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周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法

基本信息

  • 申请号 CN00111229.5 
  • 公开号 CN1281138A 
  • 申请日 2000/07/20 
  • 公开日 2001/01/24 
  • 申请人 海尔集团公司 青岛海尔电冰箱股份有限公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 唐海北 李治平 李保忠 李雪鹏  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 266101山东省青岛市海尔路海尔园 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 青岛市专利服务中心 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 郑小军 
  • 有效性 期限届满 
  • 法律状态 【期限届满】
  •  

摘要

本发明是一种在相关档位的预置温度值下运行到稳定运行状态时对该制冷系统在相关档位的开启温度值和关闭温度值进行不断调整,最终得到满足温度控制精度要求的制冷系统开启温度值和关闭温度值的周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法。
应用该方法系统能够不断调整自身制冷或制热装置的开启温度值和关闭温度值,从而使该系统的差值在所要求的温度控制误差精度范围内,并且能够自动定期进行校验。
本方法通用性能好,适合电冰箱、电冰柜、空调机、微波炉、电热水器、饮水机、电炊煲、电烤箱、恒温室等的温度控制。
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权利要求书

1.一种周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法,其特征在于采用如 下步骤: 1).将该温度控制方法编制的控制程序存入周期性制冷和/或制热系 统的控制单元的存储器中; 2).启动该周期性制冷和/或制热系统,其控制单元按程序中温度控 制方法的内容执行操作; 3).将该周期性制冷和/或制热系统的温度控制单元设置一个或多个 温度档位,每个档位对应一个设定温度值T0,同时对应一个该 周期性制冷和/或制热系统的关闭温度值TOFF和一个该周期性制 冷和/或制热系统的开启温度值TON;这些数据存储到存储器 中; 4).判断当前所处的档位,将当前开启温度值设定为该档位的开启温 度值TON和当前关闭温度值设定为该档位的关闭温度值TOFF; 5).该周期性制冷和/或制热系统控制单元按照当前开启温度值TON和当前关闭温度值TOFF控制其制冷和/或制热系统开启和关闭, 运行一个周期; 6).检测该周期性制冷和/或制热系统是否处于稳定运行状态, 若否,则重复上一步骤, 若是,则进行下一步骤; 7).计算当前周期的平均温度值T; 8).计算当前周期的平均温度值T与当前档位的设定温度值T0的差 值,即T-T0; 9).判断是否T-T0>C,其中C是温度控制误差精度, 若否,进行下一步骤, 若是,当前开启温度值设定为TON-a1,当前关闭温度值设定为 TOFF-b1后重复上述第五步,其中a1是开启温度的温度调节幅度、b1是关闭温度的温度调节幅度; 10).判断是否-C≤T-T0≤+C,其中C是温度控制误差精度, 若否,进行下述第十三步, 若是,控制单元存储此时的设定此时的当前开启温度值TON和 当前关闭温度值TOFF,并按照这个值控制该周期性制冷和/或制热系 统的制冷和/或制热系统的开启或关闭,正常运行; 11).启动时钟,开始校验周期计时; 12).比较当前时钟是否超出校验周期Ta, 若否,重复上一步骤, 若是,重复上述第五步; 13).T-T0<-C,其中C是温度控制误差精度, 将当前开启温度值设定为TON+a2,将当前关闭温度值设定为 TOFF+b2后重复上述第五步,其中a2是开启温度值的温度调节幅度、 b2是关闭温度值的温度调节幅度。
