CN114893715A - 加热控制方法及其装置、系统、计算机设备和存储介质 - Google Patents

加热控制方法及其装置、系统、计算机设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种加热控制方法及其装置、系统、计算机设备和存储介质。所述加热控制方法，应用于汽化器，汽化器包括翅片管和发热膜，发热膜设置于翅片管的翅片上，方法包括：获取空气流速、环境温度和汽化器中液态气体流量；根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度；当任一处所述翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制所述发热膜进行加热。本发明结合预设的传热模型，通过判断翅片的表面温度是否满足预设条件，动态生成加热指令，以控制发热膜开始加热，无需人工除冰或者更换新的设备，同时动态调控，也降低了汽化器的耗能成本，进而降低了用户的使用成本。

Description

加热控制方法及其装置、系统、计算机设备和存储介质
技术领域
本申请涉及汽化器技术领域，特别是涉及一种加热控制方法及其装置、系统、计算机设备和存储介质。
背景技术
汽化器是将液态气体加热至气化的装置，汽化器主要有电热式、电热水浴式、热水循环式，随着汽化器技术的发展，出现了控温式汽化器，现有的空温式汽化器通常为翅片管式换热器，低温液体从汽化器一边的底部进入，汽化后从汽化器另一边输出。在低温液体进入翅片管后，通过翅片管表面与外界空气进行热交换，空气中的水蒸气在汽化器底部的翅片管外表面形成大量的冷霜，随着汽化器工作时间的加长，汽化器下部表面结霜越来越重，当汽化器停止工作后，翅片管上的冷霜便化成水，当汽化器再次工作后，由霜化成的水便开始结冰，汽化器如此循环工作，翅片管外表面的结冰也就越来越严重。
然而，现有的技术中，通常使用人工除冰或者直接更换另一台设备，为用户增加了使用成本。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低汽化器用户使用成本的加热控制方法及其装置、系统、计算机设备和存储介质。
一种加热控制方法，应用于汽化器，汽化器包括翅片管和发热膜，发热膜设置于翅片管的翅片上，方法包括：
获取空气流速、环境温度和汽化器中液态气体流量；
根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度；
当任一处翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制发热膜进行加热。
在其中一个实施例中，根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度，包括：
根据环境温度、液态气体流量、液态气体的理化性质、翅片管的横截面周长和热交换热阻，获取翅片管预设长度内多处液态气体的温度；
根据空气流速、环境温度、热交换热阻和预设长度内多处液态气体的温度，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度。
在其中一个实施例中，根据环境温度、液态气体流量、液态气体的理化性质、翅片管的横截面周长和热交换热阻，获取翅片管预设长度内多处液态气体的温度，包括：
将预设长度沿液态气体的传输方向划分为多个连续的微分单元，微分单元沿传输方向依次具有气体入口和气体出口；
根据微分单元的长度和翅片管的横截面周长、热交换热阻和第一温差获取热交换功率值，第一温差为环境温度与液态气体在气体入口处温度之间的温差；
根据热交换功率值、液态气体流量、液态气体的理化性质，获取第二温差，第二温差为气体入口处和气体出口处之间的温度差值；
根据第二温差和液态气体在气体入口处的温度，获取气体出口处液态气体的温度；
将当前微分单元的气体出口处作为下一微分单元的气体入口处，重复执行根据微分面积、热交换热阻和第一温差获取热交换功率值步骤，以获取翅片管预设长度内多处液态气体的温度。
在其中一个实施例中，根据空气流速、环境温度、热交换热阻和预设长度内多处液态气体的温度，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度，包括：
根据空气流速获取翅片与空气的对流交换热阻；
