专利名称：一种节能数控环境调控装置的制作方法
一种节能数控环境调控装置，它属于环境条件保障系统，适用于各种建筑物，特别是通用于如棉纺车间、地下设施、粮食仓库以及公共场所等。
现在的一些建筑物，需对内部的空气环境进行调节，控制其中的温度、湿度、二氧化碳、氧气，以及其它气体的含量。现在的控制方法，多是采用换气通风的方法来控制各种气体的含量，而采用热交换器的方法进行温度调节。但是，有时通风和采暖(或制冷)是矛盾的，当被控环境的某一项指标超过了规定的控制指标时(如二氧化碳等有害气体浓度过大)需要通风，但通风又会使其它的控制指标(如温度、湿度)等发生变化。为了将这些控制参数恢复到要求值，不是要花费大量的能量，就是要很长的恢复时间。而且在被控制参数大范围波动时，无法作到匹配和协调的控制。因此需要一个一体化的环境调控设备。
本发明的目的是发明一种节能数控环境调控装置，它可以对被控环境的温度、湿度，有害气体含量等进行一体化控制，节约调控能量。
本发明的结构如附
图1所示，它有进风风机1、排风风机2、进风换热器3、排风换热器4、进风雾化加湿器5，其特征在于进风风机1和排风风机2都是由三端器件驱动的数控风机，在进风换热器3的输入端接有数控流量阀6，并通过数控流量阀6与排风换热器4的输入端相连，进风换热器3的输出端与排风换热器4的输入端相连，其内有传热工质，在被控环境中还有温度传感器7、湿度传感器8和氧气浓度传感器9，在近旁有标准工业控制介面10，其内插有与温度传感器7、湿度传感器8和氧气浓度传感器9相连的测量适配模块12、13和14，插有与进风风机1和排风风机2的三端器件控制端相连并对其进行控制的控制适配模块15和16，还插有与数控流量阀6和进风雾化加湿器5的控制端相连并对其进行控制的控制适配模块17和18，标准工业控制介面10通过标准串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机11相连。
附图1为本发明的结构示意图。
附图2为本发明的一个双作用实施例结构示意图。
本发明的工作原理如下外界的高温高湿空气由进风风机1输送，流过进风换热器3，与其内的传热工质进行热交换。升温后的传热工质进入到排风换热器4。低氧和高有害气体含量的建筑物内混浊空气由排风风机2抽出，流过排风换热器4，与其内的传热工质进行热交换。由于建筑物内空气温度基本为设定的常温，因此可以吸收由于进风热量加热的传热工质热量，使之降到接近建筑物内常温。进风换热器3和排风换热器4通过传热工质循环组成一个热管，使进风与排风进行热量交换。在进风的湿度较低时，通过控制进风雾化加湿器5工作，对进风加湿，达到环境要求。
在本发明中，中央控制计算机11在控制程序的控制下，采用定时扫描的方式，不断测量被控环境数据。如在中央控制计算机11采集被控环境温度时，首先通过标准串行通讯接口发出选通与被控环境温度传感器7相连的测量适配模块12的地址选通信号。标准工业控制介面10在接收到该地选信号后选通相应的测量适配模块12。该测量适配模块12被选通后，把由被控环境温度传感器7测量得到的被控环境温度模拟量经A/D变换后反送回中央控制计算机11，完成数据采集任务。被控环境的湿度和有害气体浓度的数据采集方法与此类似，中央控制计算机11通过标准串行通讯接口发出选通相应传感器所连的测量适配模块的地址选通信号，由标准工业控制介面10接收后选通相应的测量适配模块。相应的测量适配模块被选通后，把对应传感器测得的参数经A/D变换后反送回中央控制计算机11，完成采集过程。中央控制计算机11，在采集得到被控环境参数后，与标准控制模型进行比较，做出控制决策。如当需要增加通风量时，中央控制计算机11通过标准串行通讯接口发出选通与进风风机1的三端器件控制端相连并对其进行控制的控制适配模块15的地址选通信号，由标准工业控制介面10接收后选通相应的控制适配模块15。该控制适配模块15被选通后，中央控制计算机11又通过标准串行通讯接口送出的通风量数据，由控制适配模块15接收锁存并转换为进风风机1的三端器件所需控制信号，改变进风风机1的工况。中央控制计算机11根据控制模型也可以采用相同的方法改变排风风机2或数控流量阀6的工况。通过控制数控流量阀6的开度，可以控制进风换热器3和排风换热器4之间的温差。
由中央控制计算机采集环境参数进行控制，由进风换热器和排风换热器通过传热工质循环组成一个热管，使进风与排风进行热量交换，可以降低进风温度对环境温度的影响，节省进行温度调节的能量，本发明采用中央控制计算机，标准工业控制介面和各种适配模块这种机电一体化的结构形式，可以很协调的对环境参数进行控制，在中央控制计算机中存贮复杂的控制策略后，可以适应被控制参数单项、大范围变化。并且控制协调快速。
