一种流体加热制冷系统技术方案

本发明专利技术提供一种流体加热制冷系统，包括有第一温度传感器、电动三通调节阀、定频制冷系统、流量计、第二温度传感器、水冷板电加热器、第三温度传感器以及控制器等；所述水冷板电加热器包括有外壳、水冷板、电阻发热块、陶瓷薄片以及线排等。所述控制器通过对所述电动三通调节阀的开度和加热器的加热功率进行自动控制，实现对流体温度的粗调和精调，精准控制出口流体的温度。本发明专利技术能够自动将流经系统的流体加热或制冷至所需温度，具有换热效率高、调温迅速、控温精准且稳定、节能的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种流体加热制冷系统
本专利技术涉及流体温度调节领域，具体涉及一种流体加热制冷系统。
技术介绍
因变频压缩机的成本投入高，设备可靠性相对较差，工业上运用最广泛的仍是定频压缩机制冷系统。定频制冷系统中的压缩机始终处于定频状态运行，使得系统的制冷量可调节空间很小，几乎是不变。对此，一些工程应用中会通过控制压缩机的启停来粗略控制系统的制冷温度，但这种方法的控温精度差，不能实现温度的精确调节，且频繁的启动会对压缩机使用寿命造成很大影响。因此，当需要准确调节制冷温度时，常常是通过制冷系统后端的电加热器对已经被制冷的流体进行抵抗加热，而现有的加热制冷设备都是在定频制冷系统的后端直接串联电加热器，这使得当需要的制冷目标温度小于制冷系统的设计制冷温度较多时，电加热器需要输出很大的加热功率才能将流体加热到目标温度，加热时间长，且十分浪费能源。此外，目前常用流体加热制冷设备中的电加热方式主要为电热管直接加热、电加热不锈钢管间接加热以及电磁感应加热，其中电热管直接加热因发热元件直接与流体接触，使用安全性差，加热不均匀，存在局部温度过高，不适合燃油等特殊流体的加热；电加热不锈钢管间接加热因换热面积较小，不锈钢传热性能不佳，使得加热器实际加热效率很低，温度调节响应缓慢，不易控制；而电磁感应加热的生产成本和维护成本都很高，不经济。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种新的流体加热制冷系统，该系统加热安全性好，加热均匀、效率高，温度响应快速；并且当需要的制冷目标温度小于制冷系统的设计制冷温度较多时，系统能以输出较小的加热功率而获得所需要的目标温度，温度调节迅速，控温精准、稳定，节能。本专利技术通过如下技术方案实现：一种流体加热制冷系统，包括有第一温度传感器、电动三通调节阀、定频制冷系统、流量计、第二温度传感器、水冷板电加热器、第三温度传感器以及控制器等，所述水冷板电加热器包括有外壳、水冷板、电阻发热块、陶瓷薄片以及线排等；所述电动三通调节阀的第一出口与所述定频制冷系统的进口相通，所述电动三通调节阀的第二出口与所述定频制冷系统的出口、水冷板电加热器的进口相通，水冷板电加热器的进口与定频制冷系统的出口、电动三通调节阀的第二出口相通；所述控制器通过自动控制所述电动三通调节阀的开度和所述水冷板电加热器的加热功率，实现对流体温度的粗调和精调。作为本方案的进一步优化，所述水冷板内部有微型流道，微型流道由若干个微型流道组串联而成，微型流道组由多个单微型流道并联而成作为本方案的进一步优化，所述电阻发热块内部嵌装有发热电阻。作为本方案的进一步优化，陶瓷薄片夹于电阻发热块与水冷板之间，并与电阻发热块、水冷板紧密贴合。作为本方案的进一步优化，所述水冷板上下两侧均安装有若干个电阻发热块，电阻发热块的功率沿着水冷板内部流体流动方向逐渐降低。作为本方案的进一步优化，所述第一温度传感器安装在电动三通调节阀进口侧，第二温度传感器、流量计安装在水冷板电加热器进口侧，第三温度传感器安装在水冷板电加热器出口侧。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优势和有益效果：1.本专利技术采用水冷板电加热器进行流体加热，水冷板材料为导热性能良好的铝合金，其内部的微型流道能充分扩大流体与水冷板之间的换热面积，并加强流体的紊流效果，故水冷板电加热器具有加热均匀、效率高，温度响应快速的特点；同时水冷板电加热器采用发热块间接加热方式，并利用绝缘的陶瓷薄片来隔断电阻发热块和水冷板的直接接触，在保证良好的导热效果的同时提高了加热安全性；2.本专利技术采用控制器控制电动三通调节阀的开度来粗调流体温度、控制水冷板电加热器的加热功率来精调流体温度，当需要的制冷目标温度小于定频制冷系统的设计制冷温度较多时，流体加热制冷系统能以输出较小的加热功率而获得所需要的目标温度，温度调节迅速，控温精准、稳定，节能。附图说明：下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明：图1为流体加热制冷系统原理图。图2为水冷板电加热器轴侧图。图3为水冷板电加热器除去外壳后轴侧图。图4为水冷板电加热器除去外壳后正视图。图5为图4的A-A剖视图，即水冷板内部微型流道结构示意图。