CN113865168A - 一种双系统微通道换热器及其控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双系统微通道换热器及其控制系统，涉及换热器控制技术领域，解决了现有换热器控制技术导致室内区域温度不均匀的技术问题；包括：数据采集模块，数据采集模块包括热成像仪和高清摄像头，每隔设定时间采集图像信息发送至数据处理模块；所述图像信息包括热成像照片、高清图片以及对应热成像仪和高清摄像头的安装位置；数据处理模块，用于对图像信息进行处理，生成温度分布图发送至处理器；处理器，根据温度分布图获取各划分区域的温度并制定控制策略发送至双系统微通道换热器；双系统微通道换热器，用于接收并执行处理器的控制策略，控制策略执行结束后发送结束信息至处理器。本发明设计合理，便于对双系统微通道换热器进行控制。

Description

一种双系统微通道换热器及其控制系统

技术领域

本发明属于换热器控制技术领域，具体是一种双系统微通道换热器及其控制系统。

背景技术

微通道换热器采用微通道换热管来与外部空气进行换热，微通道换热管中存在制冷剂的流动。微通道换热管的当量直径在10-1000μm，在该当量直径下，微通道换热器的换热能力能够得到极大加强。微通道换热器具有多根微通道换热管，多根微通道换热管之间设置有翅片以加强换热。外部空气从微通道换热管及翅片之间的缝隙流过，与微通道换热管及翅片进行换热。

现有技术中，微通道换热器常常安装在室内区域四周的墙壁部分，或者吊起在室内区域的上方，其通过设定温度进行智能控制，从而控制整个室内的温度，但是这样的方式不便于维持室内温度的均衡，不能及时发现室内区域中与设定的温度差距较大的区域，并对其进行对应的处理，不方便在一些对室内整体温度要求较高的场所的需求。

因此，亟需一种双系统微通道换热器及其控制系统解决上述技术问题。

发明内容

本发明提供了一种双系统微通道换热器及其控制系统，用于解决现有换热器控制技术导致室内区域温度不均匀的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种双系统微通道换热器控制系统，包括：

数据采集模块，所述数据采集模块包括热成像仪和高清摄像头，每隔设定时间采集图像信息发送至数据处理模块；所述图像信息包括热成像照片、高清图片以及对应热成像仪和高清摄像头的安装位置；

数据处理模块，用于对图像信息进行处理，生成温度分布图发送至处理器；所述温度分布图的生成过程包括：

首先对高清照片进行处理获得灰度图像，识别灰度图像中区域位置在有效距离之内的部分即有效区域，然后获取有效区域中的划分区域；然后将热成像照片按照高清照片的划分区域进行截取，获取室内环境的温度分布图；

处理器，根据温度分布图获取各划分区域的温度并制定控制策略发送至双系统微通道换热器；

双系统微通道换热器，用于接收并执行处理器的控制策略，控制策略执行结束后发送结束信息至处理器。

进一步地，所述高清摄像头和热成像仪均安装在室内区域的正上方并呈矩阵式排列。

进一步地，所述所述有效距离为热成像仪能够准确识别温度的最大距离。

进一步地，所述有效区域为圆形区域，所述划分区域为有效区域边界所在圆的内接正方形构成的区域。

进一步地，所述所述获取划分区域的温度的过程包括：

获取划分区域中所有的温度系数并计算其与标准温度的差值，高于标准温度的为正，低于标准温度的为负；获得温度系数矩阵[T1,T2,...,Tn]，然后识别温度系数对应的图形的面积并获取温度面积矩阵[S1,S2,...,Sn]T；其中n为正整数；然后通过以下公式：

TH＝[T1,T2,...,Tn]*[S1,S2,...,Sn]T；

获取划分区域的第一指标温度TA。

第二指标温度TB的计算公式为：TB＝MAX{Ti*Si}；

第三指标温度TC的计算公式为：TC＝MIN{Ti*Si}；

划分区域的温度为(TA，TB，TC)。

进一步地，所述控制策略的获取过程包括：

将划分区域的TA，TB以及TC分别在对应的设定范围进行比较，获取比对结果组合，然后输入控制策略库获取对应的控制策略。

进一步地，所述处理器发送控制策略后，将对应的划分区域设置为跳过区域，生成跳过信息发送至数据处理模块和数据采集模块，直到接收到结束信息后生成恢复信息发送至数据采集模块和数据处理模块，恢复对图像信息的采集和处理。

