一种散热器温控阀的温度控制方法及散热器温控阀与流程

本发明涉及散热器温控阀的温度控制，特别是一种散热器温控阀的温度控制方法及散热器温控阀。

背景技术：

1、散热器温控阀，用于水暖式散热器的温度控制，通过散热器的热传导和热辐射，使目标环境温度达到设定温度值。但传热过程是一个复杂的过程，一般都具有非线性、时变性、滞后性和不对称性等。非线性体现在热量传递一般由传导、辐射及对流三种共同作用，不同的温区比例不同，传导近似线性，辐射是绝对温度的四次方，对流更复杂是非线性的。时变性主要体现在散热元件特性发生变化，室内环境保温绝缘材料老化导致热传导和热辐射性能下降。滞后性主要受散热器体积、结构、测温元件及产品安装的位置影响。不对称性主要是升温通过加大热水流量强制加热，降温通过内部环境与外部环境热传导和辐射的自然降温所以温度特性是不对称的升温快，降温慢。

2、目前，散热器温控阀的恒温控制器一般采用基于pid数学模型且固定kp,ki,kd系数，在5-30度全量程控温范围内的温度控制方式，有些温度点控温较精确(±1℃)，有些温度点控温偏差又比较大(±1.9℃)。这是由于散热器温控阀的温度控制受室内环境空间大小、外部供水水温高低、房屋保温特性好坏等影响,所以采用固定系数的pid算法，会影响控温精度，并且频繁调整会造成散热器温控阀的功耗增加以及轻微噪音，影响用户的使用体验。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种散热器温控阀的温度控制方法及散热器温控阀。

2、本发明所设计了一种散热器温控阀的温度控制方法，包括如下步骤：

3、对散热器的散热片内当前热水流速v下对应的室内温度进行采样，得到温度采集值；

4、根据不同采样时刻的所述温度采集值，计算温度偏差与温度偏差变化率；

5、根据所述温度偏差、温度偏差变化率、采样时刻之间的时间差，计算温度设定值t′b时的平衡流速v0；

6、根据所述平衡流速v0及温度逻辑控制规则，获取第一热水流速v0′；

7、控制散热器温控阀的电机按照所述第一热水流速v0′调整至对应旋转圈数。

8、进一步而言，基于以下函数模型计算温度设定值t′b时的所述平衡流速v0

9、

10、其中，t′b为温度设定值，t∞为外界环境温度，tb为当前热水流速v下达到的空气稳定温度，tw为散热器的散热片内的热水平均温度。

11、进一步而言，当前所述热水流速v下达到的空气稳定温度tb，根据求解温度控制的微分方程得到

12、

13、其中，a、b的值，根据三个连续采样时刻的所述温度采集值、相邻两个采样时刻的时间差、后两个连续采样时刻的温度偏差变化率计算获得。

14、进一步而言，根据以下公式计算a、b的值

15、

16、其中，所述三个连续采样时刻分别为采样时刻t0、采样时刻t1、采样时刻t2；所述采样时刻t0的温度采集值为t(t0)，所述采样时刻t1的温度采集值为t(t1)，所述采样时刻t2的温度采集值为t(t2)；

17、其中，t′(t1)＝(δt(t1)-δt(t0))/δt1；

18、t′(t2)＝(δt(t2)-δt(t1))/δt2；

19、δt(t0)＝t′b-t(t0)；

20、δt(t1)＝t′b-t(t1)；

21、δt(t2)＝t′b-t(t2)；

22、δt1＝t1-t0；

23、δt2＝t2-t1；

24、其中，δt(t0)为采样时刻t0的温度偏差，δt(t1)为采样时刻t1的温度偏差，δt(t2)为采样时刻t2的温度偏差；

25、t′(t1)为采样时刻t1时的温度偏差变化率，t′(t2)为采样时刻t2时的温度偏差变化率；

26、δt1为采样时刻t1与采样时刻t0的时间差，δt2为采样时刻t2与采样时刻t1的时间差。

27、进一步而言，根据所述平衡流速v0及温度逻辑控制规则，获取第一热水流速v0′，包括如下步骤：

28、限定所述温度偏差的变化范围和所述温度偏差变化率的变化范围，将所述温度偏差的变化范围和温度偏差变化率的变化范围分别划分为若干区间等级；每个所述温度偏差的区间等级与每个温度偏差变化率的区间等级两者对应一个工况，所述工况包括对应的所述第一热水流速v0′，所述第一热水流速v0′为设定比例的平衡流速v0。

29、进一步而言，控制散热器温控阀的电机按照所述第一热水流速v0′调整至对应旋转圈数之前，还包括如下步骤：

30、将当前采样时刻t对应的热水流速v与所述第一热水流速v0′进行比较，当所述热水流速v的调整幅度大于幅度设定值时，则按照所述温度逻辑控制规则，将所述热水流速v调整为所述第一热水流速v0′。

