CN111397257B - 一种温度控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种温度控制装置及方法，所述温度控制装置，包括换热单元、三通阀、水箱和水泵；所述换热单元与所述三通阀的第一出口连接；所述三通阀的第二出口与所述水箱的入口连接，所述水箱的出水口与所述水泵的入口连接；所述三通阀的入口安装有温度传感器，所述水泵的出口安装有温度传感器，所述水箱的入口安装有温度传感器。采用本发明可以有效减小泄漏量、实现能源节约，提高带载的温度控制精度。

Description

一种温度控制装置及方法

技术领域

本发明涉及温度控制技术领域，具体涉及一种温度控制装置及方法。

背景技术

现阶段，在生产半导体的过程中需要对负载设备进行温度控制，以为负载设备(例如，半导体加工反应腔)提供较为稳定的循环液入口温度。

现阶段，主要通过加热器恒温装置对负载设备进行温度控制。具体的，加热器恒温装置通常包括安装在加热装置之前的加热器温度传感器，用于测得进入加热装置之前的载冷剂的温度；安装在制冷装置与加热装置之间的混合装置，其混合未经所述制冷装置的载冷剂与经过所述制冷装置的载冷剂，将经混合的载冷剂输送至加热装置；控制器根据进入加热装置之前的载冷剂的温度与加热装置的入口温度设定值的差，经由所述混合装置控制流经制冷装置的载冷剂的流量；根据进入加热装置的温度设定值与实际载冷剂温度的差，使用电控混流三通阀装置对进入加热装置前的载冷剂进行初级恒温，以对负载设备进行温度控制。

现有技术中，需要采用加热器进行制热，进而会导致能源消耗较大，进而在一定程度上增加成本。

发明内容

由于存在以上技术问题，本发明实施例提出一种温度控制装置及方法。

第一方面，本发明实施例提出一种温度控制装置，包括换热单元、三通阀、水箱和水泵；

所述换热单元与所述三通阀的第一出口连接；所述三通阀的第二出口与所述水箱的入口连接，所述水箱的出水口与所述水泵的入口连接；

所述三通阀的入口安装有温度传感器，所述水泵的出口安装有温度传感器，所述水箱的入口安装有温度传感器。

可选的，所述换热单元包括换热器和冷却液回路。

可选的，所述三通阀为分流阀。

可选的，所述水箱的入口还安装有流量传感器。

第二方面，本发明实施例还提出一种由第一方面任一所述温度控制装置执行的温度控制方法，包括：

基于当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大变化温差、三通阀入口温度的第一最大变化温差、水箱入口温度的最大变化温差，以及预设水泵出口温度及预设水箱入口温度，调整所述预设水箱入口温度得到第一调整温度；

基于所述当前时刻前的第二预设时长内，所述三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差，调整加载速率状态位和卸载速率状态位；

基于所述第一调整温度、调整后的加载速率状态位和卸载速率状态位，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度。

可选的，所述基于当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大变化温差、三通阀入口温度的第一最大变化温差、水箱入口温度的最大变化温差，以及预设水泵出口温度及预设水箱入口温度，调整所述预设水箱入口温度得到第一调整温度，包括：

确定在当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大值和最小值、三通阀入口温度的最大值和最小值、水箱入口温度的最大值和最小值；

基于所述水泵出口温度的最大值和最小值确定水泵出口温度的最大变化温差，基于所述三通阀入口温度的最大值和最小值确定三通阀入口温度的第一最大变化温差；并基于所述水箱入口温度的最大值和最小值确定水箱入口温度的最大变化温差；

若所述水泵出口温度的最大变化温差及所述三通阀入口温度的第一最大变化温差均小于第一预设最大允许温差，则确定所述水泵出口温度的最小值是否大于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最小值是否小于预设水箱入口温度；

若所述水泵出口温度的最小值大于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最小值小于预设水箱入口温度，则按照预设调整梯度降低所述预设水箱入口温度得到第一调整温度；

若所述水泵出口温度的最小值不大于预设水泵出口温度或所述水箱入口温度的最小值不小于预设水箱入口温度，则确定所述水泵出口温度的最大值是否小于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最大值是否大于预设水箱入口温度；

若所述水泵出口温度的最大值小于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最大值大于预设水箱入口温度，则按照预设调整梯度升高所述预设水箱入口温度得到第一调整温度。

可选的，所述基于所述当前时刻前的第二预设时长内，所述三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差，调整加载速率状态位和卸载速率状态位，包括：

确定在当前时刻前的第二预设时长内，三通阀入口温度的每秒变化量，所述每秒变化量是所述三通阀入口温度的当前温度值与前一秒的温度值之差；

基于所述三通阀入口温度的每秒变化量，确定所述三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差，并判断所述第二最小每秒变化温差是否大于第二预设较大允许正温差；

