組合式恒溫恒濕控制風(fēng)柜及無(wú)露點(diǎn)控制方法與流程

組合式恒溫恒濕控制風(fēng)柜及無(wú)露點(diǎn)控制方法與流程

　　本發(fā)明的目的是為了解決現有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種組合式恒溫恒濕控制風(fēng)柜及無(wú)露點(diǎn)控制方法，旨在于提高室內溫濕度的控制精度的同時(shí)實(shí)現系統節能穩定地運行。

　　根據公開(kāi)的實(shí)施例，本發(fā)明的第一方面公開(kāi)了一種組合式恒溫恒濕控制風(fēng)柜，所述組合式恒溫恒濕控制風(fēng)柜的殼體內設置有新風(fēng)進(jìn)口1、回風(fēng)進(jìn)口2、新風(fēng)回風(fēng)混合箱3、粗效過(guò)濾器4、預熱器5、冷水盤(pán)管6、再熱器8、加濕器9、送風(fēng)機10、中效過(guò)濾器11和出風(fēng)口12；所述新風(fēng)進(jìn)口1、回風(fēng)進(jìn)口2和粗效過(guò)濾器4設置在混合粗效過(guò)濾段；所述預熱器5、冷水盤(pán)管6、再熱器8、加濕器9、送風(fēng)機10和中效過(guò)濾器11分別設置在預熱段、冷卻擋水段、再熱段、加濕段、送風(fēng)機段和中效過(guò)濾段；所述出風(fēng)口設置在送風(fēng)段；所述冷水盤(pán)管6通過(guò)冷凍水供回水管連接外部建筑的集中空調冷源系統，根據室內溫濕度傳感器的回饋信號來(lái)調節通過(guò)冷水盤(pán)管的冷凍水流量，進(jìn)而控制室內的濕度。

　　作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述出風(fēng)口10設有中效過(guò)濾器11，用于除去粗效過(guò)濾沒(méi)有去除和經(jīng)過(guò)送風(fēng)機所產(chǎn)生的粉塵顆粒等；所述預熱器5設置在預熱器段，用于加熱新風(fēng)回風(fēng)混合后的空氣，保證室內溫度的控制；所述再熱器8設置在再熱段，用于控制室內溫度的精度。

　　所述組合式恒溫恒濕控制風(fēng)柜空氣處理過(guò)程為：

　　新風(fēng)進(jìn)口1的新風(fēng)和回風(fēng)進(jìn)口2的回風(fēng)在新風(fēng)回風(fēng)混合箱3中混合，并依次通過(guò)粗效過(guò)濾器4、預熱器5、冷水盤(pán)管6、再熱器8、加濕器9、送風(fēng)機10和中效過(guò)濾器11。根據室內溫度、室內含濕量是否能夠達到其設定的控制目標值作為判斷依據，通過(guò)比較室內溫度與設定溫度的大小關(guān)系，以及通過(guò)比較室內含濕量與設定含濕量的大小關(guān)系，來(lái)實(shí)現對預熱器5和再熱器8的開(kāi)啟控制及功率的大小控制，對冷水盤(pán)管6的開(kāi)啟控制及流量閥門(mén)開(kāi)度的大小控制；加濕器9的開(kāi)啟控制及濕負荷的控制，使得系統能夠保證室內恒溫恒濕的控制。

　　所述冷水盤(pán)管6通過(guò)冷凍水供回水管連接外部建筑的集中空調冷源系統，在空調季節使用集中空調冷源系統的冷量，對新風(fēng)回風(fēng)混合氣體進(jìn)行降溫除濕處理，除此之外，可調節通過(guò)盤(pán)管的冷水流量來(lái)控制盤(pán)管的機器露點(diǎn)溫度進(jìn)而控制系統的除濕量。

　　根據公開(kāi)的實(shí)施例，本發(fā)明的第二方面公開(kāi)了一種基于組合式恒溫恒濕控制風(fēng)柜的無(wú)露點(diǎn)分區控制方法，以室內溫度、室內含濕量是否能夠達到其設定的控制目標值作為判斷依據，通過(guò)比較室內溫度與設定溫度的大小關(guān)系，以及通過(guò)比較室內含濕量與設定含濕量的大小關(guān)系，來(lái)劃分控制分區，則就能對控制策略區進(jìn)行簡(jiǎn)單的邏輯判斷。為此，合理的控制分區可以這樣進(jìn)行界定：

