CN112050525A - 一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，涉及冷藏装置及冷藏温控技术领域。本发明中：主处理控制器根据层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的温度信息，分析当前层级降温槽内的降温衰减差。主处理控制器根据层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的间距尺寸以及当前层级降温槽内的降温衰减差，分析当前降温衰减差系数；主处理控制器根据当前降温衰减差系数，同步调节控制常态水箱冷却装置的降温制冷功率。本发明实现了层级化的降低后壳背侧集中热量对内部冷藏腔的热影响，也在满足内部冷藏腔温度需求前提下，动态化平衡水冷管道水冷功率和内围板制冷功率，实现内部冷藏腔的温控状态节能化。

Description

一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统
技术领域
本发明属于冷藏装置及冷藏温控技术领域，特别是涉及一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统。
背景技术
在现有冰箱、冰柜等制冷、冷藏设备中，其内部都设有用于制冷的压缩机，制冷压缩机一般都位于制冷装置的后背板的底部位置，一般都将冰箱、冰柜靠近墙边放置，后背侧的热量集中散热较慢，导致制冷设备的后侧板壳受到热量影响，虽然板块内部有着隔热材料，但冷藏内腔的温度仍一定程度受到后背板块热量的影响。
若是在冷藏内腔靠近后背板块的位置处增设辅助降温装置，虽然一定程度上弥补了后背板块外围集中热量对冷藏内腔的温度影响，但后背板块与冷藏内腔的直接接触化，热量传递过于直接，直接增加辅助制冷，热量阻隔、降低效率较低，增大了辅助制冷功耗。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，实现层级化的降低后壳背侧集中热量对内部冷藏腔的热影响，也在满足内部冷藏腔温度需求前提下，动态化平衡水冷管道水冷功率和内围板制冷功率，实现内部冷藏腔的温控状态节能化。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，装置部分中，包括制冷保温箱体，制冷保温箱体内设有内部冷藏腔，内部冷藏腔内存储冷藏物品，制冷保温箱体的一侧设有与制冷动力装置相接触的后侧热接触壳板。
制冷保温箱体的内部冷藏腔内设有层级降温槽；层级降温槽内设有位于后侧热接触壳板一侧的若干组常态水冷管道；常态水冷管道与相应的常态水箱冷却装置相连；层级降温槽内设有若干与成组的常态水冷管道交错设置的内层吸热板；层级降温槽的一侧设有内围蒸发器制冷面板；内围蒸发器制冷面板与相应的蒸发制冷装置相连。
作为本发明的一种优选技术方案，制冷保温箱体的内部冷藏腔内设置有用于传感监测内部冷藏腔内部实时冷藏温度的温度传感器；
常态水箱冷却装置内设有位于常态水冷管道出水侧位置的温度传感器；若干组常态水冷管道并联连通在同一常态水箱冷却装置上。
作为本发明的一种优选技术方案，内层吸热板的两端侧嵌入安装在后侧热接触壳板上；后侧热接触壳板内设置有用于传感监测内层吸热板实时温度的温度传感器。
作为本发明的一种优选技术方案，内层吸热板为铜合金材质板；内层吸热板通过密封圈结构无缝安装在层级降温槽的槽体内；常态水冷管道纵向密封安装在层级降温槽内。
一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，控制系统设有主处理控制器：
主处理控制器获取到常态水箱冷却装置的出水侧的温度传感器监测到常态水冷管道的初始水温信息以及维持该初始水温状态下的常态水箱冷却功率信息。
主处理控制器获取到层级降温槽内的每一个内层吸热板的温度传感器监测到各自内层吸热板的温度信息；。
主处理控制器获取到系统内预设定的内部冷藏腔所需的冷藏需求温度。
主处理控制器根据层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的温度信息，分析当前层级降温槽内的降温衰减差。
主处理控制器根据层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的间距尺寸以及当前层级降温槽内的降温衰减差，分析当前降温衰减差系数；
