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CN117329745B - 环境试验箱制冷控制装置及方法 - Google Patents

环境试验箱制冷控制装置及方法 Download PDF

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CN117329745B
CN117329745B CN202311555030.4A CN202311555030A CN117329745B CN 117329745 B CN117329745 B CN 117329745B CN 202311555030 A CN202311555030 A CN 202311555030A CN 117329745 B CN117329745 B CN 117329745B
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Abstract

本发明实施例公开了一种环境试验箱制冷控制装置及方法。该环境试验箱制冷控制装置包括采集模块、压缩机、第一调节模块、冷凝模块、第二调节模块、换热模块、第三调节模块、第四调节模块、蒸发模块以及控制模块；本方案可以使压缩机在低压控制允许运行的最低压力下，将压缩机排出的高温高压的制冷剂在换热模块中与第三调节模块节流后的低温低压的气液两相混合制冷剂进行充分换热，可以最大限度降低蒸发模块的热输出，降低冷凝模块的热负荷，即降低冷凝模块的运行频率。综上，本方案提供的环境试验箱制冷控制装置在恒温控制过程中降低了压缩机运行压力、冷凝模块的运行频率以及蒸发模块的热输出，从而使环境试验箱制冷控制装置的能耗降低。

Description

环境试验箱制冷控制装置及方法
技术领域
本发明实施例涉及环境试验箱技术领域，尤其涉及一种环境试验箱制冷控制装置及方法。
背景技术
控制环境试验箱的箱内温度恒定时，需要将箱温波动控制在±0.2℃，制冷系统需要持续运行，会使环境试验箱制冷控制装置能耗高，因此使境试验箱制冷控制装置的高能耗成为了行业内重点关注的问题。
环境试验箱应用最为广泛的制冷系统为单级压缩制冷系统。图1为现有技术提供的一种单级压缩制冷系统的结构示意图，图1中针对单级压缩制冷系统，降低系统能耗的方式主要是通过将热气经毛细管1和毛细管2节流降压后旁通至节流阀3与蒸发器4之间，与节流阀3节流后的低温低压的气液两相制冷剂混合换热，以减小进入蒸发器制冷剂的液体量，从而降低蒸发器4箱体电加热器5的发热量。由于热气通过毛细管的量在一定范围内是固定量，调节性差，无法覆盖较大的温度区间范围。较小的热气旁通量无法降低进入蒸发器的液体流量，而大旁通量在电加热降低的同时则会使得压缩机吸气压力升高运行功率增加，进而使环境试验箱制冷控制装置的总体能耗偏高。
发明内容
本发明实施例提供一种环境试验箱制冷控制装置及方法，以降低环境试验箱制冷控制装置的能耗。
第一方面，本发明实施例提供了一种环境试验箱制冷控制装置，其特征在于，包括采集模块、压缩机、第一调节模块、冷凝模块、第二调节模块、换热模块、第三调节模块、第四调节模块、蒸发模块以及控制模块；
所述采集模块用于检测所述压缩机的工况参数、所述冷凝模块的工况参数以及所述环境试验箱的箱温，所述第一调节模块的第一端、所述换热模块的第一端以及所述第二调节模块的第一端均与所述压缩机的第一端连通，所述第一调节模块的第二端与所述冷凝模块的第一端均和所述换热模块的第二端连通，所述冷凝模块的第二端与所述第三调节模块的第一端均与所述第四调节模块的第一端连通，所述第四调节模块的第二端和所述第二调节模块的第二端连通，所述第三调节模块的第二端与所述换热模块的第三端连通，所述换热模块的第四端和所述蒸发模块的第一端连通，所述蒸发模块的第二端与所述压缩机的第二端连通；
所述采集模块、所述第一调节模块、所述冷凝模块、所述第二调节模块、所述换热模块、所述第三调节模块、第四调节模块以及蒸发模块均与所述控制模块连接。
可选地，所述换热模块包括电磁阀和热交换器；
所述电磁阀的第一端作为所述换热模块的第一端，所述电磁阀的第二端与所述热交换器的第一端连接，所述热交换器的第二端作为所述换热模块的第二端，所述热交换器的第三端作为所述换热模块的第三端，所述热交换器的第四端作为所述换热模块的第四端，所述热交换器的第一端和第二端连通，所述热交换器的第三端和第四端连通。
可选地，所述第一调节模块包括第一热气流量调节阀，所述第二调节模块包括二热气流量调节阀，所述第三调节模块包括节流阀，所述第四调节模块包括冷旁流量调节阀。
第二方面，本发明实施例还提供了一种环境试验箱制冷控制方法，该环境试验箱制冷控制方法由本发明任意实施例提供的环境试验箱制冷控制装置执行。该环境试验箱制冷控制方法，包括：
根据所述箱温和箱温设定值，确定所述环境试验箱的控制模式；所述控制模式包括降温模式和恒温模式；
若所述环境试验箱的控制模式为降温模式，则根据降温控制策略对所述环境试验箱进行制冷调节；
若所述环境试验箱的控制模式为恒温模式，则根据恒温控制策略对所述环境试验箱进行恒温调节。
可选地，所述压缩机的工况参数包括压缩机排气温度和压缩机吸气压力对应蒸发温度；
所述根据降温控制策略对所述环境试验箱进行制冷调节，包括：
调节所述第一调节模块输出流量为最大流量，所述第二调节模块输出流量为最小流量；
关闭所述蒸发模块和所述换热模块；
根据所述箱温、压缩机吸气压力对应蒸发温度以及温箱与蒸发温度偏差默认值，调整所述第三调节模块输出流量；
根据压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值，调整所述第四调节模块输出流量。
可选地，调整所述第三调节模块输出流量的步骤，包括：