　　一、如果回風(fēng)含濕量比室內含濕量設定值大，則說(shuō)明風(fēng)柜處理能力不夠，需要增加表冷器(或噴水室)的冷凍水流量，此時(shí)認為風(fēng)機處于控制1區或控制2區，需要通過(guò)調節冷凍水流量來(lái)控制室內空氣含濕量，同時(shí)輔助控制風(fēng)柜再熱器加熱量控制室內溫度，這樣以來(lái)就能夠實(shí)現溫濕度穩定控制。

　　二、在判斷風(fēng)柜處于控制1區或控制2區的前提條件下，根據室外新風(fēng)焓值和室內空氣設定焓值的大小比較，當新風(fēng)焓大于室內空氣設定焓值時(shí)，則處于控制1區，此時(shí)回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)最大，根據回風(fēng)CO2濃度調節新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)開(kāi)度，同時(shí)根據送風(fēng)溫差設定值調整送風(fēng)機運行頻率，控制過(guò)程是穩定的，輔助控制風(fēng)柜再熱器加熱量控制室內溫度，這樣以來(lái)就能夠實(shí)現溫濕度穩定控制。

　　三、在判斷風(fēng)柜處于控制2區的前提條件下，當新風(fēng)焓小于室內空氣設定焓值時(shí)，則新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)全開(kāi)，而回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)關(guān)閉，同時(shí)根據送風(fēng)溫度調整送風(fēng)機運行頻率，輔助控制風(fēng)柜再熱器加熱量控制室內溫度，這樣以來(lái)就能夠實(shí)現溫濕度穩定控制。

　　四、當實(shí)時(shí)監測回風(fēng)含濕量比室內空氣含濕量設定值小時(shí)，則認為風(fēng)柜處于控制3區、控制4區或控制5區，而如果回風(fēng)溫度比室內溫度設定值高，則風(fēng)柜必然處于控制5區或控制3區，進(jìn)一步判斷新風(fēng)焓值與室內空氣設定焓值的大小，由此判斷是否采用最小新風(fēng)比或最大新風(fēng)比，該控制區取回風(fēng)溫度作為反饋控制信號，對表冷器冷凍水流量進(jìn)行控制，以此控制室內溫度，同時(shí)控制加濕器的加濕量來(lái)控制室內相對濕度。

　　五、如果回風(fēng)溫度低于室內空氣設定溫度，則風(fēng)柜處于控制4區，控制4區的控制最為復雜，首先通過(guò)減少新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)開(kāi)度，來(lái)控制室內空氣溫度，避免過(guò)早使用新風(fēng)，當新風(fēng)閥減少至剛好滿(mǎn)足最小CO2濃度要求時(shí)，則停止控制新風(fēng)閥，而采用控制預熱器預熱量來(lái)控制室內溫度，同時(shí)控制加濕器加濕量控制室內相對濕度。通過(guò)這樣的控制分區，實(shí)現了風(fēng)柜無(wú)露點(diǎn)動(dòng)態(tài)控制，也是本技術(shù)的創(chuàng )新之處。

　　無(wú)露點(diǎn)分區控制方法，還包括風(fēng)柜控制分區的模糊化?？刂品謪^的控制要求有一定的時(shí)間滯后，考慮到在控制分區的分界處可能存在頻繁切換的問(wèn)題，需要對控制分區切換過(guò)程模糊化，這在傳統風(fēng)柜系統中是少見(jiàn)的，而這正是實(shí)現風(fēng)柜動(dòng)態(tài)無(wú)露點(diǎn)控制的關(guān)鍵技術(shù)。

　　無(wú)露點(diǎn)分區控制方法，需要通過(guò)PID控制的離散化處理。PID控制過(guò)程的離散化是依賴(lài)于上位機來(lái)實(shí)現的，通過(guò)將理論上的PID控制過(guò)程離散成多段定值控制過(guò)程，這樣能夠充分保證控制過(guò)程的穩定性。

