专利名称：一种四分程组合式空气恒温恒湿控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空气的调节或处理装置领域，尤其涉及空气处理装置的控制系 统。
背景技术：
各类恒温恒湿室、博物馆高精度恒温恒湿展柜、空调器焓差试验室等特殊领域对 环境温度和湿度的控制精度要求非常高，常规间歇性工作的空调机组无法满足其要求，往 往要求使用工艺性高精度恒温恒湿空调。为了达到特殊环境对温度和湿度的高要求，传统 的方法是这样的，步进开启一些制冷机组，使被调节空气有一个固定的、能够覆盖热湿负荷 的显冷和除湿控制，然后通过无级调节的对固定空间进行加热和加湿补偿调节，并通过平 衡调制冷机组的对固定空间进行多余显冷和除湿的调节，从而使被调空间的温度湿度趋于 稳定。但是，由于上述方法中制冷机组的显冷和除湿组合基本上是固定的，这就使得，在 一些特殊工况的调节的过程中，如只需要空调机提供显冷平衡被试机负荷的情况下，由于 工况湿度大使得制冷机组的蒸发器上很容易结露，冷机的除湿量非常大而显热冷量则非常 有限。因此，为了满足5HP的被试机试验要求而配置3倍于被试机冷量的制冷机也达不到其 显热的要求，与此同时，大量的除湿实际是我们不希望的，为了达到工况，我们需要配置大 功率的加湿来平衡空气处理机本身的除湿。这样，将损耗大量的能量。以上述一个5HP焓 差试验室为例，为了满足一台5HP空调的测试需要，往往需要配置内外约20HP的冷机。运 行时的最高电容量配置可能达到120KVA左右。其实这当中，很大一部分的耗能是在相互抵 消，造成了大量能源的浪费。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种节能的空气恒温恒湿控制系统。为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是这样一种四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，包括温度控制模块和湿度控制模块， 其中，所述的温度控制模块包括安装在被调空间的温度传感器、与温度传感器相连的 PID温度控制器、以及受PID温度控制器控制的升温装置和降温装置；温度传感器将温度信 号传送给PID温度控制器，与设定的目标值进行比较，当温度高于目标值时，PID温度控制 器将发出要求降温的信号，此时，降温装置正常工作，而升温装置处于最小的工作状态；反 之，当温度低于目标值时，PID温度控制器将发出要求升温的信号，此时，升温装置正常工 作，而降温装置处于最小的工作状态；所述的湿度控制模块包括安装在被调空间的湿度传感器、与湿度传感器相连的 PID湿度控制器、以及受PID湿度控制器控制的加湿装置和除湿装置；湿度传感器将湿度信 号传送给PID湿度控制器，与设定的目标值进行比较，当湿度高于目标值时，PID湿度控制器将发出要求除湿的信号，此时，除湿装置处于正常调节工作状态，而加湿装置处于最小的 工作状态，反之，当湿度低于目标值时，PID湿度控制器将发出要求加湿的信号，此时，加湿 装置正常工作，而除湿装置处于最小的工作状态。优选的，所述的升温装置是电加热管，当温度低于目标值时，PID温度控制器将使 电加热管的功率增加，从而使被调空间温度上升；所述的升温装置还可以是空气加热器，当 温度低于目标值时，PID温度控制器将使空气加热器的蒸汽或热水流量上升，从而使被调空 间温度上升。优选的，所述的降温装置是载冷剂降温装置，当温度高于目标值时，PID温度控制 器将通过改变载冷剂系统的流量泵频率或直接通过水量调节阀来改变其载冷剂流量，从而 使空气处理机的冷量连续上升，使被调空间温度下降；所述的降温装置还可以是蒸发式的 制冷装置，当温度高于目标值时，PID温度控制器将通过改变压缩机的转速或者直接通过膨 胀阀来改变蒸发器的供液量，从而使空气处理机的冷量连续上升，使被调空间温度下降。优选的，所述的加湿装置是电加湿器，当湿度低于目标值时，PID湿度控制器将使 电加湿器功率增加，从而使被调空间湿度上升；所述的加湿装置是还可以是蒸汽管道，当湿 度低于目标值时，PID湿度控制器将使蒸汽管道的蒸汽流量上升，从而使被调空间湿度上 升。本实用新型对被调空间的除湿主要是通过连续降低表冷器的表面温度来实现的， 当表冷器表面温度低于空气的露点温度时，流经表冷器的空气中的水蒸气将凝结成水在表 冷器表面析出。液态水顺利排走，即达到了除湿的效果。表冷器的表面温度越低，空气的热 湿比越小，除湿效果越好。