CN112902484B - 温度调控系统及温度调控方法 - Google Patents

温度调控系统及温度调控方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112902484B
CN112902484B CN202110179141.4A CN202110179141A CN112902484B CN 112902484 B CN112902484 B CN 112902484B CN 202110179141 A CN202110179141 A CN 202110179141A CN 112902484 B CN112902484 B CN 112902484B
Authority
CN
China
Prior art keywords
temperature
heat
heat exchanger
compressor
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110179141.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112902484A (zh
Inventor
李文博
胡文达
常鑫
曹小康
芮守祯
何茂栋
耿海东
刘紫阳
董春辉
宋朝阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Jingyi Automation Equipment Co Ltd
Original Assignee
Beijing Jingyi Automation Equipment Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Jingyi Automation Equipment Co Ltd filed Critical Beijing Jingyi Automation Equipment Co Ltd
Priority to CN202110179141.4A priority Critical patent/CN112902484B/zh
Publication of CN112902484A publication Critical patent/CN112902484A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112902484B publication Critical patent/CN112902484B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B7/00Compression machines, plants or systems, with cascade operation, i.e. with two or more circuits, the heat from the condenser of one circuit being absorbed by the evaporator of the next circuit
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19Pressures
    • F25B2700/193Pressures of the compressor
    • F25B2700/1931Discharge pressures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21Temperatures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

本发明涉及热交换技术领域,提供一种温度调控系统及温度调控方法。温度调控系统包括制冷系统与循环系统,制冷系统包括第一制冷系统和第二制冷系统,第一制冷系统包括连接形成循环的第一压缩机、第三换热器的放热侧、第一节流件和第一换热器的吸热侧,第二制冷系统包括连接形成循环的第二压缩机、第四换热器的放热侧、第二节流件和第三换热器的吸热侧,第一压缩机的出口端设有第一压力传感器,第三换热器的放热侧与第一换热器的吸热侧之间设有第四温度传感器;循环系统包括水箱和设于水箱内的加热器,水箱、负载装置与第一换热器的放热侧连接形成循环,水箱的出口端设有第一温度传感器。温度调控系统的结构简单、调控简便,有助于精确控温。

Description

温度调控系统及温度调控方法
技术领域
