一种动态调节换热系统的制作方法

1.本技术属于机载环控及热管理技术领域，特别涉及一种动态调节换热系统。


背景技术：

2.传统换热系统一般利用流体工质回路将热源产生的热量传递给冷源，实现温度调节，具有调节性能差、适应冷热源波动范围窄等问题。
3.因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供了一种动态调节换热系统，以解决现有技术存在的至少一个问题。
5.本技术的技术方案是：
6.一种动态调节换热系统，包括：
7.换热管路，所述换热管路包括相互连通的第一换热管路段以及第二换热管路段；
8.泵，所述泵设置在所述第一换热管路段上；
9.冷热流体换热单元，所述冷热流体换热单元设置在所述第一换热管路段上，所述冷热流体换热单元包括多个，多个所述冷热流体换热单元之间通过转换回路连通，所述转换回路上设置有转换单元；
10.取热单元，所述取热单元设置在所述第二换热管路段上，所述取热单元包括一个或多个，每个所述取热单元具有与取热回路连通的取热回路进口以及取热回路出口，所述取热回路上设置有温度检测单元；
11.阻力调整单元，所述阻力调整单元设置在所述第二换热管路段上；
12.控制单元，所述控制单元用于根据所述温度检测单元的信号控制所述阻力调整单元以及所述泵，以及根据所述温度检测单元的信号控制所述转换单元使得多个所述冷热流体换热单元实现串联和并联状态的转换。
13.在本技术的至少一个实施例中，所述冷热流体换热单元包括第一冷热流体换热单元以及第二冷热流体换热单元，所述第一冷热流体换热单元与所述第二冷热流体换热单元通过多条转换回路连通；
14.所述转换回路包括第一转换回路、第二转换回路、第三转换回路、第四转换回路、第五转换回路以及第六转换回路，其中，
15.所述第一转换回路的一端连通所述第一冷热流体换热单元，另一端连通所述第二冷热流体换热单元，中部与所述第一换热管路段连通，所述第一转换回路上设置有第一转换单元，所述第一转换单元具有第一转换单元进口一、第一转换单元出口、第一转换单元进口二；
16.所述第二转换回路的一端连通所述第一冷热流体换热单元，另一端连通所述第二冷热流体换热单元，中部与所述第一换热管路段连通，所述第二转换回路上设置有第二转
换单元，所述第二转换单元具有第二转换单元进口、第二转换单元出口一、第二转换单元出口二，所述第二转换单元出口二与所述第一转换单元进口二通过第五转换回路连通；
17.所述第三转换回路的一端连通所述第一冷热流体换热单元，另一端连通所述第二冷热流体换热单元，中部与冷源流体回路进口段a连通，所述第三转换回路上设置有第三转换单元，所述第三转换单元具有第三转换单元进口一、第三转换单元出口、第三转换单元进口二；
18.所述第四转换回路的一端连通所述第一冷热流体换热单元，另一端连通所述第二冷热流体换热单元，中部与冷源流体回路出口段b连通，所述第四转换回路上设置有第四转换单元，所述第四转换单元具有第四转换单元进口、第四转换单元出口一、第四转换单元出口二，所述第四转换单元出口二与所述第三转换单元进口二通过第六转换回路连通。
19.在本技术的至少一个实施例中，所述冷源流体回路进口段a上设置有流量检测单元，所述控制单元还用于根据所述流量检测单元的信号控制所述转换单元使得所述第一冷热流体换热单元与所述第二冷热流体换热单元实现串联和并联状态的转换。
20.在本技术的至少一个实施例中，所述第一冷热流体换热单元与所述第二冷热流体换热单元在串联状态时：
21.所述第一转换单元进口二与所述第一转换单元出口接通，所述第二转换单元进口与所述第二转换单元出口二接通，所述第三转换单元进口二与所述第三转换单元出口接通，所述第四转换单元进口与所述第四转换单元出口二接通；
22.所述冷源流体回路进口段a中的冷源流体依次经过所述第一冷热流体换热单元、所述第二冷热流体换热单元换热后流入所述冷源流体回路出口段b；
