專利名稱：全新風(fēng)精密空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造所涉及的是暖通空調(diào)領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是中央空調(diào)領(lǐng)域中恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在恒溫恒濕精密空調(diào)系統(tǒng)之中，通常采用回風(fēng)系統(tǒng)，或者采用新回風(fēng)混合系統(tǒng)，這樣使得受控室內(nèi)要求的制冷量大大的降低，節(jié)約了機(jī)組的首次投資成本，但是精密空調(diào)系統(tǒng)之中存在著回風(fēng)，不能把室內(nèi)受污染過(guò)的空氣完全排出室外，使得受控室內(nèi)的空氣交叉污染，不能真正控制受控房間空氣的潔凈度。
發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)容本發(fā)明創(chuàng)造要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種新型的精密空調(diào)的系統(tǒng)來(lái)解決現(xiàn)有精密空調(diào)所存在的問(wèn)題。通過(guò)精密空調(diào)系統(tǒng)之中采用全新風(fēng)系統(tǒng)，解決了由于空調(diào)房間內(nèi)由于新回風(fēng)混合造成受控室內(nèi)空氣潔凈度不高的問(wèn)題。
本發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一種新型的精密空調(diào)系統(tǒng)，采用全新風(fēng)進(jìn)行處理。在此系統(tǒng)之中的關(guān)鍵問(wèn)題在怎么快速將室外的新風(fēng)降到室內(nèi)需要的溫度或冬天在室外溫度較低時(shí)如何快速升溫達(dá)到房間要求的溫度。本發(fā)明創(chuàng)造采用了兩次冷卻和兩次制熱來(lái)實(shí)現(xiàn)。把制冷分為預(yù)冷和深冷兩次來(lái)處理，加熱分為預(yù)熱和深熱兩次處理。
把制冷過(guò)程分為兩次來(lái)處理，可以控制機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性，關(guān)鍵是兩段制冷的冷量如何分配問(wèn)題。在本發(fā)明創(chuàng)造之中，根據(jù)機(jī)組的制冷要求(客戶的要求)，把預(yù)冷和深冷段按一定的比列進(jìn)行分配。把預(yù)冷階段的蒸發(fā)溫度控制約13～18℃，深冷階段的蒸發(fā)溫度控制約為7～10℃。(在不同的應(yīng)用場(chǎng)合存在一定的差異)在制熱的過(guò)程之中，通過(guò)預(yù)熱先把室外的空氣加熱到一定的溫度范圍，然后在通過(guò)深熱加熱到用戶要求的控制溫度內(nèi)。
在控制系統(tǒng)中，該發(fā)明創(chuàng)造采用先進(jìn)的DDC控制器結(jié)合編程軟件，根據(jù)每個(gè)溫濕度對(duì)應(yīng)的唯一一個(gè)焓值，編寫(xiě)一種利用焓值或焓差來(lái)控制壓縮機(jī)，溫度控制加熱器、濕度控制加濕器的控制程序，其控制框圖如圖二所示。把溫濕度傳感器感應(yīng)到的實(shí)際值和用戶設(shè)定值通過(guò)PID運(yùn)算做比較，輸出一個(gè)PID控制值(比例積分微分值)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而控制機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。該控制原理的計(jì)算簡(jiǎn)圖如下 在實(shí)際的運(yùn)算中，將輸入轉(zhuǎn)化為0～10V的標(biāo)準(zhǔn)變量，即將給定值和過(guò)程變量標(biāo)準(zhǔn)化成0～10V之間的一個(gè)電壓值。同時(shí)，確保輸出也是一個(gè)0～10V、2～10V或4～20mA標(biāo)準(zhǔn)變量。
這樣根據(jù)PID算法計(jì)算出一個(gè)輸出信號(hào)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)根據(jù)DDC輸入的信號(hào)實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)調(diào)整，使控制室內(nèi)溫濕度達(dá)到精密空調(diào)控制要求的目的。
制冷控制過(guò)程如下根據(jù)用戶設(shè)定預(yù)冷后溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值與預(yù)冷段后的實(shí)際溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算，當(dāng)實(shí)際的焓值大于設(shè)定的焓值時(shí)，輸出一個(gè)0～100％的PID控制值給預(yù)冷段，從而控制預(yù)冷段的制冷量；當(dāng)實(shí)際的焓值小于設(shè)定的焓值時(shí)，制冷機(jī)組停止運(yùn)行。在深冷階段中；通過(guò)實(shí)際受控室內(nèi)溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值和用戶設(shè)定溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算輸出的PID控制值來(lái)控制深冷段的運(yùn)行，當(dāng)實(shí)際的焓值小于設(shè)定的焓值時(shí)，制冷機(jī)組停止運(yùn)行；當(dāng)實(shí)際的焓值大于設(shè)定的焓值時(shí)，輸出一個(gè)0～100％的PID控制值，從而控制壓縮機(jī)的制冷量，使控制室內(nèi)的溫度達(dá)到用戶設(shè)定的溫度。在制冷段中，可以根據(jù)用戶的不同需求選擇定頻，變頻或有級(jí)調(diào)節(jié)的螺桿壓縮機(jī)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組有級(jí)能量調(diào)節(jié)或無(wú)級(jí)的能量調(diào)節(jié)。
