CN113720031A - 一种带过冷增焓的双通道温控装置、控制方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种本申请提供一种双通道温控装置、控制方法及电子设备，双通道温控装置包括低温通道制冷系统、高温通道制冷系统、过冷换热器，所述高温通道制冷系统包括高温通道压缩机、高温通道蒸发器、高温通道水箱、高温通道冷凝器、高温通道蒸发器、高温通道主路膨胀阀、高温通道主路压力传感器、高温通道蒸发器出口温度传感器，所述低温通道制冷系统包括低温通道吸气压力传感器、低温通道吸气温度传感器、低温通道膨胀阀。通过将高温通道制冷系统分出一路蒸发器，对低温通道制冷系统的液体进行过冷增焓，提高低温通道制冷系统的单位制冷量。

Description

一种带过冷增焓的双通道温控装置、控制方法及电子设备

技术领域

本申请涉及半导体制造领域，具体涉及一种带过冷增焓的双通道温控装置、控制方法及电子设备。

背景技术

在半导体存储芯片制造工艺中，刻蚀制程中，刻蚀设备使用专用温控装置，通过持续往加工装置的内部流道中通入恒温循环液来实时控制加工腔内温度。

随着3D NAND工艺的发展，存储芯片的刻蚀过程中，需要在不同温度下执行刻蚀的各个过程。加工腔内温度切换时间影响着芯片的加工周期，快速的温度切换可有效提升芯片加工效率。

为了降低温度切换时间，目前采用的通用方法为温控装置使用冷、热两路循环液，刻蚀设备配备切换装置，切换装置根据加工腔需要的温度，选择两路循环液的其中一路进入加工腔，完成芯片加工环境温度控制，另一路循环液在切换装置内通过旁通管路返回。

随着目前存储芯片工艺的发展，对温控装置的低温通道的制冷量需求逐渐增加，目前先进存储芯片的刻蚀制程，所需的温控装置低温通道所需的低温范围在-20～-40℃左右，高温通道温控范围在10～90℃，低温通道在-40～-20℃的工况下，对于目前较常用的R404a，R410a等中温制冷剂，其低温工况COP较低，提高制冷量需要压缩机输入功率较高，导致低温通道压缩机规格普遍较大，制冷系统的成本及能耗也较高。

发明内容

本申请旨在提供一种双通道温控装置、控制方法及电子设备，通过将高温通道制冷系统分出一路蒸发器，对低温通道制冷系统的液体进行过冷增焓，提高低温通道制冷系统的单位制冷量。

根据本申请的一方面，提出一种带过冷增焓的双通道温控装置，其特征在于，包括低温通道制冷系统、高温通道制冷系统、过冷换热器，所述高温通道制冷系统包括高温通道压缩机、高温通道蒸发器、高温通道水箱、高温通道冷凝器、高温通道蒸发器、高温通道主路膨胀阀、高温通道主路压力传感器、高温通道蒸发器出口温度传感器，所述低温通道制冷系统包括低温通道吸气压力传感器、低温通道吸气温度传感器、低温通道膨胀阀，其中：

所述高温通道制冷系统在液体管路引出高温通道支路；

所述过冷换热器分别连入低温通道液体管路和所述高温通道支路；

所述高温通道支路在经过过冷换热器后回到所述高温压缩机吸气管路。

根据一些实施例，前述装置还包括：

过冷换热器膨胀阀，设置于所述高温通道支路，并与所述过冷换热器串联；

蒸发压力调节阀，设置于所述高温通道蒸发器出口与所述过冷换热器出口管汇入所述高温通道压缩机吸气管路的汇入点之间。

根据一些实施例，前述装置还包括：

高温通道主路压力传感器、高温通道蒸发器出口温度传感器、高温通道吸气压力传感器和高温通道吸气温度传感器，所述高温通道吸气压力传感器设置于所述过冷换热器出口与所述过冷换热器出口管汇入所述压缩机吸气管路的汇入点之间，所述高温通道吸气温度传感器设置于所述过冷换热器出口管汇入所述压缩机吸气管路的汇入点与所述高温通道压缩机吸气管路之间。

