专利名称：：空间环境温湿度控制方法及其使用的控制装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及使用空调机组对目标空间的空气进行温湿度控制的空间环境温湿度控制方法及该方法使用的空间环境温湿度控制装置。
背景技术：
：目前对有温湿度控制要求的空间区域，例如糖果生产包装车间、纺纱车间及卫星装配场所等空间区域，一般采用具有除湿功能的空调机组对目标空间进行温湿度控制。这种空调机组设有监测目标空间内空气温度和相对湿度的传感器、使流经空调机组的空气降温乃至冷却去湿的表冷器及加热空气的加热器，以及将目标空间内的空气温度和相对湿度作为控制变量的控制器。所述表冷器一般采用流过冷冻水的冷却盘管，并由冷冻水调节阀控制冷冻水的流量。当目标空间的空气湿度超标时，表冷器进行冷却去湿运转，使空气冷却结露而析出空气中的部分水分，直至目标空气的湿度符合要求；同时为了使冷却去湿后的空气温度符合目标空间的温度要求，还必须加热被冷却去湿后的空气。因此，为克服目标区域的显热和潜热，维持相对湿度和温度在一定目标范围以内，往往需要耗费大量的制冷能源和加热能源。尤其是，由于传统的控制器以目标空间内的相对湿度作为湿度的控制变量，控制具有相当的盲目性在该相对湿度未达到目标值之前，表冷器的调节阀一直开启于最大位置；而从表冷器开始工作至目标空间相对湿度达到目标值，在车间等目标空间较大时往往需要较长时间，导致冷却去湿时的冷却程度严重过度，即空气被过度冷却去湿，然后又必须耗费更多的热能来加热空气使其达到目标温度，当过度冷却去湿导致超过湿度下限时，还必须对其加湿使其达到湿度要求。过度冷却然后再加热升温甚至加湿，必然要消耗大量能源，造成极大的浪费。传统的温湿度控制方法不仅浪费能源，而且系统控制不稳定，使温湿度控制难于达到高精度。由于传统温湿度控制方式将温度和相对湿度两个过程变量分别处理，温度控制和相对湿度控制作为主要的两个过程变量，是分开独立的控制回路，并立两个控制回路作用于同一个空间。由于相对湿度是温度与绝对含湿量的复合函数，在相同的绝对湿度下，温度的变化会引起相对湿度的波动，彼此之间会发生相互干扰。温度波动将导致相对湿度偏离控制目标值，对湿度的调节也会影响温度的平衡，从而这两个控制回路都始终处于不断调节状态才可以满足控制要求，致使执行机构例如冷冻水调节阀及蒸汽调节阀频繁劳作疲于奔命，经常性地处于拮抗相抵作用状态，特别是在高温高湿气候条件下要求满足较高的温湿度目标精度时，能源消耗非常大，且系统工作很不稳定。在系统工作不稳定的状态下，为了保证目标空间可靠干燥，湿度控制时必须为控制值留较大余量，这进一步导致能源的浪费。因此，在实际运行中，经常不得不牺牲温湿度指标中的一个次要指标，例如温度控制精度，以确保系统工作的稳定性。
发明内容基于上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种能解决现有技术存在问题的空间环境温湿度控制方法及该方法使用的控制装置，使用该方法和装置，不仅能在温湿度控制中大幅度节能，而且能使温度与湿度的控制互不干扰因而系统能稳定工作。本发明的进一步发明目的在于，不仅能进一步节能，而且能实现温湿度的高精度控制。本发明人注意到，要控制空气的湿度，实际上应该控制的是空气中的绝对含湿量，即每单位干空气的水蒸气含量，因为相对湿度是随着温度的变化而发生变化的，而绝对含湿量是不会随温度发生变化的。而空间空气的露点温度即结露温度可以作为一个绝对含湿量指标，因为在一定的大气压下，露点温度数值和绝对含湿量一一对应。图2所示为露点温度监测控制焓湿示意图(关于焓湿图更准确资料请见参考文献《空气调节》附录1-2湿空气焓湿图)，图中横坐标表示绝对含湿量，纵坐标表示温度，两条曲线分别为50%相对湿度线和100%相对湿度线，相对湿度达到100%即湿度达到饱和，水蒸气结露析出，此时的温度即为露点温度。从图2可知，表示绝对含湿量的垂直线与该100%相对湿度线的交点的纵坐标读数，就是露点温度。例如在101325Pa大气压条件下，当每千克干空气含有10g水蒸气时，图中表示该绝对含湿量的D3=io的垂直线对应露点温度14.rc，当每千克干空气含有9g水蒸气时，对应露点温度12.4°C，当每千克干空气含有8g水蒸气时，对应露点温度10.6°C。在这三种露点温度条件下，能够保证室内空气维持于50%相对湿度的温度分别是25.3°C，23.5t:和21.8°C，而能够保证室内空气维持于55%相对湿度的温度分别是23.8。C，22.(TC和20.2°C(图2中未示出，请参见上述焓湿示意图)。如果空间相对湿度控制目标是小于等于某个百分数值，室内温度目标值一旦确定，则其露点温度上限控制目标也就是一个已知的固定值，这个露点温度值可以从公式计算，也可以从烚湿图上查得。例如空间相对湿度控制目标小于等于50%时，对应室内温度目标值23.5t:的露点温度值是12.4°C。任何时候只要在保证这个绝对湿度指标的同时控制住对应的温度目标，相对湿度指标就可以得到保证。因此本发明人发现，如果在去湿控制时，能确保冷却盘管后即表冷后温度维持于目标露点温度值，通过送风机送入目标空间的空气的绝对湿度就得到了保证，同时通过温度控制，使目标空间的温度保持在希望的数值上，则目标空间的相对湿度就能够达到控制要求。以上是本发明的物理依据。为了克服温湿度控制的盲目性，既能实现节能又能准确地控制温湿度，本发明人经研究发现，一条相对湿度曲线和一条等温线将焓湿图分为四个区域，例如在图2中，50%相对湿度曲线H50以及等温线Ts2=23.5"就把焓湿图划分成A，B，C和D四个区域，假设目标空间相对湿度控制要求是小于等于50%，绝对湿度指标是小于等于每千克干空气含有9g水蒸气，则可以作如下控制在待处理的空气温湿度状态属于低温低湿的A区状态时，即状态属于图2中在50%相对湿度曲线H50左侧且23.5t:等温线Ts2下侧的区域内时，因为湿度已达标，故可以仅作升温控制；在高温低湿的B区，由于类似的理由，可以仅作降温控制；在低温高湿的C区，必须作去湿和升温控制；而在高温高湿的D区，则必须作去湿降温控制。