CN114608264A - 气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，气泡水模块包括制冷系统和水箱，制冷系统包括依次连接形成循环回路的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，蒸发器设置于水箱内，水箱上设有循环泵；气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法包括如下步骤：在制冷模式启动时，检测水箱内的液体温度，若液体温度大于a℃，则启动压缩机开始制冷，同时保持循环泵处于非工作状态；继续检测水箱内的液体温度，直至液体温度小于循环泵启动温度，启动循环泵；其中，a为制冷系统的制冷启动判定温度。本发明的启动控制方法能够使蒸发端快速降温，使节流装置在额定工况下运行，降低对压缩机的损耗。

Description

气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法

技术领域

本发明涉及气泡水设备的控制方法，具体地，涉及一种气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法。

背景技术

气泡水具有清新的口感，并能够起到抑制食欲、消除便秘、阻断糖类与脂肪的吸收、中和身体中的酸性等多种作用，因此越来越受到用户喜爱。

气泡水机是将二氧化碳注入水中，通过增压在水中溶解更多二氧化碳来制作气泡水的机器。

现有气泡水机一般包括水箱，以及设置在水箱内的蒸发器、冷水盘管和循环泵，水箱内的水作为冷却介质，用于给冷水管内的饮用水制冷，循环泵通过搅动水箱内的水，以使得水箱内水流通。采用冰蓄冷方式进行冷量储存，同时，内置循环泵扰动水箱内的载冷剂流动，增强换热，能够有效提高产品冷水出水量。

但是，在制冷启动时，若水箱温度较高，蒸发端热负荷会较大，导致冷媒低压侧在启动初期温度高，降温速度慢，同时制冷系统采用的是毛细管作为节流装置，额定工况为0℃以下，对高温情况下的适应性差，最终会导致压缩机运行电流偏大，对压缩机造成不利损耗，降低压缩机使用寿命。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，该气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法能够使蒸发端快速降温，使节流装置在额定工况下运行，降低对压缩机的损耗。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，所述气泡水模块包括制冷系统和水箱，所述制冷系统包括依次连接形成循环回路的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器，所述蒸发器设置于所述水箱内，所述水箱上设有循环泵；所述气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法包括如下步骤：在制冷模式启动时，检测所述水箱内的液体温度，若所述液体温度大于a℃，则启动所述压缩机开始制冷，同时保持所述循环泵处于非工作状态；继续检测所述水箱内的液体温度，直至所述液体温度小于循环泵启动温度，启动所述循环泵；其中，a为所述制冷系统的制冷启动判定温度。

可选地，在所述制冷模式启动之前，检测所述水箱内的水位是否到达设定水位，若所述水箱内的水位未到达设定水位，则对所述水箱补水，使所述水箱内的水位到达设定水位。

进一步地，在所述水箱内的水位到达设定水位后，检测制冷开关是否闭合，若是，所述制冷模式启动，否则，进入待机状态。

具体地，所述水箱内设置有浮球阀，通过检测所述浮球阀的位置，以判断是否需要对所述水箱补水。

进一步具体地，若所述浮球阀的下浮子未闭合，则需要对所述水箱补水，若所述浮球阀的下浮子闭合，则所述水箱内的水位到达设定水位。

可选地，在所述制冷模式启动时，若所述液体温度小于或等于a℃，则进入制冷待机状态。

可选地，所述水箱内设置有温度检测件。

进一步地，所述温度检测件为温度传感器。

具体地，所述温度传感器为NTC温度传感器。

可选地，所述循环泵启动温度为b+n℃；其中，b为制冷系统的制冷停止判定温度，n为所述循环泵启动温度的上限值。

通过上述技术方案，本发明的有益效果如下：

与现有的气泡水机采用压缩机和循环泵均启动的方式，在本发明的技术方案中，在制冷模式启动时，若水箱内的液体温度大于a℃，单独开启压缩机，不启动循环泵，因为水箱内部蒸发器周围的水的流动只有自然对流，水和蒸发器盘管的换热大大减少，蒸发器盘管的热量损失变少，冷凝器能够对制冷系统的管路内的冷媒快速降温，进而可以尽快避免节流装置在远高于额定工况下运行的情况，减少压缩机在过高电流运行工况的情况下运行的时长，保护压缩机的使用寿命。

