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。