因此，在作为空间环境控制目标的相对湿度目标值和温度目标值确定之后，即在图2中划分A、B、C、D四个区域的相对湿度曲线和等温线确定之后，就可以根据待处理空气在被处理以前的露点温度值在图2中所处的位置，决定采用不同的控制策略，若位于A区或B区时，就不必进行冷却去湿处理，只有在确实需要时，才进行必要的去湿、升温或降温控制，真正做到恰如其分，可以获得极大的节能效果。5基于上述观点，本发明人完成了本发明。本发明的使用空调机组的空间环境温湿度控制方法，该方法通过温湿度传感器监测空气温湿度，控制器根据温湿度监测结果控制降温用或冷却去湿用表冷器和升温用加热器的运转状态，以使送入目标空间的空气达到规定的温度和湿度，其特征在于，还包括露点温度预先设定步骤，在所述空调机组启用之前，根据目标空间所要求的温度和相对湿度，预先设定判别用空调机组内混风段空气的露点温度设定值并将其作为绝对含湿量控制用参数存入存储器；绝对含湿量相关的混风段空气露点温度监测判定决策步骤，在该步骤，按输入所述控制器的控制程序的设定，由传感器监测所述混风段内的空气露点温度，由所述控制器将该露点温度监测值和预先设定的所述露点温度设定值进行比较，据此判定混风段空气露点温度是否符合要求，并根据该判定结果，作出湿度控制决策即要否用所述表冷器对该空气进行冷却去湿，该混风段空气露点温度监测判定决策步骤在所述空调机组运行期间按规定周期重复进行，并且进行时优先于其他温湿度控制步骤。本发明的空间环境温湿度控制方法比较理想的是，还包括表冷后温度预先设定步骤，在所述空调机组启用之前，预先设定作为监控目标值的表冷后温度设定值并将其存入存储器；以及表冷后温度监测控制步骤，在该步骤，在所述表冷器按控制器的指令进行冷却去湿的情况下，通过由传感器监测所述表冷后温度，由所述控制器将该表冷后温度监测值和预先设定的表冷后温度设定值进行运算比较后发出指令，控制所述表冷器的运行，使表冷后温度达到并保持预定的表冷后温度设定值。本发明的空间环境温湿度控制装置，包括监测空气的温度和湿度的传感器；设于空调机组内、对空气进行降温或冷却除湿的表冷器；设于所述空调机组内、对空气进行加热使其升温的加热器；输送空气的送风机；以及控制器，其根据来自所述传感器的温湿度监测信号，控制所述表冷器对空气进行降温或冷却除湿，以及控制所述加热器将空气加热，以便通过闭环控制使目标空间的温湿度维持在目标值，其特征在于，所述传感器包括设于所述空调机组的混风段内、监测空气露点温度的露点温度传感器；所述控制器包括存储判定用混风段空气露点温度设定值的存储单元；将混风段空气露点温度监测值与露点温度设定值进行比较运算、判定混风段空气露点温度是否符合要求？如是，则不必作去湿控制，如否，则要用所述表冷器对该空气进行冷却去湿，无论是否，在此之后主控制程序都要按预设定流程发出相应的控制指令，以建立或维持相适应的控制系统组态。本发明的空间环境温湿度控制装置较理想的是，还包括设于所述表冷器下游侧、监测表冷后温度的表冷后温度传感器；设于所述控制器内、存储监控用空气表冷后温度设定值的存储单元；以及将空气表冷后温度监测值与表冷后温度设定值进行比较运算后发出指令控制所述表冷器，通过闭环控制以使空气表冷后温度达到并保持表冷后温度设定值的表冷后温度监测控制单元。本发明的空间环境温湿度控制方法及控制装置，利用了相对湿度和温度与绝对含湿量及露点温度在物理上的一一对应关系，首先根据目标空间所要求的温度和相对湿度，预先设定判别用混风段空气的露点温度设定值，控制系统一旦开始运行，即由设于空调机组的混风段内的传感器监测所述混风段内的空气露点温度，并由控制器将该露点温度监测值与预先设定的露点温度设定值进行比较，判别该空气的湿度状态符合哪一种控制要求，具体是判定混风段空气露点温度是否超标？如是，则要用所述表冷器对该空气进行冷却去湿并发出相应的指令，因此只要混风段的空气露点温度不超标，就不会发生大量耗能的除湿工况，更不会过度冷却去湿，而仅进行温度控制，因此能大幅度节能，且不会出现温度和相对湿度的相互影响导致表冷器和加热器频繁动作。并且，由于控制程序设定为，该混风段空气露点温度监测判定决策步骤在所述空调机组运行期间优先于其他温湿度控制步骤并按规定周期重复进行，湿度控制作为优先控制环路，温度控制作为从属控制回路包含在湿度环路中，按规定周期重复进行该绝对含湿量相关的步骤使得系统能及时地作出最合适的控制决策，只有确实需要进行去湿时才进入去湿控制，在湿度控制优先的情形下，才进行温度控制。这样的控制环路使得温度控制比较准确及时，且不会发生温、湿度控制目标相互干扰的问题，所以系统控制状态可以保持稳定。同时，本发明设有表冷后温度传感器，在混风段的空气露点温度超标因而所述表冷器按控制器的指令进行冷却去湿的情况下，通过由传感器监测所述表冷后温度，并由所述控制器将该表冷后温度监测值和预先设定的表冷后温度设定值进行运算比较后控制表冷器的工作状态，这样可以随时获知表冷器的真实工作状况，从而准确且及时地控制表冷器的工作深度，不仅可以避免表冷器盲目地过度工作从而大幅度节能，而且可以提高温湿度控制的精度。本发明进一步的技术特征及其作用效果将在实施方式及实施例的叙述中具体阐述。图1所示为使用了本发明一实施方式的空间环境温湿度控制装置的空调机组的构成示意图，该控制装置利用了露点温度监控原理。图2所示为露点温度监测控制时利用的焓湿示意图。图3所示为本实施方式的空调机组温湿度控制用软件主体结构及其执行机构的示意图。图3-1所示为本实施方式中的加热升温调节子系统W1的控制框图。图3-2所示为本实施方式中的冷却去湿调节子系统W21的控制框图。图3-3所示为本实施方式中的冷却降温调节子系统W22的控制框图。