主处理控制器根据当前降温衰减差系数，同步调节控制常态水箱冷却装置的降温制冷功率。
主处理控制器根据与内围蒸发器制冷面板相邻的内层吸热板的温度信息以及冷藏需求温度，分析冷藏需求温差，同步调节控制内围蒸发器制冷面板所对应的制冷动力装置的制冷功率。
主处理控制器对常态水箱冷却装置的制冷功率以及内围蒸发器制冷面板的制冷功率进行对比分析，平衡调节两者制冷功率系数。
作为本发明的一种优选技术方案，设层级降温槽内的常态水冷管道共有N组，对应的内层吸热板的个数为N个；按照距离内围蒸发器制冷面板的距离，由远到近，若干内层吸热板的温度信息依次为W1、W2...Wn；则层级降温槽内存在降温衰减差为△W：
Figure BDA0002690247020000031
设层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的间距尺寸为L；则降温衰减系数λ＝△W/L；设常态水箱冷却装置的冷却功率为Pc，则存在P∝(1/λ)。
作为本发明的一种优选技术方案，设与内围蒸发器制冷面板相邻的内层吸热板的温度为Wn；设内部冷藏腔的冷藏需求温度为Wx；则制冷保温箱体的冷藏需求温差△Wc＝Wn-Wx；设内围蒸发器制冷面板对应的制冷功率为Pz，则存在Pz∝△Wc。
作为本发明的一种优选技术方案，主处理控制器监测到当前状态下的常态水箱冷却装置的冷却功率Pc以及内围蒸发器制冷面板对应的制冷功率Pz，对Pc与Pz的功率大小进行判断，线性化降低高输出功率设备上的制冷功率，同步线性化的提高低输出功率上的制冷功率，直至Pc与Pz的功率大小相同或Pc与Pz的功率大小处于一定比例系数范围内。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过在制冷保温箱体后侧的蒸发器所在后壳位置处设置多组常态化水冷管道以及内层吸热板，并同步设置内围蒸发器制冷面板，从多维方式对后壳背侧制冷装置散发出的热量进行密闭阻隔、冷却降温，层级化的降低后壳背侧集中热量对内部冷藏腔的热影响；
2、本发明通过对层级降温槽内的常态水冷管道水冷降温产生的降温衰减差以及降温衰减系数进行分析，匹配调节常态水冷管道所需的水冷冷却装置功率，并根据内部冷藏腔的冷藏需求温差系数，匹配调节内围蒸发器制冷面板所需的制冷功率，在满足内部冷藏腔温度需求前提下，动态化平衡水冷管道水冷功率和内围板制冷功率，实现内部冷藏腔的温控状态节能化。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中的层级化节能降温冷藏装置的结构示意图；
图2为本发明中的常态水冷管道与内层吸热板及相应温度监测的逻辑示意图；
图3为本发明中的降温衰减差、降温衰减系数的分析逻辑示意图；
图4为本发明中的冷藏需求温差及内围制冷面板的制冷功率调节逻辑示意图；
图5为本发明中常态水箱冷却功率与内围制冷面板制冷功率的功率平衡调节的分析逻辑示意图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-制冷保温箱体；2-后侧热接触壳板；3-内部冷藏腔；4-冷藏物品；5-层级降温槽；6-常态水冷管道；7-内层吸热板；8-内围蒸发器制冷面板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“后侧”、“下”、“顶”、“中”、“端”、“内”、“相邻”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例一
请参阅图1所示，本发明中公开了一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏装置。
在本发明装置中，包括整体化的制冷保温箱体1，制冷保温箱体1内设有内部冷藏腔3，内部冷藏腔3内用于存储需要冷藏的冷藏物品4。
制冷保温箱体1的后背侧包括后侧热接触壳板2，后侧热接触壳板2的下部位置设置制冷动力装置。
制冷保温箱体1的内部冷藏腔3内设有层级降温槽5，层级降温槽5内设有的若干组常态水冷管道6，若干组常态水冷管道6并排的位于后侧热接触壳板2的内侧方位。
常态水冷管道6与相应的常态水箱冷却装置相连，常态水箱冷却装置可以是外部独立式连接的水冷循环装置，也可以是与制冷保温箱体1一体化的水冷循环装置。
