CN110410987A - 空调***冷冻水节能控制方法 - Google Patents

空调***冷冻水节能控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及空气调节技术领域，具体涉及一种空调***冷冻水节能控制方法，该控制方法通过混风露点温度和空调运行工况来设置冷冻水供水温度。当空调***处于除湿工况时，冷冻水供水温度比混风露点温度低2摄氏度；当空调***处于加湿工况时，冷冻水供水温度与混风露点温度相同。与现有技术比较本发明的有益效果在于：该方法能够避免在制冷时对混合空气进行过度除湿，这样就能够减轻后段加湿负荷，从而起到节能降耗的效果。

Description

空调***冷冻水节能控制方法
技术领域
本发明涉及空气调节技术领域，具体涉及一种空调***冷冻水节能控制方法。
背景技术
随着社会的不断发展，技术水平的不断提升，在工业生产中使用中央空调的环境越来越多。中央空调涉及冷冻水、蒸汽、太阳能热水等多种能源载体的调用，其控制逻辑也十分复杂，虽然近年中央空调控制***越发成熟和完善，但仍有很大改进空间。传统的控制方法对蒸汽的压力、冷冻水的温度均有严格要求，但由于制冷和除湿是并存的，在实际使用中就会发现对冷冻水的使用存在矛盾现象，如空调处于制冷加湿的工况，因为制冷需要使用冷冻水，此时若冷冻水的温度低于混合空气露点温度，那么在制冷的同时除湿也在进行，这样就会给后段加湿***增加工作负荷，同时也造成一定的能源浪费。
综上，创造一种空调***冷冻水节能控制方法是十分必要的。需要提供一种切实有效的控制方法，使中央空调***的运行既稳定又节能。
鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。
发明内容
为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，本发明提供一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，空调采集混风温度T1和混风相对湿度％RH1；
步骤S2，通过所述混风温度T1和所述混风相对湿度％RH1得出混风露点温度T2；
步骤S3，判断空调运行工况，如果运行工况为除湿工况，则继续执行步骤S4；如果运行工况为加湿工况，则转而执行步骤S5；
步骤S4，设置冷冻水供水温度，T3为冷冻水供水温度，冷冻水供水温度公式为T3＝T2-2℃，然后执行步骤S6；
步骤S5，设置冷冻水供水温度，T3为冷冻水供水温度，冷冻水供水温度公式为T3＝T2，然后执行步骤S6；
步骤S6，检查空调运行结果是否满足参数设置或工艺要求；如满足要求则继续执行步骤S7；如不满足参数设置或工艺要求，则返回步骤S3，以重新计算并设定冷冻水供水温度T3；
步骤S7，固定设置，结束冷冻水温度设置操作。
较佳地，所述步骤3中的所述除湿工况为制冷除湿工况或加热除湿工况。
较佳地，所述步骤3中的所述加湿工况为制冷加湿工况或加热加湿工况。
较佳地，所述步骤S2中所述混风露点温度T2的获取方法包括以下步骤：
步骤S21，将所述混风温度T1作为焓湿表或焓湿图中对应的干球温度，将所述混风相对湿度％RH1作为所述焓湿表或所述焓湿图中对应的相对湿度；
步骤S22，将所述干球温度和所述相对湿度输入所述焓湿表或所述焓湿图；
步骤S23，在所述焓湿表或所述焓湿图中查询出同时满足所述干球温度和所述相对湿度时的露点温度；
步骤S24，将所述露点温度作为所述混风露点温度T2输出。
较佳地，用如下步骤代替所述步骤S1和所述步骤S2：
步骤S31，使用露点仪测量出所述混风露点温度T2。
较佳地，所述露点仪是镜面式露点仪或电解式露点仪或晶体振荡式露点仪或红外露点仪或电传感器式露点仪。
较佳地，用如下步骤代替所述步骤S1和所述步骤S2：
步骤S51，利用干湿球温度计测量干球温度t和湿球温度tw，利用气压计测量气压Ph；