若所述第二最小每秒变化温差大于所述第二预设较大允许正温差，则将第一加载速率状态位置为1；

若所述第二最小每秒变化温差不大于所述第二预设较大允许正温差，则将第一加载速率状态位置为0，并判断所述第二最小每秒变化温差是否大于第二预设较小允许正温差；

若所述第二最小每秒变化温差大于所述第二预设较小允许正温差，则将第二加载速率状态位置为1；

若所述第二最小每秒变化温差不大于所述第二预设较小允许正温差，则将第二加载速率状态位置为0，并判断所述第二最大每秒变化温差是否小于第二预设较大允许负温差；

若所述第二最大每秒变化温差小于所述第二预设较大允许负温差，则将第一卸载速率状态位置为1；

若所述第二最大每秒变化温差不小于所述第二预设较大允许负温差，则将第一卸载速率状态位置为0，并判断所述第二最大每秒变化温差是否小于第二预设较小允许负温差；

若所述第二最大每秒变化温差小于所述第二预设较小允许负温差，则将第二卸载速率状态位置为1；

若所述第二最大每秒变化温差不小于所述第二预设较小允许负温差，则将第二卸载速率状态位置为0。

可选的，所述基于所述第一调整温度、调整后的加载速率状态位和卸载速率状态位，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度，包括：

确定所述第一加载速率状态位是否为1；

若所述第一加载速率状态位为1，则将所述第一调整温度降低第一预设温度得到第二调整温度，并获取所述水箱入口的实时温度；

基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度；

若所述第一加载速率状态位为0，则确定所述第二加载速率状态位是否为1；

若所述第二加载速率状态位为1，则将所述第一调整温度降低第二预设温度得到第二调整温度，并获取所述水箱入口的实时温度；

基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度；

若所述第二加载速率状态位为0，则确定所述第一卸载速率状态位是否为1；

若所述第一卸载速率状态位为1，则将所述第一调整温度升高第一预设温度得到第二调整温度，并获取所述水箱入口的实时温度；

基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度；

若所述第一卸载速率状态位为0，则确定所述第二卸载速率状态位是否为1；

若所述第二卸载速率状态位为1，则将所述第一调整温度升高第二预设温度得到第二调整温度，并获取所述水箱入口的实时温度；

基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度；

若所述第二卸载速率状态位为0，则将获取所述水箱入口的实时温度，并基于所述水箱入口的实时温度及所述第一调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度。

可选的，所述基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，包括：

将所述水箱入口的实时温度确定为PID算法的当前值，将所述第二调整温度确定为所述PID算法的设定值；

基于所述PID算法的当前值及所述PID算法的设定值，执行PID运算，生成目标调节温度。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的温度控制装置，首先，可以通过水泵发热实现升温，无需加热器，实现节能，从而可以在一定程度上降低成本。其次，可以将循环液出口温度与水箱入口温度联动，可以实现根据工况调整水箱入口温度设定值。再次，将循环液入口温度与水箱入口温度联动，可以实现根据负荷变化调整水箱入口温度设定值，提高了带载的温度控制精度。同时，相对于混流式三通阀，混流式三通阀需安装在换热器后，且混流式三通阀中流过的液体有不同温度，对阀芯和阀座的膨胀程度不同，泄漏量较大；且当负载设备需升温时，需关闭混流式三通阀，这样仍会有泄漏的液体通过换热器降温，这部分泄漏的液体需要加热器来平衡，导致能源浪费，而分流式三通阀安装在换热器前，可以有效避免前述问题，故而，采用分流式三通阀置于换热器前，可以使得通过三通阀的流体有相同的温度，从而使得泄漏量更小，进一步实现节能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的一种温度控制装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种温度控制方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例提供的一种温度控制方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例提供的一种温度控制方法的流程示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种温度控制方法的流程示意图；

图6为本发明一实施例提供的一种实验结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1示出了本实施例提供的一种温度控制装置，包括换热单元、三通阀21、水箱7和水泵8；

所述换热单元与所述三通阀21的第一出口连接(见图1中与换热单元的换热器的一个入口13连接)；所述三通阀21的第二出口与所述水箱7的入口连接，所述水箱7的出口与所述水泵8的入口连接；

