CN114011104A - 一种重力闪蒸器的控制方法、装置、设备及重力闪蒸器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种重力闪蒸器的控制方法、装置、设备、计算机可读存储介质及重力闪蒸器，通过从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。本发明在没有对分离腔大小进行限定的前提下，通过调节进气管的喷射角度，改变气液分离效率，进而找到气液分离效率的最大值的点，实现了在不扩大闪蒸器空间占用的同时，提升气液分离效率的效果，有利于闪蒸器的小型化，增加了闪蒸器的泛用性。
Description
技术领域
本发明涉及多相分离领域，特别是涉及一种重力闪蒸器的控制方法、装置、设备、计算机可读存储介质及重力闪蒸器。
背景技术
蒸汽闪回系统（即所述闪蒸器）已经应用在空调、热泵等热力学领域，作为产品面世。其优点在于使更多的液体进入蒸发器，保证蒸发器的效率高、分配好。但是在小型系统、车载空调等领域一直没有得到广泛应用，这是因为闪蒸器需要保证其汽液分离效率要足够高，保证大部分的液体都能进入到液体管路并进入蒸发器，而这就需要足够大的分离腔，小型化后的闪蒸器分离腔空间不足，气液分离效率显著下降，使得闪蒸器在小型化系统中难以达到较好的效果。
因此，如何在不提高器件占用空间的前提下，进一步提高闪蒸器的气液分离效率，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种重力闪蒸器的控制方法、装置、设备、计算机可读存储介质及重力闪蒸器，以在不增加空间占用的情况下提升气液分离效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种重力闪蒸器的控制方法，包括：
从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；
根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；
根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。
可选地，在所述的重力闪蒸器的控制方法中，所述根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度包括：
根据所述管内含液量，通过扰动法调节所述重力闪蒸器的进气管角度。
一种重力闪蒸器的控制装置，包括：
接收模块，用于从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；
含液量解析模块，用于根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；
调整模块，用于根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。
可选地，在所述的重力闪蒸器的控制装置中，所述调整模块包括：
扰动调节单元，用于根据所述管内含液量，通过扰动法调节所述重力闪蒸器的进气管角度。
一种重力闪蒸器的控制设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述的重力闪蒸器的控制方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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上述任一种所述的重力闪蒸器的控制方法的步骤。
一种重力闪蒸器，包括进气管、分离腔、驱动电机、信号处理器及探测电容；
所述进气管与所述分离腔的输入端相连，所述分离腔为利用重力进行气液分离的腔室；
所述驱动电机用于控制进气管角度，且与所述信号处理器电连接；
所述探测电容的两个极板设置于所述分离腔的液体输出管的表面，且与所述信号处理器电连接；
所述信号处理器用于接收所述探测电容的电容信号；根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；并根据所述管内含液量，调节所述进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。
可选地，在所述的重力闪蒸器中，还包括屏蔽圈；
所述屏蔽圈包覆于所述探测电容外侧，用于屏蔽环境电磁波对所述探测电容的干扰。
可选地，在所述的重力闪蒸器中，所述探测电容的大小不超过100皮法。
可选地，在所述的重力闪蒸器中，所述电容信号的精度的范围为0.1皮法至0.2皮法之间。
本发明所提供的重力闪蒸器的控制方法，通过从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。本发明在没有对分离腔大小进行限定的前提下，通过调节进气管的喷射角度，改变气液分离效率，进而找到气液分离效率的最大值的点，实现了在不扩大闪蒸器空间占用的同时，提升气液分离效率的效果，有利于闪蒸器的小型化，增加了闪蒸器的泛用性。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的重力闪蒸器的控制装置、设备、计算机可读存储介质及重力闪蒸器。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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为本发明提供的重力闪蒸器的控制方法的一种具体实施方式的流程示意图；
图2为本发明提供的重力闪蒸器的控制方法的另一种具体实施方式的流程示意图；
图3为本发明提供的重力闪蒸器的控制装置的一种具体实施方式的结构示意图；
图4为本发明提供的重力闪蒸器的一种具体实施方式的结构示意图；
图5为本发明提供的重力闪蒸器在空调系统中的连接方式的一种具体实施方式的结构示意图；
图6为本发明提供的重力闪蒸器的一种具体实施方式的局部示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种重力闪蒸器的控制方法，其一种具体实施方式的流程示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括：
S101：从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上。
所述重力闪蒸汽指利用重力实现气液分离的闪蒸器。