2.根据权利要求1所述的周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法, 其特征在于:上述检测该周期性制冷和/或制热系统是否处于稳定运 行状态的步骤如下: 1).计算该周期性制冷和/或制热系统当前周期的前N(N=1,2, 3……)个周期的平均温度值T1~TN; 2)计算上述平均温度值T1~TN所有任意两个值的绝对差值ΔT, 即ΔT1=丨T1-T2丨,ΔT2=丨T1-T3丨,ΔT3=丨T1-T4丨,……,ΔT (N-1)=丨T1-TN丨,ΔTN=丨T2-T3丨,ΔT(N+1)=丨T2-T4丨,ΔT(N+2)=丨T2-T5丨,……,ΔT(N*(N-1))/2=丨T(N-1)-TN丨; 3)计算上述所有的绝对差值ΔT是否都小于C0,其中C0为判断稳 定运行状态的误差精度; 若是,则判断该周期性制冷和/或制热系统已进入稳定运行状态, 若否,则该周期性制冷和/或制热系统控制单元控制制冷和/或制热 系统按当前的开启温度值和当前的关闭温度值再开启和关闭一次, 即再进行一个周期后,重复上述步骤。
3.根据权利要求2所述的周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法, 其特征在于:上述计算该周期性制冷和/或制热系统当前周期的前N 个周期的N值是1~30。
4.根据权利要求1或2所述的周期性制冷和/或制热系统的温度控制方 法,其特征在于:上述校验周期Ta是1分钟~10年。
5.根据权利要求3所述的周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法, 其特征在于:上述计算该周期性制冷和/或制热系统当前周期的前N 个周期的N值优选范围是2~20。
6.根据权利要求4所述的周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法, 其特征在于:上述校验周期Ta的优选范围是1小时~5年。
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说明书

本发明涉及周期性制冷和/或制热系统。
现有的周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法,一般是在预置某 个温度(设定温度控制档位或温度值)后,制冷和/或制热系统便按照某 一固定的开启值和关闭值运行。
这个制冷和/或制热系统的开启值和关闭 值是不能自动调整的。
所以经常出现当制冷和/或制热系统达到稳定状态 后,该系统的平均温度与预置温度之间存在一定的温差,由于制冷或制 热系统个体之间存在一定的离散性以及应用系统本身的不可靠、不稳定 因素的影响;有时这个温度差相当大,超出所要求的温度、控制误差精 度范围,造成温度控制不准确。
本发明的目的是为解决上述问题,提供一种在相关档位的预置温度 值下运行到稳定运行状态时对该制冷系统在相关档位的开启温度值和关 闭温度值进行不断调整,最终得到满足温度控制精度要求的制冷系统开 启温度值和关闭温度值的周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法。
为实现上述目的,本发明是这样实现的 一种周期性制冷和/或制热系统的温度控制方法,采用如下步骤: 1).将该温度控制方法编制的控制程序存入周期性制冷和/或制热系 统的控制单元的程序存储器中; 2).启动该周期性制冷和/或制热系统,其控制单元按程序中温度控 制方法的内容执行操作; 3).将该周期性制冷和/或制热系统的温度控制单元设置一个或多个 温度档位,每个档位对应一个设定温度值T0,同时对应一个该 周期性制冷和/或制热系统的关闭温度值TOFF和一个该周期性制 冷和/或制热系统的开启温度值TON;这些数据存储到存储器 中; 4).判断当前所处的档位,将当前开启温度值设定为该档位的开启温 度值TON和当前关闭温度值设定为该档位的关闭温度值TOFF; 5).该周期性制冷和/或制热系统控制单元按照当前开启温度值TON和当前关闭温度值TOFF控制其制冷和/或制热系统开启和关闭, 运行一个周期; 6).检测该周期性制冷和/或制热系统是否处于稳定运行状态, 若否,则重复上一步骤, 若是,则进行下一步骤; 7).计算当前周期的平均温度值T; 8).计算当前周期的平均温度值T与当前档位的设定温度值T0的差 值,即T-T0; 9).判断是否T-T0>C,其中C是温度控制误差精度, 若否,进行下一步骤, 若是,当前开启温度值设定为TON-a1,当前关闭温度值设定为 TOFF-b1后重复上述第五步,其中a1是开启温度的温度调节幅度、b1是关闭温度的温度调节幅度; 10).