31、进一步而言，控制散热器温控阀的电机按照所述第一热水流速v0′调整至对应旋转圈数之前，还包括如下步骤：

32、判断采样时刻t的所述温度偏差是否处于偏差零带范围内，如处于所述偏差零带范围内，则保持当前的热水流速v；如所述温度偏差处于误差零带范围外，则按照所述温度逻辑控制规则，将所述热水流速v调整为所述第一热水流速v0′。

33、进一步而言，先判断是否达到了调整平衡流速v0的触发条件，如达到触发条件，再根据所述温度偏差、温度偏差变化率、采样时刻之间的时间差，计算温度设定值t′b时的平衡流速v0。

34、进一步而言，所述调整平衡流速v0的触发条件为：根据当前的所述温度采集值、温度设定值，计算得到温度偏差，根据所述温度偏差判断是否达到温度偏差的变化范围上限；如所述温度偏差达到温度偏差的变化范围上限，则达到所述触发条件。

35、本发明还提供一种散热器温控阀，采用上述散热器温控阀的温度控制方法。

36、本发明提供的散热器温控阀的温度控制方法及散热器温控阀，其技术效果为，根据温度偏差、温度偏差变化率及采样时刻之间的时间差，计算得到室温达到温度设定值时对应的平衡流速；并根据平衡流速及温度逻辑控制规则，获取需调整的第一热水流速，得到保持温度设定值时散热片内的热水流速对应的电机旋转圈数。根据温度逻辑控制规则对电机旋转圈数进行微调控，具有环境自适应能力，电机调节的次数少，功耗低；且控温精度高、控温一致性好。

37、从产热和散热两方面建立理论模型，对房间温度变化情况进行分析，建立关于温度控制的微分方程，采用目标预测方法得到保持温度设定值时散热片内的热水流速。根据当前时刻的温度偏差及温度偏差变化率，按照温度逻辑控制规则中选用不同系数配合平衡流速得到第一热水流速，第一热水流速对应控制阀的阀门开合度，阀门开合度对应电机旋转圈数，从而实现对电机旋转圈数的分段控制。

技术特征：

1.一种散热器温控阀的温度控制方法，所述散热器温控阀连接散热器，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的散热器温控阀的温度控制方法，其特征在于，基于以下函数模型计算温度设定值t′b时的所述平衡流速v0

3.如权利要求2所述的散热器温控阀的温度控制方法，其特征在于，当前所述热水流速v下达到的空气稳定温度tb，根据求解温度控制的微分方程得到

4.如权利要求3所述的散热器温控阀的温度控制方法，其特征在于，根据以下公式计算a、b的值

5.如权利要求1所述的散热器温控阀的温度控制方法，其特征在于，根据所述平衡流速v0及温度逻辑控制规则，获取第一热水流速v0′，包括如下步骤：

6.如权利要求1所述的散热器温控阀的温度控制方法，其特征在于，控制散热器温控阀的电机按照所述第一热水流速v0′调整至对应旋转圈数之前，还包括如下步骤：

7.如权利要求1所述的散热器温控阀的温度控制方法，其特征在于，控制散热器温控阀的电机按照所述第一热水流速v0′调整至对应旋转圈数之前，还包括如下步骤：

8.如权利要求1所述的散热器温控阀的温度控制方法，其特征在于，

9.如权利要求8所述的散热器温控阀的温度控制方法，其特征在于，

10.一种散热器温控阀，其特征在于：采用如权利要求1-9中任一项所述的散热器温控阀的温度控制方法。

技术总结
本发明提供的散热器温控阀的温度控制方法，包括如下：对当前热水流速v下的室温进行采样；计算温度偏差与温度偏差变化率；根据温度偏差、温度偏差变化率，当前热水流速v下计算对应温度设定值时的平衡流速V<subgt;0</subgt;；根据温度逻辑控制规则获取第一热水流速V0′；控制电机按照第一热水流速V0′调整至对应旋转圈数。还提供一种散热器温控阀。根据温度偏差及温度偏差变化率，计算得到温度设定值时对应的平衡流速，并根据平衡流速及温度逻辑控制规则，获取需调整的第一热水流速，得到保持温度设定值时散热片内的热水流速对应的电机旋转圈数，根据温度逻辑控制规则对电机旋转圈数进行微调控，具有环境自适应能力，电机调节的次数少，功耗低；且控温精度高、控温一致性好。

技术研发人员：游世喜,李光军,范增长,王立平,王杰军
受保护的技术使用者：赛特威尔电子股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21