一种双系统微通道换热器，包括：

微控制器，微控制器用于接收并执行处理器的控制策略生成调节信息；

第一换热系统，所述第一换热系统包括第一换热通道1、压缩机A、冷凝器A以及节流阀A，所述压缩机A、冷凝器A以及节流阀A均与微控制器通信连接，执行微控制器下发的调节信息。

第二换热系统，所述第二换热系统和第一换热系统结构相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过在室内上方设置呈矩阵式排列的高清摄像头和热成像仪，通过先对高清摄像头拍摄的高清图片进行处理获取划分区域的范围，使得划分区域识别准确，方便对热成像仪拍摄的热成像照片进行截取，使得划分区域内的温度更加准确，便于根据划分区域的温度生成对应的控制策略发送至双系统微通道换热器。双系统微通道换热器中的微控制器根据控制策略生成调节信息，对区域内的温度进行调节。

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为本发明控制系统原理框图；

图2为本发明双系统微通道换热器的原理图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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。

这里使用的术语用于描述实施例，并不意图限制和/或限制本公开；应该注意的是，除非上下文另有明确指示，否则单数形式的“一”、“一个”和“该”也包括复数形式；而且，尽管属于“第一”、“第二”等可以在本文中用于描述各种元件，但是元件不受这些术语的限制，这些术语仅用于区分一个元素和另一个元素。

如图1-2所示，一种双系统微通道换热器控制系统，包括：

数据采集模块，所述数据采集模块设置有若干个，分别设置在室内区域的顶部；所述数据采集模块包括热成像仪和高清摄像头，每隔设定时间热成像仪拍摄热成像照片，高清摄像头拍摄高清图片并生成图像信息发送至数据处理模块；所述图像信息包括热成像照片、高清图片以及对应热成像仪和高清摄像头的安装位置；所述高清摄像头和热成像仪的安装位置和拍摄角度相同；所述高清摄像头和热成像仪均安装在室内区域的正上方并呈矩阵式排列；

在室内中，各处的环境温度并不保持一致，在空调或其他换热设备附近处的温度与相距较远的区域的温度不一致，故需要热成像仪获取各处的温度值；需要说明的是，对于面积比较大的室内区域需要安装多个热成像仪，各热成像仪拍摄的区域有重叠，需要数据处理模块对其进行处理。

数据处理模块，用于对图像信息进行处理，生成温度分布图发送至处理器；所述温度分布图的生成过程包括：

首先对高清照片进行高斯滤波处理，然后进行灰度处理获得灰度图像，识别灰度图像中区域位置在有效距离之内的部分即有效区域，所述有效距离为热成像仪能够准确识别温度的最大距离，所述有效区域为圆形区域，相邻的圆形区域之间有两个交点，交点的弦长为圆心区域的半径√2倍；由于高清摄像头和热成像仪呈矩阵式分布，圆形区域与周围四个圆形区域均相交，相交的弦构成圆形区域边缘的内接正方形，内接正方形区域构成划分区域；然后将热成像照片按照高清照片的划分区域进行截取，获取室内环境的温度分布图。

圆形区域的圆心处于热成像仪或高清摄像头的正下方，圆形区域的半径可以通过获取圆心距离高清摄像头的高度H和有效距离，然后根据勾股定理获得：

其中R为半径；L为有效距离；H为圆心距离高清摄像头的高度；R、L以及H的单位均为米。

处理器，根据温度分布图获取各划分区域的温度并制定控制策略发送至双系统微通道换热器；所述获取划分区域的温度的过程包括：

获取划分区域中所有的温度系数并计算其与标准温度的差值，高于标准温度的为正，低于标准温度的为负；获得温度系数矩阵[T1,T2,...,Tn]，然后识别温度系数对应的图形的面积并获取温度面积矩阵[S1,S2,...,Sn]^T；其中n为正整数；然后通过以下公式：

TH＝[T1,T2,...,Tn]*[S1,S2,...,Sn]^T；

获取划分区域的第一指标温度TA。

第二指标温度TB的计算公式为：TB＝MAX{Ti*Si}；

第三指标温度TC的计算公式为：TC＝MIN{Ti*Si}；

划分区域的温度为(TA，TB，TC)。

所述控制策略的获取过程包括：

将划分区域的TA，TB以及TC分别在对应的设定范围进行比较，获取比对结果组合，然后输入控制策略库获取对应的控制策略。

比对结果一共有C₃ ¹*C₃ ¹*C₃ ¹＝27种组合；分别对应制定27种策略生成控制策略库，27种策略数量较少，实际操作起来较为简单。可以通过机器学习得到，这里不再赘述。