层级降温槽5内设有若干与成组的常态水冷管道6交错设置的内层吸热板7，内层吸热板7的两端侧嵌入安装在后侧热接触壳板2上，后侧热接触壳板2内设置有用于传感监测内层吸热板7实时温度的温度传感器。
同时，内层吸热板7采用铜合金材质板，用来吸收层级降温槽5内空气热量，并且内层吸热板7通过密封圈结构无缝安装在层级降温槽5的槽体内，也使得常态水冷管道6纵向密封安装在层级降温槽5内，保证整个层级降温槽5阻隔热量的整体密封性。
层级降温槽5的一侧设有内围蒸发器制冷面板8，内围蒸发器制冷面板8与相应的蒸发制冷装置相连。常态水冷管道、内围蒸发器制冷面板8对内部冷藏腔3进行温度冷却补偿。其中，内围蒸发器制冷面板8既作为冷却补偿机构，也是在制冷初始阶段的主要冷却机构。
制冷保温箱体1的内部冷藏腔3内设置有用于传感监测内部冷藏腔3内部实时冷藏温度的温度传感器；常态水箱冷却装置内设有位于常态水冷管道6出水侧位置的温度传感器；若干组常态水冷管道6并联连通在同一常态水箱冷却装置上。
请参阅图1、图2、图3、图4、图5，本发明对应其装置还涉及一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统。
控制系统设有主处理控制器，主处理控制器获取到常态水箱冷却装置的出水侧的温度传感器监测到常态水冷管道的初始水温信息以及维持该初始水温状态下的常态水箱冷却功率信息。
主处理控制器获取到层级降温槽内的每一个内层吸热板的温度传感器监测到各自内层吸热板的温度信息，主处理控制器获取到系统内预设定的内部冷藏腔所需的冷藏需求温度。
(一)降温衰减差的分析计算：
主处理控制器根据层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的温度信息，分析当前层级降温槽内的降温衰减差。
设层级降温槽内的常态水冷管道共有N组，对应的内层吸热板的个数为N个；按照距离内围蒸发器制冷面板的距离，由远到近，若干内层吸热板的温度信息依次为W1、W2...Wn；则层级降温槽内存在降温衰减差为△W：
Figure BDA0002690247020000081
(二)降温衰减差系数的分析计算：
主处理控制器根据层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的间距尺寸以及当前层级降温槽内的降温衰减差，分析当前降温衰减差系数。
设层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的间距尺寸为L，则降温衰减系数λ＝△W/L。
设常态水箱冷却装置的冷却功率为Pc，则存在P∝(1/λ)。
主处理控制器根据当前降温衰减差系数，同步调节控制常态水箱冷却装置的降温制冷功率。
(三)冷藏需求温差的分析计算：
主处理控制器根据与内围蒸发器制冷面板相邻的内层吸热板的温度信息以及冷藏需求温度，分析冷藏需求温差，同步调节控制内围蒸发器制冷面板所对应的制冷动力装置的制冷功率；
设与内围蒸发器制冷面板相邻的内层吸热板的温度为Wn，设内部冷藏腔的冷藏需求温度为Wx，则制冷保温箱体的冷藏需求温差△Wc＝Wn-Wx，设内围蒸发器制冷面板对应的制冷功率为Pz，则存在Pz∝△Wc。
(四)功率平衡状态分析：
主处理控制器对常态水箱冷却装置的制冷功率以及内围蒸发器制冷面板的制冷功率进行对比分析，平衡调节两者制冷功率系数。
主处理控制器监测到当前状态下的常态水箱冷却装置的冷却功率Pc以及内围蒸发器制冷面板对应的制冷功率Pz，对Pc与Pz的功率大小进行判断，线性化降低高输出功率设备上的制冷功率，同步线性化的提高低输出功率上的制冷功率，直至Pc与Pz的功率大小相同或Pc与Pz的功率大小处于一定比例系数范围内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏装置，装置部分中，包括制冷保温箱体(1)，所述制冷保温箱体(1)内设有内部冷藏腔(3)，所述内部冷藏腔(3)内存储冷藏物品(4)，所述制冷保温箱体(1)的一侧设有与制冷动力装置相接触的后侧热接触壳板(2)，其特征在于：
所述制冷保温箱体(1)的内部冷藏腔(3)内设有层级降温槽(5)；
所述层级降温槽(5)内设有位于后侧热接触壳板(2)一侧的若干组常态水冷管道(6)；
所述常态水冷管道(6)与相应的常态水箱冷却装置相连；
