恒温恒湿雪茄柜的制作方法

本发明属于电气领域，具体涉及恒温恒湿雪茄柜。

背景技术：

目前，恒温恒湿空调系统的应用场合越来越多，例如在电子、医院、计量、纺织和光学仪器、食品等领域，特别是雪茄、红酒等对环境要求苛刻的领域，需要保证一些产品或操作处于恒温恒湿的环境。但是，目前的恒温恒湿雪茄柜存在以下问题：

当室内的温度升高或降低时，恒温恒湿雪茄柜的设定送风温度不会变化，导致制冷或加热的能耗增加；当室内露点温度升高或降低时，恒温恒湿雪茄柜的新风空调机组的设定送风露点不会变化，导致除湿或加湿的能耗增加。此外，一些系统还存在被动出湿或被动降温的问题。

制冷系统不能精确控制蒸发器（即换热器）的表面温度，在室内仅有制冷需求而无除湿需求时，随着压缩机启动后，蒸发器的温度在空气温度对应的露点温度以下，导致空气中的水分被冷凝，引起湿度下降，由此而导致系统的被动加湿，造成湿度波动和能耗的增加。

由于不能精确控制蒸发器的表面温度，在系统仅有除湿需求无制冷需求时，压缩机启动后，蒸发器温度远低于空气温度对应的露点温度，导致系统内的空气被动制冷，引起温度波动，由于温度降低后系统自动加热和升温，也会导致能耗的增加。

技术实现要素：

本发明的目的是:提供一种能精确控制温度和湿度的恒温恒湿雪茄柜，包括柜体、控制模块、恒温恒湿模块、层架，所述控制模块与恒温恒湿模块连接，所述控制模块根据采集的当前温度、当前湿度和设定温度、设定湿度，通过增量式pid算法对恒温恒湿模块进行动态调节；所述恒温恒湿模块响应于控制模块的pid调节指令，通过水循环和雪茄柜内的空气流动对雪茄柜内的温度和湿度进行调节。

在本发明的实施例中，所述恒温恒湿模块包括ptc加热器、蓄水装置、循环水泵、循环风机、换热器，

进一步的，所述蓄水装置、循环水泵、依次通过管道与换热器连接；所述换热器上端通过管道与蓄水装置连接，下方设有换热器接水装置，所述换热器接水装置内设有出口，所述出口通过管道与蓄水装置连接。

在本发明的实施例中，所述恒温恒湿模块还包括加湿水泵，

进一步的，所述加湿水泵的进口通过管道与蓄水装置连接，出口通过管道与连接有加湿装置，所述加湿装置位于换热器的上方。

在本发明的实施例中，所述控制器调节恒温恒湿模块的温度的增量式pid算法为：

δu(k)＝lp×[e(k)-e(k-1)]+li×e(k)+ld×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，

lp为比例参数，li积分参数，ld为微分参数；e(k)为采集到的当前温度与设定温度的差值；e(k-1)为前一次的e(k)值，e(k-2)为前一次的e(k-1)值。

在本发明的实施例中，所述控制器调节恒温恒湿模块的湿度的增量式pid算法为：

δu(k)＝hp×[e(k)-e(k-1)]+hi×e(k)+hd×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，

其中△u(k)为循环水泵或循环风机的输出功率增值变化率，hp为比例参数，hi积分参数，hd为微分参数；e(k)为设定湿度与当前湿度的差值；e(k-1)为前一次的e(k)值，e(k-2)为前一次的e(k-1)值。

在本发明的实施例中，为了控制或调解输水的温度，所述蓄水装置分别与水加热装置、制冷装置连接。

在本发明的实施例中，所述恒温恒湿雪茄柜还包括醒茄区组件。

进一步的，所述醒茄组区件包括醒茄区加热装置、醒茄区风机。

在本发明的实施例中，所述层架可伸缩的位于柜体的一侧。

进一步的，为了增加层架的耐腐蚀性，所述层架的外侧设有隔离涂层。

本发明的有益效果：

1.本发明提供的恒温恒湿雪茄柜，其精确控制的蒸发器（即室内换热器）表面温度温度，不是固定的，而是基于实际室温和实际温度与该设定值的差值对系统内进行校正、自动调整，采用闭环自动控制，避免被控区间空气温湿度频繁波动、恒温恒湿雪茄柜高能耗的运行，降低了整体运行成本，提高了温湿度控制精度。

