專利名稱：室內(nèi)氣候控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及對諸如保持室內(nèi)人員舒適的空調(diào)機(jī)或取暖器之類的室內(nèi)氣候調(diào)節(jié)設(shè)施的控制。其更重要的應(yīng)用在于控制空調(diào)機(jī)的工作，所以下面的討論和公開將主要基于空調(diào)情況。典型地，本發(fā)明將由一個電子恒溫裝置實(shí)現(xiàn)，該恒溫裝置利用一個微控制器和一個溫度傳感器來控制一個固態(tài)開關(guān)的斷通，而該開關(guān)又控制流向空調(diào)控制模塊的工作電流。
目前在空調(diào)機(jī)中典型使用的恒溫裝置把干泡(dry-bulb)溫度作為被控變量。這里，“干泡溫度”是指用典型的溫度計(jì)所測得的空氣實(shí)際溫度，下面除非文中明確注明，“溫度”或“空氣溫度”將指干泡溫度。測量空氣溫度是容易的，而且在大多數(shù)恒溫裝置中已經(jīng)有了這種測量?？照{(diào)機(jī)中的典型恒溫裝置在溫度超過一個設(shè)定點(diǎn)的值時(shí)使空調(diào)開始工作?？照{(diào)機(jī)通過把冷空氣注入到容室中來進(jìn)行空調(diào)，直到容室內(nèi)的溫度降低到設(shè)定點(diǎn)的值以下。典型的恒溫裝置利用一個預(yù)測元件而在到達(dá)實(shí)際設(shè)定點(diǎn)之前就切斷空調(diào)。對于許多情形，這種控制所造成的空氣條件對容室內(nèi)的人們來說是舒適的。
眾所周知，空調(diào)機(jī)在使空氣冷卻的同時(shí)還去除空氣中的濕氣。去除濕氣的機(jī)構(gòu)使空氣從容室或者從室外通過空調(diào)機(jī)，并把這種空氣的溫度降低到明顯低于70°F～74°F的舒適范圍。為了從空氣中去除濕氣，至少一部分潮濕空氣的溫度必須降低到低于當(dāng)時(shí)的露點(diǎn)溫度，在此溫度下水就從空氣中凝結(jié)出來。在該過程中，被調(diào)節(jié)空氣中的一部分水凝結(jié)在空調(diào)機(jī)的冷卻螺管上，并從螺管下滴到下面的一個承水盤中，再從此盤中排出。因?yàn)榭諝庠谶_(dá)到100％相對濕度，也即露點(diǎn)濕度，之前不會釋出濕氣，所以至少鄰近于熱交換器冷卻表面的那部分空氣必須達(dá)到這個溫度。然而，不是經(jīng)過空調(diào)機(jī)的全部空氣流都能達(dá)到100％的相對濕度，這是因?yàn)椴⒉皇侨康目諝舛祭鋮s到了露點(diǎn)溫度。在容室內(nèi)，相對干冷的被調(diào)節(jié)空氣(即使空氣的相對濕度接近100％，它也是相對地干的)和令人不舒服的溫暖而潮濕的空氣互相混合，達(dá)到較可接受的由恒溫裝置控制好的70°F～75°F的溫度下的40％-60％的相對濕度。
通常，這個過程使容室內(nèi)空氣的濕度處在舒適范圍之內(nèi)。然而，也存在這樣的情況，即雖然已經(jīng)滿足了溫度的要求，但空氣的濕度仍然太大。為了使空氣在溫度和濕度兩個方面都達(dá)到舒適的水平，空調(diào)機(jī)的容量是根據(jù)容室的期望負(fù)載來設(shè)計(jì)的，使得當(dāng)達(dá)到了設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)，濕度也是可接受的。但是，對于異常高溫度的情形，或者對于空調(diào)機(jī)的容量相對于當(dāng)前環(huán)境條件來說在達(dá)到設(shè)定點(diǎn)溫度時(shí)不能給出足夠的除濕效果的情形，容室內(nèi)的空氣就可能有過高的濕度。