根据对流交换热阻、环境温度、热交换热阻和预设长度内多处液态气体的温度，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度。
在其中一个实施例中，当任一处翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，包括：
当任一处翅片的表面温度大于等于冰块的熔点时，生成加热指令。
一种加热控制装置，包括：
气体数据获取模块，用于获取空气流速、环境温度和汽化器中液态气体流量；
表面温度获取模块，用于根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度；
加热指令生成模块，用于当任一处翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制发热膜进行加热。
一种加热控制系统，包括：
加热控制设备，加热控制设备用于获取空气流速、环境温度和汽化器中液态气体流量；根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度；当任一处翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制发热膜进行加热；以及
发热膜，发热膜设置于汽化器中的翅片管上，用于加热。
在其中一个实施例中，还包括：
控制开关，控制开关的一端与发热膜连接，另一端用于连接供电电源，控制开关用于接收加热指令，并根据加热指令导通供电电源和发热膜的连接通路。
在其中一个实施例中，发热膜包括发热体，发热体用于发热；
其中，发热体的材料为不锈钢、铝、铜及其合金、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、导电碳黑、石墨中的一种或多种。
在其中一个实施例中，发热膜还包括封装体，封装体用于封装发热体，封装体的材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、无纺布、硅胶、环氧树脂中的一种或多种。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的方法的步骤。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
上述加热控制方法，应用于汽化器，汽化器包括翅片管和发热膜，发热膜设置于翅片管的翅片上，方法包括：获取空气流速、环境温度和汽化器中液态气体流量；根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度；当任一处翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制发热膜进行加热。本发明获取当前环境下的空气流速、环境温度以及汽化器中液态气体的流量，结合预设的传热模型，获取汽化器中翅片管预设长度内，多处翅片的表面温度，通过判断任一处翅片的表面温度是否满足预设条件，动态生成加热指令，以控制发热膜是否需要加热，无需人工除冰或者更换新的设备，同时动态调控，也降低了汽化器的耗能成本，进而降低了用户的使用成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，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为一个实施例中加热控制方法的流程示意图之一；
图2为一个实施例中根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度步骤的流程示意图；
图3为一个实施例中根据环境温度、液态气体流量、液态气体的理化性质、翅片管的横截面周长和热交换热阻，获取翅片管预设长度内多处液态气体的温度步骤的流程示意图；
图4为一个实施例中水平放置的翅片管的正视图；
图5为一个实施例中根据空气流速、环境温度、热交换热阻和预设长度内多处液态气体的温度，获取翅片管预设长度内多处翅片表面温度步骤的流程示意图；
图6为一个实施例中加热控制方法的流程示意图之二；
图7为一个实施例中加热控制装置的结构示意图；
图8为一个实施例中加热控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征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描述不一定指的是相同的实施例或示例。