图3-4所示为本实施方式中的送风机增速降温调节子系统W31的控制框图。图3-5所示为本实施方式中的送风机步进调速子系统W32的控制框图。图3-6所示为本实施方式中的新/回风比降温调节子系统W4的控制框图。图3-7所示为本实施方式的加湿调节子系统W5的控制框图。图4所示为实施例1的控制流程图，其要求达到的相对湿度上限为确定值。图5所示为实施例2的控制流程图，其要求实现的的相对湿度上限是一定区间。图6所示为实施例3的控制流程图，其要求实现的相对湿度是一定值。图7所示为本发明适用于双风空调机组实施方式的空间环境温湿度控制装置的构成示意图。具体实施例方式下面参照附图对本发明的最佳实施方式予以说明。图1所示为使用了本发明的空间环境温湿度控制装置的空调机组及其控制器的构成示意图，其中上部所示为空调机组1，下部矩形框表示接受来自空调机组的各种信息并据此控制空调机组各执行机构工作的控制器2，该控制器为数字控制装置，具有与空调机组对应传感器、变送器和执行机构连接的数字输入输出接口(图1中用DI、DO表示)和模拟输入输出接口(图1中用AI、A0表示)。图l示出了各元件的逻辑位置和监测控制信号点位原理。如图l所示，该空调机组的空间可大致划分为使目标空间内空气返回空调机的回风段、吸入室外新风的新风段及功能段3这样三个区间。功能段3按空气的流向又可划分为设有空气过滤网4的混风段3a、设有作为表冷器的冷冻水盘管5的表冷区3b、设有作为加热器的蒸汽盘管6的加热区3c，以及设有送风机7的送风区3d，在送风机6之后，还设有加湿器8。送风机6将经过处理的空气送入目标空间，同时使目标空间内的空气进入回风段。回风段内的空气通过回风门9进入混风段3a，新风门开启时室外的新风通过新风门10也进入混风段3a，新、回风形成的混风通过过滤网4后，再依次通过设有制冷调节阀的冷冻水盘管5、蒸汽盘管6、送风机7及加湿器8后被送入目标空间。在本实施方式中，在过滤网4之后的混风段3a内，设有作为露点温度传感器的露点温度变送器ll，其监测运算出的露点温度监测值Td被送至后面将叙述的控制器，用于判定应进行哪一种控制方式。露点温度变送器设于空气过滤网之后，可以保证其在清洁的环境中工作，保证其监测精度及延长清洗周期。在表冷区的冷冻水盘管5下游附近的表冷区3b内，设有监测表冷后温度的温度传感器12，其测出的表冷后温度监测值T4同样被送至控制器，被用作控制该冷冻水盘管工作状况的一个反馈变量(也称为过程变量)。另外如图l所示，在回风段设有监测回风段空气、也即目标空间空气的温度Tl和相对湿度Hl的目标空间温度和湿度传感器14，在新风段设有监测室外来的新风的温度T2和相对湿度H2的新风温度和湿度传感器15，在功能段3的下游侧设有监测即将送入目标空间的空气的送风温度值T3的送风温度传感器13，空气过滤网4前后两侧设有监测过滤网是否堵塞的压差开关16，这些传感器和压差开关的监测信号都被送入控制器2。此外如图1所示，冷冻水盘管5的回水管设有作为制冷调节阀的冷冻水调节阀5a，蒸汽盘管6的回流管设有作为加热调节阀的蒸汽调节阀6a，冷冻水调节阀和蒸汽调节阀作为执行机构除接受控制器的输出控制以外各有一个阀门开度位置信号传送入控制器，加湿器8设有作为执行机构的加湿调节阀8a。另外，送风机7设有控制其运转、具有变频调速能力的电控箱17，电控箱有变频调速控制信号、启停控制信号和其它状态信号与控制器2连接，送风机和电控箱内的变频调速器等合并起来作为执行机构接受控制器2的控制进行工作，本文在提及作为执行机构的送风机时，总是意味着它是由变频调速驱动工作的。本实施方式采用可以自由编程完成特定运算功能的数字控制装置作为控制器，例如可以采用DDC、PLC、DCS、工业控制计算机或单片微处理机等作为控制器，本实施方式只有通过适当编程才能实现预定的控制功能。设于该数字控制装置中的、存储下述的露点温度设定值和表冷后温度设定值的存储单元是可改写存储单元，可以在空调机开启工作以前预先设定，也可以根据使用场所的情况重新设定并写入。编写并输入该数字控制装置的控制程序，包括主控制程序和至少7个子控制程序，它们分别和控制器以外对应执行机构、对应传感器等组合在一起称为控制系统的子系统。选择某些特定的控制子程序，将它们适当连接整合起来，构成一套完整的控制系统，称为"控制系统组态"。数字控制装置的控制程序，只有在完成控制系统组态以后才能够投入正常运行。主控制程序按一个预先规定的时间间隔作判别控制决策的周期性循环流程运作主控制程序在混风段空气露点温度监测判定步骤之后，根据控制决策发出控制指令，调用相应的控制子程序，使相应的控制子系统工作，即给定一个相应的控制系统组态，然后等待本次时间间隔结束，在本次时间间隔结束之后即进行下一次时间间隔的判别控制决策。主控制程序比较理想的循环周期等于所采用的混风段露点温度传感器的响应时间的2倍，但是短于这个时间，只要不影响控制器的工作效率、以及长于这个时间，只要不影响控制系统的响应速度，都是本方法允许的。采用按一定时间间隔作循环监测、判别和控制决策的主控程序在工作中，当发生本次监测、判别的结果和上一次不同时，就会调整正在运行的控制系统组态，例如上一次监测、判别的结果是混风段空气露点温度数值小于等于预先设定值，主控程序决定不作去湿控制的控制系统组态，但是本次监测、判别的结果是混风段空气露点温度数值大于预先设定值，主控程序就会决定作去湿控制的控制系统组态。这样根据不同情况调用不同的控制子系统组成控制系统的机制，称为控制系统可重组态。由7个子控制程序分别控制构成的控制子系统如表1、图3及图3-1至图3-7所示。表1列出了本实施方式中运行的7个控制子系统各自的功能、进行控制时所使用的过程变量也即实际监测值、要求达到的设定值、各自的执行机构、系统运行中的相关参数及控制形式。