根据一些实施例，前述装置还包括：

高温通道热气旁通调节阀连入所述高温通道冷凝器入口与所述高温通道蒸发器入口之间的支路。

根据本申请的另一方面，提供一种用于前述装置的控制方法，包括：

通过调节所述高温通道热气旁通调节阀，控制高温通道蒸发器出口管路的蒸汽温度，使得高温通道吸气管路的蒸发温度不高于低温通道冷凝器制冷剂液体出口温度。

根据一些实施例，前述方法还包括：

所述通过调节所述高温通道热气旁通调节阀，控制高温通道蒸发器出口管路的蒸汽温度，包括：

根据所述高温通道主路压力传感器的压力测量值，计算得到对应的蒸发温度Te2’；

调节所述高温通道热气旁通调节阀，使得Te2’＝MIN(PV2’,n)-K；

其中PV2’为所述高温通道水箱入口的实际温度测量值，n取值为低温通道冷凝器冷却水入口温度，K为常量。

根据一些实施例，前述方法还包括：

采集所述高温通道吸气压力传感器的测量值，计算此处蒸汽的蒸发温度Te3’；

根据低温通道出口温度设定值SV1，设定相应的蒸发温度Te3’目标值为Te3。

调节所述蒸发压力调节阀，控制所述高温通道吸气压力传感器处的压力，使此处蒸汽的蒸发温度Te3’与目标值Te3一致。

根据一些实施例，前述方法还包括：

根据所述低温通道吸气压力传感器的测量值，计算对应的蒸发温度；

根据所述低温通道吸气温度传感器的测量值，计算此处管路的蒸汽的过热度SH1’；

过热度SH1’的目标值为SH1，设定SH1范围在a到b之间；

根据过热度目标值SH1的范围，调节所述低温通道膨胀阀的开度。

根据一些实施例，前述方法还包括：

根据过热度目标值SH1的范围，调节低温通道膨胀阀的开度，包括：

当所述过热度SH1’低于下限值a时，逐步增加所述低温通道膨胀阀的开度；

当所述过热度SH1’高于上限值b时，逐步减小所述低温通道膨胀阀开度。

根据一些实施例，前述方法还包括：

根据所述高温通道主路压力传感器的测量值，计算对应的蒸发温度；

根据所述高温通道蒸发器出口温度传感器的测量值，计算此处管路的蒸汽的过热度SH2’；

过热度SH2’的目标值为SH2，设定SH2的下限值为c；

根据过热度目标值SH2的范围，调节所述高温通道主路膨胀阀的开度。

根据一些实施例，前述方法还包括：

根据过热度目标值SH2的范围，调节高温通道主路膨胀阀的开度，包括：

当所述过热度计算值SH2’低于下限值c时，逐步增加所述高温通道主路膨胀阀的开度。

根据本申请的另一方面，提供一种电子设备，包括：

存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法中任一项所述的方法。

根据本申请示例实施例，通过在高温制冷系统分出支路节流并对低温通道制冷剂液体降温，提高制冷剂过冷度，增大单位质量制冷量，使温控装置低温通道制冷能力提高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1示出根据本申请示例实施例的双通道温控系统原理图。

图2示出根据本申请示例实施例的双通道温控系统控制方法。

图3示出根据本申请另一示例实施例的双通道温控系统控制方法。

图4示出根据本申请另一示例实施例的双通道温控系统控制方法。

图5示出根据本申请另一示例实施例的双通道温控系统控制方法。

图6示出根据本申请另一示例实施例的双通道温控系统控制方法。

图7示出根据一示例性实施例的一种电子设备的框图。

附图标记说明：

1低温通道压缩机； 2低温通道冷凝器；

3过冷换热器； 19高温通道蒸发器出口温度传

4节流前温度传感器； 感器；

5低温通道膨胀阀； 20蒸发压力调节阀；

6低温通道蒸发器； 21高温通道吸气压力传感器；

7低温通道吸气压力传感器； 22高温通道吸气温度传感器；

8低温通道吸气温度传感器； 23过冷换热器膨胀阀；

9低温通道水箱入口温度传 24高温通道热气旁通调节阀；感器； 25高温通道压缩机；

10低温通道水箱； 26高温通道水箱；

11低温通道循环泵； 27高温通道循环泵；

12低温通道出口温度传感器； 28高温通道出口温度传感器；

13低温通道回口温度传感器； 29高温通道回口温度传感器；

14低温通道加热器； 30高温通道水箱入口温度传感

15高温通道冷凝器； 器；

16高温通道主路膨胀阀； 31高温通道加热器；

17高温通道蒸发器； 32通道切换装置。

18高温通道主路压力传感器；

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本申请将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应理解，虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语限制。这些术语乃用以区分一组件与另一组件。因此，下文论述的第一组件可称为第二组件而不偏离本申请概念的教示。如本文中所使用，术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一个及一或多者的所有组合。