降低了表冷器表面温度，其显热也跟着增加，此时温度控制器将 感应到温度下降，从而减小流量，维持温度不变。这两者的往复动作，将在一个新的平衡点 达到稳定，在这个平衡点上，表冷器的显热和潜热达到最佳的匹配，可以在最小的总制冷能 力下，使得热负荷和湿负荷都得到有效地平衡。优选的，所述的除湿装置可以是PID湿度控制器通过调节一个混合三通调节阀使 更多冷水进入表冷器或者直接通过降低补水箱的水温来改变其载冷剂的温度，从而使表冷 器的温度下降，使被调空间的湿度下降；所述的除湿装置还可以是PID湿度控制器通过增 加蒸发压力调节阀开度或者减小膨胀阀开度来降低制冷系统的蒸发压力，从而使蒸发器的 表面温度下降，使被调空间的湿度下降。本实用新型所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其显冷量和除湿量可以 在很宽的范围内独立调节，可以直接根据被试机的负荷要求和工况要求，自动稳定地提供 相应显冷和潜冷，完全不需要或只需要很少额外的内部补偿，有效的减少了能量的损耗，可 以大大节约恒温恒湿室的运行成本。本实用新型所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系 统，具有精确度高、控制方便、操作简单、节能环保等有点。
图1为本实用新型的结构示意图。图2为载冷剂降温系统的结构示意图。图3为制冷剂降温系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。如图1所示，本实用新型一种四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，包括温度控 制模块和湿度控制模块，其中，包括温度控制模块和湿度控制模块，其中，所述的温度控制模块包括安装在被调空间4的温度传感器5、与温度传感器5相连 的PID温度控制器7，所述的PID温度控制器7通过加热调节器12、变频器11、以及与安装 在空气处理机3中的表冷器1相连接的调节阀10来达到升温和降温的目的；所述的湿度控制模块包括安装在被调空间4的湿度传感器6、与湿度传感器6相连 的PID湿度控制器8，所述的PID湿度控制器8通过加湿调节器9、变频器11、以及与安装在 空气处理机3中的表冷器1相连的调节阀10来达到加湿和除湿的目的。本实用新型所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其显冷量和除湿量可以 在很宽的范围内独立调节，可以直接根据被试机的负荷要求和工况要求，自动稳定地提供 相应显冷和潜冷，完全不需要或只需要很少额外的内部补偿，有效的减少了能量的损耗，可 以大大节约恒温恒湿室的运行成本。实施例1如图2所示，本实施为载冷剂系统，所述的温度传感器5、PID温度控制器7和变频 器11依次连接，通过改变泵14的频率或者直接通过混合三通调节阀10-1来改变其载冷剂 流量，从而使空气处理机3的冷量连续上升，使被调空间4温度下降；所述的湿度传感器6和PID湿度控制器8相互连接，通过调节混合三通调节阀 10-1使更多冷水进入表冷器1或者直接通过降低补水箱13的水温来改变其载冷剂的温度， 从而使表冷器1的温度下降，使被调空间4的湿度下降。实施例2如图3所示，本实施例为制冷剂系统，所述的温度传感器5、PID温度控制器7、变 频器11、蒸发器15、膨胀阀16和压缩机17依次连接，通过改变压缩机17的转速或者直接 通过膨胀阀16来改变蒸发器15的供液量，从而使空气处理机3的冷量连续上升，使被调空 间4温度下降；所述的湿度传感器6和PID湿度控制器8相互连接，通过增加蒸发压力调节阀 10-2的开度或者减小膨胀阀16的开度来降低制冷系统的蒸发压力，从而使表冷器1的温度 下降，使被调空间4的湿度下降。上述实施例仅为本实用新型若干实施方式中的一种，并非对本实用新型构思的限 定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中的工程技术人员对本实用新型的技 术方案作出的各种变型和改进，均应落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，包括温度控制模块和湿度控制模块，其 特征是，所述的温度控制模块包括安装在被调空间的温度传感器、与温度传感器相连的PID温 度控制器、以及受PID温度控制器控制的升温装置和降温装置，温度传感器将温度信号传 送给PID温度控制器，与设定的目标值进行比较，当温度高于目标值时，PID温度控制器将 