本發明涉及溫控技術領域,尤其涉及一種環境風洞的溫控系統、裝置和方法。
背景技術:
環境風洞是如汽車等很多設備在研發設計的過程中必須的測試設施。通過溫控系統實現環境艙內溫度穩定,并保持風洞中相關設備的溫控需求。風洞試驗室還可以配備預試驗室,用于車輛在低溫下浸潤。因此,環境風洞中現有的溫控系統包括用于主環境艙溫控主制冷系統、用于預試驗室的溫控預試驗室制冷系統以及用于輔助供冷的標準制冷系統,標準制冷系統可以為主風機電機冷卻、新風及除濕機組、降雨降雪系統供冷。
然而,經研究發現,采用現有的環境風洞的溫控系統進行溫控,風洞的運營費用高昂,運行能耗較大。
技術實現要素:
本發明實施例解決的問題是提高環境風洞測試系統的系統能效。
為解決上述問題,本發明實施例提供一種環境風洞的溫控系統,包括:
蓄冷裝置,適于存儲冷量,以及為風洞的主環境艙供冷;
控制裝置,在所述主環境艙的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
可選的,所述控制裝置適于控制所述蓄冷裝置向風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置供冷。
可選的,所述溫控系統還包括:冷卻塔水泵裝置;
所述主環境艙的設定溫度大于或等于第一溫度閾值,且所述第一溫度閾值大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度;
所述控制裝置適于控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷,且在所述蓄 冷裝置的溫度大于所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制所述冷卻塔水泵裝置向所述蓄冷裝置供冷。
可選的,所述主環境艙的設定溫度大于或等于第二溫度閾值,所述第一溫度閾值大于所述第二溫度閾值,且所述第二溫度閾值大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度;
所述控制裝置適于控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷,且在所述蓄冷裝置的溫度大于所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷。
可選的,所述控制裝置適于:
當所述蓄冷裝置的溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,計算所述主環境艙的實際溫度與所述主環境艙的設定溫度的差值;
當所述差值大于或等于預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷;當所述差值小于所述預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷。
可選的,所述控制裝置適于當所述蓄冷裝置的溫度從超過所述蓄冷裝置的最高允許溫度降低為蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置停止工作,并控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
可選的,所述溫控系統還包括:
主環境艙制冷裝置,適于為所述蓄冷裝置或所述主環境艙供冷;
所述控制裝置還適于在所述主環境艙的設定溫度小于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷。
可選的,所述主環境艙的設定溫度小于第三溫度閾值,且所述第三溫度閾值小于等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度;
所述控制裝置適于控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷;并且當所述主環境艙的溫度大于所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述蓄冷裝置和所述主環境艙供冷。
可選的,所述溫控系統還包括:
預實驗室制冷裝置,適于為所述蓄冷裝置或風洞的預實驗室供冷;
所述控制裝置,適于在所述預實驗室的設定溫度高于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述預實驗室供冷,以及在所述預實驗室的設定溫度低于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述預實驗室制冷裝置向所述預實驗室供冷。
可選的,所述控制裝置還適于控制所述蓄冷裝置在夜間時段存儲冷量。
為了解決上述的技術問題,本發明實施例還公開了一種環境風洞的溫控方法,包括:當風洞的主環境艙的設定溫度大于或等于蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
可選的,所述溫控方法還包括:控制蓄冷裝置為風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置供冷。
