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水箱的高精度控温方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2016-01-13
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2017-08-15
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2019-11-29
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2036-01-13
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201610047606.X 申请日 2016-01-13
公开/公告号 CN106970661B 公开/公告日 2019-11-29
授权日 2019-11-29 预估到期日 2036-01-13
申请年 2016年 公开/公告年 2019年
缴费截止日
分类号 G05D23/19 主分类号 G05D23/19
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 0
权利要求数量 1 非专利引证数量 2
引用专利数量 3 被引证专利数量 0
非专利引证 1、SAPMAC法大尺寸蓝宝石晶体生长的模拟分析与应用研究》《.中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》.2008,(第12期),第B014-82页. 王海涛 等《.改进的二分法查找》《.计算机工程》.2006,第32卷(第10期),第60-62、118页.; 2、许承海《.;
引用专利 JP特開2007-010214A、CN202694180U、CN104457073A 被引证专利
专利权维持 4 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 浙江理工大学 当前专利权人 浙江理工大学
发明人 廉华、孙学中、胡轩、何谦、刘瑜 第一发明人 廉华
地址 浙江省杭州市江干区2号大街928号 邮编 310018
申请人数量 1 发明人数量 5
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
摘要
本发明涉及一种水箱的高精度控温方法,包括水箱,冷水机组,以及相互连接的出水管、出水阀、回水管和回水阀,所述的冷水机组包括变频器和变频压缩机,所述的变频器的工作频率为f,还包括进行集中控制的控制器,以及安装在所述的出水管内的出水温度传感器,所述的出水温度传感器测量的数据为出水温度t1,所述的水箱的目标温度为T,允许的误差为±δ,所述的控制器内部设置温度控制算法,所述的温度控制算法设置5个步骤循环执行,采用二分法原则,逐次逼近目标工况的方法,具有控制稳定性好,温度控制精度高的优点。
  • 摘要附图
    水箱的高精度控温方法
  • 说明书附图:图1
    水箱的高精度控温方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2021-03-26 专利权的转移 登记生效日: 2021.03.16 专利权人由浙江理工大学变更为江苏知聚知识产权服务有限公司 地址由310018 浙江省杭州市江干区2号大街928号变更为211111 江苏省南京市江宁区秣陵街道秣周东路12号
2 2019-11-29 授权
3 2018-05-22 著录事项变更 发明人由孙学中 胡轩 何谦 刘瑜变更为廉华 孙学中 胡轩 何谦刘瑜
4 2017-08-15 实质审查的生效 IPC(主分类): G05D 23/19 专利申请号: 201610047606.X 申请日: 2016.01.13
5 2017-07-21 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.水箱的高精度控温方法,包括水箱,所述的水箱的出水口通过出水管连接冷水机组,所述的出水管上设置进行开关控制的出水阀,所述的冷水机组通过回水管连接所述水箱的回水口,所述的回水管上设置进行开关控制的回水阀,所述的冷水机组包括变频器和变频压缩机,所述的变频器的工作频率为f,其工作范围为(fmin,fmax),还包括进行集中控制的控制器,以及安装在所述的出水管内的出水温度传感器,所述的出水温度传感器测量的数据为出水温度t1,所述的水箱的目标温度为T,允许的误差为±δ,所述的出水温度传感器和变频器与所述的控制器连接,其特征在于:所述的控制器内部设置温度控制算法,所述的温度控制算法包括以下步骤:
S1:当前出水温度t1,所述的变频器的工作频率f;随着温度的变化,如果出水温度t1<T-δ,n=1,α=(f-fmin),关闭所述的变频器,进入步骤S2;如果出水温度t1>T+δ,n=1,α=(fmax-f),进入步骤S3;
n
S2:当出水温度t1>T+δ,将当前变频器的工作频率f的值赋予fk-1,如果α/2>1,频率值fk=fk-1-α/2n,如果α/2n<1,频率值fk=fk-1-1;启动所述的变频器,设置工作频率f=fk;返回步骤S4;
S3:将当前变频器的工作频率f的值赋予fk-1,如果α/2n>1,频率值fk=fk-1+α/2n,如果α/2n<1,频率值fk=fk-1+1;设置工作频率f=fk;返回步骤S4;
S4:如果出水温度t1<T-δ,n=n+1,关闭所述的变频器,进入步骤S2;如果出水温度t1>T+2δ,设置工作频率f=fmax,进入步骤S5;
S5:当出水温度t1<T-δ,n=n+1,关闭所述的变频器,进入步骤S3。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及水箱的高精度水温控制方法。

