[发明专利]一种控温装置对流动液体温度的控温方法

说明书

本发明涉及温控技术领域，具体提供一种控温装置对流动液体温度的控温方法，通过多次数据记录、分析、机器学习，将影响控温精度的初始液体温度、加热/制冷输出功率误差、流量计量误差、流量控制误差、不同外部环境下的功率损失偏差、温度传感器反馈的滞后时间、流道水阻等复杂因素简化为仅由功率和流量2个变量控制的、具有自适应能力的控温方法，提高了控温精度。

技术领域

本发明涉及饮水机温控技术领域，具体提供一种控温装置对流动液体温度的控温方法。

背景技术

现有技术对液体的控温一般通过PID算法，根据当前温度与目标温度的差值，对输出的加热/制冷功率以及液体的流量进行动态调节，该技术的基本特点为通过较长时间的整定使温度慢慢稳定在预设的范围内，在加热时间较长的静止液体和单次流动时间较长的流动液体中的应用已较为成熟，但在针对流动液体的即热或即冷控温上，一般要求极短的时间内(数秒内)温度即达到预设温度并保持稳定且单次出水时间较短，如果预设温度在液体的沸点或凝固点附近时，更需要严格控制过冲(如加热功率为2200W的即热饮水机将400毫升25摄氏度的常温水在60秒内输出为97摄氏度的热水)。此时控温的影响因素有初始液体温度、加热/制冷输出功率误差、流量计量误差、流量控制误差、不同外部环境下的功率损失偏差、温度传感器反馈的滞后时间、流道水阻等变量，目前在即热/即冷控温领域一般采用PID方法控温并采取尽可能多的控制上述影响因素的出厂误差或放大控温误差范围的方式进行妥协式处理，增加了生产成本或影响了用户体验。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种流动液体温度的控温方法，通过记录分析之前的控温参数，用于指导当前控温参数的设置。

本发明是这样实现的，提供一种控温装置对流动液体温度的控温方法，包括如下步骤：

1)首次控温时，根据初始条件设置控温装置开始时初始的流量和功率；

2)控温过程中，根据即时的检测温度和目标温度的差值进行控温装置流量和功率的调整；

3)首次控温结束后，记录首次控温过程中流量和输出功率的统计平均值，并比对首次控温过程中的检测温度的统计平均值与目标温度的差值，根据流量和输出功率的统计平均值、检测温度的统计平均值与目标温度的差值获取下次相同目标温度控温开始时控温装置的初始流量和功率；

4)下次控温过程中，循环执行步骤2)和步骤3)。

优选地，所述步骤1)中，初始条件包括：

控温设备经过功率控制电路后实际加热/制冷输出功率相对于理论输出功率误差系数α，控温设备经过流量采集硬件采集的实际液体流量相对于理论流量计量误差系数β，控温设备经过流量控制电路和流量控制外设组件的控制后的实际流量相对于理论流量误差系数γ，控温设备在当前所处环境下进行目标温度控制时的功率损失系数δ，控温设备进行目标温度控制时温度传感器反馈出实际温度的滞后时间Thys，控温设备流道水阻与该设备流量水阻平均值差异值η；待控温液体的比热容C，待控温液体的密度ρ。

进一步优选，根据初始条件，设置控温装置首次控温开始时初始的流量和功率的方法为：

101)根据基本控温模型：

ΔT＝Ttarget-RTl

α*δ*W＝ρ*β*γ*η*Q*C*ΔT

则ΔT＝α*δ*W/(ρ*β*γ*η*Q*C)，

其中，ΔT为温度变化值，Ttarget为目标温度，RT1为初始液体温度，W为控温开始时初始输出功率，Q为控温开始时初始流量；

102)当设备首次控温时：

如果ΔTα*δ*Wmax/(ρ*β*γ*η*Qmax*C)，则设置W＝Wmax，Q＝α*δ*Wmax/(ρ*β*γ*η*C*ΔT)；