具有防凝露功能的风机控制方法及系统与流程

本发明涉及风机控制的技术领域，特别涉及一种具有防凝露功能的风机控制方法及系统。

背景技术：

电源柜主要为电源模块的工作柜，电源模块的功能主要是为锂电池的充放电过程提供预输入的电流和电压，电源模块由一系列的发热元件所组成。由于化成、分容时，出于产能的考虑，常用的电源柜中的电池数量较多，柜体高度达一二十米。电源柜中的电源模块处于充放电状态时将散出大量的热量，由电源模块对应有专门的调速风机进行散热，该调整风机会根据电池的工作与否对风机的转速进行调整。

风机的排风温度不宜太高，否则可能会出现凝露现象，这对电池的生产将是重大的危险。但由于众多电源模块工作并不同步，风机转速的调节仅能依靠风机的进风温度，且由于电源模块种类繁多，难以通过对风机转速进行精确控制，进而难以提高厂房内的温湿度的控制精度。因此，目前采用常规的风机转速控制方法，厂房内的温湿往往在一定范围内进行波动，造成其露点温度也存在波动，存在凝露风险。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种具有防凝露功能的风机控制方法，能够有效防止凝露。

本发明还提出一种具有上述具有防凝露功能的风机控制方法的具有防凝露功能的风机控制系统。

根据本发明的第一方面实施例的具有防凝露功能的风机控制方法，包括以下步骤：s100，监测电源模块的工作状态，根据所述电源模块的工作状态得到总排风量及总发热量；s200，采集所述电源模块所处环境的第一温度及湿度，基于空气状态焓湿图，根据所述第一温度、所述湿度、所述总排风量及所述总发热量得出补风量；s300，根据所述补风量，调整所述电源模块所在的电源柜体的排风量。

根据本发明实施例的具有防凝露功能的风机控制方法，至少具有如下有益效果：通过监测电源状态，基于空气状态焓湿图计算补风量，调节处于休眠状态的电源模块的风机或者采用补风装置进行补风，可有效地避免风机调速造成的凝露现象，提高了电源柜的安全性。

根据本发明的一些实施例，所述电源模块的工作状态包括：充放电状态及休眠状态；所述根据所述电源模块的工作状态得到总排风量及总发热量包括：获取处于充放电状态的所述电源模块的第一数量以及处于休眠状态的所述电源模块的第二数量，获取所述电源模块处于充放电状态所需的第一排风量及所述电源模块处于休眠状态下的第二排风量；根据所述第一数量及所述第一排风量统计处于充放电状态下的所述电源模块的排风量，以及，根据所述第二数量及所述第一排风量统计处于休眠状态下的所述电源模块的排风量，计算得到所述总排风量；获取处于充放电状态的单个所述电源模块的发热量，并根据所述第一数量得出所述总发热量。

根据本发明的一些实施例，所述步骤s200包括：s210，根据所述第一温度、所述总排风量及所述总发热量，其中，所述第一排风温度表示处于充放电状态的所述电源模块的风机排出空气的平均温度；s220，基于所述空气状态焓湿图，根据所述第一排风温度及所述湿度，得出露点温度；s230，当所述露点温度高于所述第一温度时，则基于所述空气状态焓湿图，以所述第一温度作为露点温度，获取所述湿度下相应的空气干球温度作为第二排风温度；以及，根据所述总发热量、所述第一温度及所述第二排风温度获取第三排风量，得出补风量。

根据本发明的一些实施例，所述第一排风温度的计算方法包括：

其中，tp表示所述第一排风温度，q表示所述总发热量，mt表示所述总排风量，tk表示所述第一温度，cp表示空气的定压比热容。

根据本发明的一些实施例，根据所述总发热量、所述第一温度及所述第二排风温度获取第三排风量，得出补风量的方法还包括：s231，根据所述总发热量、所述第一温度及所述第二排风温度获取第三排风量：

其中，q表示所述总发热量，cp表示空气的定压比热容，tp′表示所述二排风量，tk表示所述第一温度，m′t表示所述第三排风量；s232，根据所述第三排风量及所述总排风量，得到所述补风量。

根据本发明的一些实施例，所述步骤s300还包括：根据所述补风量，得出待调节的处于休眠状态的所述电源模块的风机的数量n：

其中，mw、mf分别表示所述电源模块处于充放电状态、休眠状态的排风量；

将待调整的风机的转数调整为：

n′＝n×(m′t×a/mt)

