專利名稱：一種節(jié)能數(shù)控環(huán)境調控裝置的制作方法
一種節(jié)能數(shù)控環(huán)境調控裝置，它屬于環(huán)境條件保障系統(tǒng)，適用于各種建筑物，特別是通用于如棉紡車間、地下設施、糧食倉庫以及公共場所等。
現(xiàn)在的一些建筑物，需對內部的空氣環(huán)境進行調節(jié)，控制其中的溫度、濕度、二氧化碳、氧氣，以及其它氣體的含量?，F(xiàn)在的控制方法，多是采用換氣通風的方法來控制各種氣體的含量，而采用熱交換器的方法進行溫度調節(jié)。但是，有時通風和采暖(或制冷)是矛盾的，當被控環(huán)境的某一項指標超過了規(guī)定的控制指標時(如二氧化碳等有害氣體濃度過大)需要通風，但通風又會使其它的控制指標(如溫度、濕度)等發(fā)生變化。為了將這些控制參數(shù)恢復到要求值，不是要花費大量的能量，就是要很長的恢復時間。而且在被控制參數(shù)大范圍波動時，無法作到匹配和協(xié)調的控制。因此需要一個一體化的環(huán)境調控設備。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種節(jié)能數(shù)控環(huán)境調控裝置，它可以對被控環(huán)境的溫度、濕度，有害氣體含量等進行一體化控制，節(jié)約調控能量。
本發(fā)明的結構如附

圖1所示，它有進風風機1、排風風機2、進風換熱器3、排風換熱器4、進風霧化加濕器5，其特征在于進風風機1和排風風機2都是由三端器件驅動的數(shù)控風機，在進風換熱器3的輸入端接有數(shù)控流量閥6，并通過數(shù)控流量閥6與排風換熱器4的輸入端相連，進風換熱器3的輸出端與排風換熱器4的輸入端相連，其內有傳熱工質，在被控環(huán)境中還有溫度傳感器7、濕度傳感器8和氧氣濃度傳感器9，在近旁有標準工業(yè)控制介面10，其內插有與溫度傳感器7、濕度傳感器8和氧氣濃度傳感器9相連的測量適配模塊12、13和14，插有與進風風機1和排風風機2的三端器件控制端相連并對其進行控制的控制適配模塊15和16，還插有與數(shù)控流量閥6和進風霧化加濕器5的控制端相連并對其進行控制的控制適配模塊17和18，標準工業(yè)控制介面10通過標準串行通訊接口與可和其它設備共用的中央控制計算機11相連。
附圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
附圖2為本發(fā)明的一個雙作用實施例結構示意圖。
本發(fā)明的工作原理如下外界的高溫高濕空氣由進風風機1輸送，流過進風換熱器3，與其內的傳熱工質進行熱交換。升溫后的傳熱工質進入到排風換熱器4。低氧和高有害氣體含量的建筑物內混濁空氣由排風風機2抽出，流過排風換熱器4，與其內的傳熱工質進行熱交換。由于建筑物內空氣溫度基本為設定的常溫，因此可以吸收由于進風熱量加熱的傳熱工質熱量，使之降到接近建筑物內常溫。進風換熱器3和排風換熱器4通過傳熱工質循環(huán)組成一個熱管，使進風與排風進行熱量交換。在進風的濕度較低時，通過控制進風霧化加濕器5工作，對進風加濕，達到環(huán)境要求。
