CN108518764A - 一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***及方法 - Google Patents

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CN108518764A CN201810211654.7A CN201810211654A CN108518764A CN 108518764 A CN108518764 A CN 108518764A CN 201810211654 A CN201810211654 A CN 201810211654A CN 108518764 A CN108518764 A CN 108518764A
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Abstract

本发明公开了一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***，包括组合式空气处理机组、控制模块、回风温湿度传感器、CO2浓度传感器、新风温湿度传感器、送风温湿度传感器和室外温湿度传感器。该控制方法包括如下步骤：a、空调区域冷负荷Q、湿负荷W计算；b、确定送风量F和送风机频率ω；c、确定送风目标含湿量ds'；d、确定新回风混合比和新回风混合参数；e、确定控制模式；f、确定控制模式。本发明通过安装少量传感器，且传感器安装于可保证测量准确度的位置，依靠控制器内置算法，精准计算组合式空气处理机组空气处理过程，实现组合式空气处理机组送风温湿度的精确控制与节能运行。

Description

一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***及方法
技术领域
本发明涉及一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***及方法。
背景技术
组合式空气处理机是新型组合式空调机组，应用先进的CAD辅助设计及生产工艺制造而成，具有结构紧凑，外形美观，安装维修方便，整机刚性好，漏风量小等特点，可广泛应用于电子仪表、精密机械制造、纺织、化纤、卷烟、制药、食品、电站、轻化工等工业性空调，也适用于商业大厦、饭店、超级市场、影剧院、体育馆、商场、餐厅、宾馆、办公大楼等商用及民用大中型公共建筑的舒适性空调。
现有组合式空气处理机组的控制主要有以下几种：
1.定风量控制：组合式空气处理机组满负荷全风量运行，依靠回风温湿度调节供冷量、加热量以及加湿量，该控制方法控制滞后且不节能；
2.变风量控制：a.依据回风温度调节风机频率，改变送风风量；依据回风的温湿度调节供冷量、加热量以及加湿量，该控制方法控制滞后，虽然有一定的节能效果，但未充分挖掘节能空间。b.也有在前述方法基础上在组合式空气处理机组各功能段加装传感器以达到精确控制目的，但因组合式空气处理机组的特殊性，传感器测量准确度无法保证，从而无法实现真正的精确控制。
综上，现有的组合式空气处理机组主要存在以下缺点：(1)定风量控制不节能；(2)控制参数单一，无法实现送风温湿度的精确控制；(3)需要大量传感器支撑，传感器测量准确度无法保证，影响控制效果。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***及方法的技术方案，整体结构设计合理，通过安装少量传感器，且传感器安装于可保证测量准确度的位置，依靠控制器内置算法，精准计算组合式空气处理机组空气处理过程，实现组合式空气处理机组送风温湿度的精确控制与节能运行。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***，其特征在于：包括组合式空气处理机组、控制模块、回风温湿度传感器、CO2浓度传感器、新风温湿度传感器、送风温湿度传感器和室外温湿度传感器，组合式空气处理机组包括回风段、回风调节阀、新风段、新风调节阀、初效过滤段、混风段、表冷段、冷水阀、加热段、热水阀、喷蒸汽加湿段、蒸汽阀、送风机段和中效过滤段，冷水阀安装于表冷段的供水管上，热水阀安装于加热段的供水管上，蒸汽阀安装于喷蒸汽加湿段的供蒸汽管上，回风温湿度传感器和CO2浓度传感器均安装于回风段的回风管上，新风温湿度传感器安装于新风段的新风入口管上，送风温湿度传感器安装于送风管上，室外温湿度传感器安装于室外。
采用如上述的一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)空调区域冷负荷Q、湿负荷W计算