有关本发明的其他优点以及优选实施方式的技术效果，将在下文的具体实施方式中进一步说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明具体实施方式中的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法的流程图；

图2是本发明具体实施方式中的气泡水模块的液压原理图；

图3是本发明具体实施方式中的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法的逻辑框图。

附图标记说明

1水箱 11浮球阀

12排水管 21压缩机

22冷凝器 23蒸发器

3循环泵 4碳化罐

41安全阀 42阻尼阀

43压力开关 51减压阀

52过滤器 53第一电磁阀

54进水泵 55第二电磁阀

56冷水盘管 57单向阀

61储气罐 62气控换向阀

7二进一出电磁阀

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”或“连接”应做广义理解，例如，术语“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量，因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或更多个所述特征。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词为基于附图所示的方位或位置关系，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的限制；对于本发明的方位术语，应当结合实际使用状态进行理解。

图2示出了气泡水模块的一种具体实施例，气泡水模块包括制冷系统和水箱1，制冷系统包括压缩机21、冷凝器22、节流装置和蒸发器23，其中，节流装置一般采用毛细管，压缩机21、冷凝器22、节流装置和蒸发器23依次连接构成制冷循环回路，蒸发器23布置在水箱1内，水箱1上设置有循环泵3，循环泵3能够驱动水箱1内的冷却剂循环流动；水箱1内还设有温度检测件和液位检测件，水箱1上还设置有排水管12，当气泡水机长时间不使用时，可以通过排水管12将水箱1内的水排出。其中，可以采用水作为冷却剂，可以采用风冷、水冷等方式对冷凝器22进行散热，例如，冷凝器22上设置散热翅片，采用风扇，或者，在散热翅片上布置冷水管，对冷凝器22散热，对流经冷凝器22的冷媒进行快速降温；温度检测件可以为温度传感器，具体地，可以采用NTC(负温度系数热敏电阻)温度传感器；液位检测件可以为浮球阀11、液位传感器等，具体地，液位传感器可以为液位探针。进水管路上依次布置有减压阀51、过滤器52、第一电磁阀53，在第一电磁阀53的下游，进水管路分出两个支路，一个支路上设置第二电磁阀55，并与水箱1连接，用于对水箱1补水；另一支路上设置有进水泵54，并且其上局部位置形成冷水盘管56，冷水盘管56位于水箱1内，通过蒸发器23对水箱1内的水制冷，即采用冰蓄冷方式进行冷量储存，从而实现对冷水盘管56内流经的水制冷，得到冷水，该支路在冷水盘管56的下游安装有三通阀，通过三通阀与碳化罐4和二进一出电磁阀7分别连接，一方面能够向碳化罐4补充冷水，另一方面可以通过二进一出电磁阀7直接向用户端提供冷水，供用户饮用，并且可以在三通阀与碳化罐4之间设置单向阀57，防止碳化罐4内的气泡水逆流。碳化罐4与CO₂提供管路连接，CO₂提供管路上设有62气控换向阀，62气控换向阀上连接有外接CO₂供应管路和储气罐61，储气罐61内存储CO₂，CO₂提供管路上安装有压力开关43，当碳化罐4内的压力达到额定值时，压力开关43可发出警报或控制信号，同时，碳化罐4上还安装有安全阀41，当碳化罐4内的压力达到额定值时，安全阀41进行泄压，有效保证作业安全；碳化罐4还与二进一出电磁阀7连接，碳化罐4内的冷水与CO₂在一定压力下能够形成气泡水，并且，水温越低，气泡水中的CO₂溶解度越高，形成的气泡水能够通过二进一出电磁阀7提供给用户端，在碳化罐4与二进一出电磁阀7之间可以设置阻尼阀42。此外，可以将碳化罐4布置在水箱1内，对碳化罐4内的气泡水进一步冷却。

为了较好地理解本发明的技术构思，以下结合图2示出的气泡水模块对本发明的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法进行说明，需要说明的是，本发明的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法不局限于图2示出的气泡水模块，也可以对其它类似功能与结构的气泡水模块进行控制。