本领域技术人员可以理解，附图只是示例实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的，因此不能用于限制本申请的保护范围。

随着目前存储芯片工艺的发展，对温控装置的低温通道的制冷量需求逐渐增加，目前采用的温控装置使用冷、热两路循环液，并配备切换装置，切换装置根据加工腔需要的温度，选择两路循环液的其中一路进入加工腔，完成芯片加工环境温度控制，另一路循环液在切换装置内通过旁通管路返回。

目前采用以上装置的低温通道工况能效比输出较低，提高制冷量需要压缩机输入功率较高，导致低温通道压缩机规格普遍较大，制冷系统的成本及能耗也较高。

为了解决以上问题，本申请提供一种半导体刻蚀设备用双通道温控装置，由高温通道制冷系统在液路引出支路，并串联过冷换热器，过冷换热器分别连接低温通道液体管路和高温通道支路，并回到压缩机吸气管路。

由于刻蚀设备需要根据加工腔内需求温度，选择某一通道进入加工腔，另外一个通道旁通运行，处于低负载状态运行，鉴于此特征，本申请提供的温控装置，通过将高温通道制冷系统分出一路蒸发器，对低温通道制冷系统的液体进行过冷增焓，提高低温通道制冷系统的单位制冷量。

进一步地，本申请提供了一种用于双通道温控装置的控制方法，根据刻蚀工艺的特点，可降低温控装置整体的成本及功耗。

以下结合附图对本申请实施例进行说明。

图1示出根据本申请示例实施例的双通道温控系统原理图。

温控装置分为低温通道和高温通道。低温通道包括两个部分，一个是制冷系统，例如氟利昂制冷系统，包含低温回路压缩机1、低温回路冷凝器2、过冷换热器3、节流前温度传感器4、低温回路膨胀阀5、低温回路蒸发器6、低温回路吸气压力传感器7、低温回路吸气温度传感器8；二是载冷剂循环系统，包含低温回路水箱入口温度传感器9、低温回路水箱10、低温回路循环泵11、低温回路出口温度传感器12、低温回路回口温度传感器13、低温回路加热器14。

高温通道包括两个系统，一个是制冷系统，例如氟利昂制冷系统，包含高温回路冷凝器15、高温回路主路膨胀阀16、高温回路蒸发器17、高温回路主路压力传感器18、高温回路蒸发器出口温度传感器19、蒸发压力调节阀20、高温回路吸气压力传感器21、高温回路吸气温度传感器22、过冷换热器膨胀阀23、高温回路热气旁通调节阀24、高温回路压缩机25；二是循环系统，包含高温回路水箱26、高温回路循环泵27、高温回路出口温度传感器28、高温回路回口温度传感器29、高温回路水箱入口温度传感器30、高温回路加热器31。还包括通道切换装置32，高温通道与低温通道通过通道切换装置32进行切换。

温控装置利用低温通道制冷系统提供制冷量，在蒸发器6中制冷剂与低温循环介质换热，循环介质经过水箱10，循环泵11后，然后经过加热器14进行精确控温后，通过温度传感器12处进入通道切换装置32。

在半导体制程中，刻蚀设备给定温控装置的低温通道温度值SV1，给定高温通道温度值SV2。根据温度传感器12的测量值PV1与设定值SV1的差异，温控装置调节低温制冷系统的制冷量，使温度传感器9处降温达到设定值，经过加热器14精确调温后，使PV1与SV1实时保持一致。类似地，高温通道的温度控制原理与此相同。

根据循环介质流量，以及加热器功率，对温度传感器9和温度传感器30设定合理的目标值SV1’和SV2’，使两通道加热器在PID50％左右输出量时可以使液体从SV1’加热到SV1(从SV2’加热到SV2)。即正常运行中加热器在中间功率工作，便于上下调节输出，达到出口温度的精确温控。

进一步地，根据低温通道中温度传感器9处设定值与测量值的差异，使用PID算法调节膨胀阀5的开度，使温度传感器9处测量值与设定值一致。温度传感器9处达到设定值，对应有电子膨胀阀最大开度m。PID输出量为0％，对应膨胀阀5开度0；PID输出量100％，对应膨胀阀5开度m。