9<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表1图3所示为本实施方式使用的控制程序(见虚线框20)的主体结构示意图，示出了进行比较、判别、运算和决策控制的CPU(中央处理单元)及其主要输入输出信号和主要控制对象即执行机构。控制器的存储器(未图示)中，存储有预先设定的各温度湿度设定值，包括混风段露点温度设定值Tds、目标空间温度设定值Tls、目标空间相对湿度设定值Hls、表冷后温度设定值T4s等四个设定值。其中混风段露点温度设定值Tds和监测值Td由主控制程序作比较判别后，进行系统控制决策。其余三个设定值分别与各自对应的一个监测值(也称为过程变量或简写为PV)即目标空间温度监测值T1、目标空间相对湿度监测值HI以及表冷后温度监测值T4等，成对地被送入比较器进行比较，比较后的信息再经过CPU作PID运算后，发出控制指令驱动相应的执行机构，例如蒸汽调节阀、冷冻水调节阀、新/回风门、送风机以及加湿调节阀等。每一个过程变量都有相应的至少一个闭环控制子系统支持来完成其控制任务。在本实施方式中，如图3、图3-1至图3-7所示，控制系统含有如表1所示的7个控制子系统，具体是，l.加热升温调节子系统W1，如图3-1所示，其采用的是进行内、外环二次反馈控制的串级闭环控制，即将送风温度监测值T3作为一次反馈值送入内环比较器，而将目标空间温度监测值T1作为二次反馈值送入外环的比较器，将该监测值T1与目标空间温度设定值Tls进行比较，比较结果经PID(比例积分微分)调节后送入内环的比较器与一次反馈值进行比较，内环的信号经PI(比例积分)调节后输出到作为加热执行机构的蒸汽调节阀，控制该阀的开度，内环的主要作用是可以充分利用冷却盘管的额定容量，縮短系统的过渡时间，外环的主要作用是确保系统的控制精度，进而使目标空间的空气温度达到设定的温度，程序规定启动该子系统即自动停止其他温度调节子系统；2.冷却去湿调节子系统W21，其控制框图如图3-2所示，设于表冷温度区域的表冷后温度传感器监测出的表冷后温度监测值T4作为反馈值被送入控制系统中的比较器，与同样被送入该比较器的表冷后温度设定值T4s进行比较后，对比较结果进行PID调节，再用其结果控制作为冷却去湿执行机构的表冷器的冷冻水调节阀的开度，从而将表冷后温度控制为所设定的目标温度值；3.冷却降温调节子系统W22，其控制框图如图3-3所示，与上述子系统W1相似，其监测值也是T1，该子系统采用的也是进行内、外环二次反馈控制的串级闭环控制，且其采用的一次和二次的反馈值也与子系统W1的类似，不同之处在于，经PI调节后的控制信号输出到作为降温用执行机构的冷冻水调节阀，为的是使目标空间的空气降温，同时程序规定启动该子系统即自动停止其他温度调节子系统；4.风机增速降温调节子系统W31，其控制框图如图3-4所示，该子系统仅在高温高湿气候条件下系统既作去湿调节又作降温调节时工作，程序规定启动风机增速降温调节W31，即自动停止其它温度调节子系统；5.风机步进调速子系统W32，其控制框图如图3-5所示，风机步进调速的目的是根据空调机组的负荷率，尽可能降低风机转速以节省电能；6.新/回风比降温调节子系统W4，其控制框图如图3-6所示；7.加湿调节子系统W5，其控制框图如图3-7所示。另外，这些子系统控制框图中带圆圈的"X"表示比较器。在本实施方式中，控制器将混风段的露点温度监测值作为判别依据，选择一定的控制系统组态，完成所需要的控制功能。即，本实施方式的控制程序的特点为，根据监测到的输入信号作出判别，控制功能可以重新组织，并按混风段露点温度进行分程控制。例如如图3所示，作为制冷之用的执行机构(见图3中的右侧第2方框，本实施例中采用的是冷冻水调节阀)既可以由冷却去湿调节子系统W21控制，执行冷却去湿运行，也可以接受冷却降温调节子系统W22的控制，执行冷却降温运行；又如送风机的转速，既可以接受送风机增速降温调节子系统W31的控制进行调速，也可以接受送风机步进调速子系统W32的控制进行调速。即，在本实施方式中，主控制程序的"控制系统组态"是可以改变的，其主体结构为可变组态结构。本发明的露点温度监控方式的控制程序也可以采用固定组态的主体结构，但如果采用固定的组态结构，一旦设定各执行机构的运转模式就不会自动改变，例如制冷用表冷器，固定组态的空调机组必须设置两个制冷用表冷器，一个专用于冷却去湿，另一个专用于冷却降温，否则必须有专人根据情况用人工进行切换，不仅整套设备设置成本高，占用空间大，而且人为因素发生失控的风险很大。本实施方式使用数字控制装置，因而程序的主体结构可以采用可变组态结构，一个空调机组只要设置一个表冷器，就可以根据实时情况自动选择该表冷器是执行冷却去湿运行还是冷却降温运行，因此可以实现一定程度的智能作业，且降低成本，少占空间。在本发明中，空调机组温湿度控制的主控制流程为混风段露点温度监测判别控制决策流程。该流程的主要点在于，在开始运行之前，首先要根据目标空间所要求实现的温度和相对湿度，按焓湿图所示的温度和湿度与绝对含湿量和露点温度的一一对应关系，确定该控制所使用的露点温度设定值Tds，并将其存入控制器中的存储单元。开始运行之后，首先利用设于混风段的露点温度传感器例如图1中的露点温度变送器11监测该处空气的露点温度Td，由所述控制器的露点温度比较判定单元将该露点温度监测值Td与预先设定并存储在存储器中的露点温度设定值Tds进行比较，并根据比较结果决定是否要用所述表冷器对该空气进行冷却去湿并发出相应的指令。若该比较判定的结果为露点温度监测值Td小于等于设定值Tds，表明此时混风段的湿度已符合要求，不需去湿，仅需进行温度控制，因而进入作温度控制的流程；而若比较判定的结果为露点温度监测值Td大于预先的设定值Tds，即湿度太高，露点温度未达标，则进入作冷却去湿控制子系统的流程，即启动冷却去湿调节子系统W21，调节冷冻水调节阀开度，控制作为表冷器的冷冻水盘管内的流量进行冷却去湿的运行，与此同时也需要进行温度控制，以免因冷却去湿导致温度过低。