本发明涉及热交换技术领域,尤其涉及温度调控系统及温度调控方法。
背景技术
半导体温度调控系统作为生产半导体的辅助设备,在晶圆的制程工艺中要求保持恒定的温度输出,同时精度要求较高。随着科技的发展,在晶圆的制程工艺中对辅助设备的温度要求越来越低,半导体温度调控系统为了实现更低的温度一般采用复叠系统。半导体温度调控系统在不同工况下如何能保持恒定的温度输出,如何满足输出温度的精度要求,是亟待解决的问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种温度调控系统,结构简单、调控简便,有助于实现精确控温。
本发明还提出一种温度调控方法。
根据本发明第一方面实施例的温度调控系统,包括:
制冷系统,包括第一制冷系统和第二制冷系统,所述第一制冷系统包括连接形成循环回路的第一压缩机、第三换热器的放热侧、第一节流件和第一换热器的吸热侧,所述第二制冷系统包括连接形成循环回路的第二压缩机、第四换热器的放热侧、第二节流件和第三换热器的吸热侧,所述第一压缩机的出口端设有第一压力传感器,所述第三换热器的放热侧与第一换热器的吸热侧之间设有第四温度传感器;
循环系统,包括水箱和设于所述水箱内的加热器,所述水箱、负载装置与所述第一换热器的放热侧连接形成循环,所述水箱的出口端设有第一温度传感器。
根据本发明的一个实施例,所述第一换热器的放热侧与所述负载装置之间设有第二温度传感器。
根据本发明的一个实施例,所述第一换热器的放热侧与所述水箱的进口端之间设有第三温度传感器。
根据本发明的一个实施例,所述第一制冷系统还包括第二换热器,所述第二换热器的放热侧连接于所述第一压缩机与所述第三换热器的放热侧之间。
根据本发明第二方面实施例的温度调控方法,适用于如上所述的温度调控系统,包括:
获取所述第一压缩机的第一当前排气压力与第一当前排气温度中的至少一个;
控制所述第一压缩机的第一当前排气压力在第一设定排气压力,和/或,控制所述第一压缩机的第一当前排气温度在第一设定排气温度,以控制水箱的出口端循环液的温度维持在第一预设温度。
根据本发明的一个实施例,还包括:
获取所述第三换热器的放热侧出口端的第一制冷剂的第四当前温度;
通过调节所述第二制冷系统的制冷量,控制所述第三换热器的第四当前温度在第四预设温度,以控制水箱的出口端循环液的温度维持在第一预设温度。
根据本发明的一个实施例,所述通过调节所述第二制冷系统的制冷量,控制所述第三换热器的第四当前温度在第四预设温度的步骤中,包括:
调节所述第二压缩机的第二运行频率与所述第二节流件的开度中的至少一个。
根据本发明的一个实施例,所述控制所述第一压缩机的第一当前排气压力在第一设定排气压力,和/或,控制所述第一压缩机的第一当前排气温度在第一设定排气温度的步骤中,包括:
调节所述第一压缩机的第一运行频率和第一节流件的开度中的至少一个。
根据本发明的一个实施例,还包括:
基于所述水箱的出口端循环液的温度维持在第一预设温度,确定所述水箱的进口端循环液的温度维持在第三预设温度;
基于所述第三预设温度,确定所述第一制冷系统中第一换热器的吸热侧与放热侧的换热量。
根据本发明的一个实施例,所述基于所述第三预设温度,确定所述第一制冷系统中第一换热器的吸热侧与放热侧的换热量的步骤包括,
确定所述第一设定排气压力、第一设定排气温度与所述第一节流件的开度。
本发明实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果之一:
本发明实施例的温度调控系统,包括制冷系统和循环系统,制冷系统包括第一制冷系统和第二制冷系统,第一制冷系统用于与循环系统换热,第二制冷系统用于与第一制冷系统的冷凝器换热,以保证第一制冷系统的制冷效率,并适于调节第一制冷系统的制冷量;其中,第一制冷系统的制冷量得以调节,则第一制冷系统与循环系统的换热量发生变化,因此,调节第一制冷系统与第二制冷系统可实现精确调节循环系统中循环液温度的功能。其中,需要精确调控的循环液温度为水箱出口端的第一当前温度,通过第一温度传感器测得,与第二制冷系统中第二制冷剂换热后的第一制冷剂的温度通过第四温度传感器测得,第四温度传感器测得的第四当前温度会影响第一制冷剂与循环液的换热量;并且第一制冷系统的制冷量主要通过第一压缩机的运行频率进行调节,第一压缩机的运行频率可通过第一压缩机的出口端的第一当前排气压力表征,第一当前排气压力通过第一压力传感器测得,本实施例的温度调控系统的结构简单,调控简便。