其中，所述第一出口和第二出口分别指三通阀的两个不同的出口，前述第一、第二仅用于区分两个出口。

进一步地，所述三通阀21的入口安装有温度传感器32，所述水泵8的出口安装有温度传感器31，所述水箱7的入口安装有温度传感器33。

进一步地，所述换热单元包括换热器1和冷却液回路，所述冷却液回路包括冷却液入口2、冷却液出口3、冷却液手阀4。

进一步地，所述三通阀21为分流阀。所述水箱7的入口还安装有流量传感器35。

本发明实施例提供的温度控制装置可以应用于负载设备的温度控制，具体的，参见图1，上述温控装置包括换热单元、三通阀21、水箱7和水泵8(循环水泵)；换热单元包括换热器1和冷却液回路，冷却液回路包括冷却液入口2、冷却液出口3、冷却液手阀4，冷却液与流经换热器1的循环液进行热交换，可以对循环液制冷，前述冷却液可以为PCW(PlantCooling Water/Process Cooling Water，工艺冷却水)；换热系统还与三通阀21、水箱7、水泵8及负载设备(即图1中的loading)串联形成循环液回路，且三通阀21位于换热单元的上游。换热器1具有厂务水入口12、厂务水出口11、循环液入口13和循环液出口14。三通阀21为分流阀，三通阀21的入口与循环液入口6相连，三通阀21的两个出口分别连接换热器1的循环液入口13和循环液出口14。换热器1的循环液出口14与三通阀21的出口连接，再与水箱7的入口连接，水箱7与水泵8连接，水泵8再与循环液出口5相连。

进一步地，在水泵8的出口与循环液出口5之间安装温度传感器31，以测量出口温度(即水泵出口温度)T1；在三通阀21与循环液入口6之间安装温度传感器32，测量入口温度(即三通阀入口温度)T2；循环液出口14与三通阀21的出口连接，且循环液出口14与三通阀21的出口连接点与水箱7之间，依次安装流量传感器35和温度传感器33，测量流量值F1和水箱入口温度值T3。

进一步地，可以根据上述流量值与流量设定值的差值，调节水泵8转速控制循环液的流量；并可以根据水箱7的入口温度与水箱7的入口温度设定值(即预设水箱入口温度)的差值，由三通阀21控制循环液流经换热单元的流量；还可以根据水箱7入口温度与前述预设水箱入口温度的差值，调节三通阀21控制循环液流经换热单元的流量。当水箱7入口温度大于预设水箱入口温度时，控制三通阀21开大，以使更多的循环液流经换热单元；当水箱7入口温度小于预设水箱入口温度时，控制三通阀21关小，以使更少的循环液流经换热单元。

由上述技术方案可知，本发明实施例提供的温度控制装置，首先，可以通过水泵发热实现升温，无需加热器，实现节能，从而可以在一定程度上降低成本。其次，可以将循环液出口温度与水箱入口温度联动，可以实现根据工况调整水箱入口温度设定值。再次，将循环液入口温度与水箱入口温度联动，可以实现根据负荷变化调整水箱入口温度设定值，提高了带载的温度控制精度。同时，相对于混流式三通阀，混流式三通阀需安装在换热器后，且混流式三通阀中流过的液体有不同温度，对阀芯和阀座的膨胀程度不同，泄漏量较大；且当负载设备需升温时，需关闭混流式三通阀，这样仍会有泄漏的液体通过换热器降温，这部分泄漏的液体需要加热器来平衡，导致能源浪费，而分流式三通阀安装在换热器前，可以有效避免前述问题，故而，采用分流式三通阀置于换热器前，可以使得通过三通阀的流体有相同的温度，从而使得泄漏量更小，进一步实现节能。

图2示出了本实施例提供的一种温度控制方法的流程示意图，本方法实施例是基于图1所示的温度控制装置实现的，所述温度控制方法，包括：

S201，基于当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大变化温差、三通阀入口温度的第一最大变化温差、水箱入口温度的最大变化温差，以及预设水泵出口温度及预设水箱入口温度，调整预设水箱入口温度得到第一调整温度。

其中，所述第一预设时长指预先设定的在当前时刻前最近的一段历史时长，该时长可以为确定水泵出口温度的最大变化温差、三通阀入口温度的第一最大变化温差、水箱入口温度的最大变化温差提供数据基础。

所述第一调整温度指对预设水箱入口温度进行调整后得到的水箱入口温度的设定值。

所述三通阀入口温度的第一最大变化温差指基于当前时刻前的第一预设时长内的数据确定的三通阀入口温度的最大变化温差。

所述预设水泵出口温度指预先设定的水泵出口的温度值。

在实施中，首先，可以确定当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大变化温差、三通阀入口温度的第一最大变化温差、水箱入口温度的最大变化温差。然后，可以获取预设水泵出口温度及预设水箱入口温度，并可以基于前述水泵出口温度的最大变化温差、三通阀入口温度的第一最大变化温差、水箱入口温度的最大变化温差，以及预设水泵出口温度及预设水箱入口温度，对预设水箱入口温度进行调整，得到第一调整温度。

S202，基于当前时刻前的第二预设时长内，三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差，调整加载速率状态位和卸载速率状态位。

其中，所述第二预设时长指预先设定的在当前时刻前最近的一个历史时长，该时长可以为确定三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差提供数据依据。

