CN114719477A - 制冷剂流量的控制方法及其装置、制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷剂流量的控制方法及其装置、制冷设备，该控制方法包括：获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的温度和修正系数；根据各间室的预设温度、各间室的实际温度、冷凝器所处环境的温度以及修正系数，一一对应地确定与各间室关联的各节流装置的目标开度值；根据各节流装置的目标开度值，控制各节流装置的阀体运行至目标开度，以通过与各间室关联的各节流装置一一对应地控制流入各间室的制冷剂的流量。本发明实现了对多个间室制冷剂流量的智能控制，使各间室的制冷剂流量匹配制冷系统实际的负荷需求，避免了制冷剂流量过大或过小导致制冷效果差甚至损坏制冷系统的问题。

Description

制冷剂流量的控制方法及其装置、制冷设备

本申请是申请号为202011583648.8专利申请的分案申请(原申请的申请日为2020年12月28日，发明名称为制冷剂流量的控制方法及其装置、制冷设备)。

技术领域

本发明实施例涉及环境试验设备的制冷控制技术，尤其涉及一种制冷剂流量的控制方法、装置以及制冷设备。

背景技术

制冷剂是制冷机设备完成热力循环的工质，其在低温下吸取被冷却物体的热量，然后在较高温度下转移给冷却水或空气，在蒸气压缩式制冷设备中，常使用在常温或较低温度下能液化的工质作为制冷剂。

目前对于应用于电池测试的环境试验设备，无法实现根据各间室的制冷需求对多个间室的制冷剂流量进行精准的调整与控制，使制冷剂流量不能匹配制冷系统实际的负荷需求，导致制冷系统的制冷效果差，造成损坏制冷设备和资源浪费等问题。

发明内容

本发明提供一种制冷剂流量的控制方法及其装置、制冷设备，以能够准确控制各个间室的制冷剂流量，使各间室的制冷剂流量匹配制冷系统实际的负荷需求。

第一方面，本发明实施例提供了一种制冷剂流量的控制方法，包括：

获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数；

根据各所述间室的预设温度、各所述间室的实际温度计算所述间室的预设温度与该所述间室的实际温度的温度差；

根据所述温度差、各所述间室的预设温度、所述冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正系数，根据如下公式一一对应的计算出与各间室关联的节流装置的目标开度值d1：

d1＝int{60-Et*T1/5+Cr*Tr/5+e1+Max[2*(△T1-1),0]}

其中，Et为所述间室的预设温度修正系数；Cr为所述冷凝器所处环境的流体入口温度修正系数；e1为所述间室关联的节流装置的目标开度动态修正值；T1为所述间室的预设温度，Tr为所述冷凝器所处环境的流体入口温度，△T1为所述间室的预设温度与实际温度的温度差，int为取整函数，Max为取最大值函数；

根据各所述节流装置的目标开度值，控制各所述节流装置的阀体运行至目标开度，以通过与各所述间室关联的各所述节流装置一一对应地控制流入各所述间室的制冷剂的流量。

可选的，所述获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数，包括：

以预设周期获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数。

可选的，所述修正系数包括环境温度修正系数、预设温度修正系数以及节流装置设计开度动态修正值。

第二方面，本发明实施例还提供了一种制冷剂流量的控制装置，该控制装置包括：

信息获取模块，用于获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数；

目标开度确定模块，用于根据各所述间室的预设温度、各所述间室的实际温度计算所述间室的预设温度与该所述间室的实际温度的温度差；

以及根据所述温度差、各所述间室的预设温度、所述冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正系数，根据如下公式一一对应的计算出与各间室关联的节流装置的目标开度值d1：

d1＝int{60-Et*T1/5+Cr*Tr/5+e1+Max[2*(△T1-1),0]}

其中，Et为所述间室的预设温度修正系数；Cr为所述冷凝器所处环境的流体入口温度修正系数；e1为所述间室关联的节流装置的目标开度动态修正值；T1为所述间室的预设温度，Tr为所述冷凝器所处环境的流体入口温度，△T1为所述间室的预设温度与实际温度的温度差，int为取整函数，Max为取最大值函数；

控制模块，用于根据各所述节流装置的目标开度值，控制各所述节流装置的阀体运行至目标开度，以通过与各所述间室关联的各所述节流装置一一对应地控制流入各所述间室的制冷剂的流量。

