冷庫溫度場均衡控制方法及系統的製作方法
2023-08-22 23:15:36 1
專利名稱：冷庫溫度場均衡控制方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及製冷領域，尤其涉及一種冷庫溫度場均衡控制方法及系統。
背景技術：
製冷系統如今廣泛應用於各種場所與設備，如冷庫、冰箱等。請參見圖l，其為現 有的一種製冷系統示意圖，其主要包括冷凝器101、儲液罐102、電子膨脹閥103、蒸發器104 和壓縮機105等幾個部分。 其中蒸發器104是一種熱交換器，其作用是使製冷劑液體在沸騰過程中吸收被冷 卻介質(空氣、水、鹽水或其他載冷劑)的熱量，從而達到製冷的目的。 為了可以智能化控制蒸發器104的風扇的工作頻率，以達到節能的效果，因此設 置一個變頻器106和一個控制器107來控制蒸發器104的風扇頻率。當溫度傳感器110測 得的溫度高於預設溫度時，控制器107便控制變頻器106調整蒸發器104的風扇以額定頻 率工作。當溫度傳感器110測得的溫度在允許的溫度範圍內時，控制器107便控制變頻器 106調整蒸發器104的風扇到適合的工作頻率。 但是對於大面積的冷庫，這種製冷系統往往會使冷庫形成較大的溫度差。其原因 在於雖然蒸發器104風扇的工作頻率可以隨著溫度的變化而進行調整，然而隨著風扇頻 率的下降，會導致蒸發器104的風扇射程同樣也縮短，這樣將影響未在射程範圍內的區域 溫度不均勻，造成冷庫中溫度場不均衡，並導致冷庫中一些區域的溫度無法達到需求的溫 度。
發明內容
本發明的目的是提供一種冷庫溫度場均衡控制方法，以解決現有的製冷方法所形 成的溫度場不均衡的問題。 本發明的另一 目的是提供一種冷庫溫度場均衡控制系統，現有的製冷系統所形成 的溫度場不均衡的問題。 本發明提出一種冷庫溫度場均衡控制方法，通過對蒸發器工作頻率的調節來調整 冷庫中的溫度場，包括以下步驟首先，實時檢測所述蒸發器的影響區域內近端與最遠端的
溫度。然後，當近端溫度高於設定溫度允許下限值時，若所述蒸發器遠近端溫度差大於一預 設值Atl時，將所述蒸發器風扇調整到額定工作頻率狀態下運行，直到遠近端溫度差小於 另一預設值At2時，將所述蒸發器風扇運行頻率調整到滿足當前製冷量對應所需最小風 依照本發明較佳實施例所述的冷庫溫度場均衡控制方法，當所述蒸發器近端溫度 達到或者低於設定溫度允許下限值時，則將所述蒸發器風扇調整到額定工作頻率狀態下運 行。 依照本發明較佳實施例所述的冷庫溫度場均衡控制方法，當所述蒸發器遠端溫度 達到設定溫度允許下限時，則將所述蒸發器風扇調整到停止製冷狀態，並使其進入空閒狀態。 本發明另提出一種冷庫溫度場均衡控制系統，包括蒸發器、第一溫度傳感器、第二 溫度傳感器、控制器以及變頻器。第一溫度傳感器設置在蒸發器近端，用於實時檢測所述蒸 發器影響區域內近端的溫度。第二溫度傳感器設置在蒸發器影響區域內的最遠端，用於實 時檢測所述蒸發器影響區域內最遠端的溫度。控制器與第一溫度傳感器及第二溫度傳感器 相連，用於採集該第一溫度傳感器與該第二溫度傳感器所測溫度，並比對兩者溫差，以及進 一步根據該溫差決策輸出變頻器所需頻率信號。變頻器與控制器相連，用於與該控制器和 所述蒸發器的風扇相連，用於根據該控制器輸出頻率信號驅動變頻器調整所述蒸發器的風 扇運行頻率。 依照本發明較佳實施例所述的冷庫溫度場均衡控制系統，系統處於非額定工作頻 率狀況下，當Tl > T0-A t時，如果T2-T1 > A tl，該控制器控制該變頻器將所述蒸發器風 扇調整到額定工作頻率狀態下運行，標識當前處於額定工作頻率狀態；