可選的,所述當風洞的主環境艙的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷包括:
當所述主環境艙的設定溫度大于或等于第一溫度閾值時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷,且在所述蓄冷裝置的溫度大于所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制冷卻塔水泵裝置向所述蓄冷裝置供冷;
所述第一溫度閾值大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度。
可選的,所述當風洞的主環境艙的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷還包括:
當所述主環境艙的設定溫度大于或等于第二溫度閾值時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷,且在所述蓄冷裝置的溫度超過蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷;
所述第一溫度閾值大于所述第二溫度閾值,且所述第二溫度閾值大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度。
可選的,所述控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷包括:
計算所述主環境艙的實際溫度與所述主環境艙的設定溫度的差值;
當所述差值大于或等于預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷;當所述差值小于所述預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷。
可選的,所述當所述差值小于所述預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷之后,還包括:
當所述蓄冷裝置的溫度從超過所述蓄冷裝置的最高允許溫度降低為蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置停止工作,并控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
可選的,所述溫控方法還包括:當所述主環境艙的設定溫度低于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷。
可選的,所述當所述主環境艙的設定溫度低于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷包括:
當所述主環境艙的設定溫度小于第三溫度閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷;
當所述主環境艙的溫度達到所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述蓄冷裝置和所述主環境艙供冷;
所述第三溫度閾值小于所述蓄冷裝置的最低允許溫度。
可選的,所述溫控方法還包括:
當風洞的預實驗室的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述預實驗室供冷;
當所述預實驗室的設定溫度小于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制預實驗室制冷裝置向所述預實驗室供冷。
為了解決上述的技術問題,本發明實施例還公開了一種環境風洞的溫控裝置,包括:第一控制單元,用于當風洞的主環境艙的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
可選的,所述溫控裝置還包括:第二控制單元,用于控制蓄冷裝置為風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置供冷。
可選的,所述第一控制單元用于:當所述主環境艙的設定溫度大于或等于第一溫度閾值時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷,且在所述蓄冷裝置的溫度大于所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制冷卻塔水泵裝置向所述蓄冷裝置供冷;所述第一溫度閾值大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度。
可選的,所述第一控制單元用于:
當所述主環境艙的設定溫度大于或等于第二溫度閾值時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷,且在所述蓄冷裝置的溫度超過蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷;
所述第一溫度閾值大于所述第二溫度閾值,且所述第二溫度閾值大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度。
