CN115978669A - 一种制冷控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制冷控制系统及方法，包括集成的若干蒸发器、风机、压缩机、冷凝装置、温度检测装置和控制器，若干蒸发器沿竖直方向至少呈两层排列设置，任一蒸发器与冷凝装置之间安装有节流装置，任一蒸发器的后方对应安装风机，所述风机转动形成冷风吹向外部环境，温度检测装置用于检测所述外部环境内不同区域的实时温度信息；控制器用于根据不同区域的实时温度信息，控制风机的运行状态，根据每个风机输出冷风的流动范围将外部环境划分为不同区域。本发明集成的多个蒸发器至少上下两侧排列，另增加电子膨胀阀对分区域制冷量进行智能控制，根据不同区域内的温度，对风机的出风进行分区域控制，提高对室内温度控制的效率。

Description

一种制冷控制系统及方法

技术领域

本发明涉及空调制冷技术领域，特别是一种制冷控制系统及方法。

背景技术

目前，风墙蒸发器对于室温的感知和反应技术日渐成熟，但仍存在不足，对于温度的感知仍然较为迟钝，无法进行区域性的温度控制，比如在室内降温的过程中，冷气优先下沉，此时室内上半部分的温度仍较高，而风墙下半部分的风机仍然按照正常的风速运转，造成了资源的浪费。

如图7所示为现有机型风墙末端换热器的布局示意图，该机组由一个统一流路，控制两个两器组件，工作过程中，风机统一工作，机组的温度传感系统识别区域内最高温度，当温度在机组设定的范围之外，即是室内最高温度不低于设置的温度，则机组持续工作。这样可以保证室内温度达到预计的温度要求，但是工作过程中，冷气会自动下沉，通常情况下海拔高度较低的位置的温度下降更快，机组的持续性满状态工作很容易造成室内局部区域温度过低，一方面可能对人体不利，另一方面存在较大的资源浪费。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种制冷控制系统及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种制冷控制系统，包括集成的若干蒸发器、风机、压缩机、冷凝装置、温度检测装置和控制器，其特征在于，所述若干蒸发器沿竖直方向至少呈两层排列设置，任一蒸发器与冷凝装置之间安装有节流装置，任一蒸发器的后方对应安装所述风机，所述风机转动形成冷风吹向外部环境，所述温度检测装置用于检测所述外部环境内不同区域的实时温度信息；所述控制器用于根据所述不同区域的实时温度信息，控制对应不同区域的风机的运行状态，根据每个风机输出冷风的流动范围将外部环境划分为不同区域。

作为本发明的进一步改进：所述控制器还用于根据所述不同区域的实时温度信息，控制节流装置的运行状态。

作为本发明的进一步改进：所述温度检测装置包括若干温度传感器，所述不同区域内内分布有所述若干温度传感器，所述若干传感器与所述控制器信号连接。

作为本发明的进一步改进：所述节流装置为电子膨胀阀，所述电子膨胀阀的数量与蒸发器的数量相同。

作为本发明的进一步改进：所述风机连接有电磁阀，所述电磁阀与控制器信号连接。

作为本发明的进一步改进：所述冷凝装置为若干冷凝器。

作为本发明的进一步改进：所述温度检测装置检测到所有区域内的温度高于设定温度时，所述控制器控制全部风机打开并正常运行，及控制全部电子膨胀阀打开。

作为本发明的进一步改进：

所述温度检测装置检测到设定区域内的温度等于或低于设定温度时，所述控制器控制为设定区域输出冷风的下层风机关闭，和/或，控制对应为设定区域制冷的蒸发器冷媒管路上的电子膨胀阀关闭；

