一種基于露點溫度調節室內溫濕度的控制方法與流程
1.本發明涉及暖通調節領域，尤指一種基于露點溫度調節室內溫濕度的控制方法。背景技術：2.隨著科技應用的發展，工業恒溫恒濕空調得到了廣泛的應用，并對恒溫恒濕空調的高精度控制技術和節能控制技術提出了更高的要求。3.一般地，空氣調節中常涉及到的物理參數包括：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，為了實現恒溫恒濕，在夏季大多采用降溫去濕到設定的定露點溫度、然后再二次加熱的空氣調節處理方法；在冬天，為了考慮節約能耗，采用預加熱后的新風和回風比例混合焓值控制、噴淋等焓加濕達到露點溫度控制，然后再利用二次加熱(或者二次回風)的空氣調節處理方法；在其它季節無須開啟預加熱，直接利用新風和回風比例混合的焓值控制、噴淋等焓加濕達到控制露點溫度，然后再二次加熱(或者二次回風)的空氣調節處理方法。4.目前，恒溫恒濕組合式空調機組的控制方法是在空調機組內部表冷器后面設置一個溫度傳感器，將測量得到的溫度作為近似的露點溫度測量值(即機器露點測量值)，并以此測量的露點溫度值與要求送風溫度和送風相對濕度所對應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定值，利用可編程控制器(簡稱plc)、直接數字控制器(簡稱ddc)采用比例積分(簡稱pi)或比例積分和微分(簡稱pid)的調節算法，通過調節控制空調機組表冷器控制閥的開度、或者新回風比例閥的開度，使當前的露點溫度測量值趨向于露點溫度的設定值，從而達到機器露點溫度的控制，這也是一種恒溫恒濕系統控制的關鍵環節。但在實際的工程應用中，實際空氣含濕量的測量值已經與含濕量設定值產生了偏差，由此往往造成二次加熱或二次回風等后續控制回路的送風溫度或送風相對濕度的偏差，從而影響控制精度、降低可靠性、并浪費了能耗。技術實現要素：5.為解決上述問題，本發明提供一種基于露點溫度調節室內溫濕度的控制方法，旨在解決現有技術中冷熱抵消導致能耗上升的問題。6.為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于露點溫度調節室內溫濕度的控制方法，包括以下步驟：7.(1)根據室外傳感器反饋的溫濕度建立呈現季節標簽的模式集群；8.(2)測量并讀取設置于控制目標點的回風干球溫度和相對濕度傳感器的測量值，以及出風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點的干球溫度和相對濕度測量值所對應的露點溫度測量值、干球溫度和相對濕度設定值所對應的露點溫度設定值，該設定值基于季節的變化而自適應調整。10.(4)對露點溫度與設定值比較后的差值進行補償，補償方式中至少含有一種是通過室溫的加持，使當前的露點溫度測量值趨向于露點溫度設定值。11.進一步地，所述露點溫度設定值根據以下公式計算而出：[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；常數a和b分別是：[0018]a＝17.27[0019]b＝237.7℃[0020]在上式中，當把飽和水汽壓視為溫度的函數，此方法在以下范圍內有效：[0021]0℃《t《60℃[0022]1％《rh《100％[0023]0℃《td《50℃。[0024]進一步地，所述補償還包括冷水閥、再熱閥、加濕器中的一種使用或者多種使用。[0025]進一步地，在夏季時，且露點溫度在大于設定值時，所述補償為通過冷水閥降溫除濕后，通過再熱閥使出風露點溫度達到設定值后，進而使回風露點溫度達到設定值，并利用室內熱量使溫濕度趨近設定值。[0026]進一步地，在夏季時，當回風露點小于或者等于設定值，且溫濕度與設定值有差異時，所述補償為通過以下擇一方式使回風露點達到設定值：[0027]a.當回風露點相同但低溫高濕時，通過pid調節水冷閥控制濕度，再采用再熱閥加熱，使回風溫濕度達到設定值；[0028]b.當回風露點相同但高溫低濕時，通過pid調節調節閥降溫，以及通過加濕器進行電加濕，使回風溫濕度達到設定值；[0029]c.當回風露點相同但低溫低濕時，應減少pid的比例積分的設置值，避免調節過快。[0030]進一步地，在冬季時，且回風露點大于設定值時，pid調節冷水閥控制回風露點，使其出風后趨近設定值，穩定5分鐘后再打開再熱閥；[0031]進一步地，在冬季時，且回風露點小于設定值時，關閉冷水閥，打開再熱閥，加熱到20～23℃之間，再進行加濕。[0032]本發明的有益效果在于：[0033]1.對于含加濕器的大型組合式空調恒溫恒濕控制：[0034]當需要利用送風參數實現恒溫恒濕控制時，所需配置的溫/濕度傳感器數量少，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。即利用送風的溫度和相對濕度，計算出送風的露點溫度，從而實現定露點控制。[0035]采用計算露點溫度測量的明顯優點是：[0036]a、計算露點溫度的方法是采用送風管道所測得的送風溫度、送風相對濕度作為輸入，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，因送風的溫度與相對濕度都反饋到露點溫度的回路中，因此系統實現了自動消除溫度與濕度的耦合誤差，并可實現兩者的真正解耦控制，改進了傳統的利用普通溫濕度傳感器測量露點溫度方案中送風溫度、相對濕度有一參數是開環控制的弊端，從而控制更加精確穩定。[0038]2.對于含有干蒸汽加濕段的潔凈型組合式空調恒溫恒濕控制：[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分程控制表冷段、新回風比例焓值混合段和干蒸汽加濕段多對應的控制閥門，利用二次加熱單獨控制送風的溫度或單獨控制送風的相對濕度，該方案比工程常用的除濕優先原則來實現恒溫恒濕控制的精度更高、更穩定，并達到最佳節能模式。