一種基于pid控制電磁閥的制冷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于PID控制電磁閥的制冷方法，所述制冷方法中冷媒的溫度可以通過PID溫度控制器、電磁閥和溫度傳感器形成的閉環(huán)電路進(jìn)行控制，在冷媒出口處設(shè)置了溫度傳感器，該傳感器與PID溫度控制器相連接，將測(cè)量的冷媒出口溫度反饋到PID溫度控制器，通過PID溫度控制器調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)電磁閥的開啟時(shí)間，從而控制進(jìn)入到蒸發(fā)器的制冷劑氟利昂的量，以此來控制蒸發(fā)器吸收冷媒的熱量，從而控制冷媒的溫度；電磁閥是自行研制的直流電磁閥，它的體積小、流量小，當(dāng)電磁閥關(guān)閉時(shí)能夠完全關(guān)閉，可避免制冷劑泄露。本發(fā)明溫度控制精確穩(wěn)定，避免了壓縮機(jī)反復(fù)啟停造成壓縮機(jī)的損耗，可延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命，適用于各種行業(yè)的冷卻需要。
【專利說明】一種基于PID控制電磁閥的制冷方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度控制【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及關(guān)于低溫設(shè)備降溫制冷的一種控制方法即一種基于PID控制電磁閥的制冷方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著生活的不斷發(fā)展，人們對(duì)低溫的需求越來越多，從農(nóng)業(yè)上最基本的低溫保存到航天器上的制冷系統(tǒng)，它們都離不開低溫技術(shù)。而目前現(xiàn)有的技術(shù)及制冷方法如下:低溫低壓的制冷劑(氟利昂)氣體通過壓縮機(jī)的絕熱壓縮變成高溫高壓的氣體，之后在冷凝器的等壓狀態(tài)下和四周介質(zhì)進(jìn)行熱交換實(shí)現(xiàn)散熱，從而變成低溫高壓的液體，經(jīng)過節(jié)流裝置然后進(jìn)入蒸發(fā)器，由于制冷劑的汽化吸收熱量從而使冷媒的溫度降低，達(dá)到制冷效果。此時(shí)制冷劑變?yōu)榈蜏氐蛪旱臍怏w，使其重新回到壓縮機(jī)重復(fù)前面的流程。此循環(huán)周而復(fù)始以達(dá)到降溫的目的?，F(xiàn)有的制冷方法技術(shù)通過溫度控制器根據(jù)溫度傳感器反饋的信號(hào)來控制壓縮機(jī)停機(jī)或啟動(dòng)，以此實(shí)現(xiàn)溫度控制。該方法缺點(diǎn)在于當(dāng)溫度傳感器測(cè)得出口溫度達(dá)到所設(shè)置的溫度時(shí)，此時(shí)將溫度反饋到溫度控制器，溫度控制器才開始控制關(guān)閉壓縮機(jī)，但是由于制冷劑熱慣性的存在，蒸發(fā)器會(huì)繼續(xù)降溫又會(huì)打破剛達(dá)到的穩(wěn)定狀態(tài)，此時(shí)就會(huì)造成出口溫度的不穩(wěn)定。造成此種方法進(jìn)行溫度控制，不能夠精確、穩(wěn)定地控制和保持輸出溫度的穩(wěn)定，同時(shí)壓縮機(jī)頻繁的停機(jī)、啟動(dòng)，對(duì)壓縮機(jī)的損耗比較大，大大降低了壓縮機(jī)的使用壽命。目前的低溫制冷技術(shù)存在以下幾點(diǎn)問題:1、通過控制壓縮機(jī)停機(jī)或啟動(dòng)不僅噪聲污染大而且對(duì)壓縮機(jī)的損耗大。2、溫度輸出不穩(wěn)定，溫度控制精度只能達(dá)到±1°C。。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:改變以前由溫度控制器控制壓縮機(jī)來實(shí)現(xiàn)溫度控制的方法。提供一種新的冷卻方法，使得輸出溫度精度高且穩(wěn)定，同時(shí)降低對(duì)壓縮機(jī)的損耗，大大增加壓縮機(jī)的使用壽命。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于PID控制電磁閥的制冷方法。其特征在于，該制冷方法對(duì)應(yīng)的制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器，風(fēng)扇、貯液缸、干燥過濾器、電磁閥、PID溫度控制器、傳感器、毛細(xì)管節(jié)流器、蒸發(fā)器和冷媒箱。制冷劑氟利昂常溫下為氣體，經(jīng)過壓縮機(jī)之后變?yōu)槌馗邏簹怏w，經(jīng)過冷凝器之后變?yōu)榈蜏馗邏阂后w，經(jīng)過貯液缸和干燥過濾器之后，低溫高壓液體氟利昂中的雜質(zhì)和水分被除掉，經(jīng)過電磁閥和毛細(xì)管節(jié)流器之后得到低溫低壓液體氟利昂，低溫低壓液體氟利昂進(jìn)入蒸發(fā)器與冷媒箱中的冷媒進(jìn)行熱交換，吸收冷媒中的熱量，使得冷媒溫度降低，從而達(dá)到制冷的目的。
