CN111854209A - 一种双温控冷却系统及其控制方法、双温控冷却机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双温控冷却系统及其控制方法、双温控冷却机。其中，双温控冷却系统包括：换热器，设置在由蒸发器的低温冷却水供水回路引出的高温冷却水供水支路上，用于对所述蒸发器流出的低温冷却水进行加热；所述换热器与冷凝器共用冷凝风机，所述冷凝器位于所述冷凝风机和所述换热器之间，所述冷凝风机的出风依次经过所述冷凝器和所述换热器。本发明在实现双温控功能的前提下，水路精简，高温冷却水路不是通过低温水与高温回水的混水或强制对流换热，而是通过冷凝热实现对高温冷却水路的加热，达到升温功能，同时冷凝热是利用经过冷凝器吹出的热空气，实现废热利用，节省能源。无需额外增加电加热来控温，降低成本。

Description

一种双温控冷却系统及其控制方法、双温控冷却机

技术领域

本发明涉及冷却机组技术领域，具体而言，涉及一种双温控冷却系统及其控制方法、双温控冷却机。

背景技术

激光机床工作时，激光机床的主体和镜片需要冷水不断循环带走机床产生的热量，但是两者需求的冷水温度不同，激光机床主体需要的冷却水温大概是20-22℃左右，而镜片需要的冷却水温大概是28-30℃，普通机床冷却机只能输出一种温度的冷却水，适用于激光机床主体的温度，但是低温冷水会导致激光机床镜片结露，影响寿命甚至造成损坏。

双温控冷却机是一种高效节能、环保可靠、可以提供两种不同出水温度的特种冷却设备，专为各类需要两种冷却水温度的激光机床提供冷水。

现有的双温控冷却机，其低温水路与常规单温控冷却机的控温原理相同，高温水路有两种方法实现温控。

一种是增加一个水泵和一个水箱，增加的高温水箱中混合高温冷却回水及低温冷却供水到设定的温度，再通过增加的水泵供水出去给机床。但是，现有双温控机组是通过高温进水与低温出水混水或对流换热来实现，控制复杂。由于高温回水温度在32℃左右，而低温出水在20～22℃左右，混水或对流换热后温度往往达不到设定的30℃，当机床负载变化时对温控影响更大，因此必须增加电加热器来加热升温，不节能。

第二种方法是增加一个“水-水”的换热器，采用高温冷却进水与低温冷却出水在换热器内对流换热，使低温冷却出水温度升高到设定温度。现有方案的水路设计比较复杂，水泵或者板式换热器等都比较贵。另外需要增加电加热器加热，使得成本增高，不节能。

针对现有技术中双温控冷却机的水路复杂且不够节能的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例中提供一种双温控冷却系统及其控制方法、双温控冷却机，以解决现有技术中双温控冷却机的水路复杂且不够节能的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种双温控冷却系统，其中，所述双温控冷却系统包括：换热器，设置在由蒸发器的低温冷却水供水回路引出的高温冷却水供水支路上，用于对所述蒸发器流出的低温冷却水进行加热；所述换热器与冷凝器共用冷凝风机，所述冷凝器位于所述冷凝风机和所述换热器之间，所述冷凝风机的出风依次经过所述冷凝器和所述换热器。

进一步地，所述系统还包括：调节阀，设置在所述高温冷却水供水支路的旁通支路上；感温包，设置在所述所述高温冷却水供水支路与所述旁通支路合并后的高温冷却水供水总干路上，用于检测冷却水温度；其中，所述冷却水温度用于调节所述调节阀的开度。

进一步地，所述调节阀所在的旁通支路，一端设置在所述蒸发器的低温冷却水供水回路上，另一端设置在所述高温冷却水供水总干路上。

进一步地，所述系统还包括：控制器，用于根据所述冷却水温度与预设温度的差值，调节所述调节阀的开度。

本发明还提供了一种双温控冷却系统的控制方法，应用于上述的双温控冷却系统，其中，所述方法包括：检测机组的高温冷却水供水总干路的冷却水温度；根据所述冷却水温度与预设温度的差值，调节调节阀的开度。

