CN117742407A - 一种调温系统的控制方法、装置和环境试验箱 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种调温系统的控制方法、装置和环境试验箱。调温系统包括恒温子系统和降温子系统，恒温子系统和降温子系统均用于调节环境试验箱的温度；调温系统的控制方法包括：获取环境试验箱的周围环境温度和调温需求；若调温需求为降温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统和降温子系统中的至少一个工作；若调温需求为恒温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统或降温子系统工作。本发明实施例提供的调温系统的控制方法、装置和环境试验箱，能够实现调温系统的节能运行，降低用户使用成本。
Description
本申请为申请号CN2022115850770、专利名称“一种调温系统的控制方法、装置和环境试验箱”的分案申请。
技术领域
本发明实施例涉及温度控制技术，尤其涉及一种调温系统的控制方法、装置和环境试验箱。
背景技术
对于环境试验箱如水冷式高低温环境试验箱，可做温湿度环境测试和高低温循环测试，因此其温度需要调节。环境试验箱的调温系统可控制环境试验箱的温度，以达到实际温度需求。
目前，现有的调温系统的控制方法，调温系统对环境试验箱进行调温时，通常根据环境试验箱的最大负荷进行调温，而环境试验箱的大部分时间的负荷远远小于最大负荷，这样会使得调温系统的能耗较大，不利于节能。
发明内容
本发明实施例提供一种调温系统的控制方法、装置和环境试验箱，以实现调温系统的节能运行，降低用户使用成本。
第一方面，本发明实施例提供了一种调温系统的控制方法，所述调温系统包括恒温子系统和降温子系统，所述恒温子系统和所述降温子系统均用于调节环境试验箱的温度，所述控制方法包括：
获取所述环境试验箱的周围环境温度和调温需求；
若所述调温需求为恒温需求，则根据所述周围环境温度和预设目标温度，控制所述恒温子系统或所述降温子系统工作；
当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且所述预设目标温度大于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统工作，并控制所述降温子系统停止工作。
可选的，还包括：
若所述调温需求为恒温需求，当所述预设目标温度小于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统停止工作，并控制所述降温子系统工作。
可选的，还包括：
若所述调温需求为降温需求，则根据所述周围环境温度和预设目标温度，控制所述恒温子系统和所述降温子系统中的至少一个工作；
当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，且所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值大于预设第一阈值时，控制所述恒温子系统工作，并控制所述降温子系统停止工作；
当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且所述预设目标温度大于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统和所述降温子系统均工作。
可选的，还包括：
若所述调温需求为降温需求，当所述预设目标温度小于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统和所述降温子系统均工作。
可选的，所述控制所述恒温子系统和所述降温子系统均工作，包括：
控制所述恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度大于零，所述降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度大于零。
可选的，所述控制所述恒温子系统工作，并控制所述降温子系统停止工作，包括：
控制所述恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度先增大后减小，最后稳定在大于零的值，控制所述降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度为零。
第二方面，本发明实施例提供了一种调温系统的控制装置，所述调温系统包括恒温子系统和降温子系统，所述恒温子系统和所述降温子系统均用于调节环境试验箱的温度；
所述控制装置包括：
信息获取模块，用于获取所述环境试验箱的周围环境温度和调温需求；
第一控制模块，用于若所述调温需求为降温需求，则根据所述周围环境温度和预设目标温度，控制所述恒温子系统和所述降温子系统中的至少一个工作；
第二控制模块，用于若所述调温需求为恒温需求，则根据所述周围环境温度和预设目标温度，控制所述恒温子系统或所述降温子系统工作；
所述第二控制模块包括：
第三控制单元和第四控制单元；其中，第三控制单元用于当预设目标温度大于周围环境温度，预设目标温度与周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且预设目标温度大于预设第二阈值时，控制恒温子系统工作，并控制降温子系统停止工作；