各附图标记与部件名称对应关系如下：1.第一温度传感器；2.电动三通调节阀；3.定频制冷系统；4.流量计；5.第二温度传感器；6.水冷板电加热器；7.第三温度传感器；8.控制器；9.外壳；10.水冷板；11.电阻发热块；12.陶瓷薄片；13.线排；14.加热器进口接头；15.加热器出口接头；16.发热电阻。具体实施方式如图1-5所示，本专利技术为一种流体加热制冷系统，包括有第一温度传感器1、电动三通调节阀2、定频制冷系统3、流量计4、第二温度传感器5、水冷板电加热器6、第三温度传感器7以及控制器8等；所述水冷板电加热器包括有外壳9、水冷板10、电阻发热块11、陶瓷薄片12以及线排13等，水冷板10上下两侧均有若干个电阻发热块11，电阻发热块11通过内部嵌装发热电阻16而形成独立的热源，每个电阻发热块11与水冷板10之间设有与两者紧密贴合的陶瓷薄片12，可在保证良好传热性能的同时使电阻发热块11与水冷板10绝缘，提高加热安全性；水冷板10内部有微型流道，微型流道由若干个微型流道组串联而成，微型流道组又由多个单微型流道并联而成，微型流道能够充分扩展流体与水冷板10的换热面积，并增强流体流动的紊流效果，从而提高水冷板电加热器6的加热效率以及加热均匀性，加热温度响应快速；水冷板10的材料为铝合金，导热性能良好，热量传递迅速，进一步提高流体温度响应速度；水冷板10两侧的电阻发热块11功率沿着水冷板10内部流体流动方向逐渐降低，可有效提高水冷板10温度的均匀性，避免出现局部高温，并且换热效率更高；流体从加热器进口接头14处流入水冷板10内部，并呈S型流经微型流道，电阻发热块11将热量先后通过陶瓷薄片12、水冷板10传递至流体，使流体温度升高，控制器8实时监测水冷板电加热器6的进口流量、进口温度、出口温度以及目标温度，通过PID闭环控制水冷板电加热器6的实际加热功率，从而精确控制出口流体温度，实现流体温度的精调。所述电动三通调节阀2的第一出口与所述定频制冷系统3的进口相通，所述电动三通调节阀2的第二出口与所述定频制冷系统3的出口、水冷板电加热器6的进口相通，水冷板电加热器6的进口与定频制冷系统3的出口、电动三通调节阀2的第二出口相通；流体进入流体加热制冷系统后被电动三通调节阀2分为两部分，一部分流入定频制冷系统3被降温制冷，另一部分流入旁路管道，通过调节电动三通调节阀2的开度来控制两部分流体的流量大小，两部分流体混合后再进入水冷板电加热器6进行加热，最后流出流体加热制冷系统。所述控制器8通过控制所述电动三通调节阀2的开度，实现对流体温度的粗调，通过控制所述水冷板电加热器6的加热功率，实现对流体温度的精调。当控制器8检测到设定的系统出口流体目标温度高于系统进口流体温度时，自动调节电动三通调节阀2的开度使流体全部流入旁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体加热制冷系统，其特征在于，包括有第一温度传感器(1)、电动三通调节阀(2)、定频制冷系统(3)、流量计(4)、第二温度传感器(5)、水冷板电加热器(6)、第三温度传感器(7)以及控制器(8)等，所述水冷板电加热器包括有外壳(9)、水冷板(10)、电阻发热块(11)、陶瓷薄片(12)以及线排(13)等；所述电动三通调节阀(2)的第一出口与所述定频制冷系统(3)的进口相通，所述电动三通调节阀(2)的第二出口与所述定频制冷系统(3)的出口、水冷板电加热器(6)的进口相通，水冷板电加热器(6)的进口与定频制冷系统(3)的出口、电动三通调节阀(2)的第二出口相通；所述控制器(8)通过自动控制所述电动三通调节阀(2)的开度和所述水冷板电加热器(6)的加热功率，实现对流体温度的粗调和精调。/n

【技术特征摘要】
1.一种流体加热制冷系统，其特征在于，包括有第一温度传感器(1)、电动三通调节阀(2)、定频制冷系统(3)、流量计(4)、第二温度传感器(5)、水冷板电加热器(6)、第三温度传感器(7)以及控制器(8)等，所述水冷板电加热器包括有外壳(9)、水冷板(10)、电阻发热块(11)、陶瓷薄片(12)以及线排(13)等；所述电动三通调节阀(2)的第一出口与所述定频制冷系统(3)的进口相通，所述电动三通调节阀(2)的第二出口与所述定频制冷系统(3)的出口、水冷板电加热器(6)的进口相通，水冷板电加热器(6)的进口与定频制冷系统(3)的出口、电动三通调节阀(2)的第二出口相通；所述控制器(8)通过自动控制所述电动三通调节阀(2)的开度和所述水冷板电加热器(6)的加热功率，实现对流体温度的粗调和精调。


2.如权利要求1所述的一种流体加热制冷系统，其特征在于：所述水冷板(10)内部有微型流道，微型流道由若干个微型流道组...

【专利技术属性】
技术研发人员：李纯，邓飞龙，马秋成，廖向前，
申请(专利权)人：株洲智热技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43