也就是，本实施方式的主控制流程的要点在于，首先根据混风段的露点温度监测值与露点温度设定值进行比较判别从而作出控制决策。在主控制流程作出混风段露点温度设定值和监测值的比较，并作出控制决策后，必定会选择一个分支流程，让系统建立一个确定的控制系统组态，投入实际工作，之后主控制流程的本次周期结束，它需要返回循环流程的头部，以开始下一个周期的判别和控制决策。所以各分支流程最下面一条线又返回了上面。因为一旦混风段露点温度超标，即进行以表冷后温度设定值为控制目标的去湿控制，目标空间的绝对湿度就可以得到保证，然后同时进行的目标空间温度控制，将目标空间的温度保持在要求的设定值上，故目标空间的相对湿度数值也就能够达到要求。在这样的控制结构中，为保证空气绝对含湿量的湿度控制得到优先考虑和处理，为保证目标空间相对湿度指标的温度控制处在从属位置，而且湿度控制的过程变量为表冷后温度T4，温度控制的过程变量是目标空间温度Tl，两者不存在相互影响干扰，系统能够稳定工作。如上所述，在本发明中，控制系统的主程序是一个始终周而复始地作逻辑判别、控制决策的循环流程，每隔一定时间对混风段露点温度数值作判别，并根据判别结果给出合适的控制子程序组态进行实际控制，这样的一个循环流程实际上是进行判别的一个周期，所以应该在时间上确定一个合适的系统判别周期，即确定与露点温度传感器的响应时间相匹配的主控制流程判别周期，以便能及时准确地进行判别。例如在使用响应时间为15秒的露点温度变送器监测露点温度的情况下，系统判别周期的时间可以取露点温度变送器响应时间的2倍，即30秒。快于30秒没有必要，因为送变器的反应时间也要15秒；比30秒慢，则不能够充分利用露点温度变送器的速度，并引起整个控制系统响应速度慢、不能及时进行适当控制的问题。以下说明控制流程的实施例。现实情形中，目标空间对于相对湿度的控制要求是有差别的，有的控制精度要求高，有的控制精度要求低。根据混风露点温度监测作目标空间相对湿度控制的方法，可以提供不同的针对性的控制方法，以求获得最大化节能效果。下面分别提出具有代表性的三种控制方法即控制流程的三个实施例。实施例1图4示出了控制流程的第一实施例。该实施例使用如图l所示的空调机组和控制器，所要实现的控制目标为，目标空间空气的相对湿度上限为一确定值，即相对湿度<=50%，目标空间空气的温度为一确定值即23.5°C。根据这一控制目标，从图2的焓湿示意图可知，相对湿度为50%的相对湿度曲线与23.5t:等温线的交点所对应的露点温度Td2为12.4°C，由此预先确定露点温度的上限即露点温度设定值Tds为12.4°C，同时将该温度12.4t:也作为监控表冷后温度的表冷后温度设定值T4s，将它们存入控制器的存储单元，同时将23.5t:作为目标空间温度设定值也预先存入存储单元。该第一实施例的控制流程如图4所示，一旦主程序开始，首先在步骤100，将新风/回风比置于10%，并启动送风机以75%额定转速运转。这样，既可以引入一定比例的室外新鲜空气，又不致因引入过多室外温湿度不适的空气而不得不大量耗能进行温湿度调节。然后在步骤101，比较并判定露点温度监测值Td是否小于等于设定值Tds即12.4°C，若"是"，则因为湿度已符合要求，故先在步骤102使冷却去湿调节子系统停止运行(对循环转入、此前该子系统已在运行时适用，否则虚走该步骤)，然后进入使目标空间温度Tl达到并保持设定值即23.5t:的控制流程。具体是，先在步骤103，判别目标空间温度监测值Tl是否小于目标空间温度设定值23.5°C。若在步骤103判定目标空间温度监测值T1小于23.5°C，就在步骤106启动加热升温调节子系统Wl对空气进行加热，同时起动风机步进调速W32。如果在步骤103判别为"否"即监测值Tl不小于23.5。C，则在步骤107进一步判别监测值Tl是否大于23.5t:，若判定结果为"是"，则在步骤108，启动冷却降温调节W22，同时起动风机步进调速W32。如果步骤107的判定结果为"否"，则表明目标空间温度监测值正好为设定值23.5t:，不必再进行温度调节。另一方面，若在比较判定步骤101判定露点温度监测值超过设定的露点温度设定值12.4t:即湿度超标时，则进入步骤104所示的启动冷却去湿调节子系统W21，在该步骤104，将表冷后温度传感器12监测出的露点温度监测值T4作为反馈值，与预先设定并存储在存储单元中的表冷后温度设定值T4s即12.4t:—起输入控制器后，进行如图3-2所示的冷却去湿调节子系统W21的控制。在进行冷却去湿的同时，需要判别目标空间温度Tl是否符合要求，因此在步骤105，判别目标空间温度监测值T1是否小于设定值即23.5t:，如果低于23.5。C，则在步骤109启动加热升温调节子系统Wl，同时起动风机步进调速子系统W32。如果在步骤105判定目标空间温度监测值T1不小于23.5t:，则在步骤IIO进一步判定是否高于23.5t:，如果判定结果是高于23.5t:，则在步骤111启动冷却降温调节子系统W22，同时起动风机步进调速W32。如果步骤IIO判定结果为不高于23.5t:，则表明此时的目标空间温度Tl已达到作为目标值的设定值即23.5t:，不必进行温度调节。14另外，在上述的步骤106、108及109中，都启动了送风机步进调速子系统32，在本发明中，控制所述送风机的电动机是变频调速控制的交流三相异步感应电机，该电机在设定的步进调速控制子程序控制下，能根据空调机组的负荷水平自动步进调整送风机的转速，因而能实现送风机的精细化调节，获得极为可观的经济效益。其理由如下所述。因为空调机组的送风电动机功率一般按最大额定负荷选定，其额定转速仅在极端气候条件时才需要，例如在高温高湿的夏季或严寒季节才需要，此时空调机组的负荷水平就比非极端气候条件时明显要高。但非极端气候条件时期即过渡季节占一个年度的大部分，在此期间应该将送风机转速降下来，以节省电能。