其中，Tl為該蒸發器近端的第一溫度傳感器所測得的值，T2為該蒸發器遠端的第 二溫度傳感器所測得的值，TO為冷庫的設定溫度，At為冷庫設定溫度允許的最大波動溫 差，Atl為該蒸發器遠近端溫度允許的最大值。 依照本發明較佳實施例所述的冷庫溫度場均衡控制系統，系統處於額定工作頻率 狀況下，當Tl > T0-A t時，如果T2-T1 < A t2，該控制器控制該變頻器將所述蒸發器風扇 調整到非額定工作頻率狀態，並標識當前處於非額定工作頻率狀態； 其中，Tl為該蒸發器近端的第一溫度傳感器所測得的值，T2為該蒸發器遠端的第 二溫度傳感器所測得的值，TO為冷庫的設定溫度，At為冷庫設定溫度允許的最大波動溫 差，At2為該蒸發器退出額定工作頻率狀態的設定值。 依照本發明較佳實施例所述的冷庫溫度場均衡控制系統，系統處於非額定工作頻 率狀態下，當Tl = < TO- A t時，該控制器控制該變頻器將所述蒸發器調整到額定工作頻率 狀態； 其中，Tl為該蒸發器近端的第一溫度傳感器所測得的值，TO為冷庫的設定溫度， At為冷庫設定溫度允許的最大波動溫差。 依照本發明較佳實施例所述的冷庫溫度場均衡控制系統，系統處於額定工作頻率 狀態下，當T2 =< TO-A t時，該控制器控制該變頻器將所述蒸發器調整到非額定工作頻率 狀態，且運行於空閒狀態。 其中，T2為該蒸發器遠端的第二溫度傳感器所測得的值，TO為冷庫的設定溫度， At為冷庫設定溫度允許的最大波動溫差。 本發明的有益效果是本發明通過對蒸發器影響區域遠近端溫度的比較和計算， 可以有效地使冷庫中的溫度場保持均衡，在節能的基礎上保證了冷庫較好的儲物環境。
圖1為現有的一種製冷系統示意圖； 圖2為本發明實施例的一種冷庫溫度場均衡控制方法流程圖；
圖3為本發明實施例的另一種冷庫溫度場均衡控制方法流程圖；
圖4為本發明實施例的一種冷庫溫度場均衡控制系統構造圖。
具體實施例方式
以下結合附圖，具體說明本發明。 請參見圖2，其為本發明實施例的一種冷庫溫度場均衡控制方法流程圖，此方法通 過對蒸發器工作頻率的調節來調整冷庫中的溫度場，其包括以下步驟
s201，實時檢測所述蒸發器的影響區域內近端與最遠端的溫度。
s203，將所檢測到的兩個溫度進行比較。 s205，判斷所述蒸發器遠近端溫度的溫差是否大於一個預設值，若是，則進入步驟 s207 ;若否，則進入步驟s209。 s207，將所述蒸發器調整到額定工作頻率。
s209，以當前製冷量需求匹配蒸發器的工作頻率。 本發明的方法是針對節能型的製冷系統(即蒸發器的風扇工作頻率會隨著蒸發 器當前製冷量變化而調整)來實施的。冷庫中的溫度場表明冷庫空間中不同位置溫度的落 差，由於蒸發器的風扇工作頻率的變化會導致其製冷影響範圍的變化，從而使冷庫溫度場 出現較大的差異，因此在蒸發器製冷範圍的近端和最遠端分別設置一個溫度傳感器，用來 實時地檢測溫度變化(步驟s201)。 為了可以了解冷庫中的溫度場的差異是否符合要求，以及蒸發器影響範圍最遠端 的溫度是否在冷庫的溫度範圍內，因此要將蒸發器遠近端所測得的兩個溫度進行比較(步 驟s203)，然後便可以根據比較結果來調整蒸發器的工作狀態。 在本實施例中，判斷蒸發器遠近端的溫差是否符合要求所採用的方法是，將該溫 差與一個預設值進行比對(步驟s205)，如果該溫差大於這個預設值，則將蒸發器調整到額 定工作頻率(步驟s207)。如果該溫差小於這個預設值，則以當前製冷量需求匹配蒸發器的 風扇工作頻率(步驟s209)。 這裡所說的預設值是指一個經驗值，其在允許的範圍內可以根據冷庫硬體設施的 實際情況來設定。考慮到冷庫溫度還未達到設定要求卻處於下降的情況，因此這個溫差經 驗值一般滿足Atl = < 2At， 其中，A t為冷庫設定溫度允許的最大波動溫差，A tl為所述預設值。 例如，假設冷庫的設定溫度TO = (TC，冷庫設定溫度允許的最大波動溫差At =
rC，因此可以得到預設值Atl = 2°C (其中Tl為蒸發 器近端的溫度，t2為蒸發器遠端的溫度)，則說明冷庫內溫度場差異較大，並立即將蒸發器
調整到額定工作頻率。比如近端溫度ti = rc，遠端溫度t2 = 3. rc的情況。 蒸發器採用額定頻率工作後，其可以恢復最大射程並加快冷庫內空氣的強對流， 使冷庫整體溫度場趨於均衡。 值得注意的是，當蒸發器遠端溫度達到或者低於設定溫度允許下限時，由於蒸發 器是由近到遠逐漸影響冷庫溫度，表示此時冷庫溫度已經足夠低，因此可以將蒸發器風扇 調整到停止製冷狀態，並使其進入空閒狀態。 請參見圖3，其為本發明實施例的另一種冷庫溫度場均衡控制方法流程圖，其包括 以下步驟 s301，實時檢測所述蒸發器的影響區域內近端與最遠端的溫度。
