CN114688456B - 液体分配装置、温度控制系统及操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液体分配装置，包括：流体泵送管线；流体泵送装置；流体储存装置；第一关断阀；以及多个流体接头，其中，多个流体接头包括：流体连接到流体储存装置的第一流体接头；流体连接在第一关断阀和流体泵送装置之间的第二流体接头，以及流体连接在第一接口和第一关断阀之间的第三流体接头。这样，通过关断阀与流体接头之间的配合，能够利于地面服务设备对液体分配装置进行高效且方便的充、放液操作，并且由于充放液的维护面板与液体分配装置的一体化设计，省去传统维护面板空间和液体管路重量，降低了初始安装和后续的运营维护成本。另外，本发明还涉及一种温度控制系统及操作方法。

Description

液体分配装置、温度控制系统及操作方法

技术领域

本发明涉及一种液体分配装置，该液体分配装置具有充放液功能，用于辅助冷却系统液体管路的液体分配和充、放液维护。

本发明还涉及一种包括这种液体分配装置的温度控制系统，以及操作这种液体分配装置以进行充、放液操作的操作方法。

背景技术

随着现代客机多电技术的应用，大功率电子设备多，体积小，热流密度大，且远程宽体客机为乘客提供的餐食饮料数量大，热载荷激增。因此，需要采用制冷效率高的蒸发循环制冷原理和换热效率更高的液体冷却进行厨房餐车冷却、电子设备冷却、例如用于机舱的再循环空气冷却等。这些蒸发循环制冷子系统和液体冷却子系统组成诸如民用飞机之类的飞行器的辅助冷却系统。

液体回路主要部件可以包括为液体循环产生增压驱动力的液体分配装置和为液体充放液操作提供接口的地面维护面板。现有机型设计中将两者设计为独立部件，独立分别进行安装布置在不同的舱室区域位置，两个设备都需要设置维护面板开口位置和安装支架。

现有机型中的这种结构，可能会存在的一些问题，例如：

1)翼身整流罩冲压空气风道附近布置空间不足，地面维护面板GSP与液体分配装置独立安装，使得在它们之间存在一段距离，从而需要增加一段管路和液体重量；

2)在地面维护(例如充、放液)时，不具备液体隔离功能，拆装热交换单元或更换过滤器滤网需要对整个液体回路进行放液、充液操作，维护时间长。

因此，在飞机新型号的研制工作中，为优化设计，提高维护效率，迫切需要一种液体分配装置，该液体分配装置能够克服现有技术中存在的一个或多个缺点。

发明内容

本发明提出了一种充、放液功能一体化设计的液体分配装置及充、放液方法。首先，可以将维护面板的充液、放液、通风等功能接口集成到液体分配装置，以节省安装空间，减少若干连接管路和至少一个维修口盖。另外，通过为该装置设置两个关断阀，能够为系统进行地面维护时提供液体隔离功能，使得可隔离液体管路单独对维修设备附近管段进行放液，缩短充、放液时间，提高维护效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种液体分配装置，该液体分配装置可以包括：

流体泵送管线，流体泵送管线承载换热流体介质，并且包括用于换热流体介质进入的第一接口和用于换热流体介质流出的第二接口，其中，第二接口流体连接到热交换单元的输入端；

流体泵送装置，流体泵送装置设置在第一接口和第二接口之间，用于朝向第二接口泵送换热流体介质；

流体储存装置，流体储存装置在第一接口和流体泵送装置之间流体连接到流体泵送管线；

第一关断阀，第一关断阀在流体储存装置的下游设置在第一接口和流体泵送装置之间；以及

多个流体接头，其中，多个流体接头包括：

流体连接到流体储存装置的第一流体接头；

流体连接在第一关断阀和流体泵送装置之间的第二流体接头，以及

流体连接在第一接口和第一关断阀之间的第三流体接头。

这样，通过关断阀与流体接头之间的配合，可以利于地面服务设备对液体分配装置进行高效且方便的充、放液操作，并且由于充、放液的维护面板与液体分配装置的一体化设计，省去传统维护面板空间和液体管路重量，降低了初始安装和后续的运营维护成本。

根据本发明的上述方面，较佳地，液体分配装置还包括流体连接在第一接口和流体泵送装置之间的混合器，并且流体储存装置还流体连接到混合器，其中，第一关断阀设置在混合器的下游，而第三流体接头流体连接在混合器和第一关断阀之间。通过混合器，能够将不同来源和温度的换热流体介质进行充分混合，以更好地实现热交换和温度控制。另外，通过流体储存装置，能够补偿液体回路渗漏和系统在高、低温环境内的换热流体介质热胀冷缩的体积变化，使得系统的运行更加平稳可靠。

根据本发明的上述方面，较佳地，液体分配装置还包括第三接口和第二关断阀，

其中，第三接口流体连接到热交换单元的输出端，而第二关断阀设置在第三接口下游，并且

其中，多个流体接头还包括第四流体接头，第四流体接头在第二关断阀的上游流体连接到流体泵送管线。

通过这种设置，使得根据本发明的液体分配装置具有液体回路隔离功能，即、在第二接口和第三接口之间的热交换单元、过滤器或传感器等需要进行更换维护时，可以使第一关断阀和第二关断阀闭合，从而允许液体分配装置和热交换单元进行换热流体介质的排液操作，排液之后即可进行维护。而不用先释放所有管路液体，然后再进行制冷装置的维修，缩短充放液的时间，提高维修效率。