2.换热器温度低于当前空气的露点温度就会产生除湿效果，如果需要降温而又不想除湿，那只能保证换热器的温度高于当前空气的露点温度；此制冷系统采用水作为冷量传导媒介，通过控制水温和流到换热器的水流量、循环风机的风量来精确控制接触空气的换热器的温度，能精确控制除湿和制冷；不会因为制冷系统的换热器温度过低，在制冷的同时会被动除湿和过度除湿，导致湿度波动大的情况，进而增大能耗和减少了系统的寿命。

附图说明

图1为恒温恒湿雪茄柜的实施例中的恒温恒湿模原理图；

图2为恒温恒湿雪茄柜的实施例中的立体分解图。

附图标记

a:门组件b:醒茄区组件c:蓄水装置组件d：门头组件e:箱体组件f：换热器组件g:ptc加热器组件h:循环风机组件i:压缩机组件j:箱体可调脚组件k:层架；

0.恒温恒湿雪茄柜1.门体；2.下格栅；3.下铰链；4.上铰链；5.醒茄区抽屉；6.醒茄区加热器；7.装饰板；8.醒茄区外框；9.醒茄区风机；10.蓄水装置；11.蒸发器；12.银离子滤棉；13.循环水泵水管；14.蓄水装置加水盖；15.蓄水装置盖板；16.加湿水泵水管；17.循环水泵；18.加湿水泵；19.蓄水装置加热器；20.左侧面板；21.触摸屏；22.显示屏；23.右侧面板；24.门头方；25.主控板；26.柜内顶板；27.led照明灯条；28.箱顶；29.冷凝器；30.干燥过滤器；31.毛细管；32.冷凝器固定支架；33.风道背板；34.换热器；35.加湿装置；36.换热器接水装置；37.接水装置水管；38.ptc加热器固定支架；39.ptc加热器；40.循环风机；41.循环风机固定板；42.开关电源；43.排气管；44.压缩机；45.回气管；46.压缩机电容；47.压缩机减震胶脚；48.蒸发皿；49.箱体可调脚；50.电源线；51温湿度传感器；52换热器温度传感器。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如附图1所示，恒温恒湿雪茄柜0，包括控制器和分别与所述控制器连接的ptc加热器39、循环水泵17、循环风机40、温湿度传感器51、换热器温度传感器52，所述控制器根据采集的当前温度、当前湿度和设定温度、设定湿度，通过增量式pid算法分别对ptc加热器39、循环水泵17、循环风机40进行动态调节。

在本发明的实施例中，所述恒温恒湿雪茄柜0还包括蓄水装置10、换热器34，换热器接水装置36，所述蓄水装置10、循环水泵17依次通过管道与换热器34连接；所述换热器34上端通过管道与蓄水装置10连接，下方设有换热器接水装置36，所述换热器接水装置内36设有出口，所述出口通过管道与蓄水装置10连接。图中的单箭头代表热量的流向，双箭头代表冷量的流向。

在本发明的实施例中，所述恒温恒湿雪茄0柜还包括加湿水泵18，所述加湿水泵18的进口通过管道与蓄水装置10连接，出口通过管道与连接有加湿装置35，所述加湿装置35位于换热器34的上方。

在本发明的实施例中，所述控制器调节ptc加热器39的增量式pid算法为：

lp为比例参数，li积分参数，ld为微分参数；e(k)为采集到的当前温度与设定温度的差值；e(k-1)为前一次的e(k)值，e(k-2)为前一次的e(k-1)值。

进一步的，为了控制蓄水装置10的输水温度，所述蓄水装置10分别与加热、制冷装置连接。

在本发明的实施例中，所述控制器调节循环水泵17和循环风机40的增量式pid算法为：

δu(k)＝hp×[e(k)-e(k-1)]+hi×e(k)+hd×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，

其中△u(k)为循环水泵17的输出功率增值变化率，hp为比例参数，hi积分参数，hd为微分参数；e(k)为设定湿度与当前湿度的差值；e(k-1)为前一次的e(k)值，e(k-2)为前一次的e(k-1)值。

下面结合附图2对本发明的一些实施例做进一步说明：

蓄水装置10：储冷单元，控制器会根据设定温湿度和当前空气温湿度的值计算出蓄水装置10中水需要的温度目标值，这个水温的目标值会低于当前空气温湿度的露点温度，然后由压缩机44或蓄水装置加热器19把水温降低或升高到目标值。

