CN112653293B - 控温设备、电机冷媒冷散热方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及控温设备相关技术领域,具体涉及一种控温设备、电机冷媒冷散热方法、装置、设备和存储介质。本申请提供的控温设备,包括:控温设备本体,和与所述控温设备本体相连接的所述控温设备的控制单元;所述控温设备本体包括;主路冷媒管、电机和与所述主路冷媒管连通用于分流所述主路冷媒管内冷媒的支路冷媒管;所述支路冷媒管分布在所述电机的表面,为所述电机散热;所述支路冷媒管上设置有辅助膨胀阀;所述控制单元连接所述辅助膨胀阀,用于通过调节所述辅助膨胀阀的开度以调节所述电机的实际温度。
Description
技术领域
本发明涉及控温设备相关技术领域,具体涉及一种控温设备、电机冷媒冷散热方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
目前,市场上的大部分户式机等制冷设备所使用的电机在高速运行时,其绕组温度长期会达到90℃上下,根据温度梯度数据来推断,电机壳表面温度至少在80℃以上。而此时电机所处的环境温度在70-80℃,外机壳与环境温度没有太大差别会导致电机无法散热。而电机绕组长期工作在90℃会严重损耗绕组的材料,影响电机的运行寿命。
在这种情况下,一般的散热方法都已失效,由于电机周围长期处于超高温的风量包围中,无法建立散热温度梯度场,热量无从传递,致使电机在高温的环境中运行,影响电机的运行寿命。
发明内容
有鉴于此,提供一种控温设备、电机冷媒冷散热方法、装置、设备和存储介质,以解决相关技术中由于电机周围长期处于超高温的风量包围中,无法建立散热温度梯度场,热量无从传递,致使电机在高温的环境中运行,影响电机的运行寿命的问题。
本发明采用如下技术方案:
本申请提供一种控温设备,包括:
控温设备本体,和与所述控温设备本体相连接的所述控温设备的控制单元;
所述控温设备本体包括;主路冷媒管、电机和与所述主路冷媒管连通用于分流所述主路冷媒管内冷媒的支路冷媒管;所述支路冷媒管分布在所述电机的表面,为所述电机散热;所述支路冷媒管上设置有辅助膨胀阀;
所述控制单元连接所述辅助膨胀阀,用于通过调节所述辅助膨胀阀的开度以调节所述电机的实际温度。
可选的,所述支路冷媒管呈螺旋状均匀分布在电机底面。
可选的,所述电机底面设置有刻槽,支路冷媒管嵌于所述刻槽中。
可选的,所述支路冷媒管与所述刻槽之间填充散热硅蜡以提高所述支路冷媒管与所述刻槽之间导热性能。
可选的,所述控温设备为冰箱、空调。
可选的,还包括固定在电机上包裹所述支路冷媒管的外罩。
本申请提供一种电机冷媒冷散热方法,应用于如本申请提供的控温设备,包括:
采集所述电机的实际温度;
基于实际温度控制所述辅助膨胀阀的开度,控制所述电机的实际温度处于预设温度区间。
可选的,所述控温设备的主路冷媒管上设置有主膨胀阀,主膨胀阀的口径大于辅助膨胀阀的口径;所述电机冷媒冷散热方法还包括:
获取所述主膨胀阀开度;
控制所述辅助膨胀阀开度随所述主膨胀阀开度变化。
可选的,所述基于实际温度控制所述辅助膨胀阀的开度,控制所述电机的实际温度处于预设温度区间包括:
基于预设公式确定辅助膨胀阀的开度:所述预设公式为:
其中,ΔB为待确定的辅助膨胀阀的开度;B1为主膨胀阀开度;Δt为预设的的周期;Tf为主膨胀阀开度节流前温度;Tb为主膨胀阀开度节流后温度;ΔT=TO-TO1;TO为电机的实际温度;TO1为预设的电机危险点温度;
控制所述辅助膨胀阀的开度开度为ΔB。
本申请提供一种电机冷媒冷散热装置,应用于如本申请提供的控温设备的控制单元,所述控制装置包括:
采集模块,采集所述电机的实际温度;
控制模块,基于实际温度控制所述辅助膨胀阀的开度,控制所述电机的实际温度处于预设温度区间。
本申请提供一种电机冷媒冷散热设备,设置在如本申请提供的控温设备的所述控制单元中包括:
处理器和存储器,所述处理器与存储器通过通信总线相连接:
其中,所述处理器,用于调用并执行所述存储器中存储的程序;
所述存储器,用于存储程序,所述程序至少用于执行本申请提供的电机冷媒冷散热方法。
本申请提供一种存储介质,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如本申请提供的电机冷媒冷散热方法的各个步骤。
本发明采用以上技术方案中,通过支路冷媒管的冷媒进行电机温度的控制,由于冷媒的温度较低,通过冷媒进行散热,可避免现有散热方式下,电机周围温度对电机散热的影响。本申请提供的方案中通过控制单元调节所述辅助膨胀阀的开度以调节通过的冷媒,进而调节所述电机的实际温度,实现了调节电机温度的功能。进一步的,通过调节电机温度保证电机稳定散热的同时避免电机过度散热发生表面低温凝露的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中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是本发明实施例提供的一种控温设备的部分结构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种控温设备的部分结构示意图;
图3是本发明实施例提供的一种电机冷媒冷散热方法的流程示意图;
图4是本发明实施例提供的一种电机冷媒冷散热装置的结构示意图。
图5是本发明实施例提供的一种电机冷媒冷散热设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
首先对本发明实施例的应用场景进行说明,目前,市场上的大部分户式机等制冷设备所使用的电机在高速运行时,其绕组温度长期会达到90℃上下,根据温度梯度数据来推断,电机壳表面温度至少在80℃以上。而此时电机所处的环境温度在70-80℃,外机壳与环境温度没有太大差别会导致电机无法散热。而电机绕组长期工作在90℃会严重损耗绕组的材料,影响电机的运行寿命。本申请针对这一问题提出了对应的解决方案。
实施例
图1是本发明实施例提供的一种控温设备的部分结构示意图;图2是本发明实施例提供的一种控温设备的部分结构示意图;参照图1和图2,本发明实施例提供的一种控温设备,包括:
控温设备本体,和与所述控温设备本体相连接的所述控温设备的控制单元;
所述控温设备本体包括;主路冷媒管4、电机1和与所述主路冷媒管4连通用于分流所述主路冷媒管4内冷媒的支路冷媒管2;所述支路冷媒管2分布在所述电机1的表面,为所述电机1散热;所述支路冷媒管2上设置有辅助膨胀阀21;
所述控制单元连接所述辅助膨胀阀21,用于通过调节所述辅助膨胀阀21 的开度以调节所述电机1的实际温度。
本发明采用以上技术方案中,通过支路冷媒管2的冷媒进行电机1温度的控制,由于冷媒的温度较低,通过冷媒进行散热,可避免现有散热方式下,电机1周围温度对电机1散热的影响。本申请提供的方案中通过控制单元调节所述辅助膨胀阀21的开度以调节通过的冷媒,进而调节所述电机1的实际温度,实现了调节电机1温度的功能。进一步的,通过调节电机1温度保证电机1稳定散热的同时避免电机1过度散热发生表面低温凝露的风险。
需要说明的是,在进行冷热交换的过程中,支路冷媒管2与电机1的接触面积与支路冷媒管2和电机1之间的热交换能力成正比,所以增大支路冷媒管 2与电机1的接触面积,可以提述支路冷媒管2和电机1之间的热交换能力,增强电机1的散热能力。因此本申请提供的方案中,支路冷媒管2呈螺旋状均匀分布在电机1底面。
进一步的,所述电机1底面设置有刻槽,支路冷媒管2嵌于所述刻槽中。具体的,支路冷媒管2呈螺旋状均匀分布在电机1底面的刻槽,可以进一步的增加电机1底面与支路冷煤管的接触面积。
进一步的,为了增强支路冷煤管与电机1底面的热交换能力,还可以在所述支路冷媒管2与所述刻槽之间填充散热硅蜡以提高所述支路冷媒管2与所述刻槽之间导热性能。