判断是否-C≤T-T0≤+C,其中C是温度控制误差精度, 若否,进行下述第十三步, 若是,控制单元存储此时的设定此时的当前开启温度值TON和 当前关闭温度值TOFF,并按照这个值控制该周期性制冷和/或制热系 统的制冷和/或制热系统的开启或关闭,正常运行; 11).启动时钟,开始校验周期计时; 12).比较当前时钟是否超出校验周期Ta, 若否,重复上一步骤, 若是,重复上述第五步; 13).T-T0<-C,其中C是温度控制误差精度, 将当前开启温度值设定为TON+a2,将当前关闭温度值设定为TOFF+b2后重复上述第五步,其中a2是开启温度值的温度调节幅度、b2是关闭温 度值的温度调节幅度。
上述检测该周期性制冷和/或制热系统是否处于稳定运行状态的步骤 如下: 1).计算该周期性制冷和/或制热系统当前周期的前N(N=1,2, 3……)个周期的平均温度值T1~TN; 2)计算上述平均温度值T1~TN所有任意两个值的绝对差值ΔT, 即ΔT1=丨T1-T2丨,ΔT2=丨T1-T3丨,ΔT3=丨T1-T4丨,……,ΔT (N-1)=丨T1-TN丨,ΔTN=丨T2-T3丨,ΔT(N+1)=丨T2-T4丨,ΔT(N+2)=丨T2-T5丨,……,ΔT(N*(N-1))/2=丨T(N-1)-TN丨; 3)计算上述所有的绝对差值ΔT是否都小于C0,其中C0为判断稳 定运行状态的误差精度; 若是,则判断该周期性制冷和/或制热系统已进入稳定运行状态, 若否,则该周期性制冷和/或制热系统控制单元控制制冷和/或制热系 统按当前的开启温度值和当前的关闭温度值再开启和关闭一次,即再进 行一个周期后,重复上述步骤。
上述计算该周期性制冷和/或制热系统当前周期的前N个周期的N 值是1~30;视温度控制误差的精度而定。
上述校验周期Ta是1分钟~10年;视制冷和/或制热系统本身的稳定 性、可靠性、寿命而定。
上述计算该周期性制冷和/或制热系统当前周期的前N个周期的N 值优选范围是2~20。
上述校验周期Ta的优选范围是1小时~5年。
本发明的优点的积极效果是,应用该方法的周期性制冷和/或制热系 统能够不断调整自身制冷或制热装置的开启温度值和关闭温度值,从而 使该系统的平均温度值与预置温度值的差值在所要求的温度控制误差精 度范围内,并且能够自动定期进行校验。
一经确定能够达到温度控制误 差精度和该系统的开启温度值和关闭温度值,即使稳定的制冷和/或制热 状态被非制冷系统因素打破(如系统放入了热源、系统的门被频繁开闭 以及系统掉电后又恢复等),只要该系统的温度控制档位在该档位下运 行,被存储的开启温度值和关闭温度值均保持不变,最终能够保证系统 温度能够被控制在所要求的误差范围内。
使系统达到了最好的制冷或制 热效果。
本方法通用性能好,适合电冰箱、电冰柜、空调机、微波炉、 电热水器、饮水机、电炊煲、电烤箱、恒温室等的温度控制。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明一个实施例温度控制方法的流程图。
以BD-92E型电冰箱为例。
如图所示;一种电冰箱的温度控制方法,采用如下步骤: 1).将该温度控制方法编制的控制程序存入电冰箱控制板的电脑芯 片中; 2).启动电冰箱,其电脑芯片按程序按温度控制方法的内容执行操 作; 3).将电冰箱的温度控制设置7个温度档位,每个档位对应一个设定 温度值T0,同时对应一个该电冰箱压缩机的关闭温度值TOFF和 压缩机的开启温度值TON;这些数据存储都已存储在电脑芯片 中;这些值与传感器的位置,保温层的厚度等诸多因素有关, 本实施例的具体数值如下: 设定档位
设定值T0(℃)
设定开机值TON(℃)
设定关机值TOFF(℃)
    1
    -16
    -12
    -20
    2
    -17
    -13
    -21
    3
    -18
    -14
    -22
    4
    -19
    -15
    -23
    5
    -20
    -16
    -24
    6
    -22
    -18
    -26
    7
    -24
    -20
    -28
