本发明涉及制冷领域,特别涉及一种冷却系统的控制方法。
背景技术:
在现代制造业中,机床是不可缺少的设备。在机床作业的过程中,切削加工件和主轴的高速运转产生的热量会导致机床的导轨、主轴等部件发生热变形,从而降低加工精度,也降低了机床的寿命。因此在机床作业的过程中需要冷却系统来对机床进行冷却。
冷却系统通过使冷却水与蒸发器进行换热来对冷却水进行降温,并利用经过降温的冷却水来吸收机床作业过程中产生的热量。在现有技术中,装设有变频压缩机的冷却系统通过调节压缩机的频率来调节冷却系统的冷却能力。但是调节范围较窄,只有30%~100%。
技术实现要素:
本发明的目的在于提供一种冷却系统的控制方法,以扩大冷却能力的调节范围。
本发明提供一种冷却系统的控制方法,所述冷却系统包括流通有冷媒的制冷回路和流通有冷却液的冷却回路,所述制冷回路包括依次连接的压缩机、冷凝器、节流装置和蒸发器以及设置于所述压缩机的出气口与所述蒸发器的进气口之间的旁通支路,所述冷却系统还包括用于所述冷凝器散热的风机,所述旁通支路具有连通状态和断开状态,所述冷却回路与所述蒸发器进行换热,包括如下步骤:
根据所述旁通支路的连通条件控制所述旁通支路是否处于连通状态;
所述旁通支路处于连通状态时,根据所述冷却液的冷却液当前温度调节所述风机的转速和/或所述节流装置的开度。
进一步地,根据所述冷却液的冷却液当前温度调节所述风机的转速和/或所述节流装置的开度包括:
判断所述冷却液当前温度是否低于冷却液设定温度;
若所述冷却液当前温度低于所述冷却液设定温度,降低所述风机的转速和/或减小所述节流装置的开度;若所述冷却液当前温度不低于所述冷却液设定温度,维持所述风机当前的转速以及所述节流装置的开度。
进一步地,所述冷却系统在所述旁通支路处于连通状态运行第一时间段后根据所述冷却液当前温度调节所述风机的转速和/或所述节流装置的开度。
进一步地,所述节流装置包括电子膨胀阀,调节所述节流装置的开度包括在90b-480b范围内调节所述电子膨胀阀的开度。
进一步地,所述旁通支路包括旁通阀,通过控制所述旁通阀动作控制所述旁通支路在所述连通状态与所述断开状态之间切换。
进一步地,所述旁通支路的连通条件为冷却液当前温度低于冷却液设定温度,根据所述旁通支路的连通条件控制所述旁通支路是否处于连通状态包括:
判断所述冷却液当前温度是否低于所述冷却液设定温度;
若所述冷却液当前温度低于所述冷却液设定温度,控制所述旁通支路处于连通状态;若所述冷却液当前温度不低于所述冷却液设定温度,控制所述旁通支路处于断开状态。
进一步地,所述压缩机为变频压缩机,根据所述旁通支路的连通条件控制所述旁通支路是否处于连通状态包括:
在所述变频压缩机处于最低频率时,判断所述冷却液当前温度是否低于所述冷却液设定温度;
若所述冷却液当前温度低于所述冷却液设定温度,控制所述旁通支路处于连通状态;若所述冷却液当前温度不低于所述冷却液设定温度,控制所述旁通支路处于断开状态。
进一步地,所述冷却系统在所述变频压缩机处于最低频率运行第二时间段后根据所述旁通支路的连通条件控制所述旁通支路是否处于连通状态。
进一步地,根据所述旁通支路的连通条件控制所述旁通支路是否处于连通状态之前根据变频压缩机的变频条件控制所述变频压缩机的频率。
进一步地,所述变频压缩机的变频条件为冷却液当前温度是否低于所述冷却液设定温度,根据变频压缩机的变频条件控制所述变频压缩机的频率包括:若冷却液当前温度低于所述冷却液设定温度,降低所述变频压缩机的频率;若冷却液当前温度不低于所述冷却液设定温度,维持或升高所述变频压缩机的当前频率。
基于本发明提供的冷却系统的控制方法,包括如下步骤:根据旁通支路的连通条件控制旁通支路是否处于连通状态;旁通支路处于连通状态时,根据冷却液的冷却液当前温度调节风机的转速和/或节流装置的开度。本发明的冷却系统的控制方法在控制旁通支路连通的基础上根据冷却液当前温度调节风机的转速和/或节流装置的开度,从而进一步降低冷却系统的冷却能力,扩大冷却系统的冷却能力的调节范围。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明实施例的冷却系统的结构示意图;