根据本发明的上述方面，第一关断阀和第二关断阀可以是手动关断阀，并且较佳地是电动关断阀，它们都是用于维护模式下进行关断作用。电动关断阀具有的优势在于，电动关断阀的控制可以由控制器自动控制，从而根据地面维护模式的程序选择，预设不同模式操作程序进行不同的电动关断阀的自动控制，提高自动化程度。

根据本发明的上述方面，较佳地，多个流体接头还包括第五流体接头，第五流体接头流体连接到流体储存装置，例如可以连接到流体储存装置的充气口(例如增压充气口)。该第五流体接头例如可以连接到流体压力加载装置，以便为管道提供可以调节的压力。通过这种设置，流体存储装置可以采用充气增压原理，流体存储装置里的压力值可以经由充气口进行调节，例如充入增压的惰性气体，如氮气。

根据本发明的上述方面，较佳地，第一流体接头可以连接到流体储存装置的较高液位处，用于方便排气，而不会使换热流体介质意外排出。

根据本发明的上述方面，较佳地，还包括设置在流体储存装置上的液位传感器，以便感测流体储存装置内的换热流体介质的液位，从而基于该液位来控制流体储存装置的充液或放液(排液)过程。

根据本发明的上述方面，较佳地，液体分配装置还包括设置在第二关断阀下游的第四接口，第四接口流体连接到至少一个温度调节负载，使得根据本发明的液体分配装置能够用于任何合适的温度控制系统中，从而实现了模块化的布置。

根据本发明的上述方面，较佳地，液体分配装置还包括流体连接到混合器的第一释压阀和流体连接在流体泵送装置下游的第二释压阀。第一释压阀能够对混合器的混合腔内的超压进行释压保护，而第二释压阀能够对泵下游过滤器等部件堵塞超压时进行释压保护，从而确保了液体分配装置以及与其连接的温度控制系统的运行安全。

根据本发明的上述方面，较佳地，液体分配装置还包括设置在第二接口上游的过滤器。过滤器可以用于防杂质废物进入并堵塞热交换单元、或者用户端的温度调节负载或换热设备。

根据本发明的上述方面，较佳地，流体泵送装置包括并联布置在流体泵送管线中的第一泵和第二泵通过设置两个泵，使得在液体分配装置工作时，一个泵正常运行，而另一个泵用作备份。从而当一个泵失效时，可以实时切换到另一个泵，而不会影响液体分配装置以及与其连接的温度控制系统的运行连续性。

根据本发明的上述方面，较佳地，液体分配装置还可以包括设置在第一泵和第二泵下游的单向阀，从而控制换热流体介质在流体泵送管线内的流动方向，而不会发生意外的返流。

根据本发明的上述方面，较佳地，液体分配装置还可以包括设置在过滤器的上游和下游处的温度压力传感器，可以基于温度压力传感器的信号来比对/监控过滤器的堵塞度。例如，可以借助布置在过滤器的出口处的温度压力传感器与其上游温度压力传感器信号差值，确定过滤器堵塞度，从而判断过滤器是否需要维护操作。

根据本发明的另一方面，提出了一种温度控制系统，该温度控制系统可以包括：

根据以上方面所述的液体分配装置；

连接到液体分配装置的第二接口的热交换单元；

连接到热交换单元下游的至少一个温度调节负载；

设置在液体分配装置中的温度压力传感器；以及

控制器，控制器基于温度压力传感器的测量值，按照预定逻辑控制液体分配装置的操作。

根据本发明的上述方面，较佳地，温度控制系统还包括设置在至少一个温度调节负载上游的流量调节阀，控制器基于至少一个温度调节负载内的温度测量值，按照预定逻辑控制流量调节阀开度，即流量调节阀的打开程度，以调节流量。从而能够控制流过至少一个温度调节负载的换热流体介质的流量，进而控制至少一个温度调节负载的温度。

根据本发明的上述方面，较佳地，控制器可以包括第一控制器和第二控制器，每个控制器都连接到所述液体分配装置中的流体泵送装置、温度压力传感器、温度调节负载的温度传感器、热交换单元以及所述流量调节阀，

其中，第一控制器和第二控制器互为冗余备份，从而进一步提高了系统的可靠性。

根据本发明的又一方面，提出了一种操作以上方面的液体分配装置的操作方法，其中，该操作方法可以包括以下四种模式中的一种：

第一模式：使第一流体接头连接到地面气体管接口，并且使第二流体接头连接到地面液体管接口；断开第一关断阀；将液体换热流体介质通过第二流体接头注入流体泵送装置的上游管路，直至流体储存装置的液位到达预定水平；

或者，

第二模式：使第二流体接头连接到地面气体管接口，并且使第三流体接头连接到地面液体管接口；断开第一关断阀；通过第二流体接头向液体分配装置充气，并且液体分配装置的液体经由第三流体接头流出；

或者，

第三模式：使第二流体接头连接到地面气体管接口，并且使第四流体接头连接到地面液体管接口；断开第一关断阀和第二关断阀；通过第二流体接头向液体分配装置充气，并且液体分配装置的液体经由第四流体接头流出；