其中，n表示调整前的转速，n′表示调整后的转速，a表示大于等于1的调整系数。

根据本发明的一些实施例，所述步骤s300包括：根据所述补风量，控制补风装置进行补风，所述补风装置设置在所述电源模块所在的电源柜体的风道内。

根据本发明的第二方面实施例的具有防凝露功能的风机控制系统，包括：电源状态监测模块，用于监测电源模块的工作状态，并按所述工作状态分类统计所述电源模块的数量；环境参数监测模块，用于采集所述电源模块所处环境的第一温度及湿度；补风监控模块，用于根据所述电源模块的工作状态得到总排风量及总发热量，以及，基于空气状态焓湿图，根据所述第一温度、所述湿度、所述总排风量及所述总发热量得出补风量；补风执行模块，用于进行补风，包括：第二调速模块，用于根据所述补风量，驱动处于休眠状态的所述电源模块的风机，并调节转速；或者，补风装置，设置在所述电源模块所在的电源柜体的风道内，用于根据所述补风量进行补风。

根据本发明实施例的第二方面实施例的具有防凝露功能的风机控制系统，至少具有如下有益效果：通过监测电源状态，基于空气状态焓湿图计算补风量，根据露点温度通过处于休眠状态的电源模块的风机或者补风装置进行补风，可有效地避免风机调速造成的凝露现象，提高了电源柜的安全性。

根据本发明的一些实施例，所述补风监控模块包括：第一调速控制模块，用于根据所述第一温度、所述总排风量及所述总发热量，得出第一排风温度，以及，根据所述第一排风温度对处于充放电状态的所述电源模块的风机进行调速；露点补风模块，用于基于所述空气状态焓湿图，以所述第一温度作为露点，获取所述湿度下相应的空气干球温度作为第二排风温度；以及，根据所述总发热量、所述第一温度及所述第二排风温度获取第三排风量，得出补风量。

根据本发明的一些实施例，所述露点补风模块还包括露点判断模块，用于根据所述第一排风温度及所述湿度，得出所述露点温度，确定所述露点温度是否大于等于所述第一温度。

根据本发明的一些实施例，所述第二调速模块还包括控制参数计算模块，用于根据所述补风量，得出待调节的处于休眠状态的所述电源模块的风机的数量及调节后的转数。

根据本发明的一些实施例，还包括：露点数据存储模块，用于存储第一数据，所述第一数据为：根据所述空气状态焓湿图，通过函数拟合，构建空气干球温度、相对湿度与露点温度的关系，所得到的数据。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例的方法中对风机的控制的流程示意图；

图3为本发明实施例的系统的模块示意框图。

附图标记：

电源状态监测模块100、环境参数监测模块200、补风监控模块300、第一调速控制模块310、露点补风模块420、补风执行模块400。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。在本发明的描述中，步骤标号仅是为了描述的方便或者引述的方便所作出的标识，各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

参照图1，本发明的实施例的方法包括：s100，监测电源模块的工作状态，根据电源模块的工作状态得到总排风量及总发热量；s200，采集电源模块所处环境的第一温度及湿度，基于空气状态焓湿图，根据第一温度、湿度、总排风量及总发热量得出补风量；s300，根据补风量，调整电源模块所在的电源柜体的排风量。

本发明的实施例中，调整电源模块所在的电源柜体的排风量的方法包括：(1)驱动处于休眠状态的电源模块的风机，并调节转速；或者，(2)根据补风量，控制补风装置进行补风，该补风装置设置在电源模块所在的电源柜体的风道内。

本发明的实施例中，对风机的流程控制参照图2。实时监测电源模块的工作状态，按工作状态统计电源柜中电源模块的数量，即：处于充放电状态的电源模块的第一数量nw，以及，处于休眠状态的电源模块的第二数量nf。接着，根据电源模块的工作状态及相应的数量，计算出电源柜的总排风量及总发热量。根据所需要总排风量及总发热量对风机进行正常调速，即，对处于充放电状态的电源模块所对应的风机进行控制，调整风速。然后，获取电源模块所在厂房温度，即第一温度，判断露点温度是否大于等于第一温度(图2中为厂房温度)，若是，则需要对风机转速进行修正，即，驱动处于休眠状态的电源模块所对应的风机，控制其风速。若否，则不需要修正，风机保持正常运行。应理解的是，风机运行过程中，上述监控电源模块的工作状态并对的控制风机的速度将持续进行。