4).用手动设定当前档位为3档,将当前开启温度值设定为该档位的 开启温度值-14℃和当前关闭温度值设定为该档位的关闭温度值 -22℃; 5).该电冰箱电脑芯片按照当前关闭温度值和当前开启温度值控制其 压缩机开启和关闭,运行一个周期; 6).检测电冰箱是否处于稳定运行状态, 若否,则重复上一步骤, 若是,则进行下一步骤; 7).计算当前周期的平均温度值T; 8).计算当前周期的平均温度值T与当前档位的设定温度值-18的差 值,即T-T0; 9).设定温度控制误差精度是0.5℃,判断是否T-18℃>0.5℃, 若否,进行下一步骤, 若是,设定开启温度的温度调节幅度0℃和关闭温度的温度调 节幅度-1℃;将当前开启温度值设定为TON-0,当前关闭温度值设定 为TOFF-1℃,后重复上述第五步; 10).判断是否-0.5℃≤T-18℃≤+0.5℃, 若否,进行下述第十三步, 若是,存储此时的设定此时的当前开启温度值TON和当前关闭 温度值TOFF,并按照该值控制电冰箱压缩机的开启或关闭,正常运 行; 11).启动时钟,开始校验周期计时; 12).比较当前时钟是否超出校验周期1000小时,(设校验周期为1000 小时) 若否,重复上一步骤, 若是,重复上述第五步; 13).T-18℃<-0.5℃, 设开启温度的温度调节幅度1℃、关闭温度的温度调节幅度0℃;将 当前开启温度值设定为TON+1℃,将当前关闭温度值设定为TOFF+0后重 复上述第五步。
检测电冰箱是否处于稳定运行状态的步骤如下: 1).设电冰箱运行4个周期,计算电冰箱当前周期的前4个周期的平 均温度值T1~T4; 2)计算上述平均温度值T1~TN所有任意两个值的绝对差值ΔT, 即ΔT1=丨T1-T2丨,ΔT2=丨T1-T3丨,ΔT3=|T1-T4丨,ΔT4=丨T2- T3丨,ΔT5=丨T2-T4丨,ΔT6=丨T3-T4丨; 3)计算上述所有的绝对差值ΔT1~ΔT6是否都小于,0.5℃其中0.5℃ 为判断稳定运行状态的误差精度; 若是,则该电冰箱进入稳定运行状态, 若否,则该电冰箱控制板控制压缩机再开停一次,即再进行一个 周期后,重复上述步骤。
本发明首先是判断电冰箱等制冷制热系统在当前档位所对应设置 温度值下是否处于稳定运行状态,此稳定运行状态是在制冷制热系统最 初预置的开启温度值TON和关闭温度值TOFF下运行达到的。
电冰箱等制 冷制热系统在达到稳定运行状态后,计算当前周期内的平均温度T,并 将T与系统在当前温度控制档位下所对应的设定温度值T0差值T-T0与 所要求的温度控制精度C进行比较;实际是计算当前周期内的平均温度 T是处于设定温度值T0允许的误差范围之上、之中还是之下;根据平均 温度T所处的不同位置分别调节系统当前档位所对应的开启温度值TON和关闭温度值TOFF;系统按此调整后的开启温度值TON和关闭温度值TOFF运行,打破原有的稳定运行状态;在重新判断系统达到新的稳定运行状 态后,按上述方式再计算当前周期内的平均温度T相对于设定温度值T0处于何位置,再调整开启温度值TON和关闭温度值TOFF;依次循环逐次 逼近直到当前周期内的平均温度T是处于设定温度值T0允许的误差范 围之中时,记忆并存储此时的开启温度值TON和关闭温度值TOFF,以后 系统在此档位下按照此值运行。
然后启动时钟计时,每隔一定时间(具 体长短视应用此温度温度控制方法具体制冷制热系统的可靠性、稳定性 和寿命而定)按上述方法进行一次校验,检测的结果需要调整当前档位 被记忆的系统的开启值和关闭值,则说明制冷和/或制热系统本身发生了 变化(如制冷剂泄漏、加热系统功率变化,保温效果发生了变化等), 按照上述方法进行调整重新记忆并储存。
当系统的温度控制档位改变时,按上述方法进行调整开启温度值和 关闭温度值,使系统的平均温度值与此档位的设定温度值的差值在要求 的范围内,记忆并存储此时的开启温度值和关闭温度值。
判断系统是否处于稳定运行状态有多种方法,本发明的方法是取当 前周期以前连续相邻的N个周期(N=1,2,3……),N值根据本方法 应用的周期性制冷和/或制热系统的温控精度确定,N值越大判断到的运 行状态越能精确地接近绝对稳定状态,同时N值越大判断运行稳定运行 状态所需的时间越长。
计算这N个周期中各个周期内的平均温度T,然 后取这N个平均温度的相互绝对差值,设所要求的误差精度是C0,如 果这些绝对差值都小于这个误差精度时,说明系统处于稳定运行状态, 若其中一个绝对差值大于误差精度时,则需要再运行一个周期,重复上 述运算,依次循环直到所有的绝对差值都小于误差精度时,系统处于稳 定运行状态。
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