[0040]本發明的基于露點溫度調節室內溫濕度的控制器，溫濕度傳感器檢測室內溫度和濕度，控制器再根據室內溫度和濕度輸出控制信號給冷水閥調節其開度，進而控制室內的露點溫度，進而控制室內的溫濕度，用于實現恒溫恒濕控制目的，控制器通過pid協調控制，整個過程不存在過度除濕及過度降溫，運行節能穩定，管理方便。具體實施方式[0041]本發明關于一種基于露點溫度調節室內溫濕度的控制方法，包括以下步驟：[0042](1)根據室外傳感器反饋的溫濕度建立呈現季節標簽的模式集群；[0043](2)測量并讀取設置于控制目標點的回風干球溫度和相對濕度傳感器的測量值，以及出風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點的干球溫度和相對濕度測量值所對應的露點溫度測量值、干球溫度和相對濕度設定值所對應的露點溫度設定值，該設定值基于季節的變化而自適應調整。[0045](4)對露點溫度與設定值比較后的差值進行補償，補償方式中至少含有一種是通過室溫的加持，使當前的露點溫度測量值趨向于露點溫度設定值。[0046]a.通過pid調節濕度后，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.關閉冷水閥，啟動熱水加熱段水閥和電加濕。[0049]為了使本發明的解釋更加清楚說明，結合本具體使用方式對本發明具體說明：[0050]室外傳感器用于檢測室外溫濕度，用于自動判斷季節：[0051]夏季模式：高溫高濕、高溫低濕、常溫高濕；[0052]過渡季節：常溫常濕；[0053]冬季模式：低溫低濕、低溫高濕、常溫低濕；[0054]根據上述各個模式，控制器設定對應的設定值，而設定值中涉及的回風溫濕度，在目前的系統區域內，分為有通風柜和無通風柜，無通風柜的以總排風管的溫濕度做為回風溫濕度，有通風柜的以運行中的主實驗區的溫濕度做為回風溫濕度，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；常數a和b分別是：[0062]a＝17.27[0063]b＝237.7℃[0064]在上式中，當把飽和水汽壓視為溫度的函數，此方法在以下范圍內有效：[0065]0℃《t《60℃[0066]1％《rh《100％[0067]0℃《td《50℃。[0068]需要說明的是，不同季節下，調節的方式均不一樣，如：[0069]夏季的室溫有余熱降濕，因此延伸了粗調和細調的兩種方式：[0070]粗調：[0071]回風露點與設值進行比較，當回風露點大于設定值，開啟粗調模式，pid調節冷水閥控制回風露點，使其出風趨近設定露點溫度后，并穩定下來5分鐘，如此方式，是為了充分利用室內熱量，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定值，在進入到室內時，就要面臨室內與室外兩個熱量的加持，以致于超過了需求溫度。[0073]細調：[0074]當回風露點達到或小于設定值，但是溫濕度有差異，再按以下三個條件進行細調，并且在細調的過程中，加熱與加濕不可同時運行：[0075]當回風露點相同但低溫高濕時，需要進行再熱調節，控制器啟動加熱除濕模式，通過pid調節水冷閥控制濕度，略微增加冷水閥除濕與再熱閥(或者電加熱)輸出，使回風溫濕度達到設定值；[0076]當回風露點相同但高溫低濕時，那么啟動降溫模式，通過pid調節調節閥降溫，以及通過加濕器進行電加濕，使回風溫濕度達到設定值；[0077]當回風露點相同但低溫低濕時，說明露點粗調pid調節過快，減少pid的比例積分設置值，避免調節過快，并啟動再熱閥和加濕器；[0078]室內濕度高于40％(該40％的設置值可根據需要重新設定)時不可以啟動電加濕。[0079]如，設定值為為出風溫度22℃、濕度50％、露點溫度11.1℃；[0080]實際：回風溫度28℃90％(露點26.2℃)；[0081]粗調：高溫高濕，當回風露點大于11.1℃，開啟粗調模式；冷水溫度7℃，假如使出風溫度14℃70％(露點8.6℃)，小于設定11.1℃，將出風露點加熱至11.1℃輸出即可，直到回風露點穩定為止；[0082]細調：當回風露點達到或小于11.1℃，開啟微調模式(電加熱與電加濕不可同時運行)；[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，使其達到22℃50％。[0085]冬季的室溫有于冷增濕，低溫高濕工況下，當回風露點大于設定值時(極端情況下)，pid調節冷水閥控制回風露點，使其出風趨近設定露點溫度(該過程不可啟動電加濕)，穩定5分鐘后再打開熱水閥就可以把溫濕度調到設定值；[0086]在低溫高濕或低溫低濕工況下，當回風露點小于設定值時，關閉冷水閥，打開熱水加熱段水閥，加熱至設定溫度(20～23℃)，再加濕至設定值(加熱與加濕可同時運行)；[0087]例如：[0088]1)設定：22℃50％(計算露點11.1℃)；[0089]2)調節：[0090]假如1：低溫高濕，18℃90％(露點16.33℃)，此時回風露點大于設定值，pid調節冷水閥控制回風露點至11.1℃(假如溫濕度為15℃78％)，穩定5分鐘后再打開熱水閥把溫濕度調到22℃，此時對應的濕度為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明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明的權利要求書確定的保護范圍內。
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