專利名稱：熱泵組合式精密空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造涉及空氣調(diào)節(jié)裝置，具體地說(shuō)，涉及一種中央空調(diào)系統(tǒng)，更具體地說(shuō)，涉及到中央空調(diào)系統(tǒng)中恒溫恒濕精密空調(diào)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有商用空調(diào)領(lǐng)域的組合式精密空調(diào)系統(tǒng)中，一般由新回風(fēng)混合段，初效過(guò)濾段，制冷段，加熱加濕段、中效過(guò)濾段和送風(fēng)段組成。在普通的組合式空調(diào)機(jī)組中，一般按照國(guó)家新風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)定新風(fēng)量送風(fēng)氣，在加熱段為節(jié)約成本和以后維修的麻煩，通常采用電加熱PTC制熱。這種組合式空調(diào)系統(tǒng)中，受控室內(nèi)空氣的質(zhì)量得不到保證。定新風(fēng)量送風(fēng)的組合式空調(diào)機(jī)組通常會(huì)出現(xiàn)以下情況新風(fēng)過(guò)大，室內(nèi)空氣質(zhì)量得到了保證，但造成能源的浪費(fèi)；新風(fēng)過(guò)小時(shí)，不能保證受控室內(nèi)空氣質(zhì)量。因此，現(xiàn)有的組合式精密空調(diào)中，存在能量損耗大，受控室內(nèi)空氣質(zhì)量得不到保證，控制精度低的缺點(diǎn)。
發(fā)明創(chuàng)造的內(nèi)容本發(fā)明創(chuàng)造的目的在于，提供一種新型的組合式精密空調(diào)，可克服現(xiàn)有組合式精密空調(diào)系統(tǒng)所存在的上述缺點(diǎn)，不但能夠確保受控室內(nèi)空氣的質(zhì)量還能實(shí)現(xiàn)溫濕度的高精確控制，而且能效比高，運(yùn)行成本低。
本創(chuàng)造發(fā)明所采用如下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)構(gòu)造一種精密空調(diào)系統(tǒng)，包括組合式空調(diào)系統(tǒng)中有的新回風(fēng)混合段，初效過(guò)濾段，制冷段，加熱加濕段，中效過(guò)濾段，和送風(fēng)段。其特征在于在本發(fā)明創(chuàng)造之中，首先在空氣的混合段，本發(fā)明創(chuàng)采用空氣質(zhì)量傳感器，不僅能夠感應(yīng)出受控室內(nèi)CO2的濃度還能感應(yīng)出受控室內(nèi)臭氣，煙霧，水蒸汽等物質(zhì)的濃度，真正監(jiān)控到室內(nèi)空氣的質(zhì)量。其控制原理是根據(jù)室內(nèi)實(shí)際的空氣質(zhì)量和用戶設(shè)定的室內(nèi)空氣質(zhì)量進(jìn)行PID計(jì)算，當(dāng)室內(nèi)空氣質(zhì)量高于設(shè)定值時(shí)，新風(fēng)門關(guān)閉；當(dāng)室內(nèi)空氣質(zhì)量比設(shè)定空氣質(zhì)量差時(shí)，通過(guò)PID計(jì)算，輸出一個(gè)控制值決定新風(fēng)閥門的開(kāi)度，從而確保受控室內(nèi)空氣的質(zhì)量。
在本發(fā)明創(chuàng)造中，組合式精密空調(diào)通過(guò)機(jī)組的制冷段制冷。在制冷段中，機(jī)組可以直接由冷水機(jī)組的冷凍水通過(guò)表冷器制冷；還可以由制冷劑直接蒸發(fā)制冷，根據(jù)不同場(chǎng)合和用戶對(duì)機(jī)組不同的要求自由選擇不同的制冷方式。在控制方式上，如果采用的是冷凍水制冷，則根據(jù)受控環(huán)境溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值和設(shè)定溫濕度對(duì)應(yīng)的焓值進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算輸出的控制值控制冷凍水閥門和冷水機(jī)組的壓縮機(jī)進(jìn)行冷量的控制；如果采用蒸發(fā)器直接蒸發(fā)制冷，則采用焓差的PID控制值直接控制制冷壓縮機(jī)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)機(jī)組冷量的按需輸入。