记空调区域容积为V，空气定压比热容为c，空气密度为ρ，空调区域目标温度为To，目标相对湿度为RHo，回风温湿度传感器测得回风温度Th和回风相对湿度RHh，室外温湿度传感器测得室外温度Tw和回风相对湿度RHw；
空调区域冷负荷：Q＝Q1+Q2
空调区域湿负荷：W＝W1+W2
Q1为上一采样周期t空调区域遗留冷负荷，Q2为下一采样周期t空调区域环境冷负荷，W1为上一采样周期t空调区域遗留湿负荷，W2为下一采样周期t空调区域环境湿负荷；
Q1＝cρV(Th-To)
Q2：依据空调区域实际情况，预先在控制模块中设置计算参数与方法，根据采集到的室外温度Tw和目标温度To计算单位时间冷负荷，并乘以采样周期t计算得到；
W1＝(dh-do)V
其中回风含湿量dh＝f(Th,RHh)，室内目标含湿量dO＝f(TO,RHO)；
W2：为依据空调区域实际散湿量，预先在控制模块中设置计算参数与方法，计算单位时间湿负荷，并乘以采样周期t计算得到；
(2)确定送风量F和送风机频率ω
预先设定送风温差△T，则
送风目标温度T's＝TO-ΔT
送风量
依据计算得到的送风量F，计算相应的送风机频率ω；
(3)确定送风目标含湿量d's
其中室内目标含湿量dO＝f(TO,RHO)；
(4)确定新回风混合比和新回风混合参数
回风温湿度传感器测得回风温度Th和回风相对湿度RHh，新风温湿度传感器测得新风温度Tx和新风相对湿度RHx，控制模块依据回风温度Th、回风相对湿度RHh、新风温度Tx、新风相对湿度RHx计算回风焓值Hh和新风焓值Hx，并依据CO2浓度Tx及步骤(2)中确定的送风量F计算分配新回风混合比，确定新风调节阀和回风调节阀的开度，并计算得到新回风混合温度Tm和新回风混合含湿量dm；
(5)确定控制模式
比较计算得到的送风目标温度T's与新回风混合温度Tm、送风目标含湿量d's与新回风混合含湿量dm，确定控制模式并执行相应指令；
a)Tm＜T's，dm＜d's：加热、增湿模式；
关闭冷水阀，计算加热量，确定并调节热水阀开度，计算加湿量，确定并调节蒸汽阀开度；
b)Tm＜T's，dm＞d's：加热、减湿模式；
Tm＞T's，dm＞d's：冷却、减湿模式；
Tm＝T's，dm＞d's：减湿模式；
关闭蒸汽阀，计算减湿量，确定并调节冷水阀开度，计算加热量，确定并调节热水阀开度TS’；
c)Tm＜T's，dm＝d's：加热模式；
关闭冷水阀和蒸汽阀，计算加热量，确定并调节热水阀开度；
d)Tm＞T's，dm＜d's：冷却、增湿模式；
关闭热水阀，计算减热量，确定并调节冷水阀开度，计算加湿量，确定并调Tm节蒸汽阀开度；
e)Tm＞T's，dm＝d's：冷却模式；
关闭热水阀和蒸汽阀，计算减热量，确定并调节冷水阀开度；
f)Tm＝T's，dm＜d's：增湿模式；
关闭冷水阀和热水阀，计算加湿量，确定并调节蒸汽阀开度；
g)Tm＝T's，dm＝d's：平衡模式；
关闭冷水阀、热水阀和蒸汽阀；
(6)确定控制模式
送风温湿度传感器测得实际送风风温度Ts和实际送风相对湿度RHs，计算得实际送风含湿量ds＝f(Ts,RHs)；
***将实际测得的送风温度Ts与送风目标温度T's、送风含湿量ds与送风目标含湿量d's相比较，对冷水阀、热水阀和蒸汽阀进行反馈微调。
本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：
本发明提供了一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***及方法，整体结构设计合理，通过安装少量传感器，且传感器安装于可保证测量准确度的位置，依靠控制器内置算法，精准计算组合式空气处理机组空气处理过程，实现组合式空气处理机组送风温湿度的精确控制与节能运行。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1为本发明中一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***的控制***图；
图2为本发明中一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***的控制方法的控制流程图。
图中：1-控制模块；2-回风温湿度传感器；3-CO2浓度传感器；4-新风温湿度传感器；5-送风温湿度传感器；6-回风段；7-回风调节阀；8-新风段；9-新风调节阀；10-初效过滤段；11-混风段；12-表冷段；13-冷水阀；14-加热段；15-热水阀；16-喷蒸汽加湿段；17-蒸汽阀；18-送风机段；19-中效过滤段；20-室外温湿度传感器。
具体实施方式
