一种冷板蒸发器冷媒冷却系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种冷板蒸发器冷媒冷却系统，包括控制单元和冷却回路，所述冷却回路包括依次连接的压缩组件、冷凝组件、第一开关组件和冷板蒸发器，所述冷板蒸发器上的功率模块上设置有功率检测件，所述控制单元与所述功率检测件和压缩组件相连，用于根据功率检测件检测的功率模块的输入功率控制所述压缩组件的制冷量。本发明专利技术还公开了一种基于如上所述的冷板蒸发器冷媒冷却系统的控制方法，步骤为：S01、开始，实时检测所述冷板蒸发器上功率模块的输入功率；S02、根据所述输入功率对压缩组件的制冷量进行调节。本发明专利技术的冷却系统及控制方法均具有响应速度快以及控制精准等优点。

Cold plate evaporator refrigerant cooling system and control method thereof

The invention discloses a cold plate evaporator refrigerant cooling system comprises a control unit and a cooling circuit, the cooling circuit comprises a compression component, condensing component, the first switch module and a cold plate evaporator, power module of the cold plate evaporator is arranged on the power detection, the control unit and the the power detection and compression module is used according to the refrigeration power control input power module power detection detection of the compression component. The invention also discloses a control method of cold plate evaporator refrigerant cooling system based on the above steps: S01, start, real-time detection of the cold plate evaporator on the power module input power; S02, according to the input power to adjust the compression refrigeration components. The cooling system and the control method of the invention have the advantages of fast response speed and precise control.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及散热
，特指一种冷板蒸发器冷媒冷却系统及其控制方法。
技术介绍
电力电子器件等功率器件的散热装置中，利用冷媒对冷板进行冷却是一种非常有效的形式。冷媒冷却系统一般包括压缩机、蒸发器、冷凝器和节流机构，冷媒通过在系统中的循环流动和状态变化来实现制冷的功能。使用时，压缩机将低温低压的冷媒压缩成高温高压的冷媒，经由冷凝器散热后，气态冷媒变为液态冷媒，由节流机构降压后闪蒸为两相态，进入蒸发器后吸热而使被冷却物体降温，再被压缩机吸入后进入另一下循环。通过制冷循环的连续制冷效果，得以用来做各种低温冷却的要求。对于应用冷媒系统进行散热的功率器件，如变频器IGBT模块，模块安装在冷板散热器上（系统中存在多块冷板），传统的控制方法是系统以蒸发器出口过热度来控制系统中电子膨胀阀的开度，以冷板温度来控制压缩机的转速，以排气压力来控制冷凝风机的转速。