在其中一个实施例中，如图1所示，提供了一种加热控制方法，应用于汽化器，汽化器包括翅片管和发热膜，发热膜设置于翅片管的翅片上，该方法包括步骤S100～S300。
步骤S100，获取空气流速、环境温度和汽化器中液态气体流量。
其中，本实施例中的汽化器可以用于对多种液态气体进行汽化。如，液化天然气(Liquefied Natural Gas，LNG)，液氢，液氧等。具体地，当本实施例中的汽化器中的气体可以为氧气时，主要应用于医院中的病房及手术室，为患者提供氧气。
步骤S200，根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度。
其中，本实施例中的预设长度的起始端为液氧进口处，终点端为翅片管上一预设的点。例如，汽化器中距离液氧进口最近的第一排翅片管的长度为两米，且发热膜设置于第一排翅片管上，则预设的长度可以为两米，通过计算两米内多处翅片的表面温度，判断是否需要启动发热膜对翅片管进行加热。
步骤S300，当任一处翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制发热膜进行加热。
具体地，本实施例中的翅片管上翅片，在使用过程中会由于液态气体的温度过低，造成大量结冰的情况，现如今并没有直接对翅片上表面直接进行温度检测的技术，因此，很难通过直接获取翅片表面温度和预设的条件进行对比，进而对翅片进行加热，达到融冰的效果。另外，用户在使用的时候并不能很直观的得知，何时需要对翅片进行加热融冰，若设置为一直通电加热，必然会造成资源的过度浪费。
而本实施例中通过获取当前环境下的空气流速、环境温度以及汽化器中液态气体的流量，结合预设的传热模型，获取汽化器中翅片管预设长度内，多处翅片的表面温度，动态生成加热指令，以控制发热膜开启加热，无需人工除冰或者更换新的设备，同时动态调控，提高了发热膜的利用效率，降低了汽化器使用的耗能成本，最终实现用户使用成本的降低。
在其中一个实施例中，如图2所示，提供了一种加热控制方法，该方法中的步骤S200，包括步骤S210和步骤S220。
步骤S210，根据环境温度、液态气体流量、液态气体的理化性质、翅片管的横截面周长和热交换热阻，获取翅片管预设长度内多处液态气体的温度。
其中，液态气体的理化性质为液态气体的物理性质和化学性质。在本实施例中主要指的是液态气体的比热容、密度、沸点、标准大气压下液态气体变为气态的膨胀系数、以及液态气体的流量。热交换热阻为空气与液态气体之间的热交换热阻，为固定值。
步骤S220，根据空气流速、环境温度、热交换热阻和预设长度内多处液态气体的温度，获取翅片管预设长度内多处翅片表面温度。
具体地，本实施例中的液态气体是通过进入翅片管，与环境进行热交换，进而相变为气态气体。因此，翅片管中的液态气体需要与翅片管本身进行热交换，即，翅片管中的液态气体的温度并不等同于翅片管上翅片的温度。
本实施例中先通过计算获取翅片管预设长度内，多处内部液态气体的温度；再根据热交换原理，即可获取翅片管上翅片的表面温度。
在其中一个实施例中，如图3所示，提供了一种加热控制方法，该方法中的步骤S210，包括步骤S211～S215。
步骤S211，将预设长度沿液态气体的传输方向划分为多个连续的微分单元，微分单元沿传输方向依次具有气体入口和气体出口。
具体地，请参看图4，为水平放置的翅片管的正视图，假设液态气体在翅片管中的传输的方向为图4中的由左至右的方向，本实施例可沿液态气体的传输方向将翅片管预设长度L米，划分为多个微分单元，各微分单元沿传输的水平方向的长度为一微小值l0，例如0.01米，或者低于0.01米的其他值。在此，各微分单元沿传输方向具有气体入口和气体出口，且，可以理解的是，本实施例中的微分单元是连续的，即当前的微分单元的出口为下一微分单元的气体入口。
步骤S212，根据微分单元的长度和翅片管的横截面周长、热交换热阻和第一温差获取热交换功率值，第一温差为环境温度与液态气体在气体入口处温度之间的温差。
其中，热交换功率值为空气与液态气体的热交换功率值，具体地，可由下式获取当前微分单元处的热交换功率值P：
Figure BDA0003579592960000091
其中，P为当前微分单元处的热交换功率；ΔT1为第一温差；其中，ΔT1＝t-T；t为环境温度；T为液态气体在微分单元气体入口处的温度；l0为微分单元的长度；D为翅片管的横截面周长；K为热交换热阻。
若当前微分单元为距离液态气体最近的第一个微分单元，微分单元的长度l0为0.01米，且液态气体为液氧时，第一个微分单元处的空气和液态气体的热交换功率P1即为：