　　本發(fā)明相對于現有技術(shù)具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

　　(1)本發(fā)明設置了預熱段，對于過(guò)渡季節和供暖的季節能夠有效地利用低位能源及保證室內溫度的控制，有效的避免了再熱器的再熱不足及能耗巨大消耗的情況。

　　(2)本發(fā)明在送風(fēng)口處設置了中效過(guò)濾器，能夠去除粗效過(guò)濾器沒(méi)有除去的和送風(fēng)機所產(chǎn)生的顆粒物，有效地提高了室內的空氣品質(zhì)，適合環(huán)境要求較高的場(chǎng)所。

　　(3)本發(fā)明提出無(wú)露點(diǎn)控制技術(shù)方案，通過(guò)計算機強大計算分析功能實(shí)現對系統實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調節，有效地實(shí)現系統節能穩定地運行。

　　附圖說(shuō)明

　　圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

　　圖2是本發(fā)明的控制分區示意圖。

　　具體實(shí)施方式

　　為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng )造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

　　實(shí)施例

　　如圖1所示，本實(shí)施例公開(kāi)了一種組合式恒溫恒濕控制風(fēng)柜，包括空氣處理風(fēng)柜殼體13，空氣處理風(fēng)柜殼體內設置有新風(fēng)進(jìn)口1、回風(fēng)進(jìn)口2、新風(fēng)回風(fēng)混合箱3、粗效過(guò)濾器4、預熱器5、冷水盤(pán)管6、冷水擋板7、再熱器8、加濕器9、送風(fēng)機10、中效過(guò)濾器11和出風(fēng)口12。新風(fēng)、回風(fēng)在新風(fēng)回風(fēng)混合箱3內混合后一次通過(guò)粗效過(guò)濾器4、預熱器5、冷水盤(pán)管6、冷水擋板7、再熱器8、加濕器9、送風(fēng)機10和中效過(guò)濾器11，最后達到送風(fēng)要求。

　　圖2所示為本發(fā)明的控制分區示意圖，通過(guò)比較室內溫度與設定溫度及室內含濕量與設定含濕量的大小關(guān)系，來(lái)劃分控制分區。傳統定露點(diǎn)控制的全年運行控制分區在春夏過(guò)度季節需要通過(guò)整定室內溫濕度控制目標值，并結合新風(fēng)量調節的方法實(shí)現推遲用冷時(shí)間、節約空調能耗的控制過(guò)程，而實(shí)際上房間熱濕負荷及溫濕度控制目標值都非固定不變的，因此根據傳統定露點(diǎn)控制的分區控制方式存在很大局限性，區別于常規的基于定露點(diǎn)控制的全年運行控制分區控制策略，本發(fā)明直接以空調房間溫度和濕度的控制目標設定值與實(shí)測值的大小關(guān)系來(lái)進(jìn)行控制分區。其中，控制1區為最小新風(fēng)比控制區(除濕)，新風(fēng)量最小，同時(shí)有除濕要求；控制2區為全新風(fēng)控制區(除濕)，新風(fēng)量最大，沒(méi)有回風(fēng)，同時(shí)有除濕要求；控制3區為全新風(fēng)控制區(加濕)，新風(fēng)量最大，沒(méi)有回風(fēng)，同時(shí)有加濕要求；控制4區為變新風(fēng)控制區(加濕)，通過(guò)調整新風(fēng)量比例來(lái)控制室內溫度，避免過(guò)早使用人工冷源，同時(shí)有加濕要求；控制5區為最小新風(fēng)比控制區(加濕)，新風(fēng)量最小，同時(shí)有加濕要求。如果回風(fēng)含濕量比室內含濕量設定值大，則說(shuō)明風(fēng)柜處理能力不夠，需要增加通過(guò)冷水盤(pán)管6的冷凍水流量來(lái)控制室內空氣含濕量，并認為風(fēng)機處于控制1區或控制2區，同時(shí)輔助控制風(fēng)柜再熱器8的加熱量來(lái)控制室內溫度，從而實(shí)現溫濕度穩定控制。

