冷卻液供給裝置以及冷卻液溫度的控制方法與流程

本發(fā)明涉及冷卻液供給裝置以及冷卻液溫度的控制方法

背景技術(shù)：

目前許多類似變流器、電機等產(chǎn)品的冷卻方式為水冷方式，在進行該類產(chǎn)品試驗時，為了最大程度模擬其惡劣的運行環(huán)境，需要被試產(chǎn)品在一定的恒定冷卻水溫下進行試驗，目前實驗室所用的水冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、無冷卻水溫控制功能，無法滿足對水溫有要求的產(chǎn)品的試驗需求，較大程度上制約了被試產(chǎn)品性能的驗證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種冷卻液供給裝置，其包括：第一回路，其包括第一管線，設(shè)置在第一管線上的水箱，用于測量水箱的入口處的冷卻液溫度的第一溫度傳感器，用于測量第一管線的出口處的冷卻液溫度的第二溫度傳感器以及用于將水箱內(nèi)的冷卻液泵送向第一管線的出口的泵；第二回路，其包括第二管線以及均設(shè)置在第二管線上且并聯(lián)的第一閥門和第二閥門；換熱器，第一管線和第二管線中的流體在換熱器中換熱，在第一管線中換熱器接入到第一溫度傳感器的上游；以及控制單元，其用于根據(jù)第一溫度傳感器和第二溫度傳感器測得的溫度值來調(diào)節(jié)第一閥門和第二閥門的開度以使得第一管線的出口處的冷卻液溫度等于預(yù)設(shè)值。

在一個具體的實施例中，第一管線的出口用于輸出冷卻液，第一管線的入口用于回收第一管線的出口輸出的冷卻液。

在一個具體的實施例中，第一閥門的內(nèi)徑小于第二閥門的內(nèi)徑。

在一個具體的實施例中，冷卻液供給裝置還包括連接水箱的冷卻液注入管線和冷卻液引出管線，以及分別設(shè)置在冷卻液注入管線和冷卻液引出管線上的第三閥門和第四閥門。

本發(fā)明還提出了一種冷卻液溫度的控制方法，該控制方法基于如上所述的冷卻液供給裝置實施，該控制方法包括以下步驟：

s10：第一閥門和第二閥門處于關(guān)閉狀態(tài)，啟動泵，判斷第二溫度傳感器實時檢測冷卻液的溫度是否大于預(yù)設(shè)值，若是則進入步驟s20；

s20：逐漸增加第一閥門和/或第二閥門的開度，直至第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值小于第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值；

s30：將第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值分別與預(yù)設(shè)值和第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值相比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)第一閥門和/或第二閥門的開度以使得第一管線的出口處的冷卻液溫度等于預(yù)設(shè)值。

在一個具體的實施例中，在步驟s30中，將第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值分別與預(yù)設(shè)值和第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值相比較，當?shù)诙囟葌鞲衅魉鶛z測到的冷卻液的溫度值小于等于預(yù)設(shè)值且大于第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值，逐漸減小第一閥門和/或第二閥門的開度；當?shù)诙囟葌鞲衅魉鶛z測到的冷卻液的溫度值大于預(yù)設(shè)值且小于第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值，逐漸減小第一閥門和/或第二閥門的開度。

在一個具體的實施例中，在步驟s20中，逐漸增加第一閥門的開度，直至第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值小于第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值或者第一閥門完全打開；當?shù)谝婚y門完全打開后，逐漸打開第二閥門，直到第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值小于第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值；當?shù)谝粶囟葌鞲衅魉鶛z測到的冷卻液的溫度值小于第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值時，逐漸減小第一閥門的開度。

在一個具體的實施例中，在步驟s30中，判斷第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于等于預(yù)設(shè)值且大于第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值，若均是則逐漸減小第一閥門的開度，否則判斷第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值是否大于預(yù)設(shè)值且小于第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值，若均是則逐漸增大第一閥門的開度，否則判斷是否停止實驗，若不停止實驗，則重新開始步驟s30，否則停止實驗。

