一種基于露點(diǎn)溫度調節室內溫濕度的控制方法與流程

一種基于露點(diǎn)溫度調節室內溫濕度的控制方法與流程

　　1.本發(fā)明涉及暖通調節領(lǐng)域，尤指一種基于露點(diǎn)溫度調節室內溫濕度的控制方法。背景技術(shù)：2.隨著(zhù)科技應用的發(fā)展，工業(yè)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(shù)和節能控制技術(shù)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(diǎn)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(shí)現恒溫恒濕，在夏季大多采用降溫去濕到設定的定露點(diǎn)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(fēng)和回風(fēng)比例混合焓值控制、噴淋等焓加濕達到露點(diǎn)溫度控制，然后再利用二次加熱(或者二次回風(fēng))的空氣調節處理方法；在其它季節無(wú)須開(kāi)啟預加熱，直接利用新風(fēng)和回風(fēng)比例混合的焓值控制、噴淋等焓加濕達到控制露點(diǎn)溫度，然后再二次加熱(或者二次回風(fēng))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(gè)溫度傳感器，將測量得到的溫度作為近似的露點(diǎn)溫度測量值(即機器露點(diǎn)測量值)，并以此測量的露點(diǎn)溫度值與要求送風(fēng)溫度和送風(fēng)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(diǎn)溫度的設定值，利用可編程控制器(簡(jiǎn)稱(chēng)plc)、直接數字控制器(簡(jiǎn)稱(chēng)ddc)采用比例積分(簡(jiǎn)稱(chēng)pi)或比例積分和微分(簡(jiǎn)稱(chēng)pid)的調節算法，通過(guò)調節控制空調機組表冷器控制閥的開(kāi)度、或者新回風(fēng)比例閥的開(kāi)度，使當前的露點(diǎn)溫度測量值趨向于露點(diǎn)溫度的設定值，從而達到機器露點(diǎn)溫度的控制，這也是一種恒溫恒濕系統控制的關(guān)鍵環(huán)節。但在實(shí)際的工程應用中，實(shí)際空氣含濕量的測量值已經(jīng)與含濕量設定值產(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、并浪費了能耗。技術(shù)實(shí)現要素：5.為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于露點(diǎn)溫度調節室內溫濕度的控制方法，旨在解決現有技術(shù)中冷熱抵消導致能耗上升的問(wèn)題。6.為實(shí)現上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于露點(diǎn)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(diǎn)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點(diǎn)的干球溫度和相對濕度測量值所對應的露點(diǎn)溫度測量值、干球溫度和相對濕度設定值所對應的露點(diǎn)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(diǎn)溫度與設定值比較后的差值進(jìn)行補償，補償方式中至少含有一種是通過(guò)室溫的加持，使當前的露點(diǎn)溫度測量值趨向于露點(diǎn)溫度設定值。11.進(jìn)一步地，所述露點(diǎn)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(diǎn)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(jìn)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(jìn)一步地，在夏季時(shí)，且露點(diǎn)溫度在大于設定值時(shí)，所述補償為通過(guò)冷水閥降溫除濕后，通過(guò)再熱閥使出風(fēng)露點(diǎn)溫度達到設定值后，進(jìn)而使回風(fēng)露點(diǎn)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(jìn)一步地，在夏季時(shí)，當回風(fēng)露點(diǎn)小于或者等于設定值，且溫濕度與設定值有差異時(shí)，所述補償為通過(guò)以下?lián)褚环绞绞够仫L(fēng)露點(diǎn)達到設定值：[0027]a.當回風(fēng)露點(diǎn)相同但低溫高濕時(shí)，通過(guò)pid調節水冷閥控制濕度，再采用再熱閥加熱，使回風(fēng)溫濕度達到設定值；[0028]b.當回風(fēng)露點(diǎn)相同但高溫低濕時(shí)，通過(guò)pid調節調節閥降溫，以及通過(guò)加濕器進(jìn)行電加濕，使回風(fēng)溫濕度達到設定值；[0029]c.