冷却系统的蒸发器除霜控制方法、计算机可读存储介质

文档序号:187293 发布日期:2021-11-02 浏览:46次 >En<

阅读说明:本技术 冷却系统的蒸发器除霜控制方法、计算机可读存储介质 (Evaporator defrost control method for cooling system, computer readable storage medium ) 是由 梁尤轩 赵桓 沈军 陈永杰 于 2021-08-03 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种冷却系统的蒸发器除霜控制方法、计算机可读存储介质,其中的蒸发器除霜控制方法包括如下步骤:获取除霜指令;当接收到所述除霜指令后,获取所述压缩机所处环境的第一环境温度Tout,并控制所述热气旁通管路导通;比较所述第一环境温度Tout与预设环境温度a的大小关系;当Tout≥a时,控制所述压缩机以第一功率cg运转;当Tout<a时,控制所述压缩机以第二功率cd运转;其中cg<cd。根据本发明,能够保证除霜化霜过程中所述热气旁通管路引导过来的流体具有充足的热量,提高蒸发器的除霜效率,使除霜更加彻底。(The invention provides an evaporator defrosting control method of a cooling system and a computer readable storage medium, wherein the evaporator defrosting control method comprises the following steps: acquiring a defrosting instruction; after the defrosting instruction is received, acquiring a first environment temperature Tout of the environment where the compressor is located, and controlling the conduction of the hot gas bypass pipeline; comparing the first environment temperature Tout with a preset environment temperature a; when Tout is larger than or equal to a, controlling the compressor to operate at a first power cg; when Tout is less than a, controlling the compressor to operate at a second power cd; wherein cg &lt; cd. According to the invention, the fluid guided by the hot gas bypass pipeline in the defrosting process can have sufficient heat, the defrosting efficiency of the evaporator is improved, and the defrosting is more thorough.)

冷却系统的蒸发器除霜控制方法、计算机可读存储介质

技术领域

本发明属于空气调节技术领域,具体涉及一种冷却系统的蒸发器除霜控制方法、计算机可读存储介质。

背景技术

货运飞机一般采用集装箱方式运送货物,对要求温度低于10度保鲜类货物,由于货运飞机环控空调包对环境温度调节有限(一般在16度以上),则采用自带冷藏功能的集装箱,但该类集装箱需自带电池需充电,体积大、笨重,增加了运送成本,经济性一般。基于前述问题,现有技术中采用了货运飞机辅助冷却系统,用于对货物进行冷却保鲜,所述货运飞机辅助冷却系统采用蒸气压缩式系统,其利用冲压空气管道对冷凝器进行冷却,通过蒸发器风冷方式给货物提供冷量,长时间工作会导致蒸发器结霜,降低制冷效果,相关技术中配置了蒸发器除霜模式,系统中具有热气旁通管路,在系统接收到蒸发器除霜指令时,压缩机排出的高温冷媒气流被通过热气旁通管路引入蒸发器中,从而利用所述高温高压冷媒气流的热量对蒸发器进行化霜,但现有技术中并未考虑压缩机所处环境温度的高低对其排气压力及温度的影响,而这一影响导致现有技术中的蒸发器除霜效率偏低甚至除霜不彻底。

发明内容

因此,本发明提供一种冷却系统的蒸发器除霜控制方法、计算机可读存储介质,能够克服相关技术中冷却系统蒸发器除霜效率低、除霜不彻底的不足。

为了解决上述问题,本发明提供一种冷却系统的蒸发器除霜控制方法,所述冷却系统具有压缩机、冷凝器、蒸发器、热气旁通管路,所述冷凝器与所述蒸发器之间设有第一节流元件,所述热气旁通管路能够可控制地将所述压缩机的排气引向所述蒸发器内,所述蒸发器除霜控制方法包括如下步骤:

获取除霜指令;

当接收到所述除霜指令后,获取所述压缩机所处环境的第一环境温度Tout,并控制所述热气旁通管路导通;

比较所述第一环境温度Tout与预设环境温度a的大小关系;

当Tout≥a时,控制所述压缩机以第一功率cg运转;

当Tout<a时,控制所述压缩机以第二功率cd运转;

其中cg<cd。

优选地,

当Tout≥a时,先控制控制所述压缩机以第一频率b1运转,且在所述压缩机以b1运转之后再控制所述第一节流元件关闭,之后再控制所述压缩机以第一功率cg运转;

当Tout<a时,先控制所述压缩机以第二频率b2运转,且在所述压缩机以b2运转之后再控制所述第一节流元件关闭,之后再控制所述压缩机以第二功率cd运转;

其中b1<b2。

优选地,

所述冷却系统还具有过冷器以及与其对应的补气管路,所述压缩机为补气增焓压缩机,所述补气管路能够将所述过冷器的入口处的部分冷媒过冷后引入所述压缩机的补气口处,

当Tout≥a时,在所述压缩机以b1运转之后控制所述第一节流元件关闭的同时还包括控制所述补气管路截断;

当Tout<a时,在所述压缩机以b2运转之后控制所述第一节流元件关闭的同时还包括控制所述补气管路截断。

优选地,

当Tout≥a时,在控制所述第一节流元件关闭的同时还包括控制所述蒸发器对应设置的风扇停止运转;

当Tout<a时,在控制所述第一节流元件关闭的同时还包括控制所述蒸发器对应设置的风扇停止运转。

优选地,

所述第一功率cg=(1±e%)c1,所述第二功率cd=(1±e%)c2,其中c1<c2、c1为第一化霜基准功率、c2为第二化霜基准功率、e为偏差阈值。

优选地,

当Tout≥a时,控制所述压缩机以第一功率cg运转具体包括:

获取压缩机的第一实时运行功率cs1,当cs1处于cg所限定的频率范围时,控制所述压缩机维持于cs1运转,当cs1不处于cg所限定的频率范围时,调整所述压缩机的运行频率使其处于cg所限定的频率范围内;

当Tout<a时,控制所述压缩机以第二功率cd运转具体包括:

获取压缩机的第二实时运行功率cs2,当cs2处于cd所限定的频率范围时,控制所述压缩机维持于cs2运转,当cs2不处于cd所限定的频率范围时,调整所述压缩机的运行频率使其处于cd所限定的频率范围内。

优选地,

当Tout≥a时,控制所述压缩机以第一功率cg运转的过程中,还获取所述蒸发器的第一实时出管温度Teout1,比较Teout1与第一预设出管温度d1的大小,当Teout1>d1时,控制所述冷却系统退出除霜,当Teout1≤d1,控制所述压缩机维持于第一功率cg运转;

当Tout<a时,控制所述压缩机以第二功率cd运转的过程中,还获取所述蒸发器的第二实时出管温度Teout2,比较Teout2与第二预设出管温度d2的大小,当Teout2>d2时,控制所述冷却系统退出除霜,当Teout2≤d2,控制所述压缩机维持于第二功率cd运转。

优选地,

当Tout≥a或者Tout<a时,控制所述冷却系统退出除霜之前还包括控制所述压缩机以第五频率f运转,并在所述压缩机以f运转第一预设时间后退出除霜,f<cg<cd。

优选地,在控制所述压缩机以第五频率f运转的同时,还控制所述第一节流元件打开、热气旁通管路截断、所述蒸发器对应设置的风扇运转;或者,当所述冷却系统包括补气管路时,在控制所述压缩机以第五频率f运转的同时,还控制所述第一节流元件打开、热气旁通管路截断、所述蒸发器对应设置的风扇运转、补气管路导通。

优选地,

所述第一环境温度Tout由所述冷凝器的进口空气温度感温包获取。

本发明还提供一种计算机可读存储介质,其存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本发明提供的一种冷却系统的蒸发器除霜控制方法、计算机可读存储介质,在环温较低也即Tout<a时控制所述压缩机以一个相对较高的频率(第二功率,高于常温下的第一功率)运转,能够保证除霜化霜过程中所述热气旁通管路引导过来的流体具有充足的热量,提高蒸发器的除霜效率,使除霜更加彻底。

附图说明

图1为本发明实施例的冷却系统的蒸发器除霜控制方法的步骤示意图;

图2为本发明实施例的冷却系统的蒸发器除霜控制方法的一种优选地逻辑控制示意图;

图3为相关技术中的货运飞机辅助冷却系统。

附图标记表示为:

1、压缩机;2、冷凝器;3、蒸发器;4、热气旁通管路;5、第一节流元件;6、过冷器;7、补气管路;8、第二节流元件;9、风扇;10、旁通阀;11、控制器。

具体实施方式

如图3示出了相关技术中的货运飞机辅助冷却系统,其具体包括压缩机1、冷凝器2、蒸发器3、热气旁通管路4,所述冷凝器2与所述蒸发器3之间设有第一节流元件5(例如电子膨胀阀),所述热气旁通管路4能够可控制地将所述压缩机1的排气引向所述蒸发器3内,所述热气旁通管路4上设置有旁通阀10以能够在所述蒸发器3需要除霜上控制其导通而在所述蒸发器3退出除霜或者无需除霜时控制其截断关闭。在一些更优的实施方式中,所述冷却系统中还设置有过冷器6以及与所述过冷器6相对应的补气管路7,此时所述压缩机1为补气增焓压缩机,所述补气管路7能够将所述过冷器6的入口处的部分冷媒过冷后引入所述压缩机1的补气口处,所述补气管路7上设有第二节流元件8(例如电子膨胀阀),所述压缩机1受控于控制器11。需要特别说明的是,与一般的空调冷却系统不同的是,所述货运飞机辅助冷却系统的冷凝器2的进风气流为冲压空气,而非静压空气。

结合参见图1至图3所示,根据本发明的实施例,提供一种冷却系统的蒸发器除霜控制方法,所述冷却系统为前述的相关技术中的货运飞机辅助冷却系统,所述蒸发器除霜控制方法包括如下步骤:

获取除霜指令;

当接收到所述除霜指令后,获取所述压缩机1所处环境的第一环境温度Tout,并控制所述热气旁通管路4导通;

比较所述第一环境温度Tout与预设环境温度a的大小关系;

当Tout≥a时,控制所述压缩机1以第一功率cg运转;

当Tout<a时,控制所述压缩机1以第二功率cd运转;

其中cg<cd。

该技术方案中,将所述压缩机1所处环境的环温进行了区别,具体例如,当Tout≥a时说明环境温度为常温,发明人发现,当Tout<a时说明环境为低温,而由于压缩机1与工作环境之间能够热交换,如果环温低,压缩机1在同样频率下排气的高压降低、功率降低、热损失增大,因此,该技术方案中,在环温较低也即Tout<a时控制所述压缩机1以一个相对较高的功率(第二功率,高于常温下的第一功率,可以理解的,功率的调整可以通过控制压缩机的运行频率调整实现)运转,能够保证除霜化霜过程中所述热气旁通管路4引导过来的流体具有充足的热量(按热气旁通系统压焓图分析,压缩机消耗功率相当于供热量,即压缩机消耗功率能反映出除霜供热量),提高蒸发器的除霜效率,使除霜更加彻底。进一步讲,由于该技术方案能够对蒸发器3除霜更为彻底,从而能够有效延长蒸发器3的结霜周期时间,提高冷却系统的综合性能。

需要说明的是,所述除霜指令的具体发出可以是用户自行发出(例如用户选择了相应的除霜控制按键),也可以是冷却系统的相应控制器自行通过检测判断形成相关的控制指令(例如通过检测蒸发器的进口管温与出口管温的差异、进风与出风压差的差异等,而判断蒸发器是否进入除霜运行的方法作为本领域的公知常识,本发明对其不作特别限定)。

当Tout≥a时,先控制所述压缩机1以第一频率b1运转(例如运转1至5分钟),且在所述压缩机1以b1运转之后再控制所述第一节流元件5关闭,之后再控制所述压缩机1以第一功率cg运转;