在一個具體的實施例中，步驟s10包括步驟s11和步驟s12，

s11：關(guān)閉第一閥門和第二閥門，開啟泵；

s12：第二溫度傳感器實時檢測冷卻液的溫度，周期性地判斷第二溫度傳感 器測得的冷卻液的溫度是否大于預(yù)設(shè)值，若是則進入到步驟s21，

步驟s20包括步驟s21～s26，

s21：逐漸增加第一閥門的開度，然后進入到步驟s22；

s22：判斷第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s23，否則進入到步驟s24；

s23：逐漸減小第一閥門的開度，然后進入到步驟s31；

s24：判斷第一閥門是否完全打開，若是則進入步驟s25，否則進入步驟s21；

s25：逐漸增加第二閥門的開度，然后進入到步驟s26；

s26：判斷第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s23，否則進入到步驟s25，

步驟s30包括步驟s31～s34，

s31：判斷第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于等于預(yù)設(shè)值且大于第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s23，否則進入到步驟s32；

s32：判斷第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值是否大于等于預(yù)設(shè)值且小于第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s33，否則進入到步驟s34；

s33：逐漸減小第一閥門的開度，同時進入到步驟s32；

s34：判斷是否該停止實驗，若是則結(jié)束實驗，否則進入到步驟s31。

本發(fā)明還提出了一種冷卻液溫度的控制方法，該控制方法基于如上所述的冷卻液供給裝置實施，該控制方法包括以下步驟：

s10a：第一閥門、第二閥門、第三閥門和第四閥門均處于關(guān)閉狀態(tài)，啟動泵，第二溫度傳感器實時檢測冷卻液的溫度，判斷第二溫度傳感器測得的冷卻液的溫度是否大于預(yù)設(shè)值，若是則根據(jù)技術(shù)人員的選擇進入步驟s20a或步驟s20b；

s20a：逐漸增加第一閥門和/或第二閥門的開度，直至第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值小于第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值，然后進入步驟s30a；

s30a：將第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值分別與預(yù)設(shè)值和第一溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值相比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)第一閥門和/或第二閥門的開度以使得第一管線的出口處的冷卻液溫度等于預(yù)設(shè)值；

s20b：根據(jù)第二溫度傳感器所檢測到的冷卻液的溫度值來調(diào)節(jié)第三閥門和第四閥門的開度，以使得第一管線的出口處的冷卻液溫度等于預(yù)設(shè)值。

本發(fā)明提出了一種冷卻液供給裝置，該冷卻液供給裝置可進行自動化調(diào)節(jié)來實現(xiàn)輸出的冷卻液的溫度的自動控制，從而滿足試驗需求，同時減輕操作人員的工作負荷，提高工作效率。本發(fā)明的其他優(yōu)點記載在具體實施方式中。

附圖說明

在下文中將基于實施例并參考附圖來對本發(fā)明進行更詳細的描述。其中：

圖1為本發(fā)明的第一種實施方式中的冷卻液供給裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的第一種實施方式中的冷卻液溫度的控制方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明的第二種實施方式中的冷卻液供給裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的第二種實施方式中的冷卻液溫度的控制方法的流程圖。

在附圖中，相同的部件使用相同的附圖標記。附圖并未按照實際的比例繪制。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

圖1顯示了第一個實施例中的冷卻液供給裝置1的結(jié)構(gòu)圖。該冷卻液供給裝置1包括第一回路10、第二回路20、換熱器30和控制單元(未示出)。第一回路10接入到被測試的產(chǎn)品。第一回路10將被測試的產(chǎn)品的熱量引出。第一回路10和第二回路20通過換熱器30進行換熱，第二回路20將第一回路10中的熱量帶出。控制單元通過控制第二回路20的冷卻液流量來使得第一回路10輸出的冷卻液的溫度達到預(yù)設(shè)值。