同理，高温通道中，根据温度传感器30处的测量值与目标值差异，高温通道制冷系统通过调节高温通道主路膨胀阀16，热气旁通阀24，控制蒸发器17中的换热量，从而调节温度传感器30的温度，循环介质再经过加热器31的精确控温后，使温度传感器28处测量值PV2与高温通道设置值SV2一致。

切换装置32的工作原理为，循环泵分别将循环液泵入通道切换装置32中，其中一路循环进入刻蚀设备加工腔内吸收刻蚀过程中的热量，使加工腔内温度恒定，液体返回切换装置后返回原循环通道；另一路循环液直接在切换装置中返回原循环系统。

根据切换装置32的工作原理，当低温通道进入加工腔控温时，高温通道无热负荷。所以当低温通道内热负荷升高到一定程度后，可以将高温通道中过冷换热器膨胀阀23开启，蒸发压力调节阀20启用调节，使过冷换热器3内高温通道制冷剂对低温通道内液体制冷剂进行过冷，提高低温制冷系统循环的单位质量制冷量，进而提高蒸发器6内换热量，实现更高的制冷量输出，以满足高负荷需求。

在实际加工环境中，高温通道出口温度设定值上限可达到80或90℃，无外部热负荷时蒸发器17内需求的制冷剂流量极小，若此时过冷换热器内换热量需求没有或较小时，会导致高温压缩机吸气压力低，压缩比大，压缩机功耗增加，且膨胀阀16和膨胀阀23的调节对蒸发器17内换热影响较大，使温度传感器30位置控温精度变差。

解决以上问题可通过调节高温通道热气旁通调节阀，控制高温通道蒸发器出口的蒸汽温度不高于一定的温度阈值，防止高温通道高温工况下吸气管温度过高，低温通道制冷剂液体在过冷换热器中吸热升温；同时通过提高吸气管路的压力，防止高温压缩机吸气压力过低，压缩比增大，压缩机功耗增加。

当低温通道进入加工腔后，高温通道处于低负载工况运行，仅需少量制冷剂流量即可满足高温通道控温需求，此工况下将高温通道主要制冷量输出进行低温通道制冷剂的过冷，以提高低温通道制冷系统输出。

以下结合附图对本申请实施例的双通道温控方案进行说明。

图2示出根据本申请示例实施例的双通道温控系统控制方法。该方法可实现前述通过调节所述高温通道热气旁通调节阀来控制高温通道蒸发器出口管路的蒸汽温度。

在S201，获取高温通道主路压力传感器处对应的蒸发温度。

在示例实施例中，根据所述高温通道主路压力传感器的压力测量值，计算得到对应的蒸发温度Te2’。

在S203，根据获取的蒸汽温度，调节所述高温通道热气旁通调节阀。

根据示例实施例，例如通过PID算法调节热气旁通阀24，使得Te2’＝MIN(PV2’,n)-K。

热气旁通阀调节的目标可参考Te2’＝MIN(PV2’,n)-K，K为常量，可取值为10，其中MIN为取二者中的最小值，PV2’为温度传感器30的实际测量值，通过控制此处的蒸发温度，可保证中低温工况下吸气有合适的过热度；

n可取值与冷凝器2入口冷却水温度一致，可保证压力传感器21处蒸发温度一定不高于冷凝器2制冷剂液体出口温度，防止高温通道高温工况下吸气管温度过高，低温通道制冷剂液体在过冷换热器中吸热升温，使电子膨胀阀5入口管道内液体可能出现闪发蒸汽，闪发蒸汽的存在会直接影响制冷剂的节流，使节流受到损失。

在冷凝器里，制冷剂是降温过程，冷却水是升温过程，所以从冷凝器2到过冷换热器3的制冷剂温度一定是高于冷凝器2入口冷却水温度n的。通过公式Te2’＝MIN(PV2’,n)-K，控制Te2’比n至少低K度。

一般来说，冷却水是17度左右进冷凝器，20-23℃左右出；制冷剂是80℃左右进冷凝器，26-30℃左右出冷凝器。制冷剂出冷凝器的温度，一般会比冷却水出口温度都高3-5℃，所以制冷剂出口温度一定是比冷却水入口温度高的。

