CN106339014A - 一种新型恒温控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型恒温控制系统及方法，系统包括：主控制器，所述主控制器电连接于驱动控制器，所述驱动控制器电连接于一压缩机，所述压缩机的输出口连接于一用于测量冷媒流速的流量计，以及用于检测环境温度的温感，所述温感电连接于主控制器，其中，所述的压缩机通过一冷媒传输管道，作用于被控的环境，所述主控制器接收温感和流量计的实时反馈信息，控制所述驱动控制器，实时调节压缩机的冷媒流速，从而保持环境恒温。本发明公开的新型恒温控制系统及方法，相比现有技术而言的有益效果在于，其通过温度反馈和冷媒流速反馈的控制方式，从而避免单一反馈导致调控盲目性，大大提高了温度控制的精确性，以及调控效率。

Description

一种新型恒温控制系统及方法
技术领域
本发明涉及恒温控制技术领域，尤其涉及一种新型恒温控制系统及恒温控制方法。
背景技术
在生产过程的物理过程和化学反应中、恒温实验室，温度往往是一个很重要的量，需要准确地加以控制。除了这些部分之外，温度控制系统还广泛应用于空调系统等其他领域，是用途很广的一类控制系统。温度控制系统常用来保持温度恒定或者使温度按照某种规定的程序变化。而现有温控系统：只单一温度作为反馈信息实现的控制系统。现有的基于冷媒介质实现的温度控制系统基本上都是以温度作为反馈信息，通过改变变频器的功率，增大或减小流体介质流量，从而进行温度调节、控制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型恒温控制系统及方法，用于解决现有采用单一温度作为反馈导致控制精度不高的技术问题。
为达到上述目的，本发明所提出的技术方案为：
本发明的一种新型恒温控制系统，其包括：主控制器，所述主控制器电连接于驱动控制器，所述驱动控制器电连接于一压缩机，所述压缩机的输出口连接于一用于测量冷媒流速的流量计，以及用于检测环境温度的温感，所述温感电连接于主控制器，其中，所述的压缩机通过一冷媒传输管道，作用于被控的环境，所述主控制器接收温感和流量计的实时反馈信息，控制所述驱动控制器，实时调节压缩机的冷媒流速，从而保持环境恒温。
其中，所述的主控制器1根据用户设置的温度值，实际的温度值，计算冷媒介质流量，并反算压缩机功率，从而达到精确控制温度的目的。
其中，所述的驱动控制器2为放大主控制器的压缩机控制信号，使之能够驱动压缩机工作
一种恒温系统的控制方法，其包括以下步骤：
第一步，设定目标温度T0；
第二步，根据目标温度T0，获得总散热量Q0，目标散热总量Q1，最优散热效率W，以及对应的冷媒流速V：Q0＝S*H*C*|T0-T1|；Q1＝0.2*Q0；其中，S为冷媒管道截面积，H为冷媒管道高度，C为环境介质比热容，T1位当前环境温度，D为冷媒管道直径，Wx为冷媒介质每分钟单位体积单位流速的散热效率；
第三步，间隔时间t0之后，再次检测当前环境温度变化值T2，获得当前环境散热量Q2，重新计算总散热量Q0，目标散热量Q1，最优散热效率及冷媒流速V：Q2＝W-S*H*C|T2|；Q1＝0.2*Q0；
第四步，当环境总散热量降至目标散热总量Q1时，开始每间隔时间t1递减最优散热效率，并同步减小冷媒流速，最优散热效率递减值
第五步，当温度达到目标温度T0时，保持当前最优散热效率工作，每间隔时间t2，检测温度波动ΔT，计算最优散热效率W1，并反馈至驱动控制器设置对应的冷媒流速，从而保持恒温状态；其中，W1＝W+ΔT*S*H*C。
其中，所述的时间间隔t0为1min。
其中，所述的时间间隔t1为30s。
其中，所述的时间间隔t2为1min。
本发明公开的新型恒温控制系统及方法，相比现有技术而言的有益效果在于，其通过温度反馈和冷媒流速反馈的控制方式，从而避免单一反馈导致调控盲目性，大大提高了温度控制的精确性，以及调控效率。
附图说明
图1为本发明新型恒温控制系统的功能模块框图。
图2为本发明恒温系统的控制方法流程图。
具体实施方式
以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。
请参阅附图1，在本实施例中，该种新型恒温控制系统，其包括：主控制器1，所述主控制器1电连接于驱动控制器2，所述驱动控制器2电连接于一压缩机3，所述压缩机3的输出口连接于一用于测量冷媒流速的流量计4，以及用于检测环境温度的温感6，所述温感6电连接于主控制器1，其中，所述的压缩机3通过一冷媒传输管道5，作用于被控的环境7，所述主控制器1接收温感6和流量计4的实时反馈信息，控制所述驱动控制器2，实时调节压缩机3的冷媒流速，从而保持环境恒温。