可選的,所述第一控制單元用于:
計算所述主環境艙的實際溫度與所述主環境艙的設定溫度的差值;
當所述差值大于或等于預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷;當所述差值小于所述預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷。
可選的,所述第一控制單元還用于:
當所述蓄冷裝置的溫度從超過所述蓄冷裝置的最高允許溫度降低為蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置停止工作,并控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
可選的,所述溫控裝置還包括:第三控制單元,用于當所述主環境艙的設定溫度低于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷。
可選的,所述第三控制單元用于:
當所述主環境艙的設定溫度小于第三溫度閾值時,控制所述主環境艙制 冷裝置向所述主環境艙供冷;
當所述主環境艙的溫度達到所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述蓄冷裝置和所述主環境艙供冷;
所述第三溫度閾值小于所述蓄冷裝置的最低允許溫度。
可選的,所述溫控裝置還包括:第四控制單元,用于:
當風洞的預實驗室的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述預實驗室供冷;
當所述預實驗室的設定溫度小于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制預實驗室制冷裝置向所述預實驗室供冷。
與現有技術相比,本發明實施例的技術方案具有以下優點:
當主環境艙的設定溫度較高,即測試系統所需冷量較少的情況下,通過蓄冷裝置對主環境艙供冷,而不啟動主環境艙制冷裝置,因此可以降低風洞測試系統的能耗,從而提高環境風洞測試系統的系統能效。
采用夜間的低峰電量制冷,使得所述蓄冷裝置可以在夜間預先存儲冷量,待工作時間開機后,主環境艙的冷量需求可以由所述蓄冷裝置提供,從而既能夠降低風洞試驗室的運營成本。
通過蓄冷裝置代替原有的標準制冷系統對風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置供冷,既可滿足這些設備的制冷需求,又簡化了系統設置和控制,并且不必等待標準制冷系統供冷后才啟動,從而加快了所述主環境艙的穩定速度,減少了試驗的準備時間。
當所述主環境艙的設定溫度大于或等于第二溫度閾值,且蓄冷裝置的溫度超過其允許的最高溫度時,通過計算主環境艙的設定溫度與其實際溫度的差值判斷是否要向所述蓄冷裝置旁路供冷。當差值較大時,說明此時主環境艙仍需要大量冷量,因此優先向所述主環境艙供冷,不對所述蓄冷裝置供冷;而當差值較小時,說明此時主環境艙所需冷量較少,此時對所述蓄冷裝置旁路供冷,可以使主環境艙制冷裝置以最大工作負荷供冷,因此充分利用了機組性能,而且由于多余的冷量可以直接被所述蓄冷裝置存儲利用,所以不用 擔心浪費制冷量,綜合起來來說,提高了系統效能。
附圖說明
圖1是本發明實施例的一種環境風洞的溫控系統的結構示意圖;
圖2是本發明實施例的另一種環境風洞的溫控系統的結構示意圖;
圖3是本發明實施例的一種蓄冷裝置的結構示意圖;
圖4是本發明實施例的一種環境風洞的溫控方法的流程圖;
圖5是本發明實施例的另一種環境風洞的溫控方法的流程圖;
圖6是本發明實施例的一種環境風洞的溫控裝置的結構示意圖。
具體實施方式
環境風洞是如汽車等很多設備在研發設計的過程中必須的測試設施。通過溫控系統實現環境艙內溫度穩定,并保持風洞中相關設備的溫控需求。風洞試驗室還可以配備預試驗室,用于車輛在低溫下浸潤。因此,環境風洞中現有的溫控系統包括用于主環境艙溫控主制冷系統、用于預試驗室的溫控預試驗室制冷系統以及用于輔助供冷的標準制冷系統,標準制冷系統可以為主風機電機冷卻、新風及除濕機組、降雨降雪系統供冷。然而,經研究發現,采用現有的環境風洞的溫控系統進行溫控,風洞的運營費用高昂,運行能耗較大。
針對上述的技術問題,本發明實施例在主環境艙的設定溫度較高,即測試系統所需冷量較少的情況下,通過蓄冷裝置對主環境艙供冷,而不啟動主環境艙制冷裝置,因此可以降低風洞測試系統的能耗,從而提高環境風洞測試系統的系統能效。
為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更為明顯易懂,下面結合附圖對本發明的具體實施例做詳細的說明。
本發明實施例公開了一種環境風洞的溫控系統。如圖1所示,所述溫控系統可以包括:
蓄冷裝置101,適于存儲冷量,以及為風洞的主環境艙供冷;
控制裝置102,在所述主環境艙的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置101的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置101向所述主環境艙供冷。