背景技术

[0002] 在工业领域,一些重要设备在工作过程中发热量大,为了不损坏其中的高温部件需要用特定水冷系统进行冷却。在一些特殊的应用场合,对水温的稳定性要求很高,比如进行蓝宝石晶体生长的长晶炉。传统的控制温度方式是采用PID算法,以当前水温跟目标水温的差值作为控制依据,进行水温调节,这种方法具有响应速度快、静差小以及算法成熟的优点。但是,对于水系统而言,水的热熔量大,并且对于水箱,具有严重的滞后性,导致水温的变化速度很慢,而PID算法调节速度快,导致经常调节过量,到水温来回波动。

发明内容

[0003] 本发明的目的是为了解决水箱的高精度水温控制问题。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005] 水箱的高精度控温方法,包括水箱,所述的水箱的出水口通过出水管连接冷水机组,所述的出水管上设置进行开关控制的出水阀,所述的冷水机组通过回水管连接所述的水箱的回水口,所述的回水管上设置进行开关控制的回水阀,所述的冷水机组包括变频器和变频压缩机,所述的变频器的工作频率为f,其工作范围为(fmin,fmax),还包括进行集中控制的控制器,以及安装在所述的出水管内的出水温度传感器,所述的出水温度传感器测量的数据为出水温度t1,所述的水箱的目标温度为T,允许的误差为±δ,所述的出水温度传感器和变频器与所述的控制器连接,所述的控制器内部设置温度控制算法,所述的温度控制算法包括以下步骤:
[0006] S1:当前出水温度t1,所述的变频器的工作频率f;随着温度的变化,如果出水温度t1<T-δ,n=1,α=(f-fmin),关闭所述的变频器,进入步骤S2;如果出水温度 t1>T+δ,n=1,α=(fmax-f),进入步骤S3;
[0007] S2:当出水温度t1>T+δ,将当前变频器的工作频率f的值赋予fk-1,如果α/2n>1,频率值fk=fk-1-α/2n,如果α/2n<1,频率值fk=fk-1-1;启动所述的变频器,设置工作频率f=fk;返回步骤S4;
[0008] S3:将当前变频器的工作频率f的值赋予fk-1,如果α/2n>1,频率值fk=fk-1+α/2n,如果α/2n<1,频率值fk=fk-1+1;设置工作频率f=fk;返回步骤S4;
[0009] S4:如果出水温度t1<T-δ,n=n+1,关闭所述的变频器,进入步骤S2;如果出水温度t1>T+2δ,设置工作频率f=fmax,进入步骤S5;
[0010] S5:当出水温度t1<T-δ,n=n+1,关闭所述的变频器,进入步骤S3。
[0011] 本发明的有益效果主要表现在:1、系统结构简单,硬件成本低;2、采用逐次逼近的方法,控制稳定性好,温度控制精度高。

