如果T2-T1＞Δt1，该控制器控制该变频器将所述蒸发器风扇调整到额定工作频率状态下运行，标识当前处于额定工作频率状态；

其中，T1为该蒸发器近端的第一温度传感器所测得的值，T2为该蒸发器远端的第二温度传感器所测得的值，T0为冷库的设定温度，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差，Δt1为该蒸发器远近端温度允许的最大值。

6.如权利要求4所述的冷库温度场均衡控制系统，其特征在于，系统处于额定工作频率状况下，当T1＞T0-Δt时，

如果T2-T1＜Δt2，该控制器控制该变频器将所述蒸发器风扇调整到非额定工作频率状态，并标识当前处于非额定工作频率状态；

其中，T1为该蒸发器近端的第一温度传感器所测得的值，T2为该蒸发器远端的第二温度传感器所测得的值，T0为冷库的设定温度，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差，Δt2为该蒸发器退出额定工作频率状态的设定值。

7.如权利要求4所述的冷库温度场均衡控制系统，其特征在于，系统处于非额定工作频率状态下，当T1＜＝T0-Δt时，该控制器控制该变频器将所述蒸发器调整到额定工作频率状态；

其中，T1为该蒸发器近端的第一温度传感器所测得的值，T0为冷库的设定温度，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差。

8.如权利要求4所述的冷库温度场均衡控制系统，其特征在于，系统处于额定工作频率状态下，当T2＝＜T0-Δt时，该控制器控制该变频器将所述蒸发器调整到非额定工作频率状态，且运行于空闲状态；

其中，T2为该蒸发器远端的第二温度传感器所测得的值，T0为冷库的设定温度，Δt为冷库设定温度允许的最大波动温差。

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