或者，

第四模式，使第二流体接头连接到地面液体管接口，并且使第三流体接头连接到地面液体管接口；断开第一关断阀；将液体换热流体介质通过第二流体接头注入流体泵送装置的上游管路，依次循环之后，直至流体从第三流体接头流出，并不断进行液体高速流动的循环模式，液体循环模式根据控制器预设使劲，可以使液体循环持续若干时间，例如持续几分钟。

与现有技术相比，通过本发明提出的液体分配装置及方法，能够在地面维护操作时具备液体隔离功能，从而缩短维护时间，提高维护效率。进一步地，由于充、放液维护功能与液体分配装置的一体化设计，取消了传统维护面板及其联接管路和维修口盖，有利于系统减重。另外，通过设置在过滤器上、下游的温度压力传感器，来获得之间的温度或压力差值，以监控过滤器堵塞度。通过相应的释压阀，能够对泵下游过滤器在堵塞情况下的超压进行释压保护，并且对混合器的混合腔内的超压情况进行释压保护。

由此，通过本发明的液体分配装置能够满足使用要求，克服了现有技术的缺点并且实现了预定的发明目的。

附图说明

为了进一步清楚地描述根据本发明的液体分配装置，下面将结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明，在附图中：

图1是根据本发明的非限制性实施例的液体分配装置的示意图；

图2是包括根据本发明的非限制性实施例的液体分配装置的温度控制系统的一部分的示意图；

图3是包括根据本发明的非限制性实施例的液体分配装置的温度控制系统的一部分的示意图；

图4示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行充液操作的示意图；

图5示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行充液操作的步骤；

图6示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行放液操作的示意图；

图7示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行放液操作的步骤；

图8示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行隔离放液操作的示意图；

图9示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行隔离放液操作的步骤；

图10示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行地面维护液体循环操作的示意图；以及

图11示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行地面维护液体循环操作的步骤。

上述附图仅仅是示意性的，未严格按照比例绘制。

图中的附图标记在附图和实施例中的列表：

100-液体分配装置，包括；

10-流体泵送管线，包括；

11-第一接口；

12-第二接口；

13-第三接口；

14-第四接口；

15A-第一释压阀；

15B-第二释压阀；

16-过滤器；

17-液位传感器；

20-流体泵送装置，包括；

21-第一泵；

22-第二泵；

23-第一单向阀；

24-第二单向阀；

30-流体储存装置；

40-第一关断阀；

50-多个流体接头，包括；

50A-第一流体接头；

50B-第二流体接头；

50C-第三流体接头；

50D-第四流体接头；

50E-第五流体接头；

60-混合器；

70-第二关断阀；

200-热交换单元，包括；

201-输入端；

202-输出端；

300-温度调节负载；

400-温度压力传感器，包括；

401-第一温度压力传感器；

402-第二温度压力传感器；

403-第三温度压力传感器；

404-第四温度压力传感器；

500-控制器，包括；

501-第一控制器；

502-第二控制器。

具体实施方式

应当理解，除非明确地指出相反，否则本发明可以采用各种替代的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示及说明书中的具体装置仅是本文公开和限定的发明构思的示例性实施例。因而，除非另有明确的声明，否则所公开的各种实施例涉及的具体取向、方向或其它物理特征不应被视为限制。

下面结合附图来具体说明根据本发明的液体分配装置100。

图1是根据本发明的非限制性实施例的液体分配装置100的示意图。

如图所示并且根据本发明的非限制性实施例，液体分配装置100例如可以包括：流体泵送管线10、流体泵送装置20、流体储存装置30、第一关断阀40、多个流体接头50、混合器60以及第二关断阀70。

流体泵送管线10例如可以用于承载换热流体介质(例如液体载冷剂)并且包括用于换热流体介质进入的第一接口11和用于换热流体介质流出的第二接口12，其中，第二接口12流体连接到热交换单元200的输入端201。

流体泵送管线10可以是本领域已知的任何类型的管线，只要其满足预定的使用环境和使用参数即可，例如，可以由各种例如复合材料的非金属材料或例如铝合金的金属材料制成。

流体泵送装置20可以设置在第一接口11和第二接口12之间，用于从第一接口11朝向第二接口12泵送换热流体介质，从而使换热流体介质能够在流体泵送管线10内单向流动。同样地，流体泵送装置20可以是本领域已知的任何类型的泵(例如，电动离心泵等)，只要其满足预定的使用环境和使用参数即可，因此本发明对此不再详细描述。

较佳地，流体泵送装置20可以包括并联布置在流体泵送管线中的第一泵21和第二泵22。通过设置两个泵，使得液体分配装置20工作时，一个泵(例如，第一泵21)运行，而另一个泵(例如第二泵22)用作备份。从而当一个泵失效或者需要维护时，可以实时切换到另一个泵，而不会影响液体分配装置以及与其连接的温度控制系统的运行连续性。

此时，较佳地，液体分配装置20还可以包括设置在第一泵21和第二泵22下游的第一单向阀23和第二单向阀24。第一单向阀23和第二单向阀24可以例如是各种类型的单向阀或止回阀，其允许换热流体介质只能从第一泵21和第二泵22朝向热交换单元200单向流动，从而控制换热流体介质在流体泵送管线10内的流动方向。

流体储存装置30可以在第一接口11和流体泵送装置20之间流体连接到流体泵送管线10。如图1中所述，流体储存装置30可以是储液罐的形式，该流体储存装置30例如可以用于辅助换热流体介质的加注或排出操作，有利于调节液体分配装置20中的压力以及液位水平，并且还可以用作液体分配装置100的缓冲装置，例如在其中的换热流体介质在热胀冷缩而发生较大的体积变化时。