所述三通阀入口温度的每秒变化量指三通阀入口温度在当前时刻前的第二预设时长中的每一秒与前一秒的温度变化差值。所述三通阀入口的第二最大每秒变化温差指第二预设时长内三通阀入口温度的每秒变化量中的最大值。所述第二最小每秒变化温差指第二预设时长内三通阀入口温度的每秒变化量中的最小值。以当前时刻为10:00:05，第二预设时长为5秒为例，则可以确定10:00:01至10:00:05间的每秒变化量，假设10:00:01至10:00:05采集到的三通阀入口温度分别为30℃、32℃、32℃、33℃、36℃，则可以确定每秒变化量分别为2℃、0℃、1℃、3℃，并可以确定第二最大每秒变化温差为3℃，第二最小每秒变化温差为0℃。

在实施中，在得到第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差之后，可以确定在当前时刻前的第二预设时长内，三通阀入口出现的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差。然后，可以基于前述三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差，与第二预设较大允许温差比较或第二预设较小允许温差比较，对加载速率状态位和卸载速率状态位进行调整，如可以调整为0或1。可以理解的是，在实施中，可以将入口温度连续上升作为加载状态，每秒变化温差值越大，表明加载速率越快；反之，将入口温度连续下降作为卸载状态，每秒变化温差为负值，绝对值越大，表明卸载速率越快)

S203，基于第一调整温度、调整后的加载速率状态位和卸载速率状态位，生成目标调节温度，以基于目标调节温度控制负载设备的温度。

其中，所述目标调节温度指基于第一调整温度、调整后的加载速率状态位和卸载速率状态位，生成的调节后的水箱入口的温度。

在实施中，在调整完加载速率状态位和卸载速率状态位之后，可以基于上述第一调整温度，以及上述调整后的加载速率状态位和卸载速率状态位，进行数据运算，得到目标调节温度。之后，可以基于前述目标调节温度对负载设备进行温度调节。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过基于水泵出口温度的最大变化温差、三通阀入口温度的第一最大变化温差、水箱入口温度的最大变化温差，以及预设水泵出口温度及预设水箱入口温度调整预设水箱入口温度，并基于三通阀入口的第二最大变化温差调整加载速率状态位和卸载速率状态位，以基于第一调整温度、调整后的加载速率状态位和卸载速率状态位生成目标调节温度。这样，根据工况调整水箱入口温度设定值，即预设水箱入口温度，可以实现根据负荷变化调整水箱入口温度设定值，从而可以有效提高带载的温度控制精度。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，上述步骤S201的具体处理可以如下：确定在当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大值和最小值、三通阀入口温度的最大值和最小值、水箱入口温度的最大值和最小值；基于水泵出口温度的最大值和最小值确定水泵出口温度的最大变化温差，基于三通阀入口温度的最大值和最小值确定三通阀入口温度的第一最大变化温差；并基于水箱入口温度的最大值和最小值确定水箱入口温度的最大变化温差；若水泵出口温度的最大变化温差及三通阀入口温度的第一最大变化温差均小于第一预设最大允许温差，则确定水泵出口温度的最小值是否大于预设水泵出口温度且水箱入口温度的最小值是否小于预设水箱入口温度；若水泵出口温度的最小值大于预设水泵出口温度且水箱入口温度的最小值小于预设水箱入口温度，则按照预设调整梯度降低所述预设水箱入口温度得到第一调整温度；若水泵出口温度的最小值不大于预设水泵出口温度或水箱入口温度的最小值不小于预设水箱入口温度，则确定水泵出口温度的最大值是否小于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最大值是否大于预设水箱入口温度；若水泵出口温度的最大值小于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最大值大于预设水箱入口温度，则按照预设调整梯度升高预设水箱入口温度得到第一调整温度。