当Tout<a时,先控制所述压缩机1以第二频率b2运转(例如运转1至5分钟),且在所述压缩机1以b2运转之后再控制所述第一节流元件5关闭,之后再控制所述压缩机1以第二功率cd运转;其中b1<b2,可以理解的,b1低于压缩机以cg功率运转时的频率,b2低于压缩机以cd功率运转时的频率。该技术方案中,在控制所述压缩机1以cg或者cd运转之前先将压缩机1的运行频率调整到相对较低的b1或者b2,此时再控制所述第一节流元件5关闭能够使所述第一节流元件5在一个负载较轻的工况下切换,控制更为平稳。而可以理解的是,所述第一节流元件5在所述蒸发器3除霜过程中关闭,防止所述第一节流元件5节流后冷媒流体温度降低对除霜形成不利。

在一些实施方式中,当所述冷却系统具有所述补气管路7时,当Tout≥a时,在所述压缩机1以b1运转之后控制所述第一节流元件5关闭的同时还包括控制所述补气管路7截断;当Tout<a时,在所述压缩机1以b2运转之后控制所述第一节流元件5关闭的同时还包括控制所述补气管路7截断。该技术方案中在对所述蒸发器3除霜过程中截断所述补气管路7的连通(也即控制对应的第二节流元件8关闭)避免出现补气带液,能够提高冷却系统可靠性。

进一步地,当Tout≥a时,在控制所述第一节流元件5关闭的同时还包括控制所述蒸发器3对应设置的风扇9停止运转;当Tout<a时,在控制所述第一节流元件5关闭的同时还包括控制所述蒸发器3对应设置的风扇9停止运转。在所述蒸发器3处于除霜过程中,关闭所述风扇9能够防止风扇9运转将蒸发器化霜过程中热量直接吹走,不利于化霜,且容易将化霜水或冰渣吹出风道。

最好的,cg以及cd以一个温度范围的方式给予限定,例如,cg=(1±e%)c1,cd=(1±e%)c2,其中c1<c2、c1为第一化霜基准功率、c2为第二化霜基准功率、e为偏差阈值,能够防止压缩机的运转频率频繁调整,进一步提升系统控制的稳定性。c1以及c2对应于相应的温度环境下蒸发器除霜量。

在一些实施方式中,当Tout≥a时,控制所述压缩机1以第一功率cg运转具体包括:获取压缩机1的第一实时运行功率cs1,当cs1处于cg所限定的频率范围时,控制所述压缩机1维持于cs1运转,当cs1不处于cg所限定的频率范围时,调整所述压缩机1的运行频率使其处于cg所限定的频率范围内;当Tout<a时,控制所述压缩机1以第二功率cd运转具体包括:获取压缩机1的第二实时运行功率cs2,当cs2处于cd所限定的频率范围时,控制所述压缩机1维持于cs2运转,当cs2不处于cd所限定的频率范围时,调整所述压缩机1的运行频率使其处于cd所限定的频率范围内。

当Tout≥a时,控制所述压缩机1以第一功率cg运转的过程中,还获取所述蒸发器3的第一实时出管温度Teout1,比较Teout1与第一预设出管温度d1的大小,当Teout1>d1时,控制所述冷却系统退出除霜,当Teout1≤d1,控制所述压缩机1维持于第一功率cg运转;当Tout<a时,控制所述压缩机1以第二功率cd运转的过程中,还获取所述蒸发器3的第二实时出管温度Teout2,比较Teout2与第二预设出管温度d2的大小,当Teout2>d2时,控制所述冷却系统退出除霜,当Teout2≤d2,控制所述压缩机1维持于第二功率cd运转。而可以理解的是,当Teout1≤d1,控制所述压缩机1维持于第一功率cg运转或者当Teout2≤d2,控制所述压缩机1维持于第二功率cd运转按照业内常用的PI算法调节压缩机运行频率即可。

进一步地,当Tout≥a或者Tout<a时,控制所述冷却系统退出除霜之前还包括控制所述压缩机1以第五频率f运转,并在所述压缩机1以f运转第一预设时间后退出除霜,f<cg<cd。在控制所述压缩机1以第五频率f运转的同时,还控制所述第一节流元件5打开、热气旁通管路4截断、所述蒸发器3对应设置的风扇9运转;和/或,当所述冷却系统包括补气管路7时,在控制所述压缩机1以第五频率f运转的同时,还控制所述第一节流元件5打开、热气旁通管路4截断、所述蒸发器3对应设置的风扇9运转、补气管路7导通。从而能够使相应的管路中阀件的切换能够在低频段稳定运行后再进行,提高系统的可靠性。需要说明的是,f一般情况下会低于cg及cd。