　　在判斷風(fēng)柜處于控制1區或控制2區的前提條件下，當新風(fēng)焓大于室內空氣設定焓值時(shí)，則處于控制1區，此時(shí)回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)最大，根據回風(fēng)CO2濃度調節新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)開(kāi)度，同時(shí)根據送風(fēng)溫差設定值調整送風(fēng)機10的運行頻率來(lái)滿(mǎn)足系統的控制要求；當新風(fēng)焓小于室內空氣設定焓值時(shí)，則處于控制2區，則新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)全開(kāi)，而回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)關(guān)閉，同時(shí)根據送風(fēng)溫度調整送風(fēng)機10的運行頻率，輔助控制風(fēng)柜再熱器8的加熱量來(lái)控制室內溫度，這樣以來(lái)就能夠實(shí)現溫濕度穩定控制。

　　當實(shí)時(shí)監測回風(fēng)含濕量比室內空氣含濕量設定值小時(shí)，則認為風(fēng)柜處于控制3區、控制4區或控制5區，而如果回風(fēng)溫度比室內溫度設定值高，則風(fēng)柜必然處于控制5區或控制3區，進(jìn)一步判斷新風(fēng)焓值與室內空氣設定焓值的大小，由此判斷是否采用最小新風(fēng)比或最大新風(fēng)比，該控制區取回風(fēng)溫度作為反饋控制信號，對通過(guò)冷水盤(pán)管6的冷凍水流量進(jìn)行控制，以此控制室內溫度，同時(shí)控制加濕器9的加濕量來(lái)控制室內相對濕度；若回風(fēng)溫度低于室內空氣設定溫度，則風(fēng)柜處于控制4區，控制4區的控制最為復雜，首先通過(guò)減少新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)開(kāi)度，來(lái)控制室內空氣溫度，避免過(guò)早使用新風(fēng)，當新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)減少至剛好滿(mǎn)足最小CO2濃度要求時(shí)，則停止控制新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)，而采用控制預熱器5的預熱量來(lái)控制室內溫度，同時(shí)控制加濕器9的加濕量控制室內相對濕度，從而能夠實(shí)現系統的控制要求。

　　本實(shí)施例還公開(kāi)了一種基于組合式恒溫恒濕控制風(fēng)柜的無(wú)露點(diǎn)控制方法，其工作流程具體如下：

　　步驟S1、開(kāi)啟新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)和回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)，新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)的開(kāi)度調節至最小狀態(tài)，回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)打開(kāi)至最大狀態(tài)，待新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)和回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)正常打開(kāi)之后，啟動(dòng)組合式風(fēng)柜的送風(fēng)機10。

　　步驟S2、監測風(fēng)柜的回風(fēng)溫度和回風(fēng)含濕量，通過(guò)風(fēng)柜控制單元對回風(fēng)含濕量和室內空氣含濕量設定值進(jìn)行比對分析，如果回風(fēng)含濕量大于室內空氣含濕量設定值，控制單元將控制模式調整為控制1區或控制2區。根據風(fēng)柜控制單元采集的新風(fēng)溫度和含濕量，由控制單元計算新風(fēng)焓值，并與室內空氣焓值設定值對比分析，如果新風(fēng)焓值大于室內空氣焓值設定值，則控制系統調整至控制1區；反之，則調整至控制2區。

　　步驟S3、監測風(fēng)柜的回風(fēng)溫度和回風(fēng)含濕量，通過(guò)風(fēng)柜控制單元對回風(fēng)含濕量和室內空氣含濕量設定值進(jìn)行比對分析，如果回風(fēng)含濕量小于室內空氣含濕量設定值，控制單元將控制模式調整為控制3區、控制4區或控制5區。根據新風(fēng)溫度和含濕量，由控制單元計算新風(fēng)焓值，并與室內空氣焓值設定值對比分析，如果新風(fēng)焓值大于室內空氣焓值設定值，則控制系統調整至控制5區；反之，則調整至控制3區或控制4區。

