【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制冷，尤其涉及一种超低温冷柜及其节能运行控制方法。
技术介绍
1、目前的相关技术中，超低温冷柜虽然可实现超低温存储的功能，且具有较好的隔热保温性能，但由于温度控制和功率调控不精确，存在能源浪费和能耗成本过多的问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种超低温冷柜及其节能运行控制方法，能够解决超低温冷柜温度控制和功率调控不精确的技术问题。
2、根据本专利技术的第一方面，提供一种超低温冷柜,包括：
3、温度传感器组、一级压缩机、二级压缩机、中间热交换器和控制器；
4、所述温度传感器组包括第一温度传感器和第二温度传感器，其中，所述第一温度传感器用于检测所述中间热交换器内的第一温度数据，所述第二温度传感器用于检测超低温冷柜的柜体内的第二温度数据；
5、所述一级压缩机用于对所述中间热交换器进行冷却；
6、所述二级压缩机用于对超低温冷柜的柜体内的空间进行冷却，并将热量传导至所述中间热交换器；
7、所述控制器用于：
8、在当前控制周期的多个时刻，分别获取所述第一温度传感器检测到的第一温度数据，以及所述第二温度传感器检测到的第二温度数据；
9、确定当前控制周期的所述一级压缩机的第一制冷功率和所述二级压缩机的第二制冷功率；
10、将所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第一制冷功率和所述第二制冷功率输入温度预测模型，获得下一个控制周期的结束时刻的超低温冷柜的柜体内的第二预测温度
11、根据所述第一预测温度数据和所述第二预测温度数据，确定所述第一制冷功率和所述第二制冷功率是否符合预设的调整条件；
12、如果所述第一制冷功率和所述第二制冷功率符合预设的调整条件，则根据所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第一制冷功率、所述第二制冷功率、所述温度预测模型和功率设置模型，获得下一个控制周期的一级压缩机的调整后的第一制冷功率，和二级压缩机的调整后的第二制冷功率；
13、在所述下一个控制周期的开始时刻，将所述一级压缩机的制冷功率设置为所述调整后的第一制冷功率，并将所述二级压缩机的制冷功率设置为所述调整后的第二制冷功率。
14、根据本专利技术的第二方面，提供一种超低温冷柜的节能运行控制方法，包括：
15、在当前控制周期的多个时刻，分别获取第一温度传感器检测到的第一温度数据，以及第二温度传感器检测到的第二温度数据；
16、确定当前控制周期的一级压缩机的第一制冷功率和二级压缩机的第二制冷功率；
17、将所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第一制冷功率和所述第二制冷功率输入温度预测模型，获得下一个控制周期的结束时刻的超低温冷柜的柜体内的第二预测温度数据，以及中间热交换器内的第一预测温度数据；
18、根据所述第一预测温度数据和所述第二预测温度数据，确定所述第一制冷功率和所述第二制冷功率是否符合预设的调整条件；
19、如果所述第一制冷功率和所述第二制冷功率符合预设的调整条件，则根据所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第一制冷功率、所述第二制冷功率、所述温度预测模型和功率设置模型，获得下一个控制周期的一级压缩机的调整后的第一制冷功率，和二级压缩机的调整后的第二制冷功率；
20、在所述下一个控制周期的开始时刻，将所述一级压缩机的制冷功率设置为所述调整后的第一制冷功率，并将所述二级压缩机的制冷功率设置为所述调整后的第二制冷功率。
21、技术效果：根据本专利技术，通过两个温度传感器分别检测中间热交换器和冷柜内部的温度数据，可实现对冷柜内部温度的精确控制。该精确控制对于需要保持超低温度的应用，如生物医学研究等领域非常重要。通过温度预测模型和功率设置模型来调整一级压缩机和二级压缩机的制冷功率，从而实现对冷柜温度稳定性和功率精确性的控制和对能源的有效利用。控制器根据预设的调整条件判断是否需要调整制冷功率，从而在满足温度要求的前提下，降低一级压缩机和二级压缩机的制冷功率，最大程度地减少能源消耗。在判断下一个控制周期的制冷功率能否进行调整时，可基于对中间热交换器和超低温冷柜的柜体内的温度的实际需求，确定第一条件和第二条件，第一条件和第二条件同时满足时，则可确定当前的制冷功率较高，可适当降低制冷功率，在节约能源的同时，使温度控制更精确。