其中，所述第一预设最大允许温差指预先设定的温差值，如可以是0.2度。

所述预设调整梯度指预先设定的调整预设水箱入口温度的梯度，如可以是0.1度。

在实施中，首先，可以获取在当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大值和最小值、三通阀入口温度的最大值和最小值、水箱入口温度的最大值和最小值。然后，可以基于前述水泵出口温度的最大值和最小值确定水泵出口温度的最大变化温差，基于前述三通阀入口温度的最大值和最小值确定三通阀入口温度的第一最大变化温差，并可以基于前述水箱入口温度的最大值和最小值确定水箱入口温度的最大变化温差。之后，可以判断前述水泵出口温度的最大变化温差及三通阀入口温度的第一最大变化温差是否均小于第一预设最大允许温差。若前述水泵出口温度的最大变化温差及三通阀入口温度的第一最大变化温差不均小于第一预设最大允许温差，即水泵出口温度的最大变化温差或者三通阀入口温度中至少有一个不小于第一预设最大允许温差，则以当前时刻为终止时刻重新读取第一预设时长内的温度值。若前述水泵出口温度的最大变化温差及三通阀入口温度的第一最大变化温差均小于第一预设最大允许温差，则可以确定前述水泵出口温度的最小值是否大于预设水泵出口温度且水箱入口温度的最小值是否小于预设水箱入口温度。若前述水泵出口温度的最小值大于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最小值小于预设水箱入口温度，则可以按照预设调整梯度降低预设水箱入口温度得到第一调整温度。若水泵出口温度的最小值不大于预设水泵出口温度或水箱入口温度的最小值不小于预设水箱入口温度，则可以确定所述水泵出口温度的最大值是否小于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最大值是否大于预设水箱入口温度。若前述水泵出口温度的最大值不小于预设水泵出口温度或入口温度的最大值不大于预设水箱入口温度，则以当前时刻为终止时刻重新读取第一预设时长内的温度值。若前述水泵出口温度的最大值小于预设水泵出口温度且水箱入口温度的最大值大于预设水箱入口温度，则可以按照预设调整梯度升高预设水箱入口温度得到第一调整温度。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，可以将加载速率状态位和卸载速率状态位置为1或0，相应的上述步骤S202的处理可以如下：确定在当前时刻前的第二预设时长内，三通阀入口温度的每秒变化量，每秒变化量是三通阀入口温度的当前温度值与前一秒的温度值之差；基于三通阀入口温度的每秒变化量，确定三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差，并判断第二最小每秒变化温差是否大于第二预设较大允许正温差；若第二最小每秒变化温差大于第二预设较大允许正温差，则将第一加载速率状态位置为1；若第二最小每秒变化温差不大于第二预设较大允许正温差，则将第一加载速率状态位置为0，并判断第二最小每秒变化温差是否大于第二预设较小允许正温差；若第二最小每秒变化温差大于第二预设较小允许正温差，则将第二加载速率状态位置为1；若第二最小每秒变化温差不大于第二预设较小允许正温差，则将第二加载速率状态位置为0，并判断第二最大每秒变化温差是否小于第二预设较大允许负温差；若第二最大每秒变化温差小于第二预设较大允许负温差，则将第一卸载速率状态位置为1；若第二最大每秒变化温差不小于第二预设较大允许负温差，则将第一卸载速率状态位置为0，并判断第二最大每秒变化温差是否小于第二预设较小允许负温差；若第二最大每秒变化温差小于第二预设较小允许负温差，则将第二卸载速率状态位置为1；若第二最大每秒变化温差不小于第二预设较小允许负温差，则将第二卸载速率状态位置为0。

其中，所述第二预设较大允许正温差指预先设定的三通阀入口温度允许出现的较大正温差，如0.2度。

所述第二预设较小允许正温差指预先设定的三通阀入口温度允许出现的较小正温差，如0.1度。

所述第二预设较大允许负温差指预先设定的三通阀入口温度允许出现的较大负温差，如-0.2度。

所述第二预设较小允许负温差指预先设定的三通阀入口温度允许出现的较小负温差，如-0.1度。

所述第一/第二加载速率状态位、第一/第二卸载速率状态位仅用于区分两个不同的加载速率状态位/卸载速率状态位。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，可以基于加载速率状态位/卸载速率状态位生成目标调节温度，相应的上述步骤S203的处理可以如下：

确定第一加载速率状态位是否为1；若第一加载速率状态位为1，则将第一调整温度降低第一预设温度得到第二调整温度，并获取水箱入口的实时温度；基于水箱入口的实时温度及第二调整温度，生成目标调节温度，以基于目标调节温度控制负载设备的温度；若第一加载速率状态位为0，则确定第二加载速率状态位是否为1；若第二加载速率状态位为1，则将第一调整温度降低第二预设温度得到第二调整温度，并获取水箱入口的实时温度；基于水箱入口的实时温度及第二调整温度，生成目标调节温度，以基于目标调节温度控制负载设备的温度；若第二加载速率状态位为0，则确定第一卸载速率状态位是否为1；若第一卸载速率状态位为1，则将第一调整温度升高第一预设温度得到第二调整温度，并获取水箱入口的实时温度；基于水箱入口的实时温度及第二调整温度，生成目标调节温度，以基于目标调节温度控制负载设备的温度；若第一卸载速率状态位为0，则确定第二卸载速率状态位是否为1；若第二卸载速率状态位为1，则将第一调整温度升高第二预设温度得到第二调整温度，并获取水箱入口的实时温度；基于水箱入口的实时温度及第二调整温度，生成目标调节温度，以基于目标调节温度控制负载设备的温度；若第二卸载速率状态位为0，则将获取水箱入口的实时温度，并基于水箱入口的实时温度及第一调整温度，生成目标调节温度，以基于目标调节温度控制负载设备的温度。

其中，所述第二调整温度指对第一调整温度进行调整后得到的水箱入口温度。

所述第一预设温度/第二预设温度仅用于区分对第一调整温度进行降温/升温的梯度。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，可以通过PID运算(Proportion IntegralDifferential)得到目标调节温度，相应的处理可以如下：将水箱入口的实时温度确定为PID算法的当前值，将第二调整温度确定为PID算法的设定值；基于PID算法的当前值及PID算法的设定值，执行PID运算，生成目标调节温度。