可选的，所述信息获取模块具体用于：

以预设周期获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数。

第三方面，本发明实施例还提供了一种制冷设备，包括：至少一个间室、至少一个节流装置、至少一个电磁阀、至少一个第一温度传感器、第二温度传感器、冷凝器、压缩机以及控制器；

各所述第一温度传感器一一对应设置于各所述间室内；所述第一温度传感器用于获取所述间室的实际温度；

所述第二温度传感器用于获取所述冷凝器所处环境的流体入口温度；

所述压缩机用于压缩制冷剂气体，并将压缩后的所述制冷剂气体通过气体管路传输至所述冷凝器进行冷凝，以使冷凝后的制冷剂通过与各所述间室一一对应地制冷剂管路传输至各所述间室所在位置处；

所述节流装置和所述电磁阀一一对应地设置在各所述制冷剂管路中，以控制各所述制冷剂管路中的制冷剂流量；

所述控制器用于执行上述的制冷剂流量的控制方法。

本发明通过实时获取的各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数来确定各间室所连接的节流装置的目标开度值，根据目标开度值控制各节流装置运行至目标开度，实现对各个间室的制冷剂流量的准确控制，使各间室的制冷剂流量匹配制冷系统实际的负荷需求，避免了制冷剂流量过大或过小导致制冷效果差甚至损坏制冷系统的问题，从而能够准确控制各间室内的温度，有利于节省功耗。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种制冷剂流量的控制方法流程图；

图2是本发明实施例提供的另一种制冷剂流量的控制方法流程图；

图3是本发明实施例提供的一种制冷剂流量的控制装置结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种制冷设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供一种制冷剂流量的控制方法，该控制方法能够实现对多个间室制冷剂流量的智能控制，该控制方法可采用本发明实施例提供的制冷剂流量的控制装置执行，该控制装置由软件和/或硬件实现，该制冷剂流量的控制装置可集成于本发明实施例提供的制冷设备中。其中，制冷设备中可以包括压缩机、冷凝器、多个间室以及与各间室一一对应设置的多个节流装置；压缩机能够对制冷剂气体进行压缩，压缩后的制冷剂气体会经冷凝器冷凝后转换为液态的制冷剂，该制冷剂会通过相应的管道传输至各间室，以控制各间室内的温度；而节流装置能够一一对应地控制流入各间室的制冷剂的流量。为了方便描述，以上以风冷制冷方式为例对制冷设备的工作原理进行了说明，需要说明的是，本发明实施例提供的制冷剂流量的控制方法同样适用于水冷制冷方式。

图1为本发明实施例提供的一种制冷剂流量的控制方法流程图，如图1所示，该制冷剂流量的控制方法包括：

S110、获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数；

具体的，通过在制冷设备的各个间室中设置相应的温度传感器，通过该温度传感器能够一一对应地获取各间室的实际温度；同时，也可在冷凝器所处环境中设置温度传感器以获取冷凝器所处环境的流体入口温度。每个间室的预设温度由用户设置生成；修正系数可以包括环境温度修正系数、预设温度修正系数以及节流装置设计开度动态修正值等，其可由实验数据和经验总结而来，用于提高系统的稳定性和精确度。其中，流体可以包括液体或气体。

示例性的，在用户设定预设温度后，可以预设周期获取各间室的实际温度和冷凝器所处环境的流体入口温度，以能够实时更新各间室的实际温度和冷凝器所处环境的流体入口温度；同时，也可以预设周期获取各间室的预设温度和修正系数，以能够实现各间室的预设温度和修正系数的实时更新。其中，预设周期可以为每间隔5ms更新一次所获取的数据。

S120、根据各间室的预设温度、各间室的实际温度、冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正系数，一一对应地确定与各间室关联的各节流装置的目标开度值。

具体的，与各间室关联的各节流装置即为能够一一对应控制流入各间室的制冷剂的流量的节流装置。如此，在获取到各间室的预设温度、各间室的实际温度、冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正系数后可先根据各间室的预设温度T1、各间室的实际温度计算出各间室预设温度与实际温度之间的温度差△T1，再由各间室对应的温度差△T1、各间室的预设温度T1、冷凝器所处环境的流体入口温度Tr，采用如下公式一一对应的计算出与各间室关联的节流装置的目标开度值d1：

d1＝int{60-Et*T1/5+Cr*Tr/5+e1+Max[2*(△T1-1),0]}

其中，Et为间室的预设温度修正系数；Cr为冷凝器所处环境的流体入口温度修正系数；e1为间室关联的节流装置的目标开度动态修正值，int为取整函数，Max为取最大值函数。其中，节流装置可以是电子膨胀阀。