上述的主環境艙的設定溫度為進行風洞試驗時,試驗環境所需要的溫度。當所述設定溫度較高時,說明此時主環境艙所需的冷量較少,而當所述設定溫度較低時,說明此時主環境艙所需的冷量較多,需要增加供冷。
由于風洞試驗的大部分工作是在白天進行的,所以無法充分利用夜間的低峰電量,因此在具體實施中,當所述蓄冷裝置101的儲冷量不足時,所述控制裝置102還適于利用夜間的峰谷電量,如在夜間時段,如22點至6點之間,啟動主環境艙制冷裝置103或預試驗室制冷裝置制冷,并將所制取的冷量存儲在所述蓄冷裝置101中,實現電量的移峰填谷。待工作時間開機后,主環境艙的冷量需求可以由所述蓄冷裝置101提供,從而既能夠降低風洞試驗室的運營成本,也可以最大限度的發揮機組的性能,因此降低了所述環境風洞試驗系統的使用成本。
在具體實施中,所述環境風洞的溫控系統還可以包括:主環境艙制冷裝置103,適于為所述蓄冷裝置或所述主環境艙供冷;所述控制裝置還適于在所述主環境艙的設定溫度小于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置103向所述主環境艙供冷。
在具體實施中,由于目前的環境風洞還可以包括預實驗室,因此本發明實施例的環境風洞的溫控系統還可以包括:預實驗室制冷裝置,適于為所述蓄冷裝置101或風洞的預實驗室供冷;所述控制裝置102,適于在所述預實驗室的設定溫度高于所述蓄冷裝置101的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置101向所述預實驗室供冷,以及在所述預實驗室的設定溫度低于所述蓄冷裝置101的最低允許溫度時,控制所述預實驗室制冷裝置向所述預實驗室供冷。
在具體實施中,所述控制裝置102適于控制所述蓄冷裝置101向風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置供冷。由于所述蓄冷裝置101完全可以實現傳統的環境風洞系統中用于輔助制冷的標準制冷系統的供冷功能,因此在本發明實施例中取消了所述標準制冷系統,轉而通過所述蓄冷裝置101實現對如風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置等供 冷,從而簡化了系統設置和控制。
本發明實施例在主環境艙設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置101的最低允許溫度時,通過所述蓄冷裝置101向所述主環境艙供冷,而不啟動風洞的主實驗艙制冷裝置。由于所述蓄冷裝置101的系統資源消耗遠小于所述主實驗艙制冷裝置的系統消耗,因此提高了系統能效。所述控制裝置102對預實驗室的供冷控制與對所述主環境艙的供冷控制相類似,此處不再贅述。
本發明實施例還提供了另一種環境風洞的溫控系統。如圖2所示,所述環境風洞的溫控系統可以包括:
蓄冷裝置23,適于存儲冷量,以及為風洞的主環境艙供冷;
主環境艙制冷裝置A,適于為所述蓄冷裝置23或所述主環境艙供冷;
預實驗室制冷裝置B,適于為所述蓄冷裝置23或風洞的預實驗室供冷;
冷卻塔水泵裝置31,適于為所述蓄冷裝置23供冷;
控制裝置(圖中未示出),適于根據所述主環境艙的設定溫度或所述預試驗室制冷裝置的設定溫度的不同,為所述主環境艙或所述預實驗室提供不同的供冷模式,從而節省系統能耗。
所述主環境艙制冷裝置A與現有環境風洞測試平臺中的主環境艙制冷裝置相同。如圖1所示,其可以包括如下組成部分:制冷壓縮機1,冷凝器2,經濟器3,熱力膨脹閥4,氣液分離器5以及蒸發器6。
所述預實驗室制冷裝置B與現有環境風洞測試平臺中的預實驗室制冷裝置相同。如圖1所示,其可以包括如下組成部分:制冷壓縮機7,冷凝器8,經濟器9,熱力膨脹閥10和13,氣液分離器11,蒸發器12以及冷風機14。
所述主環境艙制冷裝置A和所述預實驗室制冷裝置B的最低設定溫度可以是根據風洞測試試驗要求所需要的最低溫度,如-40℃。
由于所述蓄冷裝置23完全可以實現傳統的環境風洞系統中用于輔助制冷的標準制冷系統的供冷功能,因此在本發明實施例中取消了所述標準制冷系統,轉而通過所述蓄冷裝置23實現對如風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置29等供冷,從而簡化了系統設置和控制。
為了說明方便起見,本發明實施例僅就所述控制裝置對所述主環境艙的溫度控制進行說明,但是可以理解的是,其也可以適用于所述預實驗室的溫度控制。
在具體實施中,所述控制裝置為所述主環境艙或所述預實驗室提供不同的供冷模式可以包括:
(1)第一控制模式:在所述主環境艙的設定溫度大于或等于第一溫度閾值時,控制所述蓄冷裝置23向所述主環境艙供冷。其中,所述第一溫度閾值大于所述蓄冷裝置23的最低允許溫度。
如圖2所示,在上述控制模式下,所述控制裝置切斷閥門17,22,打開閥門21、24,并啟動載冷劑泵18,從而使所述載冷劑泵18中的載冷劑順次通過由電加熱器19、位于風洞伸縮段的風洞主環境艙換熱器20、儲液器15、蒸發器6、蓄冷裝置23以及閥門21組成的溫度循環回路,實現載冷劑的循環以及對所述主環境艙的供冷。所述主環境艙溫度的提升所需要的熱量由所述電加熱器19承擔,而調節溫度所使用的供冷冷量由所述蓄冷裝置23提供。