初看起來，控制容室內(nèi)相對濕度的一個簡單方法似乎可以是，簡單地在恒溫裝置上加一個相對濕度傳感器，然后控制空調(diào)機(jī)把相對濕度保持在選定點(diǎn)的范圍之內(nèi)。這種方法的一個問題是，當(dāng)空氣在容室內(nèi)被致冷和除濕時(shí)，容室內(nèi)的空氣相對濕度實(shí)際上可能要增大。產(chǎn)生這種可能性的原因在于，相對濕度同時(shí)是給定體積中的水蒸汽量或空氣質(zhì)量和空氣干泡溫度兩者的函數(shù)。任何體積的空氣的相對濕度的定義是，空氣中水蒸汽部分壓強(qiáng)與同溫度下飽和蒸汽的蒸汽壓強(qiáng)之比。因?yàn)轱柡驼羝麎簭?qiáng)隨溫度快速下降，所以較低溫度下的空氣體積中只要有較小量的水蒸汽就能夠造成100％的相對濕度。這樣就可能出現(xiàn)下述不可控的情況由于當(dāng)容室內(nèi)溫度下降時(shí)相對濕度在不斷增大，所以恒溫裝置中的濕度控制功能要求不斷地除濕，從而使空調(diào)工作鎖死在工作狀態(tài)。
美國專利No.4,105,063(Bergt)是一個與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)，其中公開了一種能夠獨(dú)立于干泡溫度來控制容室空氣露點(diǎn)溫度的空調(diào)系統(tǒng)。Bergt給出了一種關(guān)于絕對濕度的傳感器，它與普通的干泡溫度控制是并行地工作的。但由于兩種控制功能并行地工作，可能會出現(xiàn)不希望的短周期工作。本發(fā)明解決了這種過快循環(huán)的問題。Bergt的發(fā)明還可能需要重新加熱的過程，這降低了處理效率。
美國專利No.4,889,280(Grald和MacArthur)也是一個相關(guān)技術(shù)，它公布了一種競爭式(autioneering)控制器，其中預(yù)定的干泡溫度設(shè)定點(diǎn)隨著絕對濕度的誤差信號而被修改。這樣所得到的容室溫度并不總是能令人舒適，并且還存在有出現(xiàn)過快循環(huán)的可能性。
本發(fā)明的簡短說明本發(fā)明解決了所引作參考的那些專利的這些和其他缺點(diǎn)，本發(fā)明計(jì)算一個作為干泡溫度和露點(diǎn)或濕泡溫度兩者的函數(shù)的誤差值。然后，該誤差值被用作一個氣候控制系統(tǒng)的溫度控制算法的輸入，以確定該氣候控制系統(tǒng)為調(diào)節(jié)容室內(nèi)的溫度和濕度需要工作多長時(shí)間。
這種控制器含有一個濕度傳感器，它能夠給出一個至少對濕泡溫度和露點(diǎn)溫度中的一個溫度進(jìn)行編碼的濕度溫度信號；該控制器還含有一個溫度傳感器，它能給出一個對干泡溫度值編碼的空氣溫度信號。一個存儲器記錄干泡溫度設(shè)定點(diǎn)的值和濕度溫度設(shè)定點(diǎn)的值，并提供一個對干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值和濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值編碼的設(shè)定點(diǎn)信號。一個比較裝置接收濕度溫度和空氣溫度信號以及設(shè)定點(diǎn)信號，然后計(jì)算出一個作為編碼于濕度和空氣溫度信號以及設(shè)定點(diǎn)信號中的值的函數(shù)的誤差值，并根據(jù)一個預(yù)定的誤差值范圍發(fā)出一個請求信號。在一個典型的布局中，該請求信號被提供給氣候控制系統(tǒng)。當(dāng)出現(xiàn)請求信號時(shí)，氣候控制系統(tǒng)就工作，以便通過冷卻或加熱容室空氣和降低或增加空氣濕度來減小該誤差值，從而使容室的濕度和干泡溫度向它們各自的設(shè)定點(diǎn)值靠近。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，對干泡溫度和濕度溫度分別選定了一個設(shè)定點(diǎn)值。誤差值設(shè)定為等于這兩個溫度和這兩個設(shè)定點(diǎn)值的差值中的較大者。當(dāng)誤差值超過一個預(yù)定值時(shí)，控制器就發(fā)出請求信號。
附圖的簡單說明

圖1是采用本發(fā)明的完整的空調(diào)設(shè)備的方框圖。
圖2是說明由氣候控制系統(tǒng)中的控制器所實(shí)現(xiàn)的算法的一個優(yōu)選實(shí)施例的計(jì)算圖。
圖3是所公開的產(chǎn)生綜合誤差值的部件的一個優(yōu)選實(shí)施例的圖。
