一种自适应运行宽控温车载激光器温控装置的制作方法

1.本发明涉及载激光器温控领域，具体涉及一种自适应运行宽控温车载激光器温控装置。


背景技术：

2.随着越来越多的车载激光激的出现，对配套的温控装置提出了更高、更严的要求，温控装置既能有比较宽的控温范围来适应多种温控模块集成型的激光器，同时还要能高精度控温使得激光器出光效果最佳，以自适应激光负载在空负载、部分负载、满负载等多种工况下连续待机工作运行，随时随地满足激光器出光要求。
3.激光器中的各晶体、面阵、电源、小负载等部位都需要精确温度的冷却液进行控温，且各部位的控温要求不同。目前车载激光器温控装置的供液温度相对单一，通常有一个冷水箱和一个热水箱，通过比例三通阀提供温度范围较窄的冷却液。不能较好满足复杂激光系统的使用需求。同时温控装置内有压缩机、电加热、循环泵等诸多的用电设备，对电能的损耗较大，多车载激光系统的电力负载的持续工作造成负面的影响。


技术实现要素：

4.为了满足车载激光系统的宽控温范围以及多种温度供液的需求，节省系统的能量消耗，本发明的目的在于提供一种适用于激光器中不同温控模块正常工作的自适应运行宽控温车载激光器温控装置。
5.为达到以上目的，本发明采取的技术方案为：一种自适应运行宽控温车载激光器温控装置，由室内机和室外机组成，室内机内安装有供液单元和控制保护单元，室外机内安装有内循环单元和散热单元；散热单元包括并列设置的压缩循环制冷系统以及风冷冷凝器，所述压缩循环制冷系统包括依次串接形成回路的压缩机、氟电磁阀、冷凝器、储液罐、过滤器、膨胀阀以及板式换热器；供液单元包括第一热水箱、冷水箱、多个供液泵、多个电动比例三通阀、水过滤器以及与多个供液泵连接的供液管道，热水箱内安装有加热器，冷水箱连接有补液泵；内循环单元包括循环泵以及连接供液单元与散热单元的管道；控制保护单元包括安装在各管路及单元的温度、压力、流量传感器、电控柜以及pdi控制系统；冷水箱经循环泵及管道分别与散热单元的风冷冷凝器以及板式换热器形成循环；冷水箱与第一热水箱分别经管道连接第一电动比例三通阀，所述第一电动比例三通阀的输出端分别经管道连接第一供液泵，所述第一供液泵的输出端连接分液器，由分液器向负载输送多路冷却液；多路冷却液换热后经集液器及过滤器返回至第一热水箱，分液器的各管道上分别安装有流量传感器、温度传感器以及压力传感器；供液单元还包括第二热水箱、温控泵以及温控板式换热器，所述温控泵通过管道
将第二热水箱以及温控板式换热器的其中一个换热通道串接形成循环回路；所述温控板式换热器的另一个换热通道的进出口分别通过管道连接压缩循环制冷系统的压缩机的排气端以及压缩循环制冷系统的冷凝器的输入端，并形成循环回路；第二热水箱和冷水箱分别经多根管道对应连接多个电动比例三通阀，多个所述的电动比例三通阀的输出端分别对应连接有供液泵，所述供液泵经管道向负载输送冷却液；负载内返回的冷却液经管道及过滤器送至第二热水箱。
6.进一步地，所述循环泵的输出端安装有电动比例三通阀，所述冷水箱内冷却液经所电动比例三通阀分别送至板式换热器以及风冷冷凝器。
7.进一步地，所述第二热水箱与冷水箱经三个电动比例三通阀以及三个供液泵形成三路三个温度的冷却液输出。
8.进一步地，所述第一供液泵的输出端连接所述分液器以及加热管路，所述加热管路上安装有外置加热器组件。
9.进一步地，所述第一热水箱和第二热水箱分布在冷水箱的两侧，所述第一热水箱和第二热水箱顶部设有联通冷水箱的溢流口。
10.进一步地，所述板式蒸发器连接有两个并列的压缩循环制冷系统。
11.进一步地，包括两个并列设置的风冷冷凝器。
12.进一步地，所述冷凝器为风冷冷凝器。
13.采取以上技术方案后，本发明的有益效果为：1.本技术方案设置了两个热水箱以及一个冷水箱，通过两个不同温度的热水箱与一个冷水箱，配合多个电动比例三通阀，可以实现多个不同温度的冷却液的供液，满足激光负载内的多个温控单元的不同温度的使用要求，供液温度范围广。
14.2.两个热水箱通过电加热的方式产生设定温度的热水，其中一个热水箱通过温控板式换热器与压缩机的高温排气进行热交换，将压缩机的余热进行回收利用，提高能源的利用率，降低装置的能耗。
15.3. 装置可以通过检测环境温进行两种工作模式的自动切换，低温工况下切换成常规风冷工作模式，常温与高温切换成压缩制冷工作模式。
附图说明
16.图1为室内机的左视图。
17.图2为室内机的右视图。
18.图3为室外机的主视图。
19.图4为室外机的内部结构图。
20.图5为本发明的原理图。