或控制为设定区域输出冷风的下层风机降低功率运行，和/或，对应为设定区域制冷的蒸发器冷媒管路上的控制电子膨胀阀的开度减小。

作为本发明的进一步改进：控制系统集成有四个蒸发器，以两个蒸发器为一组呈上下两层排列设置。

本发明还提供了一种制冷控制方法，使用上述所述的一种制冷控制系统，包括以下步骤：

控制系统启动开始制冷后，实时获取根据每个风机输出冷风的流动范围将外部环境划分的不同区域内的温度传感器信号；

判断所述不同区域内的初始环境温度是否高于设定温度值；

若全部区域内的初始环境温度高于设定温度值，控制全部风机和电子膨胀阀打开，且风机的转动功率调高至设定阈值，电子膨胀阀的开度调大至开度阈值；

若部分区域内的初始环境温度等于或低于设定温度值，控制为所述部分区域输出冷风的下层风机和对应为部分区域制冷的蒸发器冷媒管路上的电子膨胀阀均保持关闭状态；

间隔预设时间后，重新判断不同区域内的当前环境温度是否高于设定温度值；

当检测到部分区域内的当前环境温度低于或等于设定温度，控制为所述部分区域输出冷风的下层风机关闭或降低转动功率，及控制对应为部分区域制冷的蒸发器冷媒管路上的的电子膨胀阀开度减小或关闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明集成的多个蒸发器至少上下两侧排列，另在冷媒流通管路上增加电子膨胀阀实现对分区域制冷量输出的控制，通过温度传感器感知周围环境温度，根据不同区域内的温度信号，控制风机的运行参数，使得原来对风机的统一控制变为独立控制，实现风机的分区域出风控制，增强了风机出风的针对性，合理控制制冷量，减少了电力等资源的浪费，延长了风机自身的使用寿命。

提高对室内温度控制的效率。控制器通过电磁阀控制风机的打开和关闭，

具体在原有的结构基础将原来两个的蒸发器分为四个，并且在冷媒流通管路上增加四个电子膨胀阀，还调整工作时风机的个数、功率及转速等参数，。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明蒸发器分区域排列的结构示意图。

图3为本发明控制系统所处模拟环境的主视图。

图4为本发明控制系统所处模拟环境的俯视图。

图5为本发明控制系统的原理示意图。

图6为本发明风机控制的流程示意图。

图7为背景技术中现有机组的结构示意图

附图标记为：

1、控制系统，2、蒸发器，21、第一蒸发器，22、第二蒸发器，23、第四蒸发器，24、第五蒸发器，3、节流装置，31、第一电子膨胀阀，32、第二电子膨胀阀，33、第三电子膨胀阀，34、第四电子膨胀阀，4、第一温度传感器，5、第二温度传感器，6、第三温度传感器，7、第四温度传感器，8、控制系统所处模拟环境，9、第一区域，10、第二区域，11、第三区域，12、第四区域，14、压缩机，15、控制器，16、冷凝装置，17、电磁阀。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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。

为了解决现有技术中的技术问题，现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：

如图1-图6所示，本发明公开了一种制冷控制系统1，包括集成的若干蒸发器2、风机、压缩机14、冷凝装置16、温度检测装置和控制器15，所述若干蒸发器2沿竖直方向至少呈两层排列设置，任一蒸发器2与冷凝装置之间连接有节流装置3，任一蒸发器2的后方分别对应安装所述风机，所述风机转动形成冷风吹向外部环境，所述温度检测装置用于检测所述外部环境内不同区域的实时温度信息；所述控制器用于根据所述不同区域的实时温度信息，控制对应不同区域的风机的运行状态，其中，根据每个风机输出冷风的最大流动范围将外部环境划分不同区域。

所述不同区域包括集成的若干蒸发器安装位置的左上方区域、左下方区域、右上方区域和右下方区域。蒸发器通过冷媒吸收热量，使得周围空气温度降低，风机转动输出冷风，吹向外部环境，实现外部环境的降温。

所述风机连接有电磁阀17，所述温度检测装置、节流装置、风机和电磁阀17均与所述控制器15连接，所述控制器还用于根据所述不同区域的实时温度信息，控制节流装置的运行状态。

