專利名稱：能量補償精密空調的控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種中央空調系統(tǒng)，具體地說，是涉及一種能實現(xiàn)能量補償及加熱器和加濕器精密控制的中央空調系統(tǒng)。
背景技術：
在現(xiàn)有商用空調領域中，恒溫恒濕精密空調系統(tǒng)一般只設有單個風閥，或是新風閥門，或是回風閥門。因此，空調在運行時，只能是以全新風狀態(tài)，或者是全回風狀態(tài)運行。在全新風運行狀態(tài)，如果室外焓值大于室內焓值時，系統(tǒng)消耗能量過大，會造成很大的能源浪費。而在全回風運行狀態(tài)，如果室內焓值大于室外焓值時，同樣也會造成能源的浪費。這現(xiàn)兩種風閥的設置方式都不可避免地造成了能源的浪費。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的上述缺陷，提供一種能實現(xiàn)能量補償及加熱器和加濕器精密控制的能量補償精密空調的控制方法，可大大降低機組的能耗。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術方案如下構造一種能量補償精密空調的控制方法，包括空氣過濾裝置、與空氣過濾裝置依次連接的熱交換裝置、空氣調節(jié)裝置、設置在空氣調節(jié)裝置上的出風口，還包括與空氣過濾裝置相連接的用于進新風和室內回風裝置、設置在室內的溫濕度傳感器、設置在室外的溫濕度傳感器、與室內外溫濕度傳感器輸入接口相連接的DDC控制器，所述進新風和室內回風裝置由進新風閥門和與室內相連接的室內回風閥門構成，DDC控制器的輸出接口分別與進新風和室內回風裝置的進新風閥門、室內回風閥門相連接，在DDC控制器中編寫有利用焓值來控制進新風閥門的開啟或關閉進行能量補償?shù)目刂瞥绦?，其步驟為A、檢測風機運行狀態(tài)，設定室內溫濕度；B、把室內外溫濕度傳感器感應到的溫度、濕度對應的焓值和用戶設定的室內溫度、濕度對應的焓值通過PID比較運算，由DDC控制器輸出控制信號給進新風閥門，控制進新風閥門的開啟或關閉(新風閥和回風閥處于聯(lián)動狀態(tài))，該控制信號是0～10V、2～10V、4～20mA的標準模擬信號或0、1的開關信號；C、控制邏輯1當H室內＞＝H設定＞＝H室外時，進新風閥門開；當H室內＜H設定-ΔH室內或H室外＞H設定+ΔH室外時，進新風閥門關；式中H室內是室內實際溫濕度對應的焓值、H設定是室內受控環(huán)境設定溫濕度對應的焓值、H室外是室外實際溫濕度對應的焓值、ΔH室內是室內焓值比例帶，避免進新風閥門頻繁動作；ΔH室外是室外焓值比例帶；ΔH室外、ΔH室內的取值根據(jù)實際工況可取正、負或零；2將焓值的邏輯比較轉為PID值的邏輯比較，即H室內轉為PID室內，H設定轉為PID設定，H室外轉為PID室外，ΔH室內轉為ΔPID室內，ΔH室外轉為ΔPID室外，當PID室內＞＝PID設定＞＝PID室外時，進新風閥門開；當PID室內＜PID設定-ΔPID室內時，或者，PID室外＞PID設定+ΔPID室外時新風閥門關，ΔPID室內、ΔPID室外的取值根據(jù)實際工況可取正、負或零，PID計算簡式如下