示例性的，当以预设周期更新所获取的数据时，会采用更新后的数据重新计算与各间室对应的节流装置的目标开度值，从而能够以预设周期更新与各间室关联的节流装置的目标开度值。

S130、根据各节流装置的目标开度值，控制各节流装置的阀体运行至目标开度，以通过与各间室关联的各节流装置一一对应地控制流入各间室的制冷剂的流量。

具体的，在确定与各间室关联的各节流装置的目标开度值后，可根据已确定的各节流装置的目标开度值，一一对应地控制各节流装置的阀体运行至目标开度，以能够控制流经各节流装置的制冷剂的流量，从而能够将各间室的温度精确控制在预设温度。其中，当以预设周期更新各节流装置的目标开度值时，可根据各节流装置的目标开度值，实时控制各节流装置的阀体的运行位置。

本发明实施例提供的制冷剂流量的控制方法通过实时获取的各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数来确定各间室所连接的节流装置的目标开度值，根据目标开度值控制各节流装置运行至目标开度，实现了对多个间室制冷剂流量的智能控制，使各间室的制冷剂流量匹配制冷系统实际的负荷需求，避免了制冷剂流量过大或过小导致制冷效果差甚至损坏制冷系统的问题，从而能够准确控制各间室内的温度，有利于节省功耗。同时，本发明实施例以预设周期获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正系数等信息，并周期性的对各节流装置的目标开度进行更新，根据更新后的目标开度重新对各节流装置的开度进行控制，保证了实时性，实现了通过控制节流装置的开度对流入对应间室的制冷剂流量的精准控制。

可选的，在获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数之前，还应确定各间室是否有制冷需求，图2是本发明实施例提供的另一种制冷剂流量的控制方法流程图，如图2所示，该制冷剂流量的控制方法包括：

S210、获取与各间室关联的各电磁阀的导通状态；

S220、根据各电磁阀的导通状态，一一对应地确定与各间室关联的各电磁阀的导通状态值；

S230、根据电磁阀的导通状态值，确定各间室是否有制冷需求；若是，则执行S240。

具体的，制冷设备中各间室的制冷剂传输管路上设置有电磁阀，用于使各间室制冷剂管路导通或者关闭。通常在有制冷需求时，才会将各间室的制冷剂传输管路上设置的电磁阀打开，而在无制冷需求时会关闭各间室的制冷剂传输管路上设置的电磁阀。因此可实时获取与各间室关联的电磁阀的导通状态，并由各电磁阀的导通状态，一一对应地确定各电池阀的导通状态值。其中，当电磁阀为打开状态时，电磁阀的导通状态值r1为1；当电磁阀为关闭状态时，电磁阀的导通状态值r1为0。如此，本发明实施例将电磁阀的导通状态量化成易于识别的导通状态值，根据易于识别的导通状态值判断电磁阀所对应连接的间室是否有制冷需求，以对有制冷需求的间室进行制冷剂的流量控制，对没有制冷需求的则不进行制冷控制，在后续计算与各间室关联的节流装置的目标开度值时，可将与该间室关联的电磁阀的导通状态值也考虑进去，从而能够节省系统运行功耗，提高制冷效率，避免资源浪费。

S240、获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数。

S250、根据各间室的预设温度T1、各间室的实际温度，计算各间室预设温度与实际温度之间的温度差△T1；

S260、根据温度差△T1、各间室的预设温度T1、冷凝器所处环境的流体入口温度Tr以及修正系数，一一对应地确定与各间室关联的各节流装置的目标开度值d1，具体公式如下：

d1＝r1*int{60-Et*T1/5+Cr*Tr/5+e1+Max[2*(△T1-1),0]}

其中，r1为与间室关联的电磁阀的导通状态值，Et为间室的预设温度修正系数；Cr为冷凝器所处环境的流体入口温度修正系数；e1为间室关联的节流装置的目标开度动态修正值，int为取整函数，Max为取最大值函数。