根据一些实施例，以上控制方法还可包括调节所述蒸发压力调节阀，控制高温通道吸气的蒸发温度，具体可包括如下过程。

采集所述高温通道吸气压力传感器21的测量值，计算此处蒸汽的蒸发温度Te3’；

根据低温通道出口温度设定值SV1，设定相应的蒸发温度Te3’目标值为Te3。

调节所述蒸发压力调节阀20，控制所述高温通道吸气压力传感器21处的压力，使此处蒸汽的蒸发温度Te3’与目标值Te3一致。

采集压力传感器21的测量值，计算此处蒸发温度Te3’；根据低温通道出口温度不同的设定值SV1，进行设备调试，对应不同SV1，给定相应合适的目标值Te3。通过调节蒸发压力调节阀20，使测量值Te3’与目标值Te3一致。

制冷循环中相同蒸发压力下制冷剂的过热温度与饱和温度之差称为过热度。增加过热度会导致蒸发器“挨饿(starve)”。蒸发器“挨饿”意味着只有部分蒸发器充有制冷剂液滴。膨胀阀通过蒸发器末端的过热度变化来控制阀门流量，防止出现蒸发器面积利用不足和敲缸现象。

以下结合附图3和附图4来说明本申请通过调节低温通道和高温通道膨胀阀，来分别控制低温通道和高温通道的蒸汽过热度方法。

图3示出根据本申请另一示例实施例的双通道温控系统控制方法。

在S301，计算低温通道吸气压力传感器处的蒸发温度。

根据所述低温通道吸气压力传感器的测量值，计算对应的蒸发温度。根据一些实施例，根据压力传感器7测量值，计算对应的蒸发温度，蒸发温度为液体到气体的沸点温度，一定的压力对应一定的沸点温度也就是蒸发温度。

在S303，计算过热度，根据所述低温通道吸气温度传感器的测量值，计算此处管路的蒸汽的过热度SH1’。

从水和水蒸汽的性质来说，过热度指的是过热蒸汽温度减去对应压力下的饱和温度。饱和温度是指液体和蒸汽处于动态平衡状态，即饱和状态时所具有的温度。饱和状态时，液体和蒸汽的温度相等。饱和温度一定时，饱和压力也一定；反之，饱和压力一定时，饱和温度也一定。压力升高，会在新的温度下形成新的动态平衡状态。物质的某一饱和温度必对应于某一饱和压力。

在S305，调节低温通道膨胀阀，控制低温通道蒸汽过热度。

过热度SH1’的目标值为SH1，设定SH1范围在a到b之间；根据过热度目标值SH1的范围，调节所述低温通道膨胀阀的开度。

根据一些实施例，根据温度传感器8测量值，计算此处管路过热度SH1，设定过热度SH1的范围(a,b)，根据此范围，调节低温通道膨胀阀的开度。

增加膨胀阀的开度，则阀后压力变小，蒸发温度变低，那么过热度就会升高，反之亦然。当SH1低于下限值a时，逐步增加电子膨胀阀5的开度，当SH1高于上限值b时，逐步减小电子膨胀阀5开度。考虑温控装置低温通道控制SV1温控下限一般在-40～-20℃，a一般取值10-15℃，b根据循环介质在最大负荷时的温升情况，一般取值30～50℃。

图4示出根据本申请另一示例实施例的双通道温控系统控制方法。

在S401，计算高温通道主路压力传感器处的蒸发温度；

此步骤与图3中S301类似，在此不再赘述。

在S403，计算过热度，根据高温通道蒸发器出口温度传感器的测量值，计算此处管路的蒸汽的过热度SH2’。

同理，根据压力传感器18和温度传感器19的测量值计算此处过热度SH2’，对应调节电子膨胀阀16开度

在S405，调节高温通道膨胀阀，控制高温通道蒸汽过热度。

根据一些实施例，过热度SH2’的目标值为SH2，设定SH2的下限值为c；根据过热度目标值SH2的范围，调节高温通道主路膨胀阀的开度。

根据一些实施例，SH2’的下限值c一般设置5℃左右，当过热度计算值SH2’低于下限值c时，逐步增加所述高温通道主路膨胀阀的开度。

由于电子膨胀阀23和过冷换热器3的通路存在，高温通道压缩机25吸气口温度可以通过开启膨胀阀23进行降温，SH2’可不设定上限值，后续通过电子膨胀阀23开度进行压缩机吸气口温度调节。