注釋Hi(室內)指室內實際溫濕度對應的焓值；Hi(室外)指室外實際溫濕度對應的焓值；Ho(設定)指室內受控環(huán)境設定的溫濕度對應的焓值；在DDC控制器中還編寫有利用焓值轉為PID控制值來控制壓縮機運行、加熱器、加濕器開啟或關閉的控制程序，把室內溫濕度傳感器感應到的溫度、濕度對應的焓值和用戶設定的溫度、濕度對應的焓值通過溫差、濕差和焓值比較運算，輸出一個PID控制值(比例積分微分值)給加熱器、加濕器和壓縮機變頻器，該PID控制值為一個0～10V或2～10V、4～20mA的標準模擬信號或0、1的開關信號。
在實際的運算中，將輸入的具體物理變量轉化為0～10V、2～10V或4～20mA的標準變量或0、1的開關信號，即將給定值和過程變量標準化成0～10V、2～10V或4～20mA或0、1的開關信號之間的一個電信號，同時，確保輸出也是一個0～10V或2～10V的標準變量或0、1的開關信號。
根據(jù)PID算法，DDC控制器計算出一個輸出信號給電加熱器、加濕器、壓縮機變頻器，根據(jù)DDC控制器輸入的信號電加熱器、加濕器、壓縮機變頻器實現(xiàn)大約10～120Hz的變頻調速。從而改變了機組的運行狀態(tài)，實現(xiàn)精密空調的能量補償、溫濕度和冷量的調節(jié)。
本發(fā)明所述能量補償精密空調的控制方法的有效果是通過在機組中設置由進新風閥門和與室內相連接的室內回風閥門構成的進新風和室內回風裝置，并采用DDC控制器結合PID(比例、積分、微分)差值算法，與電加熱器、加濕器、進新風閥門、室內回風閥門和變頻壓縮機結合在一起，能精確地把環(huán)境的溫濕度控制在設定范圍之內，同時使能量得到最大的補償。與傳統(tǒng)恒溫恒濕精密空調系統(tǒng)相比，節(jié)能在30％以上，并且控制精度更高。采用的控制器能夠實時檢測現(xiàn)場的各種參數(shù)，查詢當前和設定的溫濕度；能夠進行現(xiàn)場的溫濕度設定及各種外部設備的控制，包括加熱器控制、加濕器開度控制、新回風閥門控制和壓縮機的頻率控制，傳感器的校正和定時開關機等；能夠監(jiān)視各部件的運行狀態(tài)，出現(xiàn)故障時自動停機和發(fā)出報警信號。
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明所述能量補償精密空調的控制方法作進一步說明


圖1是本發(fā)明能量補償精密空調的控制方法的結構示意；圖2是本發(fā)明能量補償精密空調的控制方法的控制流程框圖；圖3是本發(fā)明能量補償精密空調的控制方法的電氣原理圖。
具體實施例方式
以下是本發(fā)明所述能量補償精密空調的控制方法的最佳實施例，并不因此限定本發(fā)明的保護范圍。
參照圖1、圖2、圖3，構造一種能量補償精密空調的控制方法，包括空氣過濾裝置16、與空氣過濾裝置16依次連接的熱交換裝置17、空氣調節(jié)裝置18、設置在空氣調節(jié)裝置18上的出風口10，還包括與空氣過濾裝置16相連接的用于進新風和室內回風裝置15、設置在室內的溫濕度傳感器12、設置在室外的溫濕度傳感器20、與室內外溫濕度傳感器12、20輸入接口相連接的DDC控制器11，所述進新風和室內回風裝置15由進新風閥門1和與室內相連接的室內回風閥門2構成，DDC控制器11的輸出接口分別與進新風和室內回風裝置15的進新風閥門1、室內回風閥門2相連接，在DDC控制器11中編寫有利用焓值來控制進新風閥門1的開啟或關閉進行能量補償?shù)目刂瞥绦?