[发明专利]一种主动式动态降温控制装置及方法

说明书

本发明提供一种主动式动态降温控制装置及方法，装置包括制冷基本单元、控制单元和降温空间；其中：压缩机、冷凝器和蒸发器依次相连形成的闭环即为制冷基本单元；被冷却对象和所述蒸发器均置于所述降温空间内；所述控制单元包括控制器和控制阀；其中：所述控制阀设于冷凝器和蒸发器之间，通过改变其开度来调整压缩机输出冷量；所述控制器根据存储的性能参数和实时采集的运行参数来对所述控制阀发出调整指令，实现制冷过程中压缩机输出冷量与被冷却对象换热量的动态平衡。本发明通过实时保持压缩机输出冷量与被冷却对象换热量相同，实现了主动式制冷。

技术领域

本发明涉及温度保鲜领域，具体涉及一种主动式动态降温控制装置及方法。

背景技术

空调和制冷装置已广泛应用于速冻保鲜技术、饮料速冷技术等需对被冷却对象进行降温的领域。快速降温是空调和制冷装置的主要目的，因此被冷却对象的降温速度成为关键工艺技术指标。现有的空调或者制冷装置普遍是通过如毛细管、热力膨胀阀等节流元件来调节制冷系统制冷剂的流量，以蒸发器出口过热度(内平衡热力膨胀阀)或者毛细管制冷剂入口过的冷度等制冷循环参数作为输入参数，以被动式调节制冷剂流量和蒸发温度的方式匹配出与其相对应的被冷却对象热负荷变化，实现被冷却对象的降温。可以看出，被冷却对象降温的传热(冷)过程为：制冷剂蒸发吸热使蒸发器壁面温度降低→蒸发器通过对流换热把冷量传递给空气→空气通过对流换热把冷量传递给被冷却对象。

制冷系统确定后，其对流换热系数基本固定。如果传热量受对流换热系数限制(也就是空气侧限制)，要提高换热量的办法就是加大换热温差。这样一来，降温过程中若要达到最快降温速度，需维持制冷剂与被冷却对象的最大换热温差(即使制冷循环的蒸发温度始终保持最低)。而以热力膨胀阀为节流元件的制冷循环在货物降温调节过程中，制冷剂的蒸发温度会随着被冷却对象温度的降低而逐渐降低，蒸发温度由高到低导致制冷剂与货物之间的换热温差变小，从而影响了货物的降温速度。

以毛细管为节流元件的空调或制冷装置中，特别是被冷却对象降温幅度较大的场合下，毛细管对制冷循环制冷剂流量及蒸发温度的调节能力有限；且其降温过程的换热量受机组制冷量、而不受传热温差限制，此时，如果由于节流装置调节范围有限不能实现蒸发温度随着被冷却对象温度的降低而降低，则机组的输出的冷量不能最大化，导致被冷却对象的降温速度变慢。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种主动式动态降温控制装置及方法，旨在实现被冷却对象的最快、可靠降温。

本发明采用的技术方案具体为：

一种主动式动态降温控制装置，包括制冷基本单元、控制单元和降温空间；其中：

压缩机、冷凝器和蒸发器依次相连形成的闭环即为制冷基本单元；

被冷却对象和所述蒸发器均置于所述降温空间内；

所述控制单元包括控制器和控制阀；其中：

所述控制阀设于冷凝器和蒸发器之间，通过改变其开度来调整压缩机输出冷量；

所述控制器根据存储的性能参数和实时采集的运行参数来对所述控制阀发出调整指令，实现制冷过程中压缩机输出冷量与被冷却对象换热量的动态平衡。

在上述主动式动态降温控制装置中，所述控制器的输入端与压缩机、温度传感器组、蒸发器风机分别相连，用于采集运行参数；输出端则与所述控制阀相连接，用于根据采集的运行参数和预先存储的性能参数来调整控制阀的阀门开度。

在上述主动式动态降温控制装置中，所述温度传感器组包括第一温度传感和第二传感器，分别用于采集蒸发器的送风温度和回风温度。

在上述主动式动态降温控制装置中，预先存储的性能参数包括压缩机性能参数和蒸发器风机性能参数；其中：