專利名稱：變頻精密空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及空氣調(diào)節(jié)裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種中央空調(diào)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及采用變頻壓縮機(jī)的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有商用空調(diào)領(lǐng)域中，自帶冷媒系統(tǒng)的精密空調(diào)機(jī)組的制冷量一般在20KW至250KW之間，制熱量在10KW至120KW之間。在一臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊的精密空調(diào)設(shè)備中裝有一臺(tái)或多臺(tái)小型定制冷量的壓縮機(jī)、蒸發(fā)器，冷凝器、節(jié)流裝置，加熱器、加濕器，送風(fēng)系統(tǒng)和空氣過(guò)濾器等。在控制上通過(guò)控制壓縮機(jī)的運(yùn)行數(shù)量來(lái)進(jìn)行制冷量和除濕的控制。其控制曲線是一種階梯變化的曲線，不是一種圓滑的曲線。因此能量的損耗較大，并且控制精度也不夠高。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種采用了變頻壓縮機(jī)的精密空調(diào)，可克服現(xiàn)有精密空調(diào)系統(tǒng)所存在的上述缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精密空調(diào)系統(tǒng)中能量的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；實(shí)現(xiàn)比采用定頻壓縮機(jī)大大的節(jié)約了能源和更高精度的控制。
本實(shí)用新型所采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)造一種精密空調(diào)系統(tǒng)，包括依序連接的是變頻壓縮機(jī)，與壓縮機(jī)相適配的蒸發(fā)器、加熱PTC、加濕器、干燥過(guò)濾器、風(fēng)機(jī)、膨脹閥、冷凝器、過(guò)濾網(wǎng)、傳感器和控制單元，還包括DDC控制器，該DDC控制器的輸出接口與所述精密空調(diào)系統(tǒng)的變頻器相連，所述傳感器和控制單元將受控環(huán)境的溫濕度通過(guò)傳感器感應(yīng)出來(lái)并把信號(hào)傳送至DDC控制器，DDC控制器把溫濕度傳感器感應(yīng)到的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值和DDC控制器內(nèi)用戶自設(shè)的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值通過(guò)焓差進(jìn)行比較計(jì)算，輸出一個(gè)0～10V的PID模擬控制信號(hào)給變頻壓縮機(jī)的變頻器，通過(guò)變頻器來(lái)控制變頻壓縮機(jī)的頻率，從而達(dá)到了控制制冷和除濕的目的。
在上述空調(diào)系統(tǒng)中，可將受控環(huán)境的溫濕度通過(guò)傳感器感應(yīng)出來(lái)并把信號(hào)傳送至DDC(可編程數(shù)字直接控制器)控制器。DDC內(nèi)用戶設(shè)定的溫度、濕度和控制精度要求。根據(jù)每一個(gè)溫濕度都對(duì)應(yīng)的唯一焓值。把溫濕度傳感器感應(yīng)到的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值和DDC內(nèi)用戶自設(shè)的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值通過(guò)焓差進(jìn)行比較計(jì)算，輸出一個(gè)PID模擬信號(hào)(比例積分微分值)該值范圍0～10V或2～10V的電壓值或者是4～20mA的電流值。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下。
通過(guò)焓差計(jì)算法，制冷系統(tǒng)不再單獨(dú)受溫度或濕度控制，而是受溫濕度結(jié)合起來(lái)的焓差控制。焓差較小時(shí)，系統(tǒng)只需啟動(dòng)加熱升溫降濕和小冷量制冷即可滿足環(huán)境要求。避免了大量的降溫抽濕和大量的加熱升溫，從而節(jié)省了能耗；焓差較大時(shí)，制冷系統(tǒng)根據(jù)DDC輸出的控制值0～10V的信號(hào)給變頻器，通過(guò)變頻器來(lái)改變壓縮機(jī)的頻率，可以實(shí)現(xiàn)能量的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，而且比采用定頻壓縮機(jī)大大的節(jié)省了能源。即減少了能量的損耗又提高精密空調(diào)的控制精度。
在本實(shí)用新型中，采用的PID計(jì)算方式的DDC控制器，采用的是變頻壓縮機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)范圍從[0～130％]的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，可以克服階梯變化時(shí)的能量的損耗和控制精度不高的問(wèn)題。另外，由于變頻壓縮機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)的效率高，因此在焓差小時(shí)，能量的節(jié)省效果更加明顯。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是本實(shí)用新型采用先進(jìn)的DDC控制硬件結(jié)合PID(比例、積分、微分)焓差算法和比較節(jié)能的變頻壓縮機(jī)。通過(guò)計(jì)算輸出PID值給變頻壓縮機(jī)的變頻器，從而控制變頻壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)速。解決了變頻精密空調(diào)控制系統(tǒng)的控制問(wèn)題同時(shí)又可緩解現(xiàn)在精密空調(diào)能耗大的問(wèn)題，既提高了控制精度又降低了機(jī)組的能耗。