根据本申请的系统和方法设计原理，当低温通道进入加工腔控温时，高温通道无热负荷。当低温通道内热负荷升高到一定程度后，除了蒸发压力调节阀20启用调节，还可以将高温通道中过冷换热器膨胀阀23开启，使过冷换热器3内高温通道制冷剂对低温通道内液体制冷剂进行过冷。

在以上过程中，为了保证过冷换热器3里面，高温通道的气体比低温通道的液体温度低，采用以下控制方法，可以防止低温通道的液体在换热器3里面吸热升温，液体升温使过冷度减小，当液体升温过多时，可能会出现闪发蒸汽，导致温控精度下降。

同时通过调节过冷换热器膨胀阀23，控制高温通道蒸汽过热度，保护压缩机不出现带液压缩。

以下结合附图对本申请上述控制方法进行说明。

图5示出根据本申请另一示例实施例的双通道温控系统控制方法。

在S501，获取低温通道制冷系统的负载输出。

根据一些实施例，低温通道的电子膨胀阀PID输出量，范围是0％-100％，可以作为对应时刻，低温通道制冷系统的负载输出百分比。

在S503，获取高温通道压缩机吸气管路的蒸汽过热度SH2。

根据一些实施例，采集压力传感器21的测量值，计算此处蒸发温度Te2，根据温度传感器22的值和Te2，计算此处过热度SH2。

在S505，判断低温通道制冷系统的负载输出高于负载阈值例如50％时，逐步增大或调小所述过冷换热器膨胀阀的开度，控制高温通道蒸汽过热度SH2在一定范围内。

50％这个值是根据经验定的。高温和低温的系统容量匹配不同时，这个界限可以是40％或者60％，这个50％也可以用x％表示，具体定多少值，可根据样机调试找到合理的值。

当低温通道PID高于50％时，膨胀阀23可开启，使高温通道制冷剂液体进入过冷换热器3内换热，降低低温通道在换热器3中的液体温度。提高低温通道4处的液体过冷度。根据温度传感器22的值和Te2，计算此处过热度SH2，周期性增大或调小电子膨胀阀23开度，控制SH2大概在3～8℃范围内。

SH2高于8度，可每5秒把膨胀阀23的开度增大0.2％，直至SH2低于8度才停止；当低于3度，可每5秒减小0.2％，直至SH2大于3度。控制过热度，使压缩机入口维持3-8℃的过热度，是保护压缩机不会出现带液压缩。

图6根据本申请另一示例实施例的双通道温控系统控制方法。

在S601，获取低温通道制冷系统的负载输出；

此步骤与图5中S501类似，在此不再赘述。

在S603，采集所述高温通道吸气温度传感器的测量值；

采集温高温通道吸气温度传感器22的测量值，作为以下步骤的判断条件。

在S605，判断所述低温通道制冷系统的负载输出低于负载阈值且所述高温通道吸气温度传感器的测量值高于温度阈值时，逐步增大所述过冷换热器膨胀阀的开度，控制所述高温通道吸气温度低于所述温度阈值。

当低温通道PID低于50％时，表示低温通道热负荷比较小，无需高温通道的制冷剂通过过冷换热器3对低温通道液体进行过冷，正常情况下过冷换热器膨胀阀23应该保持关闭。

如果高温通道运行10摄氏度，那么18,19处的温度就0度左右，不需要开膨胀阀23。只要膨胀23阀打开，经过23进入3的一定是低温气体，低温通道在3里面的液体只会降温，不会升温。

当高温通道运行高温工况时，比如60℃，17→18→19→20→22这条流向上的气体温度也会很高，可能在50℃左右。如果此时23膨胀阀是关闭的，23→3→21这条支路里的气体是不流动的，气体温度是和2→3→4的液体温度接近，大概在20℃左右。可能会出现换热器3里的静止气体和22处的气体混合，都达到50℃，进而给低温通道的液体加热。这种情况，只出现在23膨胀阀不打开并且是高温通道运行的温度比较高的情况下。

为了防止出现以上情况的出现，可既判断低温通道制冷系统的负载输出低于50％，又判断高温通道吸气温度传感器22的测量值高于温度阈值例如15℃时，才逐步增大过冷换热器膨胀阀3的开度。