在实施中，在得到第二调整温度之后，可以将水箱入口温度的值写入PID的当前值，将第二调整温度的值写入PID的设定值，并执行PID运算得到运算结果，将该运算结果确定为目标调节温度。然后，可以将该目标调节温度赋值给三通阀，通过控制三通阀的开度大小，实现对负载设备的温度控制。

为使本发明实施例提供的方法更清楚，现对上述各方法实施例进行完整说明。参见图3，对上述步骤S201进行完整说明，具体的，步骤1，系统运行后，读取出口温度(即水泵出口温度)T1、进口温度(即三通阀入口温度)T2和水箱入口温度T3，并计算对应最大值和最小值T1_MAX(水泵出口温度的最大值)、T1_MIN(水泵出口温度的最小值)、T2_MAX(三通阀入口温度的最大值)、T2_MIN(三通阀入口温度的最小值)、T3_MAX(水箱入口温度的最大值)、T3_MIN(水箱入口温度的最小值)。步骤2，时间到达第一预设时长例120秒后，判断120秒内T1的变化量即(T1_MAX-T1_MIN)和120秒内T2的变化量即(T2_MAX-T2_MIN)是否小于第一预设最大允许温差如0.2度，如果满足进入下一步骤，如果不满足，返回继续重新读取数值，通过该步骤可以判断进/出口温度是否稳定。步骤3，如第2步满足则可以再判断是否满足T1_MIN>预设水泵出口温度T1SV且T3_MIN<预设水箱入口温度T3SV，若满足则进入第4步，不满足则进入第5步，通过该步骤可以判断出口温度是否一直高于设定值，且水箱入口温度的最小值已比T3SV低。步骤4，若第3步满足则将预设水箱入口温度适当降低预设调整梯度如0.1度得到第一调整温度，即T3_SV＝T3SV-0.1，执行完毕后返回继续读取数值，通过该步骤可以知道当出口温度一直偏高，且水箱入口温度已达到设定值，说明水箱入口温度的设定值偏高，需要适当降低水箱入口温度的设定值。步骤5，若第3步不满足则可以判断是否满足T1_MAX<T1SV且T3_MAX>T3SV，若满足则进入第6步，不满足则返回继续重新读取数值，通过该步骤可以判断出口温度是否一直低于设定值，且水箱入口温度的最大值已比T3SV高。步骤6，若第5步满足则可以将预设水箱入口温度适当按照预设调整梯度升高一点如可以是0.1度得到第一调整温度，即T3_SV＝T3SV+0.1。执行完毕后返回继续读取数值，通过该步骤可以得知当出口温度一直偏低，且水箱入口温度已达到设定值，说明水箱入口温度的设定值偏低，需要适当提高水箱入口温度的设定值。

然后，参见图4，对步骤S202进行详细说明，对入口温度的变化判断加载卸载的强度(以2种加载和卸载速率大小为例实际可以根据实际负荷变化调整速率大小和速率变化的数量)，步骤1，系统运行后，读取进口温度T2，并计算每秒变化量。步骤2，判断当前时刻前的第二预设时长内如5秒内，T2的变化量即T2_CG是否均大于第二预设较大允许正温差如0.2度(即T2_CG的最小值大于0.2度)，如果满足进入步骤3，如果不满足，则进入步骤4步，通过该步骤可以判断进口温度是否连续大幅度上升。步骤3，若第2步满足则对加载速率1状态位(即第一加载速率状态位)V0.0置1，然后返回继续读取温度值(即当进口温度连续大幅度上升时，对应状态位置1)。步骤4，若第2步不满足，则对V0.0置0，然后执行下一步(即当进口温度没有出现连续大幅度上升时，对应状态位置0)。步骤5，判断第二预设时长内如5秒内，T2的变化量即T2_CG是否大第二预设较小允许正温差例0.1度，如果满足进入下一步骤，如果不满足，则进入第7步(即判断进口温度是否连续小幅度上升)。步骤6，若第5步满足，则对第二加载速率状态位V0.1置1，然后返回继续读取温度值(即当进口温度连续小幅度上升时，对应状态位置1)。步骤7，若第5步不满足，则对第二加载速率状态位V0.1置0，然后执行下一步(即当进口温度没有出现连续小幅度上升时，对应状态位置0)。步骤8，判断第二预设时长内如5秒T2的变化量即T2_CG是否小于第二预设较大负温差如-0.2度，如果满足进入下一步骤，如果不满足，则进入第10步(即可以判断进口温度是否连续大幅度下降)。步骤9，若第8步满足，则对第一卸载速率状态位V0.2置1，然后返回继续读取温度值(即当进口温度连续大幅度下降时，对应状态位置1)。步骤10，若第8步不满足，则对V0.2置0，然后执行下一步(即当进口温度没有出现连续大幅度下降时，对应状态位置0)。步骤11，判断第二预设时长内如5秒内，T2的变化量即T2_CG是否小于第二预设较小负温差如-0.1度，如果满足进入下一步骤，如果不满足，则进入第13步(即判断进口温度是否连续小幅度下降)。步骤12，若第11步满足，则对第二卸载速率状态位V0.3置1，然后返回继续读取温度值(即当进口温度连续小幅度下降时，对应状态位置1)。步骤13，若第11步不满足，则将V0.3置0，然后返回继续读取温度值(即当进口温度没有出现连续小幅度下降时，对应状态位置0)。

