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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410804579.7 (22)申请日 2014.12.23 F25B 49/02(2006.01) (71)申请人 天津职业技术师范大学 地址 300222 天津市津南区大沽南路 1310 号 (72)发明人 王燕霜 曹佳伟 李刚 承军伟 李璞 蔡玉俊 王仲民 (54) 发明名称 一种基于 PID 控制电磁阀的制冷方法 (57) 摘要 本发明公开了一种基于 PID 控制电磁阀的 制冷方法， 所述制冷方法中冷媒的温度可以通过 PID 温度控制器、 电磁阀和温度传感器形成的闭 环电路进行控制， 在冷媒出口处设置了温度传感 器， 该传感。
2、器与 PID 温度控制器相连接， 将测量的 冷媒出口温度反馈到PID温度控制器， 通过PID温 度控制器调节占空比来调节电磁阀的开启时间， 从而控制进入到蒸发器的制冷剂氟利昂的量， 以 此来控制蒸发器吸收冷媒的热量， 从而控制冷媒 的温度 ； 电磁阀是自行研制的直流电磁阀， 它的 体积小、 流量小， 当电磁阀关闭时能够完全关闭， 可避免制冷剂泄露。 本发明温度控制精确稳定， 避 免了压缩机反复启停造成压缩机的损耗， 可延长 压缩机的使用寿命， 适用于各种行业的冷却需要。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (。
3、10)申请公布号 CN 104457076 A (43)申请公布日 2015.03.25 CN 104457076 A 1/1 页 2 1.本发明提出了一种基于 PID 控制电磁阀的制冷方法， 其特征在于， 该制冷方法对应 的制冷系统包括压缩机、 冷凝器、 风扇、 贮液缸、 干燥过滤器、 电磁阀、 PID 温度控制器、 传感 器、 毛细管节流器、 蒸发器和冷媒箱， 制冷剂氟利昂常温下为气体， 经过压缩机之后变为高 温高压气体， 经过冷凝器之后变为低温高压液体， 经过贮液缸和干燥过滤器之后， 低温高压 液体氟利昂中的杂质和水分被除掉， 经过电磁阀和毛细管节流器之后得到低温低压液体氟 利昂， 低温。
4、低压液体氟利昂进入蒸发器与冷媒箱中的冷媒进行热交换， 吸收冷媒中的热量， 使得冷媒温度降低， 从而达到制冷的目的。 2.根据权利要求 1 所述的一种基于 PID 控制电磁阀的制冷方法， 其特征在于 ： 所述制 冷方法中， 冷媒的温度可以通过 PID 温度控制器、 电磁阀和温度传感器形成的闭环电路进 行控制， 在冷媒出口处设置了铂电阻温度传感器， 该传感器与 PID 温度控制器相连接， PID 温度控制器与电磁阀相连接来控制电磁阀的通断时间， 由铂电阻温度传感器测量冷媒的出 口温度， 并将温度反馈到PID温度控制器， 通过PID温度控制器调节占空比来调节电磁阀的 开启时间， 从而控制进入到蒸发器。
5、的制冷剂氟利昂的量， 以此来控制蒸发器吸收冷媒的热 量， 从而控制冷媒的温度， 然后再将冷媒的出口温度反馈到 PID 温度控制器中与设定温度 进行比较， 如果冷媒的温度高于设定温度， PID 温度控制器通过增加电磁阀的开启时间来增 加进入蒸发器的低温氟利昂的流量， 从而吸收更多冷媒中的热量， 使得冷媒的温度降低， 周 而复始重复上述过程， 直到冷媒出口温度与设定的温度相等， 从而实现快速高效的降温。 3.根据权利要求 1 或 2 所述的一种基于 PID 控制电磁阀的制冷方法， 其特征在于 ： 所 述制冷方法中， 电磁阀是自行研制的直流电磁阀， 在直流电压下采用铜丝的直径大于交流 电压下的铜丝直。