優(yōu)選實(shí)施例的說明在圖1中示出了本發(fā)明是如何在一個空調(diào)設(shè)備的控制器25中實(shí)現(xiàn)的。容室12接收來自普通空調(diào)單元19的被冷卻和除濕了的空氣，該空調(diào)單元19在通過導(dǎo)線42所提供的外部交流電源下工作?？刂撇考?3分別通過導(dǎo)線38和39把電源轉(zhuǎn)接給壓縮機(jī)17和鼓風(fēng)機(jī)20，由此提供它們工作所需的程序。壓縮機(jī)17向膨脹螺管18提供致冷液，該螺管18位在熱交換管21內(nèi)沿鼓風(fēng)機(jī)20的方向上。當(dāng)路徑26上出現(xiàn)請求信號時(shí)，空調(diào)單元19工作。路徑26上的請求信號使開關(guān)29閉合，允許在路徑40上的24V交流電源所提供的控制電流流入位在路徑41上的空調(diào)單元控制器23。當(dāng)空調(diào)單元工作時(shí)，風(fēng)扇20強(qiáng)迫空氣流過螺管18以對空氣致冷和除濕。經(jīng)調(diào)節(jié)的空氣通過管道22流進(jìn)容室12，以降低容室12內(nèi)空氣的溫度和濕度。路徑26上的請求信號由借助于電子線路而起作用的控制器25提供。典型的情形是，控制器25象一般恒溫裝置那樣附著在容室12的墻上。
控制器25含有一個能存儲數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的存儲器單元27和一個處理器單元28，它能夠?qū)τ纱鎯ζ?7和外部信息源所提供給它的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和比較操作，它還含有一個指令存儲器部件。我們傾向于使用一個通常的微控制器作為存儲器27和處理器28?？刂破?5還包括一個位在容室12內(nèi)的濕度傳感器14，它在路徑30上提供一個濕度信號，圖中示出該信號是一種對容室12內(nèi)空氣相對濕度的編碼信號，但它也可以是空氣露點(diǎn)溫度或濕泡溫度的編碼信號。容室12內(nèi)還有一個溫度傳感器15，類似地，它在路徑31上的一個空氣溫度信號中對干泡溫度值進(jìn)行編碼。處理器28接收這些溫度信號并把它們轉(zhuǎn)換成用于內(nèi)部操作的數(shù)字值。
路徑33-35把這些信號傳送給存儲器27，它對各種為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明所需要的設(shè)定點(diǎn)值進(jìn)行編碼。典型地，路徑33-35上的這些信號是由控制容室12的氣候的人員所提供的。如果該人員是容室12中的人，他可以通過簡單地?fù)軇涌刂破?5外面的控制桿或撥盤來選擇這些設(shè)定點(diǎn)值。這些值也可以用一個鍵盤來選擇，由此提供路徑33-35上信號中各設(shè)定點(diǎn)的數(shù)字值。路徑33所傳送的是一個濕度信號，該信號是對所希望的容室12內(nèi)的相對濕度的濕度設(shè)定點(diǎn)值的編碼信號。這個濕度設(shè)定點(diǎn)值可以是實(shí)際所希望的相對濕度，或是所希望的露點(diǎn)溫度，或者甚至是所希望的濕泡溫度。路徑34傳送給存儲器27一個信號它是對外部提供的最小干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值的編碼信號，用作干泡溫度的極限值。路徑34傳送給存儲器27一個信號，它是對一個最小空氣(干泡)溫度設(shè)定點(diǎn)值的編碼信號。路徑35傳送的信號是空氣(干泡)溫度設(shè)定點(diǎn)值的編碼信號。存儲器27記錄這三個設(shè)定點(diǎn)值，并把它們編碼成一個設(shè)定點(diǎn)信號，通過路徑36傳送給處理器28。如果存儲器27和處理器28由一個普通的微控制器組成，則當(dāng)需要時(shí)向處理器28提供這些設(shè)定點(diǎn)值的步驟將包括在另一個未畫出的電路中，該電路提供這種微控制器整體工作所需的普通控制功能。