根据所述箱温和所述压缩机吸气压力对应蒸发温度计算箱温与蒸发温度偏差设定值；
若所述箱温与蒸发温度偏差默认值与所述箱温与蒸发温度偏差设定值的差大于第一阈值，减小所述第三调节模块输出流量；
若所述箱温与蒸发温度偏差默认值与所述箱温与蒸发温度偏差设定值的差大于或等于第二阈值，且所述箱温与蒸发温度偏差默认值与所述箱温与蒸发温度偏差设定值的差小于或等于所述第一阈值，维持所述第三调节模块输出流量不变；
所述箱温与蒸发温度偏差默认值与所述箱温与蒸发温度偏差设定值的差小于所述第二阈值，增大所述第三调节模块输出流量。
可选地，所述调整所述第四调节模块输出流量的步骤，包括：
若所述压缩机排气温度和所述压缩机排气温度目标设定值的差大于或等于压缩机排气偏差设定值，增大所述第四调节模块输出流量；
若所述压缩机排气温度和所述压缩机排气温度目标设定值的差大于所述压缩机排气偏差设定值的负值，且所述压缩机排气温度和所述压缩机排气温度目标设定值的差小于所述压缩机排气偏差设定值，维持所述第四调节模块输出流量不变；
若所述压缩机排气温度和所述压缩机排气温度目标设定值的差小于或等于所述压缩机排气偏差设定值的负值，调整所述第四调节模块输出流量为最小流量。
可选地，所述压缩机的工况参数包括压缩机吸气压力和压缩机排气温度；
所述冷凝模块的工况参数包括冷凝器出口温度；
所述根据恒温控制策略对所述环境试验箱进行恒温调节，包括：
根据所述箱温和所述箱温设定值，调整所述蒸发模块的输出百分比；
根据所述蒸发模块的输出百分比和所述蒸发模块的输出百分比设定值，调整所述第三调节模块输出流量；
根据所述压缩机吸气压力和所述压缩机排气温度，调整所述第二调节模块输出流量；
根据上次所述第三调节模块输出流量、上次所述压缩机吸气压力以及上次所述蒸发模块输出百分比，调整所述第一调节模块输出流量；
根据第三调节模块输出流量，调整所述换热模块的工作状态；
根据所述压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值，调整所述第四调节模块输出流量；
根据所述冷凝器出口温度，调整冷凝模块的冷凝风机输出频率。
可选地，所述调整所述蒸发模块的输出百分比，包括：
对所述箱温和所述箱温设定值的差值做PID运算，根据所述PID运算输出的值调整所述蒸发模块的输出百分比，直至所述箱温和所述箱温设定值的差在预设范围内，停止调整所述蒸发模块的输出百分比。
可选地，所述调整所述第三调节模块输出流量，包括：
若所述蒸发模块输出百分比大于所述蒸发模块输出百分比设定值和第一系数的积，或所述蒸发模块输出百分比小于或等于所述蒸发模块输出百分比设定值和第二系数的积，调整所述第三调节模块输出流量＝上次所述第三调节模块输出流量-[第一比例系数*(上次所述蒸发模块输出百分比-所述蒸发模块输出百分比设定值/60]；
若所述蒸发模块输出百分比大于所述蒸发模块输出百分比设定值和第二系数的积，且所述蒸发模块输出百分比小于或等于所述蒸发模块的输出百分比设定值和第一系数的积，调整所述第三调节模块输出流量＝上次所述第三调节模块输出流量-0.5[第一比例系数*(上次所述蒸发模块输出百分比-所述蒸发模块输出百分比设定值/90]。
可选地，所述调整所述第二调节模块输出流量，包括：
若所述压缩机吸气压力小于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，且所述压缩机排气温度小于压缩机排气温度目标值，调整所述第二调节模块输出流量＝上次所述第二调节模块输出流量-[第二比例系数*(上次所述压缩机吸气压力-所述压缩机吸气压力目标值)/90]；
若所述压缩机吸气压力小于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，且所述压缩机排气温度大于或等于压缩机排气温度目标值，调整所述第二调节模块输出流量＝上次所述第二调节模块输出流量；
若所述压缩机吸气压力大于或等于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，所述压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且所述压缩机排气温度小于压缩机排气温度目标值，调整调整所述第二调节模块输出流量＝上次所述第二调节模块输出流量-[第二比例系数*(上次所述压缩机吸气压力-所述压缩机吸气压力目标值)/120]；
若所述压缩机吸气压力大于或等于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，所述压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且所述压缩机排气温度大于或等于压缩机排气温度目标值，调整所述第二调节模块输出流量＝上次所述第二调节模块输出流量；
当所述压缩机吸气压力大于所述压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且所述压缩机排气温度小于所述压缩机排气温度目标值，调整述第二调节模块输出流量＝上次所述第二调节模块输出流量-[第二比例系数*(上次所述压缩机吸气压力-所述压缩机吸气压力目标值)/90]；
当所述压缩机吸气压力大于所述压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且所述压缩机排气温度大于或等于所述压缩机排气温度目标值，调整述第二调节模块输出流量＝上次所述第二调节模块输出流量-[第二比例系数*(上次所述压缩机吸气压力-所述压缩机吸气压力目标值)/60]。
可选地，所述调整所述第一调节模块输出流量，包括：