步骤S52，通过干湿球温度差和所述气压Ph来计算空气中的水汽压F，计算公式为：
F＝Etw-AP(t-tw)；
式中，Etw为湿球温度tw所对应的纯水平面的饱和水汽压，湿球结冰且湿球温度低于0℃时，其为纯水平冰面的饱和水汽压；A为干湿表系数；
步骤S53，通过水汽压F，反算出所述混风露点温度T2。
较佳地，所述步骤S53中反算出所述混风露点温度T2的计算公式为：
较佳地，所述步骤S53中反算出所述混风露点温度T2的计算公式为：
log10F＝7.5(T2+273.16)/(T2+510.46)+0.7858。
与现有技术比较本发明的有益效果在于：本发明提供一种空调***冷冻水节能控制方法属于暖通工程中空调***冷冻水精准控制方法。该方法能够避免在制冷时对混合空气进行过度除湿，这样就能够减轻后段加湿负荷，从而起到节能降耗的效果。
附图说明
图1为本发明中空调***冷冻水节能控制方法的流程图。
附图标记：
步骤S1，步骤S2，步骤S3，步骤S4，步骤S5，步骤S6和步骤S7。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在空调***使用过程中，首先需要根据使用地当地的气候特点，对每年12个月逐月进行分析，了解每月对中央空调工况的要求。比较极端的有冬季3个月和夏季3个月，春、秋两季六个月属于过渡季节，工况比较相似。冬季对中央空调要求一般是“加热加湿”，夏季对中央空调要求一般是“制冷加湿”。
实施例1
本发明主要针对不同工况对冷冻水使用的权重不同而进行相应调节。如图1所示，为本发明中空调***冷冻水节能控制方法的流程图。本发明实施例1提供一种空调***冷冻水节能控制方法，其包括如下步骤：
步骤S1，空调采集混风温度T1和混风相对湿度％RH1；
步骤S2，通过混风温度T1和混风相对湿度％RH1得出混风露点温度T2；
步骤S3，判断空调运行工况，如果运行工况为除湿工况，则继续执行步骤S4；如果运行工况为加湿工况，则转而执行步骤S5；
步骤S4，设置冷冻水供水温度，T3为冷冻水供水温度，冷冻水供水温度公式为T3＝T2-2℃，然后执行步骤S6；
步骤S5，设置冷冻水供水温度，T3为冷冻水供水温度，冷冻水供水温度公式为T3＝T2，然后执行步骤S6；
步骤S6，检查空调运行结果是否满足参数设置或工艺要求；如满足要求则继续执行步骤S7；如不满足参数设置或工艺要求，则返回步骤S3，以重新计算并设定冷冻水供水温度T3；
步骤S7，固定设置，结束冷冻水温度设置操作。
步骤S1中，获取的是使用当天室外的温度和湿度数据。
所述加湿工况为制冷加湿工况或加热加湿工况。当空调***工况为“制冷加湿”或“加热加湿”时，其使用冷冻水的主要目的是制冷。
所述除湿工况为制冷除湿工况或加热除湿工况。当空调***工况为“制冷除湿”或“加热除湿”时，其使用冷冻水的主要目的是除湿，此时冷冻水供水温度T3需要设置为比混风露点温度T2低于2℃。这样设置冷冻水供水温度T3的目的在于提供合适的温度满足中央空调工艺需求，避免冷冻水供水温度T3过低造成不必要的能源浪费。
在设置冷冻水供水温度T3后观察中央空调的运行情况，如果温度和湿度偏高运行则需要对冷冻水供水温度T3再进一步计算调整，该方法主要目的是在满足中央空调运行需求的情况下，尽量降低冷冻水的品质，即设置冷冻水供水温度T3与混风露点温度T2贴近，从而降低制冷***的能耗。
步骤S2中，通过混风温度T1和混风相对湿度％RH1得出混风露点温度T2；
所述步骤S2中所述混风露点温度T2的计算方法包括以下步骤：
步骤S21，将混风温度T1作为焓湿表或焓湿图中对应的干球温度，将混风相对湿度％RH1作为焓湿表或焓湿图中对应相对湿度；
步骤S22，将干球温度和相对湿度输入焓湿表或焓湿图；
步骤S23，在焓湿表或焓湿图中查询出同时满足所述干球温度和所述相对湿度时的露点温度；