第一回路10包括第一管線101、水箱105、第一溫度傳感器103、第二溫度傳感器102以及泵104。第一管線101設(shè)置有入口和出口。第一管線101的出口用于輸出冷卻液，第一管線101的入口用于回收第一管線101的出口輸出的冷卻液。該冷卻液可以是水。第一管線101的入口和出口分別接通到被測試的產(chǎn)品的散熱管路的出口和入口上。第一管線101和被測試的產(chǎn)品2的散熱管路形成環(huán)路，冷卻液在該環(huán)路內(nèi)循環(huán)。

水箱105設(shè)置在第一管線101上。水箱105用于容納冷卻液。第一溫度傳感器103設(shè)置在水箱105的上游。第一溫度傳感器103用于測量水箱105進入水箱 105的冷卻液的溫度t5。泵104用于將水箱105內(nèi)的冷卻液泵送向第一管線101的出口端。泵104可以設(shè)置在第一管線101上，位于水箱105下游。泵104優(yōu)選為設(shè)置在水箱105內(nèi)。第二溫度傳感器102用于測量第一管線101的出口處的冷卻液溫度t1。第二溫度傳感器102設(shè)置在水箱105的下游，優(yōu)選地設(shè)置在泵104的下游。優(yōu)選地，在水箱105內(nèi)還設(shè)置有葉輪106。葉輪106用于攪拌水箱105內(nèi)的冷卻水以使得溫度不同的冷卻水在水箱105內(nèi)能得到充分的熱交換。

第二回路20包括第二管線201、第一閥門202和第二閥門203。冷卻液可以在第二管線201中流動，從第二管線201的一端流到另一端。例如，第二管線201的入口接入到自來水管網(wǎng)中，自來水可以從第二管線201的入口流入，從第二管線201的出口流出。第一閥門202和第二閥門203均設(shè)置在第二管線201上，且相互并聯(lián)設(shè)置。第一閥門202和第二閥門203均關(guān)閉時，第二管線201被截斷。

換熱器30中兩個相互隔離的流道分別接入到第一管線101和第二管線201中。第一管線101和第二管線201中的冷卻液在換熱器30中進行換熱。換熱器30接入到第一管線101中，位于水箱105的上游。這樣，被測試的產(chǎn)品2的熱量被第一管線101中的冷卻液帶到換熱器30中進行換熱，這些熱量通過換熱器30傳遞到第二管線201的冷卻液中被帶走。

控制單元可以是可編程邏輯控制器。控制單元根據(jù)第一溫度傳感器103和第二溫度傳感器102測得的溫度值來調(diào)節(jié)第一閥門202和第二閥門203的開度以使得第一管線101的出口處的冷卻液溫度等于預(yù)設(shè)值。

如圖2所示，在控制單元中，采用下述控制方法對第一回路10輸出的冷卻液溫度進行控制，該控制方法包括以下步驟：

s10：第一閥門202和第二閥門203處于關(guān)閉狀態(tài)，啟動泵104，第二溫度傳感器102實時檢測冷卻液的溫度，判斷第二溫度傳感器102測得的冷卻液的溫度是否大于預(yù)設(shè)值，若是則進入步驟s20。在本實施例中，步驟s10包括步驟s11和步驟s12。

s11：關(guān)閉第一閥門202和第二閥門203，開啟泵104；

s12：第二溫度傳感器102實時檢測冷卻液的溫度，周期性地判斷第二溫度傳感器102測得的冷卻液的溫度是否大于預(yù)設(shè)值，若是則進入到步驟s20；

s20：逐漸增加第一閥門202和/或第二閥門203的開度，直至第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值t5小于第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻 液的溫度值t1，然后進入步驟s30。在本實施例中，步驟s20包括以下步驟s21～s26：

s21：逐漸增加第一閥門202的開度，然后進入到步驟s22；

s22：判斷第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s23，否則進入到步驟s24；

s23：逐漸減小第一閥門202的開度，然后進入到步驟s30；

s24：判斷第一閥門202是否完全打開，若是則進入步驟s25，否則進入步驟s21；

s25：逐漸增加第二閥門203的開度，然后進入到步驟s26；

s26：判斷第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s23，否則進入到步驟s25。

s30：將第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值分別與預(yù)設(shè)值和第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值相比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)第一閥門202和/或第二閥門203的開度以使得第一管線101的出口處的冷卻液溫度等于預(yù)設(shè)值。在本實施例中，步驟s30包括以下步驟s31～s34。