可以理解的是，在实施中每秒都会更新一次每秒变化温差T2_CG，只有在当前时刻前的第二预设时长(如5秒)内的T2_CG值都大于第二预设较大允许正温差(如0.2度)，即最近5秒内T2_CG的最小值大于0.2，则认为温度连续大幅上升，加载速率达到第1级，可以将对应的加载速率状态位置为1。卸载速率状态位的设置与加载速率状态位的设置类似，在此不再赘述。

然后，参见图5，对上述步骤S203进行详细说明，具体的：步骤1，系统运行后，读取第一调整温度T3_SV，以及V0.0、V0.1、V0.2和V0.3的状态。步骤2，判断V0.0是否为1，如果满足进入下一步骤，如果不满足，则进入第4步(即判断进口温度是否连续大幅度上升)。步骤3，若第2步满足，则在第一调整温度T3_SV的基础上降低第一预设温度如1.0度得到第二调整温度，然后执行第11步(即当进口温度连续大幅度上升时，第二调整温度适当下调)。步骤4，判断V0.1是否为1，如果满足进入下一步骤，如果不满足，则进入第6步(即判断进口温度是否连续小幅度上升)。步骤5，若第4步满足则第二调整温度在T3_SV的基础上降低第二预设温度例如0.5度，然后执行第11步(即当进口温度连续小幅度上升时，PID设定值适当下调)。步骤6，判断V0.2的状态是否为1，如果满足进入下一步骤，如果不满足，则进入第8步(即判断进口温度是否连续大幅度下降)。步骤7，若第6步满足则第二调整温度在T3_SV的基础上升高第一预设温度例如1.0度，然后执行第11步(即当进口温度连续大幅度下降时，PID设定值适当升高)。步骤8，判断V0.3是否为1，如果满足进入下一步骤，如果不满足，则进入第10步(即判断进口温度是否连续小幅度下降)。步骤9，若第8步满足则第二调整温度在T3_SV的基础上降低一定值例如0.5度，然后执行第11步(即当进口温度连续小幅度下降时，PID设定值适当升高)。步骤10，若第8步不满足则将T3SV的数值直接赋值给PID设定值，然后执行第11步(即当进口温度稳定时，PID设定值不做调整)。步骤11，读取水箱入口温度T3写入PID的当前值，读取第二调整温度PID_SV的值写入PID的设定值，并执行PID运算。然后将PID的运算结果PID_OUT作为目标调节温度赋值给三通阀。

为证明基于本发明实施例提供的温度控制装置执行的温度控制方法的精度，以预设水箱入口温度为35度，带着的负载设备为8kW进行了实验，参见图6可知，本发明提供的基于本发明实施例提供的温度控制装置执行的温度控制方法的精度明显较高。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种基于温度控制装置执行的温度控制方法，其特征在于，包括：

基于当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大变化温差、三通阀入口温度的第一最大变化温差、水箱入口温度的最大变化温差，以及预设水泵出口温度及预设水箱入口温度，调整所述预设水箱入口温度得到第一调整温度；

基于所述当前时刻前的第二预设时长内，所述三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差，调整所述三通阀的加载速率状态位和卸载速率状态位；

基于所述第一调整温度、调整后的加载速率状态位和卸载速率状态位，生成水箱入口的目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度；

其中，所述加载速率为所述三通阀入口温度连续上升的速率；

其中，所述卸载速率为所述三通阀入口温度连续下降的速率；

其中，所述温度控制装置，包括换热单元、三通阀、水箱和水泵；

所述换热单元包括换热器和冷却液回路；

所述冷却液回路包括冷却液入口、冷却液出口和冷却液手阀；

所述换热单元与三通阀、水箱、水泵及负载设备串联形成循环液回路，且三通阀位于换热单元的上游；

其中，三通阀的两个出口分别连接换热器的循环液入口和循环液出口，换热器的循环液出口与三通阀的出口连接，再与水箱的入口连接；所述水箱的出水口与所述水泵的入口连接；

所述三通阀的入口安装有温度传感器，以测量所述三通阀的入口温度；所述水泵的出口安装有温度传感器，以测量所述水泵的出口温度；所述水箱的入口安装有温度传感器，以测量所述水箱的入口温度。

2.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述三通阀为分流阀。

3.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述水箱的入口还安装有流量传感器。

4.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述基于当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大变化温差、三通阀入口温度的第一最大变化温差、水箱入口温度的最大变化温差，以及预设水泵出口温度及预设水箱入口温度，调整所述预设水箱入口温度得到第一调整温度，包括：