若上次所述第一调节模块输出流量为最小流量，上次所述压缩机吸气压力大于或等于所述压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，上次所述压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且上次所述蒸发模块输出百分比大于所述蒸发模块输出百分比设定值与第一系数的积，调节所述第一调节模块输出流量＝上次所述第一调节模块输出流量-[第三比例系数*(上次所述蒸发模块输出百分比-所述蒸发模块输出百分比设定值*1.2/60]；
若上次所述第一调节模块输出流量为最小流量，上次所述压缩机吸气压力大于或等于所述压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，上次所述压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且上次所述蒸发模块输出百分比大于或等于所述蒸发模块输出百分比设定值与第二系数的积，上次所述蒸发模块输出百分比大于或等于所述蒸发模块输出百分比设定值与第一系数的积，调节所述第一调节模块输出流量＝上次所述第一调节模块输出流量-[第三比例系数*(上次所述蒸发模块输出百分比-所述蒸发模块输出百分比设定值/120]；
若上次所述第一调节模块输出流量为最小流量，上次所述压缩机吸气压力大于或等于所述压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，上次所述压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且上次所述蒸发模块输出百分比小于所述蒸发模块输出百分比设定值与第二系数的积，调节所述第一调节模块输出流量＝上次所述第一调节模块输出流量-[第三比例系数*(上次所述蒸发模块输出百分比-所述蒸发模块输出百分比设定值*0.8/60]；
若上次所述第一调节模块输出流量为最小流量，或上次所述压缩机吸气压力小于所述压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，或上次所述压缩机吸气压力大于所述压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，调节所述第一调节模块输出流量＝上次所述第一调节模块输出流量。
可选地，所述调整所述换热模块的工作状态，包括：
若所述第三调节模块输出流量小于或等于所述第三调节模块最小输出流量与第五系数的积，打开所述换热模块；
若所述第三调节模块输出流量大于所述第三调节模块最小输出流量与第五系数的积，关闭所述换热模块。
可选地，所述调整所述第四调节模块输出流量，包括：
若压缩机排气温度与所述压缩机排气温度目标设定值的差值大于或等于压缩机排气偏差设定值与第四系数的积，增大所述第四调节模块输出流量；
若所述压缩机排气温度与所述压缩机排气温度目标设定值的差值大于所述压缩机排气偏差设定值与第三系数负值的积，且所述压缩机排气温度与所述压缩机排气温度目标设定值的差值小于压缩机排气偏差设定值与第四系数的积，维持所述第四调节模块输出流量不变；
若所述压缩机排气温度与所述压缩机排气温度目标设定值的差值小于所述压缩机排气偏差设定值与第三系数负值的积，调节所述第四调节模块输出流量为最小流量。
可选地，所述调整冷凝模块的冷凝风机输出频率，包括：
若所述冷凝器出口温度小于环境温度和第三阈值的和，所述冷凝风机输出频率＝上次所述冷凝风机输出频率+第四比例系数[所述冷凝器出口温度-(所述环境温度+第三阈值)]/30；
若所述冷凝器出口温度大于或等于环境温度和第三阈值的和，所述冷凝风机输出频率＝上次所述冷凝风机输出频率+第四比例系数[所述冷凝器出口温度-(所述环境温度+第三阈值)]/第三阈值。
本发明实施例提供的环境试验箱制冷控制装置，通过控制模块控制第一调节模块、第二调节模块、第三调节模块以及第四调节模块导通，使压缩机在低压控制允许运行的最低压力下，将压缩机排出的高温高压的制冷剂在换热模块中与第三调节模块节流后的低温低压的气液两相混合制冷剂进行充分换热，由此可以最大限度降低蒸发模块的热输出，降低冷凝模块的热负荷，即降低冷凝模块的运行频率。综上，本方案提供的环境试验箱制冷控制装置在恒温控制过程中降低了压缩机运行压力、冷凝模块的运行频率以及蒸发模块的热输出，从而使环境试验箱制冷控制装置的能耗降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种单级压缩制冷系统的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种环境试验箱制冷控制装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种环境试验箱制冷控制方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的一种根据降温控制策略对环境试验箱进行制冷调节的步骤的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种根据恒温控制策略对环境试验箱进行恒温调节的步骤的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图2为本发明实施例提供的一种环境试验箱制冷控制装置的结构示意图，如图2所示，该环境试验箱制冷控制装置包括采集模块110、压缩机120、第一调节模块130、冷凝模块140、第二调节模块150、换热模块160、第三调节模块170、第四调节模块180、蒸发模块190以及控制模块；