图2为本发明一实施例的冷却系统的控制方法示意图;
图3为本发明另一实施例的冷却系统的控制方法示意图;
图4为本发明又一实施例的冷却系统的控制方法示意图。
各附图标记分别代表:
1-变频压缩机;2-冷凝器;3-电子膨胀阀;4-蒸发器;5-风机;6-旁通阀;7-机床;8-水泵;9-出水温度传感器;10-进水温度传感器;11-水流开关。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当明白,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
如图1所示,本发明实施例的冷却系统包括流通有冷媒的制冷回路和流通有冷却液的冷却回路。制冷回路包括依次连接的压缩机、冷凝器2、节流装置和蒸发器4以及设置于压缩机的出气口与蒸发器4的进气口之间的旁通支路p。冷却系统还包括用于冷凝器2散热的风机5。旁通支路p具有连通状态和断开状态,冷却回路与蒸发器4进行换热。
如图2所示,该冷却系统的控制方法包括如下步骤:
根据旁通支路p的连通条件控制旁通支路p是否处于连通状态。
旁通支路p处于连通状态时,根据冷却液的冷却液当前温度调节风机的转速和/或节流装置的开度。
当冷却回路的热负荷较小时,可以控制旁通支路p处于连通状态以使压缩机的出气口流出的部分高温高压冷媒气体不经过冷凝器和节流装置直接进入蒸发器内,提高进入蒸发器的冷媒的温度,从而降低冷却系统的冷却能力。在旁通支路p处于连通状态时,还可以根据冷却液当前温度调节风机的转速和/或节流装置的开度,进一步降低冷却系统的冷却能力。综上可知,本发明实施例的冷却系统的控制方法在控制旁通支路连通的基础上根据冷却液当前温度调节风机的转速和/或节流装置的开度,从而进一步降低冷却系统的冷却能力,扩大冷却系统的冷却能力的调节范围。
优选地,在旁通支路处于连通状态时重复执行根据冷却液当前温度调节风机的转速和/或节流装置的开度。
如图3所示,具体地,根据冷却液的冷却液当前温度调节风机的转速和/或节流装置的开度包括:
判断冷却液当前温度是否低于冷却液设定温度;
若冷却液当前温度低于冷却液设定温度,降低风机的转速和/或减小节流装置的开度。若冷却液当前温度不低于冷却液设定温度,维持风机当前的转速以及节流装置的开度。
本实施例的冷却系统的控制方法通过首先判断冷却液当前温度是否低于冷却液设定温度,进而根据判断结果来调节风机的转速和节流装置的开度以对冷却系统的冷却能力进行实时调节。
当冷却液当前温度低于冷却液设定温度时说明此时冷却系统的冷却能力较高,需要使其冷却能力降低,此时采取降低风机的转速和/或减小节流装置的开度的方法,降低风机的转速可提高进入蒸发器内冷媒的温度因而降低冷却能力。同样地,减小节流装置的开度可以增大从旁通支路进入蒸发器的冷媒量进一步降低冷却能力。
在此需要说明的是,本发明实施例中的减小节流装置的开度与冷却系统在正常使用工况下的减小开度的范围是不同的,本发明实施例在节流装置的正常开度范围以外继续减小结论装置的开度。
为了提高测量准确度以及控制的精确度,冷却系统在旁通支路处于连通状态运行第一时间段后根据冷却液当前温度调节风机的转速和/或节流装置的开度。冷却系统在旁通支路处于连通状态运行第一时间段后进入较稳定的工作状态,在此工作状态下根据冷却液当前温度调节风机转速以及节流装置的开度可以提高控制的精确度。
下面根据图1至图4对本发明一具体实施例的冷却系统的控制方法进行详细说明。