[0005]所述制冷方法中，冷媒的溫度可以通過PID溫度控制器、電磁閥和溫度傳感器形成的閉環(huán)電路進(jìn)行控制。在冷媒出口處設(shè)置了鉑電阻溫度傳感器，該傳感器與PID溫度控制器相連接，PID溫度控制器與電磁閥相連接來控制電磁閥的通斷時(shí)間。由鉑電阻溫度傳感器測(cè)量冷媒的出口溫度，并將溫度反饋到PID溫度控制器，通過PID溫度控制器調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)電磁閥的開啟時(shí)間，從而控制進(jìn)入到蒸發(fā)器的制冷劑氟利昂的量，以此來控制蒸發(fā)器吸收冷媒的熱量，從而控制冷媒的溫度，然后再將冷媒的出口溫度反饋到PID溫度控制器中與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，如果冷媒的溫度高于設(shè)定溫度，PID溫度控制器通過增加電磁閥的開啟時(shí)間來增加進(jìn)入蒸發(fā)器的低溫氟利昂的流量，從而吸收更多冷媒中的熱量，使得冷媒的溫度降低，周而復(fù)始重復(fù)上述過程，直到冷媒出口溫度與設(shè)定的溫度相等，從而實(shí)現(xiàn)快速尚效的降溫。
[0006]所述貯液缸，用來儲(chǔ)存制冷劑中的液體部分，降低冷凝器的負(fù)荷。同時(shí)它還起到液封的作用，防止氣體倒流進(jìn)入壓縮機(jī)產(chǎn)生液擊。
[0007]所述制冷方法中，電磁閥是自行研制的直流電磁閥。在直流電壓下采用銅絲的直徑大于交流電壓下的銅絲直徑，減少線圈的匝數(shù)使電磁閥的體積減小。同時(shí)該電磁閥在保證流量足夠用的前提下，使流量達(dá)到很小。同時(shí)電磁閥在關(guān)閉時(shí)能夠完全關(guān)閉，可避免制冷劑泄漏。
[0008]本發(fā)明的有益效果為:
1、通過采用PID溫度控制器、電磁閥、鉑電阻溫度傳感器形成的閉環(huán)電路來調(diào)節(jié)電磁閥的開啟時(shí)間和頻率，能夠?qū)崿F(xiàn)快速降溫和精確、穩(wěn)定地控制輸出溫度，控溫精度可以達(dá)到
±0.rc ；
2、制冷過程中，通過控制電磁閥的通斷來控制冷媒的溫度，而壓縮機(jī)始終處于工作狀態(tài)，避免了壓縮機(jī)反復(fù)啟停造成壓縮機(jī)的損耗，可延長(zhǎng)壓縮機(jī)的使用壽命。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明一種基于PID控制電磁閥的制冷方法的示意圖。
[0010]其中:1.壓縮機(jī)，2.冷凝器，3.貯液缸，4.干燥過濾器，5.PID溫度控制器，6.電磁閥，7.毛細(xì)管節(jié)流器，8.鉑電阻溫度傳感器，9.蒸發(fā)器，10.冷媒箱，11風(fēng)扇。
具體實(shí)施方案
[0011]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施案例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0012]一種基于PID控制電磁閥的制冷方法，壓縮機(jī)I使制冷劑氟利昂變?yōu)楦邷馗邏旱臍怏w，經(jīng)過冷凝器2變?yōu)榈蜏馗邏旱囊后w并且儲(chǔ)存在貯液缸3中，起到液封的作用。干燥過濾器4將貯液缸3中的液體進(jìn)行干燥過濾，除去水分和雜質(zhì)后連接電磁閥6，通過電磁閥6來控制制冷劑氟利昂進(jìn)入毛細(xì)管節(jié)流器7的流量，通過毛細(xì)管節(jié)流器7后得到低溫低壓的液體氟利昂，經(jīng)過蒸發(fā)器9與冷媒箱10中的冷媒進(jìn)行熱交換，吸收冷媒中的熱量，使得冷媒溫度降低，從而達(dá)到制冷的目的。最后得到的氟利昂氣體重新回到壓縮機(jī)I進(jìn)行上述過程。在冷凝器2的外側(cè)設(shè)置散熱風(fēng)扇11，蒸發(fā)器9置于冷媒箱10中。所需要冷卻的物質(zhì)連接冷媒箱10的入口，并且在冷媒箱10出口處連接一個(gè)鉑電阻溫度傳感器8，并連接到PID溫度控制器5，由PID溫度控制器5來調(diào)節(jié)和控制冷媒箱10的出口溫度。