采集模块110用于检测压缩机120的工况参数、冷凝模块140的工况参数以及环境试验箱的箱温，第一调节模块130的第一端、换热模块160的第一端以及第二调节模块150的第一端均与压缩机120的第一端连通，第一调节模块130的第二端与冷凝模块140的第一端均和换热模块160的第二端连通，冷凝模块140的第二端与第三调节模块170的第一端均与第四调节模块180的第一端连通，第四调节模块180的第二端和第二调节模块150的第二端连通，第三调节模块170的第二端与换热模块160的第三端连通，换热模块160的第四端和蒸发模块190的第一端连通，蒸发模块190的第二端与压缩机120的第二端连通；采集模块110、第一调节模块130、冷凝模块140、第二调节模块150、换热模块160、第三调节模块170、第四调节模块180以及蒸发模块190均与控制模块连接。
具体地，采集模块110包括压力传感器110(1)、第一温度传感器110(2)、第二温度传感器110(3)、第三温度传感器110(4)以及第四温度传感器110(5)。压力传感器110(1)安装于压缩机吸气口(压缩机120的第二端)，用于检测压缩机吸气压力。第一温度传感器110(2)安装于压缩机吸气口，用于检测压缩机吸气温度。第二温度传感器110(3)安装于压缩机排气口(压缩机120的第一端)，用于检测压缩机排气温度。第三温度传感器110(4)安装于冷凝模块140出口(冷凝模块140的第二端)，用于检测冷凝器出口温度。第四温度传感器110(5)器安装于环境试验箱内部，用于检测环境试验箱的箱温。
压缩机120是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。压缩机120从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力，从而实现压缩→冷凝(放热)→膨胀→蒸发(吸热)的制冷循环。换热模块160可以对流入的气体进行降温。冷凝模块140主要是用来排放热量的，它可以把气体或蒸汽转变成液体，将热量以很快的方式放热。
环境试验箱制冷控制装置的降温控制过程分为降温控制过程和恒温控制过程，在不同的降温控制过程中第一调节模块130、第二调节模块150、第三调节模块170以及第四调节模块180的开度不同，控制模块通过控制第一调节模块130、第二调节模块150、第三调节模块170以及第四调节模块180的开度来调节流过冷凝模块140、换热模块160以及压缩机120气体和液体的压力和温度，从而调节冷凝模块140、换热模块160以及压缩机120的运行频率，进而降低冷凝模块140、换热模块160以及压缩机120的运行能耗。
其中，第一调节模块130可以控制流入换热模块160的制冷剂量，从而使压缩机120排出的高温高压的制冷剂与第三调节模块170节流后的低温低压的气液两相混合的制冷剂充分换热。第二调节模块150可以在压缩机120运行压力低的情况下，对压缩机120的吸气端进行补压，以提高压缩机120的运行压力，以保证压缩机120工作于正压状态，以防外界环境空气进入压缩机120。
第三调节模块170可以控制制冷剂的蒸发量，从而调节压缩机120的运行压力。
第四调节模块180可以调节压缩机排气温度。
环境试验箱制冷控制装置的降温控制过程制冷剂循环路径为：压缩机120-第一调节模块130-冷凝模块140-第三调节模块170-换热模块160(仅起导通的作用)-蒸发模块190-压缩机120；路径2：压缩机120-第一调节模块130-冷凝模块140-第四调节模块180-压缩机120。其中，控制模块可以通过调节第三调节模块170的开度来调节制冷剂在路径1和路径2中的流通量，以此来控制制冷剂流过蒸发模块190的量，进而调节压缩机120的排气温度。
环境试验箱制冷控制装置的恒温控制的工作原理为：维持冷凝模块140制冷、蒸发模块190制热以及压缩机120发热的冷热对冲平衡。具体地为：通过控制模块控制第一调节模块130、第二调节模块150、第三调节模块170以及第四调节模块180导通，使压缩机120在低压控制允许运行的最低压力下，将压缩机120排出的高温高压的制冷剂在换热模块160中与第三调节模块170节流后的低温低压的气液两相混合制冷剂进行充分换热，由此可以最大限度降低蒸发模块190的热输出，降低冷凝模块140的热负荷，即降低冷凝模块140的运行频率。综上，本方案提供的环境试验箱制冷控制装置在恒温控制过程中降低了压缩机120运行压力、冷凝模块140的运行频率以及蒸发模块190的热输出，从而使环境试验箱制冷控制装置的能耗降低。
在上述实施例的基础上，继续参考图1，可选地，换热模块160包括电磁阀160(1)和热交换器160(2)；
电磁阀160(1)的第一端作为换热模块160的第一端，电磁阀160(1)的第二端与热交换器160(2)的第一端连接，热交换器160(2)的第二端作为换热模块160的第二端，热交换器160(2)的第三端作为换热模块160的第三端，热交换器160(2)的第四端作为换热模块160的第四端，热交换器160(2)的第一端和第二端连通，热交换器160(2)的第三端和第四端连通。
具体地，电磁阀160(1)导通时，压缩机120排出的高温高压的制冷剂通过电磁阀160(1)的第一端输入到换热器中，第三调节模块170节流后的低温低压的气液两相混合制冷剂通过热交换器160(2)的第三端进入热交换器160(2)，压缩机120排出的高温高压的制冷剂与低温低压的气液混合的制冷剂在热交换器160(2)充分换热后，压缩机120排出的高温高压的制冷剂从换热器的第二端输出至冷凝模块140，低温低压的气液混合的制冷剂从换热器的第四端输出至蒸发模块190。
在上述实施例的基础上，继续参考图1，可选地，第一调节模块130包括第一热气流量调节阀，第二调节模块150包括二热气流量调节阀，第三调节模块170包括节流阀，第四调节模块180包括冷旁流量调节阀。
