CN107588514A - 一种空调温湿度解耦***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑节能及空调通风控制技术领域，具体涉及一种空调温湿度解耦***及其控制方法。***通过采集温、湿度测量信号，根据冷、湿负荷的变化调节末端盘管进水温度以及送入室内的风量，完成空调***温湿度解耦控制、室内热舒适控制，另一方面，此***利用电动三通阀与变频风机控制末端盘管的进、出水温度以及送风量，进而维持房间的相对湿度与温度的恒定，无需再热，避免了不必要的能量浪费；本发明的空调温、湿度解耦***结构简单，控制自动化，性能可靠，节能潜力大，可广泛应用于建筑空调***中。

Description

一种空调温湿度解耦***及其控制方法

技术领域

本发明涉及建筑节能及空调通风控制技术领域，具体涉及一种空调温湿度解耦***及其控制方法。

背景技术

室内热湿环境对人体的热舒适性有很大的影响，随着生活品质的提高，单一的温度控制已不能满足人们对热舒适性需求。在空调***中，房间温湿度控制存在强非线性、强耦合性的特点，传统的空调***(如一次回风***)一般利用末端盘管对空气进行过冷除湿以控制温度，通过再热装置加热空气以控制温度，这样会形成较大的能量浪费，***结构也复杂。如不进行再热，为避免结露，送风温度不能过低，此时房间的湿度面求得不到保证。此处，有人提出采用干盘管承担室内热负荷，溶液除湿***控制湿度以保证室内的热湿环境，但由于溶液除湿***结构复杂，除湿材料性能不稳定，在目前的空调***中使用并不广泛。研究表明盘管的进出水温度以及空气流速的改变会同时引起空调设备降温与除湿能力的变化，但二者的影响程度不同，盘管进出水温度对末端的除湿量有很大的影响，改变空气流速可以实现末端不同的降温需求。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供了一种空调温湿度解耦***及其控制方法，保证房间的温、湿度需求的同时降低空调***的运行能耗。

为实现上述目的，本发明提供了一种空调温湿度解耦***，其根据冷、湿负荷的变化调节空调末端盘管进水温度以及送入室内的风量，包括空调末端盘管，所述空调温、湿度解耦***还包括：

温、湿度传感器，所述温、湿度传感器设置在空调末端回风口，分别用于采集空调回风口的温度和湿度；

阀门控制模块，所述阀门控制模块连接湿度传感器，用于接收回风口实时相对湿度信号，并依据实时相对湿度信号输出对盘管的进、出水温度进行调节的控制信号；

水泵控制模块，用于输出控制信号控制水泵的启停；

水泵，所述水泵设置在开端盘管旁，水泵连接水泵控制模块，用于提供盘管内水的输送动力；

电动阀门，所述电动阀门设置在空调末端中盘管进、出水管段上，电动阀门连接阀门控制模块，用于改变盘管的进、出水温度，从而实现除湿量的调节；

旁通管，所述旁通管设置在盘管进、出水管段，旁通管连接电动阀门，用于对盘管的进、出水温度进行控制；

风机控制模块，所述风机控制模块连接温度传感器，用于接收回风口实时温度信号，并根据实时温度信号输出对末端的送风量进行调节的控制信号；

风机变频器，所述风机变频器连接风机控制模块，用于调节空调末端的送风量，维持回风温度恒定；

风机，所述风机连接风机变频器，用于向室内送风。

作为本发明的进一步方案，所述空调温湿度解耦***还包括开关单元，所述开关单元一端与电源连接，另一端分别与所述水泵、风机、电动阀门和风机变频器连接，用于所述水泵、风机、电动阀门和风机变频器配电。

作为本发明的进一步方案，所述空调温湿度解耦***还包括控制柜，阀门控制模块、风机控制模块、风机变频器和水泵控制模块均设置在控制柜中。

本发明还提供了一种空调温湿度解耦***的控制方法，所述控制方法具体包括：

(1)分别在阀门控制模块给定回风相对湿度设定值和在风机控制模块给定回风温度的设定值；

(2)回风口相对湿度调控：阀门控制模块接收湿度传感器采集的空调回风口的实时相对湿度信号，与相对湿度设定值相比较，获取电动阀门开度信号，控制模块输出开度控制信号，通过调节电动阀门的开度调节盘管的进、出水温度；

(3)回风口温度调控：风机控制模块接收温度传感器采集的空调回风口的实时温度，与温度设定值比较，获取风机的运行频率信号，风机控制模块输出频率控制信号，通过风机变频器调节风机运行频率，从而维持回风温度在设定值。

作为本发明的进一步方案，所述阀门控制模块和风机控制模块同时输出控制信号控制电动阀门开度和风机运行频率，进一步维持空调末端回风的温、湿度恒定，同时本方法的自动化程度高。