s31：判斷第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于等于預(yù)設(shè)值且大于第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s23，否則進入到步驟s32；

s32：判斷第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值是否大于等于預(yù)設(shè)值且小于第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s33，否則進入到步驟s34；

s33：逐漸減小第一閥門202的開度，同時進入到步驟s32；

s34：判斷是否該停止實驗，若是則結(jié)束實驗，否則進入到步驟s31。

按照該控制方法調(diào)節(jié)第一閥門202和第二閥門203能將該冷卻液供給裝置1輸出的冷卻液的溫度波動小，并且該溫度在預(yù)設(shè)值附近波動。這樣對被測試的產(chǎn)品2進行測試時，能獲得更準確的結(jié)果，尤其是實現(xiàn)了對輸出的冷卻液的溫度進行自動化控制，極大的減輕了操作人員的工作負荷，提高了工作效率。

優(yōu)選地，第一閥門202的內(nèi)徑小于第二閥門203的內(nèi)徑。第一閥門202和第 二閥門203的配合使用，由第二閥門203提高水流量，由第一閥門202進行水流量精調(diào)，在保證冷卻量的基礎(chǔ)上，保證了控制精度，使該冷卻液供給裝置1適用于不同發(fā)熱量的產(chǎn)品2，適用面極廣。

圖3顯示了本發(fā)明的第二種實施例中的冷卻液供給裝置1a的結(jié)構(gòu)圖。第二種實施例中的冷卻液供給裝置1a與第一種實施例中的冷卻液供給裝置1在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別僅在于第二種實施例中的冷卻液供給裝置1a在第一種實施例中的冷卻液供給裝置1的基礎(chǔ)上增加了冷卻液注入管線41、冷卻液引出管線42、第三閥門43和第四閥門44。為簡潔起見，在結(jié)構(gòu)上僅詳細描述兩者的區(qū)別部分。

在冷卻液供給裝置1a中，冷卻液注入管線41和冷卻液引出管線42均連接到水箱105上。冷卻液注入管線41用于向水箱105內(nèi)注入冷卻液。冷卻液引出管線42用于將水箱105內(nèi)的冷卻液排出。第三閥門43和第四閥門44分別設(shè)置在冷卻液注入管線41和冷卻液引出管線42上。第三閥門43用于調(diào)節(jié)從冷卻液注入管線41注入水箱105內(nèi)的冷卻液的流量。第四閥門44用于調(diào)節(jié)從冷卻液引出管線42排出水箱105的冷卻液的流量。

控制單元，還用于根據(jù)第二溫度傳感器102測得的冷卻液的溫度值來調(diào)節(jié)第三閥門43和第四閥門44的開度，以使得第一管線101的出口處的冷卻液溫度等于預(yù)設(shè)值。

如圖4所示，在控制單元中，采用下述控制方法對第一回路10輸出的冷卻液溫度進行控制，該控制方法包括以下步驟：

s10a：第一閥門202、第二閥門203、第三閥門43和第四閥門44均處于關(guān)閉狀態(tài)，啟動泵104，第二溫度傳感器102實時檢測冷卻液的溫度，判斷第二溫度傳感器102測得的冷卻液的溫度是否大于預(yù)設(shè)值，若是則根據(jù)技術(shù)人員的選擇進入步驟s20a或步驟s20b。在本實施例中，步驟s10a包括步驟s11a～s13a。

s11a：關(guān)閉第一閥門202和第二閥門203，開啟泵104；

s12a：第二溫度傳感器102實時檢測冷卻液的溫度，周期性地判斷第二溫度傳感器102測得的冷卻液的溫度是否大于預(yù)設(shè)值，若是則進入到步驟s13a，否則重復(fù)步驟s12a的判斷；