同時,如圖2所示,風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置29可以直接接受來自所述蓄冷裝置23提供的冷量,而不必等待現有風洞系統中的標準制冷系統供冷后才啟動,從而加快了所述主環境艙的穩定速度,減少了試驗的準備時間。
所述蓄冷裝置23在接收來自電加熱器的載冷劑以及主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置等的熱量后會使其溫度上升。當所述控制裝置檢測到其溫度超過所述蓄冷裝置23的最高允許溫度后,可以直接啟動冷卻塔水泵裝置31,由室外的冷卻塔為所述蓄冷裝置23提供冷量。在此情況下,由于并不啟動主所述主環境艙的制冷裝置,所以可以節約大量的能源。
所述蓄冷裝置23的實際溫度只能在所述蓄冷裝置23的最低允許溫度以及所述蓄冷裝置23的最高允許溫度這兩個溫度值區間范圍內波動。當超過其最高允許溫度時,所述蓄冷器難以起到蓄冷作用,此時需要對其供冷以降低溫度;相反,如果太低低于所述最低允許溫度,則容易引起所述蓄冷裝置中蓄冷劑的凝結或物性降低,同樣會影響所述蓄冷裝置23的供冷效果。
(2)第二控制模式:在所述主環境艙的設定溫度大于或等于第二溫度閾值時,所述控制裝置控制所述蓄冷裝置23向所述主環境艙供冷,且在所述蓄冷裝置23的溫度大于所述蓄冷裝置23的最高允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置A向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置23供冷。其中,所述第一溫度閾值大于所述第二溫度閾值,且所述第二溫度閾值大于所述蓄冷裝置23的最低允許溫度。
在所述第二控制模式下,首先通過所述蓄冷裝置23向所述主環境艙供冷的實施方式與上述的第一控制模式類似,仍然是通過前述的溫度循環回路由所述蓄冷裝置23直接向所述主環境艙供冷。
本發明實施例中之所以在所述蓄冷裝置23的溫度超過其最高允許溫度時,第一控制模式下通過冷卻塔水泵裝置31對所述蓄冷裝置23供冷,而在第二控制模式下則是通過所述主環境艙制冷裝置A對所述蓄冷裝置23和所述主環境艙供冷,是因為:
所述第一溫度閾值相當于設備測試中的高溫工況,例如,可以是汽車測試過程中空調測試的常用高溫工況,要比常溫高出5~15℃。而所述第二溫度閾值要低于所述第一溫度閾值,例如,可以是汽車測試過程中的暖風測試常用工況,要低于常溫,但高于所述蓄冷裝置23的最低允許溫度5℃以上。
因此在主環境艙的設定溫度為第一溫度閾值時,此時電加熱起主要作用,對供冷的需要量較少,主環境艙制冷裝置A可以不啟動以減少能耗,只要開啟冷卻塔水泵裝置31即可。而在第二溫度閾值時,主環境艙對供冷的需要量增加,此時冷卻塔水泵裝置31所提供的冷量可能無法滿足系統需要,因此就需要視所述蓄冷裝置23的溫度和冷量情況開啟所述主環境艙制冷裝置A。
具體來說,在所述蓄冷裝置23的溫度大于其最高允許溫度后,所述控制裝置視所述蓄冷裝置23的溫度和冷量情況開啟所述主環境艙制冷裝置A可以是通過如下方式實現的:
計算所述主環境艙的實際溫度與所述設定溫度的差值;當所述差值大于或等于預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置A向所述主環境艙供冷;當所述差值小于所述預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置A向所述主環境 艙以及所述蓄冷裝置23供冷。
所述主環境艙內實測溫度及設定溫度之間的差值表征了當前主環境艙需要冷量的多少。如果溫差大于所述預設閾值,說明此時主環境艙還需要較多的冷量,因此通過控制所述載冷劑的流向使其直接流向主環境艙換熱器,直接由所述主環境制冷裝置向所述主環境艙供冷;如溫差小于所述預設閾值,則說明主環境艙的冷量需求降低,控制載冷劑部分流向主環境艙換熱器,其他部分向蓄冷裝置23旁通,將冷量存儲在蓄冷裝置23中,使所述主環境艙制冷裝置A同時向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置23供冷。
受所述主環境艙制冷裝置A供冷,所述蓄冷裝置23的溫度降低。當其實際溫度從超過其最高允許溫度降低為其最低允許溫度時,所述主環境艙制冷裝置A停止工作,后期主環境艙的冷量需求仍然由蓄冷裝置23提供。
經檢測統計發現,在實際的風洞使用過程中,有大約65%的工作量屬于在高溫工況下的測試,對制冷量的需求相對較低。然而在測試過程中,主環境艙制冷裝置A的機組也會開啟,但并不是滿負荷運行,而是處于部分負荷運行,效率很低,且可能導致浪費了很多制冷量,未能充分發揮機組的性能,因此系統能效較低。本發明實施例的第二控制模式,當主環境艙制冷裝置A供冷時,其可以以最大工作負荷進行供冷,多余的冷量可以直接被所述蓄冷裝置23存儲利用,因此提高了系統效能。
(3)第三控制模式:當所述主環境艙的設定溫度小于第三溫度閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置A向所述主環境艙供冷。其中,所述第三溫度閾值小于等于所述蓄冷裝置23的最低允許溫度;