循环水泵17：配合循环风机40，控制流过换热器34的水流量，达到控制换热器34表面温度的目的。控制器通过增量式pid算法和如下公式，计算和调节循环水泵17的输出功率（功率为0即为关闭）：

△u(k)=hp×[e(k)-e(k-1)]+hi×e(k)+hd×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，

其中△u(k)为循环水泵17的输出功率增值（增值趋势：当前湿度大于设定湿度+死区相对湿度则增加输出功率，当前湿度小于设定湿度-死区相对湿度则减小功率输出），hp为比例参数，hi积分参数，hd为微分参数；e(k)为设定湿度与当前湿度的差值；e(k-1)为前一次的e(k)值，e(k-2)为前一次的e(k-1)值。

循环风机40：配合循环水泵17，控制流过换热器34的空气流量大小，达到控制换热器34表面温度的目的。所述控制器调节循环风机40的增量式pid算法为：

δu(k)＝hp×[e(k)-e(k-1)]+hi×e(k)+hd×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，

其中δu(k)为循环水泵17的输出功率增值变化率，hp为比例参数，hi积分参数，hd为微分参数；e(k)为设定湿度与当前湿度的差值；e(k-1)为前一次的e(k)值，e(k-2)为前一次的e(k-1)值。

加湿装置35、加湿水泵18：在换热器34表面的冷凝水少自然蒸发的量达不到加湿量需求的情况下，开启加湿水泵18向加湿装置35里输送水，水通过加湿装置35均匀淋到换热器34上，循环风机40使空气通过表面有水的换热器34，带走自然蒸发的水汽，起到加湿作用。多余的水通过换热器34接水装置流回蓄水装置10，循环利用。

ptc加热器39：起加热空气的作用。控制器调节ptc加热器39的增量式pid算法为：通过lc时间（单位为秒）进行每次温度采集pid增值处理，采集时间为1-5秒。无上下死区限制。考虑在补偿过程其波动响应能够快速处理，初步设定：当其采集到的当前温度cur>=设定温度set+diff（目前diff经过整改初步设定为0）时，强制退出pid控制，增值强制设定为0。

if：当前温度cur>＝设定温度set+diff：pwm＝0；

else：δu(k)＝lp×[e(k)-e(k-1)]+li×e(k)+ld×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]

其中lp为比例参数，li积分参数，ld为微分参数，周期为lc；e(k)＝当前温度(cur)-设定温度(set)；e(k-1)为上次的e(k)值，e(k-2)为上次的e(k-1)值。最后ptc开启的时间为：pwm＝pwm1+δu(k)。

系统具体的工作原理：

制冷方式：开启循环水泵17，开启循环风机40；

制热方式：开启循环风机40，开启ptc加热器39；

除湿方式：通过降低循环风机40转速、提高循环水泵17流量的方式，将换热器34温度降低至当前设定温湿度对应的露点温度以下；

加湿方式：开启循环风机40，保证换热器34温度在当前设定温湿度对应的露点温度以上，如果一段时间后加湿效果仍然达不到要求，说明换热器34上无水分残留，开启加湿水泵185秒，向换热器34上淋水；

制冷除湿：开启循环水泵17，开启循环风机40，通过降低循环风机40转速、提高循环水泵17流量的方式，运行时保证换热器34温度低于当前设定温湿度对应的露点温度；

制冷加湿：开启循环水泵17，开启循环风机40，通过升高循环风机40转速、减小循环水泵17流量的方式，运行时保证换热器温度高于当前设定温湿度对应的露点温度，如果一段时间后加湿效果仍然达不到要求，说明换热器上无水分残留，开启加湿水泵185秒，向换热器上淋水；

制热除湿：开启循环风机40，开启ptc加热器39，开启循环水泵17，通过降低循环风机40转速、增加循环水泵17流量的方式，运行时保证换热器34温度低于当前设定温湿度对应的露点温度；

制热加湿：开启循环风机40，开启ptc加热器39，运行时保证换热器34温度高于当前设定温湿度对应的露点温度，如果一段时间后加湿效果仍然达不到要求，说明换热器34上无水分残留，开启加湿水泵185秒，向换热器上淋水；

在本发明的实施例中，通过lc时间（单位为秒）进行每次温度采集pid增值处理，采集时间为1-5秒。无上下死区限制。考虑在补偿过程其波动响应能够快速处理，初步设定：当其采集到的当前温度cur>=设定温度set+diff（目前diff经过整改初步设定为0）时，强制退出pid控制，增值强制设定为0。

if：当前温度cur>＝设定温度set+diff：pwm＝0；

else：δu(k)＝lp×[e(k)-e(k-1)]+li×e(k)+ld×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]