较佳地，流体储存装置30还包括设置在流体储存装置30上的液位传感器17，以便感测流体储存装置30内的换热流体介质的液位，从而基于该液位来控制流体储存装置30的充液或放液/排液过程，或者可指示液体分配装置100是否存在可能的泄露等。

第一关断阀40可以在流体储存装置30的下游设置在第一接口11和流体泵送装置20之间，例如紧接流体储存装置30的出口，以便选择性地流体连通或断开其两端的流体泵送管线10。

如图所示并且作为非限制性实施例，多个流体接头50可以包括五个不同作用的流体接头，例如，第一流体接头50A、第二流体接头50B、第三流体接头50C、四流体接头50D和第五流体接头50E。较佳地，这些流体接头借助气密/液密的管线连接到液体分配装置100的相应部分。应当理解，这些流体接头和相应的管线能够经受液体分配装置100内的压力，而确保不会发生泄露。

第一流体接头50A可以用作流体储存装置30的储液罐的排液和排气口。在所示的示例中，第一流体接头50A流体连接到流体储存装置30，例如可以连接到流体储存装置30的较高液位处，用于方便排气，从而利于平衡充、放液时内部和外部的压强，以便于充、放液的顺利进行，而不会使换热流体介质意外排出/泄露。

第二流体接头50B可以用作系统充液和充气口。在所示的示例中，第二流体接头50B可以流体连接在第一关断阀40和流体泵送装置20之间。

第三流体接头50C可以用作系统排液口。在所示的示例中，第三流体接头50C可以流体连接在第一接口11和第一关断阀40之间。例如，第三流体接头50C可以连接到第一关断阀40的入口处，或者连接到下文将更详细描述的混合器60的出口处。

借助这三个流体接头50A、50B和50C以及第一关断阀40能够选择性地对液体分配装置100进行充液或放液操作，并且其具体的操作方法将在下文更详细地描述。

另外，第四流体接头50D可以用于实现流体泵送装置20和热交换单元200的放液/排液。在所示的示例中，第四流体接头50D可以在第二关断阀70的上游流体连接到流体泵送管线10。此时，第四流体接头50D与第二流体接头50B以及第一关断阀40和第二关断阀70协配，以实现期望的部分放液/排液操作，并且其操作方法将在下文更详细地描述。

作为非限制性实施例，第一关断阀40和第二关断阀70例如可以是手动关断阀或电动关断阀，只要它们能够实现维护模式下的期望的关断或连通作用即可。但是较佳地，第一关断阀40和第二关断阀70是能够由控制器自动控制的电动关断阀(例如电磁阀)，使得第一关断阀40和第二关断阀70根据地面维护模式的程序选择，例如根据下文中更详细介绍的四种模式(第一到第四模式)，预设不同模式操作程序进行不同的电动关断阀的自动控制，从而提高了液体分配装置100的自动化程度。

可选的第五流体接头50E可以用作流体储存装置30的储液罐的气体增压接口。在所示的示例中，第五流体接头50E流体连接到流体储存装置30，例如可以连接到流体存储装置30的充气口(例如增压充气口)，以用于为管道提供可以调节的压力，并且协助换热流体介质的加注或排放。这样，流体存储装置30可以采用充气增压原理，流体存储装置(例如存储罐)里的压力值可以经由充气口进行调节，例如充入增压的惰性气体，如氮气等。在替代实施例中，可以不提供第五流体接头50E，而是替代地，设置弹性回复元件，以调节并保持管线/管道内的压力。或者在另一替代实施例中，可以不提供第五流体接头50E或弹性恢复元件，并且在地面维护过程中不设置充气接头，而是在液体分配装置100装机之前进行增压气体的压力预充。

应当理解，以上结合附图示出的五个流体接头均具备自密封功能，使得五个流体接头在默认情况下处于气密/液密密封状态，从而确保液体分配装置100的操作安全性。

另外，应当理解，这些流体接头与液体分配装置100集成设计在一起而不需要单独的地面维护面板，因此也在很大程度上减少了相应的气体/液体连接管线，以及相应控制线路的长度，并降低了安装空间需求。

虽然以上结合附图说明了各个流体接头的设置位置和用处，但是应当理解，这种布置仅是为了说明本发明的原理，本领域技术人员可以设想其余设置位置和用途，以实现需要的充液、放液或者部分放液的目的，并且也可以设置不同数量的流体接头，也实现更少或者更多的功能，并且这些设置都在本发明的范围之内。

继续参照图1，如图所示并且作为本发明的非限制性实施例，液体分配装置100还可以包括流体连接在第一接口11和流体泵送装置20之间的混合器60，并且流体储存装置30还流体连接到混合器60。较佳地，第一关断阀40可以设置在混合器60的下游，例如在混合器60的出口处，而第三流体接头50C可以流体连接在混合器60和第一关断阀40之间，例如在混合器60的出口和第一关断阀40的入口之间。

另外，液体分配装置100还包括流体连接到混合器30的第一释压阀15A，用于对混合器60的混合腔内的超压进行释压保护，从而确保流体泵送管线10内的压力在安全阈值内。

