一種基于露點溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的控制方法與流程

（一種基于露點溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的控制方法與流程）

　　1.本發(fā)明涉及暖通調(diào)節(jié)領(lǐng)域，尤指一種基于露點溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的控制方法。背景技術(shù)：2.隨著科技應(yīng)用的發(fā)展，工業(yè)恒溫恒濕空調(diào)得到了廣泛的應(yīng)用，并對恒溫恒濕空調(diào)的高精度控制技術(shù)和節(jié)能控制技術(shù)提出了更高的要求。3.一般地，空氣調(diào)節(jié)中常涉及到的物理參數(shù)包括：干球溫度(t)、相對濕度(rh)、濕空氣壓力(p)、露點溫度(tw)、含濕量(d)、濕空氣焓值(h)等。對于帶噴淋段的大型組合式空調(diào)，為了實現(xiàn)恒溫恒濕，在夏季大多采用降溫去濕到設(shè)定的定露點溫度、然后再二次加熱的空氣調(diào)節(jié)處理方法；在冬天，為了考慮節(jié)約能耗，采用預(yù)加熱后的新風(fēng)和回風(fēng)比例混合焓值控制、噴淋等焓加濕達(dá)到露點溫度控制，然后再利用二次加熱(或者二次回風(fēng))的空氣調(diào)節(jié)處理方法；在其它季節(jié)無須開啟預(yù)加熱，直接利用新風(fēng)和回風(fēng)比例混合的焓值控制、噴淋等焓加濕達(dá)到控制露點溫度，然后再二次加熱(或者二次回風(fēng))的空氣調(diào)節(jié)處理方法。4.目前，恒溫恒濕組合式空調(diào)機(jī)組的控制方法是在空調(diào)機(jī)組內(nèi)部表冷器后面設(shè)置一個溫度傳感器，將測量得到的溫度作為近似的露點溫度測量值(即機(jī)器露點測量值)，并以此測量的露點溫度值與要求送風(fēng)溫度和送風(fēng)相對濕度所對應(yīng)下的具有相同含濕量并且相對濕度為95％左右的溫度值作為露點溫度的設(shè)定值，利用可編程控制器(簡稱plc)、直接數(shù)字控制器(簡稱ddc)采用比例積分(簡稱pi)或比例積分和微分(簡稱pid)的調(diào)節(jié)算法，通過調(diào)節(jié)控制空調(diào)機(jī)組表冷器控制閥的開度、或者新回風(fēng)比例閥的開度，使當(dāng)前的露點溫度測量值趨向于露點溫度的設(shè)定值，從而達(dá)到機(jī)器露點溫度的控制，這也是一種恒溫恒濕系統(tǒng)控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。但在實際的工程應(yīng)用中，實際空氣含濕量的測量值已經(jīng)與含濕量設(shè)定值產(chǎn)生了偏差，由此往往造成二次加熱或二次回風(fēng)等后續(xù)控制回路的送風(fēng)溫度或送風(fēng)相對濕度的偏差，從而影響控制精度、降低可靠性、并浪費(fèi)了能耗。技術(shù)實現(xiàn)要素：5.為解決上述問題，本發(fā)明提供一種基于露點溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的控制方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中冷熱抵消導(dǎo)致能耗上升的問題。6.為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于露點溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的控制方法，包括以下步驟：7.(1)根據(jù)室外傳感器反饋的溫濕度建立呈現(xiàn)季節(jié)標(biāo)簽的模式集群；8.(2)測量并讀取設(shè)置于控制目標(biāo)點的回風(fēng)干球溫度和相對濕度傳感器的測量值，以及出風(fēng)干球溫度和相對濕度傳感器的測量值；9.(3)控制器獲取控制目標(biāo)點的干球溫度和相對濕度測量值所對應(yīng)的露點溫度測量值、干球溫度和相對濕度設(shè)定值所對應(yīng)的露點溫度設(shè)定值，該設(shè)定值基于季節(jié)的變化而自適應(yīng)調(diào)整。10.