进一步的,本发明实施例的温度调控方法,通过调节第一当前排气压力,使得第一当前排气压力维持在第一设定排气压力,控制循环液的第一当前温度维持在第一预设温度,调控简便、反应灵敏,有助于将第一当前温度精确控制在第一预设温度,以满足循环系统与负载装置的精确换热需求。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
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温度调控系统的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的温度调控方法的示意图;
附图标记:
COMP1:第一压缩机;COMP2:第二压缩机;
P1:第一压力传感器;P2:第二压力传感器;P3:第三压力传感器;
T1:第一温度传感器;T2:第二温度传感器;T3:第三温度传感器;T4:第四温度传感器;
HE1:第一换热器;HE2:第二换热器;HE3:第三换热器;HE4:第四换热器;
EEV1:第一节流件;EEV2:第二节流件;
V1:第一阀门;
TANK1:水箱;HT1:加热器;PUMP1:泵体;LG:液位传感器;FS1:出口流量传感器;
PCW:厂务侧;A:进口端;B:出口端;
Loading:负载装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不能用来限制本发明的范围。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置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实施例的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
在本发明实施例中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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实施例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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
本发明第一方面的实施例,参考图1所示,提供一种温度调控系统,包括:制冷系统和循环系统,制冷系统包括第一制冷系统和第二制冷系统,第一制冷系统包括连接形成循环回路的第一压缩机COMP1、第三换热器HE3的放热侧、第一节流件EEV1和第一换热器HE1的吸热侧,第二制冷系统包括连接形成循环回路的第二压缩机COMP2、第四换热器HE4的放热侧、第二节流件EEV2和第三换热器HE3的吸热侧,第一压缩机COMP1的出口端设有第一压力传感器P1,第三换热器HE3的放热侧与第一换热器HE1的吸热侧之间设有第四温度传感器T4;循环系统包括水箱TANK1和设于水箱TANK1内的加热器HT1,水箱TANK1、负载装置Loading与第一换热器HE1的放热侧连接形成循环,水箱TANK1的出口端设有第一温度传感器T1。
制冷系统中第一制冷系统与第二制冷系统的作用不同,第一制冷系统中的第一制冷剂与循环系统中的循环液通过第一换热器HE1进行换热,第二制冷系统中的第二制冷剂用于为第一制冷系统的第一制冷剂提供冷量,以调节第一制冷系统的换热效率。其中,第一制冷系统相当于低温级制冷系统,第二制冷系统相当于高温级制冷系统,两个制冷系统的制冷量可根据需要调节。
循环系统连接负载装置Loading,负载装置Loading与循环液进行换热,负载装置Loading的出口端的循环液温度升高,若制冷系统的制冷量不变,则会造成水箱TANK1的进口端温度升高,此时,则需要通过调节制冷系统的制冷量,对与负载装置Loading换热后的循环液进行温度调节(循环液在第一换热器HE1中进行放热),也就是控制水箱TANK1的进口端温度在一定温度范围波动,通过第一换热器HE1保证水箱TANK1的出口端循环液的温度在一定温度范围波动,并结合水箱TANK1中的加热器HT1,可对水箱TANK1中的循环液进行加热,以控制水箱TANK1的出口端温度稳定在给定的目标温度,保证水箱TANK1的出口端温度的控温精度,进而使循环液与负载装置Loading精确换热。