在所述第三控制模式下,由于主環境艙的溫度已低于蓄冷裝置23的最低允許溫度,所以此時無法利用所述蓄冷裝置23對所述主環境艙供冷。此時主環境艙的供冷完全由所述主環境艙制冷裝置A提供。
如圖2所示,為最快達到主環境艙的溫度,所述控制裝置切斷閥門21、24,打開閥門17,啟動載冷劑泵18,使所述載冷劑泵中的載冷劑依次通過電加熱器19,風洞主環境艙換熱器20,儲液器15,蒸發器6,并通過閥門17完成循環。
風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置29等用冷仍然由所述蓄冷裝置23提供。當主環境艙的溫度達到設定溫度要求后,所述控制裝置檢測所述蓄冷裝置23的儲冷量。若蓄冷裝置23的蓄冷量高于其最高允許溫度,則打開閥門21、24,使所述主環境制冷裝置產生的部分冷量流向所述蓄冷裝置23中,所以所述主環境制冷裝置仍然可以全負荷運行,而不必通過降低機組的負荷以達到系統所需要的冷量。待所述蓄冷裝置23的蓄冷量達到其最低允許溫度后,可以根據主環境艙的實際溫度與設定溫度之間差值的多少,減少主制冷機組的輸出,以保證主環境艙的冷量需求。
在具體實施中,如圖3所示,本發明實施例所采用的蓄冷裝置23可以包括:新風及除濕機組冷卻換熱器301,用于為圖1中的風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置29供冷;主風機電機冷卻換熱器302,用于為圖1中的風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置29器件供冷;主環境艙供冷換熱器303,用于存儲冷量或由所述蓄冷裝置23向主環境艙提供冷量;預實驗室供冷換熱器304,用于存儲冷量或由所述蓄冷裝置23向預實驗室提供冷量;冷卻塔供冷換熱器305,用于存儲冷量或由蓄冷裝置23向系統提供冷量;排污口306;攪拌電機307,用于保持所述蓄冷裝置23冷量均勻,避免局部溫度過高;液位指示計308,用于確認內部液體液位;泄壓閥309。可以理解的是,環境風洞測試平臺中預實驗室的溫度控制與對所述主環境艙的溫度控制相同,因此此處不再贅述。
綜上,本發明實施例采用所述蓄冷裝置23將主環境艙制冷裝置A、預試驗室制冷裝置以及冷卻塔水杯裝置等連接在一起。在使用的過程中,根據主環境艙設定溫度不同由溫控系統選用相應的控制模式,從而自動判斷是否啟動相應的制冷裝置以滿足不同模式下冷量的需求。當所述主環境艙制冷裝置A處于工作狀態時,可以保證其處于全負荷狀態,提高了制冷機組的工作效率;同時由于所述主環境艙制冷裝置A或預實驗室制冷裝置B產生的多余冷量存儲在所述蓄冷裝置23中,所以減少了系統制冷量的損耗。
本發明實施例還對應公開了一種環境風洞的溫控方法。如圖4所示,所述溫控方法可以包括如下步驟:
步驟S401,通過蓄冷裝置為風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降 雨降雪裝置供冷。
由于所述蓄冷裝置完全可以實現傳統的環境風洞系統中用于輔助制冷的標準制冷系統的供冷功能,因此在本發明實施例中取消了所述標準制冷系統,轉而通過所述蓄冷裝置實現對如風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置等供冷,從而簡化了系統設置和控制。
在具體實施中,在所述步驟S401之前,還可以包括:當所述蓄冷裝置的儲冷量不足時,還可以適于利用夜間的峰谷電量,如在夜間時段,如22點至6點之間,啟動主環境艙制冷裝置或預試驗室制冷裝置制冷,并將所制取的冷量存儲在所述蓄冷裝置中,實現電量的移峰填谷。
步驟S402,當風洞的主環境艙的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
步驟S403,當所述主環境艙的設定溫度低于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷。
在具體實施中,由于目前的環境風洞還可以包括預實驗室,因此本發明實施例的環境風洞的溫控方法還可以包括:
步驟S404,在所述預實驗室的設定溫度高于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述預實驗室供冷。
步驟S405,所述預實驗室的設定溫度低于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述預實驗室制冷裝置向所述預實驗室供冷。
本發明實施例在主環境艙設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,通過所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷,而不啟動風洞的主實驗艙制冷裝置。由于所述蓄冷裝置的系統資源消耗遠小于所述主實驗艙制冷裝置的系統消耗,因此提高了系統能效。
本發明實施例還公開了一種主環境艙的溫控方法。如圖5所示,所述溫控方法可以包括如下步驟:
步驟S501,通過蓄冷裝置為風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置供冷。