(4)對露點溫度與設(shè)定值比較后的差值進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償方式中至少含有一種是通過室溫的加持，使當(dāng)前的露點溫度測量值趨向于露點溫度設(shè)定值。11.進(jìn)一步地，所述露點溫度設(shè)定值根據(jù)以下公式計算而出：[0012][0013]其中：[0014]γ是：[0015][0016]其中：[0017]溫度t和露點td單位為攝氏度，相對濕度rh為百分比，ln為自然對數(shù)；常數(shù)a和b分別是：[0018]a＝17.27[0019]b＝237.7℃[0020]在上式中，當(dāng)把飽和水汽壓視為溫度的函數(shù)，此方法在以下范圍內(nèi)有效：[0021]0℃《t《60℃[0022]1％《rh《100％[0023]0℃《td《50℃。[0024]進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償還包括冷水閥、再熱閥、加濕器中的一種使用或者多種使用。[0025]進(jìn)一步地，在夏季時，且露點溫度在大于設(shè)定值時，所述補(bǔ)償為通過冷水閥降溫除濕后，通過再熱閥使出風(fēng)露點溫度達(dá)到設(shè)定值后，進(jìn)而使回風(fēng)露點溫度達(dá)到設(shè)定值，并利用室內(nèi)熱量使溫濕度趨近設(shè)定值。[0026]進(jìn)一步地，在夏季時，當(dāng)回風(fēng)露點小于或者等于設(shè)定值，且溫濕度與設(shè)定值有差異時，所述補(bǔ)償為通過以下?lián)褚环绞绞够仫L(fēng)露點達(dá)到設(shè)定值：[0027]a.當(dāng)回風(fēng)露點相同但低溫高濕時，通過pid調(diào)節(jié)水冷閥控制濕度，再采用再熱閥加熱，使回風(fēng)溫濕度達(dá)到設(shè)定值；[0028]b.當(dāng)回風(fēng)露點相同但高溫低濕時，通過pid調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥降溫，以及通過加濕器進(jìn)行電加濕，使回風(fēng)溫濕度達(dá)到設(shè)定值；[0029]c.當(dāng)回風(fēng)露點相同但低溫低濕時，應(yīng)減少pid的比例積分的設(shè)置值，避免調(diào)節(jié)過快。[0030]進(jìn)一步地，在冬季時，且回風(fēng)露點大于設(shè)定值時，pid調(diào)節(jié)冷水閥控制回風(fēng)露點，使其出風(fēng)后趨近設(shè)定值，穩(wěn)定5分鐘后再打開再熱閥；[0031]進(jìn)一步地，在冬季時，且回風(fēng)露點小于設(shè)定值時，關(guān)閉冷水閥，打開再熱閥，加熱到20～23℃之間，再進(jìn)行加濕。[0032]本發(fā)明的有益效果在于：[0033]1.對于含加濕器的大型組合式空調(diào)恒溫恒濕控制：[0034]當(dāng)需要利用送風(fēng)參數(shù)實現(xiàn)恒溫恒濕控制時，所需配置的溫/濕度傳感器數(shù)量少，通過測量空氣的干球溫度和相對濕度，就可以計算露點的方法解決一切測量參數(shù)。即利用送風(fēng)的溫度和相對濕度，計算出送風(fēng)的露點溫度，從而實現(xiàn)定露點控制。[0035]采用計算露點溫度測量的明顯優(yōu)點是：[0036]a、計算露點溫度的方法是采用送風(fēng)管道所測得的送風(fēng)溫度、送風(fēng)相對濕度作為輸入，這種虛擬測量得到了真正的空氣露點溫度，其理由是含濕量不變的情況下空氣二次加熱過程中其露點溫度是恒定不變的。[0037]b、在計算露點方案中，因送風(fēng)的溫度與相對濕度都反饋到露點溫度的回路中，因此系統(tǒng)實現(xiàn)了自動消除溫度與濕度的耦合誤差，并可實現(xiàn)兩者的真正解耦控制，改進(jìn)了傳統(tǒng)的利用普通溫濕度傳感器測量露點溫度方案中送風(fēng)溫度、相對濕度有一參數(shù)是開環(huán)控制的弊端，從而控制更加精確穩(wěn)定。[0038]2.對于含有干蒸汽加濕段的潔凈型組合式空調(diào)恒溫恒濕控制：[0039]盡管干蒸汽加濕屬于等溫加濕過程，同樣可以利用虛擬露點溫度測量技術(shù)分程控制表冷段、新回風(fēng)比例焓值混合段和干蒸汽加濕段多對應(yīng)的控制閥門，利用二次加熱單獨控制送風(fēng)的溫度或單獨控制送風(fēng)的相對濕度，該方案比工程常用的除濕優(yōu)先原則來實現(xiàn)恒溫恒濕控制的精度更高、更穩(wěn)定，并達(dá)到最佳節(jié)能模式。