发出要求降温的信号，此时，降温装置正常工作，而升温装置处于最小的工作状态；反之，当 温度低于目标值时，PID温度控制器将发出要求升温的信号，此时，升温装置正常工作，而降 温装置处于最小的工作状态；所述的湿度控制模块包括安装在被调空间的湿度传感器、与湿度传感器相连的PID湿 度控制器、以及受PID湿度控制器控制的加湿装置和除湿装置，湿度传感器将湿度信号传 送给PID湿度控制器，与设定的目标值进行比较，当湿度高于目标值时，PID湿度控制器将 发出要求除湿的信号，此时，除湿装置正常工作，而加湿装置处于最小的工作状态；反之，当 湿度低于目标值时，PID湿度控制器将发出要求加湿的信号，此时，加湿装置正常工作，而除 湿装置处于最小的工作状态。
2.根据权利要求1所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其特征是，所述的升 温装置是电加热管，当温度高于目标值时，PID温度控制器将使电加热管的功率增加，从而 使被调空间温度上升。
3.根据权利要求1所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其特征是，所述的升 温装置是空气加热器，当温度高于目标值时，PID温度控制器将使空气加热器的蒸汽或热水 流量上升，从而使被调空间温度上升。
4.根据权利要求1、2或3所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其特征是，所述 的降温装置是载冷剂降温装置，当温度高于目标值时，PID温度控制器将通过改变载冷剂系 统的流量泵频率或直接通过水量调节阀来改变其载冷剂流量，从而使空气处理机的冷量连 续上升，使被调空间温度下降。
5.根据权利要求4所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其特征是，所述的除 湿装置是载冷剂除湿装置，当湿度高于目标值时，PID温度控制器将通过改变载冷剂系统的 混合比例来降低其载冷剂温度，从而使空气处理机的潜热冷量上升。
6.根据权利要求1、2或3所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其特征是，所述 的降温装置是蒸发式的制冷装置，当温度高于目标值时，PID温度控制器将通过改变压缩机 转速或者直接通过膨胀阀来改变蒸发器的供液量，从而使空气处理机的冷量连续上升，使 被调空间温度下降。
7.根据权利要求6所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其特征是，所述的除 湿装置是蒸发式的制冷装置，当湿度高于目标值时，PID温度控制器将通过改变蒸发压力调 节阀开度来降低蒸发器内制冷剂的蒸发温度，从而使空气处理机的潜热冷量上升。
8.根据权利要求1、2或3所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其特征是，所述 的加湿装置是电加湿器，当湿度低于目标值时，PID湿度控制器将使电加湿器功率增加，从 而使被调空间湿度上升。
9.根据权利要求1、2或3所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，其特征是，所述 的加湿装置是是蒸汽管道，当湿度低于目标值时，PID湿度控制器将使蒸汽管道的蒸汽流量上升，从而使被调空间湿度上升。
专利摘要本实用新型涉及空气的调节或处理装置领域，具体公开了一种四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，包括温度控制模块和湿度控制模块，其中，所述的温度控制模块包括安装在被调空间的温度传感器、与温度传感器相连的PID温度控制器、以及受PID温度控制器控制的升温装置和降温装置；所述的湿度控制模块包括安装在被调空间的湿度传感器、与湿度传感器相连的PID湿度控制器、以及受PID湿度控制器控制的加湿装置和除湿装置。本实用新型所述的四分程组合式空气恒温恒湿控制系统，具有精确度高、控制方便、操作简单、节能环保等有点。
文档编号F24F11/00GK201787700SQ20102052886
公开日2011年4月6日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者唐峥, 罗祥坤 申请人:广州天河兰石技术开发有限公司