在本發(fā)明中，中央控制計算機11在控制程序的控制下，采用定時掃描的方式，不斷測量被控環(huán)境數(shù)據(jù)。如在中央控制計算機11采集被控環(huán)境溫度時，首先通過標準串行通訊接口發(fā)出選通與被控環(huán)境溫度傳感器7相連的測量適配模塊12的地址選通信號。標準工業(yè)控制介面10在接收到該地選信號后選通相應的測量適配模塊12。該測量適配模塊12被選通后，把由被控環(huán)境溫度傳感器7測量得到的被控環(huán)境溫度模擬量經A/D變換后反送回中央控制計算機11，完成數(shù)據(jù)采集任務。被控環(huán)境的濕度和有害氣體濃度的數(shù)據(jù)采集方法與此類似，中央控制計算機11通過標準串行通訊接口發(fā)出選通相應傳感器所連的測量適配模塊的地址選通信號，由標準工業(yè)控制介面10接收后選通相應的測量適配模塊。相應的測量適配模塊被選通后，把對應傳感器測得的參數(shù)經A/D變換后反送回中央控制計算機11，完成采集過程。中央控制計算機11，在采集得到被控環(huán)境參數(shù)后，與標準控制模型進行比較，做出控制決策。如當需要增加通風量時，中央控制計算機11通過標準串行通訊接口發(fā)出選通與進風風機1的三端器件控制端相連并對其進行控制的控制適配模塊15的地址選通信號，由標準工業(yè)控制介面10接收后選通相應的控制適配模塊15。該控制適配模塊15被選通后，中央控制計算機11又通過標準串行通訊接口送出的通風量數(shù)據(jù)，由控制適配模塊15接收鎖存并轉換為進風風機1的三端器件所需控制信號，改變進風風機1的工況。中央控制計算機11根據(jù)控制模型也可以采用相同的方法改變排風風機2或數(shù)控流量閥6的工況。通過控制數(shù)控流量閥6的開度，可以控制進風換熱器3和排風換熱器4之間的溫差。
由中央控制計算機采集環(huán)境參數(shù)進行控制，由進風換熱器和排風換熱器通過傳熱工質循環(huán)組成一個熱管，使進風與排風進行熱量交換，可以降低進風溫度對環(huán)境溫度的影響，節(jié)省進行溫度調節(jié)的能量，本發(fā)明采用中央控制計算機，標準工業(yè)控制介面和各種適配模塊這種機電一體化的結構形式，可以很協(xié)調的對環(huán)境參數(shù)進行控制，在中央控制計算機中存貯復雜的控制策略后，可以適應被控制參數(shù)單項、大范圍變化。并且控制協(xié)調快速。
本發(fā)明可以采用如附圖2的結構形式，在進風換熱器3的輸出端與排風換熱器4輸入端之間接有制冷數(shù)控壓縮機19，排風換熱器4的輸出端與接于進風換熱器3輸入端的數(shù)控流量閥6相連，數(shù)控流量閥6是可逆的節(jié)流式流量閥，制冷數(shù)控壓縮機19也為可逆數(shù)控壓縮機，在標準工業(yè)控制介面10內插有與制冷數(shù)控壓縮機19控制端相連并對其進行控制的控制適配模塊20。采用這種結構，可以使本發(fā)明用于加熱調溫或冷卻調溫，當傳熱工質正向運轉，由進風換熱器3輸出后被制冷數(shù)控壓縮機18壓縮液化，同時溫度升高，然后進入排風換熱器4，在排風氣流中被冷降到常溫，然后通過數(shù)控流量閥6節(jié)流后膨脹進入進風換熱器3。由于傳熱工質節(jié)流膨脹氣化后溫度降低，因此可以吸收進風中的熱量，達到降低被控環(huán)境溫度的目的。如果在冬天，可以在中央控制計算機11的控制下，反向運行，傳熱工質被制冷數(shù)控壓縮機19壓縮后，溫度升高、進入到進風換熱器3中，用于加熱進風空氣，升高被控環(huán)境的溫度。放熱后的傳熱工質經數(shù)控流量閥6膨脹后溫度急劇降低，進入排風換熱器4，由于膨脹后的傳熱工質溫度很低，可以吸收排風中的熱量，溫度回升到接近常溫，完成加熱循環(huán)。
本發(fā)明中的進風換熱器3的排風換熱器4可以使用普通分體式空調的結構，還可以直接用其改裝，本發(fā)明無特殊要求。可有的制冷數(shù)控壓縮機19也為可逆數(shù)控壓縮機，它可以是由三端器件驅動的可逆轉葉片壓縮機、齒輪泵、也可以是加有換向閥的普通螺桿壓縮機等。
本發(fā)明使用的進風風機1和排風風機2可以使用普通離心式風機，也可以使用普通軸流式風機，本發(fā)明無特殊要求。