其中,第三换热器HE3的吸热侧作为第二制冷系统中的蒸发器,第三换热器HE3的放热侧作为第一制冷系统的冷凝器,第一制冷剂与第二制冷剂在第三换热器HE3中进行换热,以使第三换热器HE3的放热侧的出口端第一制冷剂的温度(也就是第一换热器HE1的吸热侧的进口端温度)维持在第四预设温度。其中,通过第四温度传感器T4测得第一制冷剂的第四当前温度,根据水箱TANK1出口端的循环液的第一预设温度以及负载装置Loading的出口端的第二当前温度,确定第一制冷剂的第四预设温度,并使得第一制冷剂的第四当前温度维持在第四预设温度,以控制水箱TANK1的进口端循环液温度维持在第三预设温度,进而水箱TANK1的出口端温度维持在第一预设温度,保证满足水箱TANK1输出的循环液温度的精度要求。其中,第四当前温度和第一压缩机COMP1的排气压力、排气温度受第二制冷系统提供冷量多少的影响。其中,第一压缩机COMP1的排气压力通过第一压缩机COMP1的出口端的第一压力传感器P1测得。
具体的,参考图1中可以看出,通过第一温度传感器T1测得水箱TANK1出口端的第一当前温度,第三温度传感器T3测得水箱TANK1进口端的第三当前温度,当第三当前温度变化时,第一当前温度也跟随变化。第三当前温度是循环液经过第一换热器HE1的放热侧与第一制冷剂换热获得,当第一换热器HE1的吸热侧进口端的第四当前温度稳定,且第一换热器HE1的吸热侧出口端温度稳定时,则第一制冷剂与循环液的换热量稳定,若第二当前温度稳定,则第三当前温度稳定。在实际生产过程中,第三当前温度会随着负载装置Loading出口端的第二当前温度的变化而变化,则需要调节制冷系统的运行状态。
为了实现节能目标并实现压缩机的连续控制,第一压缩机COMP1和第二压缩机COMP2均使用变频器控制。
本实施例的温度调控系统,能耗显著降低,空载时第一压缩机COMP1和第二压缩机COMP2的工作频率均保持在低频段,另外将水箱TANK1中加热器HT1的加热量控制在较小的范围内,内部能量损耗较少,能耗降低;并且,其温控精度极大的提高,满足空载状态的温度精度为±0.1℃以内,加载状态的温控精度为±1℃以内。本实施例的温度调控系统,适用于超低温半导体温控过程,通过控制水箱TANK1出口端的第一当前温度、水箱TANK1进口端的第三当前温度、第一压缩机COMP1的排气压力和排气温度以及第三换热器HE3的放热侧出口端的第四当前温度,实现水箱TANK1出口端的循环液恒温度输出。其中,控制方法可采用PID控制,但不限于该控制方法。
可以理解的是,参考图1所示,第一换热器HE1的放热侧与负载装置Loading之间设有第二温度传感器T2,第二温度传感器T2用于检测第二当前温度,第二当前温度为循环液与负载装置Loading换热后的温度。若第二当前温度升高相对于第二预设温度升高,则需要增大第一制冷剂与循环液的换热量,也就是增加第一制冷系统与循环系统的换热量,以使水箱TANK1进口端的循环液保持在第三预设温度。
其中,增加第一制冷系统提供的冷量的方式包括如下至少一种:
第一,提高第一压缩机COMP1的第一运行频率;
第二,增大第一节流件EEV1的开度;
第三,增加第二制冷系统与第一制冷系统的换热量,以提升第一制冷剂的热利用率。
可以理解的是,参考图1所示,第一换热器HE1的放热侧与水箱TANK1的进口端之间设有第三温度传感器T3,第三温度传感器T3用于监测水箱TANK1进口端的循环液的第三当前温度,通过准确监测第三当前温度,可根据第三当前温度及时对制冷系统和水箱TANK1中的加热器HT1的运行状态进行调节。
当第三当前温度低于第三预设温度,则可以减少制冷系统的制冷量或增大加热器HT1的加热量;其中,减少制冷系统的制冷量可以通过减小第一压缩机COMP1的第一运行频率、减小第一节流件EEV1的开度,或通过减小第二压缩机COMP2的第二运行频率、减小第二节流件EEV2的开度。当第三当前温度高于第三预设温度,则可以增加制冷系统的制冷量或停止加热器HT1加热;其中,增加制冷系统的制冷量可以通过增大第一压缩机COMP1的第一运行频率、增大第一节流件EEV1的开度,或通过增大第二压缩机COMP2的第二运行频率、增大第二节流件EEV2的开度。
可以理解的是,参考图1所示,第一制冷系统还包括第二换热器HE2,第二换热器HE2的放热侧连接于第一压缩机COMP1与第三换热器HE3的放热侧之间。第二换热器HE2相当于第一制冷系统中的预冷器,对第一压缩机COMP1排出的第一制冷剂进行预换热,第二换热器HE2与第三换热器HE3配合对第一制冷剂进行两级降温。
其中,第二换热器HE2的吸热侧与厂务侧PCW连通,第二换热器HE2通过与厂务侧PCW的冷流体进行换热降温,结构简单,充分利用制冷系统的热量。其中,厂务侧PCW的进口端A与厂务侧PCW的出口端B,通过第二换热器HE2的吸热侧连通。
第四换热器HE4的吸热侧也与厂务侧PCW连通。第四换热器HE4与厂务侧PCW的冷流体进行换热降温,结构简单,充分利用制冷系统的热量。其中,厂务侧PCW的进口端A与厂务侧PCW的出口端B,通过第四换热器HE4的吸热侧连通。