参照图1至图3，本发明提供一种气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其中，所述气泡水模块包括制冷系统和水箱1，所述制冷系统包括压缩机21、冷凝器22、节流装置和蒸发器23，压缩机21、冷凝器22、节流装置和蒸发器23依次连接形成循环回路，所述蒸发器23设置于所述水箱1内，所述水箱1上设有循环泵3，用于驱动水箱1的水流动；所述气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法包括如下步骤：

在制冷模式启动时，检测所述水箱1内的液体温度，若所述液体温度大于a℃，则启动所述压缩机21开始制冷，同时保持所述循环泵3处于非工作状态；

继续检测所述水箱1内的液体温度，直至所述液体温度小于循环泵启动温度，启动所述循环泵3；

其中，a为所述制冷系统的制冷启动判定温度。

现有的气泡水模块采用冰蓄冷方式进行冷量储存，并通过循环水泵增强水箱内的冷却剂与蒸发器之间换热，热负荷较大，在实际使用过程中，难以满足制冷回路中的冷媒蒸发温度需要快速降温的需求；从而冷凝器的低压侧在启动初期温度高，降温速度慢，而且制冷系统采用毛细管作为节流装置，毛细管的额定工况为0℃以下，对高温情况下的适应性差，最终导致压缩机运行电流偏大，对压缩机造成不利损耗，降低压缩机使用寿命。若通过增大冷凝器或压缩机方式来增强制冷能力，增加此种情况下的蒸发温度降温速度，又会增加气泡水模块的大小，不利于模块的小型化，也会导致成本增加。

经过对现有技术存在的技术问题认真细致的研究，本发明对气泡水机的启动控制方法进行了针对性设计，监测水箱1内制冷开始时的液体温度，若液体温度大于a℃，即视为温度高，便可以认为机器属于高温启动，在高温启动情况下，仅启动压缩机21进行制冷，而不开启循环泵3。因为循环泵3未开启，水箱1内换热效率降低，因此，蒸发器23的热负荷比同时开启循环泵3的情况时小，蒸发温度能够更快的下降并接近额定工况，进而降低了压缩机21在启动过程中的最高运行电流，并减少了压缩机21在偏离额定工况下运行的时间，增强了系统运行的可靠性，有效保证压缩机21的使用寿命，不会增加气泡水模块的大小，有利于模块的小型化，也不会导致成本的增加。其中，a为制冷系统的制冷启动判定温度，可以根据实际使用的需要进行选取。

通常，采用控制系统对气泡水模块的各个元件进行协调和指挥，以实现相应的功能，在气泡水机的技术领域中，控制系统属于用于控制的常规技术，例如，在控制系统中，采用PLC(可编程逻辑控制器)、单片机等作为控制器，对于本领域技术人员来说，在知悉本发明的技术构思的基础上，能够结合控制系统实现对气泡水模块控制操作，因此，对于控制系统不再赘述。

在具体实施例中，循环泵启动温度可以为b+n℃，其中，b为制冷系统的制冷停止判定温度，n为循环泵启动温度的上限值，n值可以根据实际使用情况进行选择，例如，n可以为5、6、7、8、9、10等数值。启动压缩机21开始制冷后，继续检测水箱1内的液体温度，当水箱1内的液体温度大于或等于b+n℃时，继续保持压缩机21启动并制冷的状态，当水箱1内的液体温度小于b+n℃时，启动循环泵3促进水箱1内的水流动，增强蒸发器23与水箱1内的水之间的换热效果。

参照图3，对气泡水机开启时，需要对气泡水机上电，上电是指对气泡水机的电路通电。然后，检测水箱1内的水位，判断水箱1内的水位是否到达设定水位，若水箱1内的水位未到达设定水位，则对水箱1补水，使水箱1内的水位到达设定水位。

具体地，在图2的示例中，采用浮球阀11来判断水箱1内的水位是否到达设定水位，若浮球阀11下浮子未闭合，开启第一电磁阀53和第二电磁阀55，将自来水经过过滤器52过滤后，对水箱1进行补水，若浮球阀11下浮子闭合，则视为水箱1内的水位到达设定水位，当水箱1内的水位到达设定水位时，关闭第二电磁阀55。