23.所述第一换热管路段中的换热流体依次经过所述第二冷热流体换热单元、所述第一冷热流体换热单元换热后通过所述泵流入所述第二换热管路段中。
24.在本技术的至少一个实施例中，所述第一冷热流体换热单元与所述第二冷热流体换热单元在并联状态时：
25.所述第一转换单元进口一与所述第一转换单元出口接通，所述第二转换单元进口与所述第二转换单元出口一接通，所述第三转换单元进口一与所述第三转换单元出口接通，所述第四转换单元进口与所述第四转换单元出口一接通；
26.所述冷源流体回路进口段a中的冷源流体一部分经过所述第一冷热流体换热单元换热后流入所述冷源流体回路出口段b，另一部分经过所述第二冷热流体换热单元换热后流入所述冷源流体回路出口段b；
27.所述第一换热管路段中的换热流体一部分经过所述第二冷热流体换热单元换热后通过所述泵流入所述第二换热管路段中，另一部分经过所述第一冷热流体换热单元换热后通过所述泵流入所述第二换热管路段中。
28.在本技术的至少一个实施例中，
29.所述第二换热管路段包括第一换热支路以及第二换热支路；
30.所述取热单元包括第一取热单元以及第二取热单元，所述第一取热单元设置在所述第一换热支路上，所述第一取热单元具有与第一取热回路连通的第一取热回路进口以及第一取热回路出口，所述第一取热回路上设置有第一温度检测单元，所述第二取热单元设置在所述第二换热支路上，所述第二取热单元具有与第二取热回路连通的第二取热回路进
口以及第二取热回路出口，所述第二取热回路上设置有第二温度检测单元；
31.所述阻力调整单元包括第一阻力调整单元以及第二阻力调整单元，所述第一阻力调整单元设置在所述第一换热支路上，所述第二阻力调整单元设置在所述第二换热支路上；
32.所述控制单元用于根据所述第一温度检测单元以及所述第二温度检测单元的信号控制所述第一阻力调整单元、所述第二阻力调整单元以及所述泵，以及根据所述第一温度检测单元以及所述第二温度检测单元的信号控制所述转换单元使得所述第一冷热流体换热单元与所述第二冷热流体换热单元实现串联和并联状态的转换。
33.发明至少存在以下有益技术效果：
34.本技术的动态调节换热系统，将并联支路调节、集中泵源调节、冷热流体换热单元重组调节相结合，具有适应冷热源参数变化范围大，冷资源利用率高等优点。
附图说明
35.图1是本技术一个实施方式的动态调节换热系统示意图。
36.其中：
37.1-控制单元；2-第一取热单元；3-第二取热单元；4-第一冷热流体换热单元；5-第二冷热流体换热单元；6-第一转换单元；61-第一转换单元进口一；62-第一转换单元出口；63-第一转换单元进口二；7-第二转换单元；71-第二转换单元进口；72-第二转换单元出口一；73-第二转换单元出口二；8-第三转换单元；81-第三转换单元进口一；82-第三转换单元出口；83-第三转换单元进口二；9-第四转换单元；91-第四转换单元进口；92-第四转换单元出口一；93-第四转换单元出口二；10-泵；11-第一阻力调整单元；12-第二阻力调整单元；13-第一温度检测单元；14-第二温度检测单元；15-流量检测单元。
具体实施方式
38.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
39.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
40.下面结合附图1对本技术做进一步详细说明。
41.本技术提供了一种动态调节换热系统，包括：换热管路、泵10、冷热流体换热单元、取热单元、阻力调整单元以及控制单元1。