如图1所示,本实施例的冷却系统的压缩机为变频压缩机1,节流装置为电子膨胀阀3。制冷回路包括变频压缩机1、冷凝器2、电子膨胀阀3、蒸发器4、用于冷凝器2散热的风机5以及设置于变频压缩机1的出气口与蒸发器4的进气口之间的旁通支路p,旁通支路p上设置有旁通阀6来控制旁通支路在连通状态和断开状态之间切换。
本实施例的冷却系统通过利用冷却水来对机床7进行冷却。冷却水与蒸发器4进行换热。冷却水从进水口i进入蒸发器内以与蒸发器内的冷媒产生换热,从出水口o流出被蒸发器4冷却后的冷却水,以对机床7进行冷却。水泵8将吸收机床散热的冷却水泵送至进水口i处。冷却系统还包括设置于冷却回路上的水流开关11。
本实施例的冷却系统还包括设置于进水口i处的进水温度传感器10和设置于出水口o处的出水温度传感器9。出水温度传感器9可以对被蒸发器冷却后的冷却水的温度进行实时测量。
如图4所示,首先控制冷却系统开机。在控制冷却系统的过程中根据冷却水当前温度与冷却水设定温度之间的温差来判断冷却系统如何动作。
首先判断冷却水当前温度是否高于冷却水设定温度。
若判断结果为冷却水当前温度高于冷却水设定温度,则控制变频压缩机升高频率以提高冷却系统的冷却能力;若判断结果为冷却水当前温度不高于冷却系统的冷却水设定温度,则进一步判断冷却水当前温度是否低于冷却水设定温度,若冷却水当前温度不低于冷却水设定温度,则维持变频压缩机的当前频率。若冷却水当前温度低于冷却水设定温度则判断变频压缩机的频率是否为最低频率,如果不为最低频率则降低压缩机的频率至最低频率。此阶段电子膨胀阀3的调节范围为120b-480b,此时冷却系统的冷却能力的调节范围为30%-100%。
在将变频压缩机的频率降低至最低频率后,继续判断冷却水当前温度是否低于冷却水设定温度。若冷却水当前温度还是低于冷却水设定温度,此时控制旁通阀6开启以使旁通支路连通。在此阶段电子膨胀阀3的调节范围还是120b-480b,此时冷却系统的冷却能力的调节范围的最小值为15%-20%。若冷却水当前温度不低于冷却水设定温度,此时控制旁通阀6保持关闭以使旁通支路断开。
在旁通支路处于第一时间段后继续判断冷却水当前温度是否低于冷却水设定温度,如果冷却水当前温度仍然低于冷却水设定温度,则降低风机的转速并关小电子膨胀阀的开度来使冷却系统的冷却能力继续降低。此阶段电子膨胀阀的调节范围拓宽至90b-480b。此时冷却系统的冷却能力的调节范围为10%-100%。
由上可知,本发明实施例的冷却系统能够在旁通支路连通的情况下继续通过降低风机的转速以及拓宽电子膨胀阀的调节范围来达到进一步降低冷却系统的冷却能力的目的,因而可以扩大冷却系统的冷却能力的调节范围。
在此需要说明的是,上述“关小电子膨胀阀的开度”指的是在电子膨胀阀正常使用以外的范围内关小电子膨胀阀的开度。具体在本实施例中,电子膨胀阀在正常使用时的开度范围为120b-480b。在本实施例中,在范围90b-480b内调节电子膨胀阀的开度。并且电子膨胀阀在正常使用时,其开度的控制是根据过热度来控制的,而本实施例中在将电子膨胀阀的调节范围拓宽后继续关小电子膨胀阀的开度时,电子膨胀阀的开度是根据冷却水的当前温度来控制的。
优选地,上述旁通阀的开度可调节地设置,因此可以通过调节旁通阀的开度来对旁通支路流通的冷媒量进行更为精确的控制。
为了使冷却系统在变频压缩机的频率改变后可以形成稳定的工作状态从而测得的温度更加准确,优选地,冷却系统在变频压缩机处于最低频率段后第二时间段后再判断冷却液当前温度是否低于冷却液设定温度。
综上可知,本实施例的冷却系统的控制方法能够在旁通支路连通后继续通过降低风机的转速以及减小电子膨胀阀的开度来进一步降低冷却系统的冷却能力,从而扩大冷却系统的冷却能力的调节范围。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本发明技术方案的精神,其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。