采用变频调速方式控制送风机，可以在过度季节把送风机转速(功率)降下来。本实施例的风机步进调速子系统W32具体作如下控制。在一般条件下，送风机维持在75%额定转速运行。在升温控制或降温控制时，如果空调机组负荷超过某一水平，转速可步进即以5%作一个步阶调整。在升温控制时，空调机负荷水平可参考加热用蒸汽调节阀的开度百分率；在降温控制时，空调机负荷水平可参考冷冻水调节阀的开度百分率。当调节阀开度到达80%开度位置(Vph)或以上持续停留n分钟(Tp)时，可以增速一个步阶，当调节阀开度低于20%开度位置(Vpl)或以下持续停留n分钟(Tp)时，可以降速一个步阶。当调节阀开度返回20%80%之间(VplVph)并持续n分钟时间，风机转速回到75X额定转速。当调节阀开度短时间(n分钟以内)超过80%(Vph)，或者短时间(n分钟以内)小于20%(Vpl)，转速维持不变。对转速控制提供一定时间滞后，目的是避免频繁调整，有利于稳定工作。这里提及的"n分钟"即Tp，和空调机控制系统闭环控制的时间参数和过渡过程有关，宜根据实际条件确定，一般在五到数十分钟内选定。这里提及的调节阀开度百分率高位Vph和低位Vpl，并不一定是80%和20%，这两个参数应该根据调节阀的正常工作开度由统计决定。送风机步进调速的有效转速范围在额定转速的50%100%之间，设置送风机最低速度限位是50%。这里提及的送风机转速和阀门开度控制数据，仅作典型举例之用，具体到某一空调机组，应以设备实际情况作相宜调整。例如时间常数Tp，调节阀开度高位Vph和调节阀开度低位Vpl，均应根据空调系统规模、特性确定。本实施例按气候条件和系统负荷量动态地调节主送风机转速，可以在过度季节(中、低负荷时)大大减少送风机的耗电量，同时改善送风机日常启动品质，延长电动机使用寿命。此外，在步骤111，在维持冷却去湿调节子系统W21进行运行的同时，启动了送风机增速降温调节子系统W31。仅当空调机组在作去湿控制同时需要作降温控制时，送风机接受增速降温调节控制(W31)，逐步增速直至温度到达目标值为止。在高温高湿的极端气候条件下，需要作送风机增速降温调节控制。一旦转速达到100%额定值并持续一定时间，目标空间温度仍没有降到目标值，系统应发报警信号。实施例2图5示出了本发明的实施例2的控制流程，其控制的相对湿度上限是一定区间。本控制流程例如可以应用于大型糖果厂糖果生产区域的空调机组。该区域要求确保有一定的干燥度，即其相对湿度上限有一定要求但不严格，可以是一个区间，而其相对湿度的下限，没有严格要求，一般来说就是越干燥越好。按生产工艺要求，相对湿度控制目标15上限为45%55%;温度控制目标为23.025.0°C。根据该温湿度目标值，确定主流程的判定用露点温度Tds设定为12.4t:，该设定值与实施例1的设定值相同。将该露点温度设定值与目标空间温度控制目标下限23t:及上限25t:—起存入存储单元。相对湿度只控制上限，不控制下限。相对湿度目标上限是一个范围，不是一个定值，而且目标空间的控制温度是一个区间，不是某个确定数值，这为最大化节能控制提供了条件。首先相对湿度目标仅规定上限，可以不用加湿控制，其次在气候合适时，可利用室外自然空气即通过新风门引进新风来调节目标区域的空气，关闭人工冷、热源而节能。所有的控制都通过预先输入控制装置的控制程序自动进行。本实施例2的控制主流程参见附图5。比较图5与图4可以发现，图5中的步骤200、步骤201、步骤202及步骤204所进行的控制流程，分别与图4中的步骤100、步骤101、步骤102及步骤104所进行的控制流程完全相同，例如，在步骤201与在步骤101中一样，比较判定露点温度监测值Td是否小于等于露点温度设定值12.4°C，并据此作出控制决策，因此对这些相同的步骤不再进行重复叙述，仅对不同的步骤进行说明。与实施例l重要的不同点在于，同时判别室外空气质量，如果满足要求，就启动新/回风比调节控制，尽可能利用室外自然空气作降温调节。同时在作温度(升温或者降温，但去湿和降温同时工作除外)控制时，同时启动风机步进调速控制，根据负荷率水平尽可能把风机转速降下来。如图5所示，当在步骤201，判定混风露点温度Td小于等于作为控制目标的露点温度设定值Tds即12.4°C，因而在步骤202使冷却去湿调节子系统W21停止运行之后，在步骤203，判别室外温度T2是否在22.025.(TC范围(因为要利用室外空气进行降温，故将判别用室外温度的下限值取得比作为目标空间下限的23t:还低rc)内，如是，意味着室外空气温度基本符合控制要求，因此进入步骤205，即启动新/回风比调节子系统W4;如否，在步骤206将新/回风比置于10%(对循环转入适用，否则虚走该步骤)，然后启动温度判别程序。在进行步骤205的启动新/回风比调节子系统W4后，为了判别目标空间温度T1是否已符合要求，在步骤207判别目标空间温度监测值Tl是否小于等于上述目标温度下限即23°C，如果低于23.(TC，则在步骤208停止新/回风比调节子系统W4，再在步骤209将新/回风比置于10X，然后在步骤210启动加热升温调节子系统W1，同时起动风机步进调速子系统W32。如果在步骤207判别结果为高于23t:，并在步骤211判定高于25。C，则在步骤212停止新/回风比调节子系统W4，并在步骤213将新/回风比置于10%，然后在步骤214启动冷却降温调节子系统W22，同时起动风机步进调速子系统W32。另外，如果在步骤203的判定结果为"否"，意味着室外温度T2不符合要求，为避免受到室外温度T2的过大影响，将新/回风比置于10%这样较低的比例，再在步骤215和步骤216分别判别目标空间温度Tl是否低于23t:，是否高于25t:，如果低于23.(TC，即在步骤217启动加热升温调节子系统W1，同时起动风机步进调速子系统W32;如果高于25.(TC，启动冷却降温调节子系统W22，同时起动风机步进调速子系统W32。