[0040]本發(fā)明的基于露點溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的控制器，溫濕度傳感器檢測室內(nèi)溫度和濕度，控制器再根據(jù)室內(nèi)溫度和濕度輸出控制信號給冷水閥調(diào)節(jié)其開度，進(jìn)而控制室內(nèi)的露點溫度，進(jìn)而控制室內(nèi)的溫濕度，用于實現(xiàn)恒溫恒濕控制目的，控制器通過pid協(xié)調(diào)控制，整個過程不存在過度除濕及過度降溫，運(yùn)行節(jié)能穩(wěn)定，管理方便。具體實施方式[0041]本發(fā)明關(guān)于一種基于露點溫度調(diào)節(jié)室內(nèi)溫濕度的控制方法，包括以下步驟：[0042](1)根據(jù)室外傳感器反饋的溫濕度建立呈現(xiàn)季節(jié)標(biāo)簽的模式集群；[0043](2)測量并讀取設(shè)置于控制目標(biāo)點的回風(fēng)干球溫度和相對濕度傳感器的測量值，以及出風(fēng)干球溫度和相對濕度傳感器的測量值；[0044](3)控制器獲取控制目標(biāo)點的干球溫度和相對濕度測量值所對應(yīng)的露點溫度測量值、干球溫度和相對濕度設(shè)定值所對應(yīng)的露點溫度設(shè)定值，該設(shè)定值基于季節(jié)的變化而自適應(yīng)調(diào)整。[0045](4)對露點溫度與設(shè)定值比較后的差值進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償方式中至少含有一種是通過室溫的加持，使當(dāng)前的露點溫度測量值趨向于露點溫度設(shè)定值。[0046]a.通過pid調(diào)節(jié)濕度后，再由再熱閥升溫；[0047]b.通過pid降溫后，啟動冷水閥與電加濕；[0048]c.關(guān)閉冷水閥，啟動熱水加熱段水閥和電加濕。[0049]為了使本發(fā)明的解釋更加清楚說明，結(jié)合本具體使用方式對本發(fā)明具體說明：[0050]室外傳感器用于檢測室外溫濕度，用于自動判斷季節(jié)：[0051]夏季模式：高溫高濕、高溫低濕、常溫高濕；[0052]過渡季節(jié)：常溫常濕；[0053]冬季模式：低溫低濕、低溫高濕、常溫低濕；[0054]根據(jù)上述各個模式，控制器設(shè)定對應(yīng)的設(shè)定值，而設(shè)定值中涉及的回風(fēng)溫濕度，在目前的系統(tǒng)區(qū)域內(nèi)，分為有通風(fēng)柜和無通風(fēng)柜，無通風(fēng)柜的以總排風(fēng)管的溫濕度做為回風(fēng)溫濕度，有通風(fēng)柜的以運(yùn)行中的主實驗區(qū)的溫濕度做為回風(fēng)溫濕度，或者將各房間溫濕度求平均值，偏離平均值20％以上的傳感器剝離出去，剩下的再求平均值，做為回風(fēng)溫濕度值；[0055]而露點溫度的計算公式如下：[0056][0057]其中：[0058]γ是：[0059][0060]其中：[0061]溫度t和露點td單位為攝氏度，相對濕度rh為百分比，ln為自然對數(shù)；常數(shù)a和b分別是：[0062]a＝17.27[0063]b＝237.7℃[0064]在上式中，當(dāng)把飽和水汽壓視為溫度的函數(shù)，此方法在以下范圍內(nèi)有效：[0065]0℃《t《60℃[0066]1％《rh《100％[0067]0℃《td《50℃。[0068]需要說明的是，不同季節(jié)下，調(diào)節(jié)的方式均不一樣，如：[0069]夏季的室溫有余熱降濕，因此延伸了粗調(diào)和細(xì)調(diào)的兩種方式：[0070]粗調(diào)：[0071]回風(fēng)露點與設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)回風(fēng)露點大于設(shè)定值，開啟粗調(diào)模式，pid調(diào)節(jié)冷水閥控制回風(fēng)露點，使其出風(fēng)趨近設(shè)定露點溫度后，并穩(wěn)定下來5分鐘，如此方式，是為了充分利用室內(nèi)熱量，減少了需要再熱的輸出；需要注意的是，該過程不可啟動電加濕；[0072]也就是說，冷水閥中的冷水在同時實現(xiàn)降溫和除濕的功能，溫度低的時候相對濕度高，通過升溫以降低相對溫度，升溫的時候，含濕量是恒定的，如果提前把溫度升到設(shè)定值，在進(jìn)入到室內(nèi)時，就要面臨室內(nèi)與室外兩個熱量的加持，以致于超過了需求溫度。