本发明所述的空调温、温度解耦***及其控制方法的技术特点：

(1)在空调末端装置回风口处设置温、湿度传感器，利用盘管进出水管上的电动三通阀以及变频风机实现房间的温湿度解耦控制；

(2)风机变频运行，根据回风温度控制送入室内的风量，在保证房间舒适性要求的同时降低了风机能耗。

(3)在房间湿负荷变小时，通过盘管的水循环来提高盘管的出水温度。

(4)***同时自动化控制电动阀门与风机，维持房间回风湿度、温度恒定。

设置本发明的有益效果：

在本发明所述的一种空调温、湿度解耦***控制方法，通过温、湿度测量信号，根据冷、湿负荷的变化调节末端盘管进水温度以及送入室内的风量，完成空调***温湿度解耦控制、室内热舒适控制，避免了不必要的能量浪费；本发明的空调温、湿度解耦***结构简单，控制自动化，性能可靠，节能潜力大，可广泛应用于建筑空调***中。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的空调温、湿度解耦***的控制原理图；

其中：1、空调机组，2、盘管，3、风机，4、回风口，5、出风口，6、水泵，7、盘管进水管，8、出水管，9、旁通管，10、电动三通阀，11、湿度传感器，12、温度传感器，13、控制柜，14、电源空气开关，15、阀门控制模块，16、风机控制模块，17、水泵控制模块，18、风机变频器

具体实施方式

展示一下实例来具体说明本发明的某些实施例，且不应解释为限制本发明的范围。对本发明公开的内容可以同时从材料、方法和反应条件进行改进，所有这些改进，均应落入本发明的的精神和范围之内。

实施例一：空调温湿度解耦***

如图1所示，本实施例中的空调温、湿度解耦***，是根据冷、湿负荷的变化来调节空调末端盘管进水温度以及送入室内的风量，该***安装在空调机组1上，包括空调末端盘管2，还包括：(1)设置在空调末端回风口的温度传感器12和湿度传感器11，分别用于采集空调回风口4的温度和湿度；(2)与湿度传感器11电连接的阀门控制模块15，用于接收回风口4实时相对湿度信号，并依据实时相对湿度信号输出对盘管2的进、出水温度进行调节的控制信号；(3)水泵控制模块17，用于输出控制信号控制水泵6的启停；(4)与水泵控制模块17电连接的水泵6，水泵6设置在开端盘管2旁，用于提供盘管内水的输送动力；(5)设置在设置在空调末端中盘管进、出水管段电动阀门，电动阀门电连接阀门控制模块，用于改变盘管的进、出水温度，从而实现除湿量的调节；(6)设置在盘管进、出水管段的旁通管，旁通管连接电动阀门，用于对盘管的进、出水温度进行控制；(7)风机控制模块，风机控制模块连接温度传感器，用于接收回风口实时温度信号，并根据实时温度信号输出对末端的送风量进行调节的控制信号；(8)与风机控制模块电连接的风机变频器，用于调节空调末端的送风量，维持回风温度恒定；(9)风机，风机与风机变频器电连接，用于向室内送风。

本实施例中，水泵、风机、电动阀门和风机变频器均连接电源空气开关14，开关的另一端与电源连接，用于对水泵6、风机3、电动三通阀10和风机变频器18配电。如图1所示，此***中还可以设置一个控制柜13，并将阀门控制模块15、风机控制模块16、风机变频器18和水泵控制模块17均设置在控制柜中。

实施例二：空调温湿度解耦***的控制方法

本实施例中的一种空调温湿度解耦***的控制方法，用于室内温、湿度在设定的范围内对室内温、湿度进行控制调节，所述方法具体包括以下步骤：

(1)在阀门控制模块给定回风相对湿度的设定值(如65％)，在风机控制模块给定回风温度的设定值(如25℃)。空调末端运行时，控制柜13中空气开关14闭合，风机3正常运行，阀门控制模块15输出控制信号开启盘管出水管8上的电动三通阀10上的出水管端，旁通管9阀门关闭，水泵6接受水泵控制模块17输出的控制信号后延迟1分钟启动，末端各部件工作，实现空调房间的正常送风。

(2)阀门控制模块15接收风口湿度传感器11采集的空调回风口4的实时相对湿度信号，与相对湿度设定值相比较，获取电动阀门开度信号，阀门控制模块15输出电动阀门开度信号，从而控制电动三通阀10旁通管端的开度，百而改变盘管的进、出水温度。当回风的相对湿度低于设定值65％进，阀门控制模块15输出控制信号使电动三通阀10旁通管端的开度变大，盘管2出水从旁通管9流入进水管7，进水管7水温升高，除湿量减小，回风(房间空气)的相对湿度升高至设定值，此时通过盘管的水循环，盘管的出水温度升高，进入蒸发器的水温升高，可以提高制冷机的能效；当回风的相对湿度高于设定值65％时，阀门控制模块15输出控制信号使电动三通阀10旁通管端的开度变小，旁通管9流量减小，盘管2的进水管7水温降低，除湿量增大，回风(房间空气)的相对湿度降低至设定值。