作为一种具体实施例，也可以采用液位传感器对水箱1内的水位进行检测，例如，在水箱1沿上下方向设置两个液位探针，对水箱1的水位上限与水位下限分别进行检测，当水箱1内的水位下降到水位下限时，及时对水箱1补水，防止蒸发器23和冷水盘管56显露在水面上，影响制冷效果，当水箱1内的水位上升到水位上限时，及时报警，并停止进水，防止水位过高而导致水溢出水箱1。

进一步地，还可以对进水时间进行设定，当进水超过设定的进水时间时，停止进水，以避免液位检测件出现故障而检测结果不准确。

作为一种具体实施例，也可以采用水泵替代第一电磁阀53和第二电磁阀55，当启动水泵时，将自来水经过过滤器52过滤后，对水箱1进行补水，若浮球阀11下浮子闭合，则视为水箱1内的水位到达设定水位，当水箱1内的水位到达设定水位时，关闭水泵，即可停止补水。可以通过计算水泵的工作时间，来得到准确的进水时间，该进水时间可以作为设定的进水时间，防止误判。

在具体实施例中，可以通过判断制冷开关是否闭合，来确定制冷模式是否启动。具体地，当检测到制冷开关未闭合，则进入制冷待机状态，直至检测到制冷开关闭合，当检测到制冷开关闭合，则控制系统控制压缩机21启动，开始制冷作业。例如，在压缩机21的控制电路中设置电路开关，如翘板开关、按钮开关、旋转开关等电路开关，以翘板开关为例，当翘板开关闭合时，控制系统接收到翘板开关闭合产生的电信号，从而控制压缩机21启动，开始制冷作业；当控制系统接未收到翘板开关闭合产生的电信号时，控制压缩机21处于闭合，进入制冷待机状态。或者，也可以为设置在气泡水机上的触控面板，在触控面板上设置制冷按键作为制冷开关，当控制系统接收到触控面板发出的对应的制冷启动的电信号时，视为制冷开关闭合，控制压缩机21启动，开始制冷作业，当控制系统接未收到触控面板发出的对应的制冷启动的电信号或者收到触控面板发出的对应的制冷停止的电信号时，视为制冷开关未闭合，进入制冷待机状态。

参照图2和图3，本发明优选实施方式中的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其中，气泡水模块包括制冷系统和水箱1，制冷系统包括压缩机21、冷凝器22、节流装置和蒸发器23，压缩机21、冷凝器22、节流装置和蒸发器23依次连接形成循环回路，冷凝器22为翅片管式冷凝器，节流装置采用毛细管，蒸发器23盘管、碳化罐4和冷水盘管56设置于所述水箱1内，水箱1呈长方形，水箱1上设有循环泵3，用于驱动水箱1的水流动，水箱1内设置有浮球阀11，检测水箱1内的液位高度，水箱1内还设置有NTC温度传感器，检测水箱1内测点温度；气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法包括如下步骤：

在气泡水模块上电后，检测水箱1内的浮球阀11位置，若浮球阀11的下浮子未闭合，开启第一电磁阀53和第二电磁阀55，使进水管路对水箱1进行补水，直到浮球阀11的下浮子闭合；若浮球阀11的下浮子已闭合，则水箱1内的液位已达到设定液位，进一步检测制冷开关是否闭合；

若制冷开关未闭合，则进入制冷待机状态，若制冷开关闭合，检测水箱1内的液体的NTC温度；

若水箱1内的液体的NTC温度小于或等于a℃，则进入制冷待机状态，若水箱1内的液体的NTC温度大于a℃，启动压缩机21，开始制冷，并继续检测水箱1内的液体的NTC温度；

如果水箱1内的液体的NTC温度大于或等于b+10℃，无其它动作，继续检测水箱1内的液体的NTC温度，直到水箱1内的液体的NTC温度小于b+10℃，启动循环泵3促进水箱1内液体流动，增强换热。