S303，將所檢測到的兩個溫度進行比較。 S305，判斷所述蒸發器遠近端溫度的溫差是否大於一個預設值Atl，若是，則進入
步驟S307 ;若否，則進入步驟S311。 S307，將所述蒸發器調整到額定工作頻率。 S309，判斷所述蒸發器遠近端溫度的溫差是否小於一個預設值At2，若是，則進入 步驟S311。 S311，以當前製冷量需求匹配蒸發器的工作頻率。 與圖2相比，本實施例在蒸發器以額定工作頻率之後，還需要進一步判斷蒸發器 遠近端溫度的溫差是否小於一個預設值At2，當溫差達到或者小於預設值At2時(步驟 309)，則將蒸發器風扇運行頻率調整到滿足當前製冷量對應所需最小風量，從而可以達到 節能的作用。這裡的預設值At2也是一個溫差經驗值，可以根據實際需要來設定，通常默 認的At2 = At。 便於更好地理解本發明，以下給出冷庫溫度場均衡控制方法的硬體實現環境，如 圖4所示，其為本發明實施例的一種冷庫溫度場均衡控制系統構造圖。此冷庫溫度場均 衡控制系統包括冷凝器401、儲液罐402、電子膨脹閥403、蒸發器404、壓縮機405、變頻器 406、控制器407、第一溫度傳感器408以及第二溫度傳感器409。其中冷凝器401、儲液罐 402、電子膨脹閥403、蒸發器404、壓縮機405依次首尾相連組成一環狀製冷系統。變頻器 406連接至蒸發器404，控制器407連接電子膨脹閥403和變頻器406。第一溫度傳感器408 設置在蒸發器404近端，第二溫度傳感器409設置在蒸發器404影響區域內的最遠端，且第 一溫度傳感器408與第二溫度傳感器409均與控制器407相連。 此系統在正常運行過程中，控制器407可以根據冷庫的實際溫度通過變頻器406 來調整蒸發器404的工作頻率。但是由於蒸發器404工作頻率的降低會導致其射程也縮短， 因此通過第一溫度傳感器408與第二溫度傳感器409分別對蒸發器404近端與遠端的溫度 測量，然後將測量數據通過控制器407計算比對，並判斷冷庫的溫度場是否符合溫差設定 的要求，如果溫度場差異較大，則立即通過變頻器406調整蒸發器404到額定工作頻率，以 恢復蒸發器404到最大射程並加快冷庫內空氣的強對流，使冷庫整體溫度場趨於均衡。
其中，控制器407用來判斷溫度場是否符合要求的準則是，將蒸發器404遠近端的 溫差與一個預設值Atl進行比對，如果蒸發器404遠近端的溫差小於這個預設值Atl，則 以當前製冷量需求匹配蒸發器404的工作頻率。如果該溫差大於這個預設值，則將蒸發器 404調整到額定工作頻率，直到蒸發器404遠近端的溫差小於另一預設值At2時，再將蒸 發器風扇運行頻率調整到滿足當前製冷量對應所需最小風量。這裡所說的預設值Atl和 A t2都是指溫差經驗值，其在允許的範圍內可以根據冷庫硬體設施的實際情況來設定。通 常情況下，這兩個溫差經驗值一般滿足 formula see original document page 7其中，A t為冷庫設定溫度允許的最大波動溫差。
值得注意的是，當蒸發器遠端溫度達到設定溫度允許下限時，由於蒸發器是由近 到遠逐漸影響冷庫溫度，表示此時冷庫溫度已經足夠低，因此可以將蒸發器風扇調整到停 止製冷狀態，並使其進入空閒狀態。 本發明通過對蒸發器影響區域遠近端溫度的比較和計算，可以有效地使冷庫中的 溫度場保持均衡，在節能的基礎上保證了冷庫較好的儲物環境。
以上公開的僅為本發明的幾個具體實施例，但本發明並非局限於此，任何本領域 的技術人員能思之的變化，都應落在本發明的保護範圍內。
權利要求
