专利名称：全新风精密空调系统的制作方法
技术领域：
本发明创造所涉及的是暖通空调领域，更具体的说是中央空调领域中恒温恒湿空调系统。
背景技术：
在恒温恒湿精密空调系统之中，通常采用回风系统，或者采用新回风混合系统，这样使得受控室内要求的制冷量大大的降低，节约了机组的首次投资成本，但是精密空调系统之中存在着回风，不能把室内受污染过的空气完全排出室外，使得受控室内的空气交叉污染，不能真正控制受控房间空气的洁净度。
发明创造的内容本发明创造要解决的技术问题是提供一种新型的精密空调的系统来解决现有精密空调所存在的问题。通过精密空调系统之中采用全新风系统，解决了由于空调房间内由于新回风混合造成受控室内空气洁净度不高的问题。
本发明创造的内容是设计一种新型的精密空调系统，采用全新风进行处理。在此系统之中的关键问题在怎么快速将室外的新风降到室内需要的温度或冬天在室外温度较低时如何快速升温达到房间要求的温度。本发明创造采用了两次冷却和两次制热来实现。把制冷分为预冷和深冷两次来处理，加热分为预热和深热两次处理。
把制冷过程分为两次来处理，可以控制机组在运行过程中的稳定性，关键是两段制冷的冷量如何分配问题。在本发明创造之中，根据机组的制冷要求(客户的要求)，把预冷和深冷段按一定的比列进行分配。把预冷阶段的蒸发温度控制约13～18℃，深冷阶段的蒸发温度控制约为7～10℃。(在不同的应用场合存在一定的差异)在制热的过程之中，通过预热先把室外的空气加热到一定的温度范围，然后在通过深热加热到用户要求的控制温度内。
在控制系统中，该发明创造采用先进的DDC控制器结合编程软件，根据每个温湿度对应的唯一一个焓值，编写一种利用焓值或焓差来控制压缩机，温度控制加热器、湿度控制加湿器的控制程序，其控制框图如图二所示。把温湿度传感器感应到的实际值和用户设定值通过PID运算做比较，输出一个PID控制值(比例积分微分值)给执行机构，从而控制机组的运行状态。该控制原理的计算简图如下 在实际的运算中，将输入转化为0～10V的标准变量，即将给定值和过程变量标准化成0～10V之间的一个电压值。同时，确保输出也是一个0～10V、2～10V或4～20mA标准变量。
这样根据PID算法计算出一个输出信号给执行机构，执行机构根据DDC输入的信号实现机组运行状态的自动调整，使控制室内温湿度达到精密空调控制要求的目的。
制冷控制过程如下根据用户设定预冷后温湿度对应的焓值与预冷段后的实际温湿度对应的焓值经过PID运算，当实际的焓值大于设定的焓值时，输出一个0～100％的PID控制值给预冷段，从而控制预冷段的制冷量；当实际的焓值小于设定的焓值时，制冷机组停止运行。在深冷阶段中；通过实际受控室内温湿度对应的焓值和用户设定温湿度对应的焓值经过PID运算输出的PID控制值来控制深冷段的运行，当实际的焓值小于设定的焓值时，制冷机组停止运行；当实际的焓值大于设定的焓值时，输出一个0～100％的PID控制值，从而控制压缩机的制冷量，使控制室内的温度达到用户设定的温度。在制冷段中，可以根据用户的不同需求选择定频，变频或有级调节的螺杆压缩机，实现机组有级能量调节或无级的能量调节。
加热控制加热段分为预热段和深热段，在预热段中，通过设定预热后的温度与实际的温度进行运算。当实际的温度小于设定的温度时，输出一个控制值，加热器根据比例自动调节加热量。在深热加热过程中，通过受控室内的设定温度和实际温度进行运算，当实际的温度小于设定值时，输出一个控制值，自动调节深热的加热量；当实际的温度高于设定值时，机组停止加热。在加热之中，可以根据客户的不同需要，选择电加热PTC制热或蒸汽加热。采用这两中加热的计算方式不一样，采用电加热PTC制热，其计算是采用比例控制，输出的是一个比例控制值；采用蒸汽制热时，其计算方式是PID控制，输出的控制值是一个PID的控制值。
加湿控制机组通过用户设定受控室内的湿度要求和实际感应器感应到的湿度，在控制器中进行PID运算。当实际的湿度大于需要的湿度时，加湿器关闭。当实际的湿度小于设定的湿度时，控制器将输出一个0～100％的PID控制值，控制了机组的加湿量。
本发明创造的优点是本发明创造是一种采用了全新风的精密空调系统，在控制系统之中采用了先进的DDC控制硬件结合PID(比例、积分、微分)焓差算法。避免了控制室内由于采用了回风系统出现新回风空气交叉污染的情况，可以实现洁净室内的高洁净度。采用先进的控制器采样周期短，可以实现洁净室的高精度控制，节约了机组在运行过程中的能量损耗。该精密空调控制系统所采用的DDC控制器还能实现实时检测现场的各种状态，查询当前和设定的温湿度等状态，进行现场的温湿度设定及各种参数的控制；包括加热控制、加湿器开度控制、压缩机运行状态控制，传感器的校正和定时开关机；监视各部件的运行状态，出现故障时停机和发出报警信号等功能。