本发明通过在蒸发器2与冷凝装置之间设置独立的节流装置3，并在蒸发器后方设置独立的风机，通过温度检测装置监测不同区域内的环境温度，以实现对风机和节流装置的分区域控制，精准直接的对于小部分区域温度的协调，提高风机的利用效率，减少资源浪费，在不改变现有机组的外观结构下增加对风机分区域控制的功能，以实现制冷量和出风量分区域控制。

所述压缩机14的排汽口与冷凝装置16连接，任一蒸发器2的与所述压缩机的进汽口连接。需要说明的是，冷凝装置16、压缩机14、蒸发器2等之间形成的制冷循环原理为现有技术，故冷凝装置、压缩机、风机及电磁阀在图2和图3中未示出。

优选的，所述多个蒸发器2分别与冷凝装置之间连接有冷媒流通管路，在所述冷媒流通管路21上安装有节流装置，该节流装置为电子膨胀阀。对应的，所述电子膨胀阀的数量与蒸发器2的数量相同。

更优选的，所述控制器还用于根据所述不同区域的实时温度信息，控制电子膨胀阀的开度大小。

优选的，所述温度检测装置包括若干温度传感器，所述不同区域内内分布有所述若干温度传感器，所述若干传感器与所述控制器信号连接。

其中，所述若干温度传感器沿竖直方向上呈至少两层设置，所述若干温度传感器的分布层数与风机的设置层数相同，也就是说，当风机安装有上下两层，对应的将外部环境划分为上下两层，并根据同一层排列的风机数量对应的不同出风方向进行更进一步的区域划分，及安装温度传感器以检测不用风机的出风方向对应区域的温度信息。

示例性的，集成的若干蒸发器安装于机房模拟环境8中，比如控制系统集成有四个蒸发器，以两个蒸发器为一组呈上下两层排列设置，对应的风机也设置成两层，每层有两个风机，以独立对四个蒸发器的制冷量进行控制，简言之，该例子中左上方、右上方、左下方和右下方分别安装有风机，分别控制该四个区域的制冷量输出，如此，温度传感器的设置如图3中的第一温度传感器4、第二温度传感器5、第三温度传感器6和第四温度传感器7所示。

也就是说，本实施例在蒸发器所处的外部环境划分为四个区域，通过温度传感器检测上下两部分的温度信息，进而对风机和电子膨胀阀的运行状态做出调整。

当然，若是仅需根据检测到的上方区域温度信息，对应调节上方的风机及电子膨胀阀的运行状态，则仅需在上层空间(上层风机的出风方向对应的区域)设置温度传感器即可。

单个风机的出风方向对应的区域内还可以根据与蒸发器安装位置之间的距离划分多个子区域及对应有多个不同设定温度，同理，不同子区域内设置温度传感器进行监测，实现更精准的分区域温度检测，从而控制对应设定区域内风机的转速及电子膨胀阀的开度，提高制冷量分区域控制的精确性和人性化。

优选的，所述风机连接有电磁阀，所述电磁阀与控制器信号连接。控制器根据不同区域的温度信号对应控制不同区域的电磁阀，实现对风机的打开和关闭。

优选的，所述冷凝装置为冷凝器，所述冷凝器可以设置一个或多个。

示例性的，当所述冷凝器为一个时，冷凝器的冷媒出口与所述多个蒸发器连通，也就是说，制冷剂从冷凝器的冷媒管道出来后，分别进入与若干蒸发器连通的冷媒流通管道中，对环境进行冷却降温；当所述冷凝器为多个时，通过一个总的输出总管分别连接若干蒸发器，或单独一个冷凝器与一个蒸发器连接。

优选的，所述温度检测装置检测到所有区域内的温度高于设定温度时，所述控制器控制全部风机打开并正常运行，及控制全部电子膨胀阀打开。

优选的，所述温度检测装置检测到设定区域内的温度等于或低于设定温度时，所述控制器控制为设定区域输出冷风的下层风机关闭，和/或，控制对应为设定区域制冷的蒸发器冷媒管路上的电子膨胀阀关闭；