盡管圖1所示的控制器25的結(jié)構(gòu)是完全正確的，但不完整之處在于沒有對微控制器在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明對所執(zhí)行的操作進(jìn)行說明。處理器單元28內(nèi)部含有一個只讀存儲器(ROM)，其中預(yù)先存儲了一系列由處理器單元28所執(zhí)行的指令。當(dāng)執(zhí)行這些指令時(shí)使得處理器單元28將執(zhí)行由圖2的功能方框圖所詳細(xì)表明的功能。對于讀者理解本發(fā)明本身以及優(yōu)選實(shí)施例所具有的結(jié)構(gòu)來說，圖2遠(yuǎn)比圖1更為有用。讀者應(yīng)該了解到，圖2示出了并解釋了對圖1粗略示出的硬件的各種修改，這些修改使處理器單元28得以實(shí)現(xiàn)我們的發(fā)明。我們希望強(qiáng)調(diào)，圖2的每一個部件都在處理器單元28中具有一個實(shí)際的物理實(shí)體。這個物理實(shí)體來源于處理器單元28中結(jié)構(gòu)的實(shí)際物理存在，是它提供了圖2所示的各種部件的功能和數(shù)據(jù)路徑。每個指令的執(zhí)行使得處理器單元28在物理上變成圖2所示部件的一部分。處理器單元28中的ROM也通過存儲和提供能產(chǎn)生功能塊的指令而成為圖2中各個功能塊的一部分。處理器單元28中還有一些算術(shù)運(yùn)算寄存器，它們暫時(shí)地存儲計(jì)算的結(jié)果。即使這些元件或許會位在微控制器的處理器單元部分內(nèi)，但可以認(rèn)為它們形成了存儲器27的一個部分。
在圖2中，信號的傳送用從一個功能塊到另一個功能塊之間的帶箭頭的線條表示。這意味著由一個功能塊所產(chǎn)生的信號被提供給另一個功能塊使用。在該微控制器中，信號的傳送在下述情形下發(fā)生，如果一系列指令的執(zhí)行將使得微控制器包含一個功能塊，則當(dāng)該系列指令實(shí)際上產(chǎn)生一些數(shù)字值時(shí)它們接著就會在微控制器的信號路徑上傳送給另一個功能塊，以供在執(zhí)行指令時(shí)被其電路所利用。微控制器內(nèi)的同樣的物理信號路徑完全有可能傳送許多不同的信號，圖2中分別示出了每個信號的路徑。事實(shí)上，人們可以設(shè)想單條這樣的物理路徑被各個不同的功能塊通過時(shí)間分割而共用了。也就是說，微控制器的這種內(nèi)部路徑可以在不同的時(shí)刻(各時(shí)刻之間或許只隔開若干微秒)作圖2所示各條路徑中的任意一條。
現(xiàn)在，有幫助的是以列單的形式給出定義編碼于圖2所示各信號中的各個值的符號。
TAV-加權(quán)平均溫度，容室12Φ-相對濕度，容室12TDBSN-經(jīng)過滯后校正的由傳感器給出的容室12中的空氣干泡溫度TDBSP-干泡溫度設(shè)定點(diǎn)，容室12ΦSP-相對濕度設(shè)定點(diǎn)，容室12ΦSN-經(jīng)過滯后校正的由傳感器給出的容室12的相對濕度εDB-干泡溫度誤差THSN-傳感到的濕度溫度，容室12THSP-計(jì)算到的容室12的濕度溫度點(diǎn)εH-濕度溫度誤差TDBMN-TDBSN的最小容許值εF-由P-I-D(比例、積分、微分)功能提供的最終誤差值在圖2中，每個功能塊都有一個內(nèi)部說明，它描述各個塊的功能。圖2中遵照已有的約定來表示包括本發(fā)明在內(nèi)的各種功能。每一個矩形框(塊)，例如功能塊61，都代表對編碼于提供給該塊的信號的值所做的某種類型的數(shù)學(xué)運(yùn)算或計(jì)算操作。這樣，圖中示出路徑58上的對平均室溫TAV編碼的信號被提供給功能塊61，以集中地表示能對TAV做拉普拉斯變換算子運(yùn)算的設(shè)備。其他的功能塊表示決策操作、其他數(shù)學(xué)函數(shù)計(jì)算(例如乘法、以及各種類型的其他拉普拉斯變換運(yùn)算。有兩個或更多個信號施加在其上的圓圈則表示加法或減法運(yùn)算，由附近的加號或減號注明。因此路徑35和64相交處的求和部件71附近的加號和減號表示從路徑35的編碼值中減去編碼于路徑64上信號中的值。