一種冷庫溫度場均衡控制方法，通過對蒸發器工作頻率的調節來調整冷庫中的溫度場，其特徵在於，包括以下步驟實時檢測所述蒸發器的影響區域內近端與最遠端的溫度；將所檢測到的兩個溫度進行比較；當近端溫度高於設定溫度允許下限值時，若所述蒸發器遠近端溫度差大於一預設值Δt1時，將所述蒸發器風扇調整到額定工作頻率狀態下運行，直到遠近端溫度差小於另一預設值Δt2時，將所述蒸發器風扇運行頻率調整到滿足當前製冷量對應所需最小風量。
2. 如權利要求1所述的冷庫溫度場均衡控制方法，當所述蒸發器近端溫度達到或者低 於設定溫度允許下限值時，則將所述蒸發器風扇調整到額定工作頻率狀態下運行。
3. 如權利要求1所述的冷庫溫度場均衡控制方法，其特徵在於，當所述蒸發器遠端溫 度達到設定溫度允許下限時，則將所述蒸發器風扇調整到停止製冷狀態，並使其進入空閒 狀態。
4. 一種冷庫溫度場均衡控制系統，其特徵在於，包括 一蒸發器；一第一溫度傳感器，其設置在該蒸發器近端，用於實時檢測所述蒸發器近端的溫度； 一第二溫度傳感器，其設置在該蒸發器所需要影響區域內的最遠端，用於實時檢測所述蒸發器所需影響區域內最遠端的溫度；一控制器，與該第一溫度傳感器及該第二溫度傳感器相連，用於採集該第一溫度傳感器與該第二溫度傳感器所測溫度，並比對兩者溫差，以及進一步根據該溫差決策輸出變頻器所需頻率信號；一變頻器，與該控制器和所述蒸發器的風扇相連，用於根據該控制器輸出頻率信號驅 動變頻器調整所述蒸發器的風扇運行頻率。
5. 如權利要求4所述的冷庫溫度場均衡控制系統，其特徵在於，系統處於非額定工作 頻率狀況下，當Tl > TO- A t時，如果T2-T1 > Atl，該控制器控制該變頻器將所述蒸發器風扇調整到額定工作頻率狀 態下運行，標識當前處於額定工作頻率狀態；其中，Tl為該蒸發器近端的第一溫度傳感器所測得的值，T2為該蒸發器遠端的第二 溫度傳感器所測得的值，T0為冷庫的設定溫度，A t為冷庫設定溫度允許的最大波動溫差， Atl為該蒸發器遠近端溫度允許的最大值。
6. 如權利要求4所述的冷庫溫度場均衡控制系統，其特徵在於，系統處於額定工作頻 率狀況下，當Tl > TO- A t時，如果T2-T1 < At2，該控制器控制該變頻器將所述蒸發器風扇調整到非額定工作頻率 狀態，並標識當前處於非額定工作頻率狀態；其中，Tl為該蒸發器近端的第一溫度傳感器所測得的值，T2為該蒸發器遠端的第二 溫度傳感器所測得的值，TO為冷庫的設定溫度，A t為冷庫設定溫度允許的最大波動溫差， A t2為該蒸發器退出額定工作頻率狀態的設定值。
7. 如權利要求4所述的冷庫溫度場均衡控制系統，其特徵在於，系統處於非額定工作 頻率狀態下，當Tl < = TO-A t時，該控制器控制該變頻器將所述蒸發器調整到額定工作頻 率狀態；其中，T1為該蒸發器近端的第一溫度傳感器所測得的值，TO為冷庫的設定溫度，A t為 冷庫設定溫度允許的最大波動溫差。
8.如權利要求4所述的冷庫溫度場均衡控制系統，其特徵在於，系統處於額定工作頻 率狀態下，當T2 = < TO- A t時，該控制器控制該變頻器將所述蒸發器調整到非額定工作頻 率狀態，且運行於空閒狀態；其中，T2為該蒸發器遠端的第二溫度傳感器所測得的值，TO為冷庫的設定溫度，At為冷庫設定溫度允許的最大波動溫差。
全文摘要
本發明提出一種冷庫溫度場均衡控制方法及系統，其方法通過對蒸發器工作頻率的調節來調整冷庫中的溫度場，包括以下步驟首先，實時檢測所述蒸發器的影響區域內近端與最遠端的溫度。然後，將所檢測到的兩個溫度進行比較。當近端溫度高於設定溫度允許下限值時，若所述蒸發器遠近端溫度差大於一預設值Δt1時，將所述蒸發器風扇調整到額定工作頻率狀態下運行，直到遠近端溫度差小於另一預設值Δt2時，將所述蒸發器風扇運行頻率調整到滿足當前製冷量對應所需最小風量。本發明可以有效地使冷庫中的溫度場保持均衡，在節能的基礎上保證了冷庫較好的儲物環境。
文檔編號G05D23/20GK101694590SQ20091019731
公開日2010年4月14日 申請日期2009年10月16日 優先權日2009年10月16日
發明者侯大偉, 沈海廣, 胡獻 申請人:上海愛控自動化設備有限公司;