在傳統(tǒng)的組合式精密空調(diào)通常采用電加熱PTC制熱，雖然電加熱PTC有制熱環(huán)保，維修方便和投資成本低的優(yōu)點(diǎn)，但由于電加熱的效率小于1，一般只在0.8～0.9之間，因此存在能量損耗較大的缺點(diǎn)。在本發(fā)明創(chuàng)造之中，選用能效高的制熱方式—熱泵；熱泵的能效比大于3，是電加熱PTC效率的4倍以上。當(dāng)實(shí)際的溫度小于用戶設(shè)定的溫度時(shí)，把室內(nèi)的溫度信號(hào)傳遞給控制器，讓控制器根據(jù)實(shí)際的溫度和設(shè)定溫度進(jìn)行PID計(jì)算，輸出一個(gè)加熱控制信號(hào)給熱泵，熱泵開(kāi)啟對(duì)空氣進(jìn)行加熱處理；當(dāng)實(shí)際的溫度高于設(shè)定的溫度時(shí)，熱泵關(guān)閉。采用熱泵對(duì)空氣進(jìn)行加熱，由于熱泵的能效高，機(jī)組在運(yùn)行中能耗大大的減少，約為過(guò)去電加熱的1/3～1/4。
在控制系統(tǒng)，本發(fā)明創(chuàng)造采用了DDC(計(jì)算機(jī)直接數(shù)字控制器)控制硬件，結(jié)合PID算法，輸出PID控制值對(duì)機(jī)組運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制，其控制簡(jiǎn)圖如圖3所示。
在附圖3中，T1表示為實(shí)際的測(cè)量值，T0表示為用戶的設(shè)定值。根據(jù)不同的控制，T可以是空氣質(zhì)量、溫度、濕度、和焓值。
本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)點(diǎn)是該組合式精密空調(diào)是采用空氣質(zhì)量傳感器來(lái)決定新風(fēng)量，冷凍水或者是冷媒直接蒸發(fā)制冷兩種制冷方式可供用戶選擇，選用熱泵制熱的精密空調(diào)。在保證受控室內(nèi)空氣的質(zhì)量的條件下，采用高能效的制熱方式—熱泵，對(duì)空氣進(jìn)行加熱處理，大幅度的節(jié)約機(jī)組運(yùn)行時(shí)的能耗。
在控制方面；采用了先進(jìn)的DDC控制器結(jié)合PID算法，對(duì)組合式精密空調(diào)的新風(fēng)、制冷、除濕、加濕、加熱進(jìn)行控制，提高了精密空調(diào)機(jī)組的控制精度，節(jié)省因機(jī)組控制精度不高造成的能源浪費(fèi)。
下面結(jié)合附圖進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明


圖1是本發(fā)明創(chuàng)造的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2現(xiàn)有技術(shù)中，采用電加熱PTC制熱方式的組合式精密空調(diào)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3本發(fā)明創(chuàng)造中，DDC控制器的計(jì)算簡(jiǎn)圖。
圖4本發(fā)明創(chuàng)造中，編程控制的邏輯圖。
具體實(shí)施例方式
圖中的標(biāo)號(hào)統(tǒng)一說(shuō)明如下1新回風(fēng)的混合段，2初效過(guò)濾段，3制冷段，4加熱加濕段，5中效過(guò)濾段，6送風(fēng)段。
如圖1所示，在本發(fā)明創(chuàng)造中，新風(fēng)閥門的驅(qū)動(dòng)和開(kāi)啟的大小是由空氣質(zhì)量傳感器感應(yīng)到的空氣質(zhì)量和用戶設(shè)定的空氣質(zhì)量經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算的信號(hào)決定的。采用空氣質(zhì)量傳感器通過(guò)控制新風(fēng)閥門來(lái)保證受控室內(nèi)空氣的質(zhì)量。
