CN207095113U - 一种冰场冰层温度的控制设备和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冰场冰层温度的控制设备和系统，所述设备包括：环境参数接收器，用于接收一个或多个环境参数采集器采集的冰场的环境参数；处理器，用于根据冰场冰层的目标温度和所述冰场的环境参数，从预先存储的温度控制表中查询出相对应的一组控制参数，根据所述控制参数调节冰场制冰系统中各设备的工作状态；存储器，用于存储所述温度控制表，所述温度控制表中预先有存储一组或多组控制参数，以及各组控制参数对应的环境参数和冰场冰层的目标温度。该技术方案实现了冰场冰层温度的自动化控制，能够根据用户所需的冰层目标温度，自动调节各制冰设备的工作状态，节约了人工成本的同时也避免了依据经验调节设备工况出现的误差较大的情况。

Description

一种冰场冰层温度的控制设备和系统

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，具体涉及一种冰场冰层温度的控制设备和系统。

背景技术

目前，滑冰场、冰球赛场、冰壶赛场等场所都需要利用制冰设备制造人工冰层，由于适合各类冰上运动的冰层温度不同，因此如何实现冰层温度的控制是需要解决的问题。现有技术中往往需要冰场工作人员根据人工观测冰场的实际情况，根据经验调节制冰设备的工作状态，这样既不能确保冰层温度达标，也浪费了人工成本。

实用新型内容

鉴于上述问题，提出了本实用新型以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的冰场冰层温度的控制设备和系统。

依据本实用新型的一个方面，提供了一种冰场冰层温度的控制设备，包括：

环境参数接收器，用于接收一个或多个环境参数采集器采集的冰场的环境参数；所述一个或多个环境参数采集器设置在冰场中；

处理器，用于根据冰场冰层的目标温度和所述冰场的环境参数，从预先存储的温度控制表中查询出相对应的一组控制参数，根据所述控制参数调节冰场制冰系统中各设备的工作状态；

存储器，用于存储所述温度控制表，所述温度控制表中预先有存储一组或多组控制参数，以及各组控制参数对应的环境参数和冰场冰层的目标温度。

可选地，所述冰场的环境参数包括如下的一种或多种：冰场的室外温度；冰场的室内温度；冰场的上冰人数；

所述冰场制冰设备包括如下的一种或多种：压缩机，冷凝器，冷凝回液节流阀；

所述控制参数包括如下的一种或多种：压缩机的工作功率，压缩机的工作数量，冷凝回液节流阀的开合程度。

可选地，所述环境参数包括：冰场的室内湿度；

所述处理器，还用于根据所述控制参数调整冰场中除湿机的工作状态；所述控制参数包括：除湿机的工作功率和/或除湿机的工作数量；以及在冰场的室内湿度达到结露值时，发出使用扫冰机进行除霜处理的警示信息。

可选地，该设备还包括：

交互界面，用于显示所述环境参数和/或冰场制冰系统中各设备的工作状态，以及用于接收输入的冰场冰层的目标温度和/或冰场的冰上运动类型；

所述温度控制表中还预先存储有各冰上运动类型对应的冰场冰层的目标温度。

依据本实用新型的另一方面，提供了一种冰场冰层温度的控制系统，包括如上述任一项所述的冰场冰层温度的控制设备，设置在冰场中的一个或多个环境参数采集器，以及设置在冰场中的一台或多台冰场制冰设备。

可选地，所述环境参数采集器包括如下的一种或多种：

室外温度采集器，用于采集冰场的室外温度；

室内温度采集器，用于采集冰场的室内温度；

红外检测仪，用于检测出租的冰鞋数量，从而确定上冰人数；

湿度采集器，用于采集冰场的室内湿度；

所述冰场制冰设备包括如下的一种或多种：压缩机，冷凝器，冷凝回液节流阀；

该系统还包括：设置在冰场中的一台或多台除湿机。

由上述可知，本实用新型的技术方案，通过采集冰场的环境参数，结合所需要的冰场冰层的目标温度，进一步从预置的温度控制表中查询出与相对应的控制参数，利用所述控制参数调节冰场中各制冰设备的工作状态。该技术方案实现了冰场冰层温度的自动化控制，能够根据用户所需的冰层目标温度，自动调节各制冰设备的工作状态，节约了人工成本的同时也避免了依据经验调节设备工况出现的误差较大的情况。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一个实施例的一种冰场冰层温度的控制设备的结构示意图；

图2示出了直接蒸发式制冰设备的工作原理图；

图3示出了根据本实用新型一个实施例的一种冰场冰层温度的控制系统的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型一个实施例的冰场冰层温度的控制系统的信号流示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本实用新型实施例中，可控制的制冰设备是采用直接蒸发式制冰原理的制冰设备。图1示出了根据本实用新型一个实施例的一种冰场冰层温度的控制设备的结构示意图，如图1所示，冰场冰层温度的控制设备100包括：