通過蓄冷裝置代替原有的標準制冷系統對風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置供冷,既可滿足這些設備的制冷需求,又簡化了系統設置和控制,并且不必等待標準制冷系統供冷后才啟動,從而加快了所述主環境艙的穩定速度,減少了試驗的準備時間。
在具體實施中,可以在夜間通過風洞測試平臺的主環境艙制冷裝置或預實驗室制冷裝置制冷,并利用所述蓄冷裝置在夜間預先存儲冷量,待工作時間開機后,主環境艙的冷量需求可以由所述蓄冷裝置提供,從而既能夠降低風洞試驗室的運營成本。
步驟S502,判斷所述主環境艙的設定溫度T設是否大于等于第一溫度閾值T1。
所述第一溫度閾值T1大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度T5。
當所述主環境艙的設定溫度T設大于等于所述第一溫度閾值T1時,執行步驟S503;當所述主環境艙的設定溫度T設小于所述第一溫度閾值T1時,執行步驟S506。
步驟S503,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
步驟S504,判斷所述蓄冷裝置的溫度T蓄是否大于所述蓄冷裝置的最高允許溫度T4。
當所述蓄冷裝置的溫度T蓄大于其最高允許溫度T4時,執行步驟S505;否則返回所述步驟S503,繼續由所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
步驟S505,控制冷卻塔水泵裝置向所述蓄冷裝置供冷。
步驟S506,判斷所述主環境艙的設定溫度T設是否大于等于第二溫度閾值T2。
所述第一溫度閾值T1大于所述第二溫度閾值T2,且所述第二溫度閾值T2大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度T5。
當所述主環境艙的設定溫度T設大于等于所述第二溫度閾值T2時,執行步驟S507;當所述主環境艙的設定溫度T設小于所述第二溫度閾值T2時,執行步驟S515。
步驟S507,判斷所述蓄冷裝置的溫度T蓄是否大于所述蓄冷裝置的最高允許溫度T4。
當所述蓄冷裝置的溫度T蓄小于或等于所述蓄冷裝置的最高允許溫度T4時,執行步驟S508,否則執行步驟S509。
步驟S508,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
步驟S509,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷。
步驟S510,判斷所述主環境艙的實際溫度T艙與所述主環境艙的設定溫度T設的差值是否大于或等于預設閾值a。
當所述差值大于或等于預設閾值時,執行步驟S511,否則執行步驟S512。
步驟S511,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷。
當差值較大時,說明此時主環境艙仍需要大量冷量,因此優先向所述主環境艙供冷,不對所述蓄冷裝置供冷。
步驟S512,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷。
當差值較小時,說明此時主環境艙所需冷量較少,此時對所述蓄冷裝置旁路供冷,可以使主環境艙制冷裝置以最大工作負荷供冷,因此充分利用了機組性能,而且由于多余的冷量可以直接被所述蓄冷裝置存儲利用,所以不用擔心浪費制冷量,綜合起來來說,提高了系統效能。
步驟S513,判斷所述蓄冷裝置的溫度T蓄是否從超過所述蓄冷裝置的最高允許溫度T4降低為蓄冷裝置的最低允許溫度T5。
當所述判斷結果為是時,執行步驟S514,否則返回步驟S512。
步驟S514,控制所述主環境艙制冷裝置停止工作,并控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
步驟S515,判斷所述主環境艙的設定溫度T是否小于或等于第三溫度閾值T3。
當所述主環境艙的設定溫度T是否小于或等于第三溫度閾值T3時,執行 步驟S516,否則執行步驟S522。
當主環境艙的設定溫度T小于或等于蓄冷裝置的溫度時,執行步驟S516,否則執行步驟S507。
步驟S516,控制主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷。
步驟S517,判斷所述主環境艙的溫度T艙是否達到所述設定溫度T設。
當所述主環境艙達到預設溫度后,執行步驟S518,否則返回步驟S516,繼續控制主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷。
步驟S518,判斷所述蓄冷裝置的溫度T蓄是否達到所述蓄冷裝置的最高允許溫度T4。
當所述蓄冷裝置的溫度T蓄達到所述蓄冷裝置的最高溫度時,執行步驟S519,否則返回步驟516。
步驟S519,控制所述主環境艙制冷裝置向所述蓄冷裝置和所述主環境艙供冷。
步驟S520,判斷所述蓄冷裝置的溫度T蓄是否達到最低允許溫度T5。
如果所述蓄冷裝置的溫度T蓄達到其最低允許溫度T5時,執行步驟S521,否則返回執行步驟519。
步驟S521,減少所述主環境艙的制冷輸出。