如图所示并且作为较佳实施例，液体分配装置100还可以包括第三接口13和第二关断阀70，其中，第三接口13流体连接到热交换单元200的输出端202，而第二关断阀70设置在第三接口13下游，并且液体分配装置100还包括设置在第二关断阀70下游的第四接口14，第四接口流体连接到至少一个温度调节负载300。作为较佳实施例，第二关断阀70例如可以是电磁阀。

较佳地，液体分配装置100还包括流体连接在流体泵送装置20下游的第二释压阀15B，以同样提供期望的压力保护。

另外，液体分配装置100还可以包括设置在第二接口12上游的过滤器16，过滤器16例如可以在设置在第一泵21和第二泵22的下游，较佳地在第二释压阀15B下游，并且在第二接口12的上游。

过滤器16可以是本领域已知的任何过滤器，以防杂质废物进入并堵塞热交换单元200和用户端的温度调节负载300。另外，较佳地，过滤器16可以设有可更换的过滤网或过滤芯等，以便于定期维护和更换。

本发明提出的液体分配装置100形成一种模块化的构造，可以通过第一接口11、第二接口12、第三接口13和第四接口14安装在飞机辅助冷却系统的液体回路中，其中第一接口11连接到温度调节负载300的下游，第二接口12与热交换单元200的输入端201流体连接，流经热交换单元200，通过输出端202与第三接口13流体连接，最后通过第四接口14连接到温度调节负载300的上游，从而完成完整的一次循环。

液体分配装置100在正常运行时，从不同温度调节负载300返回的换热流体介质(例如温度较高的换热流体介质)经过第一接口11进入流体泵送管线10，然后依次流经流体储存装置30、第一关断阀40、第一温度压力传感器401、第一泵21和第一单向阀23(或者第二泵22和第二单向阀24)、第二温度压力传感器42、第二释压阀15B、过滤器16、第三温度压力传感器403、第二接口12后，返回热交换单元200；再从热交换单元200的输出端202返回，依次流经第三接口13、第四温度压力传感器404、第二关断阀70、第四接口14后，进入供液管，供给不同温度调节负载300(液冷用户)之后，最终返回到回液管和第一接口11进行不断循环，形成封闭循环的液体回路子系统；可见，此时，液体分配装置100具备泵驱动能力，以使换热流体介质被泵送循环流过液体分配装置100的相应管线和部件。

图2和3是包括根据本发明的非限制性实施例的液体分配装置100的温度控制系统的一部分的示意图。

如图所示并且作为非限制性实施例，温度控制系统可以包括：液体分配装置100；连接到液体分配装置100的第二接口12的热交换单元200；连接到热交换单元200下游的至少一个温度调节负载300；设置在液体分配装置100中的温度压力传感器400；以及控制器500，控制器基于温度压力传感器400的测量值，按照预定逻辑控制液体分配装置100的操作。

作为较佳实施例，热交换单元200可以是制冷换热器的形式，并且可以包括气液换热器、液液换热器或蒙皮换热器中的一种或多种的组合，用于冷却的冷边介质可以是冲压空气冷却、低温液体冷却、蒸发制冷循环的制冷剂R134a冷却、或蒙皮外界空气等。

至少一个温度调节负载300例如可以是厨房餐车、电子设备、用于机舱内的再循环空气等，这些负载借助相应的热交换器等换热装置与换热流体介质进行热交换，以实现期望的冷却或加热目的。

如图2所示，多个温度压力传感器400可以包括在第一关断阀4的下游和在第一泵21入口上游之间的第一温度压力传感器401；布置在第一泵21出口下游与过滤器16的上游之间的第二温度压力传感器402；布置在过滤器16的下游与第二接口12之间的第三温度压力传感器403；以及设置第二关断阀70的入口处的第四温度压力传感器404。

这些温度压力传感器可以是本领域中已知的任何类型的温度压力传感器，并且也可以设置在与附图中所示不同的位置处，以便按照期望的需求来监控液体分配装置100相应管线或部件处的压力，从而确保液体分配装置100的安全操作。

另外，作为示例性应用，第二温度压力传感器402和第三温度压力传感器403可以利用例如其间的温度或压力差值来指示过滤器16的堵塞度，从而判断过滤器160是否需要维护操作。例如，如果第二温度压力传感器402与第三温度压力传感器403之间检测到的温度或者压力差异超出预定阈值，则表明过滤器16存在堵塞情况，从而可以进行更换滤网/滤芯等操作。

另外，较佳地，温度控制系统还可以包括设置在至少一个温度调节负载300上游的流量调节阀600，例如，附图中示出的，温度调节负载300都包括在其上游的流量调节阀600，从而能够控制流过至少一个温度调节负载300的换热流体介质的流量，进而控制至少一个温度调节负载300的温度。

应当理解，虽然附图中未示出，但是控制器500还可以连接到热交换单元200、流量调节阀600、温度调节负载300，并且温度调节负载300和热交换单元200的相应结构内也可以设有温度传感器，以形成闭环控制回路，从而更好地实现温度调节功能。