环境参数接收器110，用于接收一个或多个环境参数采集器采集的冰场的环境参数；一个或多个环境参数采集器设置在冰场中。

处理器120，用于根据冰场冰层的目标温度和冰场的环境参数，从预先存储的温度控制表中查询出相对应的一组控制参数，根据控制参数调节冰场制冰系统中各设备的工作状态。

例如，花样滑冰运动的冰层目标温度为-2℃，冰球运动的冰层目标温度为-4℃，短道速滑运动的冰层目标温度为-6℃，冰壶运动的冰层目标温度为-8℃。现有技术中只能根据人工经验进行大致的温度控制，而场馆环境因素和冰上运动都可能造成冰层温度的随时变化，因此想要对冰层温度进行精确的控制，这在现有技术中是无法实现的。

其中，温度控制表中预先存储有一组或多组控制参数，以及各组控制参数对应的环境参数和冰场冰层的目标温度。举例而言，冰场室内温15℃，室外温24℃，冰层目标温度为-2℃，制冰设备存在一组相应的控制参数。当然，在实际情况中，需要考虑的环境参数是很多的。

存储器130，用于存储温度控制表，温度控制表中预先有存储一组或多组控制参数，以及各组控制参数对应的环境参数和冰场冰层的目标温度。

可见，图1所示的设备，通过采集冰场的环境参数，结合所需要的冰场冰层的目标温度，进一步从预置的温度控制表中查询出与相对应的控制参数，利用控制参数调节冰场中各制冰设备的工作状态。该技术方案实现了冰场冰层温度的自动化控制，能够根据用户所需的冰层目标温度，自动调节各制冰设备的工作状态，节约了人工成本的同时也避免了依据经验调节设备工况出现的误差较大的情况。

在本实用新型的一个实施例中，上述冰场冰层温度的控制设备中，冰场的环境参数包括如下的一种或多种：冰场的室外温度；冰场的室内温度；冰场的上冰人数；冰场制冰系统中的设备包括如下的一种或多种：压缩机，冷凝器，冷凝回液节流阀；控制参数包括如下的一种或多种：压缩机的工作功率，压缩机的工作数量，冷凝回液节流阀的开合程度。其中，冷凝回液节流阀用于调节冷凝器回流的冷却液，也就是冷凝回液，可以根据需要设置在冷凝器上或其他设备上，例如存储低温低压的液体状态制冷剂的低压循环罐上。

上面的实施例中已经提及，冰场的室外温度和室内温度是重要的环境参数。具体地，可以通过相应的室外温度采集器和室内温度采集器进行温度的采集。除此之外还有许多环境参数比较重要：例如，冰场的上冰人数和冰上运动的类型。例如花样滑冰运动和冰球运动对冰面的摩擦、冰面风速的影响都是不同的。由于各冰上运动的类型对冰层目标温度的需求不同，因此冰上运动类型对冰层温度的影响(进一步影响制冰设备的工作状态)可以直接通过目标温度这一条件进行设置。而冰场的上冰人数是一个动态的数值，因此可以考虑实时采集。一种方法是根据出租的冰鞋数量进行统计，具体地，根据红外检测仪检测出租的冰鞋数量。

直接蒸发式制冰设备通常包括压缩机，以及压缩机外接的冷凝器。一般而言，压缩机将气体状态的制冷剂压缩成高压高温的气体，之后输送至冷凝器进行冷凝，高温高压的气体状态制冷剂在冷凝器中被冷凝形成高压液体，之后经过节流阀节流调压，输出低温低压的液体状态制冷剂，之后输送至蒸发器，利用蒸发吸热控制冰层温度。当然，上面仅仅示出了直接蒸发式制冰的基本原理，在实际应用中，往往还需要在制冷剂中混入润滑油，以及进行油分离处理；通过节流阀输出的低温低压的液体状态制冷剂也可以先在低压循环罐中进行存储。但较为核心的控制点在于压缩机的工作功率，压缩机的工作数量，冷凝回液节流阀的开合程度。例如，如果室内、外温度适中，冰层目标温度较高，那么压缩机的工作数量可以不需要设置得过多，可以令若干台压缩机处于空闲状态，也可以让压缩机不处于满负荷状态，如输出25％总功率，并调整节流阀使得输出的低温低压的液体状态制冷剂维持在低水平。