圖2所示的各種計(jì)算、操作和決策以規(guī)則的間隔按所示的次序執(zhí)行，典型的間隔或者是1分鐘，或者連續(xù)執(zhí)行。如果計(jì)算是連續(xù)進(jìn)行的，則為了確定對于操作來說是重要的各種值的變化速率，需要確定完成一次計(jì)算到下一次計(jì)算經(jīng)歷了多少時(shí)間。由于容室12中的溫度和濕度通常改變得非常緩慢，所以一般每分鐘計(jì)算一次就足以提供適當(dāng)?shù)目刂凭取?br> 功能塊61接收路徑58上對墻壁溫度和容室12內(nèi)空氣溫度的加權(quán)平均值TAV編碼的信號。功能塊61代表為了補(bǔ)償傳感器響應(yīng)滯后而對TAV所作的拉普拉斯變換運(yùn)算，并在路徑64上產(chǎn)生TDBSN的編碼信號。TDBSN的計(jì)算是常規(guī)的。路徑64上的TDBSN值被從編碼于路徑35上信號內(nèi)的TDBSP中減去，以產(chǎn)生干泡溫度誤差值εDB，這個εDB是空調(diào)機(jī)和取暖器中所用的常規(guī)誤差。εDB被編碼在路徑84上的信號中。
本發(fā)明所提供的優(yōu)點(diǎn)是，采用了濕度作為計(jì)算誤差值的另一個變量，該誤差值用來控制圖1所示空調(diào)單元19的控制操作。為了完成這一方案，我們的優(yōu)選設(shè)備采用了一個編碼于由傳感器14提供在路徑30上的信號中的相對濕度值Φ。該Φ值被提供給拉普拉斯變換運(yùn)算塊50，后者對傳感器14的滯后和不穩(wěn)定性進(jìn)行補(bǔ)償，并在路徑51提供變換后的相對濕度值ΦSN。
從給定的干泡溫度和給定的相對濕度值來確定濕泡和露點(diǎn)溫度(以下這兩種溫度都統(tǒng)一地稱作濕度溫度)的方法是眾所周知的。這只是簡單地等價(jià)于人工查找標(biāo)準(zhǔn)空氣濕度圖中的一個值的數(shù)字或者計(jì)算運(yùn)算。我們已注意到對于各種干泡溫度和相對濕度組合中的大多數(shù)來說，濕泡溫度和露點(diǎn)溫度互相間是十分接近的，所以對于本發(fā)明它們可以互相替換使用。計(jì)算塊67接收ΦSN和TDBSN，從它們計(jì)算出濕度溫度THSN的近似值，并把此值編碼在路徑76上的信號中。可以認(rèn)為功能塊67是組成濕度傳感器14的一個部分，兩者一起構(gòu)成了一個能提供濕度溫度值THSN的組合傳感器。
計(jì)算塊74執(zhí)行類似的計(jì)算，從干泡溫度設(shè)定點(diǎn)和相對濕度設(shè)定點(diǎn)導(dǎo)出濕度溫度設(shè)定點(diǎn)THSP的近似值。事實(shí)上，處理器26的存儲器中的同樣的指令有可能在不同的時(shí)刻用來完成這兩個計(jì)算，這些指令構(gòu)成一個子程序，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻被調(diào)用并供給以相應(yīng)的相對濕度值和干泡溫度值。計(jì)算塊74接收路徑35上的TDBSP值和路徑33上的ΦSP值，并把相應(yīng)的設(shè)定點(diǎn)濕度溫度值THSP編碼在路徑77的信號中?？梢哉J(rèn)為塊74含有一個存儲部件，它在計(jì)算終了時(shí)暫短地存儲THSP。求和塊78接收分別在路徑77和76上的THSP和THSN值，并產(chǎn)生誤差值εH＝THSP-THSN，后者被編碼于路徑81上的信號中。分別位在路徑81和84上的εH和εDB編碼信號可以看作為集體地形成了第一誤差信號或初始誤差信號。
計(jì)算塊87利用干泡溫度誤差εDB和濕度溫度誤差εH導(dǎo)出第二級的或綜合的誤差值ε，后者被編碼在路徑90的信號之中。(這里所用的“計(jì)算”一詞是廣義的，它包括任何種類的數(shù)據(jù)處理)。能夠?qū)С鼍C合誤差值的算法有許多種。我們目前所傾向的算法是簡單地把εDB和εH中的較大者設(shè)定為ε，這就是在標(biāo)注計(jì)算塊87的功能中所示的雙線方括號的含義。圖3示出了一種實(shí)現(xiàn)從εH和εDP中選出較大者的設(shè)備，這將在下面說明。