实施方案

[0013] 下面结合附图对本发明作进一步描述。
[0014] 参照图1,水箱的高精度控温方法,包括水箱1,所述水箱1的出水口通过出水管4连接冷水机组2,所述的出水管4上设置进行开关控制的出水阀3,所述的冷水机组2通过回水管5连接所述的水箱1的回水口,所述的回水管5上设置进行开关控制的回水阀6。所述的水箱1的液体经过所述的出水管4、出水阀3 进入所述的冷水机组2,温度降低以后经过所述的回水管5、回水阀6进入所述的水箱1。
[0015] 所述的冷水机组2包括变频器和变频压缩机,所述的变频器的工作频率为f,其工作范围为(fmin,fmax),所述的变频器与所述的变频压缩机连接,控制制冷功率,所述的工作频率f越大,制冷功率越大,冷却效果越好。还包括进行集中控制的控制器,所述的控制器负责信号采集和集中控制。
[0016] 还包括安装在所述的出水管4内的出水温度传感器,所述的出水温度传感器测量的数据为出水温度t1,所述的出水温度传感器和变频器与所述的控制器连接,所述的水箱1的目标温度为T,允许的误差为±δ。对于控温精度要求很高的领域,温度波动范围都很小,误差值δ可小到0.1℃,为了达到这样的要求,需要增加所述的水箱1的容量,以减小负载变化以及外界干扰对温度的影响,但是这样又使系统的响应变慢,以至于超调导致震荡,使控温失败。
[0017] 为了克服上述难题,所述的控制器内部设置温度控制算法,所述的温度控制算法包括以下步骤:
[0018] S1:当前出水温度t1,所述的变频器的工作频率f;随着温度的变化,如果出水温度t1<T-δ,n=1,α=(f-fmin),关闭所述的变频器,进入步骤S2;如果出水温度 t1>T+δ,n=1,α=(fmax-f),进入步骤S3;
[0019] S2:当出水温度t1>T+δ,将当前变频器的工作频率f的值赋予fk-1,如果α/2n>1,频率值fk=fk-1-α/2n,如果α/2n<1,频率值fk=fk-1-1;启动所述的变频器,设置工作频率f=fk;返回步骤S4;
[0020] S3:将当前变频器的工作频率f的值赋予fk-1,如果α/2n>1,频率值fk=fk-1+α/2n,如果α/2n<1,频率值fk=fk-1+1;设置工作频率f=fk;返回步骤S4;
[0021] S4:如果出水温度t1<T-δ,n=n+1,关闭所述的变频器,进入步骤S2;如果出水温度t1>T+2δ,设置工作频率f=fmax,进入步骤S5;
[0022] S5:当出水温度t1<T-δ,n=n+1,关闭所述的变频器,进入步骤S3。
[0023] 在步骤S1中,所述的水箱1处在初始状态,所述的冷水机组2的制冷能力与热负载比较可能大,也可能小,如果出水温度降低到t1<T-δ,说明制冷能力大于热负载,需要进入步骤S2,降低工作频率f,变量n用于存储调节的次数,参数α用来确定向下的最大调节量;如果出水温度t1>T+δ,说明制冷能力小于热负载,需要进入步骤S3,提高工作频率f,变量n用于存储调节的次数,参数α用来确定向上的最大调节量。
[0024] 在步骤S2中,等到温度升高到阈值上限,开始启动所述的变频器,并调节工作频率f,调节幅度采用二分法原则,可以加快速度逼近目标值,随着调节次数的增加,调节量α/2n有可能小于1,而失去实际意义,因此需要强制设为最小调节量1。调节结束以后,进入步骤4去判断调节效果。
[0025] 在步骤S3中,直接调节工作频率f,调节幅度也是采用二分法原则,可以加快速度逼近目标值,随着调节次数的增加,调节量α/2n有可能小于1,而失去实际意义,因此需要强制设为最小调节量1。调节结束以后,进入步骤4去判断调节效果。
[0026] 在步骤S4,判断调节效果,如果制冷功率大于热负载,出水温度t1下降到 T-δ,则返回步骤S2,降低工作频率f;相反制冷功率小于热负载,出水温度t1升高到T+2δ,此时为了将温度迅速控制到允许范围,将工作频率f调节到最大。
[0027] 在在步骤S5中,等到温度下降到最低阈值T-δ,关闭所述的变频器,进入步骤S3进行调节。
[0028] 多次循环调节以后,工作频率f会逼近一个目标值,使所述的水箱1的出水温度t1接近甚至等于目标温度T。

附图说明

[0012] 图1是水箱的系统结构图。
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