当低温通道调节电子膨胀阀5的PID输出量<50％时，采集温度传感器22的测量值，当温度值高于温度阈值例如15℃时，逐步增大电子膨胀阀23的开度，使温度传感器22处温度控制在15℃以下。

15℃是根据常用的冷却水温度得来的，常用冷却水入口温度大概17℃左右，温度传感器22处温度控制在比冷却水温度低一些，例如低2度。如果检测到22点温度高于15度，就每2秒把膨胀阀23的开度增大0.1％，直至22点温度低于15度。

当低温通道PID高于50％时，高温通道可打开膨胀阀23，高温通道的液体进入过冷换热器3给低温通道提供过冷度。实际情况是当PID高于50％时，温度传感器22点温度一定是低于15℃的。

低温通道PID高于50％，那么膨胀阀23一定会打开，而且由于PID输出量和膨胀阀5的开度比例是正向的，那么如果PID高于50％，膨胀阀5也是在最大开度的50％以上，2→3→4的流量是比较高，23膨胀阀要想冷却这些液体，23的开度也比较大才行。膨胀阀有最大开度值，一般PID输出的0-100％，就是对应膨胀阀开度的0-最大开度。

同时，当低温通道高负荷时，高温通道一定是低负荷，所以16→17→18的制冷剂流量比较小，就是18点气体温度高，但是流量小，所以21→22的低温高流量气体会把18→22的高温低流量其他冷却下来。

通过以上方法控制温度传感器22点的温度，保证换热器3里面，高温通道的气体比低温通道的液体温度低，防止低温通道的液体在换热器3里面吸热升温，液体升温会导致过冷度减小，升温多，进而出现闪发蒸汽，导致温控精度下降。

应清楚地理解，本申请描述了如何形成和使用特定示例，但本申请不限于这些示例的任何细节。相反，基于本申请公开的内容的教导，这些原理能够应用于许多其它实施例。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤被实现为由CPU执行的计算机程序。在该计算机程序被CPU执行时，执行本申请提供的上述方法所限定的上述功能的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

此外，需要注意的是，上述附图仅是根据本申请示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

通过对示例实施例的描述，本领域技术人员易于理解，根据本申请实施例的双通道温控装置和控制方法至少具有以下优点中的一个或多个。

根据示例实施例，通过在高温通道制冷系统引出支路，并串联过冷换热器，在不增大压缩机容量的条件下，通过高温制冷系统分出支路节流并对低温通道制冷剂液体降温，提高制冷剂过冷度，增大单位质量制冷量，使温控装置低温通道制冷能力提高。

根据示例实施例的温度控制方法，可以防止高温通道高温工况下吸气管温度过高，低温通道制冷剂液体在过冷换热器中吸热升温，避免电子膨胀阀入口管道内液体出现闪发蒸汽，闪发蒸汽的存在会直接影响制冷剂的节流，使节流受到损失。

根据示例实施例的另一温度控制方法，可以控制高温通道蒸汽过热度，保护压缩机不出现带液压缩。

本申请提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法中任一项所述的方法。以下结合附图对电子设备的构成进行说明。

图7示出根据一示例性实施例的一种电子设备的框图。

下面参照图7来描述根据本申请的这种实施方式的电子设备200。图7显示的电子设备200仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图7所示，电子设备200以通用计算设备的形式表现。电子设备200的组件可以包括但不限于：至少一个处理单元210、至少一个存储单元220、连接不同系统组件(包括存储单元220和处理单元210)的总线230、显示单元240等。

其中，存储单元存储有程序代码，程序代码可以被处理单元210执行，使得处理单元210执行本说明书描述的根据本申请各种示例性实施方式的方法。

存储单元220可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)2201和/或高速缓存存储单元2202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)2203。

存储单元220还可以包括具有一组(至少一个)程序模块2205的程序/实用工具2204，这样的程序模块2205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线230可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备200也可以与一个或多个外部设备300(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备200交互的设备通信，和/或与使得该电子设备200能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口250进行。并且，电子设备200还可以通过网络适配器260与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。网络适配器260可以通过总线230与电子设备200的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备200使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。根据本申请实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行根据本申请实施方式的上述方法。

软件产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读存储介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本申请操作的程序代码，程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

本领域技术人员可以理解上述各模块可以按照实施例的描述分布于装置中，也可以进行相应变化唯一不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本申请实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本申请实施例的方法。