在此系统中，由于过热度将导致出口冷板处温度极易发生波动，可能导致器件超温；同样当模块输入功率增加导致产热量增加时，反映在冷板温度变化上存在一个滞后的现象，此时系统以冷板温度作为压缩机转速控制的因素，则同样会导致压缩机控制滞后，从而使冷板温度难以控制。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种结构简单、响应速度快的冷板蒸发器冷媒冷却系统，并相应提供一种响应速度快的控制方法。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种冷板蒸发器冷媒冷却系统，包括控制单元和冷却回路，所述冷却回路包括依次连接的压缩组件、冷凝组件、第一开关组件和冷板蒸发器，所述冷板蒸发器上的功率模块上设置有功率检测件，所述控制单元与所述功率检测件和压缩组件相连，用于根据功率检测件检测的功率模块的输入功率控制所述压缩组件的制冷量。作为上述技术方案的进一步改进：所述压缩组件的输入端设置有用于检测压缩组件吸气压力的吸气压力传感器，所述控制单元与吸气压力传感器相连，用于根据吸气压力值调整所述压缩组件的转速。所述冷板蒸发器的出口设置有用于检测出口冷媒温度的第一温度检测件，所述控制单元与第一温度检测件和第一开关组件相连，用于根据第一温度检测件检测的温度控制所述第一开关组件的开度。所述冷板蒸发器并联有用于调节冷板蒸发器所处环境温度的温度调节组件。所述温度调节组件包括环境蒸发器、第二开关组件和第二温度检测件，所述环境蒸发器和第二开关组件串联后与所述冷板蒸发器和第一开关组件并联；所述第二温度检测件安装于所述冷板蒸发器和环境蒸发器的总出口处，用于检测总出口处的冷媒温度，所述控制单元分别与第二温度检测件和第二开关组件相连、用于根据第二温度检测件的冷媒温度和吸气压力值控制所述第二开关组件的开度。所述冷凝组件包括冷凝器和冷凝风机，所述冷凝器的出口处设置有用于检测冷媒压力的压力检测件，所述控制单元分别与压力检测件和冷凝风机相连、用于根据所述压力检测件检测的压力值调整所述冷凝风机的转速。所述冷板蒸发器与所述压缩组件之间设置有气液分离器。本专利技术还公开了一种基于如上所述的冷板蒸发器冷媒冷却系统的控制方法，步骤为：S01、开始，实时检测所述冷板蒸发器上功率模块的输入功率；S02、根据所述输入功率对压缩组件的制冷量进行调节。作为上述技术方案的进一步改进：检测所述压缩组件的吸气压力，根据吸气压力和输入功率同时对压缩组件的制冷量进行调节。每隔预定时间对压缩组件的吸气压力进行检测。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的冷板蒸发器冷媒冷却系统，通过对冷板蒸发器上功率模块的输入功率来调节压缩组件的制冷量，极大的加快了压缩组件的控制速度，提高了冷板温度的控制精度，克服现有由于输入功率的变化而导致冷板温度变化，再由冷板温度控制压缩机制冷量过程中的滞后问题。同时，配合压缩组件的吸气压力检测，能够对压缩组件的制冷量进行精准调节。本专利技术的控制方法同样具有如上冷却系统所述的优点。附图说明图1为本专利技术冷却系统的方框结构图。图2为本专利技术的控制方法流程图。图中标号表示：1、压缩机；2、冷凝器；3、冷凝风机；4、高压传感器；5、环境支路电子膨胀阀；6、冷板支路电子膨胀阀；7、蒸发器风机；8、环境蒸发器；9、电压传感器；10、电流传感器；11、冷板蒸发器；12、热电偶；13、感温包；14、吸气感温包；15、气液分离器；16、吸气压力传感器；17、控制器。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步描述。如图1所示，本实施例的冷板蒸发器冷媒冷却系统，包括控制单元（如控制器17）和冷却回路，冷却回路包括依次连接的压缩组件（如压缩机1）、冷凝组件、第一开关组件和冷板蒸发器11，冷板蒸发器11上的功率模块上设置有功率检测件，控制器17与功率检测件和压缩机1相连，用于根据功率检测件检测的功率模块的输入功率控制压缩机1的制冷量。本专利技术的冷板蒸发器冷媒冷却系统，通过对冷板蒸发器11上功率模块的输入功率来调节压缩机1的制冷量，极大的加快了压缩机1的控制速度，提高了冷板温度的控制精度，克服现有由于输入功率的变化而导致冷板温度变化，再由冷板温度控制压缩机1制冷量过程中的滞后问题。