参考图1所示,第一压缩机COMP1的进口端连接有第二压力传感器P2,第二压力传感器P2用于监测第一压缩机COMP1的进气压力,通过进气压力与排气压力可监测第一压缩机COMP1的运行状态,以及第一换热器HE1的吸热侧的换热状况。
其中,上述实施例中的第一预设温度、第二预设温度、第三预设温度和第四预设温度均可以为温度数值或温度范围,具体可根据需要选择。
参考图1所示,水箱TANK1连接有液位传感器LG,以方便监测水箱TANK1的液位高度。水箱TANK1连接有第一出水管路和第二出水管路,第一出水管路连接有泵体PUMP1,保证出水动力,第二出水管路连接有第一阀门V1,第一阀门V1开闭以通断调节第二出水管路,第一出水管路与第二出水管路汇集到总管路上,总管路连接第一温度传感器T1和出口流量传感器FS1,以监测水箱TANK1的第一当前温度和出水量;总管路还连接有第三压力传感器P3,监测出水压力。总管路与制冷系统之间连接负载装置Loading。
其中,水箱TANK1中的加热器HT1可以为加热管、加热棒或加热带等结构。
本发明第二方面的实施例,参考图1和图2所示,提供一种温度调控方法,适用于上述实施例中的温度调控系统,包括:
步骤110,获取第一压缩机COMP1的第一当前排气压力与第一当前排气温度中的至少一个;
第一当前排气压力通过安装在第一压缩机COMP1的出口端的第一压力传感器P1测得,第一当前排气温度可以通过安装在第一压缩机COMP1的出口端的温度传感器测得(图中未示意),一般情况下,监测排气压力的精确度会高于监测排气温度,因此,一般获取第一压缩机COMP1的第一当前排气压力,通过压力变化对第一制冷系统的运行状态进行监测。
步骤120,控制第一压缩机COMP1的第一当前排气压力在第一设定排气压力,和/或,控制第一压缩机COMP1的第一当前排气温度在第一设定排气温度,以控制水箱TANK1的出口端循环液的温度维持在第一预设温度。
控制第一当前排气压力与第一当前排气温度,也就是控制第一压缩机COMP1的运行频率。通过调控第一压缩机COMP1的运行状态,以将水箱TANK1出口端循环液的温度维持在第一预设温度,达到精确控制水箱TANK1出口端循环液的温度的目的。
控制第一当前排气压力与第一当前排气温度均是通过调节第一压缩机COMP1的第一运行频率实现,排气压力与排气温度为两种测量参数。一般情况下,测量排气压力的精确度更高,多采用获取和调控第一当前排气压力的方式。第一当前排气压力通过第一压缩机COMP1出口端的第一压力传感器P1测得。
其中,第一设定排气压力与第一设定排气温度均为预先经过试验得出的数据,也就是不同的第一当前温度、第二当前温度和第四当前温度,对应不同的第一压缩机COMP1运行状态。第一设定排气压力和第一设定排气温度均可以为一个数值或一个范围值,具体可根据需要确定。第一预设温度也可以为一个数值或一个范围值,具体可根据需要确定。
本实施例的温度调控方法,为了实现节能并且快速满足在不同工况下循环系统对第一制冷系统的制冷量的需求,本方法以第一压缩机COMP1的第一当前排气压力作为控制目标,达到精确控制水箱TANK1出口端循环液的第一当前温度的目的。
可以理解的是,温度调控方法还包括:
步骤210,获取第三换热器的放热侧出口端的第一制冷剂的第四当前温度;
其中,第四当前温度通过第三换热器HE3与第一换热器HE1之间的第四温度传感器T4测得。
为了控制循环液保持在第一预设温度,则需要保证水箱TANK1进口端的循环液保持在第三预设温度,第三预设温度受负载装置Loading出口端的第二当前温度和循环液在第一换热器HE1中的换热量影响,第一换热器HE1的换热量与第四当前温度相关,因此,获取并调控第四当前温度,会影响水箱TANK1出口端循环液的温度控制精度。
步骤220,通过调节第二制冷系统的制冷量,控制第三换热器的第四当前温度在第四预设温度,以控制水箱TANK1的出口端循环液的温度维持在第一预设温度。
第三换热器HE3的放热侧出口端的第一制冷剂的第四当前温度进行前馈,再结合第一压缩机COMP1的第一运行频率的调节,有助于保证第一制冷系统与循环液的换热量在预设范围内,以精确控制第三当前温度。其中,第一压缩机COMP1的第一运行频率调节能够直接快速的调节第一制冷系统的制冷量,对于第三当前温度的调节更加快捷且准确,有助于第三当前温度快速达到第三预设温度。
需要说明的是,还可以将第一压缩机COMP1的排气压力或排气温度作为前馈,再结合第四当前温度的调节,来调控第三当前温度。
可以理解的是,步骤220中,也就是通过调节第二制冷系统的制冷量,控制第三换热器的第四当前温度在第四预设温度的步骤中,包括:
调节第二压缩机COMP2的第二运行频率与第二节流件EEV2的开度中的至少一个。
其中,由于第二制冷系统为第一制冷系统提供冷量,调节第四当前温度,可通过调节第二制冷系统的制冷量实现。也就是调节第二压缩机COMP2的第二运行频率(可通过第二压缩机COMP2的出口端的排气压力或排气温度表征)及第二节流件EEV2的开度,保证第二制冷系统向第一制冷系统提供的冷量实时满足第一制冷系统的冷量要求。
调节压缩机的运行频率及节流件的开度均能影响制冷系统的换热效率,具体可根据需要选择。
可以理解的是,步骤120中,也就是控制第一压缩机COMP1的第一当前排气压力在第一设定排气压力,和/或,控制第一压缩机COMP1的第一当前排气温度在第一设定排气温度的步骤中,包括:
调节第一压缩机COMP1的第一运行频率和第一节流件EEV1的开度中的至少一个。
第一当前排气压力与第一当前排气温度主要受到第一压缩机COMP1的第一运行频率影响,调节第一运行频率,可快速、准确调节第一当前排气压力和第一当前排气温度。第一当前排气压力与第一当前排气温度还会受到第一压缩机COMP1的进口端的进气压力与进气温度影响,第一压缩机COMP1的进气条件受到第一制冷剂在第一换热器HE1中的换热量影响,其中,换热量受到第一换热器HE1中第一制冷剂的流量、流速等条件影响,也就是第一当前排气压力与第一当前排气温度也受到第一节流件EEV1的开度影响。
可以理解的是,温度调控方法还包括:
步骤310,基于水箱TANK1的出口端循环液的温度维持在第一预设温度,确定水箱TANK1的进口端循环液的温度维持在第三预设温度;
第三当前温度会直接影响第一当前温度,若水箱TANK1中加热器HT1不进行加热,则第一当前温度与第三当前温度基本一致;若水箱TANK1中的加热器HT1需要加热,则加热功率与加热时间均是根据第三当前温度与第一预设温度确定,以保证精确调控第一当前温度。其中,为了降低系统的能耗,尽量减少加热器HT1的加热量,将第三当前温度控制在第三预设温度。
步骤320,基于第三预设温度,确定第一制冷系统中第一换热器HE1的吸热侧与放热侧的换热量。
第三当前温度会受到循环液在第一换热器HE1中的换热量影响,也会受到循环液的第二当前温度影响,第二当前温度变化,则循环液在第一换热器HE1中的换热量需要随之变化,因此,要保证第三当前温度维持在第三预设温度,则需要调节第一换热器HE1的吸热侧与放热侧的换热量,也就是需要调节第一制冷剂与循环液的换热量。
可以理解的是,步骤320中,也就是,基于第三预设温度,确定第一制冷系统中第一换热器HE1的吸热侧与放热侧的换热量的步骤包括,
确定第一设定排气压力、第一设定排气温度与第一节流件EEV1的开度。
调节第一制冷剂与循环液的换热量,可通过调节第一制冷剂的压力、温度和流量实现,也就是通过调节第一压缩机COMP1的第一运行频率与第一节流件EEV1的开度实现,调节方式简便且能够快速达到第一制冷剂所需的条件。
当第一换热器HE1的放热侧的入口的第二当前温度升高,控制第一当前排气压力增大,第四当前温度升高,第二压缩机COMP2的第二当前排气压力增大;当第二当前温度降低,控制第一当前排气压力降低,第四当前温度降低,第二当前排气压力降低。
由图1可以看出,当水箱TANK1进口端的循环液的第三当前温度波动时,会影响水箱TANK1出口端的第一当前温度波动,本方法以水箱TANK1进口端的第三当前温度为控制目标,通过调节第一压缩机COMP1的第一运行频率和第一节流件EEV1的开度,保证水箱TANK1进口端的第三当前温度在一定范围内波动。控制方法可以为但不限于PID控制/PID加前馈控制/先进控制算法等方式。
上述实施例中,第一预设温度、第二预设温度、第三预设温度和第四预设温度均可以为温度数值或温度范围,具体可根据需要设定。
以上实施方式仅用于说明本发明,而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换,都不脱离本发明技术方案的精神和范围,均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种温度调控系统,其特征在于,包括:
制冷系统,包括第一制冷系统和第二制冷系统,所述第一制冷系统包括连接形成循环回路的第一压缩机、第三换热器的放热侧、第一节流件和第一换热器的吸热侧,所述第二制冷系统包括连接形成循环回路的第二压缩机、第四换热器的放热侧、第二节流件和第三换热器的吸热侧,所述第一压缩机的出口端设有第一压力传感器,所述第三换热器的放热侧与第一换热器的吸热侧之间设有第四温度传感器;