第四控制单元用于当预设目标温度小于预设第二阈值时，控制恒温子系统停止工作，并控制降温子系统工作。
可选的，所述第一控制模块包括：
第一控制单元，用于当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，且所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值大于预设第一阈值时，控制所述恒温子系统工作，并控制所述降温子系统停止工作；
第二控制单元，用于当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且所述预设目标温度大于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统和所述降温子系统均工作；第二控制单元还用于当预设目标温度小于预设第二阈值时，控制恒温子系统和降温子系统均工作。
第三方面，本发明实施例提供了一种环境试验箱，包括控制系统和如第一方面所述的调温系统，所述控制系统与所述调温系统电连接，所述控制系统包括如第二方面所述的控制装置。
可选的，所述控制系统包括控制器和触摸屏，所述控制器与所述触摸屏电连接，如第二方面所述的控制装置集成在所述控制器。
本发明实施例提供的调温系统的控制方法、装置和环境试验箱，调温系统包括恒温子系统和降温子系统，恒温子系统和降温子系统均用于调节环境试验箱的温度，通过获取环境试验箱的周围环境温度和调温需求；若调温需求为降温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统和降温子系统中的至少一个工作；若调温需求为恒温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统或降温子系统工作。本发明实施例提供的调温系统的控制方法、装置和环境试验箱，根据周围环境温度和调温需求，控制恒温子系统和/或降温子系统工作，调温需求为恒温需求时，控制恒温子系统或降温子系统工作，能够避免恒温子系统和降温子系统均工作带来的能耗大的问题，实现调温系统的节能运行，降低用户使用成本。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种调温系统的控制方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的一种调温系统的结构示意图；
图3是本发明实施例二提供的一种调温系统的控制方法的流程图；
图4是本发明实施例二提供的一种制冷模式的示意图；
图5是本发明实施例二提供的另一种制冷模式的示意图；
图6是本发明实施例二提供的又一种制冷模式的示意图；
图7是本发明实施例三提供的一种调温系统的控制装置的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的一种调温系统的控制方法的流程图。本实施例可适用于调温系统控制等方面，该方法可以由调温系统的控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的形式实现，该装置可以集成在环境试验箱的控制系统的控制器中，调温系统包括恒温子系统和降温子系统，恒温子系统和降温子系统均用于调节环境试验箱的温度；该方法具体包括如下步骤：
步骤110、获取环境试验箱的周围环境温度和调温需求。
其中，环境试验箱的周围可设置有温度传感器，调温系统的控制装置可与温度传感器电连接，以获取环境试验箱的周围环境温度，调温需求可以是外部输入至控制装置。
步骤120、若调温需求为降温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统和降温子系统中的至少一个工作。
具体的，若预设目标温度与周围环境温度的温度差大于预设值如60度，则控制恒温子系统工作，降温子系统停止工作，若预设目标温度小于另一预设值如-25度，则控制恒温子系统和降温子系统均工作。
示例性地，图2是本发明实施例一提供的一种调温系统的结构示意图。参考图2，以降温系统为例，降温系统包括压缩机、冷凝器、蒸发器、电子膨胀阀、加热器、循环风机、冷却水循环水泵、电磁阀、毛细管等。制冷系统的工作原理为：压缩机CM出口的高温高压气态制冷剂进入冷凝器COND冷凝后变为液态制冷剂，通过电子膨胀阀KV节流降压到蒸发器EVAP入口，在蒸发器EVAP内气化吸热制冷。系统配有加热器，在间室温度接近目标温度时，启动加热器的PID控制进行热负荷对冲调节，以实现箱内精确控温。在制冷状态下，电子膨胀阀KV可根据蒸发器出口过热度大小，动态调节开度。当外部负荷很小时，蒸发器出口过热度减小，可能会出现制冷系统低制冷输出甚至零制冷输出的运行工况，因此利用热气旁通电磁阀SV1、SV2和热气旁通毛细管CAP1、CAP2组合成热气旁通回路，进行制冷系统能量卸载，维持系统最低吸气压力。冷气旁通电磁阀SV3和冷气旁通毛细管CAP3组合成冷气旁通回路，可维持压缩机合理的吸气温度，避免压缩机吸气过热。另外，恒温系统的工作原理与降温系统的工作原理基本相同，可参考上述降温系统的工作原理，在此不再赘述。
步骤130、若调温需求为恒温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统或降温子系统工作。