下面将以第一种方式来调整电源模块所在的电源柜体的排风量为例(即驱动处于休眠状态的电源模块的风机，并调节转速)，详细地描述本发明实施例中的计算及控制过程。

(1)监测电源模块的工作状态、采集电源模块所处环境(例如，厂房)的第一温度tk和湿度计算出电源柜的总排风量mt及总发热量q，进行风机转速n的常规线性调节。

实时监测电源模块的工作状态，按工作状态统计电源柜中电源模块的数量，即：处于充放电状态的电源模块的第一数量nw，以及，处于休眠状态的电源模块的第二数量nf。通过风洞试验台，可测量出电源模块处于充放电状态的排风量为mw，处于休眠状态的排风量为mf。可得出此时柜体的总排风量mt：

mt＝nw×mw+nf×mf

通过热功率试验台可测出单个电源模块工作时的发热量qc，休眠状态的发热量则可忽略。因此总的发热量为q：q＝nw×qc。

实时监测电源模块所处环境(例如，厂房)，获取第一温度为tk，相对湿度为通过热量的计算公式进行理论计算，可计算出工作状态下的(即处于充放电状态)电源模块的风机的排出空气(或称送风)的平均温度，即第一排风温度:

其中cp为空气的定压比热容。

并对工作状态下的电源模块的风机进行调速。由风机的相似换算曲线，排风扇的排风量与风机转速呈线性关系，即:mp′/mp＝n′/n，其中mp′、mp分别为调整前后风机的排风量，n′、n分别为调整前后风机的转速。因此，可根据风机前后的排风量调整其转速。

(2)当前露点温度to的计算。

根据空气状态焓湿图，通过函数拟合，构建空气的干球温度tg、相对湿度与露点温度ts的关系函数：以使输入当前所处环境的温度及湿度时，得出对应的露点温度。即，令空气的干球温度tg＝tk，tk为第一温度(即环境温度)，且令为当前环境湿度，输入关系函数得到露点温度，即为当前的露点湿度to。

(3)凝露补风处理。

判断露点温度to是否大于等于第一温度tk；

若否，即to<tk，则此时不会出现凝露现象，本次控制结束，风机正常运行；

若是，即to≥tk，则此时会出现凝露现象，需要加强排风，即补风。

基于空气状态焓湿图，将当前环境温度，即第一温度tk当作露点温度，根据关系函数：通过反向计算，获取对应的第二排风温度tp′(即将环境温度作为露点温度tg时对应的排风量)。即令ts＝tk且令为当前环境湿度，由关系函数可得出对应的tg，此时，得到的结果tg即为第二排风温度tp′。根据空气状态焓湿图，由于to≥tk，显然有第一排风温度≥第二排风温度tp′。

然后，计算根据第二排风温度tp′，得出补风后的第三排风量：

其中，q表示总发热量，cp表示空气的定压比热容。

由于to≥tk时，必须进行风量补给，以提高排风量，则补风后的排风量(即第三排风量)m′t必然大于mt。

首先计算出待调节的处于休眠状态的电源模块的风机的数量：

再将这些待调整的风机的转数调整为：

n′＝n×(m′t×a/mt)

其中，n表示调整前的转速，n′表示调整后的转速，a表示大于等于1的调整系数。为考虑一定的安全余量，可将调整系数a的取值设置为1.05。

本发明的实施例中，关系函数在实施时，还可以是，例如，曲线图、数据文件或数据库等，用于表示空气的干球温度tg、相对湿度及露点温度ts映射关系。这样，在已知空气干球温度tg、相对湿度时可查询出露点温度ts；在已知露点温度ts、相对湿度时可反向查询出空气干球温度tg。

在本发明的另一些实施例中，还可以在电源模块所在的电源柜体风道内增加额外补风装置，该补风装置可根据m′t-mt差值调节补风量。

应理解的是，本发明的实施例中，即使电源柜体内的电源模块类型不一样，依然可以按上述方法，按电源模块类型计算电源柜内所需要的总风量及总热量，进而根据当前露点温度调节补风。