不推薦直接用綜合誤差值ε來導(dǎo)出請求信號。而是推薦把ε提供給一個包括功能塊91至93的Gp、Gi/s和Gds功能的普通PID(比例、積分和微分)控制功能部分，然后用求和塊96(它也是PID控制功能的一部分)把該部分的各個輸出值相加起來，以產(chǎn)生編碼于路徑98上的最終誤差信號中的最終誤差值εF。
路徑98上傳送的最終誤差值εF被轉(zhuǎn)換成路徑26上的請求信號。根據(jù)已知的實(shí)踐，εF最好通過一些計(jì)算階段進(jìn)行修正，以便在導(dǎo)出路徑26上的最終請求信號時(shí)插入一個預(yù)測功能。計(jì)算請求信號的每一階段都產(chǎn)生一個具有邏輯1電平的信號，該信號可以認(rèn)為是對應(yīng)于空調(diào)單元19的接通狀態(tài)的。當(dāng)請求信號不存在時(shí)，路徑26上的信號電壓具有對應(yīng)于邏輯0的電平。當(dāng)路徑26上出現(xiàn)邏輯1時(shí)，開關(guān)29(見圖1)便被閉合，讓電流流向空調(diào)單元19。當(dāng)路徑26上傳送邏輯0值時(shí)，開關(guān)29斷開，單元19不工作。
預(yù)測功能由求和塊101和功能塊103及113以通常的方法實(shí)現(xiàn)。功能塊113對路徑26上的隨時(shí)間有邏輯0和1變化的信號以通常方法進(jìn)行拉普拉斯變換運(yùn)算θ/(τS＋1)。滯遲特性測試塊103在路徑105上給出第一階段的請求信號，該信號在邏輯1期間與TDBSN和TDBN的相對大小無關(guān)。如果拉普拉斯變換塊113在路徑115上把0值反饋給求和塊101，則路徑98上的最終誤差值εF被滯遲特性測試塊103用來確定路徑105上的第一階段請求信號的時(shí)間和長度。如果功能塊113向求和塊101反饋不為0的值，則提供給測試塊103的路徑98上的誤差值εF被求和塊101減小，這將推遲請求信號的開始，并減小其時(shí)間長度，由此推遲空調(diào)單元19的啟動時(shí)刻，加速它的切斷時(shí)間。
本發(fā)明的另一個特點(diǎn)是能接收路徑105上的第一階段請求信號的測試塊108。我們感到，在某些少見的情形下，例如在極端高濕度或者空調(diào)單元容量太差或者對ΦSP選擇了較低的值的情形下，當(dāng)濕度誤差εH已經(jīng)被減小到將會在路徑90上產(chǎn)生一個讓空調(diào)單元19延長工作時(shí)間的ε值的地步時(shí)，可能會造成令人不舒服的傳感到的干泡溫度TDBSN的過低值。為了對付這個問題，測試塊108接收路徑64上的TDBSN值和路徑34上的TDBMN值。TDBMN作為極限干泡溫度被用來停止空調(diào)單元的工作。如果出現(xiàn)TDBMN＞TDBSN的情況，則不論容室12內(nèi)的實(shí)際濕度有多大，路徑26上的最終請求信號都降低為零以使空調(diào)單元19在濕度誤差εH降低到某個值之前就停止工作，而在正常情形下，εH需降低到這個值時(shí)才會產(chǎn)生一個能夠使空調(diào)單元停止工作的ε值。
圖3示出一個用來導(dǎo)出綜合誤差值的優(yōu)選的算法的實(shí)現(xiàn)方案。在圖3中，減法部件120接收路徑81和84上的εH和εDB，產(chǎn)生誤差差值Δε＝εH-εDB。Δε被編碼在通向測試部件123的路徑的信號之中，該測試部件將Δε與0比較。如果Δε≥0為真，則路徑125上所選的信號將是對二進(jìn)制1的編碼。符號“＝＞”的意義是“意味著”或“隱含著”，因此路徑125上信號中的二進(jìn)制1意味著已經(jīng)探測到了條件Δε≥0。轉(zhuǎn)接器127接收路徑125上的信號，當(dāng)信號值為二進(jìn)制1時(shí)，使通路1開通，以讓路徑81上的值εH作為ε通向輸出路徑90；而當(dāng)信號值為二進(jìn)制0時(shí)，將使通路0開通，以讓路徑84上的εDB通向路徑90。這只是利用εH和εDB的相對大小關(guān)系把其中的較大者接通到路徑90上去的許多方法中的一個方法。在一個微控制器的實(shí)施例中，用軟件以這種或那種方法來重現(xiàn)圖3所示的各種功能。