S102：根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量。
电容监测法可以通过测量电容信号，计算获得管路中制冷剂的含液量。所述含液量即为管内的液体百分比，与气体干度对应，气体干度最低时，含液量最高。
S103：根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。
前文提及，所述重力闪蒸器本质上是个气液分离器，因此，通过此处的进气管流入的实际上并非全部是气体，而是气液混合物。
所述进气管角度指的是所述重力闪蒸器的进气管与分离腔的角度，也就是所述进气管向所述分离腔内喷射气液混合物的角度。
由于在不同的使用场景下，最佳的气液分离点（也就是所述液体输出管内的管内含液量的最大值点）均不同，因此需要不同的反馈调节方法进行最佳角度的筛选。
本发明所提供的重力闪蒸器的控制方法，通过从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。本发明在没有对分离腔大小进行限定的前提下，通过调节进气管的喷射角度，改变气液分离效率，进而找到气液分离效率的最大值的点，实现了在不扩大闪蒸器空间占用的同时，提升气液分离效率的效果，有利于闪蒸器的小型化，增加了闪蒸器的泛用性。
在具体实施方式一的基础上，进一步对其调节方法做限定，得到具体实施方式二，其流程示意图如图1所示，称其为具体实施方式二，包括：
S201：从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上。
S202：根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量。
S203：根据所述管内含液量，通过扰动法调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。
采用扰动法作为调节所述进气管角度的反馈调节方法，算法简单，对硬件要求低，效率高，找到管内含液量的最大值的时间短，当然，也可根据实际情况选用其他反馈调节方法。
所述扰动法，英文为Perturbation Method或者Perturbation and ObservationMethod (P&O)，是一种广泛运用于控制方法中的手段，指通过监控经过上一时间段的扰动后，被测量是否朝向预期方向变化，从而决定下一周期的扰动方向，具体到本申请，可为先向预设的第一方向调节所述进气管角度，并实时监控对应的所述管内含液量，如果所述管内含液量逐渐增大，则继续保持，向所述第一方向调整所述进气管角度，如果管内含液量随着角度的调整逐渐减小，则向反方向调整所述进气管角度，直至找到所述管内含液量的最大值。
下面对本发明实施例提供的重力闪蒸器的控制装置进行介绍，下文描述的重力闪蒸器的控制装置与上文描述的重力闪蒸器的控制方法可相互对应参照。
图3为本发明实施例提供的重力闪蒸器的控制装置的结构框图，参照图3重力闪蒸器的控制装置可以包括：
接收模块100，用于从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；
含液量解析模块200，用于根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；
调整模块300，用于根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。
作为一种优选实施方式，所述调整模块300包括：
扰动调节单元，用于根据所述管内含液量，通过扰动法调节所述重力闪蒸器的进气管角度。
本发明所提供的重力闪蒸器的控制装置，通过接收模块100，用于从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；含液量解析模块200，用于根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；调整模块300，用于根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。本发明在没有对分离腔大小进行限定的前提下，通过调节进气管的喷射角度，改变气液分离效率，进而找到气液分离效率的最大值的点，实现了在不扩大闪蒸器空间占用的同时，提升气液分离效率的效果，有利于闪蒸器的小型化，增加了闪蒸器的泛用性。
本实施例的重力闪蒸器的控制装置用于实现前述的重力闪蒸器的控制方法，因此重力闪蒸器的控制装置中的具体实施方式可见前文中的重力闪蒸器的控制方法的实施例部分，例如，接收模块100，含液量解析模块200，调整模块300，分别用于实现上述重力闪蒸器的控制方法中步骤S101，S102，S103，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
本发明同时还提供了一种重力闪蒸器的控制设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述的重力闪蒸器的控制方法的步骤。本发明所提供的重力闪蒸器的控制方法，通过从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。本发明在没有对分离腔大小进行限定的前提下，通过调节进气管的喷射角度，改变气液分离效率，进而找到气液分离效率的最大值的点，实现了在不扩大闪蒸器空间占用的同时，提升气液分离效率的效果，有利于闪蒸器的小型化，增加了闪蒸器的泛用性。
本发明同时还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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上述任一种所述的重力闪蒸器的控制方法的步骤。本发明所提供的重力闪蒸器的控制方法，通过从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。本发明在没有对分离腔大小进行限定的前提下，通过调节进气管的喷射角度，改变气液分离效率，进而找到气液分离效率的最大值的点，实现了在不扩大闪蒸器空间占用的同时，提升气液分离效率的效果，有利于闪蒸器的小型化，增加了闪蒸器的泛用性。
本发明还提供了一种重力闪蒸器，其一种具体实施方式的结构示意图如图4所示，包括进气管10、分离腔20、驱动电机30、信号处理器40及探测电容50；
所述进气管10与所述分离腔20的输入端相连，所述分离腔20为利用重力进行气液分离的腔室；