处理器发送控制策略后，在下一次采集周期时不对正在执行控制策略的双系统微通道换热器进行分析，将对应的划分区域设置为跳过区域，生成跳过信息发送至数据处理模块和数据采集模块，直到接收到结束信息后生成恢复信息发送至数据采集模块和数据处理模块，恢复对图像信息的采集和处理。

双系统微通道换热器，所述双系统微通道换热器包括：

微控制器，微控制器用于接收并执行处理器的控制策略生成调节信息；所述双系统微通道换热器设置在划分区域的中心位置；双系统微通道换热器执行完控制策略后向处理器发送结束信息；

第一换热系统和第二换热系统，所述第一换热系统和第二换热系统结构相同，不同的是制冷剂的流向不同，所述第一换热系统包括，第一换热通道1、压缩机A、冷凝器A以及节流阀A，所述压缩机A、冷凝器A以及节流阀A均与微控制器通信连接，执行微控制器下发的调节信息。

所述第二换热系统包括，第二换热通道2、压缩机B、冷凝器B以及节流阀B，所述压缩机B、冷凝器B以及节流阀B均与微控制器通信连接，执行微控制器下发的调节信息。

所述换热器本体的外部设置有导热介质流通，方便对其所属的划分区域进行温度调节。

上述公式中的数据均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

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。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种双系统微通道换热器控制系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，所述数据采集模块包括热成像仪和高清摄像头，每隔设定时间采集图像信息发送至数据处理模块；所述图像信息包括热成像照片、高清图片以及对应热成像仪和高清摄像头的安装位置；

数据处理模块，用于对图像信息进行处理，生成温度分布图发送至处理器；所述温度分布图的生成过程包括：

首先对高清照片进行处理获得灰度图像，识别灰度图像中区域位置在有效距离之内的部分即有效区域，然后获取有效区域中的划分区域；然后将热成像照片按照高清照片的划分区域进行截取，获取室内环境的温度分布图；

处理器，根据温度分布图获取各划分区域的温度并制定控制策略发送至双系统微通道换热器；

双系统微通道换热器，用于接收并执行处理器的控制策略，控制策略执行结束后发送结束信息至处理器。

2.根据权利要求1所述的一种双系统微通道换热器控制系统，其特征在于，所述高清摄像头和热成像仪均安装在室内区域的正上方并呈矩阵式排列。

3.根据权利要求1所述的一种双系统微通道换热器控制系统，其特征在于，所述有效距离为热成像仪能够准确识别温度的最大距离。

4.根据权利要求1所述的一种双系统微通道换热器控制系统，其特征在于，所述有效区域为圆形区域，所述划分区域为有效区域边界所在圆的内接正方形构成的区域。

5.根据权利要求1所述的一种双系统微通道换热器控制系统，其特征在于，所述获取划分区域的温度的过程包括：

获取划分区域中所有的温度系数并计算其与标准温度的差值，高于标准温度的为正，低于标准温度的为负；获得温度系数矩阵[T1,T2,...,Tn]，然后识别温度系数对应的图形的面积并获取温度面积矩阵[S1,S2,...,Sn]^T；其中n为正整数；然后通过以下公式：

TH＝[T1,T2,...,Tn]*[S1,S2,...,Sn]^T；

获取划分区域的第一指标温度TA；

第二指标温度TB的计算公式为：TB＝MAX{Ti*Si}；

第三指标温度TC的计算公式为：TC＝MIN{Ti*Si}；

划分区域的温度为(TA，TB，TC)。

6.根据权利要求5所述的一种双系统微通道换热器控制系统，其特征在于，所述控制策略的获取过程包括：

将划分区域的TA，TB以及TC分别在对应的设定范围进行比较，获取比对结果组合，然后输入控制策略库获取对应的控制策略。

7.根据权利要求1所述的一种双系统微通道换热器控制系统，其特征在于，所述处理器发送控制策略后，将对应的划分区域设置为跳过区域，生成跳过信息发送至数据处理模块和数据采集模块，直到接收到结束信息后生成恢复信息发送至数据采集模块和数据处理模块，恢复对图像信息的采集和处理。

8.一种双系统微通道换热器，其特征在于，包括：

微控制器，微控制器用于接收并执行处理器的控制策略生成调节信息；

第一换热系统，所述第一换热系统包括第一换热通道1、压缩机A、冷凝器A以及节流阀A，所述压缩机A、冷凝器A以及节流阀A均与微控制器通信连接，执行微控制器下发的调节信息；

第二换热系统，所述第二换热系统和第一换热系统结构相同。

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