其中，a为制冷系统的制冷启动判定温度，b为制冷系统的制冷停止判定温度。

参照上述使用气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法的前后数据对比表，在实际使用中，将气泡水机布置在43℃环境温度情况下，a为额定蒸发温度+10℃，在气泡水模块刚启动时，若水箱1内液体温度高于a，即高于额定蒸发温度+10℃，单独开启压缩机21，不启动循环泵3，因为水箱1内部蒸发器23周围的水的流动只有自然对流，相较于使用气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法之前，水和蒸发器盘管的换热大大减少，蒸发器盘管的热量损失变少，冷凝器22的蒸发端快速降温，在43℃环温情况下，冷凝器22的蒸发端由35℃降至8℃的时间仅用了5min，相较于从35℃降至18℃耗时15min的使用气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法之前的控制方法快了4-5倍。进而可以尽快避免制冷系统中的毛细管在远高于其额定工况的情况下运行，减少压缩机21在过高电流运行工况的情况下运行的时长，压缩机21最高运行电流降低了30％左右，保护压缩机21的使用寿命。该本发明的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法所用传感器为机器本身已有传感器，不需要新增传感器，也不需要对设备进行更换提升能力，能够完美适应现有设备并解决问题，无需增加气泡水模块体积和成本。

现有的气泡水模块采用毛细管作为节流装置，此种系统在偏离额定工况情况下的运行适应性差。现有气泡水机选型的额定工况的蒸发温度大多低于0℃，因此，制冷刚启动时，会存在蒸发温度过高的情况，从而导致压缩机21运行电流不断攀升，需要尽快降低蒸发温度，以避免压缩机21运行电流过高保护。原因在于，现有的气泡水模块采用水箱1内的冰蓄冷方式，与蒸发器23进行换热，并通过循环泵3增强换热，热负荷较大，在实际使用过程中，难以满足冷媒蒸发温度需要快速降温的需求。本发明的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法采用监测水箱1制冷开始时的温度的方式，并设置制冷系统的制冷启动判定温度a℃，若温度高于a℃，则认为机器属于高温启动，在高温启动情况下，仅启动压缩机21进行制冷，而不开启循环泵3。由于循环泵3未开启，水箱1换热效率降低，因此，蒸发器23的热负荷比开启循环泵是情况要小，蒸发温度能够更快的下降并接近额定工况，进而降低了压缩机21在启动过程中的最高运行电流，并减少了压缩机21在偏离额定工况下运行的时间，增强了系统运行的可靠性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，所述气泡水模块包括制冷系统和水箱(1)，所述制冷系统包括依次连接形成循环回路的压缩机(21)、冷凝器(22)、节流装置和蒸发器(23)，所述蒸发器(23)设置于所述水箱(1)内，所述水箱(1)上设有循环泵(3)；所述气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法包括如下步骤：

在制冷模式启动时，检测所述水箱(1)内的液体温度，若所述液体温度大于a℃，则启动所述压缩机(21)开始制冷，同时保持所述循环泵(3)处于非工作状态；

继续检测所述水箱(1)内的液体温度，直至所述液体温度小于循环泵启动温度，启动所述循环泵(3)；

其中，a为所述制冷系统的制冷启动判定温度。

2.根据权利要求1所述的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，在所述制冷模式启动之前，检测所述水箱(1)内的水位是否到达设定水位，若所述水箱(1)内的水位未到达设定水位，则对所述水箱(1)补水，使所述水箱(1)内的水位到达设定水位。

3.根据权利要求2所述的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，在所述水箱(1)内的水位到达设定水位后，检测制冷开关是否闭合，若是，所述制冷模式启动，否则，进入制冷待机状态。

4.根据权利要求2所述的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，所述水箱(1)内设置有浮球阀(11)，通过检测所述浮球阀(11)的位置，以判断是否需要对所述水箱(1)补水。

5.根据权利要求4所述的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，若所述浮球阀(11)的下浮子未闭合，则需要对所述水箱(1)补水，若所述浮球阀(11)的下浮子闭合，则所述水箱(1)内的水位到达设定水位。

6.根据权利要求1所述的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，在所述制冷模式启动时，若所述液体温度小于或等于a℃，则进入制冷待机状态。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，所述水箱(1)内设置有温度检测件。

8.根据权利要求7所述的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，所述温度检测件为温度传感器。

9.根据权利要求8所述的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，所述温度传感器为NTC温度传感器。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的气泡水模块高温工况降低蒸发端负荷启动控制方法，其特征在于，所述循环泵启动温度为b+n℃；

其中，b为制冷系统的制冷停止判定温度，n为所述循环泵启动温度的上限值。

Images