步骤S24，将所述露点温度作为所述混风露点温度T2输出。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于：本实施例提供一种空调***冷冻水节能控制方法，用如下步骤代替实施例1中所述步骤S1和所述步骤S2：
步骤S31，使用露点仪测量出所述混风露点温度T2。
所述露点仪是镜面式露点仪或电解式露点仪或晶体振荡式露点仪或红外露点仪或电传感器式露点。
镜面式露点仪是根据不同水份含量的气体在不同温度下的镜面上会结露的特性制作而成。并且采用光电检测技术，检测出露层并测量结露时的温度，直接显示露点。镜面制冷的方法有：半导体制冷、液氮制冷和高压空气制冷。镜面式露点仪采用的是直接测量方法，在保证检露准确、镜面制冷高效率和精密测量结露温度前提下，该种露点仪可作为标准露点仪使用。目前国际上最高精度达到±0.1℃(露点温度)，一般精度可达到±0.5℃以内电传感器式露点仪。
电传感器式露点仪的原理是采用亲水性材料或憎水性材料作为介质，构成电容或电阻，在含水份的气体流经后，介电常数或电导率发生相应变化，测出当时的电容值或电阻值，就能知道当时的气体水份含量。建立在露点单位制上设计的该类传感器，构成了露点仪。目前国际上最高精度达到±1.0℃(露点温度)，一般精度可达到±3℃以内。
电解法露点仪是利用五氧化二磷等材料吸湿后分解成极性分子，从而在电极上积累电荷的特性，设计出建立在绝对含湿量单位制上的电解法微水份仪。
晶体振荡式露点仪利用晶体沾湿后振荡频率改变的特性，可以设计晶体振荡式露点仪。
红外露点仪利用气体中的水份对红外光谱吸收的特性，其对于环境气体水份含量的非接触式在线监测具有重要的意义。
半导体传感器中，每个水分子都具有其自然振动频率，当它进入半导体晶格的空隙时，就和受到充电激励的晶格产生共振，其共振频率与水的摩尔数成正比。水分子的共振能使半导体结放出自由电子，从而使晶格的导电率增大，阻抗减小。利用这一特性设计的半导体露点仪可测到-100℃露点的微量水份。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于：本实施例提供一种空调***冷冻水节能控制方法，其包括干湿球温度计和气压计，干湿球温度计用于测量干球温度和湿球温度。气压计用于测量气压。本实施例提供一种空调***冷冻水节能控制方法，还包括以下步骤来代替实施例1中的步骤S1和步骤S2：
步骤S51，利用干湿球温度计测量干球温度t和湿球温度tw，利用气压计测量气压Ph；
步骤S52，通过干湿球温度差和气压Ph来计算空气中的水汽压F，计算公式为：
F＝Etw-AP(t-tw)；
式中，Etw为湿球温度tw所对应的纯水平面的饱和水汽压，湿球结冰且湿球温度低于0℃时，为纯水平冰面的饱和水汽压；A为干湿表系数；
步骤S53，通过水汽压F，反算出混风露点温度T2
步骤S53中的计算公式为：
或者log10F＝7.5(T2+273.16)/(T2+510.46)+0.7858。其好处在于：
实施例4
本实施例与实施例2不同之处在于：本实施例提供一种空调***冷冻水节能控制方法，其包括干湿球温度计和气压计，干湿球温度计用于测量干球温度和湿球温度。气压计用于测量气压。本实施例提供一种空调***冷冻水节能控制方法，还包括以下步骤来代替实施例2中的步骤S31：
步骤S51，利用干湿球温度计测量干球温度t和湿球温度tw，利用气压计测量气压Ph；
步骤S52，通过干湿球温度差和气压Ph来计算空气中的水汽压F，计算公式为：
F＝Etw-AP(t-tw)；
式中，Etw为湿球温度tw所对应的纯水平面的饱和水汽压，湿球结冰且试求温度低于0℃时，为纯水平冰面的饱和水汽压；A为干湿表系数；
步骤S53，通过水汽压F，反算出混风露点温度T2。
步骤S53中的计算公式为：
或者log10F＝7.5(T2+273.16)/(T2+510.46)+0.7858。