循环系统,包括水箱和设于所述水箱内的加热器,所述水箱、负载装置与所述第一换热器的放热侧连接形成循环,所述水箱的出口端设有第一温度传感器;
还包括第一控制器和第二控制器,
获取所述第一压缩机的第一当前排气压力与第一当前排气温度中的至少一个;
所述第一控制器控制所述第一压缩机的第一当前排气压力在第一设定排气压力,和/或,所述第一控制器控制所述第一压缩机的第一当前排气温度在第一设定排气温度,以控制水箱的出口端循环液的温度维持在第一预设温度;
获取第三换热器的放热侧出口端的第一制冷剂的第四当前温度;
通过调节所述第二制冷系统的制冷量,所述第二控制器控制所述第三换热器的第四当前温度在第四预设温度,以调节所述第一当前排气压力。
2.根据权利要求1所述的温度调控系统,其特征在于,所述第一换热器的放热侧与所述负载装置之间设有第二温度传感器。
3.根据权利要求1所述的温度调控系统,其特征在于,所述第一换热器的放热侧与所述水箱的进口端之间设有第三温度传感器。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的温度调控系统,其特征在于,所述第一制冷系统还包括第二换热器,所述第二换热器的放热侧连接于所述第一压缩机与所述第三换热器的放热侧之间。
5.一种温度调控方法,其特征在于,适用于权利要求1至4中任意一项所述的温度调控系统,包括:
所述通过调节所述第二制冷系统的制冷量,控制第三换热器的第四当前温度在第四预设温度的步骤中,包括:
调节所述第二压缩机的第二运行频率与所述第二节流件的开度中的至少一个。
6.根据权利要求5所述的温度调控方法,其特征在于,所述控制所述第一压缩机的第一当前排气压力在第一设定排气压力,和/或,控制所述第一压缩机的第一当前排气温度在第一设定排气温度的步骤中,包括:
调节所述第一压缩机的第一运行频率和第一节流件的开度中的至少一个。
7.根据权利要求5或6所述的温度调控方法,其特征在于,还包括:
基于所述水箱的出口端循环液的温度维持在第一预设温度,确定所述水箱的进口端循环液的温度维持在第三预设温度;
基于所述第三预设温度,确定所述第一制冷系统中第一换热器的吸热侧与放热侧的换热量。
8.根据权利要求7所述的温度调控方法,其特征在于,所述基于所述第三预设温度,确定所述第一制冷系统中第一换热器的吸热侧与放热侧的换热量的步骤包括,
确定所述第一设定排气压力、第一设定排气温度与所述第一节流件的开度。
CN202110179141.4A 2021-02-09 2021-02-09 温度调控系统及温度调控方法 Active CN112902484B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110179141.4A CN112902484B (zh) 2021-02-09 2021-02-09 温度调控系统及温度调控方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110179141.4A CN112902484B (zh) 2021-02-09 2021-02-09 温度调控系统及温度调控方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112902484A CN112902484A (zh) 2021-06-04
CN112902484B true CN112902484B (zh) 2022-09-16

Family

ID=76123101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110179141.4A Active CN112902484B (zh) 2021-02-09 2021-02-09 温度调控系统及温度调控方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112902484B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114396733A (zh) * 2021-12-31 2022-04-26 北京京仪自动化装备技术股份有限公司 温控系统的控制方法及温控系统
CN115167561B (zh) * 2022-06-30 2023-11-17 北京京仪自动化装备技术股份有限公司 一种宽温域复叠温控系统及温控方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101457964B (zh) * 2009-01-08 2011-05-04 南京大学 具有测试功能的蓄冷空调系统