具体的，若预设目标温度与周围环境温度的温度差大于预设值如60度，则控制恒温子系统工作，降温子系统停止工作，若预设目标温度小于另一预设值如-25度，则控制恒温子系统停止工作，降温子系统工作。
本实施例提供的调温系统的控制方法，调温系统包括恒温子系统和降温子系统，恒温子系统和降温子系统均用于调节环境试验箱的温度，通过获取环境试验箱的周围环境温度和调温需求；若调温需求为降温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统和降温子系统中的至少一个工作；若调温需求为恒温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统或降温子系统工作。本实施例提供的调温系统的控制方法，根据周围环境温度和调温需求，控制恒温子系统和/或降温子系统工作，调温需求为恒温需求时，控制恒温子系统或降温子系统工作，能够避免恒温子系统和降温子系统均工作带来的能耗大的问题，实现节能运行，降低用户使用成本。
实施例二
图3是本发明实施例二提供的一种调温系统的控制方法的流程图。本实施例可适用于调温系统控制等方面，该方法可以由调温系统的控制装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的形式实现，该装置可以集成在环境试验箱的控制系统的控制器中，调温系统包括恒温子系统和降温子系统，恒温子系统和降温子系统均用于调节环境试验箱的温度；该方法具体包括如下步骤：
步骤210、获取环境试验箱的周围环境温度和调温需求。
步骤220、若调温需求为降温需求，当预设目标温度大于周围环境温度，且预设目标温度与周围环境温度的差值大于预设第一阈值时，控制恒温子系统工作，并控制降温子系统停止工作。
示例性地，预设第一阈值为60，预设目标温度TS大于周围环境温度TA，且TS>TA+60，则控制恒温子系统工作，并控制降温子系统停止工作。具体的，可控制恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度先增大后减小，控制降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度为零。图4是本发明实施例二提供的一种制冷模式的示意图。参考图4，降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度为零，恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度先增大后减小，最后稳定在大于零的值。
步骤230、若调温需求为降温需求，当预设目标温度大于周围环境温度，预设目标温度与周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且预设目标温度大于预设第二阈值时，控制恒温子系统和降温子系统均工作。
示例性地，预设第一阈值为60，预设第二阈值为-25，预设目标温度TS大于周围环境温度TA，且-25<TS<TA+60，则控制恒温子系统和降温子系统均工作。具体的，可控制恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度大于零，降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度大于零。
步骤240、若调温需求为降温需求，当预设目标温度小于预设第二阈值时，控制恒温子系统和降温子系统均工作。
其中，若调温需求为降温需求，当预设目标温度TS<-25时，控制恒温子系统和降温子系统均工作。图5是本发明实施例二提供的另一种制冷模式的示意图。参考图5，降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度先增大后减小直至零，恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度先增大后减小，最后稳定在大于零的值。
步骤250、若调温需求为恒温需求，当预设目标温度大于周围环境温度，预设目标温度与周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且预设目标温度大于预设第二阈值时，控制恒温子系统工作，并控制降温子系统停止工作。
示例性地，预设第一阈值为60，预设第二阈值为-25，预设目标温度TS大于周围环境温度TA，且-25<TS<TA+60，则控制恒温子系统工作，并控制降温子系统停止工作。另外，当TS>TA+60时，同样控制恒温子系统工作，并控制降温子系统停止工作。
步骤260、若调温需求为恒温需求，当预设目标温度小于预设第二阈值时，控制恒温子系统停止工作，并控制降温子系统工作。
示例性地，若调温需求为恒温需求，当预设目标温度TS<-25时，控制恒温子系统和降温子系统均工作。其中，本实施例中温度的单位均为摄氏度。
图6是本发明实施例二提供的另一种制冷模式的示意图。参考图6，恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度先增大后减小直至零，降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度先增大后减小，最后稳定在大于零的值。
示例性地，电子膨胀阀的起始开度可如表1：
表1电子膨胀阀的起始开度