具体的，将与各间室关联的电磁阀的导通状态值r1与取整后的目标开度值的乘积确定为与该间室关联的节流装置的目标开度值，当电磁阀的导通状态值r1为0时，可得到节流装置的目标开度值为0，即节流装置处于关闭状态，制冷剂无法传输至间室中，即不需要对该间室进行制冷剂流量的控制；而当电磁阀的导通状态值r1为1时，可对应的计算出节流装置的目标开度值d1，并根据该目标开度值对节流装置的开度进行控制，另外设置修正参数和数值参数以提高系统的稳定性与精确程度。

S270、根据各节流装置的目标开度值，控制各节流装置的阀体运行至目标开度。

本发明实施例根据各间室的预设温度和实际温度、根据冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正参数等信息结合电磁阀的导通状态确定各间室所对应的各节流装置的目标开度，实现了对多个间室制冷剂流量的精准控制，使各间室的制冷剂流量匹配制冷系统实际的负荷需求。

本发明实施例还提供一种制冷剂流量的控制装置，该控制装置能够实现对多个间室制冷剂流量的智能控制，该制冷剂流量的控制装置可执行本发明实施例提供的制冷剂流量的控制方法，该控制装置由软件和/或硬件实现，该制冷剂流量的控制装置可集成于本发明实施例提供的制冷设备中。图3是本发明实施例提供的一种制冷剂流量的控制装置结构示意图，如图3所示，该控制装置包括：信息获取模块310，用于获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数；目标开度确定模块320，用于根据各间室的预设温度、各间室的实际温度、冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正系数，一一对应地确定与各间室关联的各节流装置的目标开度值；控制模块330，用于根据各节流装置的目标开度值，控制各节流装置的阀体运行至目标开度，以通过与各间室关联的各节流装置一一对应地控制流入各间室的制冷剂的流量。

可选的，信息获取模块310还包括：电磁阀状态获取模块，用于获取与各间室关联的各电磁阀的导通状态；状态值确定模块，根据各电磁阀的导通状态，一一对应地确定与各间室关联的各电磁阀的导通状态值；其中，当电磁阀为打开状态时，电磁阀的导通状态值为1；当电磁阀为关闭状态时，电磁阀的导通状态值为0；制冷需求确定模块，根据电磁阀的导通状态值，确定各间室是否有制冷需求；若是，则执行获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数的步骤。

可选的，信息获取模块具体用于：以预设周期获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数。

可选的，目标开度确定模块320还包括：温度差计算单元，用于计算间室的预设温度与该间室的实际温度的温度差；目标开度值确定单元，用于根据温度差、根据各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正系数，根据如下公式确定目标开度值d1：

d1＝r1*int{60-Et*T1/5+Cr*Tr/5+e1+Max[2*(△T1-1),0]}

其中，r1为与间室关联的电磁阀的导通状态值；Et为间室的预设温度修正系数；Cr为冷凝器所处环境的流体入口温度修正系数；e1为间室关联的节流装置的目标开度动态修正值；T1为间室的预设温度，Tr为冷凝器所处环境的流体入口温度，△T1为间室的预设温度与实际温度的温度差。

值得注意的是，上述制冷剂流量的控制装置实施例中，所包括的各个模块和单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块和单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本发明实施例提供的制冷剂流量的控制装置可执行本发明任意实施例所提供的制冷剂流量的控制方法，具备执行该制冷剂流量的控制方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的制冷剂流量的控制方法。

本发明实施例还提供了一种制冷设备，图4是本发明实施例提供的一种制冷设备结构示意图，如图4所示，该制冷设备包括：至少一个间室410、至少一个节流装置420、至少一个电磁阀430、至少一个第一温度传感器440、第二温度传感器450、冷凝器460、压缩机470以及控制器480；各第一温度传感器440一一对应设置于各间室410内；第一温度传感器440用于获取间室410的实际温度；第二温度传感器450用于获取冷凝器460所处环境的温度；压缩机470用于压缩制冷剂气体，并将压缩后的制冷剂气体通过气体管路传输至冷凝器460进行冷凝，以使冷凝后的制冷剂通过与各间室410一一对应地制冷剂管路传输至各间室410所在位置处；节流装置420和电磁阀430一一对应地设置在各制冷剂管路中，以控制各制冷剂管路中的制冷剂流量；控制器480用于执行本发明实施例提供制冷剂流量的控制方法。