，其步驟為a、檢測風機運行狀態(tài)，設定溫濕度；b、把室內外溫濕度傳感器12、20感應到的溫度、濕度對應的焓值和用戶設定的溫度、濕度對應的焓值通過溫差、濕差和焓值比較運算，DDC控制器11輸出一個PID控制值給進新風閥門1，控制進新風閥門1的開啟或關閉，該PID控制值是0～10V、2～10V或4～20mA的標準模擬信號，當H室內＞＝H設定＞＝H室外時，進新風閥門1開；當H室內＜H設定-ΔH室內或H室外＞H設定+ΔH室外時，進新風閥門1關；式中H室內是室內焓值、H設定是設定焓值、H室外是室外焓值，ΔH室內是室內焓值比例帶，避免進新風閥門頻繁動作；ΔH室外是室外焓值比例帶，但考慮到室外環(huán)境是個大環(huán)境，不易頻繁變化，所以可設定為零；C、將焓值的比較轉為PID值的比較，即H室內轉為PID室內，H設定轉為PID設定，H室外轉為PID室外，PID設定默認值為50％，ΔH室內轉為ΔPID室內默認值為10％，ΔH室外轉為ΔPID室外默認值為0，當PID室內＞＝50％＞＝PID室外時，新風閥開；當PID室外不變，室內PID＜＝50％-10％時，新風閥關，即新風閥開后，在PID室內降為50％-10％＝40％時關閉，或者，當PID室外＞50％時，新風閥關，考慮到室外是穩(wěn)定的大環(huán)境，不太可能在某值上下頻繁波動，不會造成新風閥頻繁開關，所以ΔPID室外為零，這里也可以適當?shù)匮舆t2-5％，PID計算簡式如下 注釋Hi(室內)指室內實際溫濕度對應的焓值；Hi(室外)指室外實際溫濕度對應的焓值；Ho(設定)指室內受控環(huán)境設定的溫濕度對應的焓值；ΔH室外、ΔH室內、ΔPID室內、ΔPID室外的取值根據(jù)實際工況可取正、負或零；所述的空氣過濾裝置16由初效過濾器3、中效過濾器4構成。
所述的熱交換裝置17包括風機5、冷凝水管7、壓縮機，與壓縮機相連接的蒸發(fā)器6，所述的壓縮機是變頻壓縮機。
所述的空氣調節(jié)裝置18由加熱器8、加濕器9構成。
在DDC控制器11中還編寫有利用焓值和溫度來控制壓縮機運行、加熱器8、加濕器9開啟或關閉的控制程序，把室內外溫濕度傳感器12感應到的溫度、濕度對應的焓值和用戶設定的溫度、濕度對應的焓值通過溫差、濕差和焓值比較運算，輸出一個PID控制值(比例積分微分值)的物理信號為一個0～10V或2～10V、4～20mA的標準模擬信號或0、1的開關信給加熱器8、加濕器9和壓縮機變頻器。
在實際的運算中，將輸入的具體物理變量轉化為0～10V、2～10V或4～20mA的標準變量或0、1的開關信號，即將給定值和過程變量標準化成0～10V、2～10V或4～20mA之間的一個電信號或0、1的開關信號。同時，確保輸出也是一個0～10V或2～10V的標準變量或0、1的開關信號。
根據(jù)PID算法，DDC控制器11計算出一個輸出信號給加熱器8、加濕器9、進新風閥門1、室內回風閥門2和壓縮機變頻器，根據(jù)DDC控制器11輸入的信號，加熱器8、加濕器9實現(xiàn)開啟和關閉，壓縮機變頻器實現(xiàn)大約10～120Hz的變頻調速。從而改變了機組的運行狀態(tài)，實現(xiàn)精密空調的能量補償、溫濕度和冷量的調節(jié)。
通過焓差計算法，制冷系統(tǒng)不再只單獨受溫度或濕度的控制，而是由溫度、濕度和溫濕度結合起來的焓值進行控制。用焓值的差值比較，系統(tǒng)可根據(jù)室內外焓值的變化，通過DDC控制器11輸出PID控制值控制進新風閥門1、室內回風閥門2的開閉，從而實現(xiàn)能量補償功能。當焓值差較小時，系統(tǒng)只需啟動小量加熱升溫和小冷量制冷即可滿足環(huán)境的控制要求，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，變頻器根據(jù)DDC控制器11輸出的0～10V或2～10V的控制信號決定壓縮機的輸出功率，從而實現(xiàn)機組從0～130％無級的能量調節(jié)，既提高了控制精度又節(jié)約了能耗。