确定在当前时刻前的第一预设时长内，水泵出口温度的最大值和最小值、三通阀入口温度的最大值和最小值、水箱入口温度的最大值和最小值；

基于所述水泵出口温度的最大值和最小值确定水泵出口温度的最大变化温差，基于所述三通阀入口温度的最大值和最小值确定三通阀入口温度的第一最大变化温差；并基于所述水箱入口温度的最大值和最小值确定水箱入口温度的最大变化温差；

若所述水泵出口温度的最大变化温差及所述三通阀入口温度的第一最大变化温差均小于第一预设最大允许温差，则确定所述水泵出口温度的最小值是否大于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最小值是否小于预设水箱入口温度；

若所述水泵出口温度的最小值大于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最小值小于预设水箱入口温度，则按照预设调整梯度降低所述预设水箱入口温度得到第一调整温度；

若所述水泵出口温度的最小值不大于预设水泵出口温度或所述水箱入口温度的最小值不小于预设水箱入口温度，则确定所述水泵出口温度的最大值是否小于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最大值是否大于预设水箱入口温度；

若所述水泵出口温度的最大值小于预设水泵出口温度且所述水箱入口温度的最大值大于预设水箱入口温度，则按照预设调整梯度升高所述预设水箱入口温度得到第一调整温度。

5.根据权利要求1所述的温度控制方法，其特征在于，所述基于所述当前时刻前的第二预设时长内，所述三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差，调整加载速率状态位和卸载速率状态位，包括：

确定在当前时刻前的第二预设时长内，三通阀入口温度的每秒变化量，所述每秒变化量是所述三通阀入口温度的当前温度值与前一秒的温度值之差；

基于所述三通阀入口温度的每秒变化量，确定所述三通阀入口的第二最大每秒变化温差和第二最小每秒变化温差，并判断所述第二最小每秒变化温差是否大于第二预设较大允许正温差；

若所述第二最小每秒变化温差大于所述第二预设较大允许正温差，则将第一加载速率状态位置为1；

若所述第二最小每秒变化温差不大于所述第二预设较大允许正温差，则将第一加载速率状态位置为0，并判断所述第二最小每秒变化温差是否大于第二预设较小允许正温差；

若所述第二最小每秒变化温差大于所述第二预设较小允许正温差，则将第二加载速率状态位置为1；

若所述第二最小每秒变化温差不大于所述第二预设较小允许正温差，则将第二加载速率状态位置为0，并判断所述第二最大每秒变化温差是否小于第二预设较大允许负温差；

若所述第二最大每秒变化温差小于所述第二预设较大允许负温差，则将第一卸载速率状态位置为1；

若所述第二最大每秒变化温差不小于所述第二预设较大允许负温差，则将第一卸载速率状态位置为0，并判断所述第二最大每秒变化温差是否小于第二预设较小允许负温差；

若所述第二最大每秒变化温差小于所述第二预设较小允许负温差，则将第二卸载速率状态位置为1；

若所述第二最大每秒变化温差不小于所述第二预设较小允许负温差，则将第二卸载速率状态位置为0。

6.根据权利要求5所述的温度控制方法，其特征在于，所述基于所述第一调整温度、调整后的加载速率状态位和卸载速率状态位，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度，包括：

确定所述第一加载速率状态位是否为1；

若所述第一加载速率状态位为1，则将所述第一调整温度降低第一预设温度得到第二调整温度，并获取所述水箱入口的实时温度；

基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度；

若所述第一加载速率状态位为0，则确定所述第二加载速率状态位是否为1；

若所述第二加载速率状态位为1，则将所述第一调整温度降低第二预设温度得到第二调整温度，并获取所述水箱入口的实时温度；

基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度；

若所述第二加载速率状态位为0，则确定所述第一卸载速率状态位是否为1；

若所述第一卸载速率状态位为1，则将所述第一调整温度升高第一预设温度得到第二调整温度，并获取所述水箱入口的实时温度；

基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度；

若所述第一卸载速率状态位为0，则确定所述第二卸载速率状态位是否为1；

若所述第二卸载速率状态位为1，则将所述第一调整温度升高第二预设温度得到第二调整温度，并获取所述水箱入口的实时温度；

基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度；

若所述第二卸载速率状态位为0，则将获取所述水箱入口的实时温度，并基于所述水箱入口的实时温度及所述第一调整温度，生成目标调节温度，以基于所述目标调节温度控制负载设备的温度。

7.根据权利要求6所述的温度控制方法，其特征在于，所述基于所述水箱入口的实时温度及所述第二调整温度，生成目标调节温度，包括：

将所述水箱入口的实时温度确定为PID算法的当前值，将所述第二调整温度确定为所述PID算法的设定值；

基于所述PID算法的当前值及所述PID算法的设定值，执行PID运算，生成目标调节温度。

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