通过关闭风机或电子膨胀阀，使温度等于或低于设定温度的区域制冷量的减少输出或不输出。

或控制为设定区域输出冷风的下层风机降低功率运行，和/或，控制对应为设定区域制冷的蒸发器冷媒管路上的控制电子膨胀阀的开度减小。

还可以根据实际温度与设定温度之间的差值大小，控制风机功率降低或转速减小，还单独或共同通过减小电子膨胀阀的开度，减少对应区域的制冷量输出。

作为本发明的一实施例，在集成的多个蒸发器2后方设置一个风机即可，当所有区域内的温度等于或低于设定温度时，保持风机正常运行，单独控制朝向设定区域制冷下层的电子膨胀阀的开度减小或关闭，也能实现分区域制冷量的输出控制。

该实施例中，不需要改变风机的运行状态，仅需调节对应的电子膨胀阀的状态，以实现温度达到设定温度的区域制冷量减少即可，以减少增加风机额外产生的成本，但通过对每个蒸发器2设置独立的电机实现分区域制冷量控制，对制冷量输出调节更精准和人性化。

优选的，控制系统集成有四个蒸发器2，以两个蒸发器2为一组呈上下两层排列设置。

基于同一发明构思，本发明还提供了一种制冷控制方法，使用上述所述的一种制冷控制系统，包括以下步骤：

控制系统启动开始制冷后，实时获取根据每个风机输出冷风的流动范围将外部环境划分的不同区域内的温度传感器信号；

判断不同区域内的初始环境温度是否高于设定温度值；

若全部区域内的初始环境温度高于设定温度值，控制全部风机和电子膨胀阀打开，且风机的转动功率调高至设定阈值，电子膨胀阀的开度调大至开度阈值；

若部分区域内的初始环境温度等于或低于设定温度值，控制为所述部分区域输出冷风的下层风机和对应为部分区域制冷的蒸发器冷媒管路上的电子膨胀阀均保持关闭状态；

间隔预设时间后，重新判断不同区域内的当前环境温度是否高于设定温度值；

当检测到部分区域内的当前环境温度低于或等于设定温度，控制为所述部分区域输出冷风的下层风机关闭或降低转动功率，及控制对应为部分区域制冷的蒸发器冷媒管路上的电子膨胀阀开度减小或关闭。

实施例1

如图1-图6所示，本发明公开了一种制冷控制系统1，包括集成的若干蒸发器2、风机、压缩机14、冷凝器、温度检测装置和控制器15，所述若干蒸发器2沿竖直方向至少呈两层排列设置，任一蒸发器2与冷凝器之间安装有节流装置3，任一蒸发器2的后方对应安装所述风机，，所述风机将蒸发器产生的制冷量吹向外部环境，所述风机连接有电磁阀17，所述温度检测装置用于检测所述外部环境内不同区域的实时温度信息；所述控制器用于根据所述不同区域的实时温度信息，控制对应不同区域的风机的运行状态，其中，根据每个风机输出冷风的流动范围将外部环境划分为不同区域。

所述不同区域包括集成的若干蒸发器安装位置的左上方区域、左下方区域、右上方区域和右下方区域。

优选的，所述集成的多个蒸发器2设有四个，分为第一蒸发器21、第二蒸发器22、第三蒸发器23和第四蒸发器24，所述第一蒸发器21、第二蒸发器22为一组安装于上层，第三蒸发器23和第四蒸发器24为一组安装于下层。