其中，所述的主控制器1根据用户设置的温度值，实际的温度值，计算冷媒介质流量，并反算压缩机功率，从而达到精确控制温度的目的。
其中，所述的驱动控制器2为放大主控制器的压缩机控制信号，使之能够驱动压缩机工作
该新型恒温控制系统工作的目的是使环境温度高效的达到设定温度，并平稳的维持此温度，系统的原理是通过计算到达或维持所设温度所需的冷量，并通过控制冷媒流量实际输出相应的冷量。工作过程是下述第一步到第五步所述。
请参阅附图2，本实施例中还公开了一种恒温系统的控制方法，其包括以下步骤：
第一步S1，设置冷媒类型，如R12，R22等、冷媒管径D，是指冷媒管道的直径、系统管控面积S，也即是指冷媒管道的截面积、高度H、环境介质比热容C、目标温度T0等系统参数；
第二步S2，通过目标温度T0、目标体积，该目标体积是指控制区域的体积,例如控制某个房间的温度，计算此房间的体积即可，以及比热容C计算总散热量Q0、目标散热总量Q1，最优散热效率W，以及对应的冷媒流速值V：
Q0＝S*H*C*|T0-T1| T1为当前环境温度
散热效率W为系统每分钟散热量
Q1＝0.2*Q0，如果W大于系统最大散热效率Wmax，则W＝Wmax Q1＝2*Wmax
Wx为冷媒介质每分钟单位体积单位流速的散热效率；
第三步S3，通过监测流量计，反馈调节冷媒流速为V0，每隔时间间隔t0检测环境温度变化量T2，估算当前环境发热量Q2，重新计算总散热量Q0、目标散热总量Q1，最优散热效率W，以及对应的冷媒流速值V：
Q2＝W-S*H*C|T2|
Q1＝0.2*Q0，如果W大于系统最大散热效率Wmax，则W＝Wmax Q1＝2*Wmax；
第四步S4，当总散热量降到目标散热量Q1时，开始每隔时间t1递减最优散热效率，并调节驱动控制器同步减小冷媒流速：
最优散热效率递减值
第五步S5，当达到目标温度T0时，系统保持现有最优散热效率工作，每隔时间t2检测环境温度波动ΔT，计算最优散热效率W1，并反馈调节驱动控制器获得相应的冷媒流速，从而与当前环境发热量Q2维持平衡，保持恒温状态
W1＝W+ΔT*S*H*C
在本实施例中，其中，所述的时间间隔t0为1min。所述的时间间隔t1为30s。所述的时间间隔t2为1min。
上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种新型恒温控制系统，其特征在于，包括：主控制器，所述主控制器电连接于驱动控制器，所述驱动控制器电连接于一压缩机，所述压缩机的输出口连接于一用于测量冷媒流速的流量计，以及用于检测环境温度的温感，所述温感电连接于主控制器，其中，所述的压缩机通过一冷媒传输管道，作用于被控的环境，所述主控制器接收温感和流量计的实时反馈信息，控制所述驱动控制器，实时调节压缩机的冷媒流速，从而保持环境恒温。
2.一种恒温系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，设定目标温度T0；
第二步，根据目标温度T0，获得总散热量Q0，目标散热总量Q1，最优散热效率W，以及对应的冷媒流速V：Q0＝S*H*C*|T0-T1|；Q1＝0.2*Q0；其中，S为冷媒管道截面积，H为冷媒管道高度，C为环境介质比热容，T1位当前环境温度，D为冷媒管道直径，Wx为冷媒介质每分钟单位体积单位流速的散热效率；
第三步，间隔时间t0之后，再次检测当前环境温度变化值T2，获得当前环境散热量Q2，重新计算总散热量Q0，目标散热量Q1，最优散热效率及冷媒流速V：Q2＝W-S*H*C|T2|；Q1＝0.2*Q0；
第四步，当环境总散热量降至目标散热总量Q1时，开始每间隔时间t1递减最优散热效率，并同步减小冷媒流速，最优散热效率递减值
第五步，当温度达到目标温度T0时，保持当前最优散热效率工作，每间隔时间t2，检测温度波动ΔT，计算最优散热效率W1，并反馈至驱动控制器设置对应的冷媒流速，从而保持恒温状态；其中，W1＝W+ΔT*S*H*C。
3.如权利要求2所述的恒温系统的控制方法，其特征在于，所述的时间间隔t0为1min。
4.如权利要求2所述的恒温系统的控制方法，其特征在于，所述的时间间隔t1为30s。
5.如权利要求2所述的恒温系统的控制方法，其特征在于，所述的时间间隔t2为1min。
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