6、径， 减少线圈的匝数使电磁阀的体积减小， 同时该电磁阀在保证流量足够 用的前提下， 使流量达到很小， 同时电磁阀在关闭时能够完全关闭， 可避免制冷剂泄露。 权 利 要 求 书 CN 104457076 A 2 1/3 页 3 一种基于 PID控制电磁阀的制冷方法 技术领域 0001 本发明涉及温度控制技术领域， 尤其涉及关于低温设备降温制冷的一种控制方法 即一种基于 PID 控制电磁阀的制冷方法。 背景技术 0002 随着生活的不断发展， 人们对低温的需求越来越多， 从农业上最基本的低温保存 到航天器上的制冷系统， 它们都离不开低温技术。 而目前现有的技术及制冷方法如下 ： 低温 低压的制冷剂。
7、 （氟利昂） 气体通过压缩机的绝热压缩变成高温高压的气体， 之后在冷凝器的 等压状态下和四周介质进行热交换实现散热， 从而变成低温高压的液体， 经过节流装置然 后进入蒸发器， 由于制冷剂的汽化吸收热量从而使冷媒的温度降低， 达到制冷效果。 此时制 冷剂变为低温低压的气体， 使其重新回到压缩机重复前面的流程。此循环周而复始以达到 降温的目的。 现有的制冷方法技术通过温度控制器根据温度传感器反馈的信号来控制压缩 机停机或启动， 以此实现温度控制。该方法缺点在于当温度传感器测得出口温度达到所设 置的温度时， 此时将温度反馈到温度控制器， 温度控制器才开始控制关闭压缩机， 但是由于 制冷剂热惯性的存在。
8、， 蒸发器会继续降温又会打破刚达到的稳定状态， 此时就会造成出口 温度的不稳定。 造成此种方法进行温度控制， 不能够精确、 稳定地控制和保持输出温度的稳 定， 同时压缩机频繁的停机、 启动， 对压缩机的损耗比较大， 大大降低了压缩机的使用寿命。 目前的低温制冷技术存在以下几点问题 ： 1、 通过控制压缩机停机或启动不仅噪声污染大而 且对压缩机的损耗大。2、 温度输出不稳定， 温度控制精度只能达到 1。 。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是 ： 改变以前由温度控制器控制压缩机来实现温度控制 的方法。提供一种新的冷却方法， 使得输出温度精度高且稳定， 同时降低对压缩机的损耗， 大大增加。
9、压缩机的使用寿命。 0004 为了实现上述目的， 本发明提出了一种基于 PID 控制电磁阀的制冷方法。其特征 在于， 该制冷方法对应的制冷系统包括压缩机、 冷凝器， 风扇、 贮液缸、 干燥过滤器、 电磁阀、 PID 温度控制器、 传感器、 毛细管节流器、 蒸发器和冷媒箱。制冷剂氟利昂常温下为气体， 经 过压缩机之后变为常温高压气体， 经过冷凝器之后变为低温高压液体， 经过贮液缸和干燥 过滤器之后， 低温高压液体氟利昂中的杂质和水分被除掉， 经过电磁阀和毛细管节流器之 后得到低温低压液体氟利昂， 低温低压液体氟利昂进入蒸发器与冷媒箱中的冷媒进行热交 换， 吸收冷媒中的热量， 使得冷媒温度降低， 。
10、从而达到制冷的目的。 0005 所述制冷方法中， 冷媒的温度可以通过 PID 温度控制器、 电磁阀和温度传感器形 成的闭环电路进行控制。在冷媒出口处设置了铂电阻温度传感器， 该传感器与 PID 温度控 制器相连接， PID 温度控制器与电磁阀相连接来控制电磁阀的通断时间。由铂电阻温度传 感器测量冷媒的出口温度， 并将温度反馈到PID温度控制器， 通过PID温度控制器调节占空 比来调节电磁阀的开启时间， 从而控制进入到蒸发器的制冷剂氟利昂的量， 以此来控制蒸 说 明 书 CN 104457076 A 3 2/3 页 4 发器吸收冷媒的热量， 从而控制冷媒的温度， 然后再将冷媒的出口温度反馈到 P。