s13a：技術(shù)人員根據(jù)工況選擇進入步驟s20a或步驟s20b；

該工況可以是被試驗的產(chǎn)品對第一管線中的冷卻液的是否有特殊的要求。例 如，第一管線中的冷卻液的純度要求高，為了防止該冷卻液被污染，技術(shù)人員可以選擇進入到步驟s20a。技術(shù)人員為了實現(xiàn)輸出的冷卻液溫度波動幅度更小，可以選擇進入到步驟s20b。

s20a：逐漸增加第一閥門202和/或第二閥門203的開度，直至第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值小于第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值，然后進入步驟s30a。在本實施例中，步驟s20a包括以下步驟s21a～s26a：

s21a：逐漸增加第一閥門202的開度，然后進入到步驟s22a；

s22a：判斷第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s23a，否則進入到步驟s24a；

s23a：逐漸減小第一閥門202的開度，然后進入到步驟s30a；

s24a：判斷第一閥門202是否完全打開，若是則進入步驟s25a，否則進入步驟s21a；

s25a：逐漸增加第二閥門203的開度，然后進入到步驟s26a；

s26a：判斷第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s23a，否則進入到步驟s25a。

s30a：將第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值分別與預(yù)設(shè)值和第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值相比較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)節(jié)第一閥門202和/或第二閥門203的開度以使得第一管線101的出口處的冷卻液溫度等于預(yù)設(shè)值。在本實施例中，步驟s30a包括以下步驟s31a～s34a。

s31a：判斷第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值是否小于等于預(yù)設(shè)值且大于第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s23a，否則進入到步驟s32a；

s32a：判斷第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值是否大于等于預(yù)設(shè)值且小于第一溫度傳感器103所檢測到的冷卻液的溫度值，若是則進入到步驟s33a，否則進入到步驟s34a；

s33a：逐漸減小第一閥門202的開度，同時進入到步驟s32a；

s34a：判斷是否停止實驗，若是則結(jié)束實驗，否則進入到步驟s31a。

s20b：根據(jù)第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻液的溫度值來調(diào)節(jié)第三閥門 43和第四閥門44的開度，以使得第一管線101的出口處的冷卻液溫度等于預(yù)設(shè)值。在本實施例中，步驟s20b包括以下步驟s21b～s25b。

s21b：同時逐步增大第三閥門43和第四閥門44的開度，然后進入到步驟s22b；

s22b：判斷第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻水溫度是否大于預(yù)設(shè)值且第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻水溫度是否具有上升的趨勢，若均是則進入到步驟s21b，否則進入到步驟s23b；

s23b：判斷第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻水溫度是否小于預(yù)設(shè)值且第二溫度傳感器102所檢測到的冷卻水溫度是否具有下降的趨勢，若均是則進入到步驟s24b，否則進入到步驟s25b；

s24b：同時逐漸減小第三閥門43和第四閥門44的開度，然后進入到步驟s22b；

s25b：判斷是否停止實驗，若是則結(jié)束實驗，否則進入到步驟s22b。

這樣可以通過切換兩種不同的模式以對冷卻液供給裝置1a輸出的冷卻液的溫度進行調(diào)節(jié)。在第一種模式下，僅調(diào)節(jié)第一閥門202和第二閥門203的開度來調(diào)節(jié)冷卻液的溫度。在第二種模式下，僅調(diào)節(jié)第三閥門43和第四閥門44的開度來調(diào)節(jié)冷卻液的溫度。在第二種模式下，控制更方便，控制精度更高。采用這種冷卻液供給裝置1a輸出的冷卻液的溫度波動小，并且該溫度在預(yù)設(shè)值附近波動。這樣對被測試的產(chǎn)品2進行測試時，能獲得更準確的結(jié)果，尤其是實現(xiàn)了對輸出的冷卻液的溫度進行自動化控制，極大的減輕了操作人員的工作負荷，提高了工作效率。

雖然已經(jīng)參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以對其進行各種改進并且可以用等效物替換其中的部件。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實施例中所提到的各項技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本發(fā)明并不局限于文中公開的特定實施例，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。