CN103868265B (zh) * 2014-03-03 2016-02-24 北京自动化技术研究院 一种具有蓄冷/蓄热功能的温控装置
CN110187726B (zh) * 2019-05-17 2020-08-18 安徽京仪自动化装备技术有限公司 一种用于半导体温控装置的温度控制算法
CN209992873U (zh) * 2019-05-17 2020-01-24 安徽京仪自动化装备技术有限公司 一种半导体温控装置测试平台
CN111121360A (zh) * 2019-12-30 2020-05-08 海信容声(广东)冷柜有限公司 一种冷柜以及控制方法
CN111562801B (zh) * 2020-07-14 2020-10-23 北京京仪自动化装备技术有限公司 循环液温度调节方法、循环液温度调节控制装置及系统
CN112306116B (zh) * 2020-10-29 2022-02-18 北京京仪自动化装备技术有限公司 半导体温控系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN112902484A (zh) 2021-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112414000B (zh) 一种温控系统及其控制方法
CN112902484B (zh) 温度调控系统及温度调控方法
CN112965546B (zh) 一种用于半导体温度控制的温控系统及温控方法
WO2014113397A1 (en) Air cooled chiller with heat recovery
CN109341122B (zh) 一种制冷系统和控制方法
CN112856845A (zh) 一种宽温域温控装置及其控制方法
CN112965547B (zh) 温控系统
CN112611140A (zh) 温控装置及方法
CN115185309A (zh) 换电站的热管理系统、方法及装置、设备及存储介质
CN109883086B (zh) 空调器的冷却系统、空调器及控制方法
CN109341121B (zh) 一种制冷系统和控制方法
KR20100063680A (ko) 흡수 냉각기에서 온도를 제어하기 위한 방법 및 시스템
CN113613459A (zh) 一种冷却系统、电子设备及其控制方法
CN211372807U (zh) 一种半导体温控装置制冷系统
JP2001311567A (ja) 冷凍装置およびそれを用いた環境試験装置
CN218781453U (zh) 冷却系统以及空调机组
CN115167561B (zh) 一种宽温域复叠温控系统及温控方法
CN112414001B (zh) 一种半导体用温控系统及其控制方法
CN109341126B (zh) 一种制冷系统和控制方法
CN209085106U (zh) 一种制冷系统
CN115289704B (zh) 温控装置和温控方法
CN221076840U (zh) 一种具有高精度温度和流量调节的液冷装置
CN115289703B (zh) 温控方法
CN214371031U (zh) 一种极高极低温度控制系统
CN217785532U (zh) 温度调节系统及调节设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 100176 block a, building 14, yard 8, Liangshuihe 2nd Street, Beijing Economic and Technological Development Zone, Daxing District, Beijing

Applicant after: Beijing Jingyi automation equipment Technology Co.,Ltd.

Address before: 3 / F, block a, 14 / F, courtyard 8, Liangshuihe 2nd Street, Daxing Economic and Technological Development Zone, Beijing 100176

Applicant before: BEIJING JINGYI AUTOMATION EQUIPMENT Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant