汽车发动机废热回收空调控制方法_2

文档序号:9776756阅读:来源:国知局
[0045]图4为本发明汽车刚启动时空调热量循环简图;
[0046]图5为本发明汽车正常行驶时空调热量循环简图;
[0047]图6为本发明汽车在冬天启动时循环简图;
[0048]图7为本发明夏季,蓄热器蓄满了热量时状态简图;
[0049]图8为本发明冬季,蓄热器蓄满了热量时状态简图;
[0050]图9为本发明夏天正常制冷状态简图;
[0051 ]图10为本发明冬天正常供暖状态简图;
[0052]其中:1-水水换热器、2-烟气换热器、3-蓄热器、4-溴化锂制冷机、5-蓄冷器、6-分布式散热器、7-固态冷却器、8-主控制器、9-可编程控制器、10-风机、B1-第一水栗、B2-第二水栗、B3-第三水栗、B4-第四水栗、B5-第五水栗、Fl-第一阀门、F2-第二阀门、F3-第三阀门、F4-第四阀门、F5-第五阀门、F6-第六阀门、F7-第七阀门、F8_第八阀门、F9_第九阀门、F10-第十阀门、F11-第一制热阀门、F12-第二制热阀门、11-第一单向阀、12-第二单向阀、13-第三单向阀。
【具体实施方式】
[0053]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明。
[0054]本发明提供了一种汽车发动机废热回收空调控制方法,利用发动机尾气和发动机冷却水的热能回收,实现汽车箱体的制冷与供暖功能,提高热能回收利用效率。
[0055]如图1、2所示,一种汽车发动机废热回收空调控制方法,包括主控制器8和可编程控制器9,主控制器8与可编程控制器9相互连接,通过主控制器8与可编程控制器9控制整个装置的运作。
[0056]本发明的主体装置包括蓄热管路、换热管路以及散热管路,蓄热管路中连接有水水换热器1、烟气换热器2,以及蓄热器3;蓄热管路通过蓄热器3连接换热管路或散热管路;换热管路中连接有蓄热器3和蓄冷器5,还包括溴化锂制冷机4。
[0057]蓄热管路为:水水换热器I与蓄热器3连接并形成回路,烟气换热器2通过烟气控制阀连接在水水换热器I与蓄热器3之间的管路中。
[0058]水水换热器I连接冷却水回路,并且通过第一阀门Fl和第二阀门F2的切换可以控制发动机冷却水是否接入蓄热管路。开启第一阀门Fl,关闭第二阀门F2,则水水换热器I工作;关闭第一阀门Fl,开启第二阀门F2,则水水换热器I中不通入冷却水,不工作。其中第一阀门Fl和第二阀门F2也可以设置成其他结构。
[0059]水水换热器I与蓄热器3之间设置有第一水栗BI。通过第一水栗BI控制蓄热管路流速,从而控制蓄热器3温度。
[0060]所述的烟气控制阀是指图1中的第三阀门F3与第四阀门F4。关闭第三阀门F3,开启第四阀门F4,则烟气换热器接入蓄热管路,并给蓄热器3供热;开启第三阀门F3,关闭第四阀门F4,则烟气换热器不接入蓄热管路。第三阀门F3与第四阀门F4也可以设置成其他类似阀门或管路。
[0061]第五阀门F5作为蓄热管路的总阀门,控制蓄热循环的开启或关闭。
[0062]所述换热管路为:
[0063]蓄热器3与溴化锂制冷机4连接,并形成回路;溴化锂制冷机4与蓄冷器5连接,并形成回路。
[0064]蓄热器3与溴化锂制冷机4之间设置有使循环水单向循环的第一单向阀11与第二单向阀12,以及通过改变流速控制溴化锂制冷机4工作的第二水栗B2;还设有第七阀门F7,用于控制溴化锂制冷机4的开启或关闭。
[0065]溴化锂制冷机4与蓄冷器5之间设置有通过改变流速控制蓄冷器5工作的第三水栗B3以及控制蓄冷器5开启或关闭的第八阀门F8。
[0066]溴化锂制冷机4还包括固态冷却器7,固态冷却器7与溴化锂制冷机4连接并形成回路,该回路中设置一个第五水栗B5,通过控制流速,调节固态冷却器7的工作。固态冷却器7的主体结构为外方内圆的通管,且外部布满散热片。固态冷却器7可以连接在汽车底部,并利用汽车行驶中的风速实现冷却,从而降低因汽车颠簸影响溴化锂制冷机4的工作。固态冷却器7可以给溴化锂制冷机4中的冷却水降温5°C左右。