當回風(fēng)露點(diǎn)相同但低溫低濕時(shí)，應減少pid的比例積分的設置值，避免調節過(guò)快。[0030]進(jìn)一步地，在冬季時(shí)，且回風(fēng)露點(diǎn)大于設定值時(shí)，pid調節冷水閥控制回風(fēng)露點(diǎn)，使其出風(fēng)后趨近設定值，穩定5分鐘后再打開(kāi)再熱閥；[0031]進(jìn)一步地，在冬季時(shí)，且回風(fēng)露點(diǎn)小于設定值時(shí)，關(guān)閉冷水閥，打開(kāi)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恒溫恒濕控制：[0034]當需要利用送風(fēng)參數實(shí)現恒溫恒濕控制時(shí)，所需配置的溫/濕度傳感器數量少，通過(guò)測量空氣的干球溫度和相對濕度，就可以計算露點(diǎn)的方法解決一切測量參數。即利用送風(fēng)的溫度和相對濕度，計算出送風(fēng)的露點(diǎn)溫度，從而實(shí)現定露點(diǎn)控制。[0035]采用計算露點(diǎn)溫度測量的明顯優(yōu)點(diǎn)是：[0036]a、計算露點(diǎn)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(diǎn)溫度，其理由是含濕量不變的情況下空氣二次加熱過(guò)程中其露點(diǎn)溫度是恒定不變的。[0037]b、在計算露點(diǎn)方案中，因送風(fēng)的溫度與相對濕度都反饋到露點(diǎn)溫度的回路中，因此系統實(shí)現了自動(dòng)消除溫度與濕度的耦合誤差，并可實(shí)現兩者的真正解耦控制，改進(jìn)了傳統的利用普通溫濕度傳感器測量露點(diǎn)溫度方案中送風(fēng)溫度、相對濕度有一參數是開(kāi)環(huán)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(guò)程，同樣可以利用虛擬露點(diǎn)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的控制閥門(mén)，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(lái)實(shí)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(fā)明的基于露點(diǎn)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(kāi)度，進(jìn)而控制室內的露點(diǎn)溫度，進(jìn)而控制室內的溫濕度，用于實(shí)現恒溫恒濕控制目的，控制器通過(guò)pid協(xié)調控制，整個(gè)過(guò)程不存在過(guò)度除濕及過(guò)度降溫，運行節能穩定，管理方便。具體實(shí)施方式[0041]本發(fā)明關(guān)于一種基于露點(diǎn)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(diǎn)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點(diǎn)的干球溫度和相對濕度測量值所對應的露點(diǎn)溫度測量值、干球溫度和相對濕度設定值所對應的露點(diǎn)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(diǎn)溫度與設定值比較后的差值進(jìn)行補償，補償方式中至少含有一種是通過(guò)室溫的加持，使當前的露點(diǎn)溫度測量值趨向于露點(diǎn)溫度設定值。[0046]a.通過(guò)pid調節濕度后，再由再熱閥升溫；[0047]b.通過(guò)pid降溫后，啟動(dòng)冷水閥與電加濕；[0048]c.關(guān)閉冷水閥，啟動(dòng)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(shuō)明，結合本具體使用方式對本發(fā)明具體說(shuō)明：[0050]室外傳感器用于檢測室外溫濕度，用于自動(dòng)判斷季節：[0051]夏季模式：高溫高濕、高溫低濕、常溫高濕；[0052]過(guò)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(gè)模式，控制器設定對應的設定值，而設定值中涉及的回風(fēng)溫濕度，在目前的系統區域內，分為有通風(fēng)柜和無(wú)通風(fēng)柜，無(wú)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)柜的以運行中的主實(shí)驗區的溫濕度做為回風(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(diǎn)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(diǎn)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(shuō)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(fēng)露點(diǎn)與設值進(jìn)行比較，當回風(fēng)露點(diǎn)大于設定值，開(kāi)啟粗調模式，pid調節冷水閥控制回風(fēng)露點(diǎn)，使其出風(fēng)趨近設定露點(diǎn)溫度后，并穩定下來(lái)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(guò)程不可啟動(dòng)電加濕；[0072]也就是說(shuō)，冷水閥中的冷水在同時(shí)實(shí)現降溫和除濕的功能，溫度低的時(shí)候相對濕度高，通過(guò)升溫以降低相對溫度，升溫的時(shí)候，含濕量是恒定的，如果提前把溫度升到設定值，在進(jìn)入到室內時(shí)，就要面臨室內與室外兩個(gè)熱量的加持，以致于超過(guò)了需求溫度。[0073]細調：[0074]當回風(fēng)露點(diǎn)達到或小于設定值，但是溫濕度有差異，再按以下三個(gè)條件進(jìn)行細調，并且在細調的過(guò)程中，加熱與加濕不可同時(shí)運行：[0075]當回風(fēng)露點(diǎn)相同但低溫高濕時(shí)，需要進(jìn)行再熱調節，控制器啟動(dòng)加熱除濕模式，通過(guò)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(fēng)溫濕度達到設定值；[0076]當回風(fēng)露點(diǎn)相同但高溫低濕時(shí)，那么啟動(dòng)降溫模式，通過(guò)pid調節調節閥降溫，以及通過(guò)加濕器進(jìn)行電加濕，使回風(fēng)溫濕度達到設定值；[0077]當回風(fēng)露點(diǎn)相同但低溫低濕時(shí)，說(shuō)明露點(diǎn)粗調pid調節過(guò)快，減少pid的比例積分設置值，避免調節過(guò)快，并啟動(dòng)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(shí)不可以啟動(dòng)電加濕。[0079]如，設定值為為出風(fēng)溫度22℃、濕度50％、露點(diǎn)溫度11.1℃；[0080]實(shí)際：回風(fēng)溫度28℃90％(露點(diǎn)26.2℃)；[0081]粗調：高溫高濕，當回風(fēng)露點(diǎn)大于11.1℃，開(kāi)啟粗調模式；冷水溫度7℃，假如使出風(fēng)溫度14℃70％(露點(diǎn)8.6℃)，小于設定11.1℃，將出風(fēng)露點(diǎn)加熱至11.1℃輸出即可，直到回風(fēng)露點(diǎn)穩定為止；[0082]細調：當回風(fēng)露點(diǎn)達到或小于11.1℃，開(kāi)啟微調模式(電加熱與電加濕不可同時(shí)運行)；[0083]假如1：低溫高濕，20℃57％(露點(diǎn)11.1℃)，那么那么啟動(dòng)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(diǎn)11.1℃)；[0084]假如2：高溫低濕，24℃45％(露點(diǎn)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(fēng)露點(diǎn)大于設定值時(shí)(極端情況下)，pid調節冷水閥控制回風(fēng)露點(diǎn)，使其出風(fēng)趨近設定露點(diǎn)溫度(該過(guò)程不可啟動(dòng)電加濕)，穩定5分鐘后再打開(kāi)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(fēng)露點(diǎn)小于設定值時(shí)，關(guān)閉冷水閥，打開(kāi)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(shí)運行)；[0087]例如：[0088]1)設定：22℃50％(計算露點(diǎn)11.1℃)；[0089]2)調節：[0090]假如1：低溫高濕，18℃90％(露點(diǎn)16.33℃)，此時(shí)回風(fēng)露點(diǎn)大于設定值，pid調節冷水閥控制回風(fēng)露點(diǎn)至11.1℃(假如溫濕度為15℃78％)，穩定5分鐘后再打開(kāi)熱水閥把溫濕度調到22℃，此時(shí)對應的濕度為50％；[0091]假如2：低溫高濕，18℃57％(露點(diǎn)9.3℃)；冷水閥不開(kāi)，熱水閥打開(kāi)，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(diǎn)4.2℃)，冷水閥不開(kāi)，熱水閥打開(kāi)，加熱至22℃，再加濕至50％。[0093]過(guò)渡季節溫濕度控制：制冷與加熱閥均不開(kāi)啟。[0094]以上實(shí)施方式僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)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)，均應落入本發(fā)明的權利要求書(shū)確定的保護范圍內。