步驟S522,判斷所述主環境艙的設定溫度T設是否小于或等于蓄冷裝置的溫度T蓄。
當所述主環境艙的設定溫度T設小于或等于所述蓄冷裝置的溫度T蓄時,執行上述的步驟S516,否則執行上述的步驟S507。
本發明實施例根據主環境艙設定溫度T設不同由溫控系統選用相應的控制模式,從而自動判斷是否啟動相應的制冷裝置以滿足不同模式下冷量的需求。當所述主環境艙制冷裝置處于工作狀態時,可以保證其處于全負荷狀態,提高了制冷機組的工作效率;同時由于所述主環境艙制冷裝置或預實驗室制冷裝置產生的多余冷量存儲在所述蓄冷裝置中,所以減少了系統制冷量的損耗。
本發明實施例的環境風洞的溫控方法,與前述的環境風洞的溫控系統相對應,因此可以參照前述環境風洞的溫控系統的對應部分內容。
本發明實施例還公開了一種環境風洞的溫控裝置。如圖6所示,所述溫控裝置可以包括:
第一控制單元601,用于當風洞的主環境艙的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
由于所述蓄冷裝置完全可以實現傳統的環境風洞系統中用于輔助制冷的標準制冷系統的供冷功能,因此在本發明實施例中取消了所述標準制冷系統,轉而通過所述蓄冷裝置實現對如風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置等供冷,從而簡化了系統設置和控制。
在具體實施中,當所述蓄冷裝置的儲冷量不足時,所述第一控制單元601還可以用于利用夜間的峰谷電量,如在夜間時段,如22點至6點之間,啟動主環境艙制冷裝置或預試驗室制冷裝置制冷,并將所制取的冷量存儲在所述蓄冷裝置中,實現電量的移峰填谷。
在具體實施中,所述溫控裝置還可以包括:第二控制單元602,用于通過蓄冷裝置為風洞的主風機電機、新風及除濕機組以及降雨降雪裝置供冷。
在具體實施中,所述第一控制單元601用于:當所述主環境艙的設定溫度大于或等于第一溫度閾值時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷,且在所述蓄冷裝置的溫度大于所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制冷卻塔水泵裝置向所述蓄冷裝置供冷;所述第一溫度閾值大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度。
在具體實施中,所述第一控制單元601用于:當所述主環境艙的設定溫度大于或等于第二溫度閾值時,控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷,且在所述蓄冷裝置的溫度超過蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷;所述第一溫度閾值大于所述第二溫度閾值,且所述第二溫度閾值大于所述蓄冷裝置的最低允許溫度。
在具體實施中,所述第一控制單元601用于:計算所述主環境艙的實際溫度與所述主環境艙的設定溫度的差值;當所述差值大于或等于預設閾值時, 控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷;當所述差值小于所述預設閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙以及所述蓄冷裝置供冷。
在具體實施中,所述第一控制單元601還用于:當所述蓄冷裝置的溫度從超過所述蓄冷裝置的最高允許溫度降低為蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置停止工作,并控制所述蓄冷裝置向所述主環境艙供冷。
在具體實施中,所述溫控裝置還可以包括:第三控制單元603,用于當所述主環境艙的設定溫度低于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷。
在具體實施中,所述第三控制單元603可以用于:當所述主環境艙的設定溫度小于第三溫度閾值時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述主環境艙供冷;當所述主環境艙的溫度達到所述蓄冷裝置的最高允許溫度時,控制所述主環境艙制冷裝置向所述蓄冷裝置和所述主環境艙供冷;所述第三溫度閾值小于所述蓄冷裝置的最低允許溫度。
在具體實施中,所述溫控裝置還可以包括:第四控制單元604,用于:當風洞的預實驗室的設定溫度大于或等于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制所述蓄冷裝置向所述預實驗室供冷;當所述預實驗室的設定溫度小于所述蓄冷裝置的最低允許溫度時,控制預實驗室制冷裝置向所述預實驗室供冷。
本領域普通技術人員可以理解上述實施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成,該程序可以存儲于一計算機可讀存儲介質中,存儲介質可以包括:ROM、RAM、磁盤或光盤等。
雖然本發明披露如上,但本發明并非限定于此。任何本領域技術人員,在不脫離本發明的精神和范圍內,均可作各種更動與修改,因此本發明的保護范圍應當以權利要求所限定的范圍為準。