图2示出了直接蒸发式制冰设备的工作原理图，如图2所示，了气体状态的制冷剂首先在压缩机1中被压缩成高压高温的气体，因为制冷剂中已经混入了润滑油，所以之后输送至油分离器2(高压罐)中进行油气分离，从油分离器2输出的制冷剂仍然是高温高压的气体，之后输送至冷凝器3(可以采用风冷式)进行冷凝，高温高压的气体状态制冷剂在冷凝器3中被冷凝形成高压液体，之后经过冷凝回液节流阀4节流调压，输出低温低压的液体状态制冷剂，之后输送至低压循环罐5中进行存储。

低压循环罐5对外连接蒸发器7，蒸发器7即冰场的冷却管道，低温低压的液体状态制冷剂在液泵6的驱动下，被输送至蒸发器7中进行气化蒸发，同时吸收大量热量，在冰场中进行制冰，从蒸发器7中输出的制冷剂已经是低温低压的气体状态，又回流至低压循环罐5中进行存储。低压循环罐5中需要设置不同的腔室来分别存储低温低压的液体状态制冷剂、低温低压的气体状态制冷剂。

压缩机1从低压循环罐5中抽取气体状态的制冷剂继续进行压缩，形成制冰系统的制冷剂循环路径。

在冰场中，湿度也是影响冰层质量的一个重要因素，如果湿度较高，冰层附近的水蒸气就会在冰场结露成霜，使得冰场不平整，影响冰上运动。因此在本实用新型的一个实施例中，上述冰场冰层温度的控制设备中，环境参数包括：冰场的室内湿度；处理器120，还用于根据控制参数调整冰场中除湿机的工作状态；控制参数包括：除湿机的工作功率和/或除湿机的工作数量；以及在冰场的室内湿度达到结露值时，发出使用扫冰机进行除霜处理的警示信息。

一般而言，除湿机不属于制冷设备，属于一种维护设备。大多数比赛要求场馆湿度不超过40％。而如果湿度达到60％，就可能会在冰层开始结露成霜，因此可以将结露值设置为60％。如果达到结露值，就需要提醒场馆管理人员动用扫冰机平整冰面。

在本实用新型的一个实施例中，上述冰场冰层温度的控制设备还包括：交互界面140；用于显示环境参数和/或冰场制冰系统中各设备的工作状态，以及用于接收输入的冰场冰层的目标温度和/或冰场的冰上运动类型；温度控制表中还预先存储有各冰上运动类型对应的冰场冰层的目标温度。

也可以预置一个初始化的目标温度，这样场馆管理人员只需要在交互界面中点击开始，就可以一劳永逸。在本实施例中还示出了两种冰层目标温度的选取方法，一种是直接输入目标温度，另一种是根据冰上运动的类型进行选择，在第二种情况下，需要在温度控制表中还预先存储有各冰上运动类型对应的冰场冰层的目标温度，这样就能保证用户选择冰壶运动时，自动确定冰层目标温度为-8℃。

上述实施例中的冰场冰层温度的控制设备的具体实现形式可以为一个带有交互界面的控制柜。

图3示出了根据本实用新型一个实施例的一种冰场冰层温度的控制系统的结构示意图，如图3所示，冰场冰层温度的控制系统300包括如上述任一实施例中的冰场冰层温度的控制设备100，设置在冰场中的一个或多个环境参数采集器310，以及设置在冰场中的一台或多台冰场制冰设备320。其中，环境参数采集器可以包括如下的一种或多种：室外温度采集器，用于采集冰场的室外温度；室内温度采集器，用于采集冰场的室内温度；红外检测仪，用于检测出租的冰鞋数量，从而确定上冰人数；湿度采集器，用于采集冰场的室内湿度；冰场制冰设备包括如下的一种或多种：压缩机，冷凝器，冷凝回液节流阀；该系统还包括：设置在冰场中的一台或多台除湿机330。

其中，压缩机中可以包括三个电磁阀(例如E1、E2、E3)，当三个电磁阀全部关闭时，压缩机工作功率为100％；当E1开启，E2、E3关闭时，压缩机工作功率为75％；当E2开启，E1、E3关闭时，压缩机工作功率为50％；当E3开启，E1、E2关闭时，压缩机工作功率为25％。这只是一种压缩机的示例，在该示例下，冰场冰层温度的控制设备100可以直接根据控制参数中压缩机的工作功率，分别控制相应的电磁阀开启或关闭，例如开启E3，关闭E1、E2关闭时，使压缩机处于25％的工作功率。在一个实施例中，可以选用一体式制冰机，该制冰机可以包含四个并联的压缩机，冰场冰层温度的控制设备100可以控制其中的若干台压缩机处于工作或空闲，例如以周为单位，每周使用一台压缩机，进行轮换，确保每台压缩机的磨损尽量接近。因此，在存储器中也可以记录每台压缩机的使用时间，这样处理器在选择工作的压缩机时可以根据存储器中的记录进行选择。对每台压缩机，可以设置两个压力传感器，分别检测压缩机进出口的压力值并发回给冰场冰层温度的控制设备100，在其交互界面上显示。为了维护压缩机，冰场冰层温度的控制设备100还可以实现其他控制，例如，在压缩机上设置检测压缩机油压和温度的传感器，以及油压管(用于为压缩机补油)和冷凝管的电磁阀，当压缩机油压下降时，打开油压管的电磁阀5s，其中，在电磁阀开启第2s时，开启加压油泵补油3s；当压缩机机体温度过高时，打开冷凝管的电磁阀。当然，这些在冰场冰层温度的控制设备100可以通过类似温度控制表的另一个表来维护。

