一种恒温恒湿空调系统及提高室内温湿度精度的控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种恒温恒湿空调系统及其提高室内温湿度精度的控制方法，该系统包括恒温恒湿空调机、送风风管、风管加热器、送风温度传感器和控制系统，所述恒温恒湿空调机通过送风风管连接到室内，风管加热器设置在送风风管内，送风温度传感器检测送风风管内风的温度，所述恒温恒湿空调机、风管加热器、送风温度传感器都与控制系统连接。本方法为在常规恒温恒湿空调控制回风温湿度的基础上，增加了送风温度与设定温度差值的控制手段。本发明的控制方法简单有效，在实现恒温恒湿空调机温、湿度高精度的同时，大大降低了整个系统的成本。
【专利说明】一种恒温恒湿空调系统及提高室内温湿度精度的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及空调控制【技术领域】，尤其涉及的是一种恒温恒湿空调系统及提高室内温湿度精度的控制方法。
【背景技术】
[0002]恒温恒湿空调机大多数应用在对温度和湿度精度要求特别高的场合:如电子工业、仪器仪表、精密机械、生物工程、食品饮料、医药卫生等场所，这些场所的温度和湿度精度将直接影响产品的质量、储存等。
[0003]众所周知，温度和相对湿度两个参数之间本来就存在一定的联系，温度的升高会导致相对湿度的下降，反之亦然。恒温恒湿空调的控制主要由制冷、制热、加湿和除湿等空气处理过程组成，因为控制系统要既兼顾温度的控制又要兼顾湿度的控制。所以，在实际的控制过程中往往是几个空气处理过程同时进行:如制热加湿、制冷加湿、制冷除湿等。所以，如何解决处理好空气处理过程之间的矛盾同时又保证机组的精度成了首要解决的问题。
[0004]普通恒温恒湿机组的温度精度若能达到±0.8，湿度精度若能达到±5?7%已经不容易了，但往往这样的精度根本无法满足一些高精密仪器的环境使用要求。近年来数码涡旋压缩机和变频涡旋压缩机的出现及成功应用，固态继电器或可控硅在电加热器调节上的应用成了提高恒温恒湿空调机温、湿度精度的途径和方法。但是，数码涡旋压缩机和变频涡旋压缩机要比普通涡旋压缩机的成本高得多，固态继电器或可控硅的成本又要比交流接触器的成本高得多，利用这些高成本的设备和适当的控制方法固然可以提高恒温恒湿空调机的温湿度控制精度，但成本太高，一般用户难以接受。
[0005]因此，现有技术还有待于改进和发展。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种恒温恒湿空调系统及提高室内温湿度精度的控制方法，旨在解决现有的恒温恒湿空调机调节温、湿度精度的设备成本太高的问题。
[0007]本发明的技术方案如下:一种恒温恒湿空调系统，其中，包括恒温恒湿空调机、送风风管、风管加热器、送风温度传感器和控制系统，所述恒温恒湿空调机通过送风风管连接到室内，风管加热器设置在送风风管内，送风温度传感器检测送风风管内风的温度，所述恒温恒湿空调机、风管加热器、送风温度传感器都与控制系统连接。
[0008]所述的恒温恒湿空调系统，其中，所述恒温恒湿空调系统还包括回风温度传感器和回风湿度传感器，回风温度传感器检测室内空气的温度，回风湿度传感器检测室内空气的湿度，回风温度传感器和回风湿度传感器都与控制系统连接。
[0009]所述的恒温恒湿空调系统，其中，所述风管加热器与控制系统之间通过固态继电器连接，控制系统控制固态继电器采用PID算法无级调节风管加热器。
[0010]所述的恒温恒湿空调系统，其中，所述恒温恒湿空调机为普通恒温恒湿空调机，所述的普通恒温恒湿空调机为采用普通涡旋压缩机、电加热器采用交流接触器等常规手段进行分级控制、加湿采用电极式加湿器的恒温恒湿空调机。
[0011]一种如上述任意一项所述的恒温恒湿空调系统提高室内温湿度精度的控制方法，其中，包括以下具体步骤:
步骤AOO:控制系统判断恒温恒湿空调系统是处在制冷还是制热的调控过程，若处在制冷调控过程，执行步骤BOO ;若处在制热调控过程，执行步骤EOO;
步骤BOO:控制系统判断设定温度与送风温度传感器反馈的送风温度的差值是否大于Δ t，若大于Λ t，执行步骤C00，若小于等于Λ t，执行步骤DOO ；
步骤COO:控制系统控制风管加热器开始加载，当控制系统接收到设定温度与送风温度传感器反馈的送风温度的差值小于等于Λ t时，控制系统控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器当前的输出；
步骤DOO:控制系统控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器当前的输出；
步骤EOO:控制系统判断送风温度传感器反馈的送风温度与设定温度的差值是否小于Δ t，若小于Λ t，执行步骤FOO，若大于等于Λ t，执行步骤GOO ；