如图3中详细示出的并且作为非限制性实施例，控制器500较佳地可以包括第一控制器501和第二控制器502，每个控制器都可以用于控制单独的液体分配装置。作为非限制性实施例，第一控制器501和第二控制器502可以并联连接到一个液体分配装置100中的流体泵送装置20(例如其电机驱动控制单元)、温度压力传感器400、温度调节负载300的温度传感器、热交换单元200的温度控制单元、以及流量调节阀600等。如图所示，控制器500与相应的传感器、泵或者阀等部件之间的控制线路用虚线示意性地示出。正常工况，只需要第一控制器501控制液体分配装置100，而第二控制器501可用于控制与液体分配装置100不同的另一液体分配装置。当第一控制器501失效时，将自动切换到第二控制器502，并且使得第二控制器502控制液体分配装置100。替代地，当第二控制器502失效时，第一控制器501也可以自动切换到也控制另一液体分配装置，即，此时，第一控制器501同时控制两个液体分配装置(包括液体分配装置100及另一液体分配装置)。这样，两个控制模块可以互为备份，显著提高了系统的可靠性。

如图所示并且作为本发明的非限制性实施例，液体分配装置100的各部件的流体连接关系可以如下布置：

1)从流经用户端的温度调节负载300后循环返回的液体换热流体介质进入第一接口11，第一接口11通过流体泵送管线10与混合器60的混合腔的入口流体连通，混合器60的混合腔的出口与第一关断阀40(例如，手动关断阀)的入口连通，第一关断阀40的下游通过例如三通阀分别与第一泵21和第二泵22的入口流体连通，而第一泵21的出口与第一单向阀23的入口连通，第二泵22的出口与第二单向阀24的入口连接，第一单向阀23和第二单向阀24的出口通过支管汇流后，依次流经第二释压阀15B和过滤器16，过滤器16的出口与第二接口12连通，最终通过第二接口12将液体泵入的输入端201，以在热交换单元200中进行换热制冷，形成液体换热流体介质的液体回液通路；

2)从热交换单元200的输出端202流出的被冷却的低温换热流体介质与第三接口13入口相连，通过流体泵送管线10依次与第二关断阀70(例如，手动关断阀)、第四接口14连通，然后经由第四接口14流出并输送到不同液冷用户端的温度调节负载300进行冷却，带走用户热量后的液体换热流体介质汇流返回第一接口11，形成液体再冷却的供液通路。

图4示意性地示出了利用本发明的液体分配装置100进行充液操作的示意图；而图5示意性地示出了利用本发明的液体分配装置100进行充液操作的步骤。

如图所示，作为充液模式(第一模式)，即需对液体分配装置100的所有液体管线/管路和部件/设备进行充液。此时，例如可以使第一流体接头50A连接到地面气体管接口，并且使第二流体接头50B连接到地面液体管接口；断开第一关断阀40。作为较佳实施例，可以使第五流体接头50E也连接到地面气体管接口，以辅助充液操作。

在各接头和阀设置完成后，可以将液体换热流体介质通过第二流体接头50B注入流体泵送装置20的上游管路，直至流体储存装置30的液位到达预定水平。例如，借助液位传感器17指示流体储存装置30的液位满足设计要求，即，液体回路子系统充液完成。

图6示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行放液操作的示意图；而图7示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行放液操作的步骤。

如图所示，作为放液模式(第二模式)，即需对液体分配装置100的所有液体管线/管路和部件/设备进行放液。此时，例如可以使第二流体接头50B连接到地面气体管接口，并且使第三流体接头50C连接到地面液体管接口。作为较佳实施例，可以使第五流体接头50E也连接到地面气体管接口，以辅助放液操作，例如辅助排出流体储存装置30中存在的换热流体介质。

在各接头和阀设置完成后，可以断开第一关断阀40；通过第二流体接头50B向液体分配装置100充气，并且液体分配装置100的液体经由第三流体接头50C流出；直至整个液体回路的管路和设备排液完成。

图8示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行隔离放液操作的示意图；而图9示意性地示出了利用本发明的液体分配装置进行隔离放液操作的步骤。

如图所示，作为部分放液模式(第三模式)，即，带液体隔离功能的放液模式，仅需对液体管路进行放液。此时，使第二流体接头50B连接到地面气体管接口，并且使第四流体接头50D连接到地面液体管接口；断开第一关断阀40和第二关断阀70；通过第二流体接头50B向液体分配装置100充气，并且液体分配装置100的液体经由第四流体接头50D流出。

此时，第二关断阀70上游管路内的，以及与第三接口13连通的热交换单元200、第二接口12直至第一关断阀40下游的换热流体介质或载冷剂通过第四流体接头50D排出，直至热交换单元200内的载冷剂完全排出。相应地，由于第一关断阀40和第二关断阀70断开，在第二关断阀70下游至第四接口，以及温度调节负载300、流体储存装置30、混合器60，直到第一关断阀40的上游的管线和设备内的换热流体介质或载冷剂保持不被排出，从而减少了排出的换热流体介质的体积，节省了操作时间和成本，而且节省了后续的再次充液的时间和成本。

图10示意性地示出了利用本发明的液体分配装置100进行地面维护液体循环操作的示意图；而图11示意性地示出了利用本发明的液体分配装置100进行地面维护液体循环操作的步骤。

如图所示，作为液体循环模式(第四模式)，即，用换热流体介质(例如高速载冷剂流体)在液体回路中循环流动，更新液体的同时带走液体气泡杂质。此时，使第二流体接头50B连接到地面液体管接口，第三流体接头50C连接到地面液体管接口；断开所述第一关断阀40；将液体换热流体介质通过第二流体接头50B注入流体泵送装置20的上游管路，依次循环之后，直至流体从第三流体接头50C流出，并不断进行液体高速流动的循环模式，直至设定循环时间倒计时结束。液体循环模式可以根据控制器预设时间进行，例如设定液体循环持续时间几分钟。