Figure BDA0003579592960000092
其中，-183为液氧的沸点，即液氧进入翅片管时的温度。可以理解的是，当前微分单元处的热交换功率值与微分单元是一一对应的，例如，预设长度若划分为10个微分单元，即，存在P1、P2……P10。本实施例中每一个微分单元处的热交换功率，需根据上述热交换功率值获取公式获取对应的热交换功率P。
步骤S213，根据热交换功率值、液态气体流量、液态气体的理化性质，获取第二温差，第二温差为气体入口处和气体出口处之间的温度差值。
具体地，第二温差为微分单元的气体入口处的温度与微分单元的气体出口处之间的温度差值，第二温差ΔT2：
ΔT2＝P/(C×α×V×ρ)
其中，P为当前微分单元处的热交换功率值；C为液态气体的比热容值；α为标准大气压下液态气体相变为气态气体的膨胀系数；V为液态气体的流量；ρ为液态气体的密度值。
若当前微分单元为距离液态气体最近的第一个微分单元，微分单元的长度l0为0.01米，且液态气体为液氧时，第二温差ΔT2：
ΔT2＝P/(C液氧×1253.5×V×ρ液氧)
其中，C液氧为液态气体的比热容值；1253.5为液态气体在标准大气压下液态氧气相变为气态氧气的膨胀系数；ρ液氧为液态气体的密度值。需要说明的是，如上述实施例，热交换功率值与各微分单元一一对应，即本实施例中的，第二温差也与各微分单元存在对应关系，且主要随着热交换功率值的变化而变化。
步骤S214，根据第二温差和液态气体在气体入口处的温度，获取气体出口处液态气体的温度。
具体地，各微分单元处的液态气体在气体入口处和气体出口的温差已知，即可根据液态气体在气体入口处的温度，获取气体出口处的温度。例如，第一微分单元的气体出口处的温度T2＝ΔT2+T。其中，当液态气体为液氧时，T为-183℃。
步骤S215，将当前微分单元的气体出口处作为下一微分单元的气体入口处，重复执行根据微分单元的长度和翅片管的横截面周长、热交换热阻和第一温差获取热交换功率值步骤，以获取翅片管预设长度内多处液态气体的温度。
具体地，若当前微分单元为距离液态气体进口最近的第一个微分单元，已知第一微分单元的气体出口处与第二微分单元的气体入口处位置重合，因此，此时的第二微分单元气体入口处的温度，数值上是与第一微分单元气体出口处的温度相等。例如，第一微分单元处的热交换功率为P1，经过计算获取第一微分单元的气体出口处的温度T2，那么，当计算第二微分单元气体出口处的温度时，将T2作为第二微分单元的气体入口处T。再通过上述计算热交换功率值公式，获取第二微分单元处的热交换功率P2，进而通过第二温差计算公式获取第二温差ΔT2，最终获取第二微分单元气体出口处的温度。
本实施例中通过微分的思想，划分处多个微分单元，先根据热功率交换值和第二温差的计算，获取距离液氧进口最近的第一个微分单元的气体出口处的温度，循环递进式地计算了每一个微分单元气体出口处的温度，以获取翅片管预设长度内多处液态气体的温度。
在其中一个实施例中，如图5所示，提供了一种加热控制方法，该方法中的步骤S220，包括步骤S221～S222。
步骤S221，根据空气流速获取翅片与空气的对流交换热阻。
具体地，当空气流速v为固定值时，由根据GB8175-87中经验公式计算得到，K对流＝11.6+7×ν0.5。
步骤S222，根据对流交换热阻、环境温度、热交换热阻和预设长度内多处液态气体的温度，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度。
具体地，本实施例翅片管预设长度内任一微分单元的气体出口处翅片的表面温度可由下式子计算：
Figure BDA0003579592960000111
其中，TL为翅片管预设长度内任一微分单元的气体出口处液态气体的温度，TL表为翅片管预设长度内任一微分单元的气体出口处翅片的表面温度值。
本实施例在获取翅片管预设长度内多处液态气体的温度后，通过传热模型中的表面温度获取公式，即可获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度。
在其中一个实施例中，如图6所示，步骤S300包括以下步骤：
步骤S310，当任一处翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制发热膜进行加热。