步骤H)0:控制系统控制风管加热器开始加载，当控制系统接收到送风温度传感器400反馈的送风温度与设定温度的差值的大于等于Λ t时，控制系统控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器当前的输出；
步骤GOO:控制系统控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器当前的输出。
[0012]本发明的有益效果:本发明通过提供一种恒温恒湿空调系统及提高室内温湿度精度的控制方法，本发明的控制方法简单有效，在实现恒温恒湿空调机温、湿度高精度的同时,大大降低了整个系统的成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本发明中恒温恒湿空调系统的结构示意图。
[0014]图2是本发明中恒温恒湿空调系统提高室内温湿度精度的控制方法的步骤流程图。
【具体实施方式】
[0015]为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。
[0016]如图1所示，是本发明中恒温恒湿空调系统的结构示意图。所述的恒温恒湿空调系统包括恒温恒湿空调机100、送风风管200、风管加热器300、送风温度传感器400、回风温度传感器500、回风湿度传感器600和控制系统700，所述恒温恒湿空调机100通过送风风管200连接到室内，风管加热器300设置在送风风管200内，送风温度传感器400用于检测送风风管200内风的温度(即送风温度)，回风温度传感器500用于检测室内空气的温度(即回风温度)，回风湿度传感器600用于检测室内空气的湿度(即回风湿度)，所述恒温恒湿空调机100、风管加热器300、送风温度传感器400、回风温度传感器500和回风湿度传感器600都与控制系统700连接。
[0017]所述风管加热器300主要用于确保送风温度与设定温度的差值的绝对值相对恒定。所述风管加热器300与控制系统700之间通过固态继电器连接，控制系统700控制固态继电器采用PID算法无级调节风管加热器300。
[0018]所述恒温恒湿空调机100为普通恒温恒湿空调机，在一台常规配置的恒温恒湿机组的基础上增加一定数量的风管加热器300，送风温度传感器400和调节风管加热器300用的固态继电器:在普通恒温恒湿空调机控制系统的基础上通过PID算法无级调节风管加热器300用固态继电器的输出，送风温度由风管加热器300控制和调节，通过在普通恒温恒湿机回风温湿度控制方法的基础上，增加对送风温差的精确控制，从而更有效地保证回风的温、湿度精度。
[0019]所述的普通恒温恒湿空调机，即采用普通涡旋压缩机、电加热器采用交流接触器等常规手段进行分级控制、加湿采用电极式加湿器的恒温恒湿空调机。
[0020]送风风管加热器的加热量比空调机本身的加热量要小得多，所以采用固态继电器成本较低；测量仪表只增加送风温度传感器400，温度传感器比湿度传感器要便宜得多；在空气处理系统上则只增加了风管加热器300，且风管加热器300的安装在工程上也相对简单，成本也是相对较低的。这些控制调节设备的设置，大大地降低了本恒温恒湿空调系统的成本，操作简单，同时也实现了现恒温恒湿空调机温、湿度高精度的效果。
[0021]如图2所示，是本发明中恒温恒湿空调系统的控制方法的步骤流程图。一种如上述所述的恒温恒湿空调系统及提高室内温湿度精度的控制方法，包括以下具体步骤:
步骤AOO:控制系统700判断恒温恒湿空调系统是处在制冷还是制热的调控过程，若处在制冷调控过程，执行步骤BOO ;若处在制热调控过程，执行步骤EOO;
步骤BOO:控制系统700判断设定温度与送风温度传感器400反馈的送风温度的差值是否大于Λ t (Δ t的值为正数的常量，可设)，若大于Λ t，执行步骤C00，若小于等于Λ t，执行步骤DOO ；
步骤COO:控制系统700控制风管加热器300开始加载，当控制系统700接收到设定温度与送风温度传感器400反馈的送风温度的差值小于等于Λ t时，控制系统700控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器300当前的输出；
步骤DOO:控制系统700控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器300当前的输出；步骤EOO:控制系统700判断送风温度传感器400反馈的送风温度与设定温度的差值是否小于Λ t，若小于Λ t，执行步骤R)0，若大于等于Λ t，执行步骤GOO ；
步骤H)0:控制系统700控制风管加热器300开始加载，当控制系统700接收到送风温度传感器400反馈的送风温度与设定温度的差值的大于等于Λ t时，控制系统700控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器300当前的输出；
步骤GOO:控制系统700控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器300当前的输出。