如图2所示，第一蒸发器21处于上层第一区域9，第二蒸发器22处于上层第二区域10，第三蒸发器23处于下层第三区域11，第四蒸发器24处于下层第三区域12。

本实施例将原有的蒸发器部件一分为二，由原来的两个蒸发器变成四个体积较小的蒸发器部件，按照图2所示的结构排列，分为四个区域(如图3中9,10,11,12)，并且在多出来的两个蒸发器部件上增加两个冷凝器，分布于蒸发器的左侧后方。其中冷媒流动的管路布局如图2所示，由原来的两个分路变成了现在的四个分路，并且在汇接处分别设置一个电子膨胀阀，如图2中的3所示，用于控制冷媒的流动量。

所述节流装置为电子膨胀阀，具体布置上设有四个，所述第一蒸发器21与冷凝器之间的冷媒流通管道上安装有第一电子膨胀阀31，所述第二蒸发器22与冷凝器之间的冷媒流通管道上安装有第二电子膨胀阀32，所述第三蒸发器23与冷凝器之间的冷媒流通管道上安装有第三电子膨胀阀33，所述第四蒸发器24与冷凝器之间的冷媒流通管道上安装有第四电子膨胀阀34。

所述温度检测装置包括若干温度传感器，所述不同区域内分布有所述若干温度传感器，所述若干传感器与所述控制器信号连接。

相应的，所述第一蒸发器21的后方安装有第一风机，所述第二蒸发器22的后方安装有第二风机，所述第三蒸发器23的后方安装有第三风机，所述第四蒸发器24的后方安装有第四风机。

本实施例通过设置独立的风机和增加电子膨胀阀，改变原来机组制冷量的统一控制及定量出风方式，根据部分区域的温度是否达到设定温度要求的判断，控制为部分区域位置输出制冷量的风机的运行状态。

根据冷气下沉的原理，正常情况下海拔高度较低提前下降到设定温度的值，则下方的风机则提前停止工作，上半部分未达到温度要求的区域，上方的风机仍可以继续工作，这样的设定解决了室内温度局部过低的问题。

对此，根据不同风机的出风口方向，对蒸发器所处的外部环境进行区域划分，由于至少分两层设置蒸发器，对此主要在上方和下方位置分别设置对应的传感器，以检测上下两部分的温度信息，进而对风机和电子膨胀阀的运行状态做出调整。

示例性，如图3所示，在室内四个区域分别设置一个温度传感器，分别为集成的若干蒸发器安装位置的左上方区域设置第一温度传感器4、集成的若干蒸发器安装位置的左下方区域设置第二温度传感器5、集成的若干蒸发器安装位置的右上方区域设置第三温度传感器6、对应集成的若干蒸发器安装位置的右下方区域设置第四温度传感器7，用于感知室内各区域的实时温度情况，以便于对控制系统内部风机和冷媒流路的电子膨胀阀分别进行相应的控制。

具体工作过程如下：

1.机组启动，设定好温度之后，室内的温度传感器开始检测周围的温度，当温度传感器周围的温度高于设定的温度，则控制相应区域的风机工作，并且打开冷媒管路上的电子膨胀阀，此时风机对外输出，开始制冷工作。制冷过程中四个风机分别根据四个区域的温度传感器信号，进行独立控制，所以当机组四周温度都高于设定温度时，四个风机同时工作；若其中部分区域最初的温度低于设定的温度，则该区域的风机不工作，电子膨胀阀处于关闭状态；

2.一段时间之后，室内温度下降，温度传感器持续监测区域温度，温度越来越靠近机组设定温度时，风机的转动功率也随之下降，电子膨胀阀逐步关闭，减少管路中冷媒的流动，通过控制风机的转速和冷媒流量来减少风冷量的输出，风机出风的速率下降，一方面给用户更好的体验感，减少了因为持续吹冷风温度太低的不适感，另一方面也起到了对于资源的节约作用；

3.当区域温度等于或者低于机组设定温度之后，风机停止工作，冷媒管路上的电子膨胀阀关闭，该流路停止冷媒流动，而其他区域未达到温度要求的，该区域的风机持续工作。这样通过各风机的独立控制，实现了不同位置风机的不同工作状态，可以是不同的风冷量的输出，也可以是正常工作或者停止，相较于原来的机组更加的人性化，更加的智能化；