[0067]汽车发动机废热回收空调控制方法包括如下步骤:
[0068]步骤一:开启汽车发动机废热回收空调控制系统,温度传感器Tl-Tll采集到车厢系统中各温度采集点的温度值,并传送给可编程控制器9;
[0069]步骤二:可编程控制器9将温度数据传输给主控制器8,主控制器8接收温度数据信息后,结合模糊控制算法进行分析计算,并将控制信号发送给可编程控制器9;
[0070]步骤三:可编程控制器9根据控制信号控制终端执行构件工作;
[0071]步骤四:当车厢当前温度值TO与车厢设定温度值Ta相等时,汽车发动机废热回收空调控制系统停止工作。
[0072]本发明中,汽车车厢温度的调控,需要对空调系统中水栗和风机10转速实现准确的控制。由于在车厢空调温度控制过程中既要室内温度快速达到设定值、波动小、又要满足人体的舒适度。基于这样的思想,我们在此采用模糊控制器来实现车厢温度的控制。
[0073]相应的模糊控制算法为:
[0074]当车厢当前温度值TO与车厢设定温度值Ta误差较大时,可编程控制器9控制提高温度变化率;即,控制风机10转速加快,水栗转速加快,
[0075]当车厢当前温度值TO与车厢设定温度值Ta误差值逐渐减小时,可编程控制器9控制温度变化率也随之减小,即此时的风机10转速下降,水栗转速下降。
[0076]风机风速是影响车厢空调内温度调节的主要装置,在温度调节的过程中对人体的舒适性有很大影响。特别是夏季,用户上车之后,需要空调制冷并快速降低车厢温度时,往往会开大风机的风速,以增大风量来满足车厢温度快速降低的需求,但此时风机由于工作频率达到最大,噪声大,严重影响驾乘人员的乘坐体验。因此只有在车内负荷比较大时,才让风机10以最大的风量运行。在风机风速增大的过程中,水栗的速度因为能量供求平衡原理,也需要同时线性的增加,以保证水水换热器I与蓄热器3、溴化锂制冷机4以及蓄冷器5之间的工作循环加快,满足车厢制冷需要;当车厢当前温度值TO趋于车厢设定温度值Ta时,可以采取合理的控制策略,使风机10与水栗协调工作,以达到最好的车厢温度控制效果与乘坐体验。
[0077]具体而言,
[0078]当车厢当前温度值TO小于车厢设定温度值Ta,则主控制器8发出指令,进入采暖模式;并进行温度数值模糊控制处理,确定温度误差与变化率。可编程控制器9控制蓄热管路工作,并连接到散热管路,可编程控制器9通过控制第一水栗BI或/和第四水栗B4的流速,调整分散式散热器6的效率。
[0079]此时,蓄热器3通过第二水栗B2和第二单向阀12连接到第二制热阀F12和第四水栗B4连接到分布式散热器6,进而通过第一制热阀Fll回到蓄热器3,形成制热回路。此时连接溴化锂制冷机4的第七阀门F7关闭,连接蓄冷器5的第十阀门FlO关闭,同时由于蓄冷器5出口处设置有第三单向阀13,制热回路中的水不会回流至蓄冷器5中。
[0080]当车厢当前温度值TO大于车厢设定温度值Ta,主控制器8发出指令,进入制冷模式;并进行温度数值模糊控制处理,确定温度误差与变化率;主控制器8向可编程控制器9发出信号,并由可编程控制器9控制换热管路工作。
[0081 ]此时,蓄冷器5通过第三单向阀13和第四水栗B4连接到分布式散热器6,进而通过第十阀门FlO回到蓄冷器5,形成制冷回路。
[0082]下面介绍本实施例常用工况:
[0083]工况一:汽车刚启动时
[0084]在汽车刚启动时,发动机的温度还不够高,此时对应的发动机冷却水的温度也不高,通常此时只是略高与周围环境温度,此时需要驱动溴化锂制冷机4进行工作的热量来源主要由烟气换热器2提供,此时的蓄热器3热量传输的循环流程图如图4所示。
[0085]此时,开启第四阀门F4、第五阀门F5,加大第一水栗BI的转速,使烟气换热器2中收集的热量迅速输送到蓄热器3中,保持蓄热器3输送热量到溴化
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