可精准温控冷却加工介质的冷却循环系统的制作方法

文档序号:13980787阅读:186来源:国知局
可精准温控冷却加工介质的冷却循环系统的制作方法

本发明涉及冷却循环系统技术领域,特别是一种可精准温控冷却加工介质的冷却循环系统。



背景技术:

冷却循环系统1不仅普遍应用于一般产业用制程设备,如工具机2,亦常见于电冰箱、空调系统等家用电器的运用,以下皆以工具机2为例加以说明;配合参阅图1所示,习知冷却循环系统1包含一冷却装置11,一受该冷却装置11冷却且针对该工具机2进行冷却的循环装置12,一控制该冷却装置11与该循环装置12动作的压缩机13,以及一控制该压缩机13的变频器14;其中,该冷却装置11具有一受该压缩机13驱动的冷却组111,以及一循环于该冷却装置11内的制冷剂(图中未示);另,该循环装置12具有一循环于该循环装置12内的冷却加工介质(如水或油,图中未示),一回收流经该工具机2的冷却加工介质的储液槽121,以及一与该储液槽121连接且将该储液槽121内的冷却加工介质输出的泵浦122,而该泵浦122输出的冷却加工介质经该冷却组111,并流至该工具机2上使用。

仍续前述,借由启动该变频器14,该变频器14进而连动该压缩机13,而该压缩机13压缩该制冷剂进入该冷却组111进行冷却作业,其利用该制冷剂的吸热蒸发原理进行冷却工作,而该制冷剂与受该压缩机13驱动的泵浦122抽取的冷却加工介质于该冷却组111内进行热交换,冷却后的冷却加工介质进入该工具机2,且该冷却加工介质于带走该工具机2的热度后回到该储液槽121中,而该制冷剂则借由该压缩机13再一次压缩进入该冷却组111进行冷却作业,所以,借由这样的连续循环工作使得该冷却加工介质的温度持续下降,低温冷却的冷却加工介质进入需冷却的设备并将热度带走后,再一次进入该储液槽121中循环,进而完成冷却循环作用。

然而,实际使用后发现,习知冷却循环系统1的变频器14,其主要依据该冷却加工介质的温度而采取启停(on-off)的控制作法,该冷却加工介质的温度变化可能会存在有余冷与余热现象,进而造成该变频器14无法达到该冷却加工介质的高精度温度控制,再者,为了维持该冷却加工介质的温度恒定,该变频器14容易过于频繁的启动或停止该压缩机13,这样不仅容易导致该压缩机13的损坏,更可能影响其使用寿命,实有待改进。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种可精准温控冷却加工介质的冷却循环系统,其可针对压缩机及泵浦个别下达运转频率,使得该冷却循环系统的冷却加工介质可快速达到平衡,借以达到该冷却加工介质高精度的温度控制。

基于此,本发明主要采用下列技术手段,来实现上述目的。

一种可精准温控冷却加工介质的冷却循环系统,该冷却循环系统针对待冷却机具进行冷却处理,而该冷却循环系统包含一冷却装置,一受该冷却装置冷却且针对该待冷却机具进行冷却的循环装置,以及一控制该冷却装置与该循环装置动作的控制介面;其中,该冷却装置具有一压缩机,一循环于该冷却装置的制冷剂,一控制该压缩机的第一变频器,以及一与该压缩机连接的冷却组;该循环装置具有一循环于该循环装置的冷却加工介质,一回收该待冷却机具的冷却加工介质的储液槽,一与该储液槽连接且将该储液槽内的冷却加工介质输出的泵浦,以及一控制该泵浦的第二变频器,而该泵浦输出的冷却加工介质经该冷却组冷却且流至该待冷却机具上使用;该控制介面设定供应该待冷却机具的冷却加工介质温度;该控制介面与该第一变频器及该第二变频器间设有一整合控制器,且该整合控制器感测该储液槽内冷却加工介质的温度,同时该整合控制器计算出该控制介面的设定温度与该储液槽输出冷却加工介质的温度间的误差值,且该整合控制器依据该误差值,分别运算出控制该压缩机与该泵浦的个别运转频率。

进一步,使用同一变频器对该泵浦与该压缩机进行控制。

进一步,该冷却组具有一与该压缩机连接的冷凝器,一与该冷凝器连接的膨胀阀,以及一连接该压缩机与该膨胀阀的蒸发器,该泵浦输出的冷却加工介质流经该蒸发器。

本发明可精准温控冷却加工介质的冷却循环系统通过整合控制器的设计,该冷却循环系统包含一冷却装置,一循环装置,以及一控制该冷却装置与该循环装置动作的控制介面;其中,该控制介面、控制该冷却装置的压缩机的第一变频器及控制该循环装置的泵浦的第二变频器间设有一整合控制器,且该整合控制器可侦测该循环装置的储液槽内冷却加工介质的温度;所以,当设定温度通过该控制介面下达时,该整合控制器会自行计算该设定温度与该冷却加工介质温度间的误差值,并进一步运算出该压缩机及该泵浦个别所需的运转频率,其不仅可减少该压缩机因启停(on-off)控制方法而导致容易损坏的问题外,还可快速且稳定达到该冷却加工介质的温度平衡,进而有效提高该冷却加工介质的温度控制的精准度。

附图说明

图1是习知冷却循环系统的方块流程图。

图2是本发明第一较佳实施例的局部方块流程图。

图3是该第一较佳实施例的另一局部方块流程图。

图4是该第一较佳实施例的整体方块流程图。

图5是该第一较佳实施例的温控数据曲线图。

图6是该第一较佳实施例的另一温控数据曲线图。

【符号说明】

(习知)

1冷却循环系统11冷却装置

12循环装置13压缩机

14变频器111冷却组

121储液槽122泵浦

2工具机

(本发明)

3冷却循环系统31冷却装置

32循环装置33控制介面

34整合控制器311压缩机

312第一变频器313冷却组

321储液槽322泵浦

323第二变频器3131冷凝器

3132膨胀阀3133蒸发器

t1设定温度t2冷却加工介质温度

v1第一运转频率v2第二运转频率

4待冷却机具。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中,将可清楚的明白。

参阅图2至图4所示,本发明可精准温控冷却加工介质的冷却循环系统3的第一较佳实施例,该冷却循环系统3针对待冷却机具4进行冷却处理,而该冷却循环系统3包含一冷却装置31,一受该冷却装置31冷却且针对该待冷却机具4进行冷却的循环装置32,以及一控制该冷却装置31与该循环装置32的控制介面33,该控制介面33可设定供应该待冷却机具4的冷却加工介质的设定温度t1,且该控制介面33亦可切换为参数调整模式以设定系统参数(图中未示)。

配合参阅图2,该冷却装置31具有一压缩机311,一循环于该冷却装置31的制冷剂(图中未示),一控制该压缩机311的第一变频器312,以及一受该压缩机311驱动的冷却组313;另,配合参阅图3,该循环装置32具有一循环于该循环装置32的冷却加工介质(如水或油,图中未示),一回收流经该待冷却机具4的冷却加工介质的储液槽321,一与该储液槽321连接且可抽取该储液槽321内冷却加工介质的泵浦322,以及一控制该泵浦322的第二变频器323,配合参阅图4,前述控制介面33与该第一及第二变频器312、323间设有一整合控制器34,且该整合控制器34可侦测该储液槽321内冷却加工介质的温度t2,并传送至该控制介面33,以便用户可通过该控制介面33读取该储液槽321内冷却加工介质的温度t2(图中未示)。

仍续前述,该压缩机311与该泵浦322可使用同一变频器进行控制(图中未示),而本实施例中以两个变频器,即控制该压缩机311的第一变频器312及控制该泵浦322的第二变频器323为例加以说明,另该冷却组313具有一与该压缩机311连接的冷凝器3131,一与该冷凝器3131连接的膨胀阀3132,以及一连接该压缩机311与该膨胀阀3132间的蒸发器3133,而前述蒸发器3133供该泵浦322输出的冷却加工介质流经,以下均以该冷却组313具有该冷凝器3131、该膨胀阀3132,以及该蒸发器3133为例加以说明,如图4所示。

参阅图4所示,用户借由该控制介面33将该设定温度t1输入至该整合控制器34,同时该整合控制器34感测该储液槽321内冷却加工介质的温度t2,并计算出该设定温度t1及该储液槽321内冷却加工介质的温度t2间的误差值,且该整合控制器34借由该误差值,进而运算出一控制该压缩机311的第一运转频率v1,以及一控制该泵浦322的第二运转频率v2,而该整合控制器34进一步将该第一及第二运转频率v1及v2分别传送至该第一及第二变频器312、323,该第一及第二变频器312、323进而依该第一运转频率v1及该第二运转频率v2驱动或抑制该压缩机311及该泵浦322的运作。