如图1所示，为本发明一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***，包括组合式空气处理机组、控制模块1、回风温湿度传感器2、CO2浓度传感器3、新风温湿度传感器4、送风温湿度传感器5和室外温湿度传感器20，组合式空气处理机组包括回风段6、回风调节阀7、新风段8、新风调节阀9、初效过滤段10、混风段11、表冷段12、冷水阀13、加热段14、热水阀15、喷蒸汽加湿段16、蒸汽阀17、送风机段18和中效过滤段19，冷水阀13安装于表冷段12的供水管上，热水阀15安装于加热段14的供水管上，蒸汽阀17安装于喷蒸汽加湿段16的供蒸汽管上，回风温湿度传感器2和CO2浓度传感器3均安装于回风段6的回风管上，新风温湿度传感器4安装于新风段8的新风入口管上，送风温湿度传感器5安装于送风管上，室外温湿度传感器20安装于室外。
如图2所示，为本发明中采用如上述一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***的控制方法，包括如下步骤：
(2)空调区域冷负荷Q、湿负荷W计算
记空调区域容积为V，空气定压比热容为c，空气密度为ρ，空调区域目标温度为To，目标相对湿度为RHo，回风温湿度传感器2测得回风温度Th和回风相对湿度RHh，室外温湿度传感器20测得室外温度Tw和回风相对湿度RHw；
空调区域冷负荷：Q＝Q1+Q2
空调区域湿负荷：W＝W1+W2
Q1为上一采样周期t空调区域遗留冷负荷，Q2为下一采样周期t空调区域环境冷负荷，W1为上一采样周期t空调区域遗留湿负荷，W2为下一采样周期t空调区域环境湿负荷；
Q1＝cρV(Th-To)
Q2：依据空调区域实际情况，预先在控制模块1中设置计算参数与方法，根据采集到的室外温度Tw和目标温度To计算单位时间冷负荷，并乘以采样周期t计算得到；
W1＝(dh-do)V
其中回风含湿量dh＝f(Th,RHh)，室内目标含湿量dO＝f(TO,RHO)；
W2：为依据空调区域实际散湿量，预先在控制模块1中设置计算参数与方法，计算单位时间湿负荷，并乘以采样周期t计算得到；
(2)确定送风量F和送风机频率ω
预先设定送风温差△T，则
送风目标温度T's＝TO-ΔT
送风量
依据计算得到的送风量F，计算相应的送风机频率ω；
(3)确定送风目标含湿量d's
其中室内目标含湿量dO＝f(TO,RHO)；
(4)确定新回风混合比和新回风混合参数
回风温湿度传感器2测得回风温度Th和回风相对湿度RHh，新风温湿度传感器4测得新风温度Tx和新风相对湿度RHx，控制模块1依据回风温度Th、回风相对湿度RHh、新风温度Tx、新风相对湿度RHx计算回风焓值Hh和新风焓值Hx，并依据CO2浓度Tx及步骤(2)中确定的送风量F计算分配新回风混合比，确定新风调节阀9和回风调节阀7的开度，并计算得到新回风混合温度Tm和新回风混合含湿量dm；
(5)确定控制模式
比较计算得到的送风目标温度T's与新回风混合温度Tm、送风目标含湿量d's与新回风混合含湿量dm，确定控制模式并执行相应指令；
a)Tm＜T's，dm＜d's：加热、增湿模式；
关闭冷水阀13，计算加热量，确定并调节热水阀15开度，计算加湿量，确定并调节蒸汽阀17开度；
b)Tm＜T's，dm＞d's：加热、减湿模式；
Tm＞T's，dm＞d's：冷却、减湿模式；
Tm＝T's，dm＞d's：减湿模式；
关闭蒸汽阀17，计算减湿量，确定并调节冷水阀13开度，计算加热量，确定并调节热水阀15开度TS’；
c)Tm＜T's，dm＝d's：加热模式；
关闭冷水阀13和蒸汽阀17；计算加热量，确定并调节热水阀15开度；
d)Tm＞T's，dm＜d's：冷却、增湿模式；
关闭热水阀15，计算减热量，确定并调节冷水阀13开度，计算加湿量，确定并调Tm节蒸汽阀17开度；
e)Tm＞T's，dm＝d's：冷却模式；
关闭热水阀15和蒸汽阀17，计算减热量，确定并调节冷水阀13开度；
f)Tm＝T's，dm＜d's：增湿模式；
关闭冷水阀13和热水阀15，计算加湿量，确定并调节蒸汽阀17开度；
g)Tm＝T's，dm＝d's：平衡模式；
关闭冷水阀13、热水阀15和蒸汽阀17；
(6)确定控制模式
送风温湿度传感器5测得实际送风风温度Ts和实际送风相对湿度RHs，计算得实际送风含湿量ds＝f(Ts,RHs)；
***将实际测得的送风温度Ts与送风目标温度T's、送风含湿量ds与送风目标含湿量d's相比较，对冷水阀13、热水阀15和蒸汽阀17进行反馈微调。
本发明提供了一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***及方法，整体结构设计合理，通过安装少量传感器，且传感器安装于可保证测量准确度的位置，依靠控制器内置算法，精准计算组合式空气处理机组空气处理过程，实现组合式空气处理机组送风温湿度的精确控制与节能运行。