进一步地，根据所述冷却水温度与预设温度的差值，调节调节阀的开度，包括：计算所述冷却水温度与预设温度的差值；如果所述差值超过预设值，且为负数，则关闭所述调节阀；如果所述差值超过预设值，且为正数，则将所述调节阀开到最大；如果所述差值未超过预设值，则确定与所述差值对应的调节幅度，按照所述调节幅度调节所述调节阀的开度。

进一步地，所述差值与所述调节幅度成正比。

本发明还提供了一种双温控冷却机，其中，所述双温控冷却机包括上述的双温控冷却系统。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述程序被处理器执行时实现如上述的方法。

本发明还提供了一种电子设备，其中，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述的方法。

应用本发明的技术方案，在实现双温控功能的前提下，本发明水路精简，高温冷却水路不是通过低温水与高温回水的混水或强制对流换热，而是通过冷凝热实现对高温冷却水路的加热，达到升温功能，同时冷凝热是利用经过冷凝器吹出的热空气，实现废热利用，节省能源。无需额外增加电加热来控温，降低成本。

附图说明

图1是根据本发明实施例的双温控冷却系统的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的双温控冷却系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

下面结合附图详细说明本发明的可选实施例。

实施例1

本发明避开传统的水-水换热及电加热的模式，通过增加一种与冷凝器共用冷凝风机的换热器(例如翅片式换热器)直接实现对低温冷却水的加热升温，达到高温水的温控要求。实现废热利用并精简了水路系统，减少水路换热器、水泵及电加热等元器件。

图1是根据本发明实施例的双温控冷却系统的结构示意图，如图1所示，双温控冷却系统包括：

换热器1，设置在由蒸发器2的低温冷却水供水回路引出的高温冷却水供水支路上，用于对蒸发器2流出的低温冷却水进行加热；

换热器1与冷凝器3共用冷凝风机4，冷凝器3位于冷凝风机4和换热器1之间，冷凝风机4的出风依次经过冷凝器3和换热器1。

本方案的双温控冷却系统还包括压缩机5、电子膨胀阀6、水泵7、水箱8，其中压缩机5、冷凝器3、电子膨胀阀6、蒸发器2形成一个冷媒循环回路。其中，蒸发器2为壳管/套管/板换/桶式换热器(冷媒—水对流换热)，换热器1为翅片式换热器(冷媒—空气对流换热)，冷凝风机4为轴流风机。图1中的实心长箭头表示水路的流向，空心箭头表示空气的流向。

双温控冷却系统的低温冷却水的回水、供水管路连接机床，用于对机床进行降温，高温冷却水的回水、供水管路连接镜片，用于对镜片进行降温。

双温控冷却系统的低温冷却水水路为：机床低温回水管(铜管或钢管)连接到水箱8，再经过水泵7，最后连接到蒸发器上，蒸发器的低温冷却水供水回路提供低温冷却水流回机床。

本发明的关键发明点在于，蒸发器2流出的低温冷却水进入高温冷却水供水支路，流经换热器1，换热器1是翅片式换热器，换热管外是铝箔片。所述换热器1的进水端连接低温冷却水供水回路，其出水端水管直接连到镜片，提供高温冷却水。

换热器1紧挨放置在冷凝器3后方，与冷凝器3共用一个冷凝风机4。换热器1利用冷凝器3吹出的热空气，对高温冷却水供水支路的冷却水进行加热，实现废热利用，节省能源。无需额外增加电加热来控温，降低成本。

换热器1所在的高温冷却水供水支路，还设置了一个旁通支路，旁通支路的一端连接低温冷却水供水回路，另一端与高温冷却水供水支路合并后成为高温冷却水供水总干路，用于为镜片提供高温冷却水。上述旁通支路上设置了调节阀9，用于控制该旁通支路上低温冷却水的流量，实现对冷却水精确控温的要求，以符合镜片的降温要求。