应当注意，附图中的GSE表示地面服务设备(Ground Service Equipment)，并且地面液体管接口和地面气体管接口可以连接到地面服务设备或者是其部分，该地面服务设备是本领域已知的，因此本文不再详细描述。

综上所述，本发明的液体分配装置的不同实施例可以具有以下技术特点：

a)两个泵可以设置为完全相同的泵，工作时一个运行另一个备份。从而能够无缝切换，而无效更改液体分配装置的其它部件的设置。

b)过滤器在两个泵下游和第二接口的上游，以防杂质废物进入并堵塞制冷装置换热器和用户端的换热设备，从而延长了这些部件的使用时间，减少相应的维护操作时间和成本。

c)过滤器出口布置的温度压力传感器与其上游温度压力传感器信号差值，可以直接反应过滤器堵塞度，监控过滤器是否需要维护操作，从而替代现有技术中比较复杂的判断方法；

d)第二释压阀是对泵下游过滤器堵塞超压时进行释压保护；

e)第一释压阀是对混合器的混合腔内超压进行释压保护，从而确保液体分配装置的安全运行；

f)通过储液罐储液蓄压，补偿液体回路渗漏和系统在高低温环境内的换热流体介质热胀冷缩的体积变化，从而进一步确保液体分配装置的安全运行；

g)液体回路隔离功能，在第二接口和第三接口之间的热交换单元、过滤器、传感器进行更换维护时。借助关闭两个关断阀，对液体分配装置的过滤器和热交换单元进行换热流体介质的排液操作，排液之后即可进行维护。而不用释放所有管路液体进行热交换单元等制冷装置的维修，缩短充、放液的时间，提高维修效率；

h)维护面板与液体分配装置一体化设计，取消了维护面板和相应的管路，减小了装置所占用的空间及其自身的总重量；

i)液位传感器用于指示系统液位，探测液体泄漏，并有助于准确判断充放液的过程。

另外，本发明的液体分配装置的不同实施例可以具有以下有益的技术效果：

a)充放液的维护面板与液体分配装置一体化设计，省去传统维护面板空间和液体管路重量；

b)同时具备液体回路隔离功能，在对第二接口和第三接口之间的制冷装置/热交换单元、过滤器、传感器进行更换维护时，利用两个手动关断阀关闭之后进行液体隔离，无需对整个液冷系统进行放液即可完成维护过程，提高维护效率；

c)通过过滤器上、下游的温度压力传感器信号比对监控过滤器堵塞度，简化了判断逻辑，并减少了装置所需的部件的数量。

与现有技术相比，本发明提出的液体分配装置及方法，具备地面维护操作时的液体隔离功能，可缩短维护时间，提高维护效率；同时，充放液维护功能与液体分配装置一体化设计，取消了传统维护面板及其联接管路、及维修口盖，有利于系统减重；同时，通过过滤器上、下游的温度压力传感器信号比对监控过滤器堵塞度；另外，通过两个泄压阀，具备对泵下游过滤器堵塞超压时的释压保护、以及入口管汇混合腔内超压的释压保护等优势。

如本文所用的表示方位或取向的术语“上游/上游方向”、“下游/下游方向”以及用于表示顺序的用语“第一”、“第二”等仅仅是为了使本领域普通技术人员更好地理解以较佳实施例形式示出的本发明的构思，而非用于限制本发明。除非另有说明，否则所有顺序、方位或取向仅用于区分一个元件/部件/结构与另一个元件/部件/结构的目的，并且除非另有说明，否则不表示任何特定顺序、操作顺序、方向或取向。例如，在替代实施例中，根据实际的使用环境或者要实现的功能，“第一接口”可以是“第二接口”，并且“上游/上游方向”可以替代地是指“下游/下游方向”。

综上所述，根据本发明的实施例的液体分配装置100克服了现有技术中的缺点，实现了预期的发明目的。

虽然以上结合了较佳实施例对本发明的液体分配装置进行了说明，但是本技术领域的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本发明的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本发明进行各种修改和变型，这些修改和变型都将落在本发明的权利要求书所要求的范围之内。

Claims (13)

1.一种液体分配装置(100)，其特征在于，所述液体分配装置包括：

流体泵送管线(10)，所述流体泵送管线承载换热流体介质，并且包括用于所述换热流体介质进入的第一接口(11)和用于所述换热流体介质流出的第二接口(12)，其中，所述第二接口(12)流体连接到热交换单元(200)的输入端(201)；

