一种露点温度预测建模方法及其在空气制水机的应用

文档序号:39298150发布日期:2024-09-06 01:12阅读:56来源:国知局

本发明涉及水蒸气凝结成水的,具体指一种露点温度预测建模方法及其在空气制水机的应用。


背景技术:

1、空气中含有丰富的水源,高效、低成本从空气中获取水是一种能够解决全球性缺水问题的主要方法。空气制水机通过冷凝法将空气中的水蒸气冷凝成水的设备。目前,国内空气制水机的研发还处于起步阶段,技术成熟度不高,没有形成规模效应。主要原因在于,现有技术无法实现任意环境下露点温度的实时预测。虽然,市面上存在露点温度的检测装置,但是这类露点温度检测装置,只有当下环境处于露点温度状态时,才能通过露点温度检测当下环境的露点温度。具体的说,目前大多数露点仪采用冷镜式的方法实现的,该方法适用于露点温度为0℃以上的测量,不适用于空气制水机的露点温度预测。而且露点仪的成本较高,降低了空气制水机的市场竞争力。

2、因此,大多数空气制水机基本上都是采用冷凝法制水,根据经验或实验测试数据来设定露点温度,并且预先设定好的露点温度不会随外界的温度、湿度以及空气压力的变化而改变。这种固定露点温度设定方法不仅增加了空气制水机的功耗,而且降低了空气制水机的制水效率。目前,市场上有各种类型的露点仪,能够测量露点温度,但无论露点测量范围,还是使用场景都无法用于空气制水机,并且露点仪价格较高,无法实现大规模使用。


技术实现思路

1、本发明针对现有技术的不足,提出一种低成本的露点温度预测建模方法及其在空气制水机的应用,根据此模型,空气制水机能够预测露点温度,动态地设定冷凝温度,不仅有效地提高空气制水机的制水效率,而且降低整个制水系统的功率,具有很高的使用价值和经济效益。

2、为了解决上述技术问题,本发明的技术方案为:

3、一种露点温度预测建模方法,根据水蒸汽压的定义和原理,建立露点温度()的模型如下:

4、                         (1)

5、公式(1)中,为开尔文温度:;是水蒸气的气体常数:;

6、是水的汽化焓,当时,,当时,。

7、由上述公式(1)可知,水汽化焓会随环境的温度变化而变化,为了准确评估水汽化焓参数,建立如下数学模型:

8、                    (2)

9、式中,为开尔文温度;为在开尔文温度下的汽化焓;为选择水的沸点373.15k作为参考温度;为在参考温度下的汽化焓,即;为与物质特性有关的指数,选择之间。

10、本发明还提供了一种露点温度预测建模方法在空气制水机的应用,空气制水机蒸发器的凝露点设置温度为,计算公式如下:

11、                                 (3)

12、公式(3)中,是工程经验数值,通过空气制水机从空气中取水的数据中优化及数据拟合得出,。

13、信号处理器:接收环境湿度传感器和环境温度传感器的信号并进行计算处理,计算出露点温度和凝露点设置温度,并产生控制指令发送给制冷压缩机控制模块。

14、环境湿度传感器:感知空气制水机周围环境湿度,将湿度数据传送给信号处理器。

15、环境温度传感器:感知空气制水机周围环境温度,将温度数据传送给信号处理器。

16、制冷压缩机控制模块:接收信号处理器控制制冷压缩机工作模型,将蒸发器温度降至凝露点设置温度。

17、本发明具有以下的特点和有益效果:

18、采用上述技术方案,准确的露点温度预测不仅可以有效提高空气制水机的制水效率,而且能大幅度降低空气制水机的功耗,具有很高的实用价值和社会价值。

19、如果环境温度发生改变,露点温度也随之发生变化,如何准确预测露点温度是本发明的关键。本发明根据空气制水机的周围环境温度和环境湿度,建立露点预测模型,通过该模型能够准确获得露点温度。



技术特征:

1.一种露点温度预测建模方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述一种露点温度预测建模方法,其特征在于,所述露点温度预测模型的构建方法为:

3.根据权利要求2所述一种露点温度预测建模方法,其特征在于,所述饱和水蒸气压获取方法为:

4.根据权利要求1所述一种露点温度预测建模方法,其特征在于,所述水的汽化焓的计算方法如下:

5.根据权利要求4所述一种露点温度预测建模方法,其特征在于,所述参考温度选择水得沸点373.15k。

6.根据权利要求4所述一种露点温度预测建模方法,其特征在于,所述。

7.根据权利要求1-6任意一项所述一种露点温度预测建模方法在空气制水机的应用,其特征在于,包括如下步骤:

8.根据权利要求7所述的一种露点温度预测建模方法在空气制水机的应用,其特征在于,所述。


技术总结
本发明公开了一种露点温度预测建模方法及其在空气制水机的应用,根据水蒸汽压的定义和原理,建立露点温度()模型,通过露点温度()模型计算出露点温度,并通过计算得到凝露点温度。空气制水机露点预测及控制系统中的环境湿度传感器和环境温度传感器检测周围环境湿度及温度数据,然后将温度和湿度数据发送信号处理器,数据经过处理后,产生控制指令,发送至制冷压缩机控制模块,该模块将蒸发器温度降至设定的凝露点温度,从而提高了空气取水机从空气中取水的效率,并降低其功耗。

技术研发人员:朱礼尧,公晓丽,骆新江,韩建文
受保护的技术使用者:杭州电子科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/9/5
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