一种控制保温箱温度的方法技术

本发明专利技术公开了一种控制保温箱温度的方法，该方法通过传热公式对保温箱内热量传递计算的方式，对保温箱内温度变化进行预判，提前做出升温或降温的动作，从而实现保温箱内温度波动的精确控制；控制方法包括对保温箱尺寸、围护结构导热系数、外界环境温度和保温箱目标温度等参数的计算，计算出满足保温箱要求温度变化需要的冷量或热量，控制温度与流量可控的冷源和热源向保温箱提供冷量或热量，从而实现保温箱内温度波动大幅降低、保温箱内温度按照需求在一定范围内以任意速率升温或降温等功能，在科学实验、药品储存、食品保鲜等需要对保温箱内部温度进行严格控制领域具有较大的应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
一种控制保温箱温度的方法

：
[0001]本专利技术涉及一种保温箱温度控制技术，更具体的，涉及一种控制保温箱温度的方法。

技术介绍
：
[0002]在保温箱的温度控制领域，目前存在着一些挑战和限制。传统的温度控制方法无法精确地预测和控制保温箱内温度的变化，导致温度波动范围较大，不能满足对温度稳定性和精确控制的需求。此外，现有的保温箱大多仅具有将保温箱内温度维持在固定的目标温度的功能，没办法实现对温度变化过程的控制，这方面在科学实验领域具有一定的需求。
[0003]针对上述问题，现有技术一般采取通过传感器采集温度数据，采用PID控制器进行反馈调节。但是这种控制方法只能在保温箱内温度高于或低于设定值时做出响应，具有较为明显的滞后性，难以实现对于温度波动的精确控制。
[0004]此外在进行一些实验研究，如温度波动对食品品质的影响中，不仅需要保温箱内的温度能够温度在某一设定值，还需要保温箱内的温度按照设定的温度变化时间、温度变化幅度等参数进行升温或降温，目前尚没有实现类似功能的温度控制方法。