42.换热管路包括第一换热管路段以及与第一换热管路段连通的第二换热管路段，第一换热管路段上设置有泵10以及冷热流体换热单元，冷热流体换热单元用于将泵10回路的流体利用系统冷源流体进行降温，实现冷热流体换热；冷热流体换热单元包括多个，多个冷热流体换热单元之间通过转换回路连通，转换回路上设置有转换单元；取热单元设置在第二换热管路段上，取热单元具有与取热回路连通的取热回路进口以及取热回路出口，取热回路上设置有温度检测单元，用于实现流体温度的测量，取热单元内能够进行流体工质换热，利用泵10回路的冷流体将取热单元的取热回路进口处热的流体降温后从取热回路出口排出；阻力调整单元设置在第二换热管路段上；控制单元1用于根据接收的温度检测单元的信号控制阻力调整单元实现阻力调整以及控制泵10实现转速调整，以及根据温度检测单元的信号控制转换单元使得多个冷热流体换热单元实现串联和并联状态的转换。
43.在本技术的优选实施方案中，冷热流体换热单元可包括两个，第一冷热流体换热单元4以及第二冷热流体换热单元5，第一冷热流体换热单元4与第二冷热流体换热单元5通过多条转换回路连通；转换回路包括第一转换回路、第二转换回路、第三转换回路、第四转换回路、第五转换回路以及第六转换回路，其中，
44.第一转换回路的一端连通第一冷热流体换热单元4，另一端连通第二冷热流体换热单元5，中部与第一换热管路段连通，第一转换回路上设置有第一转换单元6，第一转换单元6具有第一转换单元进口一61、第一转换单元出口62、第一转换单元进口二63；
45.第二转换回路的一端连通第一冷热流体换热单元4，另一端连通第二冷热流体换热单元5，中部与第一换热管路段连通，第二转换回路上设置有第二转换单元7，第二转换单元7具有第二转换单元进口71、第二转换单元出口一72、第二转换单元出口二73，第二转换单元出口二73与第一转换单元进口二63通过第五转换回路连通；
46.第三转换回路的一端连通第一冷热流体换热单元4，另一端连通第二冷热流体换热单元5，中部与冷源流体回路进口段a连通，第三转换回路上设置有第三转换单元8，第三转换单元8具有第三转换单元进口一81、第三转换单元出口82、第三转换单元进口二83；
47.第四转换回路的一端连通第一冷热流体换热单元4，另一端连通第二冷热流体换热单元5，中部与冷源流体回路出口段b连通，第四转换回路上设置有第四转换单元9，第四转换单元9具有第四转换单元进口91、第四转换单元出口一92、第四转换单元出口二93，第四转换单元出口二93与第三转换单元进口二83通过第六转换回路连通。
48.有利的是，本实施例中，冷源流体回路进口段a上设置有流量检测单元15，控制单元1还用于根据流量检测单元15的信号控制转换单元使得第一冷热流体换热单元4与第二冷热流体换热单元5实现串联和并联状态的转换。
49.可以理解的是，本实施例中，
50.第一转换单元6具有两种模态，在控制单元1的控制下实现：
51.a)第一转换单元进口一61与第一转换单元出口62接通；
52.b)或者第一转换单元进口二63与第一转换单元出口62接通；
53.第二转换单元7具有两种模态，在控制单元1的控制下实现：
54.a)第二转换单元进口71与第二转换单元出口一72接通；
55.b)或者第二转换单元进口71与第二转换单元出口二73接通；
56.第三转换单元8具有两种模态，在控制单元1的控制下实现：
57.a)第三转换单元进口一81与第三转换单元出口82接通；
58.b)或者第三转换单元进口二83与第三转换单元出口82接通；
59.第四转换单元9具有两种模态，在控制单元1的控制下实现：
60.a)第四转换单元进口91与第四转换单元出口一92接通；
61.b)或者第四转换单元进口91与第四转换单元出口二93接通。
62.基于上述特征，本实施例中，第一冷热流体换热单元(4)与所述第二冷热流体换热单元(5)能够实现串联以及并联状态的转换，其中，
63.在串联状态时：
64.第一转换单元进口二63与第一转换单元出口62接通，第二转换单元进口71与第二转换单元出口二73接通，第三转换单元进口二83与第三转换单元出口82接通，第四转换单元进口91与第四转换单元出口二93接通；