所述层级降温槽(5)内设有若干与成组的常态水冷管道(6)交错设置的内层吸热板(7)；
所述层级降温槽(5)的一侧设有内围蒸发器制冷面板(8)；
所述内围蒸发器制冷面板(8)与相应的蒸发制冷装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，其特征在于：
所述制冷保温箱体(1)的内部冷藏腔(3)内设置有用于传感监测内部冷藏腔(3)内部实时冷藏温度的温度传感器；
常态水箱冷却装置内设有位于常态水冷管道(6)出水侧位置的温度传感器；
若干组常态水冷管道(6)并联连通在同一常态水箱冷却装置上。
3.根据权利要求1所述的一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，其特征在于：
所述内层吸热板(7)的两端侧嵌入安装在后侧热接触壳板(2)上；
所述后侧热接触壳板(2)内设置有用于传感监测内层吸热板(7)实时温度的温度传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，其特征在于：
所述内层吸热板(7)为铜合金材质板；
所述内层吸热板(7)通过密封圈结构无缝安装在层级降温槽(5)的槽体内；
所述常态水冷管道(6)纵向密封安装在层级降温槽(5)内。
5.一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，控制系统设有主处理控制器，其特征在于：
主处理控制器获取到常态水箱冷却装置的出水侧的温度传感器监测到常态水冷管道的初始水温信息以及维持该初始水温状态下的常态水箱冷却功率信息；
主处理控制器获取到层级降温槽内的每一个内层吸热板的温度传感器监测到各自内层吸热板的温度信息；
主处理控制器获取到系统内预设定的内部冷藏腔所需的冷藏需求温度；
主处理控制器根据层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的温度信息，分析当前层级降温槽内的降温衰减差；
主处理控制器根据层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的间距尺寸以及当前层级降温槽内的降温衰减差，分析当前降温衰减差系数；
主处理控制器根据当前降温衰减差系数，同步调节控制常态水箱冷却装置的降温制冷功率；
主处理控制器根据与内围蒸发器制冷面板相邻的内层吸热板的温度信息以及冷藏需求温度，分析冷藏需求温差，同步调节控制内围蒸发器制冷面板所对应的制冷动力装置的制冷功率；
主处理控制器对常态水箱冷却装置的制冷功率以及内围蒸发器制冷面板的制冷功率进行对比分析，平衡调节两者制冷功率系数。
6.根据权利要求5所述的一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，其特征在于：
设层级降温槽内的常态水冷管道共有N组，对应的内层吸热板的个数为N个；
按照距离内围蒸发器制冷面板的距离，由远到近，若干内层吸热板的温度信息依次为W1、W2...Wn；
则层级降温槽内存在降温衰减差为△W：
Figure FDA0002690247010000031
设层级降温槽内的若干层级化设置的内层吸热板的间距尺寸为L；
则降温衰减系数λ＝△W/L；
设常态水箱冷却装置的冷却功率为Pc，则存在P∝(1/λ)。
7.根据权利要求5所述的一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，其特征在于：
设与内围蒸发器制冷面板相邻的内层吸热板的温度为Wn；
设内部冷藏腔的冷藏需求温度为Wx；
则制冷保温箱体的冷藏需求温差△Wc＝Wn-Wx；
设内围蒸发器制冷面板对应的制冷功率为Pz，则存在Pz∝△Wc。
8.根据权利要求5或6或7所述的一种基于传感分析的层级化节能降温冷藏控制系统，其特征在于：
主处理控制器监测到当前状态下的常态水箱冷却装置的冷却功率Pc以及内围蒸发器制冷面板对应的制冷功率Pz，对Pc与Pz的功率大小进行判断，线性化降低高输出功率设备上的制冷功率，同步线性化的提高低输出功率上的制冷功率，直至Pc与Pz的功率大小相同或Pc与Pz的功率大小处于一定比例系数范围内。
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