具体的制冷设备工况参数获取、以及控制信号的发送可以参考图4。如图4所示，自动化控制柜即为冰场冰层温度的控制设备的一种具体实施方式。冷凝器设置于冰场室外，采用风冷。在冷凝管上设置两个液位计1和2。四个并联的压缩机中分别设置有电磁阀，可参考前述的E1、E2和E3，每个压缩机上设置有出口压力传感器和吸口压力传感器，也就是前面所说的检测压缩机进出口的压力值。冷却液电磁阀和油路电磁阀用于维护压缩机工作，也不再赘述。低压罐体是图2中的低压循环罐5，上面也设置有两个液位计1和2。用于加速冷却液流动的液泵与之相连，并分别配置有液泵压力传感器，同样用于监测液泵的工作状态是否异常。低压罐体上还设置有冷凝小管电磁阀和油路小管电磁阀，可被自动化控制柜控制。高压罐体是图2中的油分离器2，分为两个罐体，每个罐体对应一个油泵，并配有两个液位计和一个出口压力传感器。

上述中的液位计可以是包含4个液位的光电液位计。

自动化控制柜可以接受各液位计、传感器采集的参数并在交互界面上显示，也可以根据存储器中预设的表，在不同工况下进行相应的控制，上面也已给出了示例，在此不再赘述。

综上所述，本实用新型的技术方案，通过采集冰场的环境参数，结合所需要的冰场冰层的目标温度，进一步从预置的温度控制表中查询出与相对应的控制参数，利用控制参数调节冰场中各制冰设备的工作状态。该技术方案实现了冰场冰层温度的自动化控制，能够根据用户所需的冰层目标温度，自动调节各制冰设备的工作状态，节约了人工成本的同时也避免了依据经验调节设备工况出现的误差较大的情况。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，在本实用新型的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本实用新型的目的，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种冰场冰层温度的控制设备，其特征在于，该设备包括：

环境参数接收器，用于接收一个或多个环境参数采集器采集的冰场的环境参数；所述一个或多个环境参数采集器设置在冰场中；

处理器，用于根据冰场冰层的目标温度和所述冰场的环境参数，从预先存储的温度控制表中查询出相对应的一组控制参数，根据所述控制参数调节冰场制冰系统中各设备的工作状态；

存储器，用于存储所述温度控制表，所述温度控制表中预先有存储一组或多组控制参数，以及各组控制参数对应的环境参数和冰场冰层的目标温度。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，

所述冰场的环境参数包括如下的一种或多种：冰场的室外温度；冰场的室内温度；冰场的上冰人数；

所述冰场制冰设备包括如下的一种或多种：压缩机，冷凝器，冷凝回液节流阀；

所述控制参数包括如下的一种或多种：压缩机的工作功率，压缩机的工作数量，冷凝回液节流阀的开合程度。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述环境参数包括：冰场的室内湿度；

所述处理器，还用于根据所述控制参数调整冰场中除湿机的工作状态；所述控制参数包括：除湿机的工作功率和/或除湿机的工作数量；以及在冰场的室内湿度达到结露值时，发出使用扫冰机进行除霜处理的警示信息。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，该设备还包括：

交互界面，用于显示所述环境参数和/或冰场制冰系统中各设备的工作状态，以及用于接收输入的冰场冰层的目标温度和/或冰场的冰上运动类型；

所述温度控制表中还预先存储有各冰上运动类型对应的冰场冰层的目标温度。

5.一种冰场冰层温度的控制系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1-4中任一项所述的冰场冰层温度的控制设备，设置在冰场中的一个或多个环境参数采集器，以及设置在冰场中的一台或多台冰场制冰设备。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述环境参数采集器包括如下的一种或多种：

室外温度采集器，用于采集冰场的室外温度；

室内温度采集器，用于采集冰场的室内温度；

红外检测仪，用于检测出租的冰鞋数量，从而确定上冰人数；

湿度采集器，用于采集冰场的室内湿度；

所述冰场制冰设备包括如下的一种或多种：压缩机，冷凝器，冷凝回液节流阀；

该系统还包括：设置在冰场中的一台或多台除湿机。