權(quán)利要求
1.一種氣候控制系統(tǒng)的控制器，用來調(diào)節(jié)一個容室(12)內(nèi)空氣的溫度和濕度，它包括。a)一個濕度傳感器(14)，用來提供至少對濕泡溫度和露點(diǎn)溫度中的一個溫度編碼的濕度溫度信號；b)一個溫度傳感器(15)，用來提供對干泡溫度值編碼的空氣溫度信號；c)一個記錄干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值和濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值的存儲器(27)，用來提供一個對該干泡和濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值編碼的設(shè)定點(diǎn)信號；以及d)接收濕度和空氣溫度信號以及設(shè)定點(diǎn)信號的誤差計(jì)算裝置(28)，用來計(jì)算一個作為編碼于濕度和空氣溫度信號中的和設(shè)定點(diǎn)信號中的值的函數(shù)的綜合誤差值，并用來把該綜合誤差值編碼于一個綜合誤差信號中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的控制器，它還包括一個能接收綜合誤差信號的誤差處理裝置(28)，用來在作為綜合誤差值的函數(shù)而確定的時(shí)間間隔內(nèi)提供一個請求信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的控制器，其中的存儲器(27)還包括用來存儲極限干泡溫度值和提供在極限溫度信號中對該極限干泡溫度值編碼的信號的裝置，以及，其中的誤差處理裝置(28)還包括能接收極限溫度信號和空氣溫度信號的比較裝置，用來把該極限溫度信號與編碼于空氣溫度信號中的值進(jìn)行比較，并用來在對極限干泡溫度值和干泡溫度值之間的一個預(yù)定關(guān)系作出響應(yīng)時(shí)抑制請求信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的控制器，它設(shè)計(jì)得用來控制一個具有空調(diào)功能的氣候控制系統(tǒng)的工作，其中用來存儲極限干泡溫度值的裝置含有用來存儲一個小于干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值的溫度值的裝置。
5.根據(jù)上述各權(quán)利要求之一的控制器，其中的濕度傳感器包括a)一個相對濕度傳感器(14)，用來提供一個對環(huán)境的相對濕度值編碼的相對濕度信號；以及b)能接收空氣溫度信號和相對濕度信號的濕度溫度計(jì)算裝置(28)，用來計(jì)算濕度溫度的近似值，并用來把該濕度溫度近似值在濕度溫度信號中編碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的控制器，其中的存儲器(27)還包括用來記錄相對濕度設(shè)定點(diǎn)值的裝置，以及接收該相對濕度設(shè)定點(diǎn)值和干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值的裝置，用來計(jì)算一個作為該相對濕度設(shè)定點(diǎn)值和干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值的函數(shù)的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值，并用來提供一個對該計(jì)算的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值編碼的信號，以及，其中的存儲器含有能接收該計(jì)算的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值信號的裝置，用來記錄編碼于該計(jì)算的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