技术实现思路
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[0005]针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种控制保温箱温度的方法，以解决现有温度波动控制技术中存在的问题，并实现控制保温箱内的温度按照设定的温度变化时间、温度变化幅度等参数进行升温或降温的功能。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种保温箱温度精确控制方法，其中所述方法包括：保温箱主体用于提供温度相对稳定的空间；温度和流量可调的冷源和热源用于实现保温箱内温度升高或降低；布置在保温箱内、表面以及冷/热源的温度传感器用于实时采集温度信息；计算单元根据采集的温度信息和保温箱参数实时计算需要向保温箱内提供的冷/热量；根据计算值向冷/热源流量控制阀传递信号控制冷/热源输出的流量。
[0007]本专利技术通过如下技术方案予以实施：
[0008]一种控制保温箱温度的方法，所述方法基于控温模块，所述控温模块输入端一路依次分别通过传感器采集保温箱内外的温度数据、冷源温度数据和热源的温度数据；所述控温模块输入端的另一路接收保温箱预设温度参数；所述控温模块输出端一路分别于热源风机和冷源风机连接；所述控温模块的另一路与温度控制器连接；其中：通过如下步骤实现保温箱保持恒温过程：
[0009]S101、接收保温箱预设温度参数T0，并采集初始状态下保温箱内与保温箱表面温度T
i
和T
e
；
[0010]S102、根据采集的温度数据结合传热学公式外界计算出保温箱与环境的换热热流密度φ
e
与保温箱温度变化到预设温度参数所需的热量/冷量φ0；
[0011]S103、根据保温箱温度变化到目标温度参数T0所需的热量/冷量φ0，分别确定冷源
风机和热源风机转速函数f(φ
0、
D、T
h
/T
c
)；
[0012]S104、当difference(T0,T
i
)>0.1时，启动热源风机和冷源风机以f转速对应功率运行，同时判断T0与T
i
大小；
[0013]当T0>T
i
时，开启热源风机按照如下公式确定风机工作时间T
wh:
[0014][0015]当T0<T
i
时,开启冷源风机按照如下确定冷源风机工作时间T
wh
[0016][0017]S105、采集保温箱内外温度数据的频率为每秒1次，每秒判断一次T0和T
i
之间的差
[0018]值，并根据S104重新计算并更新热源风机和冷源风机工作时间T
wh
；
[0019]S106、当T0和T
i
之间的差值(difference(T0,T
i
))小于0.1时，停止保温箱表面温度制冷或保温箱表面温度加热的工作。
[0020]本专利技术还可以采用如下技术方案予以实施：
[0021]一种控制保温箱温度的方法，所述方法基于控温模块；所述控温模块输入端一路依次分别通过传感器采集保温箱、冷源温度数据和热源的温度数据；所述控温模块输入端的另一路接收保温箱预设温度参数；所述控温模块输出端一路分别于热源风机和冷源风机连接；所述控温模块的另一路与温度控制器连接；其中：通过如下步骤实现保温箱温度按照设定温度变化速率升温/降温功能过程：
[0022]S201、设定保温箱目标温度T0和温度变化速率T(t)，所述T(t)为温度随时间的函
[0023]数，并采集初始状态下保温箱内与保温箱表面温度T
i
和T
e
；
[0024]S202、根据采集的温度数据结合传热学公式计算出保温箱与外界环境的换热热流密度φ
e
与保温箱温度变化到目标温度所需的热量/冷量φ0(t)；
[0025]S203、根据保温箱温度变化到预设温度参数所需的热量/冷量φ0(t)以及保温箱温度波动参数是温度随时间的函数T(t)，确定热源风机、冷源风机转速随时间变化的函数f(φ
0、
D、T
h
/T
c
，T(t))；其中：保温箱温度波动参数T(t)分为温度波动时间Δt和温度波动幅度ΔT两个参数；
[0026]S204、启动冷源风机或热源风机以f转速对应功率运行，同时比较T0与T
i
大小；当
[0027]T0>T
i
时，开启热源风机；T0<T
i
时,开启冷源风机；
[0028]S205、采集温度数据的频率为每秒1次，每秒判断一次T0和T
i
之间的差值，并重复
[0029]S203步骤更新风机工作功率；
[0030]S206、当T
i
达到T0时，停止冷源风机或热源风机的工作。
[0031]进一步，所述冷源和热源以送风方式向保温箱提供冷/热量，实现保温箱的升温或降温，
[0032]流量通过送风管道尺寸D与风机转速f进行监测与控制。
[0033]进一步所述控制模块采集保温箱的尺寸参数和围护结构的热力学参数得出换热系数h
x
和换热面积S，可根据传热学公式以及保温箱目标温度波动参数实时计算需要向保温箱提供的冷/热量。
[0034]有益效果
[0035]根据保温箱尺寸、导热系数、目标温度、环境温度等参数，使用传热公式计算所需的热量/冷量，以预测保温箱内温度的变化。通过提前做出升温或降温的动作，实现保温箱内温度波动的大幅降低，使温度能够按照需求在一定范围内以任意速率升温或降温。
[0036]本专利技术通过含温度和流量可调的冷源和热源，包括但不限于以送风方式向保温箱提供冷/热量，实现保温箱的升温或降温。通过控制冷/热源的温度和流量，可以根本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制保温箱温度的方法，所述方法基于控温模块；其特征在于：所述控温模块输入端一路依次分别通过传感器采集保温箱内外的温度数据、冷源温度数据和热源的温度数据；所述控温模块输入端的另一路接收保温箱预设温度参数；所述控温模块输出端一路分别于热源风机和冷源风机连接；所述控温模块的另一路与温度控制器连接；其中：通过如下步骤实现保温箱保持恒温过程：S101、接收保温箱预设温度参数T0，并采集初始状态下保温箱内与保温箱表面温度T
i
和T
e
；S102、根据采集的温度数据结合传热学公式外界计算出保温箱与环境的换热热流密度φ
e
与保温箱温度变化到预设温度参数所需的热量/冷量φ0；S103、根据保温箱温度变化到目标温度参数T0所需的热量/冷量φ0，分别确定冷源风机和热源风机转速函数f(φ
0、
D、T
h
/T
c
)；S104、当difference(T0,T
i
)>0.1时，启动热源风机和冷源风机以f转速对应功率运行，同时判断T0与T
i
大小；当T0>T
i
时，开启热源风机按照如下公式确定风机工作时间T
wh:
当T0<T
i
时,开启冷源风机按照如下确定冷源风机工作时间T
wh
S105、采集保温箱内外温度数据的频率为每秒1次，每秒判断一次T0和T
i
之间的差值，并根据S104重新计算并更新热源风机和冷源风机工作时间T
wh
；S106、当T0和T
i
之间的差值(difference(T0,T
i
))小于0.1时，停止保温箱表面温度制冷或保温箱表面温度加热的工作。2.一种控制保温箱温度的方法，所述方法基于控温模块；其特征在于：所述控温模块输入端一路依次分别通过传感器采集保温箱、冷源温度数据和热源的温度数据；所述控温模块输入端的另一路接收保温箱预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨昭，赵兴，蒋东东，孙彬，赵延峰，
申请(专利权)人：海信冰箱有限公司，
类型：发明
国别省市：