在上述实施例的基础上，继续参考图1，可选地，冷凝模块140包括冷凝器140(2)和冷凝风机140(2)，其中冷凝风机140(2)可以对冷凝器140(1)中的制冷剂进行降温，使气化的制冷剂液化。蒸发模块190包括加热丝190(2)和蒸发器190(1)，加热丝190(2)可以对蒸发器190(1)中的制冷剂进行加热，使液化的制冷剂气化。
图3为本发明实施例提供的一种环境试验箱制冷控制方法的流程示意图，本实施例适用于对环境试验箱制冷控制，该方法由环境试验箱制冷控制装置执行，该装置采用硬件和软件的方式来实现。该环境试验箱制冷控制方法具体包括如下步骤：
S310、根据箱温和箱温设定值，确定环境试验箱的控制模式；控制模式包括降温模式和恒温模式。
其中，当环境试验箱的温度需要降低时，环境试验箱的控制模式为降温模式；当环境试验箱的温度需要保持时，环境试验箱的控制模式为恒温模式。
具体地，当箱温-箱温设定值>0.5时，环境试验箱的控制模式为降温模式；当-0.5≤箱温-箱温设定值≤0.5时，环境试验箱的控制模式为恒温模式；其中，0.5是根据实际情况预先设置的。
S320、若环境试验箱的控制模式为降温模式，则根据降温控制策略对环境试验箱进行制冷调节。
S330、若环境试验箱的控制模式为恒温模式，则根据恒温控制策略对环境试验箱进行恒温调节。
本发明实施例提供的环境试验箱制冷控制方法，根据降温控制策略对环境试验箱进行制冷调节，可以快速降低环境试验箱的箱温。根据恒温控制策略对环境试验箱进行恒温调节，可以控制第一调节模块、第二调节模块、第三调节模块以及第四调节模块的输出流量，使压缩机在低压控制允许运行的最低压力下，将压缩机排出的高温高压的制冷剂在换热模块中与第三调节模块节流后的低温低压的气液两相混合制冷剂进行充分换热，由此可以最大限度降低蒸发模块的热输出，降低冷凝模块的热负荷，即降低冷凝模块的运行频率。综上，本方案提供的环境试验箱制冷控制方法在恒温控制过程中降低了压缩机运行压力、冷凝模块的运行频率以及蒸发模块的热输出，从而使环境试验箱制冷控制装置的能耗降低。
可选地，压缩机的工况参数包括压缩机排气温度和压缩机吸气压力对应蒸发温度。
继续参考图2，第一温度传感器110(2)可以检测压缩机吸气温度，即压缩机吸气压力对应蒸发温度。第二温度传感器110(3)可以检测压缩机排气温度。
在上述实施例的基础上，可选地，图4为本发明实施例提供的一种根据降温控制策略对环境试验箱进行制冷调节的步骤的流程示意图，如图4所示，对根据降温控制策略对环境试验箱进行制冷调节的步骤进行解释：
S410、调节第一调节模块输出流量为最大流量，第二调节模块输出流量为最小流量。
其中，第一调节模块输出最大流量是指第一调节模块的开度最大时的流量，第二调节模块输出最小流量是指第二调节模块的开度最小时的流量。
S420、关闭蒸发模块和换热模块；
其中，关闭蒸发模块是指控制蒸发模块的然输出为零，即控制加热模块的加热丝不产生热量。关闭换热模块是指控制压缩机排出的高温高压的制冷剂不进入换热模块与进入换热模块的低温低压的气液两相混合制冷剂进行换热，即控制模块可以控制电磁阀关闭，以阻止压缩机排出的高温高压的制冷剂进入换热模块。
S430、根据箱温、压缩机吸气压力对应蒸发温度以及温箱与蒸发温度偏差默认值，调整第三调节模块输出流量。
具体地，根据箱温和压缩机吸气压力对应蒸发温度计算箱温与蒸发温度偏差设定值。其中，箱温与蒸发温度偏差设定值＝箱温-压缩机吸气压力对应蒸发温度。
若箱温与蒸发温度偏差默认值与箱温与蒸发温度偏差设定值的差大于第一阈值，减小第三调节模块输出流量。
若箱温与蒸发温度偏差默认值与箱温与蒸发温度偏差设定值的差大于或等于第二阈值，且箱温与蒸发温度偏差默认值与箱温与蒸发温度偏差设定值的差小于或等于第一阈值，维持第三调节模块输出流量不变。
箱温与蒸发温度偏差默认值与箱温与蒸发温度偏差设定值的差小于第二阈值，增大第三调节模块输出流量。
需要注意的是：温箱与蒸发温度偏差默认值、第一阈值以及第二阈值均是预先设置的。
S440、根据压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值，调整第四调节模块输出流量。
具体地，若压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值的差大于或等于压缩机排气偏差设定值，增大第四调节模块输出流量；
若压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值的差大于压缩机排气偏差设定值的负值，且压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值的差小于压缩机排气偏差设定值，维持第四调节模块输出流量不变；
若压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值的差小于或等于压缩机排气偏差设定值的负值，调整第四调节模块输出流量为最小流量。
其中，压缩机排气温度目标设定值和压缩机排气偏差设定值均是根据实际情况预先设置的。
可选地，压缩机的工况参数包括压缩机吸气压力和压缩机排气温度；冷凝模块的工况参数包括冷凝器出口温度。
继续参考图2，第一温度传感器110(2)可以检测压缩机吸气温度，即压缩机吸气压力对应蒸发温度。第二温度传感器110(3)可以检测压缩机排气温度。第三温度传感器110(4)可以检测冷凝器出口温度。
在上述实施例的基础上，可选地，图5为本发明实施例提供的一种根据恒温控制策略对环境试验箱进行恒温调节的步骤的流程示意图，如图5所示，对根据恒温控制策略对环境试验箱进行恒温调节的步骤进行解释：
S510、根据箱温和箱温设定值，调整蒸发模块的输出百分比。
具体地，对箱温和箱温设定值的差值做PID运算，根据PID运算输出的值调整蒸发模块的输出百分比，直至箱温和箱温设定值的差在预设范围内，停止调整蒸发模块的输出百分比。
其中，预设范围为根据实际情况预先设定的。