65.冷源流体回路进口段a中的冷源流体依次经过第一冷热流体换热单元4、第二冷热流体换热单元5换热后流入冷源流体回路出口段b；
66.第一换热管路段中的换热流体依次经过第二冷热流体换热单元5、第一冷热流体换热单元4换热后通过泵10流入第二换热管路段中。
67.在并联状态时：
68.第一转换单元进口一61与第一转换单元出口62接通，第二转换单元进口71与第二转换单元出口一72接通，第三转换单元进口一81与第三转换单元出口82接通，第四转换单元进口91与第四转换单元出口一92接通；
69.冷源流体回路进口段a中的冷源流体一部分经过第一冷热流体换热单元4换热后流入冷源流体回路出口段b，另一部分经过第二冷热流体换热单元5换热后流入冷源流体回路出口段b；
70.第一换热管路段中的换热流体一部分经过第二冷热流体换热单元5换热后通过泵10流入第二换热管路段中，另一部分经过第一冷热流体换热单元4换热后通过泵10流入第二换热管路段中。
71.在本技术的优选实施方案中，第二换热管路段包括第一换热支路以及第二换热支路；取热单元包括第一取热单元2以及第二取热单元3，第一取热单元2设置在第一换热支路上，第一取热单元2具有与第一取热回路连通的第一取热回路进口21以及第一取热回路出口22，第一取热回路上设置有第一温度检测单元13，第二取热单元3设置在第二换热支路上，第二取热单元3具有与第二取热回路连通的第二取热回路进口31以及第二取热回路出口32，第二取热回路上设置有第二温度检测单元14；
72.本实施例中，阻力调整单元包括第一阻力调整单元11以及第二阻力调整单元12，第一阻力调整单元11设置在第一换热支路上，第二阻力调整单元12设置在第二换热支路上；控制单元1用于根据第一温度检测单元13以及第二温度检测单元14的信号控制第一阻力调整单元11、第二阻力调整单元12以及泵10，以及根据第一温度检测单元13以及第二温度检测单元14的信号控制转换单元使得第一冷热流体换热单元4与第二冷热流体换热单元5实现串联和并联状态的转换。
73.在本技术的一个具体实施方式中，控制单元1接收第一温度检测单元13、第二温度检测单元14信号，当检测的温度信号偏离设定值一定限度时，控制单元1向第一阻力调整单
元11、第二阻力调整单元12发出阻力调整信号，通过第一阻力调整单元11、第二阻力调整单元12的阻力调整，实现管网系统的流量调节，满足散热需求；
74.在本技术的另一个具体实施方式中，控制单元1接收第一温度检测单元13、第二温度检测单元14信号，当检测的温度信号偏离设定值一定限度时，控制单元1向泵10发出转速调整信号，实现管网系统的流量调节，满足散热需求；
75.在本技术的第三个具体实施方式中，控制单元1接收第一温度检测单元13、第二温度检测单元14信号，当检测的温度信号偏离设定值一定限度时，冷源流量调整，控制单元1接收流量检测单元15信号，控制单元1向第一转换单元6、第二转换单元7、第三转换单元8、第四转换单元9发出转换信号，实现第一冷热流体换热单元4、第二冷热流体换热单元5的不同组合状态。
76.在本技术的第四个具体实施方式中，可以采用上述三个具体实施方式中的一种或几种组合的调节方式。
77.本技术的动态调节换热系统，具有模块化设计特征，可以根据冷热源特点及调节需要采用一种调节方式或几种组合调节方式；取热单元可以根据需要设置多个，多个取热单元之间可以采取并联或串联设置；阻力调整单元可以通过控制单元1的指令调节，或者直接根据温度检测单元的信号进行调节；冷热流体换热单元可以根据需要设置多个，多个冷热流体换热单元之间可以采取并联或串联设置。与传统换热系统相比，本技术将并联支路调节、集中泵源调节、冷热流体换热单元重组调节多种调节方式相结合，具有适应冷热源参数变化范围大，冷资源利用率高等优点。
78.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。