[0013]冷媒的溫度可以通過PID溫度控制器5、電磁閥6和鉑電阻溫度傳感器8形成的閉環(huán)電路進(jìn)行控制。通過鉑電阻溫度傳感器8所測(cè)得的出口溫度反饋到PID溫度控制器5，根據(jù)所反饋的溫度和所設(shè)置的溫度進(jìn)行對(duì)比來調(diào)節(jié)。通過PID溫度控制器5可以調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)電磁閥的開啟時(shí)間，從而控制進(jìn)入到蒸發(fā)器9的制冷劑氟利昂的量。從而調(diào)節(jié)了蒸發(fā)器9的蒸發(fā)溫度，使冷媒箱10的出口溫度與所設(shè)置溫度的溫差減小，然后再將所測(cè)得的出口溫度再度反饋到PID溫度控制器5與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，周而復(fù)始的循環(huán)上述過程直到達(dá)到冷媒出口與所設(shè)置的溫度相等，從而實(shí)現(xiàn)快速高效的降溫。
[0014]本發(fā)明經(jīng)測(cè)得溫度控制精度能達(dá)到±0.1°C，適用于各種行業(yè)的冷卻需要。
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明提出了一種基于PID控制電磁閥的制冷方法，其特征在于，該制冷方法對(duì)應(yīng)的制冷系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、冷凝器、風(fēng)扇、貯液缸、干燥過濾器、電磁閥、PID溫度控制器、傳感器、毛細(xì)管節(jié)流器、蒸發(fā)器和冷媒箱，制冷劑氟利昂常溫下為氣體，經(jīng)過壓縮機(jī)之后變?yōu)楦邷馗邏簹怏w，經(jīng)過冷凝器之后變?yōu)榈蜏馗邏阂后w，經(jīng)過貯液缸和干燥過濾器之后，低溫高壓液體氟利昂中的雜質(zhì)和水分被除掉，經(jīng)過電磁閥和毛細(xì)管節(jié)流器之后得到低溫低壓液體氟利昂，低溫低壓液體氟利昂進(jìn)入蒸發(fā)器與冷媒箱中的冷媒進(jìn)行熱交換，吸收冷媒中的熱量，使得冷媒溫度降低，從而達(dá)到制冷的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PID控制電磁閥的制冷方法，其特征在于:所述制冷方法中，冷媒的溫度可以通過PID溫度控制器、電磁閥和溫度傳感器形成的閉環(huán)電路進(jìn)行控制，在冷媒出口處設(shè)置了鉑電阻溫度傳感器，該傳感器與PID溫度控制器相連接，PID溫度控制器與電磁閥相連接來控制電磁閥的通斷時(shí)間，由鉑電阻溫度傳感器測(cè)量冷媒的出口溫度，并將溫度反饋到PID溫度控制器，通過PID溫度控制器調(diào)節(jié)占空比來調(diào)節(jié)電磁閥的開啟時(shí)間，從而控制進(jìn)入到蒸發(fā)器的制冷劑氟利昂的量，以此來控制蒸發(fā)器吸收冷媒的熱量，從而控制冷媒的溫度，然后再將冷媒的出口溫度反饋到PID溫度控制器中與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，如果冷媒的溫度高于設(shè)定溫度，PID溫度控制器通過增加電磁閥的開啟時(shí)間來增加進(jìn)入蒸發(fā)器的低溫氟利昂的流量，從而吸收更多冷媒中的熱量，使得冷媒的溫度降低，周而復(fù)始重復(fù)上述過程，直到冷媒出口溫度與設(shè)定的溫度相等，從而實(shí)現(xiàn)快速高效的降溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于PID控制電磁閥的制冷方法，其特征在于:所述制冷方法中，電磁閥是自行研制的直流電磁閥，在直流電壓下采用銅絲的直徑大于交流電壓下的銅絲直徑，減少線圈的匝數(shù)使電磁閥的體積減小，同時(shí)該電磁閥在保證流量足夠用的前提下，使流量達(dá)到很小，同時(shí)電磁閥在關(guān)閉時(shí)能夠完全關(guān)閉，可避免制冷劑泄露。
【文檔編號(hào)】F25B49/02GK104457076SQ201410804579
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月23日
【發(fā)明者】王燕霜, 曹佳偉, 李剛, 承軍偉, 李璞, 蔡玉俊, 王仲民 申請(qǐng)人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)