其中lp为比例参数，li积分参数，ld为微分参数，周期为lc；e(k)＝当前温度(cur)-设定温度(set)；e(k-1)为上次的e(k)值，e(k-2)为上次的e(k-1)值。最后ptc开启的时间为：pwm＝pwm1+δu(k)。

在本发明的一些实施例中，循环水泵17只需控制加湿除湿。循环水泵17在调整过程中有diff死区，diff为设定湿度正负0-5%。周期为hc，故：

除湿加湿时循环水泵17增值为：△u(k)=lp×[e(k)-e(k-1)]+li×e(k)+ld×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，

其中hp为比例参数，hi积分参数，hd为微分参数；e(k)=设定湿度-当前湿度；e(k-1)为上次的e(k)值，e(k-2)为上次的e(k-1)值。最后水泵输出开启的时间为：pwm=pwm1+△u(k)。

2.循环风机40控制

循环风机40只涉及加湿除湿控制，采用pid增量式调整，在调整过程中有diff死区。diff为设定湿度正负0-5％。需要遵从逻辑如下：

增值为：δu(k)＝lp×[e(k)-e(k-1)]+li×e(k)+ld×[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]，

其中hp为比例参数，hi积分参数，hd为微分参数，周期为hc；e(k)＝设定湿度-当前湿度；e(k-1)为上次的e(k)值，e(k-2)为上次的e(k-1)值。最后风扇输出开启的时间为：pwm＝pwm1+δu(k)。

参考图2，恒温恒湿雪茄柜0，包括门组件a、醒茄区组件b、门头组件d、箱体组件e、箱体可调脚组件j、层架k。所述恒温恒湿雪茄柜0的柜顶设有柜内顶板26，控制器所在的主控板25安装在其中；内部设有醒茄区组件b、蓄水装置组件c、换热器组件f、ptc加热器组件g、循环风机组件h、压缩机组件i、led照明灯条27，背侧设有风道背板33，底部外侧设有开关电源42、与电源连接有电源线50。

所述门组件a包括门体1，门体1的一侧的上端和下端分别设有上铰链4、下铰链3，门1体的底部设有下格栅2。所述醒茄区组件b包括用于放置雪茄的醒茄区抽屉5，醒茄区抽屉5的上方设有用于加热的雪茄的醒茄区加热器6和调整醒茄区的空气流动的醒茄区风机9。所述醒茄区风机9安装在醒茄区外框上8，此外，醒茄区组件b的外侧还设有装饰板7。

所述蓄水装置组件c位于包括蓄水装置10，所述蓄水装置10底部设有循环水泵17、加湿水泵18、蓄水装置加热器19、蒸发器11，所述循环水泵17、加湿水泵18分别通过循环水泵水管13、加湿水泵水管14与换热器34连接。为了柜内的空气的杀菌和消毒，所述蓄水装置组件c内还设有银离子滤棉12。所述蓄水装置组件c的顶部通过蓄水装置盖板15密封；所述蓄水装置盖板15上设有蓄水装置加水盖板14，用于水量的添加。

所述门头组件d包括位于左右两侧的左侧面板20、右侧面板23和顶部的门头方24，中间的显示屏22，显示屏22外层为触摸屏21。所述左侧面板20和右侧面板23为亚克力材质。

所述箱体组件e包括冷凝器29，所述冷凝器29的末端依次设有干燥过滤器30、毛细管31，所述冷凝器通过冷凝器支32架固定在雪茄柜内。

所述换热器组件f包括换热器34，所述换热器的上方加湿装置35，下方通过接水装置水管37与换热器接水装置36连接。

所述ptc加热器组件g包括ptc加热器39，所述ptc加热器39通过ptc加热器固定支架38固定在雪茄柜内。

所述循环风机组件h包括循环风机40，所述循环风机40通过循环风机固定板41固定在雪茄柜内。

所述压缩机组件i包括压缩机44、压缩机电容46、蒸发皿48，所述压缩机两侧分别连接有排气管43和回气管45，所述压缩机的底部设有压缩机减震胶脚47。所述压缩机电容46用于压缩机33启动或稳定运行。

所述层架k分为若干层，可伸缩地固定在雪茄柜的一侧。为了提高了，所述层架k外侧设有隔离涂层。

以上举例仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。