具体地，若在标准大气压下，冰块的熔点的温度值为0℃。即，当判断翅片的表面温度大于等于冰块熔点时，即生成加热指令。其中，本实施例中，假设发热膜向翅片表面界面的热传导热阻，与发热膜向冰表面界面的热传导热阻相同，则当翅片的表面温度TL表小于冰块的熔点时，发热膜与翅片表面的温差大于发热膜与冰块之间的温差，按照热量传递公式：传热量＝温差/热阻可知，更多的热量是由发热膜向翅片表面传输，最终传到液态气体，因此，翅片表面上的冰块并不能被融化。反之，若当翅片的表面温度TL表大于冰块的熔点时，更多的热量是由发热膜向冰面上传输。
本实施例中通过假设发热膜向翅片表面的热传导热阻，和发热膜向冰块的表面的热传导热阻相同，进而判断当翅片的表面温度大于等于冰块熔点时，生成加热指令。以此，实现减少发热膜产生的热量大多传递给液态气体的情况，从而增加翅片表面的融冰效果。
在其中一个实施例中，继续参看图6，该方法包括步骤S100、S211～S215、S221～S222、S310。
步骤S100，获取空气流速、环境温度和汽化器中液态气体流量。
步骤S211，将预设长度沿液态气体的传输方向划分为多个连续的微分单元，微分单元沿传输方向依次具有气体入口和气体出口。
步骤S212，根据微分单元的长度和翅片管的横截面周长、热交换热阻和第一温差获取热交换功率值，第一温差为环境温度与液态气体在气体入口处温度之间的温差。
步骤S213，根据热交换功率值、液态气体流量、液态气体的理化性质，获取第二温差，第二温差为气体入口处和气体出口处之间的温度差值。
步骤S214，根据第二温差和液态气体在气体入口处的温度，获取气体出口处液态气体的温度。
步骤S215，将当前微分单元的气体出口处作为下一微分单元的气体入口处，重复执行根据微分单元的长度和翅片管的横截面周长、热交换热阻和第一温差获取热交换功率值步骤，以获取翅片管预设长度内多处液态气体的温度。
步骤S221，根据空气流速获取翅片与空气的对流交换热阻。
步骤S222，根据对流交换热阻、环境温度、热交换热阻和预设长度内多处液态气体的温度，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度。
步骤S310，当任一处翅片的表面温度大于等于冰块的熔点时，生成加热指令，以控制所述发热膜进行加热。
具体地，本实施例中的步骤的具体限定，请参见上述步骤中相对应的步骤中的限定，在此不再赘述。本实施例通过获取当前环境下的空气流速、环境温度以及汽化器中液态气体的流量，结合预设的传热模型，获取汽化器中翅片管预设长度内多处，翅片的表面温度，动态生成加热指令，以控制发热膜是否需要加热。能实现融冰效果的同时，提高了发热膜的利用效率，降低了汽化器使用的耗能成本，最终实现用户使用成本的降低。
应该理解的是，虽然图1图3、图5-图6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1图3、图5-图6中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在其中一个实施例中，如图7所示，提供了一种加热控制装置100，包括：气体数据获取模块110、表面温度获取模块120和加热指令生成模块130，其中：气体数据获取模块110，用于获取空气流速、环境温度和汽化器中液态气体流量。表面温度获取模块120，用于根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度。加热指令生成模块130，用于当任一处所述翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制所述发热膜进行加热。
关于加热控制装置的具体限定可以参见上文中对于加热控制方法的限定，在此不再赘述。上述加热控制装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。需要说明的是，本申请实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
在其中一个实施例中，如图8所示，一种加热控制系统200，包括：加热控制设备210和发热膜220。其中，加热控制设备210用于获取空气流速、环境温度和汽化器中液态气体流量；根据空气流速、环境温度、液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度；当任一处所述翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制所述发热膜进行加热；发热膜220设置于汽化器中的翅片管上，用于加热。