S520、根据蒸发模块的输出百分比和蒸发模块的输出百分比设定值，调整第三调节模块输出流量。
具体地，若蒸发模块输出百分比大于蒸发模块输出百分比设定值和第一系数的积，或蒸发模块输出百分比小于或等于蒸发模块输出百分比设定值和第二系数的积，调整第三调节模块输出流量＝上次第三调节模块输出流量-[第一比例系数*(上次蒸发模块输出百分比-蒸发模块输出百分比设定值/60]；
若蒸发模块输出百分比大于蒸发模块输出百分比设定值和第二系数的积，且蒸发模块输出百分比小于或等于蒸发模块的输出百分比设定值和第一系数的积，调整第三调节模块输出流量＝上次第三调节模块输出流量-0.5[第一比例系数*(上次蒸发模块输出百分比-蒸发模块输出百分比设定值/90]。
其中，蒸发模块的输出百分比设定值、第一系数、第二系数以及第一比例系数均为根据实际情况预先设定的值。
S530、根据压缩机吸气压力和压缩机排气温度，调整第二调节模块输出流量。
具体地，若压缩机吸气压力小于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，且压缩机排气温度小于压缩机排气温度目标值，调整第二调节模块输出流量＝上次第二调节模块输出流量-[第二比例系数*(上次压缩机吸气压力-压缩机吸气压力目标值)/90]；
若压缩机吸气压力小于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，且压缩机排气温度大于或等于压缩机排气温度目标值，调整第二调节模块输出流量＝上次第二调节模块输出流量；
若压缩机吸气压力大于或等于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且压缩机排气温度小于压缩机排气温度目标值，调整调整第二调节模块输出流量＝上次第二调节模块输出流量-[第二比例系数*(上次压缩机吸气压力-压缩机吸气压力目标值)/120]；
若压缩机吸气压力大于或等于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且压缩机排气温度大于或等于压缩机排气温度目标值，调整第二调节模块输出流量＝上次第二调节模块输出流量；
当压缩机吸气压力大于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且压缩机排气温度小于压缩机排气温度目标值，调整述第二调节模块输出流量＝上次第二调节模块输出流量-[第二比例系数*(上次压缩机吸气压力-压缩机吸气压力目标值)/90]；
当压缩机吸气压力大于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且压缩机排气温度大于或等于压缩机排气温度目标值，调整述第二调节模块输出流量＝上次第二调节模块输出流量-[第二比例系数*(上次压缩机吸气压力-压缩机吸气压力目标值)/60]。
其中，压缩机吸气压力目标值、第三系数、压缩机排气温度目标值、第二比例系数以及第四系数均为预先设定的值。
S540、根据上次第三调节模块输出流量、上次压缩机吸气压力以及上次蒸发模块输出百分比，调整第一调节模块输出流量。
具体地，若上次第一调节模块输出流量为最小流量，上次压缩机吸气压力大于或等于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，上次压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且上次蒸发模块输出百分比大于蒸发模块输出百分比设定值与第一系数的积，调节第一调节模块输出流量＝上次第一调节模块输出流量-[第三比例系数*(上次蒸发模块输出百分比-蒸发模块输出百分比设定值*1.2/60]；
若上次第一调节模块输出流量为最小流量，上次压缩机吸气压力大于或等于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，上次压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且上次蒸发模块输出百分比大于或等于蒸发模块输出百分比设定值与第二系数的积，上次蒸发模块输出百分比大于或等于蒸发模块输出百分比设定值与第一系数的积，调节第一调节模块输出流量＝上次第一调节模块输出流量-[第三比例系数*(上次蒸发模块输出百分比-蒸发模块输出百分比设定值/120]；
若上次第一调节模块输出流量为最小流量，上次压缩机吸气压力大于或等于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，上次压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且上次蒸发模块输出百分比小于蒸发模块输出百分比设定值与第二系数的积，调节第一调节模块输出流量＝上次第一调节模块输出流量-[第三比例系数*(上次蒸发模块输出百分比-蒸发模块输出百分比设定值*0.8/60]；
若上次第一调节模块输出流量为最小流量，或上次压缩机吸气压力小于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，或上次压缩机吸气压力大于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，调节第一调节模块输出流量＝上次第一调节模块输出流量。
其中，第一调节模块输出最小流量指第一调节模块开度最小时的流量，第一系数、第二系数、第三系数、第四系数以及第三比例系数均为根据实际情况预先设定的值。
S550、根据第三调节模块输出流量，调整换热模块的工作状态。