以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***，其特征在于：包括组合式空气处理机组、控制模块、回风温湿度传感器、CO2浓度传感器、新风温湿度传感器、送风温湿度传感器和室外温湿度传感器，所述组合式空气处理机组包括回风段、回风调节阀、新风段、新风调节阀、初效过滤段、混风段、表冷段、冷水阀、加热段、热水阀、喷蒸汽加湿段、蒸汽阀、送风机段和中效过滤段，所述冷水阀安装于所述表冷段的供水管上，所述热水阀安装于所述加热段的供水管上，所述蒸汽阀安装于所述喷蒸汽加湿段的供蒸汽管上，所述回风温湿度传感器和所述CO2浓度传感器均安装于所述回风段的回风管上，所述新风温湿度传感器安装于所述新风段的新风入口管上，所述送风温湿度传感器安装于送风管上，所述室外温湿度传感器安装于室外。
2.采用如权利要求1所述的一种组合式空气处理机组送风温湿度精确控制***的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)空调区域冷负荷Q、湿负荷W计算
记空调区域容积为V，空气定压比热容为c，空气密度为ρ，空调区域目标温度为To，目标相对湿度为RHo，回风温湿度传感器测得回风温度Th和回风相对湿度RHh，室外温湿度传感器测得室外温度Tw和回风相对湿度RHw；
空调区域冷负荷：Q＝Q1+Q2
空调区域湿负荷：W＝W1+W2
Q1为上一采样周期t空调区域遗留冷负荷，Q2为下一采样周期t空调区域环境冷负荷，W1为上一采样周期t空调区域遗留湿负荷，W2为下一采样周期t空调区域环境湿负荷；
Q1＝cρV(Th-To)
Q2：依据空调区域实际情况，预先在控制模块中设置计算参数与方法，根据采集到的室外温度Tw和目标温度To计算单位时间冷负荷，并乘以采样周期t计算得到；
W1＝(dh-do)V
其中回风含湿量dh＝f(Th,RHh)，室内目标含湿量dO＝f(TO,RHO)；
W2：为依据空调区域实际散湿量，预先在控制模块中设置计算参数与方法，计算单位时间湿负荷，并乘以采样周期t计算得到；
(2)确定送风量F和送风机频率ω
预先设定送风温差△T，则
送风目标温度T′s＝TO-ΔT
送风量
依据计算得到的送风量F，计算相应的送风机频率ω；
(3)确定送风目标含湿量d′s
其中室内目标含湿量dO＝f(TO,RHO)；
(4)确定新回风混合比和新回风混合参数
回风温湿度传感器测得回风温度Th和回风相对湿度RHh，新风温湿度传感器测得新风温度Tx和新风相对湿度RHx，控制模块依据回风温度Th、回风相对湿度RHh、新风温度Tx、新风相对湿度RHx计算回风焓值Hh和新风焓值Hx，并依据CO2浓度Tx及步骤(2)中确定的送风量F计算分配新回风混合比，确定新风调节阀和回风调节阀的开度，并计算得到新回风混合温度Tm和新回风混合含湿量dm；
(5)确定控制模式
比较计算得到的送风目标温度T′s与新回风混合温度Tm、送风目标含湿量d′s与新回风混合含湿量dm，确定控制模式并执行相应指令；
a)Tm＜T′s，dm＜d′s：加热、增湿模式；
关闭冷水阀，计算加热量，确定并调节热水阀开度，计算加湿量，确定并调节蒸汽阀开度；
b)Tm＜T′s，dm＞d′s：加热、减湿模式；
Tm＞T′s，dm＞d′s：冷却、减湿模式；
Tm＝T′s，dm＞d′s：减湿模式；
关闭蒸汽阀，计算减湿量，确定并调节冷水阀开度，计算加热量，确定并调节热水阀开度TS’；
c)Tm＜T′s，dm＝d′s：加热模式；
关闭冷水阀和蒸汽阀；计算加热量，确定并调节热水阀开度；
d)Tm＞T′s，dm＜d′s：冷却、增湿模式；
关闭热水阀，计算减热量，确定并调节冷水阀开度，计算加湿量，确定并调Tm节蒸汽阀开度；
e)Tm＞T′s，dm＝d′s：冷却模式；
关闭热水阀和蒸汽阀，计算减热量，确定并调节冷水阀开度；
f)Tm＝T′s，dm＜d′s：增湿模式；
关闭冷水阀和热水阀，计算加湿量，确定并调节蒸汽阀开度；
g)Tm＝T′s，dm＝d′s：平衡模式；
关闭冷水阀、热水阀和蒸汽阀；
(6)确定控制模式
送风温湿度传感器测得实际送风风温度Ts和实际送风相对湿度RHs，计算得实际送风含湿量ds＝f(Ts,RHs)；
***将实际测得的送风温度Ts与送风目标温度T′s、送风含湿量ds与送风目标含湿量d′s相比较，对冷水阀、热水阀和蒸汽阀进行反馈微调。
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