说明书附图
下面结合机组的附图进行进一步的说明图一是该发明创造机组系统示意图；图二是该发明创造控制器编程的控制逻辑框图；具体实施方式
在示意图一中1、预冷段蒸发器；2、预处理加热器、3、新风过滤网；4、新风温湿度传感器、5、干燥过滤器；6、压缩机；7、冷凝器；8、电极式加湿器；9深冷段蒸发器10、深处理加热器；11、风机；12、预处理后的温湿度传感器；13受控环境的温湿度传感器。
在图二中，只有在室内风机运行的情况下，其它部分才能运转。否则机组不能开启。制冷机的控制只有在风机正常运行的情况下，通过DDC内预冷段设定温湿度对应的焓值和预冷段传感器感应到实际温湿度对应的焓值经过PID运算输出一个PID控制值控制预冷段的制冷量。通过受控环境实际温湿度对应的焓值和DDC内用户设定的温湿度对应的焓值进行PID运算输出一个PID值控制深冷段的运行。DDC根据输出的PID值自动调整机组的制冷量，使机组达到制冷或抽湿的目的。
加热控制根据加热方式的不同，其控制形式可以采用比例调节控制或PID调节控制。当采用电加热PTC制热时，其控制形式为比例控制；当采用蒸汽制热时，其控制形式为PID控制。主要控制过程如下；在预处理段把感应到的实际温度和预处理设定的温度进行比例或PID计算。当高于预处理设定值时，加热器关闭；当低于预处理设定的温度值时，根据比例或PID计算出来的结果来决定预处理加热器的加热量。在深处理段把感应到的实际温度和深处理设定的温度对比。当高于深处理设定值时；加热器关闭；当低于深处理设定的温度值时，根据比例或PID计算出来的结果来决定深处理加热器的加热量。
加湿控制；加湿器的加湿量通过加湿器的开度进行控制，加湿器的开度控制由DDC控制器的根据室内设定的湿度和实际的湿度进行PID运算，输出PID控制值，控制加湿器的开度，从而控制了系统的加湿量。
全新风精密空调系统由两组制冷系统和两组电加热PTC，一个电极加湿器，风机组成。另外根据控制的要求可以选择不同的空气过滤器来满足不同洁净室内不同洁净度的要求。
权利要求
1.一种采用了全新风的恒温恒湿精密空调系统，依次连接的是，新风过滤器，预冷系统，预热电加热器，深冷系统，加湿器，深热电加热器和风机组成。通过把空气分为预处理和深处理来实现，预处理和深处理之间的冷量、热量按一定的比例进行分配。
2.在该发明创造之中，根据实测的温湿度对应的焓值和设定温湿度对应的焓值进行PID运算，输出0～100％的PID控制值。如采用变频压缩机，可以实现能量按需进行无级的能量调节；采用定频压缩机或级数调节的螺杆压缩机可以实现机组的有级能量调节。
3.在该发明创造之中，在预处理和深处理的加热形式可以采用电加热PTC制热或蒸汽加热。当采用电加热PTC加热时，其控制过程是一个比例控制过程；当采用蒸汽加热时，其控制过程为PID控制的过程。
4.根据权利要求1所述采用全新风精密空调系统，其控制系统采用先进DDC控制器结合先进的PID编程控制，其控制输出信号为0～10V，2～10V或4～20mA的标准控制信号；由于DDC采样的周期短，可以实现机组的高精度控制，降低了机组在运行过程中的能耗。
5.根据权利要求书1、2所述，该精密空调的制冷不是单独由温度或湿度控制，而是由温湿度对应的焓值进行控制。
6.根据上述的权利要求书所述，该精密空调系统的加湿是由DDC控制器输出的PID控制值进行控制，加热是由DDC输出的比例控制值进行控制。
全文摘要
本发明创造介绍的是一种采用了全新风的恒温恒湿精密空调系统。在该发明创造之中，机组主要特点是通过对新风的进行预冷和深冷，从而使室外的新风降到用户需要的环境温度，避免了直接一次冷却过程中压缩机的负荷过大的问题。在控制系统之中，采用了先进的DDC控制器结合PID算法，通过焓差的PID值控制压缩机的运行，从而控制机组的制冷量和除湿量，通过实际温度和设定温度比较，输出一个P控制值控制加热器的开启可开启的组数，通过实际的湿度和设定湿度比较，经过PID运算，输出PID控制值控制加湿器的加湿量，从而实现了机组温湿度的精密控制。
文档编号F24F11/00GK1707188SQ200410027488
公开日2005年12月14日 申请日期2004年6月8日 优先权日2004年6月8日
发明者方沛明 申请人:东莞市广大制冷有限公司