加熱控制加熱段分為預(yù)熱段和深熱段，在預(yù)熱段中，通過(guò)設(shè)定預(yù)熱后的溫度與實(shí)際的溫度進(jìn)行運(yùn)算。當(dāng)實(shí)際的溫度小于設(shè)定的溫度時(shí)，輸出一個(gè)控制值，加熱器根據(jù)比例自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱量。在深熱加熱過(guò)程中，通過(guò)受控室內(nèi)的設(shè)定溫度和實(shí)際溫度進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)實(shí)際的溫度小于設(shè)定值時(shí)，輸出一個(gè)控制值，自動(dòng)調(diào)節(jié)深熱的加熱量；當(dāng)實(shí)際的溫度高于設(shè)定值時(shí)，機(jī)組停止加熱。在加熱之中，可以根據(jù)客戶的不同需要，選擇電加熱PTC制熱或蒸汽加熱。采用這兩中加熱的計(jì)算方式不一樣，采用電加熱PTC制熱，其計(jì)算是采用比例控制，輸出的是一個(gè)比例控制值；采用蒸汽制熱時(shí)，其計(jì)算方式是PID控制，輸出的控制值是一個(gè)PID的控制值。
加濕控制機(jī)組通過(guò)用戶設(shè)定受控室內(nèi)的濕度要求和實(shí)際感應(yīng)器感應(yīng)到的濕度，在控制器中進(jìn)行PID運(yùn)算。當(dāng)實(shí)際的濕度大于需要的濕度時(shí)，加濕器關(guān)閉。當(dāng)實(shí)際的濕度小于設(shè)定的濕度時(shí)，控制器將輸出一個(gè)0～100％的PID控制值，控制了機(jī)組的加濕量。
本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明創(chuàng)造是一種采用了全新風(fēng)的精密空調(diào)系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)之中采用了先進(jìn)的DDC控制硬件結(jié)合PID(比例、積分、微分)焓差算法。避免了控制室內(nèi)由于采用了回風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)新回風(fēng)空氣交叉污染的情況，可以實(shí)現(xiàn)潔凈室內(nèi)的高潔凈度。采用先進(jìn)的控制器采樣周期短，可以實(shí)現(xiàn)潔凈室的高精度控制，節(jié)約了機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中的能量損耗。該精密空調(diào)控制系統(tǒng)所采用的DDC控制器還能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的各種狀態(tài)，查詢當(dāng)前和設(shè)定的溫濕度等狀態(tài)，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度設(shè)定及各種參數(shù)的控制；包括加熱控制、加濕器開(kāi)度控制、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)控制，傳感器的校正和定時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)；監(jiān)視各部件的運(yùn)行狀態(tài)，出現(xiàn)故障時(shí)停機(jī)和發(fā)出報(bào)警信號(hào)等功能。
說(shuō)明書(shū)附圖
下面結(jié)合機(jī)組的附圖進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明圖一是該發(fā)明創(chuàng)造機(jī)組系統(tǒng)示意圖；圖二是該發(fā)明創(chuàng)造控制器編程的控制邏輯框圖；具體實(shí)施方式
在示意圖一中1、預(yù)冷段蒸發(fā)器；2、預(yù)處理加熱器、3、新風(fēng)過(guò)濾網(wǎng)；4、新風(fēng)溫濕度傳感器、5、干燥過(guò)濾器；6、壓縮機(jī)；7、冷凝器；8、電極式加濕器；9深冷段蒸發(fā)器10、深處理加熱器；11、風(fēng)機(jī)；12、預(yù)處理后的溫濕度傳感器；13受控環(huán)境的溫濕度傳感器。
在圖二中，只有在室內(nèi)風(fēng)機(jī)運(yùn)行的情況下，其它部分才能運(yùn)轉(zhuǎn)。否則機(jī)組不能開(kāi)啟。制冷機(jī)的控制只有在風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行的情況下，通過(guò)DDC內(nèi)預(yù)冷段設(shè)定溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值和預(yù)冷段傳感器感應(yīng)到實(shí)際溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算輸出一個(gè)PID控制值控制預(yù)冷段的制冷量。通過(guò)受控環(huán)境實(shí)際溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值和DDC內(nèi)用戶設(shè)定的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值進(jìn)行PID運(yùn)算輸出一個(gè)PID值控制深冷段的運(yùn)行。DDC根據(jù)輸出的PID值自動(dòng)調(diào)整機(jī)組的制冷量，使機(jī)組達(dá)到制冷或抽濕的目的。