| TA/TPE | TPE<-25 | -25≤TPE≤-3 | TPE>-3 |
| TA>30 | 240 | 240 | 240 |
| 20≤TA≤30 | 240 | 240 | 240 |
| TA<20 | 240 | 240 | 240 |
DEEVcabi_refj_k_pulldown为降温期间开度，规则如下：
上式中，DEEVcabi_refj_k_pid_min为电子膨胀阀DEEVcabi_refj_k降温期间所设置PID控制段的最小开度限定值；DEEVcabi_refj_k_pid_max为电子膨胀阀DEEVcabi_refj_k降温期间所设置PID段的最大开度限定值；Tpv_cabi_err_initial为控温间室cabi的起始温度偏差；Tpv_cabi_err(k)为控温间室cabi在第k次采样时刻的温度偏差；Tpv_cabi_err_deevcabi_refj_k_turn为控温间室cabi由降温期间转向预平衡期间(或由预平衡期间转向降温期间)时刻的温度偏差。
DEEVcabi_refj_k_decay为预平衡期间开度，规则如下：
上式中，DEEVcabi_refj_k_cons_tem为恒温状态时的电子膨胀阀开度。示例性的，DEEVcabi_refj_k_cons_tem的定义如表2所示。
表2 DEEVcabi_refj_k_cons_temp定义示例
本发明实施例提供的调温系统的控制方法，根据周围环境温度和调温需求，控制恒温子系统和/或降温子系统工作，调温需求为恒温需求时，控制恒温子系统或降温子系统工作，能够避免恒温子系统和降温子系统均工作带来的能耗大的问题，实现节能运行，降低用户使用成本。
实施例三
图7是本发明实施例三提供的一种调温系统的控制装置的结构框图。调温系统包括恒温子系统和降温子系统，调温系统用于调节环境试验箱的温度；温系统的控制装置包括：信息获取模块310、第一控制模块320和第二控制模块330；其中，信息获取模块310用于获取环境试验箱的周围环境温度和调温需求；第一控制模块320用于若调温需求为降温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统和降温子系统中的至少一个工作；第二控制模块330用于若调温需求为恒温需求，则根据周围环境温度和预设目标温度，控制恒温子系统或降温子系统工作。
可选的，第一控制模块320包括：第一控制单元和第二控制单元；其中，第一控制单元用于当预设目标温度大于周围环境温度，且预设目标温度与周围环境温度的差值大于预设第一阈值时，控制恒温子系统工作，并控制降温子系统停止工作；第二控制单元用于当预设目标温度大于周围环境温度，预设目标温度与周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且预设目标温度大于预设第二阈值时，控制恒温子系统和降温子系统均工作。
优选的，上述第二控制单元还用于当预设目标温度小于预设第二阈值时，控制恒温子系统和降温子系统均工作。
优选的，上述第二控制单元具体用于控制恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度大于零，降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度大于零。
优选的，上述第一控制单元具体用于控制恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度先增大后减小，控制降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度为零。
可选的，第二控制模块330包括：第三控制单元和第四控制单元；其中，第三控制单元用于当预设目标温度大于周围环境温度，预设目标温度与周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且预设目标温度大于预设第二阈值时，控制恒温子系统工作，并控制降温子系统停止工作；第四控制单元用于当预设目标温度小于预设第二阈值时，控制恒温子系统停止工作，并控制降温子系统工作。
本发明实施例提供了一种环境试验箱，包括控制系统和如本发明任意实施例所述的调温系统，控制系统与调温系统电连接，控制系统包括如本发明任意实施例所述的控制装置。其中，控制器可控制调温系统的工作状态，以调节环境试验箱的温度。
可选的，控制系统包括控制器和触摸屏，控制器与触摸屏电连接，如本发明任意实施例所述的控制装置集成在控制器。具体的，控制器可将接收到的信息如温度信息传输至触摸屏，触摸屏可接收外部输入的控制信号，并将控制信号传输至控制器，控制器可根据控制信号控制调温系统。
本实施例提供的调温系统的控制装置和环境试验箱与本发明任意实施例提供的调温系统的控制方法属于相同的发明构思，具备相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节详见本发明任意实施例提供的调温系统的控制方法。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种调温系统的控制方法，其特征在于，所述调温系统包括恒温子系统和降温子系统，所述恒温子系统和所述降温子系统均用于调节环境试验箱的温度，所述控制方法包括：
获取所述环境试验箱的周围环境温度和调温需求；