(3)风机控制模块16接收温度传感器12采集的空调回风口4的实时温度，与温度设定值比较，获取风机的运行频率信号，风机控制模块16输出频率信号，通过风机变频器18调节风机运行频率，从而维持回风温度在设定值；具体运行过程为：当回风温度低于设定值25℃时，风机控制模块16输出变频信号通过风机变频器19降低风机3的运行频率，房间送风量减小，风机能耗降低；当回风温度高于设定值时，风机控制模块16输出变频信号通过风机变频器19提高风机3的运行频率，增加空调末端的送风量，回风温度降低至设定值，维持回风口温度恒定，进而保证房间的热舒适性要求。

本发明的空调温湿度解耦***的控制方法中，阀门控制模块和风机控制模块是同时输出控制信号控制电动阀门开度和风机运行频率，进一步维持空调末端回风的温、湿度恒定，实现解耦控制，保证***的高效稳定的运行。当***停止运行时，末端水泵停止运行，电动三通阀门关闭，风机停止运行。

本发明提供的空调温、湿度解耦***一方面可以很好的实现空调房间的温、湿度解相控制,提高房间的热舒适性；另一方面，此***利用电动三通阀与变频风机控制末端盘管的进、出水温度以及送风量，进而维持房间的相对湿度与温度的恒定，结构简单，无需再热，避免了不必要的能量浪费；而且在房间湿负荷减小，通过盘管的水循环使盘管的出水温度升高，进入蒸发器的水温升高，可以提高制冷机的能效；本发明提供的控制方法可以根据末端回风的相对湿度与温度控制电动三通阀的开度以及风机的变频运行，实现控制自动化，保证了***的高效与稳定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空调温湿度解耦***，其根据冷、湿负荷的变化调节空调末端盘管进水温度以及送入室内的风量，包括空调末端盘管，其特征在于，所述空调温、湿度解耦***还包括：

温、湿度传感器，所述温、湿度传感器设置在空调末端回风口，分别用于采集空调回风口的温度和湿度；

阀门控制模块，所述阀门控制模块连接湿度传感器，用于接收回风口实时相对湿度信号，并依据实时相对湿度信号输出对盘管的进、出水温度进行调节的控制信号；

水泵控制模块，用于输出控制信号控制水泵的启停；

水泵，所述水泵设置在开端盘管旁，水泵连接水泵控制模块，用于提供盘管内水的输送动力；

电动阀门，所述电动阀门设置在空调末端中盘管进、出水管段上，电动阀门连接阀门控制模块，用于改变盘管的进、出水温度，从而实现除湿量的调节；

旁通管，所述旁通管设置在盘管进、出水管段，旁通管连接电动阀门，用于对盘管的进、出水温度进行控制；

风机控制模块，所述风机控制模块连接温度传感器，用于接收回风口实时温度信号，并根据实时温度信号输出对末端的送风量进行调节的控制信号；

风机变频器，所述风机变频器连接风机控制模块，用于调节空调末端的送风量，维持回风温度恒定；

风机，所述风机连接风机变频器，用于向室内送风。

2.根据权利要求1所述的一种空调温湿度解耦***，其特征在于，所述空调温、湿度解耦***还包括开关单元，所述开关单元一端与电源连接，另一端分别与所述水泵、风机、电动阀门和风机变频器连接，用于所述水泵、风机、电动阀门和风机变频器配电。

3.根据权利要求1所述的一种空调温湿度解耦***，其特征在于，所述空调温湿度解耦***还包括控制柜，阀门控制模块、风机控制模块、风机变频器和水泵控制模块均设置在控制柜中。

4.一种空调温湿度解耦***的控制方法，其特征在于，所述控制方法具体包括：

(1)分别在阀门控制模块给定回风相对湿度设定值和在风机控制模块给定回风温度的设定值；

(2)回风口相对湿度调控：阀门控制模块接收湿度传感器采集的空调回风口的实时相对湿度信号，与相对湿度设定值相比较，获取电动阀门开度信号，控制模块输出开度控制信号，通过调节电动阀门的开度调节盘管的进、出水温度；

(3)回风口温度调控：风机控制模块接收温度传感器采集的空调回风口的实时温度，与温度设定值比较，获取风机的运行频率信号，风机控制模块输出频率控制信号，通过风机变频器调节风机运行频率，从而维持回风温度在设定值。

5.根据权利要求4所述的一种空调温湿度解耦***的控制方法，其特征在于，所述阀门控制模块和风机控制模块同时输出控制信号控制电动阀门开度和风机运行频率，进一步维持空调末端回风的温、湿度恒定。