仍续前述,该压缩机311接收该第一变频器312的第一运转频率v1指示进而调整该制冷剂的循环频率及速度(图中未示),而该制冷剂流经该蒸发器3133并与该冷却加工介质产生热交换,该制冷剂于吸收该冷却加工介质热度后,进入该膨胀阀3132及该冷凝器3131,借以降低该制冷剂本身的温度并重新进入该压缩机311进行循环,而该泵浦322则接收该第二变频器323的第二运转频率v2指示进而调整该冷却加工介质的循环频率及速度(图中未示),该冷却加工介质流经该蒸发器3133并借由该制冷剂降低温度,该冷却加工介质进而进入该待冷却机具4,借以带走该待冷却机具4的热度,而升温后的冷却加工介质则经由该储液槽321重新进入该泵浦322进行冷却循环,如此得以达到该冷却加工介质温度t2的高精度控制。

另,借由该整合控制器34连接该第一及第二变频器312、323,其可提供该第一及第二变频器312、323保护功能,如过电压、低电压、过电流及接地等保护,而该第一及第二变频器312、323亦可将该压缩机311及该泵浦322的工作信号反馈至该整合控制器34(图中未示),以便该整合控制器34掌握该冷却循环系统3的整体状况。

以便于用证本发明方法及实际使用时的状态,兹提出以下实验例加以说明:

该冷却循环系统3根据冷却加工介质大致可分为油冷却循环系统,以及水冷却循环系统,本发明将分别实际测试该油冷却循环系统及该水冷却循环系统经由该冷却循环系统3进行控制后,该油冷却循环系统及该水冷却循环系统分别于轻载、半载及满载的温度控制精确度。

配合参阅图5,本发明的实验例一,该油冷却循环系统加上轻载(约0.3kw)、半载(约0.54kw)及满载(约1.1kw)时,借由测量出油口温度的温控数据曲线图,其显示该油冷却循环系统约在100秒后让温度达到稳态状况,且该油冷却循环系统在加上轻载、半载及满载后,其半小时的温控状况中,可发现该冷却循环系统3可将该冷却加工介质的温度误差控制在±0.1℃内。

参阅图6所示,本发明的实验例二,该水冷却循环系统加上轻载(约0.3kw)、半载(约0.54kw)及满载(约1.1kw)时,借由测量出水口温度的温控数据曲线图,其显示该水冷却循环系统约在60秒后让温度达到稳态状况,且该水冷却循环系统在加上轻载、半载及满载后,其半小时的温控状况中,可发现该冷却循环系统3可将温度误差控制在±0.1℃内。

综上所述,得知本发明可精准温控冷却加工介质的冷却循环系统3取代习知启停(on-off)的控制作法,进而借由该整合控制器34进行该设定温度t1及该储液槽321内冷却加工介质的温度t2的整合,以便进一步指示该第一及第二变频器312、323驱动或抑制该压缩机311及该泵浦322等设备,其由上述测试结果可得知,该冷却循环系统3用于该油冷却加工介质及该水冷却加工介质的冷却循环系统3皆可将温度误差可以控制在±0.1℃内。

归纳前述,本发明可精准温控冷却加工介质的冷却循环系统,其通过该整合控制器接收该设定温度,并侦测该储液槽内冷却加工介质的温度,进而计算出该设定温度及该储液槽内冷却加工介质的温度间的误差值,该整合控制器并依据该误差值分别运算出控制该压缩机及该泵浦的第一及第二运转频率,最后,该整合控制器将该第一及第二运转频率传送至该第一及第二变频器,以便该第一及第二变频器进而驱动或抑制该压缩机及该泵浦的运作,因此,该冷却循环系统利用提高或降低该压缩机转速的方法,而非习知启停(on-off)的控制方法,其不仅可减少该压缩机损坏的可能性,亦能大幅提升该冷却加工介质温度平衡的速度,进而有效增加该冷却加工介质的温度控制的精准度。

以上所述,仅为说明本发明的较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即大凡依本发明权利要求书及发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰,皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

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