在训练温度预测模型时，可确定样本温度数据与预测温度数据之间的差值，并基于与开始时刻的时间间隔越短精度越高的特点设置权重，以及当前控制周期制冷功率与历史控制周期制冷功率越接近，温度越接近，温度误差的参考价值更大的特点设置权重，从而对各个时刻的温度预测模型输出的第j个时刻温度误差进行加权求和，获得损失函数，以提升损失函数的设计精度和客观性，从而在训练过程中提升训练效率，提高温度预测模型的准确性。在确定功率设置模型的约束条件时，可使调整后的一级和二级制冷功率在适当的范围内，基于当前温度数据和预测模型的输出计算，可减少过度制冷，降低能源消耗。调整后的中间热交换器内的预测温度在设定的温度范围内，可使制冷系统维持温度控制要求，减少温度过高或过低的情况。调整后的超低温冷柜的柜体内的预测温度小于等于设定的超低温冷柜温度乘以预设系数，可满足冷藏需求，减少超低温冷柜温度过高而导致冷藏物品变质的情况。从而提高制冷系统的稳定性、效率和温度控制能力，提供可靠的制冷和冷藏功能。在确定功率设置模型的目标函数时，可将制冷功率调整到最低限度，通过最小化功率，可实现能效优化和节能减排的目标。最小化制冷功率可降低设备的能耗，并且在保持制冷效果的前提下，提供更高效的制冷系统运行。
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1.一种超低温冷柜，其特征在于，包括：温度传感器组、一级压缩机、二级压缩机、中间热交换器和控制器；
2.根据权利要求1所述的超低温冷柜，其特征在于，根据所述第一预测温度数据和所述第二预测温度数据，确定所述第一制冷功率和所述第二制冷功率是否符合预设的调整条件，包括：
3.根据权利要求1所述的超低温冷柜，其特征在于，所述温度预测模型的训练步骤包括：
4.根据权利要求3所述的超低温冷柜，其特征在于，根据所述第一制冷功率、所述第二制冷功率、第一样本制冷功率、第二样本制冷功率、在所述第i+1个历史控制周期的多个时刻由第一温度传感器检测到的第一样本温度数据，以及由第二温度传感器检测到的第二样本温度数据，以及所述第一预测温度数据和所述第二预测温度数据，确定所述温度预测模型的损失函数，包括：
5.根据权利要求1所述的超低温冷柜，其特征在于，如果所述第一制冷功率和所述第二制冷功率符合预设的调整条件，则根据所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第一制冷功率、所述第二制冷功率、所述温度预测模型和功率设置模型，获得下一个控制周期的一级压缩机的调整后的第一
6.根据权利要求5所述的超低温冷柜，其特征在于，根据所述第一温度数据、所述第二温度数据、所述第一制冷功率、所述第二制冷功率和所述温度预测模型，获得功率设置模型的约束条件，包括：
7.根据权利要求6所述的超低温冷柜，其特征在于，根据所述第一温度数据、所述第二温度数据和所述温度预测模型，获得功率设置模型的目标函数，包括：
8.一种超低温冷柜的节能运行控制方法，其特征在于，所述方法用于如权利要求1-7中任一项所述的超低温冷柜的控制器，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种超低温冷柜，其特征在于，包括：温度传感器组、一级压缩机、二级压缩机、中间热交换器和控制器；
2.根据权利要求1所述的超低温冷柜，其特征在于，根据所述第一预测温度数据和所述第二预测温度数据，确定所述第一制冷功率和所述第二制冷功率是否符合预设的调整条件，包括：
3.根据权利要求1所述的超低温冷柜，其特征在于，所述温度预测模型的训练步骤包括：
4.根据权利要求3所述的超低温冷柜，其特征在于，根据所述第一制冷功率、所述第二制冷功率、第一样本制冷功率、第二样本制冷功率、在所述第i+1个历史控制周期的多个时刻由第一温度传感器检测到的第一样本温度数据，以及由第二温度传感器检测到的第二样本温度数据，以及所述第一预测温度数据和所述第二预测温度数据，确定所述温度预测模型的损失函数，包括：
5.根据权利要求1所述的超低...
【专利技术属性】
技术研发人员：江赤波，陈焕新，石柯，叶建军，郭亚宾，申利梅，
申请(专利权)人：江苏星星冷链科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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