若所述调温需求为恒温需求，则根据所述周围环境温度和预设目标温度，控制所述恒温子系统或所述降温子系统工作；
当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且所述预设目标温度大于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统工作，并控制所述降温子系统停止工作。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述调温需求为恒温需求，当所述预设目标温度小于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统停止工作，并控制所述降温子系统工作。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述调温需求为降温需求，则根据所述周围环境温度和预设目标温度，控制所述恒温子系统和所述降温子系统中的至少一个工作；
当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，且所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值大于预设第一阈值时，控制所述恒温子系统工作，并控制所述降温子系统停止工作；
当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且所述预设目标温度大于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统和所述降温子系统均工作。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
若所述调温需求为降温需求，当所述预设目标温度小于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统和所述降温子系统均工作。
5.根据权利要求3-4任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述恒温子系统和所述降温子系统均工作，包括：
控制所述恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度大于零，所述降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度大于零。
6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制所述恒温子系统工作，并控制所述降温子系统停止工作，包括：
控制所述恒温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度先增大后减小，最后稳定在大于零的值，控制所述降温子系统中蒸发器入口处电子膨胀阀的开度为零。
7.一种调温系统的控制装置，其特征在于，所述调温系统包括恒温子系统和降温子系统，所述恒温子系统和所述降温子系统均用于调节环境试验箱的温度；
所述控制装置包括：
信息获取模块，用于获取所述环境试验箱的周围环境温度和调温需求；
第一控制模块，用于若所述调温需求为降温需求，则根据所述周围环境温度和预设目标温度，控制所述恒温子系统和所述降温子系统中的至少一个工作；
第二控制模块，用于若所述调温需求为恒温需求，则根据所述周围环境温度和预设目标温度，控制所述恒温子系统或所述降温子系统工作；
所述第二控制模块包括：
第三控制单元和第四控制单元；其中，第三控制单元用于当预设目标温度大于周围环境温度，预设目标温度与周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且预设目标温度大于预设第二阈值时，控制恒温子系统工作，并控制降温子系统停止工作；
第四控制单元用于当预设目标温度小于预设第二阈值时，控制恒温子系统停止工作，并控制降温子系统工作。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其特征在于，所述第一控制模块包括：
第一控制单元，用于当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，且所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值大于预设第一阈值时，控制所述恒温子系统工作，并控制所述降温子系统停止工作；
第二控制单元，用于当所述预设目标温度大于所述周围环境温度，所述预设目标温度与所述周围环境温度的差值小于或等于预设第一阈值，且所述预设目标温度大于预设第二阈值时，控制所述恒温子系统和所述降温子系统均工作；第二控制单元还用于当预设目标温度小于预设第二阈值时，控制恒温子系统和降温子系统均工作。
9.一种环境试验箱，其特征在于，包括控制系统和如权利要求1-6任一所述的调温系统，所述控制系统与所述调温系统电连接，所述控制系统包括如权利要求7-8任一所述的控制装置。
10.根据权利要求9所述的环境试验箱，其特征在于，所述控制系统包括控制器和触摸屏，所述控制器与所述触摸屏电连接，如权利要求7-8任一所述的控制装置集成在所述控制器。
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