本发明实施例的系统，如图3所示，包括以下模块：电源状态监测模块100，用于监测电源模块的工作状态，并按工作状态分类统计电源模块的数量；环境参数监测模块200，用于采集电源模块所处环境的第一温度及湿度；补风监控模块300，用于根据电源模块的工作状态得到总排风量及总发热量，以及，基于空气状态焓湿图，根据第一温度、湿度、总排风量及总发热量得出补风量；补风执行模块400，用于对电源模块所在的电源柜体内进行补风，包括：第二调速模块，用于根据补风量，驱动处于休眠状态的电源模块的风机，并调节转速；或者，补风装置，设置于电源模块所在电源柜体的风道内，用于根据补风量进行补风。

参照图3，补风监控模块300包括：第一调速控制模块310，用于根据第一温度、总排风量及总发热量，得出第一排风温度，以及，根据第一排风温度对处于充放电状态的电源模块的风机进行调速；露点补风模块320，用于基于空气状态焓湿图，以第一温度作为露点，获取湿度下相应的空气干球温度作为第二排风温度；以及，根据总发热量、第一温度及第二排风温度获取第三排风量，得出补风量。

且图中未示出地，露点补风模块320还包括露点判断模块，用于根据第一排风温度及湿度，得出露点温度，确定露点温度是否大于等于第一温度。若露点判断模块检测到露点温度是否大于等于第一温度，则认为存在凝露风险，计算补风量，并驱使补风执行模块400进行补风。

第二调速模块还包括控制参数计算模块，用于根据补风量，得出待调节的处于休眠状态的电源模块的风机的数量及调节后的转数。若补风执行模块400利用现有的处于休眠状态的电源模块所对应的那些风机进行补风(即由第二调速模块执行补风操作)，则需要通过控制参数计算模块计算需要驱动风机的数量以及调节后的转速，然后驱动相应数量的风机并调整其转速。

本发明的实施例中还包括：露点数据存储模块，用于存储第一数据，第一数据为：根据空气状态焓湿图，通过函数拟合，构建空气的干球温度、相对湿度与露点温度的关系，所得到的数据。

尽管本文描述了具体实施方案，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多其它修改或另选的实施方案同样处于本公开的范围内。例如，结合特定设备或组件描述的功能和/或处理能力中的任一项可以由任何其它设备或部件来执行。另外，虽然已根据本公开的实施方案描述了各种例示性具体实施和架构，但是本领域中的普通技术人员将认识到，对本文所述的例示性具体实施和架构的许多其它修改也处于本公开的范围内。

上文参考根据示例性实施方案所述的系统、方法、系统和/或计算机程序产品的框图和流程图描述了本公开的某些方面。应当理解，框图和流程图中的一个或多个块以及框图和流程图中的块的组合可分别通过执行计算机可执行程序指令来实现。同样，根据一些实施方案，框图和流程图中的一些块可能无需按示出的顺序执行，或者可以无需全部执行。另外，超出框图和流程图中的块所示的那些部件和/或操作以外的附加部件和/或操作可存在于某些实施方案中。

因此，框图和流程图中的块支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的元件或步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应当理解，框图和流程图中的每个块以及框图和流程图中的块的组合可以由执行特定功能、元件或步骤的专用硬件计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。

本文所述的程序模块、应用程序等可包括一个或多个软件组件，包括例如软件对象、方法、数据结构等。每个此类软件组件可包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令响应于执行而使本文所述的功能的至少一部分(例如，本文所述的例示性方法的一种或多种操作)被执行。

软件组件可以用各种编程语言中的任一种来编码。一种例示性编程语言可以为低级编程语言，诸如与特定硬件体系结构和/或操作系统平台相关联的汇编语言。包括汇编语言指令的软件组件可能需要在由硬件架构和/或平台执行之前由汇编程序转换为可执行的机器代码。另一种示例性编程语言可以为更高级的编程语言，其可以跨多种架构移植。包括更高级编程语言的软件组件在执行之前可能需要由解释器或编译器转换为中间表示。编程语言的其它示例包括但不限于宏语言、外壳或命令语言、作业控制语言、脚本语言、数据库查询或搜索语言、或报告编写语言。在一个或多个示例性实施方案中，包含上述编程语言示例中的一者的指令的软件组件可直接由操作系统或其它软件组件执行，而无需首先转换成另一种形式。

软件组件可存储为文件或其它数据存储构造。具有相似类型或相关功能的软件组件可一起存储在诸如特定的目录、文件夹或库中。软件组件可为静态的(例如，预设的或固定的)或动态的(例如，在执行时创建或修改的)。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。