21.图中：供液单元1，第一热水箱11，第二热水箱12，冷水箱13，第一供液泵14，第二供液泵15，第一电动比例三通阀16，三个第二电动比例三通阀17，分液器18，集液器19，过滤器10，控制保护单元2，内循环单元3，循环泵31，电动分流三通阀32，散热单元4，循环制冷系统41，压缩机411，氟电磁阀412，冷凝器413，储液罐414、过滤器415，膨胀阀416，板式换热器417，风冷冷凝器42，温控板式换热器5，控温泵6。
具体实施方式
22.以下结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步详述：如图所示，一种自适应运行宽控温车载激光器温控装置，由室内机和室外机两个部分组成，室外机和室内机间通过管道和线缆连接。室内机内安装有供液单元1和控制保护单元2，室外机内安装有内循环单元3和散热单元4。
23.供液单元由第一热水箱11、第二热水箱12、冷水箱13、第一供液泵14、三个第二供液泵15，第一电动比例三通阀16、三个第二电动比例三通阀17、分液器18、集液器19以及管道组成。第一热水箱11、第二热水箱12内分别安装有电加热器、温度传感器、液位传感器，第一、第二热水箱内热水温度不同；冷水箱13内设置温度传感器、补液装置、液位传感器等。第一热水箱11、第二热水箱12、冷水箱13分别为同一个整体箱体的三个并列设置的独立腔室，三个独立腔室间设有间隙，防止热传递。冷水腔13位于第一热水箱11、第二热水箱12之间，第一热水箱11、第二热水箱12顶部可溢流至冷水箱内。
24.冷水箱13和第一热水箱11分别由管道连接第一电动比例三通阀16，冷热水经第一电动比例三通阀16调节至合适温度后，经第一供液泵14送至分液器18处，分液器18将调节温度后的冷却分多路连接至激光负载内的多个晶体温控模块，输出温度控制在21℃
±
2℃，在晶体温控模块内换热后的冷却液经管道回流至集液器19，并自集液器19经过滤器10回到第二热水箱12内，完成一个循环。第一供液泵14的输出端经三通阀单独输出一路至加热管道，加热管道外侧包裹有外置的加热组件，该加热管道形成单独一路高温的冷却液的输出，输出温度在25℃左右，用于激光器内的电源以及小负载的换热。
25.第二热水箱12以及冷水箱13分别经管道连接三个第二电动比例三通阀17，三个第二电动比例三通阀17分别由三个第二供液泵15形成三个相同或者不同温度的的三路冷却液输出，输出范围在19℃-27℃，这三路冷却液在激光负载面板内的温控模块换热后经过滤器回流至第二热水箱12。由于冷水箱不断在消耗冷却液，故当液位低于设定值时，补液装置向冷水箱补液。当第一热水箱11和第二热水箱12内因回流导致液位超出时，溢流至冷水箱13。
26.冷水箱13内冷水温度设置一般为15-17℃，第一热水箱11内温度设置在23-25℃，第二热水箱12内温度设置一般在27-30℃。冷水箱的冷水需要达到设定值，本技术方案采用散热单元来实现冷水箱的冷水的制冷。根据负载的需要，本技术方案散热单元4由一组的压缩循环制冷系统41以及一组风冷冷凝器42组成。压缩循环制冷系统41为常规的制冷剂压缩制冷系统，由依次串接形成回路的压缩机411、氟电磁阀412、冷凝器413、储液罐414、过滤器415、膨胀阀416以及板式换热器417组成，并安装常规的温度、压力传感器等附件；冷水箱13经过内循环单元3的循环泵31，将冷却水分别送至板式换热器417以及风冷冷凝器42内，形成风冷换热以及制冷剂换热两种方式的冷却，直至将冷水箱13内的冷水冷却至设定的温度。在循环泵31的输出端处安装有电动分流三通阀32，通过分流三通阀32的控制冷水箱13内冷却水的冷却方式。
27.由于第二热水箱内不断有回液补充，其内部温度难以保持在高温状态，除非使用大功率的电加热。本技术方案中设置有温控板式换热器5，温控板式换热器5的一个换热通道的两端连接压缩机411的排气口以及冷凝器413进气口的前端，另一个换热通道经控温泵6循环通入第二热水箱12内的热水，通过将压缩机411内的高温尾气提高第二热水箱12内热
水的温度，降低电加热的使用频率，降低能耗。
28.控制保护单元2包括安装在各管路及单元的温度、压力、流量传感器、电控柜以及pdi控制电路，pdi控制系统收集各传感器的数据，并根据设定的程序，控制电加热、循环泵31、压缩机411、电动比例三通阀、风冷冷凝器42等执行元件的动作，实现精确控制和自适应运行。通过监测冷、热水箱温度与冷凝压力传感器压力值，自适应开启风冷冷凝器42、压缩机411、电加热的数量，稳定冷、热水箱的冷却液温度，适应激光器满负载运行、部分负载运行、空负载运行的工况。通过安装在外机的环境温度传感器检测环境温进行两种工作模式的自动切换，低温工况下切换成常规风冷工作模式，常温与高温切换成压缩制冷工作模式。