　　步驟S4、根據控制單元判斷結果，如果處于控制1區，則調整新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)的開(kāi)度至最小值，調整回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)的開(kāi)度至最大值?？刂茊卧O測風(fēng)柜送風(fēng)溫度，根據送風(fēng)溫差(人工設定)，控制送風(fēng)機10的運行頻率，滿(mǎn)足送風(fēng)溫差要求；調節表面式冷卻器的冷水盤(pán)管6的冷凍水閥門(mén)，滿(mǎn)足室內含濕量的控制要求；調節再熱器8的熱水閥門(mén)，滿(mǎn)足室內溫度的控制要求。

　　步驟S5、根據控制單元的實(shí)時(shí)控制區判斷結果，如果處于控制2區，則調整新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)的開(kāi)度至最大值，關(guān)閉回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)?？刂茊卧O測風(fēng)柜送風(fēng)溫度，根據送風(fēng)溫差(人工設定)，控制送風(fēng)機10的運行頻率，滿(mǎn)足送風(fēng)溫差要求；調節表面式冷卻器的冷水盤(pán)管6的冷凍水閥門(mén)，滿(mǎn)足室內含濕量的控制要求；調節再熱器8的熱水閥門(mén)，滿(mǎn)足室內溫度的控制要求。

　　步驟S6、根據控制單元的實(shí)時(shí)控制區判斷結果，如果處于控制5區，則調整新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)的開(kāi)度至最小值，調整回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)開(kāi)度至最大值?？刂茊卧O測風(fēng)柜送風(fēng)溫度，根據送風(fēng)溫差(人工設定)，控制送風(fēng)機10的運行頻率，滿(mǎn)足送風(fēng)溫差要求；調節表面式冷卻器的冷水盤(pán)管6的冷凍水閥門(mén)，滿(mǎn)足室內溫度的控制要求；調節加濕器9，滿(mǎn)足室內含濕量的控制要求。

　　步驟S7、根據控制單元的實(shí)時(shí)控制區判斷結果，如果處于控制3區或控制4區，則首先調整新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)的開(kāi)度至最大值，關(guān)閉回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)，控制單元監測風(fēng)柜送風(fēng)溫度，根據送風(fēng)溫差，控制送風(fēng)機10的運行頻率，滿(mǎn)足送風(fēng)溫差要求；調節冷水盤(pán)管6的冷凍水閥門(mén)，滿(mǎn)足室內溫度的控制要求，此時(shí)再熱器8的閥門(mén)不動(dòng)作；調節過(guò)程持續到冷水盤(pán)管6的冷凍水閥門(mén)開(kāi)度等于0，且能滿(mǎn)足溫度控制要求；調節加濕器9，滿(mǎn)足室內含濕量的控制要求，此時(shí)，控制系統處于控制3區；

　　步驟S8、根據控制單元的實(shí)時(shí)控制區判斷結果，如果處于控制3區或控制4區，則首先調整新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)的開(kāi)度至最大值，關(guān)閉回風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)，控制單元監測風(fēng)柜送風(fēng)溫度，根據送風(fēng)溫差，控制送風(fēng)機10的運行頻率，滿(mǎn)足送風(fēng)溫差要求；優(yōu)先調節冷水盤(pán)管6的冷凍水閥門(mén)，預熱器5不動(dòng)作，當冷水盤(pán)管6的冷凍水閥門(mén)開(kāi)度已經(jīng)等于0，且仍然不能滿(mǎn)足室內溫度的控制要求，室內溫度低于設定值，此時(shí)需要停止冷凍水調節閥動(dòng)作，同時(shí)啟動(dòng)預熱器5或再熱器8的調節功能；此時(shí)控制系統處于控制4區，關(guān)閉冷水盤(pán)管6的冷凍水閥門(mén)，優(yōu)先減少新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)的開(kāi)度，以控制室內溫度；如新風(fēng)進(jìn)口閥門(mén)的開(kāi)度已調整至最小(根據室內CO2的濃度控制)，且室內溫度仍然低于設定值，則打開(kāi)預熱器5的熱水閥門(mén)進(jìn)行輔助控制，調節加濕器9，滿(mǎn)足室內含濕量的控制要求。

　　上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。