11、ID 温度控 制器中与设定温度进行比较， 如果冷媒的温度高于设定温度， PID 温度控制器通过增加电磁 阀的开启时间来增加进入蒸发器的低温氟利昂的流量， 从而吸收更多冷媒中的热量， 使得 冷媒的温度降低， 周而复始重复上述过程， 直到冷媒出口温度与设定的温度相等， 从而实现 快速高效的降温。 0006 所述贮液缸， 用来储存制冷剂中的液体部分， 降低冷凝器的负荷。 同时它还起到液 封的作用， 防止气体倒流进入压缩机产生液击。 0007 所述制冷方法中， 电磁阀是自行研制的直流电磁阀。在直流电压下采用铜丝的直 径大于交流电压下的铜丝直径， 减少线圈的匝数使电磁阀的体积减小。同时该电磁阀在保 证流。
12、量足够用的前提下， 使流量达到很小。 同时电磁阀在关闭时能够完全关闭， 可避免制冷 剂泄漏。 0008 本发明的有益效果为 ： 1、 通过采用 PID 温度控制器、 电磁阀、 铂电阻温度传感器形成的闭环电路来调节电磁 阀的开启时间和频率， 能够实现快速降温和精确、 稳定地控制输出温度， 控温精度可以达到 0.1 ； 2、 制冷过程中， 通过控制电磁阀的通断来控制冷媒的温度， 而压缩机始终处于工作状 态， 避免了压缩机反复启停造成压缩机的损耗， 可延长压缩机的使用寿命。 附图说明 0009 图 1 为本发明一种基于 PID 控制电磁阀的制冷方法的示意图。 0010 其中 ： 1. 压缩机， 2.。
13、 冷凝器， 3. 贮液缸， 4. 干燥过滤器， 5.PID 温度控制器， 6. 电 磁阀， 7. 毛细管节流器， 8. 铂电阻温度传感器， 9. 蒸发器， 10. 冷媒箱， 11 风扇。 具体实施方案 0011 下面结合附图及具体实施案例对本发明做进一步的详细说明。 0012 一种基于 PID 控制电磁阀的制冷方法， 压缩机 1 使制冷剂氟利昂变为高温高压的 气体， 经过冷凝器 2 变为低温高压的液体并且储存在贮液缸 3 中， 起到液封的作用。干燥过 滤器 4 将贮液缸 3 中的液体进行干燥过滤， 除去水分和杂质后连接电磁阀 6， 通过电磁阀 6 来控制制冷剂氟利昂进入毛细管节流器 7 的流量。
14、， 通过毛细管节流器 7 后得到低温低压的 液体氟利昂， 经过蒸发器9与冷媒箱10中的冷媒进行热交换， 吸收冷媒中的热量， 使得冷媒 温度降低， 从而达到制冷的目的。最后得到的氟利昂气体重新回到压缩机 1 进行上述过程。 在冷凝器 2 的外侧设置散热风扇 11， 蒸发器 9 置于冷媒箱 10 中。所需要冷却的物质连接冷 媒箱 10 的入口， 并且在冷媒箱 10 出口处连接一个铂电阻温度传感器 8， 并连接到 PID 温度 控制器 5， 由 PID 温度控制器 5 来调节和控制冷媒箱 10 的出口温度。 0013 冷媒的温度可以通过PID温度控制器5、 电磁阀6和铂电阻温度传感器8形成的闭 环电。
15、路进行控制。 通过铂电阻温度传感器8所测得的出口温度反馈到PID温度控制器5， 根 据所反馈的温度和所设置的温度进行对比来调节。通过 PID 温度控制器 5 可以调节占空比 来调节电磁阀的开启时间， 从而控制进入到蒸发器 9 的制冷剂氟利昂的量。从而调节了蒸 发器 9 的蒸发温度， 使冷媒箱 10 的出口温度与所设置温度的温差减小， 然后再将所测得的 说 明 书 CN 104457076 A 4 3/3 页 5 出口温度再度反馈到 PID 温度控制器 5 与设定温度进行比较， 周而复始的循环上述过程直 到达到冷媒出口与所设置的温度相等， 从而实现快速高效的降温。 0014 本发明经测得温度控制精度能达到 0.1， 适用于各种行业的冷却需要。 说 明 书 CN 104457076 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 104457076 A 6 。