權利要求
1.一種能量補償精密空調的控制方法，包括空氣過濾裝置、與空氣過濾裝置依次連接的熱交換裝置、空氣調節(jié)裝置、設置在空氣調節(jié)裝置上的出風口，其特征在于，還包括與空氣過濾裝置相連接的用于進新風和室內回風裝置、設置在室內的溫濕度傳感器、設置在室外的溫濕度傳感器、與室內外溫濕度傳感器輸入接口相連接的DDC控制器，所述進新風和室內回風裝置由進新風閥門和室內回風閥門構成，DDC控制器的輸出接口分別與進新風和室內回風裝置的進新風閥門、室內回風閥門相連接，在DDC控制器中編寫有利用焓值來控制進新風閥門的開啟或關閉進行能量補償?shù)目刂瞥绦?，其步驟為A、檢測風機運行狀態(tài)，設定室內溫濕度；B、把室內外溫濕度傳感器感應到的溫度、濕度對應的焓值和用戶設定的室內溫度、濕度對應的焓值通過PID比較運算，由DDC控制器輸出控制信號給進新風閥門，控制進新風閥門的開啟或關閉(新風閥和回風閥處于聯(lián)動狀態(tài))，該控制信號是0～10V、2～10V、4～20mA的標準模擬信號或0、1的開關信號；C、控制邏輯1當H室內＞＝H設定＞＝H室外時，進新風閥門開；當H室內＜H設定-ΔH室內或H室外＞H設定+ΔH室外時，進新風閥門關；式中H室內是室內實際溫濕度對應的焓值、H設定是室內受控環(huán)境設定溫濕度對應的焓值、H室外是室外實際溫濕度對應的焓值、ΔH室內是室內焓值比例帶，避免進新風閥門頻繁動作；ΔH室外是室外焓值比例帶；ΔH室外、ΔH室內的取值根據(jù)實際工況可取正、負或零；2將焓值的邏輯比較轉為PID值的邏輯比較，即H室內轉為PID室內，H設定轉為PID設定，H室外轉為PID室外，ΔH室內轉為ΔPID室內，ΔH室外轉為ΔPID室外，當PID室內＞＝PID設定＞＝PID室外時，進新風閥門開；當PID室內＜PID設定-ΔPID室內時，或者，PID室外＞PID設定+ΔPID室外時新風閥門關，ΔPID室內、ΔPID室外的取值根據(jù)實際工況可取正、負或零，PID計算簡式如下 注釋Hi(室內)指室內實際溫濕度對應的焓值；Hi(室外)指室外實際溫濕度對應的焓值；Ho(設定)指室內受控環(huán)境設定的溫濕度對應的焓值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能量補償精密空調的控制方法，包括空氣過濾裝置、與空氣過濾裝置依次連接的熱交換裝置、空氣調節(jié)裝置、設置在空氣調節(jié)裝置上的出風口，還包括與空氣過濾裝置相連接的用于進新風和室內回風裝置、設置在室內的溫濕度傳感器、設置在室外的溫濕度傳感器、與室內外溫濕度傳感器輸入接口相連接的DDC控制器，所述進新風和室內回風裝置由進新風閥門和與室內相連接的室內回風閥門構成，DDC控制器的輸出接口分別與進新風和室內回風裝置的進新風閥門、室內回風閥門相連接，在DDC控制器中編寫有利用焓值來控制進新風閥門的開啟或關閉進行能量補償?shù)目刂瞥绦??？蓪崿F(xiàn)中央空調系統(tǒng)能量補償及加熱器和加濕器精密控制。
文檔編號G05B19/05GK1786604SQ20051010237
公開日2006年6月14日 申請日期2005年12月19日 優(yōu)先權日2005年12月19日
發(fā)明者方沛明, 劉怡 申請人:東莞市廣大制冷有限公司