[0073]細(xì)調(diào)：[0074]當(dāng)回風(fēng)露點達(dá)到或小于設(shè)定值，但是溫濕度有差異，再按以下三個條件進(jìn)行細(xì)調(diào)，并且在細(xì)調(diào)的過程中，加熱與加濕不可同時運(yùn)行：[0075]當(dāng)回風(fēng)露點相同但低溫高濕時，需要進(jìn)行再熱調(diào)節(jié)，控制器啟動加熱除濕模式，通過pid調(diào)節(jié)水冷閥控制濕度，略微增加冷水閥除濕與再熱閥(或者電加熱)輸出，使回風(fēng)溫濕度達(dá)到設(shè)定值；[0076]當(dāng)回風(fēng)露點相同但高溫低濕時，那么啟動降溫模式，通過pid調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)閥降溫，以及通過加濕器進(jìn)行電加濕，使回風(fēng)溫濕度達(dá)到設(shè)定值；[0077]當(dāng)回風(fēng)露點相同但低溫低濕時，說明露點粗調(diào)pid調(diào)節(jié)過快，減少pid的比例積分設(shè)置值，避免調(diào)節(jié)過快，并啟動再熱閥和加濕器；[0078]室內(nèi)濕度高于40％(該40％的設(shè)置值可根據(jù)需要重新設(shè)定)時不可以啟動電加濕。[0079]如，設(shè)定值為為出風(fēng)溫度22℃、濕度50％、露點溫度11.1℃；[0080]實際：回風(fēng)溫度28℃90％(露點26.2℃)；[0081]粗調(diào)：高溫高濕，當(dāng)回風(fēng)露點大于11.1℃，開啟粗調(diào)模式；冷水溫度7℃，假如使出風(fēng)溫度14℃70％(露點8.6℃)，小于設(shè)定11.1℃，將出風(fēng)露點加熱至11.1℃輸出即可，直到回風(fēng)露點穩(wěn)定為止；[0082]細(xì)調(diào)：當(dāng)回風(fēng)露點達(dá)到或小于11.1℃，開啟微調(diào)模式(電加熱與電加濕不可同時運(yùn)行)；[0083]假如1：低溫高濕，20℃57％(露點11.1℃)，那么那么啟動加熱除濕模式，再增加冷水閥除濕與再熱閥(或者電加熱)輸出，使其達(dá)到22℃50％(計算露點11.1℃)；[0084]假如2：高溫低濕，24℃45％(露點11.1℃)，那么再增加冷水閥降溫與電加濕輸出，使其達(dá)到22℃50％。[0085]冬季的室溫有于冷增濕，低溫高濕工況下，當(dāng)回風(fēng)露點大于設(shè)定值時(極端情況下)，pid調(diào)節(jié)冷水閥控制回風(fēng)露點，使其出風(fēng)趨近設(shè)定露點溫度(該過程不可啟動電加濕)，穩(wěn)定5分鐘后再打開熱水閥就可以把溫濕度調(diào)到設(shè)定值；[0086]在低溫高濕或低溫低濕工況下，當(dāng)回風(fēng)露點小于設(shè)定值時，關(guān)閉冷水閥，打開熱水加熱段水閥，加熱至設(shè)定溫度(20～23℃)，再加濕至設(shè)定值(加熱與加濕可同時運(yùn)行)；[0087]例如：[0088]1)設(shè)定：22℃50％(計算露點11.1℃)；[0089]2)調(diào)節(jié)：[0090]假如1：低溫高濕，18℃90％(露點16.33℃)，此時回風(fēng)露點大于設(shè)定值，pid調(diào)節(jié)冷水閥控制回風(fēng)露點至11.1℃(假如溫濕度為15℃78％)，穩(wěn)定5分鐘后再打開熱水閥把溫濕度調(diào)到22℃，此時對應(yīng)的濕度為50％；[0091]假如2：低溫高濕，18℃57％(露點9.3℃)；冷水閥不開，熱水閥打開，加熱至22℃(對應(yīng)濕度45％)，再加濕至50％；[0092]假如3：低溫低濕，18℃40％(露點4.2℃)，冷水閥不開，熱水閥打開，加熱至22℃，再加濕至50％。[0093]過渡季節(jié)溫濕度控制：制冷與加熱閥均不開啟。[0094]以上實施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。