所述驱动电机30用于控制进气管10角度，且与所述信号处理器40电连接；
所述探测电容50的两个极板设置于所述分离腔20的液体输出管的表面，且与所述信号处理器40电连接；
所述信号处理器40用于接收所述探测电容50的电容信号；根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；并根据所述管内含液量，调节所述进气管10角度，使所述管内含液量保持在最大值。
本发明提供的重力闪蒸汽用于执行前文中所述的重力闪蒸器的控制方法，因此，相关内容可对比前文中关于重力闪蒸器的控制方法的说明，在此不再展开赘述。
作为一种优选实施方式，所述重力闪蒸器还包括屏蔽圈60；
所述屏蔽圈60包覆于所述探测电容50外侧，用于屏蔽环境电磁波对所述探测电容50的干扰，进而提升测量得到的电容信号的准确性。图6为本具体实施方式中的液体输出管的截面示意图。
另外，所述探测电容50的大小不超过100皮法。
作为一种优选实施方式，所述探测电容的两个极板设置于所述分离腔的液体输出管的内表面，且与所述液体输出管内的流体绝缘接触。
可通过在所述基板表面涂覆绝缘层的方式实现与所述液体输出管内的流体绝缘接触，另外，如果管道内流动的制冷剂纯度足够高，其本身就是绝缘的，所述电极可以不做进一步处理，当然，当所述电极设置于所述液体输出管的内表面时，需要导线穿透管壁将所述极板与其他元器件电连接。在此种情况下，可进一步提高精度，使所述电容信号的精度的范围在0.1皮法以内。
还有，所述极板能设置于所述液体输出管内表面，自然也就能设置于外表面，所述极板设置于外表面的结构示意图如图6所示。
当然，所述电容信号是需要所述信号处理器40主动发射激发信号（短时脉冲）才能测量得到的，所述激发信号的频率范围为100赫兹至1000赫兹，包括端点值。
图5为本申请中重力闪蒸器在空调系统中的结构示意图，一般在空调系统中，经过膨胀阀后含液量为20%的制冷剂（20%气体，80%液体，质量比例）进入蒸发器。有了闪蒸器后，一般保证80%液体全部进入蒸发器，剩余的20%气体通过二次膨胀与蒸发器出口的制冷剂合流，进入压缩机。
本发明所提供的重力闪蒸器，包括进气管10、分离腔20、驱动电机30、信号处理器40及探测电容50；所述进气管10与所述分离腔20的输入端相连，所述分离腔20为利用重力进行气液分离的腔室；所述驱动电机30用于控制进气管10角度，且与所述信号处理器40电连接；所述探测电容50的两个极板设置于所述分离腔20的液体输出管的表面，且与所述信号处理器40电连接；所述信号处理器40用于接收所述探测电容50的电容信号；根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；并根据所述管内含液量，调节所述进气管10角度，使所述管内含液量保持在最大值。本发明在没有对分离腔20大小进行限定的前提下，通过调节进气管10的喷射角度，改变气液分离效率，进而找到气液分离效率的最大值的点，实现了在不扩大闪蒸器空间占用的同时，提升气液分离效率的效果，有利于闪蒸器的小型化，增加了闪蒸器的泛用性。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本发明所提供的重力闪蒸器的控制方法、装置、设备、计算机可读存储介质及重力闪蒸器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种重力闪蒸器的控制方法，其特征在于，包括：
从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；
根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；
根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。
2.如权利要求1所述的重力闪蒸器的控制方法，其特征在于，所述根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度包括：
根据所述管内含液量，通过扰动法调节所述重力闪蒸器的进气管角度。
3.一种重力闪蒸器的控制装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于从电容传感器接收电容信号；所述电容传感器设置于重力闪蒸器的液体输出管上；
含液量解析模块，用于根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；
调整模块，用于根据所述管内含液量，调节所述重力闪蒸器的进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。
4.如权利要求3所述的重力闪蒸器的控制装置，其特征在于，所述调整模块包括：
扰动调节单元，用于根据所述管内含液量，通过扰动法调节所述重力闪蒸器的进气管角度。
5.一种重力闪蒸器的控制设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至2任一项所述的重力闪蒸器的控制方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质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1至2任一项所述的重力闪蒸器的控制方法的步骤。
7.一种重力闪蒸器，其特征在于，包括进气管、分离腔、驱动电机、信号处理器及探测电容；
所述进气管与所述分离腔的输入端相连，所述分离腔为利用重力进行气液分离的腔室；
所述驱动电机用于控制进气管角度，且与所述信号处理器电连接；
所述探测电容的两个极板设置于所述分离腔的液体输出管的表面，且与所述信号处理器电连接；
所述信号处理器用于接收所述探测电容的电容信号；根据所述电容信号，确定所述液体输出管的管内含液量；并根据所述管内含液量，调节所述进气管角度，使所述管内含液量保持在最大值。
8.如权利要求7所述的重力闪蒸器，其特征在于，还包括屏蔽圈；
所述屏蔽圈包覆于所述探测电容外侧，用于屏蔽环境电磁波对所述探测电容的干扰。
9.如权利要求7所述的重力闪蒸器，其特征在于，所述探测电容的两个极板设置于所述分离腔的液体输出管的内表面，且与所述液体输出管内的流体绝缘接触。
10.如权利要求9所述的重力闪蒸器，其特征在于，所述电容信号的精度的范围为0.1皮法至0.2皮法之间。
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