还有，如果在步骤201的判别结果是"否"，意味着空气的湿度超标，就进入图中右侧的去湿控制流程。此时先在步骤220将新/回风比置于10%，再在步骤204启动冷却去湿调节W21，同时在步骤221和步骤222分别判别目标空间温度Tl是否小于等于23。C及是否大于25t:，如果低于下限23.(TC，即在步骤223启动加热升温调节子系统Wl，同时起动风机步进调速W子系统32;如果高于上限25.(TC，则在步骤224启动冷却降温调节子系统W22，同时起动风机步进调速子系统W32。本实施例2与实施例1相比的特点在于，有效地使用了新/回风比调节子系统W4。该子系统的控制框图参见附图3-6，在本实施例中以目标空间温度监测值为反馈值，并将目标空间温度设定值Tls设定为25°C。采用混风段露点温度监测控制，使调节新/回风比例的控制有了可靠的依据，使这样的控制更准确。在相对湿度上限要求不是很严格的情况下，可利用符合要求的室外自然空气代替人工降温调节目标空间的温度。新风门和回风门开度成100%互补关系(只需一个模拟控制信号)，实现对新/回风的比例调节，建立基于室外空气焓值指标的新风门开启度控制。在过度季节，室外空气焓值以及混风段露点温度低于控制目标时，让系统稳定在新/回风比例调节状态，表冷器调节阀关闭。这个状态的特点是新风温度低于回风温度和目标温度，可通过调节新风量的多少来降低目标空间设备、人体散发的余热。例如原来新风30%，回风70%，假如外界环境变化，使测量温度大于设定值，调节器输出增大，使新风增至40%，回风减至60%，则新风量增大，混合风温度就下降，使测量温度下降，达到新的平衡，反之亦然。当气候从过度季节进入冬、夏季极端条件时，单靠新回风比例调节已不能满足温度需要，此时，系统将自动判别，选择开启制冷调节阀或加热调节阀的控制。新风比例有两种情况若新风焓值仍小于回风焓值，则系统继续采用较大新风，若新风焓值大于回风焓值，为了节能，系统可采用最小新风比例。进入冬节工况时，一般采用最小新风比例。在夏季或冬季，表冷工态或加热工态时，为保证车间有一定的新鲜空气，新风开度保持在一个最小的极限开度例如新回比为10%。此外，上述各步骤中启动的各温度调节子系统Wl、W22、W31、W32、和冷却去湿子系统W21的具体流程、使用条件(除了温度控制的目标值稍有不同外)及其作用效果与上述实施例1中的相同，故在此不再叙述。实施例3—些工厂或实验室的空间，有严格的相对湿度和温度控制要求，相对湿度控制目标是一确定值。本案例相对湿度控制目标=50%;温度控制目标=23.5°C。目标空间相对湿度低于50%时，要进行加湿控制；目标空间相对湿度高于50%时，要进行去湿控制。温度控制目标也是一个确定值。本实施例的控制主流程参见附图6:"相对湿度是某一定值的控制流程。"其基本控制方法是监测新回风混合段内混风空气的露点温度，判断其符合哪一种控制要求。根据混风露点温度数值确定不同的控制策略，如果混风露点温度值大于控制目标值，则进行去湿控制和温度控制，如果混风露点温度值小于控制目标值，则进行加湿控制和温度控制。在作温度(升温或者降温，但去湿和降温同时工作除外)控制时，同时启动风机步进调速控制，根据负荷率水平尽可能把风机转速降下来。将图6所示的实施例3的流程与图4所示的实施例1的流程进行比较可知，两流程的不同之处仅在于，实施例3比实施例1增加了加湿工艺相关步骤。具体是，在图6中的右侧的流程中，在"启动冷却去湿调节W21"的步骤304之前，增加了"关闭加湿调节阀，停止加湿调节W5"的步骤314，同时在图6中左侧的流程中，在步骤302停止冷却去湿调节子系统W21之后，增加了步骤312和步骤313，在步骤312，再一次判别露点温度监测值Td是否小于露点温度设定值Tds即12.4t:的判别步骤，以及在判别结果为"是"的情况下，在步骤313，按一定加湿量对送风加湿，启动加湿调节子系统W5;而在步骤312的判别结果为"否"的情况下，越过加湿程序，进入下面的温度判别程序。在该两个增加的步骤312和313之前和之后的各步骤，以及在增加的步骤314之后的各步骤，都分别与图4中的相应的步骤完全相同，对两图中相应的步骤，分别用后两位数字相同的数字作标记以表明其相互对应的关系，例如图6中的步骤300与图4中的步骤100完全相同，两者是对应的步骤，而图6中的步骤302与图4中的步骤102完全相同，两者也是对应的步骤。对这些相同的步骤，因为在此前已作说明，故在此不再重复叙述。在此仅对增加的加湿调节子系统W5进行说明。该加湿调节子系统W5的控制框图参见附图3-7。在本实施例中设定作为控制目标的相对湿度设定值Hls=50X，将目标空间的相对湿度监测值H1作为控制过程中的反馈值，与设定值Hls—起被送入比较器，比较结果经PID调节后控制加湿调节阀，使目标空间能维持所要求的湿度。在上述实施方式中，露点温度监测判定步骤使用的是设于所述混风段的露点温度变送器采用的是用露点温度变送器直接监测混风段空气露点温度的方法。但该步骤也可以使用设于所述混风段内的温度传感器和相对湿度传感器监测空气的温度和相对湿度，采用根据该温度和相对湿度监测值进行运算而间接获得所述露点温度监测值的方法。在上述实施方式中，采用的控制器是可以自由编程完成特定运算功能的数字控制装置，其主控制程序的主体结构为可变组态结构。但也可以采用模拟控制装置，主体结构取固定组态结构，但因为是固定组态结构，一经设定便不可更改，所以例如如前所述，必须设置冷却降温用表冷器和冷却去湿用表冷器这样两套设备，导致成本增加且设备庞大。另外，在上述实施方式的空间环境温湿度控制装置的空调机组仅有一台送风机，但本实施方式同样适用于既有送风机又有排风机的双风空调机组的空间环境温湿度控制装置，如图7所示，该双风空调机组和图1所示空调机组的不同点仅是增加了排风机18、排风门19以及排风口。