在一些实施方式中,所述第一环境温度Tout由所述冷凝器2的进口空气温度感温包获取,由此,无需单独针对所述第一环境温度Tout的获取设置相应的感温包,而直接通过冷却系统中现有的感温获取对应的冷凝器2的进口空气温度即可,这是因为,虽然所述第一环境温度与所述冷凝器2的进口空气温度并不相等,但是两者之间是一种正相关的关系,因此,可以采用所述冷凝器2的进口空气温度来反映所述第一环境温度。

需要说明的是,所述第一功率cg、第二功率cd的取值具体还可以结合蒸发器除霜量试验获取,cg、cd、c1、c2的单位取kw即可。作为一种具体的实施方式,各项参数的取值可在如下范围内合理选择,a:15~30℃,b1:15~30Hz,b2:20~40Hz,d1:1~15℃,d2:8~15℃,e:5~15,f:20~50Hz。

可以理解的,不同的压缩机运行频率将对应不同的热气量,而不同的热气量则对应于不同的蒸发器3的结霜量,而蒸发器3的结霜量则可以通过相应的公知手段获取,例如,根据蒸发器翅片结霜厚度估算总结霜量,进一步算出霜化成水所需要的热气量,进而通过调压缩机频率来控制热气供热量,实现匹配的除霜功率(热气量)。

以下结合图2对本发明的技术方案进一步进行描述:

(1)如果冷凝器进口空气温度Tout≥a时,判断辅冷系统(也即辅助冷却系统,下同)在常温工况下化霜,并先后按以下控制:压缩机1频率设定到低频b1;第一节流元件5关闭;旁通阀10开;第二节流元件8关;风扇9关;然后,通过控制器11检测压缩机功率是否处于cg=(1±e%)c1的范围内,以判断系统除霜热量是否充足,如果压缩机功率在偏差范围内,则压缩机维持当前运行频率;如果压缩机功率不在偏差范围内,则按PI算法调节压缩机运行频率,以达到目标除霜功率值cg=(1±e%)c1。同时,通过判断蒸发器3出管温度Teout确认是否达到退出除霜条件,如果蒸发器3出管温度Teout未达到大于d1条件则继续判断压缩机功率和控制压缩机频率控制;如果蒸发器3出管温度Teout>d1,则进入退出除霜控制,具体按以下步骤:第一节流元件5开;压缩机频率设定到低频f;风扇9开;旁通阀10关。维持上述运行n分钟(例如5分钟)后,机组退出除霜运行,进入正常运行状态。

(2)如果冷凝器进口空气温度Tout<a时,判断辅冷系统在低温工况下化霜,并先后按以下控制:压缩机1频率设定到低频b2;第一节流元件5关闭;旁通阀10开;第二节流元件8关;风扇9关;然后,通过控制器11检测压缩机功率是否处于cd=(1±e%)c2的范围内,以判断系统除霜热量是否充足,如果压缩机功率在偏差范围内,则压缩机维持当前运行频率;如果压缩机功率不在偏差范围内,则按PI算法调节压缩机运行频率,以达到目标除霜功率值cd=(1±e%)c2。同时,通过判断蒸发器3出管温度Teout确认是否达到退出除霜条件,如果蒸发器3出管温度Teout未达到大于d2条件则继续判断压缩机功率和控制压缩机频率控制;如果蒸发器3出管温度Teout>d2,则进入退出除霜控制,具体按以下步骤:具体按以下步骤:第一节流元件5开;压缩机频率设定到低频f;风扇9开;旁通阀10关。维持上述运行n分钟后,机组退出除霜运行,进入正常运行状态。

本发明还提供一种计算机可读存储介质,其存储有计算机程序,所述程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

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