具体的，控制器480的信号输入端分别与第一温度传感器、第二温度传感器和各电磁阀电连接，用于采集各间室的实际温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和各电磁阀的导通状态，控制器480的信号输入端分别与各节流装置的控制端电连接，用于控制节流装置的开度，该控制器480包括上述制冷剂流量的控制装置，用于执行上述制冷剂流量的控制方法。

本发明实施例提供的制冷设备可执行本发明任意实施例所提供的制冷剂流量的控制方法，具备执行该制冷剂流量的控制方法相应的功能模块和有益效果。未在上述实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的制冷剂流量的控制方法。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种制冷剂流量的控制方法，其特征在于，包括：

获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数；

根据各所述间室的预设温度、各所述间室的实际温度计算所述间室的预设温度与该所述间室的实际温度的温度差；

根据所述温度差、各所述间室的预设温度、所述冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正系数，根据如下公式一一对应的计算出与各间室关联的节流装置的目标开度值d1：

d1＝int{60-Et*T1/5+Cr*Tr/5+e1+Max[2*(△T1-1),0]}

其中，Et为所述间室的预设温度修正系数；Cr为所述冷凝器所处环境的流体入口温度修正系数；e1为所述间室关联的节流装置的目标开度动态修正值；T1为所述间室的预设温度，Tr为所述冷凝器所处环境的流体入口温度，△T1为所述间室的预设温度与实际温度的温度差，int为取整函数，Max为取最大值函数；

根据各所述节流装置的目标开度值，控制各所述节流装置的阀体运行至目标开度，以通过与各所述间室关联的各所述节流装置一一对应地控制流入各所述间室的制冷剂的流量。

2.根据权利要求1任一项所述的控制方法，其特征在于，所述获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数，包括：

以预设周期获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述修正系数包括环境温度修正系数、预设温度修正系数以及节流装置设计开度动态修正值。

4.一种制冷剂流量的控制装置，其特征在于，包括：

信息获取模块，用于获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数；

目标开度确定模块，用于根据各所述间室的预设温度、各所述间室的实际温度计算所述间室的预设温度与该所述间室的实际温度的温度差；

以及根据所述温度差、各所述间室的预设温度、所述冷凝器所处环境的流体入口温度以及修正系数，根据如下公式一一对应的计算出与各间室关联的节流装置的目标开度值d1：

d1＝int{60-Et*T1/5+Cr*Tr/5+e1+Max[2*(△T1-1),0]}

其中，Et为所述间室的预设温度修正系数；Cr为所述冷凝器所处环境的流体入口温度修正系数；e1为所述间室关联的节流装置的目标开度动态修正值；T1为所述间室的预设温度，Tr为所述冷凝器所处环境的流体入口温度，△T1为所述间室的预设温度与实际温度的温度差，int为取整函数，Max为取最大值函数；

控制模块，用于根据各所述节流装置的目标开度值，控制各所述节流装置的阀体运行至目标开度，以通过与各所述间室关联的各所述节流装置一一对应地控制流入各所述间室的制冷剂的流量。

5.根据权利要求4所述的制冷剂流量的控制装置，其特征在于，所述信息获取模块具体用于：

以预设周期获取各间室的实际温度、各间室的预设温度、冷凝器所处环境的流体入口温度和修正系数。

6.一种制冷设备，其特征在于，包括：至少一个间室、至少一个节流装置、至少一个电磁阀、至少一个第一温度传感器、第二温度传感器、冷凝器、压缩机以及控制器；

各所述第一温度传感器一一对应设置于各所述间室内；所述第一温度传感器用于获取所述间室的实际温度；

所述第二温度传感器用于获取所述冷凝器所处环境的流体入口温度；

所述压缩机用于压缩制冷剂气体，并将压缩后的所述制冷剂气体通过气体管路传输至所述冷凝器进行冷凝，以使冷凝后的制冷剂通过与各所述间室一一对应地制冷剂管路传输至各所述间室所在位置处；

所述节流装置和所述电磁阀一一对应地设置在各所述制冷剂管路中，以控制各所述制冷剂管路中的制冷剂流量；

所述控制器用于执行权利要求1～3任一项所述的制冷剂流量的控制方法。

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