[0022]在恒温恒湿空调系统制热时，考虑到空气通过送风风管200散热等因素，需要确保送风温度比设定温度高Λ t°C，在恒温恒湿空调系统制冷时，考虑到空气通过送风风管200吸热等因素，需要确保设定温度比送风温度高Λ t°C，只要确保了Λ t的恒定，被控房间内的温度就相对恒定，因温度和湿度的关系，使得在保证了温度精度的同时间接地确保了湿度的精度。在控制参数的设置上，风管加热器300的PID参数，送风温度与设定温度的差值的绝对值At均为开放型的参数，可根据具体工程的实际情况(主要是考虑到每个具体工程的散热散湿设备存在较大的差异)现场整定。
[0023]根据上述的恒温恒湿空调系统及其提高室内温湿度精度的控制方法，现提供以下具体实施例加以说明:
恒温恒湿空调机100的参数为:风量为:6000m3/h，制冷量:25kW，加湿量8kg/h ;恒温恒湿空调系统加热量:18kW ;送风风管200加热量:9kW。
[0024]设定Λ t=3°C，设定温度=25°C，设定湿度=60%Rh ;经过长时间的监控和数据统计，得出以下结果:
当恒温恒湿空调系统处于制冷调控过程时，送风温度的平均值=22.1V，实时温度误差在0.2°C之内；回风温度的平均值=25.2°C，实时温度误差在0.2°C之内；回风湿度平均值=62.5%，实时湿度误差在3%之内；
当恒温恒湿空调系统处于制热调控过程时，送风温度的平均值=27.9°C，实时温度误差在0.2°C之内；回风温度的平均值=24.9°C，实时温度误差在0.15°C之内；回风湿度平均值=62.2%，实时湿度误差在2.5%之内；
由上述实验数据可知，利用本恒温恒湿空调系统对室内的温湿度进行调控，其调控效果具有高精度，满足使用需要，而且本恒温恒湿空调系统调控简单有效，大大降低了整个系统的成本。
[0025]应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种恒温恒湿空调系统，其特征在于，包括恒温恒湿空调机、送风风管、风管加热器、送风温度传感器和控制系统，所述恒温恒湿空调机通过送风风管连接到室内，风管加热器设置在送风风管内，送风温度传感器检测送风风管内风的温度，所述恒温恒湿空调机、风管加热器、送风温度传感器都与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的恒温恒湿空调系统，其特征在于，所述恒温恒湿空调系统还包括回风温度传感器和回风湿度传感器，回风温度传感器检测室内空气的温度，回风湿度传感器检测室内空气的湿度，回风温度传感器和回风湿度传感器都与控制系统连接。
3.根据权利要求2所述的恒温恒湿空调系统，其特征在于，所述风管加热器与控制系统之间通过固态继电器连接，控制系统控制固态继电器采用PID算法无级调节风管加热器。
4.根据权利要求3所述的恒温恒湿空调系统，其特征在于，所述恒温恒湿空调机为普通恒温恒湿空调机，所述的普通恒温恒湿空调机为采用普通涡旋压缩机、电加热器采用交流接触器等常规手段进行分级控制、加湿采用电极式加湿器的恒温恒湿空调机。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的恒温恒湿空调系统提高室内温湿度精度的控制方法，其特征在于，包括以下具体步骤: 步骤AOO:控制系统判断恒温恒湿空调系统是处在制冷还是制热的调控过程，若处在制冷调控过程，执行步骤BOO ;若处在制热调控过程，执行步骤EOO; 步骤BOO:控制系统判断设定温度与送风温度传感器反馈的送风温度的差值是否大于Δ t，若大于Λ t，执行步骤C00，若小于等于Λ t，执行步骤DOO ； 步骤COO:控制系统控制风管加热器开始加载，当控制系统接收到设定温度与送风温度传感器反馈的送风温度的差值小于等于Λ t时，控制系统控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器当前的输出； 步骤DOO:控制系统控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器当前的输出； 步骤EOO:控制系统判断送风温度传感器反馈的送风温度与设定温度的差值是否小于Δ t，若小于Λ t，执行步骤R)0，若大于等于Λ t，执行步骤GOO ； 步骤H)0:控制系统控制风管加热器开始加载，当控制系统接收到送风温度传感器400反馈的送风温度与设定温度的差值的大于等于Λ t时，控制系统控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器当前的输出； 步骤GOO:控制系统控制恒温恒湿空调系统不改变风管加热器当前的输出。
【文档编号】F24F11/02GK103759391SQ201410002353
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年1月3日 优先权日:2014年1月3日
【发明者】邱育群, 原志锋, 刘文彬, 潘锋, 李敏华, 谢春辉 申请人:广东申菱空调设备有限公司