在本發(fā)明中，數(shù)控流量閥6可以使用如專利號為CN91232100的數(shù)控閥門，或是使用如專利號為CN89102085的數(shù)控閥門。數(shù)控三端器件可以使用如專利申請?zhí)枮镃N91101413.6的數(shù)控三端器件，也可以使用如專利號為CN91200002的數(shù)控三端器件。
在本發(fā)明中，標準工業(yè)控制介面10可以選用美國ME公司(MECHATRONICEQUIPMENT INC.)的I/O 32，或是美國OPTO 22公司的PB16AH。中央控制計算機11可以選用美國OPTO 22公司的LC4控制器，也可以選用美國ME公司的PCS-1工業(yè)過程控制工作站，還可以選用普通PC計算機。測量適配模塊12、13和14可以采用OPTO 22公司的AD3或類似的A/D轉換模塊。控制適配模塊15和16，可選用OPTO 22公司的DF3或類似的D/F轉換模塊。適配模塊17和18，標可選用OPTO 22公司的DK3或類似的開關量轉換模塊。
權利要求
1.一種節(jié)能數(shù)控環(huán)境調控裝置，它有進風風機(1)、排風風機(2)、進風換熱器(3)、排風換熱器(4)、進風霧化加濕器(5)，其特征在于進風風機(1)和排風風機(2)都是由三端器件驅動的數(shù)控風機，在進風換熱器(3)的輸入端接有數(shù)控流量閥(6)，并通過數(shù)控流量閥(6)與排風換熱器(4)的輸出端相連，進風換熱器(3)的輸出端與排風換熱器(4)的輸入端相連，其內有傳熱工質，在被控環(huán)境中還有溫度傳感器(7)、濕度傳感器(8)和氧氣濃度傳感器(9)，在近旁有標準工業(yè)控制介面(10)，其內插有與溫度傳感器(7)、濕度傳感器(8)和氧氣濃度傳感器(9)相連的測量適配模塊(12)、(13)和(14)，插有與進風風機(1)和排風風機(2)的三端器件控制端相連并對其進行控制的控制適配模塊(15)和(16)，還插有與數(shù)控流量閥(6)和進風霧化加濕器(5)的控制端相連并對其進行控制的控制適配模塊(17)和(18)，標準工業(yè)控制介面(10)通過標準串行通訊接口與可和其它設備共用的中央控制計算機(11)相連。
2.如權利要求1所述的節(jié)能數(shù)控環(huán)境調控裝置，其特征在于在進風換熱器(3)的輸出端與排風換熱器(4)輸入端之間接有制冷數(shù)控壓縮機(19)，排風換熱器(4)的輸出端與接于進風換熱器(3)輸入端的數(shù)控流量閥(6)相連，數(shù)控流量閥(6)是可逆的節(jié)流式流量閥，制冷數(shù)控壓縮機(19)也為可逆數(shù)控壓縮機，在標準工業(yè)控制介面(10)內插有與制冷數(shù)控壓縮機(19)控制端相連并對其進行控制的控制適配模塊(20)。
全文摘要
一種節(jié)能數(shù)控環(huán)境調控裝置，它有進風和排風風機、進風和排風換熱器等，其特征在于有由中央控制計算機、標準工業(yè)控制介面和各種適配模塊組成的機電一體化測控單元。使用進、排風換熱器組成的熱管使進風與排風進行熱量交換，可以降低進風溫度對環(huán)境溫度的影響，節(jié)省進行溫度調節(jié)的能量。在中央控制計算機的控制下，可以適應被控制參數(shù)單項、大范圍變化，可以很協(xié)調的對環(huán)境參數(shù)進行控制。
文檔編號F24F11/00GK1100796SQ93117778
公開日1995年3月29日 申請日期1993年9月25日 優(yōu)先權日1993年9月25日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