具体地，本实施例中的发热膜220可以设置与汽化器翅片管上，具体地，可以但不限于设置于翅片管上翅片表面的两侧，设置于翅片管上翅片表面的一侧，还可以不完全设置于翅片管所有翅片表面上。可以理解的是，当发热膜设置于翅片表面的两侧时，翅片表面上具有更多的热量来源，此时的融冰效果最佳；其次，设置于翅片管上翅片表面的一侧的融冰效果次之；不完全设置于翅片管所有翅片表面上的融冰效果再次之。
现有的汽化器中包括了多排翅片管，多排翅片管首尾连接，以形成弯曲的通道，以便液态气体与空气有足够的时间进行热交换。因此，本实施例中的发热膜可以但不限于设置于距离液氧进口最近的第一排翅片管的翅片上，设置于第二排翅片管的翅片上，还可以分别设置与第一排和第二排的翅片管上，在此不做限定。
本实施例加热控制设备控制设置于汽化器翅片管上的发热膜是否需要加热，实现融冰效果的同时，也降低了在非必要控制加热时，产生的热量损耗，提高了发热膜的利用效率，降低了用户的汽化器使用成本。
在其中一个实施例中，上述加热控制系统200还包括：控制开关230。控制开关230的一端与发热膜连接，另一端用于连接供电电源，控制开关230用于接收加热指令，并根据加热指令导通供电电源和发热膜的连接通路。
其中，本实施例中的控制开关230可以通过有线或者无线的方式与上述加热控制设备210连接，控制开关可接收加热控制设备210生成并通过电路传送电信号，导通或断开供电电源和发热膜的连接通路；也可以接收加热控制设备310通过无线网络发送的加热指令，导通或断开供电电源和发热膜的连接通路。在此也并不限定无线网络为5G或者4G等。
在其中一个实施例中，上述加热控制系统200还包括：电压转换单元。电压转换单元一端与发热膜连接，另一端与控制开关230连接，电压转换单元用于将市电的220V交流电转换为12V～48V的直流电，以供发热膜发热。
在其中一个实施例中，上述加热控制系统200还包括：风速传感器。风速传感器与加热控制设备210连接，用于获取空气流速。其中风速传感器可以设置于距离汽化器表面0.2～1.0m处，且风速传感器可以是与加热设备电连接，也还可以是与加热设备无线通信连接。
在其中一个实施例中，上述加热控制系统200还包括：温度传感器。温度传感器与加热控制设备210连接，用于获取空气温度。温度传感器设置于距离汽化器表面0.2～1.0m处，且温度传感器可以是与加热设备电连接，也还可以是与加热设备无线通信连接。
在其中一个实施例中，上述加热控制系统200还包括：电子流量计。电子流量计与加热控制设备210连接，用于获取液态气体流量。其中，电子流量计设置于汽化器氧气出口的主管道上。电子流量计可以是与加热设备电连接，也还可以是与加热设备无线通信连接。
在其中一个实施例中，上述实施例中的发热膜220包括发热体。发热体用于发热；其中，发热体的材料为不锈钢、铝、铜及其合金、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、导电碳黑、石墨中的一种或多种。
在其中一个实施例中，上述实施例中的发热膜220还包括封装体。封装体用于封装发热体，封装体的材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、无纺布、硅胶、环氧树脂中的一种或多种。
具体地，本申请提供了多个具体的使用场景，以液态气体为液氧进行了实验验证，以获取本申请加热控制方法的有效性。
场景1，提供了一种加热控制系统，包括安装于汽化器翅片管翅片表面的发热膜和电压转换单元。
其中，发热膜的发热材料为石墨烯，封装材料为聚酰亚胺。发热膜设置于距离液氧进口最近的第一排翅片管翅片的两侧。电压转换单元将电压为220V交流市电转化为可供发热膜使用的直流电，电压为24V，为发热膜持续通电加热。
场景2，提供了一种加热控制系统，包括安装于汽化器翅片管翅片表面的发热膜和电压转换单元。
其中，发热膜的发热材料为蚀刻铝箔，封装材料为聚酰亚胺。发热膜设置于距离液氧进口最近的第一排翅片管翅片的两侧。电压转换单元将电压为220V交流市电转化为可供发热膜使用的直流电，电压为24V，为发热膜持续通电加热。
场景3，提供了一种加热控制系统，包括安装于汽化器翅片管翅片表面的发热膜和电压转换单元。
其中，发热膜的发热材料为石墨烯，封装材料为硅胶。发热膜设置于距离液氧进口最近的第一排翅片管翅片的两侧。电压转换单元将电压为220V交流市电转化为可供发热膜使用的直流电，电压为24V，为发热膜持续通电加热。
