一种冷水机水温自适应调节系统及方法与流程

本发明涉及一种制冷，尤其涉及一种冷水机控制系统系统，尤其涉及一种冷水机水温自适应调节系统及方法。

背景技术：

1、冷水机是一种能够提供恒温、恒流、恒压的冷却水设备。它的核心功能是通过循环冷却水或其他冷却介质来吸收热量并降低温度，从而用于冷却各种设备和系统，确保其正常运行和稳定性。冷水机的工作原理主要依赖于水的较大热容量来有效地降低被冷却对象的温度，具有高效冷却和多功能性的特点。

2、当需要调节水温时，设置所需的水温值，控制系统会根据设定的水温值调节压缩机和循环泵的运行状态，压缩机开始工作，将制冷剂压缩并冷却，然后通过蒸发器吸收热量并降低水温，循环泵开始工作，将冷却后的水送入需要降温的设备或系统中，控制系统会不断监测水温，并根据实际温度与设定温度之间的差异来调节压缩机和循环泵的运行状态，以保持水温稳定在设定值附近。

3、现有技术cn115903956a公开了一种智能冷水机控制系统，包括多个通道，每个通道包含一个通道控制模块和一个通道机械模块，每个通道中的通道机械模块中的各个执行器由对应的通道控制模块进行控制；所述多个通道的通道控制模块由整机控制模块进行统一控制；外部设备通信模块实现冷水机与外部主设备的通信，图像通信模块实现所述冷水机与红外探测仪的通信，分析模块用于所述冷水机确定功率分配方案和温度设定值范围。通过多通道pid控制实现对各通道的精准控制，同时配合红外探测仪对区域温度的实时感应，对热图进行分析动态调整功率分配方案和设定值范围使得温控系统运行更加智能和稳定。但在多通道的控制下，控制系统频繁调整冷却剂的流速或者压力，会导致冷却效果的不稳定，使系统温度无法保持在设定值附近，过度灵敏的控制算法会引起系统的过调，即在设定值附近来回波动，过度迟缓的控制算法导致系统的响应速度过慢，无法及时调整温度，使系统温度不稳定，使得冷水机的水温调节过程无法保持稳定性。

4、因此，有必要对现有技术中的冷水机调节系统进行改进，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种冷水机水温自适应调节系统及方法，只在解决现有技术中冷水机因过度频繁调节而导致水温调节不稳定的缺陷。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种冷水机水温自适应调节系统，包括：收集单元、调控单元、缓冲单元和控制单元；

3、所述收集单元用于收集冷水机运行数据，所述运行数据为冷水机在运行时的系统参数和环境参数；

4、所述调控单元与所述收集单元连接，并接收所述运行数据，所述调控单元根据预设置水温值与所述运行数据，计算得到冷水机制冷部件的功率调节参数；

5、所述缓冲单元包括：缓冲区、缓冲区调节组件和融合组件；所述缓冲区接收并存储所述功率调节参数；所述缓冲区调节组件用于调整和控制所述缓冲区的存储量，所述存储量为设定时间内所述缓冲区中所述功率调节参数的含量；所述融合组件用于对所述缓冲区中所述功率调节参数进行融合，得到缓冲功率参数；

6、所述控制单元接收所述缓冲功率参数，所述控制单元根据所述缓冲功率参数对冷水机制冷部件的功率进行调节。

7、本发明一个较佳实施例中，所述收集单元为若干传感器，所述系统参数为：当前冷水机的水温、制冷功率和水流量，所述环境参数为环境温度。

8、本发明一个较佳实施例中，所述调控单元搭载神经网络模型，所述神经网络模型基于历史数据进行训练，历史数据为冷水机中每次的功率调节参数与水温变化值，所述神经网络模型学习冷水机制冷工作参数与水温变化之间的关系，并预测固定时间内水温变化趋势。

9、本发明一个较佳实施例中，所述存储量根据所述功率调节参数的吞吐量和制冷工作处理速度进行调节，吞吐量为单位时间内所述调控单元得出的所述功率调节参数的数据量，制冷工作处理速度为冷水机接收所述缓冲数据到开始改变冷水机制冷功率的反应速度；所述存储量的调节过程中设置有阻尼因子，所述阻尼因子用于对所述存储量的调整过程进行调整。

10、本发明一个较佳实施例中，所述存储量与所述阻尼因子的关系有：

11、

12、其中，cn为调整后的缓冲区存储量，t为功率调节参数的吞吐量，cc为调整前的缓冲区存储量，s为制冷工作处理速度，cmax为缓冲区最大存储量，γ为阻尼因子，k为缓冲区存储量常数，γ的取值范围为0.2-0.8，k的取值范围为0.4-1。