以上仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本发明中各部件的结构和连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，空调采集混风温度T1和混风相对湿度％RH1；
步骤S2，通过所述混风温度T1和所述混风相对湿度％RH1得出混风露点温度T2；
步骤S3，判断空调运行工况，如果运行工况为除湿工况，则继续执行步骤S4；如果运行工况为加湿工况，则转而执行步骤S5；
步骤S4，设置冷冻水供水温度，T3为冷冻水供水温度，冷冻水供水温度公式为T3＝T2-2℃，然后执行步骤S6；
步骤S5，设置冷冻水供水温度，T3为冷冻水供水温度，冷冻水供水温度公式为T3＝T2，然后执行步骤S6；
步骤S6，检查空调运行结果是否满足参数设置或工艺要求；如满足要求则继续执行步骤S7；如不满足参数设置或工艺要求，则返回步骤S3，以重新计算并设定冷冻水供水温度T3；
步骤S7，固定设置，结束冷冻水温度设置操作。
2.如权利要求1所述的一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，所述步骤3中的所述除湿工况为制冷除湿工况或加热除湿工况。
3.如权利要求1或2所述的一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，所述步骤3中的所述加湿工况为制冷加湿工况或加热加湿工况。
4.如权利要求1所述的一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，所述步骤S2中所述混风露点温度T2的获取方法包括以下步骤：
步骤S21，将所述混风温度T1作为焓湿表或焓湿图中对应的干球温度，将所述混风相对湿度％RH1作为所述焓湿表或所述焓湿图中对应的相对湿度；
步骤S22，将所述干球温度和所述相对湿度输入所述焓湿表或所述焓湿图；
步骤S23，在所述焓湿表或所述焓湿图中查询出同时满足所述干球温度和所述相对湿度时的露点温度；
步骤S24，将所述露点温度作为所述混风露点温度T2输出。
5.如权利要求1所述的一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，用如下步骤代替所述步骤S1和所述步骤S2：
步骤S31，使用露点仪测量出所述混风露点温度T2。
6.如权利要求5所述的一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，所述露点仪是镜面式露点仪或电解式露点仪或晶体振荡式露点仪或红外露点仪或电传感器式露点仪。
7.如权利要求1所述的一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，用如下步骤代替所述步骤S1和所述步骤S2：
步骤S51，利用干湿球温度计测量干球温度t和湿球温度tw，利用气压计测量气压Ph；
步骤S52，通过干湿球温度差和所述气压Ph来计算空气中的水汽压F，计算公式为：
F＝Etw-AP(t-tw)；
式中，Etw为湿球温度tw所对应的纯水平面的饱和水汽压，湿球结冰且湿球温度低于0℃时，其为纯水平冰面的饱和水汽压；A为干湿表系数；
步骤S53，通过水汽压F，反算出所述混风露点温度T2。
8.如权利要求7所述的一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，所述步骤S53中反算出所述混风露点温度T2的计算公式为：
9.如权利要求7所述的一种空调***冷冻水节能控制方法，其特征在于，所述步骤S53中反算出所述混风露点温度T2的计算公式为：
log10F＝7.5(T2+273.16)/(T2+510.46)+0.7858。
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