如圖1所示，制熱用的熱泵安裝于組合式精密空調(diào)系統(tǒng)中制冷段和加濕器之間，直接由冷凝器與空氣進(jìn)行熱交換制熱。制冷段可以通過(guò)冷媒直接蒸發(fā)制冷或由冷水機(jī)組的冷凍水經(jīng)表冷器制冷，用戶可以根據(jù)不同的使用場(chǎng)合自由的選擇。
在控制系統(tǒng)中，采用DDC控制器、空氣質(zhì)量傳感器、溫濕度傳感器等硬件結(jié)合PID焓差計(jì)算軟件，通過(guò)輸出PID控制值對(duì)應(yīng)的物理信號(hào)(電壓或電流信號(hào))從而對(duì)機(jī)組的制冷、制熱、加濕、除濕和新風(fēng)進(jìn)行控制，提高機(jī)組的控制精度。
權(quán)利要求
1.本發(fā)明創(chuàng)造所述的是一種組合式精密空調(diào)系統(tǒng)，該組合式精密空調(diào)系統(tǒng)依次由新回風(fēng)混合段，初效過(guò)濾段，制冷段，加熱加濕段，中效過(guò)濾段，送風(fēng)段組成。在本發(fā)明創(chuàng)造中，采用DDC控制器結(jié)合PID編程運(yùn)算程序。通過(guò)PID運(yùn)算，使機(jī)組實(shí)現(xiàn)高精度的控制受控室內(nèi)的溫濕度和空氣質(zhì)量。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述，在本發(fā)明創(chuàng)造中組合式精密空調(diào)在新回風(fēng)混合段的新風(fēng)量由受控室內(nèi)空氣的質(zhì)量和用戶設(shè)定要求的空氣質(zhì)量經(jīng)過(guò)PID運(yùn)算決定，保證受控室內(nèi)的空氣質(zhì)量能夠滿足用戶要求。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述，在本發(fā)明創(chuàng)造中，組合式精密空調(diào)的加熱是采用能效高的熱泵制熱。安裝于組合式精密空調(diào)的制冷段和加濕器之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述，該組合式精密空調(diào)系統(tǒng)中，制冷段可以通過(guò)冷水機(jī)組的冷凍水制冷，也可以是冷媒直接蒸發(fā)制冷。
5.在本發(fā)明創(chuàng)造中，該組合式空調(diào)的控制系統(tǒng)硬件由DDC控制器、空氣質(zhì)量傳感器、溫濕度傳感器組成，與PID焓差計(jì)算軟件相結(jié)合，通過(guò)PID(比例、積分、微分)算法，實(shí)現(xiàn)精密空調(diào)高精度的控制。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造介紹的是一種利用熱泵制熱和空氣質(zhì)量傳感器來(lái)控制受控室內(nèi)的空氣質(zhì)量的組合式精密空調(diào)系統(tǒng)。在本發(fā)明創(chuàng)造的精密空調(diào)過(guò)程之中，在空氣處理過(guò)程中，采用空氣質(zhì)量傳感器，通過(guò)受控室內(nèi)的空氣質(zhì)量和要求的空氣質(zhì)量對(duì)比，輸出PID值來(lái)控制空調(diào)機(jī)組的新風(fēng)閥門，從而控制受控環(huán)境的空氣質(zhì)量。在加熱過(guò)程中，通過(guò)能效比高的熱泵制熱，其控制方法式通過(guò)控制受控室內(nèi)的溫度和舌定的溫度，通過(guò)PID運(yùn)算，輸出一個(gè)PID控制值，從而控制了機(jī)組的制熱。在其它控制方面，通過(guò)焓差控制壓縮機(jī)運(yùn)行來(lái)控制制冷和除濕，濕度控制加濕器，大大的節(jié)約了機(jī)組的能耗。實(shí)現(xiàn)了精密空調(diào)的精密控制。
文檔編號(hào)F24F11/02GK1690557SQ200410027010
公開(kāi)日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月28日
發(fā)明者方沛明 申請(qǐng)人:東莞市廣大制冷有限公司