其中，换热模块的工况状态是由换热模块包括的电磁阀决定的，当电磁阀打开，换热模块的工作状态为打开状态，即在换热模块中使压缩机排出的高温高压的制冷剂与第三调节模块节流后的低温低压的气液两相混合的制冷剂进行充分换热；当电磁阀关闭，换热模块的工作状态为关闭状态，即压缩机排出的高温高压的制冷剂无法流入换热模块与第三调节模块节流后的低温低压的气液两相混合的制冷剂进行充分换热。
调整换热模块的工作状态的步骤具体为：若第三调节模块输出流量小于或等于第三调节模块最小输出流量与第五系数的积，打开换热模块；
若第三调节模块输出流量大于第三调节模块最小输出流量与第五系数的积，关闭换热模块。
其中，第三调节模块最小输出流量是指第三调节模块开度最小时的流量。第五系数是根据实际情况预先设定的。
S560、根据压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值，调整第四调节模块输出流量。
具体地，若压缩机排气温度与压缩机排气温度目标设定值的差值大于或等于压缩机排气偏差设定值与第四系数的积，增大第四调节模块输出流量；
若压缩机排气温度与压缩机排气温度目标设定值的差值大于压缩机排气偏差设定值与第三系数负值的积，且压缩机排气温度与压缩机排气温度目标设定值的差值小于压缩机排气偏差设定值与第四系数的积，维持第四调节模块输出流量不变；
若压缩机排气温度与压缩机排气温度目标设定值的差值小于压缩机排气偏差设定值与第三系数负值的积，调节第四调节模块输出流量为最小流量。
其中，压缩机排气温度目标设定值、压缩机排气偏差设定值、第三系数以及第四系数均为根据实际情况预先设定的值。
S570、根据冷凝器出口温度，调整冷凝模块的冷凝风机输出频率。
具体地，若冷凝器出口温度小于环境温度和第三阈值的和，冷凝风机输出频率＝上次冷凝风机输出频率+第四比例系数[冷凝器出口温度-(环境温度+第三阈值)]/30；
若冷凝器出口温度大于或等于环境温度和第三阈值的和，冷凝风机输出频率＝上次冷凝风机输出频率+第四比例系数[冷凝器出口温度-(环境温度+第三阈值)]/第三阈值。
其中，第四比例系数和第三阈值为根据实际情况预先设定的值。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种环境试验箱制冷控制装置，其特征在于，包括采集模块、压缩机、第一调节模块、冷凝模块、第二调节模块、换热模块、第三调节模块、第四调节模块、蒸发模块以及控制模块；
所述采集模块用于检测所述压缩机的工况参数、所述冷凝模块的工况参数以及所述环境试验箱的箱温，所述第一调节模块的第一端、所述换热模块的第一端以及所述第二调节模块的第一端均与所述压缩机的排气端连通，所述第一调节模块的第二端与所述冷凝模块的第一端均和所述换热模块的第二端连通，所述冷凝模块的第二端与所述第三调节模块的第一端均与所述第四调节模块的第一端连通，所述第四调节模块的第二端和所述第二调节模块的第二端连通，所述第三调节模块的第二端与所述换热模块的第三端连通，所述换热模块的第四端和所述蒸发模块的第一端连通，所述蒸发模块的第二端与所述压缩机的吸气端连通，所述第四调节模块的第二端与所述压缩机的吸气端连通；
所述采集模块、所述第一调节模块、所述冷凝模块、所述第二调节模块、所述换热模块、所述第三调节模块、第四调节模块以及蒸发模块均与所述控制模块连接；
所述换热模块包括电磁阀和热交换器；
所述电磁阀的第一端作为所述换热模块的第一端，所述电磁阀的第二端与所述热交换器的第一端连接，所述热交换器的第二端作为所述换热模块的第二端，所述热交换器的第三端作为所述换热模块的第三端，所述热交换器的第四端作为所述换热模块的第四端，所述热交换器的第一端和第二端连通，所述热交换器的第三端和第四端连通；
所述第一调节模块包括第一热气流量调节阀，所述第二调节模块包括二热气流量调节阀，所述第三调节模块包括节流阀，所述第四调节模块包括冷旁流量调节阀；
所述蒸发模块包括加热丝和蒸发器；
所述压缩机的工况参数包括压缩机吸气压力和压缩机排气温度，所述冷凝模块的工况参数包括冷凝器出口温度。
2.一种环境试验箱制冷控制方法，由权利要求1任一项所述的环境试验箱制冷控制装置执行，其特征在于，包括：
根据所述箱温和箱温设定值，确定所述环境试验箱的控制模式；所述控制模式包括降温模式和恒温模式；
若所述环境试验箱的控制模式为降温模式，则根据降温控制策略对所述环境试验箱进行制冷调节；
若所述环境试验箱的控制模式为恒温模式，则根据恒温控制策略对所述环境试验箱进行恒温调节。
3.根据权利要求2所述的环境试验箱制冷控制方法，其特征在于，所述压缩机的工况参数包括压缩机排气温度和压缩机吸气压力对应蒸发温度；
所述根据降温控制策略对所述环境试验箱进行制冷调节，包括：
调节所述第一调节模块输出流量为最大流量，所述第二调节模块输出流量为最小流量；
关闭所述蒸发模块和所述换热模块；
根据所述箱温、压缩机吸气压力对应蒸发温度以及箱温与蒸发温度的偏差默认值，调整所述第三调节模块输出流量；
根据压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值，调整所述第四调节模块输出流量。
4.根据权利要求3所述的环境试验箱制冷控制方法，其特征在于，调整所述第三调节模块输出流量的步骤，包括：
根据所述箱温和所述压缩机吸气压力对应蒸发温度计算箱温与蒸发温度的偏差设定值；
若所述箱温与蒸发温度的偏差默认值与所述箱温与蒸发温度的偏差设定值的差大于第一阈值，减小所述第三调节模块输出流量；
若所述箱温与蒸发温度的偏差默认值与所述箱温与蒸发温度的偏差设定值的差大于或等于第二阈值，且所述箱温与蒸发温度的偏差默认值与所述箱温与蒸发温度的偏差设定值的差小于或等于所述第一阈值，维持所述第三调节模块输出流量不变；
所述箱温与蒸发温度的偏差默认值与所述箱温与蒸发温度的偏差设定值的差小于所述第二阈值，增大所述第三调节模块输出流量。
5.根据权利要求3所述的环境试验箱制冷控制方法，其特征在于，所述调整所述第四调节模块输出流量的步骤，包括：