圖1是本實(shí)用新型模塊精密空調(diào)的控制原理方框圖；圖2是本實(shí)用新型機(jī)組電氣原理圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2、，該變頻控制精密空調(diào)系統(tǒng)由依序連接的變頻壓縮機(jī)，油分離器，風(fēng)機(jī)(帶馬達(dá))，冷凝器，干燥過(guò)濾器，膨脹閥電磁閥，毛細(xì)管，蒸發(fā)器，電加熱PTC，加濕器，蓄液器連接構(gòu)成。在系統(tǒng)中設(shè)有由控制單元和DDC控制器構(gòu)成的控制裝置，DDC控制器為現(xiàn)有設(shè)備，可根據(jù)需要定購(gòu)，圖中所示壓縮機(jī)為變頻壓縮機(jī)(附帶有變頻器)其中加濕器的加濕量大小和開(kāi)停由受控室的濕度控制；加熱器的開(kāi)啟由受控室的溫度控制；壓縮機(jī)的開(kāi)啟和運(yùn)轉(zhuǎn)頻率由受控室溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值控制。采用變頻壓縮機(jī)組成的制冷回路+多組電加熱PTC+一個(gè)電極式加濕器，在的空調(diào)系統(tǒng)的控制上，把受控環(huán)境的溫濕度通過(guò)傳感器感應(yīng)出來(lái)并把信號(hào)傳送至DDC(可編程數(shù)字直接控制器)控制器。DDC內(nèi)用戶設(shè)定的溫度、濕度和控制精度要求。根據(jù)每一個(gè)溫濕度都對(duì)應(yīng)的唯一焓值。把溫濕度傳感器感應(yīng)到的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值和DDC內(nèi)用戶自設(shè)的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值通過(guò)焓差進(jìn)行比較計(jì)算，輸出一個(gè)PID控制值(比例積分微分值)該值范圍0～10V或2～10V的電壓值或者是4～20mA的電流值。計(jì)算簡(jiǎn)圖如下。
通過(guò)焓差計(jì)算法，制冷系統(tǒng)不再單獨(dú)受溫度或濕度控制，而是把溫濕度結(jié)合起來(lái)的焓差控制。焓差較小時(shí)，系統(tǒng)只需啟動(dòng)加熱升溫降濕和小冷量制冷即可滿足環(huán)境要求。避免了大量的降溫抽濕和大量的加熱升溫，從而節(jié)省了能耗；焓差較大時(shí)，制冷系統(tǒng)根據(jù)DDC輸出的控制值給變頻器，從而實(shí)現(xiàn)變頻壓縮機(jī)的啟動(dòng)和頻率的改變，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)式的按需投入，既提高控制精度又減少了能耗。
權(quán)利要求1.一種采用了變頻壓縮機(jī)和DDC控制的精密空調(diào)系統(tǒng)，包括依序連接的變頻壓縮機(jī)，與壓縮機(jī)相適配的油分離器、風(fēng)機(jī)、冷凝器、干燥過(guò)濾器、膨脹閥、過(guò)濾網(wǎng)、蒸發(fā)器、加熱PTC、加濕器、電磁閥、蓄液器、傳感器和控制單元，還包括DDC控制器，其特征在于，該DDC控制器的輸出接口與所述控制單元的DDC控制器接線端子相連接，所述傳感和控制單元將受控環(huán)境的溫濕度通過(guò)傳感器感應(yīng)出來(lái)并把信號(hào)傳送至DDC控制器，DCC控制器把溫濕度傳感器感應(yīng)到的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值和DDC控制器內(nèi)用戶自設(shè)的溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值通過(guò)焓差進(jìn)行比較計(jì)算，輸出一個(gè)PID控制值對(duì)應(yīng)的物理信號(hào)0～10V或2～10V的電壓信號(hào)或者是4～20mA的電流值給變頻器，變頻器控制壓縮機(jī)的功率輸出，從而控制空調(diào)系統(tǒng)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述采用了變頻壓縮機(jī)和DDC控制的精密空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，該空調(diào)系統(tǒng)中設(shè)有變頻壓縮機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述變頻精密空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)有的變頻壓縮機(jī)與DDC控制相結(jié)合，通過(guò)把DDC信號(hào)傳遞給變頻器來(lái)控制壓縮機(jī)的頻率。
專利摘要本實(shí)用新型屬于恒溫恒濕精密空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域。該實(shí)用新型解決了定頻恒溫恒濕精密空調(diào)中能量損耗大及控制精度不高的問(wèn)題。在解決該技術(shù)問(wèn)題中，本實(shí)用新型采用了變頻壓縮機(jī)，高精度溫濕度傳感器，DDC微電腦控制系統(tǒng)，以及基于空氣焓值控制的PID(比例、微分、積分)算法，通過(guò)比較受控環(huán)境的焓值和DDC內(nèi)用戶設(shè)定的焓值(對(duì)應(yīng)具體的溫濕度設(shè)定值)，得出一PID值，轉(zhuǎn)換成0～10V、2～10V或4～20mA的物理信號(hào)，用該信號(hào)驅(qū)動(dòng)變頻器的頻率輸出，從而控制壓縮機(jī)的功率輸出。同時(shí)，加熱控制，加濕控制均采用PID控制算法。改變了溫濕度分別獨(dú)立控制的模式，大幅提高了效率和控制精度。
文檔編號(hào)F24F11/02GK2708152SQ20042004466
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2004年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月13日
發(fā)明者方沛明 申請(qǐng)人:東莞市廣大制冷有限公司