4.机组停止运行过程中，温度传感器持续监测室内温度，当室内温度上升，至高于机组设定的温度时，对应区域的风机将重新启动工作，电子膨胀阀打开，冷媒流经该管路，重新开始制冷，而部分区域温度回升速度较慢，未达到设定温度以上，则风机仍处于停止不工作的状态。

以上所述仅是本发明的具体实施例，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种制冷控制系统，包括集成的若干蒸发器、风机、压缩机、冷凝装置、温度检测装置和控制器，其特征在于，所述若干蒸发器沿竖直方向至少呈两层排列设置，任一蒸发器与冷凝装置之间安装有节流装置，任一蒸发器的后方对应安装所述风机，所述风机转动形成冷风吹向外部环境，所述温度检测装置用于检测所述外部环境内不同区域的实时温度信息；所述控制器用于根据所述不同区域的实时温度信息，控制风机的运行状态，其中，根据每个风机输出冷风的流动范围将外部环境划分为不同区域。

2.根据权利要求1所述的一种制冷控制系统，其特征在于，所述控制器还用于根据所述不同区域的实时温度信息，控制节流装置的运行状态。

3.根据权利要求2所述的一种制冷控制系统，其特征在于，所述温度检测装置包括若干温度传感器，所述不同区域内分布有所述若干温度传感器，所述若干传感器与所述控制器信号连接。

4.根据权利要求3所述的一种制冷控制系统，其特征在于，所述节流装置为电子膨胀阀，所述电子膨胀阀的数量与蒸发器的数量相同。

5.根据权利要求1所述的一种制冷控制系统，其特征在于，所述风机连接有电磁阀，所述电磁阀与控制器信号连接。

6.根据权利要求1所述的一种制冷控制系统，其特征在于，所述冷凝装置为若干冷凝器。

7.根据权利要求4所述的一种制冷控制系统，其特征在于，所述温度检测装置检测到所有区域内的温度高于设定温度时，所述控制器控制全部风机打开并正常运行，及控制全部电子膨胀阀打开。

8.根据权利要求4所述的一种制冷控制系统，其特征在于，

所述温度检测装置检测到设定区域内的温度等于或低于设定温度时，所述控制器控制为设定区域输出冷风的下层风机关闭，和/或，控制对应为设定区域制冷的蒸发器冷媒管路上的电子膨胀阀关闭；

或控制为设定区域输出冷风的下层风机降低功率运行，和/或，控制对应为设定区域制冷的蒸发器冷媒管路上的电子膨胀阀的开度减小。

9.根据权利要求1所述的一种制冷控制系统，其特征在于，控制系统集成有四个蒸发器，以两个蒸发器为一组呈上下两层排列设置。

10.一种制冷控制方法，其特征在于，使用上述权利要求1至9任意一项所述的一种制冷控制系统，包括以下步骤：

控制系统启动开始制冷后，实时获取根据每个风机输出冷风的流动范围将外部环境划分的不同区域内的温度传感器信号；

判断不同区域内的初始环境温度是否高于设定温度值；

若全部区域内的初始环境温度高于设定温度值，控制全部风机和电子膨胀阀打开，且风机的转动功率调高至设定阈值，电子膨胀阀的开度调大至开度阈值；

若部分区域内的初始环境温度等于或低于设定温度值，控制为所述部分区域输出冷风的下层风机和对应为部分区域制冷的蒸发器冷媒管路上的电子膨胀阀均保持关闭状态；

间隔预设时间后，重新判断不同区域内的当前环境温度是否高于设定温度值；

当检测到部分区域内的当前环境温度低于或等于设定温度，控制为所述部分区域输出冷风的下层风机关闭或降低转动功率，及控制对应为部分区域制冷的蒸发器冷媒管路上的的电子膨胀阀开度减小或关闭。

Images