本发明的核心是在冷凝器集液管处设计支路,支路冷媒管2均匀分布在电机1底面,其中电机1底部表面有呈螺旋状均匀分布刻槽,支路冷媒管2涂抹散热硅蜡嵌于刻槽中,与电机1表面接触。机组工作时,支路冷媒管2引入冷媒流向电机1底面,支路节流冷媒从支路冷媒管2一端进入,从电机1表面流过,利用节流前冷媒与电机1表面温度差实现冷媒与电机1表面进行换热。冷媒通过支路冷媒管2另一端流出重新进入冷媒系统中。电机1底部装入外罩3,外罩3与电机1外用螺钉连接固定,以保护电机1散热冷媒绕管。控制单元基于对应的控制策略根据电机1的表面温度控制电子膨胀阀开度以控制流向电机 1表面冷媒流量,进而控制电机1的实际温度。
具体的,所述控温设备可以但不限于为冰箱、空调。进一步控温设备可以为户式机。
图3是本发明实施例提供的一种电机1冷媒冷散热方法的流程示意图;参照图3,本申请提供的电机1冷媒冷散热方法,应用于如本申请提供的所述的控温设备,电机1冷媒冷散热方法包括:
S301,采集所述电机1的实际温度;
S302,基于实际温度控制所述辅助膨胀阀21的开度,控制所述电机1的实际温度处于预设温度区间。
如此设置,将电机1的实际温度控制与预设温度区间,避免电机1温度过高进而影响电机1的使用寿命,也可以避免电机1温度过低,防止出现导致电机1凝露问题。
进一步的,所述控温设备的主路冷媒管4上设置有主膨胀阀41,主膨胀阀 41的口径大于辅助膨胀阀21的口径;所述电机1冷媒冷散热方法还包括:
S303,获取所述主膨胀阀41开度;
S304,控制所述辅助膨胀阀21开度随所述主膨胀阀41开度变化。
需要说明的是,辅助膨胀阀21口径选型要比主膨胀阀41小一个等级,主膨胀阀41的开度是根据机组冷媒过热度/过冷度以及目标值计算得出,刚好具备节流降压能力。辅助膨胀阀21按照主膨胀阀41开度同口径比例,也刚好具备节流降压能力。
需要说明的是,结合步骤S302和S304的控制策略,所述基于实际温度控制所述辅助膨胀阀21的开度,控制所述电机1的实际温度处于预设温度区间包括:
基于预设公式确定辅助膨胀阀21的开度:所述预设公式为:
控制所述辅助膨胀阀21的开度开度为ΔB。
其中,ΔB为待确定的辅助膨胀阀21的开度;B1为主膨胀阀41开度;α为主膨胀阀41口径、β为辅助膨胀阀21的口径;Δt为预设的的周期;Tf为主膨胀阀41节流前温度;Tb为主膨胀阀41节流后温度;ΔT=TO-TO1;TO为电机1 的实际温度;TO1为预设的电机1危险点温度。
需要说明的是,当计算出来的辅助膨胀阀21的开度大于辅助膨胀阀21的最大开度时,应该依照辅助膨胀阀21的最大开度去调节。
基于上述公式,的部分,可以使得待确定的辅助膨胀阀21的开度随主膨胀阀41的开度按比例进行调节。即:随着主膨胀阀41开度的增大的减小,辅助膨胀阀21的开度等比例的增大和减小。需要说明的是,仅仅基于主膨胀阀 41开度变化调节辅助膨胀阀21的开度,无法调节电机1的实际温度。所以基于公式部分,进行进一步的调节,其中,主膨胀阀41节流前温度为 42℃左右,主膨胀阀41节流后温度为24℃左右。Δt为预设的的周期,可以是预设个数的传感器采集数据数据的周期,ΔT=TO-TO1;TO为电机1的实际温度; TO1为预设的电机1危险点温度。在实际应用中,TO1可以设定为90摄氏度,TO为电机1的实际温度,以电机1的实际温度为80摄氏度为例进行说明:若电机1 的实际温度TO增加,ΔT会减小,此时的值变大,ΔB变大,即辅助膨胀阀21的开度变大,增加与电机1进行热交换的冷媒量提高电机1的散热能力,电机1的实际温度越高,辅助膨胀阀21的开度越大,散热能力越强避免电机1温度过高。同理,当电机1的实际温度变小时,辅助膨胀阀21的开度变小,减小与电机1进行热交换的冷媒量降低电机1的散热能力,电机1的实际温度越低,辅助膨胀阀21的开度越小,散热能力越弱避免电机1温度过低。防止因为电机1温度过高,表面低温凝露的风险。
图4是本发明实施例提供的一种电机1冷媒冷散热装置的结构示意图。参照图4,本申请提供的电机1冷媒冷散热装置,应用于如本申请提供的控温设备的控制单元,所述控制装置包括:
采集模块401,采集所述电机1的实际温度;
控制模块402,基于实际温度控制所述辅助膨胀阀21的开度,控制所述电机1的实际温度处于预设温度区间。
图5是本发明实施例提供的一种电机1冷媒冷散热设备的结构示意图。参照图5,本申请提供一种电机1冷媒冷散热设备,设置在如本申请提供的控温设备的所述控制单元中包括:
处理器51和存储器52,所述处理器51与存储器52通过通信总线相连接:
其中,所述处理器51,用于调用并执行所述存储器52中存储的程序;
所述存储器52,用于存储程序,所述程序至少用于执行本申请提供的电机 1冷媒冷散热方法。
本申请还提供一种存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如本申请提供的电机1冷媒冷散热方法的各个步骤。
可以理解的是,上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考,在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是,在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA) 等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (11)
1.一种控温设备,其特征在于,包括:
控温设备本体,和与所述控温设备本体相连接的所述控温设备的控制单元;
所述控温设备本体包括;主路冷媒管、电机和与所述主路冷媒管连通用于分流所述主路冷媒管内冷媒的支路冷媒管;所述支路冷媒管分布在所述电机的表面,为所述电机散热;所述支路冷媒管上设置有辅助膨胀阀;
所述控制单元连接所述辅助膨胀阀,用于通过调节所述辅助膨胀阀的开度以调节所述电机的实际温度;
所述控制单元,用于采集所述电机的实际温度;基于实际温度控制所述辅助膨胀阀的开度,控制所述电机的实际温度处于预设温度区间;
其中,所述基于实际温度控制所述辅助膨胀阀的开度,控制所述电机的实际温度处于预设温度区间包括:
基于预设公式确定辅助膨胀阀的开度:所述预设公式为:
其中,ΔB为待确定的辅助膨胀阀的开度;B1为主膨胀阀开度;Δt为预设的周期;Tf为主膨胀阀开度节流前温度;Tb为主膨胀阀开度节流后温度;ΔT=TO-TO1;TO为电机的实际温度;TO1为预设的电机危险点温度;
控制所述辅助膨胀阀的开度为ΔB。
2.根据权利要求1所述控温设备,其特征在于,所述支路冷媒管呈螺旋状均匀分布在电机底面。
3.根据权利要求1或2所述控温设备,其特征在于,所述电机底面设置有刻槽,支路冷媒管嵌于所述刻槽中。
4.根据权利要求3所述控温设备,其特征在于,所述支路冷媒管与所述刻槽之间填充散热硅蜡以提高所述支路冷媒管与所述刻槽之间导热性能。
5.根据权利要求1所述控温设备,其特征在于,所述控温设备为冰箱、空调。
6.根据权利要求1所述控温设备,其特征在于,还包括固定在电机上包裹所述支路冷媒管的外罩。
8.根据权利要求7所述电机冷媒冷散热方法,其特征在于,所述控温设备的主路冷媒管上设置有主膨胀阀,主膨胀阀的口径大于辅助膨胀阀的口径;
所述电机冷媒冷散热方法还包括:
获取所述主膨胀阀开度;
控制所述辅助膨胀阀开度随所述主膨胀阀开度变化。
10.一种电机冷媒冷散热设备,其特征在于,设置在如权利要求1~6任一项所述的控温设备的所述控制单元中包括:
处理器和存储器,所述处理器与存储器通过通信总线相连接:
其中,所述处理器,用于调用并执行所述存储器中存储的程序;
所述存储器,用于存储程序,所述程序至少用于执行权利要求7~8任一项所述的电机冷媒冷散热方法。
11.一种存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时,实现如权利要求7~8任一项所述的电机冷媒冷散热方法的各个步骤。
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