一种基于激光器平均废热量的冷水机制冷量控制方法与流程

本发明属于激光冷水机控制方法，尤其涉及一种基于激光器平均废热量的冷水机制冷量控制方法。

背景技术：

1、激光冷水机的作用是给激光器降温，激光器在焊接、切割、清洗等工作时会产生大量的废热量，这部分废热量由冷水机带走，保证激光器可以持续工作。绝大多数激光器在工作时产生的废热量是波动的，存在波峰和波谷的周期性变化。为保证激光器的安全性和稳定性，目前激光制造行业中配备的冷水机的制冷输出功率一般是以激光器的波峰值(最大值)的废热量输出作为冷水机的制冷输出标准，这样虽然能够保证激光器在整个工作周期内得到有效冷却，但在波谷时间段时，激光器产生的废热量大幅下降并远低于冷水机的制冷高输出功率，制冷量产生过剩现象，即行业中所说的“大马拉小车”，一方面这导致冷量资源的无谓浪费，另一方面导致设计制冷量相较于实际所需偏大，不仅需要更大功率的制冷系统，还会增加压缩机的输出压力，提高其启停频率，是的成本增加且影响压缩机乃至整个制冷系统的有效寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，通过主动分析和建立激光器工作过程中的废热量输出对冷水机的制冷功率进行主动控制，是的冷水机输出控制更加高效且科学，以提高制冷量功率利用，降低制冷系统输出压力。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

3、一种基于激光器平均废热量的冷水机制冷量控制方法，包括如下步骤：

4、1)根据流量温差法检测激光器在工作时产生的废热量q＝0.07·m·(t1-t2)；式中：q表示废热量，单位是kw；m表示水流量，单位是l/min；t1表示回水温度，单位是℃；t2表示出水温度，单位是℃；

5、2)根据检测到废热量数据，以检测时间t为横轴，以废热量值q为纵轴建立坐标系，绘制废热量q随时间t的变化曲线q(t)；

6、3)绘制与横轴平行的制冷量平衡线qave，上下调整制冷量平衡线qave的位置，使需要的制冷周期δt内，曲线q(t)位于制冷量平衡线qave上侧的线段与制冷量平衡线qave围成的面积sa＝a1+a2....ai与曲线q(t)位于制冷量平衡线qave下侧的线段与制冷量平衡线qave围成的面积sb＝b1+b2....bj相等，表示为：

7、

8、其中ai是指制冷周期δt＝t1～t2内，曲线q(t)上第i段位于制冷量平衡线qave上侧的线段与制冷量平衡线qave围成的面积；bj是指制冷周期δt内，曲线q(t)上第j段位于制冷量平衡线qave下侧的线段与制冷量平衡线qave围成的面积；制冷周期δt＝t′～t″，t′是指制冷周期的开始时刻，t″是指制冷周期的结束时刻；

9、4)以制冷量平衡线qave对应的制冷量作为冷水机的制冷功率对冷水机进行输出控制。

10、对前述基于激光器平均废热量的冷水机制冷量控制方法的进一步完善和补充，对于具有稳定热负载的激光器，待激光器稳定工作后，基于前述步骤1)～2)绘制制废热量q随时间t的变化曲线q(t)；并基于下式计算冷量平衡线qave对冷水机制冷功率进行调节：

11、

12、其中q1和q2分别是指曲线q(t)在波谷和波峰阶段的平均废热量值，t2-t1为波峰持续时间，t3是指曲线q(t)两个波谷之间的间隔时间。

13、其有益效果在于：

14、1、更合理的控制冷水机制冷量输出功率，抑制或者避免制冷过程现象，提高制冷功率利用，降低资源浪费；

15、2、降低冷水机输出压力，减少压缩机启停频率，提高压缩机和制冷系统有效寿命；

16、3、简化冷水机制冷输出控制方式，提高控制有效性和科学性。

技术特征：

1.一种基于激光器平均废热量的冷水机制冷量控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于激光器平均废热量的冷水机制冷量控制方法，其特征在于，对于具有稳定热负载的激光器，待激光器稳定工作后，基于前述步骤1)～2)绘制制废热量q随时间t的变化曲线q(t)；并基于下式计算冷量平衡线qave对冷水机制冷功率进行调节：

技术总结
本发明属于激光冷水机控制方法技术领域，尤其涉及一种基于激光器平均废热量的冷水机制冷量控制方法。包括如下步骤：根据流量温差法检测激光器在工作时产生的废热量绘制废热量随时间的变化曲线；绘制制冷量平衡线，以制冷量平衡线对应的制冷量作为冷水机的制冷功率对冷水机进行输出控制。本申请采用更合理的控制冷水机制冷量输出功率，抑制或者避免制冷过程现象，提高制冷功率利用，降低资源浪费；有利于降低冷水机输出压力，减少压缩机启停频率，提高压缩机和制冷系统有效寿命；能够简化冷水机制冷输出控制方式，提高控制有效性和科学性。

技术研发人员：杨晓,祝金运,柯胜亮,樊青蓝,李鹏
受保护的技术使用者：武汉汉立制冷科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13