流体泵送装置(20)，所述流体泵送装置设置在所述第一接口(11)和所述第二接口(12)之间，用于朝向所述第二接口(12)泵送所述换热流体介质；

流体储存装置(30)，所述流体储存装置在所述第一接口(11)和所述流体泵送装置(20)之间流体连接到所述流体泵送管线(10)；

第一关断阀(40)，所述第一关断阀在所述流体储存装置(30)的下游设置在所述第一接口(11)和所述流体泵送装置(20)之间；以及

多个流体接头(50)，其中，所述多个流体接头(50)包括：

流体连接到所述流体储存装置(30)的第一流体接头(50A)；

流体连接在所述第一关断阀(40)和所述流体泵送装置(20)之间的第二流体接头(50B)，以及

流体连接在所述第一接口(11)和所述第一关断阀(40)之间的第三流体接头(50C)。

2.根据权利要求1所述的液体分配装置(100)，其特征在于，所述液体分配装置(100)还包括流体连接在所述第一接口(11)和所述流体泵送装置(20)之间的混合器(60)，并且所述流体储存装置(30)还流体连接到所述混合器(60)，其中，所述第一关断阀(40)设置在所述混合器(60)的下游，而所述第三流体接头(50C)流体连接在所述混合器(60)和所述第一关断阀(40)之间。

3.根据权利要求2所述的液体分配装置(100)，其特征在于，所述液体分配装置(100)还包括第三接口(13)和第二关断阀(70)，

其中，所述第三接口(13)流体连接到所述热交换单元(200)的输出端(202)，而所述第二关断阀(70)设置在所述第三接口(13)下游，并且

其中，所述多个流体接头(50)还包括第四流体接头(50D)，所述第四流体接头在所述第二关断阀(70)的上游流体连接到所述流体泵送管线(10)。

4.根据权利要求3所述的液体分配装置(100)，其特征在于，所述第一关断阀(40)和/或所述第二关断阀(70)是能够由控制器(500)自动控制的电动关断阀。

5.根据权利要求3所述的液体分配装置(100)，其特征在于，所述多个流体接头(50)还包括第五流体接头(50E)，所述第五流体接头流体连接到所述流体储存装置(30)。

6.根据权利要求4所述的液体分配装置(100)，其特征在于，所述液体分配装置(100)还包括设置在所述第二关断阀(70)下游的第四接口(14)，所述第四接口流体连接到至少一个温度调节负载(300)。

7.根据权利要求4所述的液体分配装置(100)，其特征在于，所述液体分配装置(100)还包括流体连接到所述混合器(60)的第一释压阀(15A)和流体连接在所述流体泵送装置(20)下游的第二释压阀(15B)。

8.根据权利要求3所述的液体分配装置(100)，其特征在于，所述液体分配装置(100)还包括设置在所述第二接口(12)上游的过滤器(16)。

9.根据权利要求3所述的液体分配装置(100)，其特征在于，所述流体泵送装置(20)包括并联布置在所述流体泵送管线(10)中的第一泵(21)第二泵(22)以及分别设置在所述第一泵(21)和所述第二泵(22)下游的第一单向阀(23)和第二单向阀(24)。

10.一种温度控制系统，其特征在，所述温度控制系统包括：

根据权利要求1-9中任一项所述的液体分配装置(100)；

连接到所述液体分配装置(100)的所述第二接口(12)的热交换单元(200)；

连接到所述热交换单元(200)下游的至少一个温度调节负载(300)；

设置在所述液体分配装置(100)中的温度压力传感器(400)；以及

控制器(500)，所述控制器基于所述温度压力传感器(400)的测量值，按照预定逻辑控制所述液体分配装置(100)的操作。

11.根据权利要求10所述的温度控制系统，其特征在，所述温度控制系统还包括设置在所述至少一个温度调节负载(300)上游的流量调节阀(600)，所述控制器(500)基于所述至少一个温度调节负载(300)内的温度测量值，按照预定逻辑控制所述流量调节阀(600)的开度。

12.根据权利要求11所述的温度控制系统，其特征在，所述控制器(500)包括第一控制器(501)和第二控制器(502)，每个控制器都连接到所述液体分配装置(100)中的流体泵送装置(20)、所述温度压力传感器(400)、所述温度调节负载(300)的温度传感器、所述热交换单元(200)以及所述流量调节阀(600)，

其中，所述第一控制器(501)和所述第二控制器(502)互为冗余备份。

13.一种操作根据权利要求3-9中任一项所述的液体分配装置(100)的操作方法，其特征在于，所述操作方法包括以下四种模式中的一种：

第一模式：使所述第一流体接头(50A)连接到地面气体管接口，并且使所述第二流体接头(50B)连接到地面液体管接口；断开所述第一关断阀(40)；将液体换热流体介质通过所述第二流体接头(50B)注入所述流体泵送装置(20)的上游管路，直至所述流体储存装置(30)的液位到达预定水平；

或者，

第二模式：使所述第二流体接头(50B)连接到地面气体管接口，并且使所述第三流体接头(50C)连接到地面液体管接口；断开所述第一关断阀(40)；通过所述第二流体接头(50B)向所述液体分配装置(100)充气，并且所述液体分配装置(100)的液体经由所述第三流体接头(50C)流出；

或者，

第三模式：使所述第二流体接头(50B)连接到地面气体管接口，并且使所述第四流体接头(50D)连接到地面液体管接口；断开所述第一关断阀(40)和所述第二关断阀(70)；通过所述第二流体接头(50B)向所述液体分配装置(100)充气，并且所述液体分配装置(100)的液体经由所述第四流体接头(50D)流出；

或者，

第四模式：使所述第二流体接头(50B)连接到地面液体管接口，并且使所述第三流体接头(50C)连接到地面液体管接口；断开所述第一关断阀(40)；将液体换热流体介质通过所述第二流体接头(50B)注入所述流体泵送装置(20)的上游管路，依次循环，直至所述液体换热流体介质从第三流体接头(50C)流出。