高温冷却水供水总干路的出水管总管上设置有检测温度的感温包10，用于检测冷却水温度；其中，冷却水温度用于调节上述调节阀的开度。双温控冷却系统可以设置一个控制器，用于根据冷却水温度与预设温度的差值，调节调节阀9的开度。

具体地，计算冷却水温度与预设温度的差值，该预设温度即理想的冷却水温度。如果差值超过预设值，且为负数，表示冷却水温度过低，则关闭调节阀，使得全部的冷却水都流入换热器进行加热，从而可以快读提高冷却水温度。如果差值超过预设值，且为正数，表示冷却水温度过高，则将调节阀开到最大，使得更多的冷却水流经旁通支路，不经过换热器加热，两条支路的冷却水在高温冷却水供水总干路混合后，冷却水的温度降低。如果差值未超过预设值，则确定与差值对应的调节幅度，按照调节幅度调节调节阀的开度。一般而言，可以设置差值与调节幅度成正比，即差值越大，则加大调节幅度，从而可以更加快速的调整冷却水的温度。如果差值为0或者小于预设阈值，则说明冷却水温度与预设温度相等或相近，此时可以关闭调节阀。

当然，调节阀的开度是调小还是调大，需要根据差值的正负来判断，如果差值为正数，说明当前冷却水温度高于预设温度，则将调节阀的开度调大，如果差值为负数，说明当前冷却水温度低于预设温度，则将调节阀的开度调小，使得更多的冷却水流经换热器加热，从而升高冷却水的温度。

在本实施例中，高温冷却水温度控制只与低温冷却供水温度相关(此温度是设定控制温度，波动很小)，与从机床的回水温度无关，不受机床负载影响，温控方案更简单可靠。

在正常的使用环境下，机组的冷凝温度一般在45～45℃以上，高温热源充足(相比于较低的回水温度)，本实施例利用充足的冷凝热来加热低温冷却供水，使之温度升高，达到高温出水的设定温度，以满足要求。因此本发明无需额外增加电加热来控温，从而降低成本，节省能耗。

本实施例还提供一种双温控冷却机，双温控冷却机包括上述介绍的双温控冷却系统，用以实现对机床的主体和镜片分别进行有效降温。

实施例2

图2是根据本发明实施例的双温控冷却系统的控制方法的流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤S201，通过感温包检测机组的高温冷却水供水总干路的冷却水温度；

步骤S202，根据冷却水温度与预设温度的差值，调节调节阀的开度。

本实施例利用新增加的翅片换热器给低温冷却水加热升温的同时，根据感温包测试水温，进而通过调节阀来控制低温冷却水的流通量，来实现高温冷却水的精确温控。

对于如何调控冷却水的温度，本实施例提供了一种优选实施方式，即，计算冷却水温度与预设温度的差值，该预设温度即理想的冷却水温度。如果差值超过预设值，且为负数，表示冷却水温度过低，则关闭调节阀，使得全部的冷却水都流入换热器进行加热，从而可以快读提高冷却水温度。如果差值超过预设值，且为正数，表示冷却水温度过高，则将调节阀开到最大，使得更多的冷却水流经旁通支路，不经过换热器加热，两条支路的冷却水在高温冷却水供水总干路混合后，冷却水的温度降低。如果差值未超过预设值，则确定与差值对应的调节幅度，按照调节幅度调节调节阀的开度。一般而言，可以设置差值与调节幅度成正比，即差值越大，则加大调节幅度，从而可以更加快速的调整冷却水的温度。

当然，调节阀的开度是调小还是调大，需要根据差值的正负来判断，如果差值为正数，说明当前冷却水温度高于预设温度，则将调节阀的开度调大，如果差值为负数，说明当前冷却水温度低于预设温度，则将调节阀的开度调小，使得更多的冷却水流经换热器加热，从而升高冷却水的温度。