若所述压缩机排气温度和所述压缩机排气温度目标设定值的差大于或等于压缩机排气偏差设定值，增大所述第四调节模块输出流量；
若所述压缩机排气温度和所述压缩机排气温度目标设定值的差大于所述压缩机排气偏差设定值的负值，且所述压缩机排气温度和所述压缩机排气温度目标设定值的差小于所述压缩机排气偏差设定值，维持所述第四调节模块输出流量不变；
若所述压缩机排气温度和所述压缩机排气温度目标设定值的差小于或等于所述压缩机排气偏差设定值的负值，调整所述第四调节模块输出流量为最小流量。
6.根据权利要求2所述的环境试验箱制冷控制方法，其特征在于，
所述根据恒温控制策略对所述环境试验箱进行恒温调节，包括：
根据所述箱温和所述箱温设定值，调整所述蒸发模块的输出百分比；
根据所述蒸发模块的输出百分比和所述蒸发模块的输出百分比设定值，调整所述第三调节模块输出流量；
根据所述压缩机吸气压力和所述压缩机排气温度，调整所述第二调节模块输出流量；
根据上次所述第三调节模块输出流量、上次所述压缩机吸气压力以及上次所述蒸发模块输出百分比，调整所述第一调节模块输出流量；
根据第三调节模块输出流量，调整所述换热模块的工作状态；
根据所述压缩机排气温度和压缩机排气温度目标设定值，调整所述第四调节模块输出流量；
根据所述冷凝器出口温度，调整冷凝模块的冷凝风机输出频率。
7.根据权利要求6所述的环境试验箱制冷控制方法，其特征在于，所述调整所述蒸发模块的输出百分比，包括：
对所述箱温和所述箱温设定值的差值做PID运算，根据所述PID运算输出的值调整所述蒸发模块的输出百分比，直至所述箱温和所述箱温设定值的差在预设范围内，停止调整所述蒸发模块的输出百分比。
8.根据权利要求6所述的环境试验箱制冷控制方法，其特征在于，所述调整所述第二调节模块输出流量，包括：
若所述压缩机吸气压力小于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，且所述压缩机排气温度小于压缩机排气温度目标值，调整所述第二调节模块输出流量=上次所述第二调节模块输出流量-[第二比例系数 *(上次所述压缩机吸气压力-所述压缩机吸气压力目标值)/90]；
若所述压缩机吸气压力小于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，且所述压缩机排气温度大于或等于压缩机排气温度目标值，调整所述第二调节模块输出流量=上次所述第二调节模块输出流量；
若所述压缩机吸气压力大于或等于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，所述压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且所述压缩机排气温度小于压缩机排气温度目标值，调整调整所述第二调节模块输出流量=上次所述第二调节模块输出流量-[第二比例系数 *(上次所述压缩机吸气压力-所述压缩机吸气压力目标值)/120]；
若所述压缩机吸气压力大于或等于压缩机吸气压力目标值与第三系数的积，所述压缩机吸气压力小于或等于压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且所述压缩机排气温度大于或等于压缩机排气温度目标值，调整所述第二调节模块输出流量=上次所述第二调节模块输出流量；
当所述压缩机吸气压力大于所述压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且所述压缩机排气温度小于所述压缩机排气温度目标值，调整述第二调节模块输出流量=上次所述第二调节模块输出流量-[第二比例系数 *(上次所述压缩机吸气压力-所述压缩机吸气压力目标值)/90]；
当所述压缩机吸气压力大于所述压缩机吸气压力目标值与第四系数的积，且所述压缩机排气温度大于或等于所述压缩机排气温度目标值，调整述第二调节模块输出流量=上次所述第二调节模块输出流量-[第二比例系数 *(上次所述压缩机吸气压力-所述压缩机吸气压力目标值)/60]。
9.根据权利要求6所述的环境试验箱制冷控制方法，其特征在于，所述调整所述换热模块的工作状态，包括：
若所述第三调节模块输出流量小于或等于所述第三调节模块最小输出流量与第五系数的积，打开所述换热模块；
若所述第三调节模块输出流量大于所述第三调节模块最小输出流量与第五系数的积，关闭所述换热模块。
10.根据权利要求6所述的环境试验箱制冷控制方法，其特征在于，所述调整所述第四调节模块输出流量，包括：
若压缩机排气温度与所述压缩机排气温度目标设定值的差值大于或等于压缩机排气偏差设定值与第四系数的积，增大所述第四调节模块输出流量；
若所述压缩机排气温度与所述压缩机排气温度目标设定值的差值大于所述压缩机排气偏差设定值与第三系数负值的积，且所述压缩机排气温度与所述压缩机排气温度目标设定值的差值小于压缩机排气偏差设定值与第四系数的积，维持所述第四调节模块输出流量不变；
若所述压缩机排气温度与所述压缩机排气温度目标设定值的差值小于所述压缩机排气偏差设定值与第三系数负值的积，调节所述第四调节模块输出流量为最小流量。
11.根据权利要求6所述的环境试验箱制冷控制方法，其特征在于，所述调整冷凝模块的冷凝风机输出频率，包括：
若所述冷凝器出口温度小于环境温度和第三阈值的和，所述冷凝风机输出频率=上次所述冷凝风机输出频率+第四比例系数*[所述冷凝器出口温度-（所述环境温度+第三阈值）]/30；
若所述冷凝器出口温度大于或等于环境温度和第三阈值的和，所述冷凝风机输出频率=上次所述冷凝风机输出频率+第四比例系数*[所述冷凝器出口温度-（所述环境温度+第三阈值）]/第三阈值。
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