13、本发明一个较佳实施例中，所述融合组件对所述功率调节参数的融合方式为加权平均法，每个所述功率调节参数均具有一个权重，所述功率调节参数在所述缓冲区中的缓冲时间越久则权重越大，每次融合时的所述功率调节参数权重总和为1。

14、当所述缓冲区中存在n个所述功率调节参数时，第i个所述功率调节参数的权重为：再重新加入一个所述功率调节参数后，第i个所述功率调节参数的权重变为：

15、其中，wi为所述功率调节参数个数为n时的第i个所述功率调节参数的权重，wi'为所述功率调节参数个数为n+1时的第i个所述功率调节参数的权重，ti为第i个所述功率调节参数在缓冲区中的时间，τ为时间常数，e为自然常数，τ的数值为0.1-0.5。

16、当所述功率调节参数数量为n时，融合组件得到的缓冲功率参数pt如下：

17、

18、其中，ai为缓冲区中的第i个功率调节参数。

19、本发明一个较佳实施例中，所述缓冲区分为若干缓冲分区，若干所述缓冲分区的数量不少于两个，若干所述缓冲分区串联，前一个所述缓冲分区的数据输出位置为后一个所述缓冲分区的数据输入位置。

20、本发明一个较佳实施例中，所述缓冲区调节组件分别控制每个所述缓冲分区的数据释放状态或数据储存状态的切换；

21、每个所述缓冲分区的数据释放状态为：所述缓冲分区数据输入端封闭而数据输出端开放，且所述缓冲功率参数输送到下一个所述缓冲分区或所述控制单元中；

22、每个所述缓冲分区的数据储存状态为：所述缓冲分区数据数据输入端开放而数据输出端封闭，且所述缓冲分区对输入的所述功率调节参数进行存储。

23、为达到上述目的，本发明采用的第二套技术方案为：一种冷水机水温自适应调节系统的使用方法，包括以下步骤：

24、s1：所述收集单元对冷水机运行数据进行收集，所述收集单元将冷水机运行数据输送至所述调控单元；

25、s2：所述调控单元根据冷水机运行数据和冷水降温需求进行降温参数调节，得到功率调节参数，所述调控单元将功率调节参数输送至所述缓冲单元；

26、s3：所述缓冲单元对功率调节参数数据进行缓冲存储，并在一定的存储时间中将功率调节参数数据进行融合，形成缓冲功率参数，将缓冲功率参数输送至控制单元；

27、s4：所述控制单元根据缓冲功率参数进行冷水机降温工作的控制，并将控制结果反馈至所述调控单元和所述缓冲单元。

28、本发明一个较佳实施例中，所述s3中缓冲功率参数在输送至控制单元前进行进一步缓冲，得到二次缓冲功率参数，并将二次缓冲参数输送至控制单元，二次缓冲功率参数基于缓冲功率参数对冷水机的温度影响进行进一步缓冲。

29、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

30、(1)本发明提供了一种冷水机水温自适应调节系统，包括收集单元、调控单元、缓冲单元和控制单元，利用缓冲单元将调控单元生成的功率调节参数进行储存缓冲，并在一定时间后释放储存缓冲数据，对数据进行缓冲，相比于现有技术中的冷水机水温调节系统，能够通过将调节数据进行储存，使得调节数据的传输速度保持稳定，避免调节数据传输过快，解决了现有技术中冷水机因过度频繁调节而导致水温调节不稳定的缺陷。

31、(2)本发明中，调控单元上搭载了神经网络模型，神经网络模型利用历史数据进行训练，能够在产生调节数据时以历史数据进行依据，符合历史数据演变规划，相比于现有技术，能够在历史数据的依据下时调节数据满足调控单元的调节力度，能够预测冷水机的调控变化需求，具有实时变化性。

32、(3)本发明中，缓冲区的存储量根据调控单元的功率调节参数吞吐量和制冷工作处理速度进行设置，通过输入端和输出端的需求进行控制缓冲区的存储量，相比于现有技术，能够协调输入端和输出端的数据传输数量，缓冲区对数据进行与数据传输量相匹配的存储量，使得调节系统具有协调性。

33、(4)本发明中，缓冲区分为若干缓冲分区，若干缓冲分区的数量应大于等于二，缓冲分区能够进行多区存储数据，保证数据顺通，相比于现有技术，使得多个分区整体上同时进行存储和释放数据的功能，能够避免缓冲分区在释放数据时速度过小导致数据堵塞的问题，提高了系统数据流通的顺畅度。

34、(5)本发明中，缓冲单元中对功率调节参数数据中设置有历史数据权重因子，通过历史数据权重因子能够完成对功率调节参数数据的多关联分析，相比于现有技术，能够使得缓冲单元中的数据融合过程能够根据以往数据和实时工作情况进行结合分析，在具有对未来调节变化的情况下对数据进行实时调节，使得经过缓冲区的数据符合实时冷却需求。