本实施例介绍了高温冷却水供水总干路的温度调节方法，在高温冷却水供水支路有一旁通支路，旁通支路通过调节阀控制冷却水的流量。在高温冷却供水总干路上设有检测水温的感温包。因为高温冷却水路冷量只要求为低温冷却水路冷量的1/3～1/4，冷量较小，其需求水温一般小于30℃。而根据冷却机的使用场合，冷凝温度一般在45℃以上，足够将低温冷却水(20～22℃)升温到设定温度。当感温包检测到高温冷却水温与设定温度相近或相等(例如可设定±0.5℃)，可控制旁通水阀关闭。当冷凝热量过大，将冷却水温升高超过预设温度时，旁通支路的调节阀开启，使得高温冷却水与低温冷却水的混水达到预设温度，从而实现精准控温。

实施例3

本实施例提供一种电子设备，该设备用于双温控冷却系统的控制方法，所述电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够：通过感温包检测机组的高温冷却水供水总干路的冷却水温度；根据冷却水温度与预设温度的差值，调节调节阀的开度。

实施例4

本发明实施例提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实施方式中描述的技术方案。

本发明实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的双温控冷却系统的控制方法。

上述存储介质中存储有上述软件，该存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。

上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。

本发明实施例的电子设备以多种形式存在，包括但不限于:

(1)移动通信设备:这类设备的特点是具备移动通信功能，并且以提供话音、数据通信为主要目标。这类终端包括:智能手机(例如iPhone)、多媒体手机、功能性手机，以及低端手机等。

(2)超移动个人计算机设备:这类设备属于个人计算机的范畴，有计算和处理功能，一般也具备移动上网特性。这类终端包括:PDA、MID和UMPC设备等，例如iPad。

(3)便携式娱乐设备:这类设备可以显示和播放多媒体内容。该类设备包括:音频、视频播放器(例如iPod)，掌上游戏机，电子书，以及智能玩具和便携式车载导航设备。

(4)服务器:提供计算服务的设备，服务器的构成包括处理器、硬盘、内存、装置总线等，服务器和通用的计算机架构类似，但是由于需要提供高可靠的服务，因此在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面要求较高。

(5)其他具有数据交互功能的电子装置，例如电视机、车载大屏等。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种双温控冷却系统，其特征在于，所述双温控冷却系统包括：

换热器，设置在由蒸发器的低温冷却水供水回路引出的高温冷却水供水支路上，用于对所述蒸发器流出的低温冷却水进行加热；

所述换热器与冷凝器共用冷凝风机，所述冷凝器位于所述冷凝风机和所述换热器之间，所述冷凝风机的出风依次经过所述冷凝器和所述换热器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

调节阀，设置在所述高温冷却水供水支路的旁通支路上；

感温包，设置在所述所述高温冷却水供水支路与所述旁通支路合并后的高温冷却水供水总干路上，用于检测冷却水温度；其中，所述冷却水温度用于调节所述调节阀的开度。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，

所述调节阀所在的旁通支路，一端设置在所述蒸发器的低温冷却水供水回路上，另一端设置在所述高温冷却水供水总干路上。

4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

控制器，用于根据所述冷却水温度与预设温度的差值，调节所述调节阀的开度。

5.一种双温控冷却系统的控制方法，应用于权利要求1至4中任一项所述的双温控冷却系统，其特征在于，所述方法包括：

检测机组的高温冷却水供水总干路的冷却水温度；

根据所述冷却水温度与预设温度的差值，调节调节阀的开度。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述冷却水温度与预设温度的差值，调节调节阀的开度，包括：

计算所述冷却水温度与预设温度的差值；

如果所述差值超过预设值，且为负数，则关闭所述调节阀；

如果所述差值超过预设值，且为正数，则将所述调节阀开到最大；

如果所述差值未超过预设值，则确定与所述差值对应的调节幅度，按照所述调节幅度调节所述调节阀的开度。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述差值与所述调节幅度成正比。

8.一种双温控冷却机，其特征在于，所述双温控冷却机包括权利要求1至4中任一项所述的双温控冷却系统。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求5至7中任一项所述的方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求5至7中任一项所述的方法。

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