场景4，提供了一种加热控制系统，包括安装于汽化器翅片管翅片表面的发热膜和电压转换单元。
其中，发热膜的发热材料为石墨烯，封装材料为聚酰亚胺。发热膜设置于距离液氧进口最近的第一排翅片管翅片的两侧。电压转换单元将电压为220V交流市电转化为可供发热膜使用的直流电，电压为12V，为发热膜持续通电加热。
场景5，提供了一种加热控制系统，包括安装于汽化器翅片管翅片表面的发热膜和电压转换单元。
其中，发热膜的发热材料为石墨烯，封装材料为聚酰亚胺。发热膜分别设置于距离液氧进口最近的第一排翅片管翅片的两侧和第一排翅片管翅片的两侧。电压转换单元将电压为220V交流市电转化为可供发热膜使用的直流电，电压为24V，为发热膜持续通电加热。
场景6，提供了一种加热控制系统，包括安装于汽化器翅片管翅片表面的发热膜和电压转换单元。
其中，发热膜的发热材料为石墨烯，封装材料为聚酰亚胺。发热膜分别设置于距离液氧进口最近的第一排翅片管翅片的一侧。电压转换单元将电压为220V交流市电转化为可供发热膜使用的直流电，电压为24V，为发热膜持续通电加热。
场景7，提供了一种加热控制系统，包括安装于汽化器翅片管翅片表面的发热膜、电压转换单元、风速传感器、温度传感器、电子流量计、控制开关和加热控制设备。
其中，发热膜的发热材料为石墨烯，封装材料为聚酰亚胺。发热膜分别设置于距离液氧进口最近的第一排翅片管翅片的一侧。电压转换单元将电压为220V交流市电转化为可供发热膜使用的直流电，电压为24V。
具体地，本场景中的风速传感器、温度传感器、电子流量计和控制开关，如上述实施例中的限定，在此不再赘述。加热控制设备用于实现上述场景中的加热控制方法，即当控制开关当接收到加热控制设备生成的加热控制指令时，才对发热膜进行通电加热。
在本验证实验中，将上述7组场景与空白的对比场景，采用同样尺寸规格的汽化器，在同样的环境温度、风速下从早上7:00-第八天早上7：00连续实施168小时，所有场景中每天的流量与时间变化曲线一样。其中，空白的对比场景1中的汽化器的翅片管上可以不设置发热膜，也可以设置了发热膜但不对发热膜进行通电。另外，时间上，中午12：00-12：30共计0.5小时和晚上23：00-24：00共计1小时时间段内，氧气流量在24小时中最低，此时，距离汽化器液氧进口0.5米处翅片表面温度大于等于0℃，其它时间段氧气流量较高，距离汽化器液氧进口0.5米处翅片表面温度小于0℃。记录所有场景和对比场景1中汽化器出口端液氧是否正常汽化，发热膜通电时长以及所用电能，结果如下表1所示：
表1
场景号 是否完全融冰 发热膜通电时长(小时) 所用电能(度)
场景1 是 168 1610
场景2 是 168 2520
场景3 是 168 1610
场景4 是 168 405
场景5 是 168 3220
场景6 是 168 805
场景7 是 10.5 50.3
对比场景1 否 0 0
由表中可知，场景7中通过采用加热控制方法实现的加热控制系统，能够在实现融冰的同时，降低了发热膜的通电时间和发热膜的耗能，进而实现发热膜的高效率利用和用户的低成本使用效果。
在其中一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各加热控制方法实施例中的步骤。
在其中一个实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
在其中一个实施例中，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各加热控制方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种加热控制方法，其特征在于，应用于汽化器，所述汽化器包括翅片管和发热膜，所述发热膜设置于所述翅片管的翅片上，所述方法包括：
获取空气流速、环境温度和所述汽化器中液态气体流量；
根据所述空气流速、所述环境温度、所述液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处所述翅片的表面温度；
当任一处所述翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制所述发热膜进行加热。
2.根据权利要求1所述的加热控制方法，其特征在于，所述根据所述空气流速、所述环境温度、所述液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处所述翅片的表面温度，包括：