加熱控制根據(jù)加熱方式的不同，其控制形式可以采用比例調(diào)節(jié)控制或PID調(diào)節(jié)控制。當(dāng)采用電加熱PTC制熱時(shí)，其控制形式為比例控制；當(dāng)采用蒸汽制熱時(shí)，其控制形式為PID控制。主要控制過(guò)程如下；在預(yù)處理段把感應(yīng)到的實(shí)際溫度和預(yù)處理設(shè)定的溫度進(jìn)行比例或PID計(jì)算。當(dāng)高于預(yù)處理設(shè)定值時(shí)，加熱器關(guān)閉；當(dāng)?shù)陀陬A(yù)處理設(shè)定的溫度值時(shí)，根據(jù)比例或PID計(jì)算出來(lái)的結(jié)果來(lái)決定預(yù)處理加熱器的加熱量。在深處理段把感應(yīng)到的實(shí)際溫度和深處理設(shè)定的溫度對(duì)比。當(dāng)高于深處理設(shè)定值時(shí)；加熱器關(guān)閉；當(dāng)?shù)陀谏钐幚碓O(shè)定的溫度值時(shí)，根據(jù)比例或PID計(jì)算出來(lái)的結(jié)果來(lái)決定深處理加熱器的加熱量。
加濕控制；加濕器的加濕量通過(guò)加濕器的開(kāi)度進(jìn)行控制，加濕器的開(kāi)度控制由DDC控制器的根據(jù)室內(nèi)設(shè)定的濕度和實(shí)際的濕度進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出PID控制值，控制加濕器的開(kāi)度，從而控制了系統(tǒng)的加濕量。
全新風(fēng)精密空調(diào)系統(tǒng)由兩組制冷系統(tǒng)和兩組電加熱PTC，一個(gè)電極加濕器，風(fēng)機(jī)組成。另外根據(jù)控制的要求可以選擇不同的空氣過(guò)濾器來(lái)滿足不同潔凈室內(nèi)不同潔凈度的要求。
權(quán)利要求
1.一種采用了全新風(fēng)的恒溫恒濕精密空調(diào)系統(tǒng)，依次連接的是，新風(fēng)過(guò)濾器，預(yù)冷系統(tǒng)，預(yù)熱電加熱器，深冷系統(tǒng)，加濕器，深熱電加熱器和風(fēng)機(jī)組成。通過(guò)把空氣分為預(yù)處理和深處理來(lái)實(shí)現(xiàn)，預(yù)處理和深處理之間的冷量、熱量按一定的比例進(jìn)行分配。
2.在該發(fā)明創(chuàng)造之中，根據(jù)實(shí)測(cè)的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值和設(shè)定溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值進(jìn)行PID運(yùn)算，輸出0～100％的PID控制值。如采用變頻壓縮機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)能量按需進(jìn)行無(wú)級(jí)的能量調(diào)節(jié)；采用定頻壓縮機(jī)或級(jí)數(shù)調(diào)節(jié)的螺桿壓縮機(jī)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的有級(jí)能量調(diào)節(jié)。
3.在該發(fā)明創(chuàng)造之中，在預(yù)處理和深處理的加熱形式可以采用電加熱PTC制熱或蒸汽加熱。當(dāng)采用電加熱PTC加熱時(shí)，其控制過(guò)程是一個(gè)比例控制過(guò)程；當(dāng)采用蒸汽加熱時(shí)，其控制過(guò)程為PID控制的過(guò)程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用全新風(fēng)精密空調(diào)系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)采用先進(jìn)DDC控制器結(jié)合先進(jìn)的PID編程控制，其控制輸出信號(hào)為0～10V，2～10V或4～20mA的標(biāo)準(zhǔn)控制信號(hào)；由于DDC采樣的周期短，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組的高精度控制，降低了機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中的能耗。
5.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1、2所述，該精密空調(diào)的制冷不是單獨(dú)由溫度或濕度控制，而是由溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值進(jìn)行控制。
6.根據(jù)上述的權(quán)利要求書(shū)所述，該精密空調(diào)系統(tǒng)的加濕是由DDC控制器輸出的PID控制值進(jìn)行控制，加熱是由DDC輸出的比例控制值進(jìn)行控制。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造介紹的是一種采用了全新風(fēng)的恒溫恒濕精密空調(diào)系統(tǒng)。在該發(fā)明創(chuàng)造之中，機(jī)組主要特點(diǎn)是通過(guò)對(duì)新風(fēng)的進(jìn)行預(yù)冷和深冷，從而使室外的新風(fēng)降到用戶需要的環(huán)境溫度，避免了直接一次冷卻過(guò)程中壓縮機(jī)的負(fù)荷過(guò)大的問(wèn)題。在控制系統(tǒng)之中，采用了先進(jìn)的DDC控制器結(jié)合PID算法，通過(guò)焓差的PID值控制壓縮機(jī)的運(yùn)行，從而控制機(jī)組的制冷量和除濕量，通過(guò)實(shí)際溫度和設(shè)定溫度比較，輸出一個(gè)P控制值控制加熱器的開(kāi)啟可開(kāi)啟的組數(shù)，通過(guò)實(shí)際的濕度和設(shè)定濕度比較，經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算，輸出PID控制值控制加濕器的加濕量，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)組溫濕度的精密控制。
文檔編號(hào)F24F11/00GK1707188SQ200410027488
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2004年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月8日
發(fā)明者方沛明 申請(qǐng)人:東莞市廣大制冷有限公司