本实施例中，压缩机1的输入端设置有用于检测压缩机1吸气压力的吸气压力传感器16，控制器17与吸气压力传感器16相连，用于根据吸气压力值调整压缩机1的转速，保证制冷量的精准控制。本实施例中，冷板蒸发器11的出口设置有用于检测出口冷媒温度的第一温度检测件（图1中的感温包13），控制器17与感温包13和第一开关组件（图1中的冷板支路电子膨胀阀6）相连，用于根据感温包13检测的温度控制冷板支路电子膨胀阀6的开度，以保证冷板表面温度满足温度适宜且均匀的工作条件。本实施例中，冷板蒸发器11并联有用于调节冷板蒸发器11所处环境温度的温度调节组件。温度调节组件包括环境蒸发器8、蒸发器风机7、第二开关组件（环境支路电子膨胀阀5）和第二温度检测件（吸气感温包14），环境蒸发器8和环境支路电子膨胀阀5串联后与冷板蒸发器11和冷板支路电子膨胀阀6并联；吸气感温包14安装于冷板蒸发器11和环境蒸发器8的总出口处，用于检测总出口处的冷媒温度，控制器17分别与吸气感温包14和环境支路电子膨胀阀5相连、用于根据吸气感温包14的冷媒温度和吸气压力值控制环境支路电子膨胀阀5的开度，以使冷板蒸发器11工作于一定的温度和湿度条件下。另外在冷板的表面设置有热电偶12，对其温度进行实时监控，保证其可靠稳定工作。本实施例中，冷凝组件包括冷凝器2和冷凝风机3，冷凝器2的出口处设置有用于检测冷媒压力的压力检测件（图1中的高压传感器4），控制器17分别与高压传感器4和冷凝风机3相连、用于根据高压传感器4检测的压力值调整冷凝风机3的转速，保证系统的工作工况稳定。本实施例中，冷板蒸发器11与压缩机1之间设置有气液分离器15，保证压缩机1的吸气口不含液体。工作过程：压缩机1将低温低压的吸气压缩成高温高压的气体后排入冷凝器2，通过冷凝风机3带动外界空气对气体降温，使气体冷凝为液态，冷凝器2出口管布置有高压传感器4，用以监测高压端的状态变化；节流装置分布在每一个蒸发器的入口前，通过三通与冷凝器2出口相连；并联的蒸发器包括一个环境蒸发器8和一个特殊的冷板蒸发器11，且环境支路电子膨胀阀5控制环境蒸发器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种冷板蒸发器冷媒冷却系统，其特征在于，包括控制单元和冷却回路，所述冷却回路包括依次连接的压缩组件、冷凝组件、第一开关组件和冷板蒸发器（11），所述冷板蒸发器（11）上的功率模块上设置有功率检测件，所述控制单元与所述功率检测件和压缩组件相连，用于根据功率检测件检测的功率模块的输入功率控制所述压缩组件的制冷量。

【技术特征摘要】
1.一种冷板蒸发器冷媒冷却系统，其特征在于，包括控制单元和冷却回路，所述冷却回路包括依次连接的压缩组件、冷凝组件、第一开关组件和冷板蒸发器（11），所述冷板蒸发器（11）上的功率模块上设置有功率检测件，所述控制单元与所述功率检测件和压缩组件相连，用于根据功率检测件检测的功率模块的输入功率控制所述压缩组件的制冷量。2.根据权利要求1所述的冷板蒸发器冷媒冷却系统，其特征在于，所述压缩组件的输入端设置有用于检测压缩组件吸气压力的吸气压力传感器（16），所述控制单元与吸气压力传感器（16）相连，用于根据吸气压力值调整所述压缩组件的转速。3.根据权利要求1所述的冷板蒸发器冷媒冷却系统，其特征在于，所述冷板蒸发器（11）的出口设置有用于检测出口冷媒温度的第一温度检测件，所述控制单元与第一温度检测件和第一开关组件相连，用于根据第一温度检测件检测的温度控制所述第一开关组件的开度。4.根据权利要求2或3所述的冷板蒸发器冷媒冷却系统，其特征在于，所述冷板蒸发器（11）并联有用于调节冷板蒸发器（11）所处环境温度的温度调节组件。5.根据权利要求4所述的冷板蒸发器冷媒冷却系统，其特征在于，所述温度调节组件包括环境蒸发器（8）、第二开关组件和第二温度检测件，所述环境蒸发器（8）和第二开关组件串联后与所述冷板蒸发器（11）...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春燕，姚磊，吴江权，邓文川，冯钊赞，何凯，郭宗坤，李诗怀，曾云峰，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43