根据所述环境温度、所述液态气体流量、所述液态气体的理化性质、所述翅片管的横截面周长和热交换热阻，获取所述翅片管预设长度内多处所述液态气体的温度；
根据所述空气流速、所述环境温度、所述热交换热阻和预设长度内多处所述液态气体的温度，获取所述翅片管预设长度内多处所述翅片的表面温度。
3.根据权利要求2所述的加热控制方法，其特征在于，所述根据所述环境温度、所述液态气体流量、所述液态气体的理化性质、所述翅片管的横截面周长和热交换热阻，获取所述翅片管预设长度内多处所述液态气体的温度，包括：
将预设长度沿所述液态气体的传输方向划分为多个连续的微分单元，所述微分单元沿所述传输方向依次具有气体入口和气体出口；
根据所述微分单元的长度和所述翅片管的横截面周长、所述热交换热阻和第一温差获取热交换功率值，所述第一温差为所述环境温度与所述液态气体在所述气体入口处温度之间的温差；
根据所述热交换功率值、所述液态气体流量、所述液态气体的理化性质，获取第二温差，所述第二温差为所述气体入口处和所述气体出口处之间的温度差值；
根据所述第二温差和所述液态气体在所述气体入口处的温度，获取所述气体出口处所述液态气体的温度；
将当前所述微分单元的所述气体出口处作为下一微分单元的所述气体入口处，重复执行根据所述微分面积、所述热交换热阻和第一温差获取热交换功率值步骤，以获取所述翅片管预设长度内多处所述液态气体的温度。
4.根据权利要求2所述的加热控制方法，其特征在于，所述根据所述空气流速、所述环境温度、所述热交换热阻和预设长度内多处所述液态气体的温度，获取所述翅片管预设长度内多处所述翅片的表面温度，包括：
根据所述空气流速获取所述翅片与空气的对流交换热阻；
根据所述对流交换热阻、所述环境温度、所述热交换热阻和预设长度内多处所述液态气体的温度，获取所述翅片管预设长度内多处所述翅片的表面温度。
5.根据权利要求1所述的加热控制方法，其特征在于，所述当任一处所述翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，包括：
当任一处所述翅片的所述表面温度大于等于冰块的熔点时，生成加热指令。
6.一种加热控制装置，其特征在于，包括：
气体数据获取模块，用于获取空气流速、环境温度和所述汽化器中液态气体流量；
表面温度获取模块，用于根据所述空气流速、所述环境温度、所述液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处翅片的表面温度；
加热指令生成模块，用于当任一处所述翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制所述发热膜进行加热。
7.一种加热控制系统，其特征在于，包括：
加热控制设备，所述加热控制设备用于获取空气流速、环境温度和所述汽化器中液态气体流量；根据所述空气流速、所述环境温度、所述液态气体流量和预设的传热模型，获取翅片管预设长度内多处所述翅片的表面温度；当任一处所述翅片的表面温度满足预设条件时，生成加热指令，以控制所述发热膜进行加热；以及
发热膜，所述发热膜设置于汽化器中的翅片管上，用于加热。
8.根据权利要求7所述的加热控制系统，其特征在于，还包括：
控制开关，所述控制开关的一端与所述发热膜连接，另一端用于连接供电电源，所述控制开关用于接收所述加热指令，并根据所述加热指令导通所述供电电源和所述发热膜的连接通路。
9.根据权利要求8所述的加热控制系统，其特征在于，所述发热膜包括发热体，所述发热体用于发热；
其中，所述发热体的材料为不锈钢、铝、铜及其合金、石墨烯、碳纤维、碳纳米管、导电碳黑、石墨中的一种或多种。
10.根据权利要求9所述的加热控制系统，其特征在于，所述发热膜还包括封装体，所述封装体用于封装所述发热体，所述封装体的材料为聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、无纺布、硅胶、环氧树脂中的一种或多种。
11.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
13.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述的方法的步骤。
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