值信號中的計(jì)算的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的控制器，其中的存儲器(27)還包括(i)用來記錄相對濕度設(shè)定點(diǎn)值的裝置；(ii)計(jì)算的設(shè)定點(diǎn)記錄裝置，用來記錄編碼于計(jì)算的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值信號中的計(jì)算的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值；以及iii)用來把計(jì)算的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值作為濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值編碼在設(shè)定點(diǎn)信號中；以及，其中的控制器還包括能接收相對濕度設(shè)定點(diǎn)值和干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值的計(jì)算裝置，用來計(jì)算作為相對濕度設(shè)定點(diǎn)值和干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值的函數(shù)的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值，并用來向計(jì)算的設(shè)定點(diǎn)記錄裝置提供對計(jì)算的濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值
8.根據(jù)權(quán)利要求7的控制器，其中的誤差計(jì)算裝置(28)還包括i)計(jì)算裝置，用來產(chǎn)生一個等于濕度溫度值和濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值之間的差值的濕度溫度誤差，用來產(chǎn)生一個等于干泡溫度值和干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值之間的差值的干泡溫度誤差，以及用來提供一個對濕度溫度誤差和干泡溫度誤差編碼的初始誤差信號；以及ii)能接收初始誤差信號的比較裝置，用來探測濕度溫度誤差和干泡溫度誤差的相對大小，并用來把編碼于初始誤差信號中的較大的誤差編碼在綜合誤差信號中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的控制器，其中的誤差計(jì)算裝置(28)還包括i)計(jì)算裝置，用來產(chǎn)生一個等于濕度溫度值和濕度溫度設(shè)定點(diǎn)值之間的差值的濕度溫度誤差，用來產(chǎn)生一個等于干泡溫度值和干泡溫度設(shè)定點(diǎn)值之間的差值的干泡溫度誤差，以及用來提供一個對濕度溫度誤差和干泡溫度誤差編碼的初始誤差信號；以及ii)能接收初始誤差信號的比較裝置，用來探測濕度溫度誤差和干泡溫度誤差的相對大小，并用來把編碼于初始誤差信號中的較大的誤差編碼在綜合誤差信號中。
全文摘要
一種用于氣候控制系統(tǒng)的控制器含有位在容室(12)內(nèi)的一個濕度傳感器(14)和一個溫度傳感器(15)。把濕度溫度值和干泡溫度結(jié)合起來使用以產(chǎn)生一個作為溫度和濕度值兩者的函數(shù)的單個誤差信號。這使得容室溫度和容室濕度兩者的同時(shí)控制不會造成氣候控制系統(tǒng)的異常工作循環(huán)。代替使用直接測量濕度溫度的傳感器的是，濕度溫度可以通過綜合容室內(nèi)的相對濕度和干泡溫度而得到。
文檔編號G05D27/02GK1123574SQ94192133
公開日1996年5月29日 申請日期1994年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月17日
發(fā)明者羅爾夫·L·斯特蘭德, 迪帕克·J·謝, 詹姆斯·H·克魯格 申請人:洪尼維爾公司