余热回收系统、余热回收控制方法和工程机械与流程

专利2026-06-21  2


本公开涉及工程机械领域,尤其涉及一种余热回收系统、余热回收控制方法和工程机械。


背景技术:

1、挖掘机广泛应用于挖掘、打桩、破碎等工况。而挖掘机工作时间长,液压系统作为整机动力传输机构,运转过程中会产生大量热量。相关技术中没有对系统的液压余热进行合理分配利用,导致能量利用效率较低。


技术实现思路

1、有鉴于此,本公开实施例提供一种余热回收系统、余热回收控制方法和工程机械,可以对能量实现更好的利用。

2、在本公开的一个方面,提供一种余热回收系统,用于工程机械,包括:

3、空调暖通回路,用于工程机械的制热,包括二通阀、泵体、热敏电阻和制热装置;

4、液压冷却回路,用于冷却工程机械的液压系统,包括散热装置、油箱;

5、换热装置,分别与空调暖通回路和液压冷却回路连接,被配置为向空调暖通回路提供来自液压冷却回路的余热;

6、第一温度传感器,被配置为检测空调暖通回路输出的温度;

7、处理器,与第一温度传感器、二通阀、泵体和热敏电阻信号连接,被配置为根据空调暖通回路输出的温度与预设温度之间的关系,确定二通阀、泵体和/或热敏电阻的目标工作状态,并通过分数阶pid控制器将二通阀、泵体和/或热敏电阻调整至目标工作状态。

8、在一些实施例中,分数阶pid控制器

9、;

10、其中,,x(t)为二通阀、泵体和热敏电阻的目标工作状态,y(t)为二通阀、泵体和热敏电阻的当前工作状态,kp为调节比例系数,ki为积分系数,kd为微分系数,im为积分运算参数,dn为微分运算参数,t为时间;

11、处理器被配置为调整kp、ki、kd、im和dn,以使二通阀、泵体和/或热敏电阻的当前工作状态趋近目标工作状态。

12、在一些实施例中,处理器被配置为若空调暖通回路输出的温度小于第一预设温度,通过分数阶pid控制器增大二通阀的开度,并提高泵体的转速。

13、在一些实施例中,处理器被配置为若空调暖通回路输出的温度大于第二预设温度并小于或等于第三预设温度,通过分数阶pid控制器关闭热敏电阻;

14、其中,第二预设温度大于第一预设温度,第三预设温度大于第二预设温度。

15、在一些实施例中,处理器被配置为若空调暖通回路输出的温度大于第三预设温度,通过分数阶pid控制器减小二通阀的开度,并降低泵体的转速。

16、在本公开的另一方面,提供一种基于上述任一实施例的余热回收系统的余热回收控制方法,包括:

17、获取空调暖通回路输出的温度;

18、根据空调暖通回路输出的温度与预设温度之间的关系,确定二通阀、泵体和/或热敏电阻的目标工作状态;

19、通过分数阶pid控制器将二通阀、泵体和/或热敏电阻调整至目标工作状态。

20、在一些实施例中,通过分数阶pid控制器将二通阀、泵体和/或热敏电阻调整至目标工作状态的操作具体包括:

21、获取二通阀、泵体和/或热敏电阻的目标工作状态与当前工作状态的误差值e(t);

22、调整kp、ki、kd、im和dn,使u(t)=kpe(t)+kiime(t)+kddne(t)趋近预设值,以便二通阀、泵体和/或热敏电阻的当前工作状态趋近目标工作状态;

23、其中,e(t)=x(t)-y(t),x(t)为二通阀、泵体和/或热敏电阻的目标工作状态,y(t)为二通阀、泵体和/或热敏电阻的当前工作状态,kp为调节比例系数,ki为积分系数,kd为微分系数,im为积分运算参数,dn为微分运算参数,t为时间。

24、在一些实施例中,根据空调暖通回路输出的温度与预设温度之间的关系,确定二通阀、泵体和/或热敏电阻的目标工作状态的操作具体包括:

25、响应于空调暖通回路输出的温度小于第一预设温度,通过分数阶pid控制器增大二通阀的开度,并提高泵体的转速;

26、响应于空调暖通回路输出的温度大于第二预设温度并小于或等于第三预设温度,通过分数阶pid控制器关闭热敏电阻;

27、响应于空调暖通回路输出的温度大于第三预设温度,通过分数阶pid控制器减小二通阀的开度,并降低泵体的转速;

28、其中,第二预设温度大于第一预设温度,第三预设温度大于第二预设温度。

29、在本公开的另一方面,提供一种工程机械,包括:

30、如上述任一实施例的余热回收系统。

31、在一些实施例中,工程机械包括:

32、挖掘机;

33、其中,空调暖通回路用于挖掘机的驾驶室。

34、因此,根据本公开实施例,利用液压系统余热实现空调采暖,能有效提高工程机械的续航能力,根据空调暖通回路输出的温度与预设温度之间的关系确定二通阀、泵体和/或热敏电阻的目标工作状态,判断当前空调暖通回路需要增大制热量、降低制热量或停止制热,并通过分数阶pid控制器的方式将二通阀、泵体和/或热敏电阻调整至该目标工作状态,对空调暖通回路实现稳定可靠的控制,改善余热回收系统的能量利用率,提高低温环境下的续航能力。



技术特征:

1.一种余热回收系统,用于工程机械,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的余热回收系统,其特征在于,所述分数阶pid控制器;

3.如权利要求1或2所述的余热回收系统,其特征在于,所述处理器(5)被配置为若所述空调暖通回路(1)输出的温度小于第一预设温度,通过所述分数阶pid控制器增大所述二通阀(11)的开度,并提高所述泵体(12)的转速。

4.如权利要求3所述的余热回收系统,其特征在于,所述处理器(5)被配置为若所述空调暖通回路(1)输出的温度大于第二预设温度并小于或等于第三预设温度,通过所述分数阶pid控制器关闭所述热敏电阻(13);

5.如权利要求4所述的余热回收系统,其特征在于,所述处理器(5)被配置为若所述空调暖通回路(1)输出的温度大于第三预设温度,通过所述分数阶pid控制器减小所述二通阀(11)的开度,并降低所述泵体(12)的转速。

6.一种基于权利要求1~5任一所述的余热回收系统的余热回收控制方法,其特征在于,包括:

7.如权利要求6所述的余热回收控制方法,其特征在于,通过所述分数阶pid控制器将所述二通阀(11)、所述泵体(12)和/或所述热敏电阻(13)调整至所述目标工作状态的操作具体包括:

8.如权利要求6或7所述的余热回收控制方法,其特征在于,根据所述空调暖通回路(1)输出的温度与预设温度之间的关系,确定所述二通阀(11)、所述泵体(12)和/或所述热敏电阻(13)的目标工作状态的操作具体包括:

9.一种工程机械,其特征在于,包括:

10.如权利要求9所述的工程机械,其特征在于,包括:


技术总结
本公开涉及一种余热回收系统、余热回收控制方法和工程机械,余热回收系统包括:空调暖通回路(1);液压冷却回路(2);换热装置(3),分别与所述空调暖通回路(1)和所述液压冷却回路(2)连接,被配置为向所述空调暖通回路(1)提供来自所述液压冷却回路(2)的余热;第一温度传感器(4),被配置为检测所述空调暖通回路(1)输出的温度;处理器(5)被配置为根据所述空调暖通回路(1)输出的温度与预设温度之间的关系,确定所述二通阀(11)、所述泵体(12)和/或所述热敏电阻(13)的目标工作状态,并通过分数阶PID控制器将所述二通阀(11)、所述泵体(12)和/或所述热敏电阻(13)调整至所述目标工作状态。

技术研发人员:黄文雪,李谕,费聿坤,魏国栋
受保护的技术使用者:江苏徐工工程机械研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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