以上具体地示出和描述了本申请的示例性实施例。应可理解的是，本申请不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本申请意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (11)

1.一种带过冷增焓的双通道温控装置，其特征在于，包括低温通道制冷系统、高温通道制冷系统、过冷换热器，所述高温通道制冷系统包括高温通道压缩机、高温通道蒸发器、高温通道水箱、高温通道冷凝器、高温通道蒸发器、高温通道主路膨胀阀、高温通道主路压力传感器、高温通道蒸发器出口温度传感器，所述低温通道制冷系统包括低温通道吸气压力传感器、低温通道吸气温度传感器、低温通道膨胀阀，其中：

所述高温通道制冷系统在液体管路引出高温通道支路；

所述过冷换热器分别连入低温通道液体管路和所述高温通道支路；

所述高温通道支路在经过过冷换热器后回到所述高温压缩机吸气管路。

2.根据权利要求1所述的双通道温控装置，其特征在于，还包括：

过冷换热器膨胀阀，设置于所述高温通道支路，并与所述过冷换热器串联；

蒸发压力调节阀，设置于所述高温通道蒸发器出口与所述过冷换热器出口管汇入所述高温通道压缩机吸气管路的汇入点之间。

3.根据权利要求2所述的双通道温控装置，其特征在于，还包括高温通道主路压力传感器、高温通道蒸发器出口温度传感器、高温通道吸气压力传感器和高温通道吸气温度传感器，所述高温通道吸气压力传感器设置于所述过冷换热器出口与所述过冷换热器出口管汇入所述压缩机吸气管路的汇入点之间，所述高温通道吸气温度传感器设置于所述过冷换热器出口管汇入所述压缩机吸气管路的汇入点与所述高温通道压缩机吸气管路之间。

4.根据权利要求1所述的双通道温控装置，其特征在于，还包括：

高温通道热气旁通调节阀连入所述高温通道冷凝器入口与所述高温通道蒸发器入口之间的支路。

5.一种用于如权利要求4所述的双通道温控装置的控制方法，其特征在于，包括：

通过调节所述高温通道热气旁通调节阀，控制高温通道蒸发器出口管路的蒸汽温度，使得高温通道吸气管路的蒸发温度不高于低温通道冷凝器制冷剂液体出口温度。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述通过调节所述高温通道热气旁通调节阀，控制高温通道蒸发器出口管路的蒸汽温度，包括：

根据所述高温通道主路压力传感器的压力测量值，计算得到对应的蒸发温度Te2’；

调节所述高温通道热气旁通调节阀，使得Te2’＝MIN(PV2’,n)-K，

其中PV2’为所述高温通道水箱入口的实际温度测量值，n取值为低温通道冷凝器冷却水入口温度，K为常量。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：

采集所述高温通道吸气压力传感器的测量值，计算此处蒸汽的蒸发温度Te3’；

根据低温通道出口温度设定值SV1，设定相应的蒸发温度Te3’目标值为Te3。

调节所述蒸发压力调节阀，控制所述高温通道吸气压力传感器处的压力，使此处蒸汽的蒸发温度Te3’与目标值Te3一致。

8.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述低温通道吸气压力传感器的测量值，计算对应的蒸发温度；

根据所述低温通道吸气温度传感器的测量值，计算此处管路的蒸汽的过热度SH1’；

过热度SH1’的目标值为SH1，设定SH1范围在a到b之间；

根据过热度目标值SH1的范围，调节所述低温通道膨胀阀的开度。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，根据过热度目标值SH1的范围，调节低温通道膨胀阀的开度，包括：

当所述过热度SH1’低于下限值a时，逐步增加所述低温通道膨胀阀的开度；

当所述过热度SH1’高于上限值b时，逐步减小所述低温通道膨胀阀开度。

10.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，还包括：

根据所述高温通道主路压力传感器的测量值，计算对应的蒸发温度；

根据所述高温通道蒸发器出口温度传感器的测量值，计算此处管路的蒸汽的过热度SH2’；

过热度SH2’的目标值为SH2，设定SH2的下限值为c；

根据过热度目标值SH2的范围，调节所述高温通道主路膨胀阀的开度。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，根据过热度目标值SH2的范围，调节高温通道主路膨胀阀的开度，包括：

当所述过热度计算值SH2’低于下限值c时，逐步增加所述高温通道主路膨胀阀的开度。

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