本发明可以采用如附图2的结构形式，在进风换热器3的输出端与排风换热器4输入端之间接有制冷数控压缩机19，排风换热器4的输出端与接于进风换热器3输入端的数控流量阀6相连，数控流量阀6是可逆的节流式流量阀，制冷数控压缩机19也为可逆数控压缩机，在标准工业控制介面10内插有与制冷数控压缩机19控制端相连并对其进行控制的控制适配模块20。采用这种结构，可以使本发明用于加热调温或冷却调温，当传热工质正向运转，由进风换热器3输出后被制冷数控压缩机18压缩液化，同时温度升高，然后进入排风换热器4，在排风气流中被冷降到常温，然后通过数控流量阀6节流后膨胀进入进风换热器3。由于传热工质节流膨胀气化后温度降低，因此可以吸收进风中的热量，达到降低被控环境温度的目的。如果在冬天，可以在中央控制计算机11的控制下，反向运行，传热工质被制冷数控压缩机19压缩后，温度升高、进入到进风换热器3中，用于加热进风空气，升高被控环境的温度。放热后的传热工质经数控流量阀6膨胀后温度急剧降低，进入排风换热器4，由于膨胀后的传热工质温度很低，可以吸收排风中的热量，温度回升到接近常温，完成加热循环。
本发明中的进风换热器3的排风换热器4可以使用普通分体式空调的结构，还可以直接用其改装，本发明无特殊要求。可有的制冷数控压缩机19也为可逆数控压缩机，它可以是由三端器件驱动的可逆转叶片压缩机、齿轮泵、也可以是加有换向阀的普通螺杆压缩机等。
本发明使用的进风风机1和排风风机2可以使用普通离心式风机，也可以使用普通轴流式风机，本发明无特殊要求。
在本发明中，数控流量阀6可以使用如专利号为CN91232100的数控阀门，或是使用如专利号为CN89102085的数控阀门。数控三端器件可以使用如专利申请号为CN91101413.6的数控三端器件，也可以使用如专利号为CN91200002的数控三端器件。
在本发明中，标准工业控制介面10可以选用美国ME公司(MECHATRONICEQUIPMENT INC.)的I/O 32，或是美国OPTO 22公司的PB16AH。中央控制计算机11可以选用美国OPTO 22公司的LC4控制器，也可以选用美国ME公司的PCS-1工业过程控制工作站，还可以选用普通PC计算机。测量适配模块12、13和14可以采用OPTO 22公司的AD3或类似的A/D转换模块。控制适配模块15和16，可选用OPTO 22公司的DF3或类似的D/F转换模块。适配模块17和18，标可选用OPTO 22公司的DK3或类似的开关量转换模块。
权利要求
1.一种节能数控环境调控装置，它有进风风机(1)、排风风机(2)、进风换热器(3)、排风换热器(4)、进风雾化加湿器(5)，其特征在于进风风机(1)和排风风机(2)都是由三端器件驱动的数控风机，在进风换热器(3)的输入端接有数控流量阀(6)，并通过数控流量阀(6)与排风换热器(4)的输出端相连，进风换热器(3)的输出端与排风换热器(4)的输入端相连，其内有传热工质，在被控环境中还有温度传感器(7)、湿度传感器(8)和氧气浓度传感器(9)，在近旁有标准工业控制介面(10)，其内插有与温度传感器(7)、湿度传感器(8)和氧气浓度传感器(9)相连的测量适配模块(12)、(13)和(14)，插有与进风风机(1)和排风风机(2)的三端器件控制端相连并对其进行控制的控制适配模块(15)和(16)，还插有与数控流量阀(6)和进风雾化加湿器(5)的控制端相连并对其进行控制的控制适配模块(17)和(18)，标准工业控制介面(10)通过标准串行通讯接口与可和其它设备共用的中央控制计算机(11)相连。
2.如权利要求1所述的节能数控环境调控装置，其特征在于在进风换热器(3)的输出端与排风换热器(4)输入端之间接有制冷数控压缩机(19)，排风换热器(4)的输出端与接于进风换热器(3)输入端的数控流量阀(6)相连，数控流量阀(6)是可逆的节流式流量阀，制冷数控压缩机(19)也为可逆数控压缩机，在标准工业控制介面(10)内插有与制冷数控压缩机(19)控制端相连并对其进行控制的控制适配模块(20)。
全文摘要
一种节能数控环境调控装置，它有进风和排风风机、进风和排风换热器等，其特征在于有由中央控制计算机、标准工业控制介面和各种适配模块组成的机电一体化测控单元。使用进、排风换热器组成的热管使进风与排风进行热量交换，可以降低进风温度对环境温度的影响，节省进行温度调节的能量。在中央控制计算机的控制下，可以适应被控制参数单项、大范围变化，可以很协调的对环境参数进行控制。
文档编号F24F11/00GK1100796SQ93117778
公开日1995年3月29日 申请日期1993年9月25日 优先权日1993年9月25日
发明者石行 申请人:北京市西城区新开通用试验厂