在工作时排风机转速和送风机相同，和送风机一样，作为控制子系统W31或W32的执行机构可以使用送风机同一个变频调速控制信号控制(但排风机本身和送风机一样需要一台和其功率相配的变频调速器驱动)；排风门的开度百分率和新风门相同，作为控制子系统W4的执行机构可以使用新风门的同一个控制信号控制。除此以外，图7所示的双风空调机组的装置结构和图1所示空调机组完全相同；本文论述的实施方式完全可以运用于图7所示的双风空调机组。18权利要求一种使用空调机组的空间环境温湿度控制方法，该方法通过温湿度传感器监测空气温湿度，控制器根据温湿度监测结果控制降温用或冷却去湿用表冷器和升温用加热器的运转状态，以使目标空间的空气达到规定的温度和湿度，其特征在于，还包括露点温度预先设定步骤，在所述空调机组启用之前，根据目标空间所要求的温度和相对湿度，预先设定判别用空调机组内混风段空气的露点温度设定值并将其作为绝对含湿量控制用参数存入存储器；绝对含湿量相关的混风段空气露点温度监测判定决策步骤，在该步骤，按输入所述控制器的控制程序的设定，由传感器监测所述混风段内的空气露点温度，由所述控制器将该露点温度监测值和预先设定的所述露点温度设定值进行比较，据此判定混风段空气露点温度是否符合要求，并根据该判定结果，作出湿度控制决策即要否用所述表冷器对该空气进行冷却去湿，该混风段空气露点温度监测判定决策步骤在所述空调机组运行期间按规定周期重复进行，并且进行时优先于其他温湿度控制步骤。2.根据权利要求1所述的空间环境温湿度控制方法，其特征在于，还包括所述控制程序包括主控制程序和多个分别具有特定控制功能的控制子系统的控制子程序，由主控制程序进行所述混风段空气露点温度监测判定决策步骤，并在作出该决策之后，根据该控制决策发出控制指令，调用相应的控制子程序，使相应的控制子系统工作，组成一个完整的控制系统组态。3.根据权利要求l所述的空间环境温湿度控制方法，其特征在于，还包括表冷后温度预先设定步骤，在所述空调机组启用之前，预先设定作为监控目标值的表冷后温度设定值并将其存入存储器；以及表冷后温度监测控制步骤，在该步骤，在所述表冷器按控制器的指令进行冷却去湿的情况下，通过由传感器监测所述表冷后温度，由所述控制器将该表冷后温度监测值和预先设定的表冷后温度设定值进行运算比较后发出指令，控制所述表冷器的运行，使表冷后温度达到并保持预定的表冷后温度设定值。4.根据权利要求1所述的空间环境温湿度控制方法，其特征在于，所述露点温度监测判定步骤使用设于所述混风段的露点温度传感器直接监测混风段空气的露点温度，所述主控制程序的循环周期等于所采用的混风段露点温度传感器的响应时间的2倍。5.根据权利要求1所述的空间环境温湿度控制方法，其特征在于，所述露点温度监测判定步骤使用设于所述混风段内的温度传感器和相对湿度传感器监测空气的温度和相对湿度，根据该温度和相对湿度监测值进行运算而获得所述露点温度监测值。6.—种如权利要求1所述的方法专用的空间环境温湿度控制装置，该装置包括监测空气的温度和湿度的传感器；设于空调机组内、对空气进行降温或冷却除湿的表冷器；设于所述空调机组内、对空气进行加热使其升温的加热器；输送空气的送风机；以及控制器，其根据来自所述传感器的温湿度监测信号，控制所述表冷器对空气进行降温或冷却除湿，以及控制所述加热器将空气加热，以便使目标空间的温湿度维持在目标值，其特征在于，所述传感器包括设于所述空调机组的混风段内、监测空气露点温度的露点温度传感器；所述控制器包括存储判定用混风段空气露点温度设定值的存储单元，以及将混风段的空气露点温度监测值与露点温度设定值进行比较、判定混风段空气露点温度是否符合要求并据此作出控制决策的的露点温度比较判定决策单元，并且该露点温度比较判定决策单元在所述空调机组运行期间按规定周期重复执行该比较判定决策程序，并且进行时优先于其他温湿度控制程序。7.根据权利要求6所述的空间环境温湿度控制装置，其特征在于，还包括设于所述表冷器下游侧、监测表冷后空气温度的表冷后温度传感器；设于所述控制器内、存储监控用表冷后温度设定值的存储单元；将表冷后温度监测值与表冷后温度设定值进行运算比较后发出指令控制所述表冷器，以使表冷后温度达到并保持表冷后温度设定值的表冷后温度监测控制单元。8.根据权利要求6所述的空间环境温湿度控制装置，其特征在于，在所述空调机组的混风段设有空气过滤网，所述露点温度传感器设置在该空气过滤网的下游侧。9.根据权利要求6所述的空间环境温湿度控制装置，其特征在于，所述控制器的控制程序的主体结构为可重组态结构。10.根据权利要求6所述的空间环境温湿度控制装置，其特征在于，控制所述送风机的电动机是变频调速控制的交流三相异步感应电机，该电机在设定的步进调速控制子程序控制下，根据空调机组的负荷水平自动步进调整送风机的转速。11.根据权利要求6所述的空间环境温湿度控制装置，其特征在于，还设有包括监测室外温湿度的传感器在内的新/回风比降温调节系统，该系统根据室外温湿度的监测值，自动控制送入室外新风的新风门开度与送入回风的回风门开度的比例。全文摘要一种空间环境温湿度控制方法及该方法使用的控制装置，其由控制器根据温湿度监测结果控制温湿度调节用执行机构的运转，以此控制空气的温湿度，其根据目标空间所要求的温度和相对湿度，预先在存储器中设定混风段空气的露点温度设定值，并由控制器将露点温度传感器监测出的混风段露点温度监测值与预先设定的露点温度设定值进行比较，判定是否要用执行机构对空气进行冷却去湿，作出判定决策后才进入温度控制程序，该混风段空气露点温度监测判定决策步骤在所述空调机组运行期间按规定周期重复进行，故本方法可实现只有在确实需要时才进行必要的去湿、升温或降温控制，不仅可有极大的节能效果，而且湿度控制和温度控制互不干扰的控制系统可以使控制系统稳定并实现高精度控制。文档编号G05D27/00GK101737897SQ20081020249公开日2010年6月16日申请日期2008年11月10日优先权日2008年11月10日发明者黄逸林申请人:黄逸林