CN102999070A - 一种精确控制温度与湿度的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种精确控制温度与湿度的装置，包括设于舱内的控温盘管、除湿盘管，以及连通热水、冷水的热水管路、冷水管路，所述热水管路、冷水管路分别依次通过电磁阀、控温盘管，及串接于各自管路上的三通阀形成两个温控水回路；所述冷水管路上还串接有第三三通阀，冷水管路与所述除湿盘管的进水口连接，除湿盘管的出水口与所述第三三通阀连接。本发明控制管路简单、结构紧凑、适应性强，根据舱内的即时温湿度来进行自动调节进入控温盘管与除湿盘管中的冷、热水流量，达到精确控制舱内温度与湿度的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种环境控制技术领域，具体涉及一种对环境精确控制温度与湿度的装置。
背景技术
局部环境的控制技术需求起来越严格，如压力舱内的特殊环境的控制关系到舱内生存环境。压力舱主要应用于饱和潜水、科学试验、航空航天以及军事用途，压力舱内环境控制系统的温湿度控制精度是压力舱能够成功进行试验的关键。因为压力舱内一般采用氦氧混合气体，舱内试验人员的正常生命活动与舱内环境息息相关，不同的舱内压力需要对应不同的舱内环境温、湿度。一旦上述对应关系出现大的偏差，舱内试验人员将失去舒适试验环境，严重者出现生命危险。所以压力舱内需要设置用于对环境精确控制的装置，保证舱内环境温度控制精度±1℃以内，湿度控制精度±3%HR，提供压力舱内试验人员正常生命活动所需的环境因素。
发明内容
本发明就是要解决上述不足，提供一种精确控制温度与湿度的装置，达到将温度控制精度在±1℃以内，湿度控制精度为±3%HR内，保证压力舱内试验人员正常生命活动所需的环境因素。
达到上述效果，本发明提供一种精确控制温度与湿度的装置，包括控温盘管、除湿盘管，以及连通热水、冷水的热水管路、冷水管路，所述热水管路、冷水管路分别依次通过电磁阀、控温盘管，及串接于各自管路上的三通阀形成两个温控水回路；所述冷水管路上还串接有第三三通阀，冷水管路与所述除湿盘管的进水口连接，除湿盘管的出水口与所述第三三通阀连接。
所述控温盘管的进、出水口均设有单向阀。
所述控温盘管与三通阀之间还设有电磁阀。
上述方案的优选方案是，所述热水管路通过第二电磁阀、第四单向阀与所述控温盘管的入水口连通；所述控温盘管的出水口通过第二单向阀、第一电磁阀与设于热水管路上的第一三通阀连通。
上述方案的优选方案是，所述冷水管路通过第三电磁阀、第三单向阀与所述控温盘管的入水口连通；所述控温盘管的出水口通过第一单向阀、第四电磁阀与设于冷水管路上的第二三通阀连通。
所述第一电磁阀、第二电磁阀为常闭电磁阀。
所述第三电磁阀、第四电磁阀为常开电磁阀。
本发明中所有水管路可采用紫铜管或不锈钢管，管路与各零部件之间可用焊接或螺纹连接。其中第一常闭电磁阀、第二常闭电磁阀、第三常开电磁阀、第四常开电磁阀接于同一条电路，其始终是同时供电或同时供电，使其实现单独工作的目的。第一三通阀、第二三通阀和第三三通阀分别同PID温湿度控制器进行电连接，PID温湿度控制器根据温度传感器、湿度传感器检测的舱内即时温、湿度来控制它们的开度，从而精确控制进入控温盘管与除湿盘管中的冷、热水流量，从而达到精确控制舱内温度与湿度的目的。
所以，本发明的有益效果体现在：
1、本发明根据舱内的即时温、湿度来进行自动调节进入控温盘管与除湿盘管中的冷、热水流量，从而达到精确控制舱内温度与湿度的目的；
2、本装置控制小环境内的温、湿度精确度高，使温度控制精度在±1℃以内，湿度控制精度为±3%HR内；
2、本发明控制管路简单，结构紧凑，适应性强。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明中控制器的控制原理框图。
图中：1-热水管路，2-冷水管路，31-第一三通阀，32-第二三通阀，33-第三三通41-第一常闭电磁阀，42-第二常闭电磁阀，43-第三常开电磁阀，44-第四常开电磁阀，51-第一单向阀，52-第二单向阀，53-第三单向阀，54-第四单向阀，6-控温盘管，7-除湿盘管，8-PID温湿度控制器，9-温度传感器，10-湿度传感器。
具体实施方式
如图1所示，一种精确控制温度与湿度的装置，包括设于舱内的控温盘管6、除湿盘管7，以及连通热水、冷水的热水管路1、冷水管路2，所述热水管路1通过第二常闭电磁阀42、第四单向阀54与所述控温盘管6的入水口连通；所述控温盘管6的出水口通过第二单向阀52、第一常闭电磁阀41与设于热水管路1上的第一三通阀31连通，形成第一条温控水回路。所述冷水管路2通过第三常开电磁阀43、第三单向阀53与所述控温盘管6的入水口连通；所述控温盘管6的出水口通过第一单向阀51、第四常开电磁阀44与设于冷水管路2上的第二三通阀32连通，形成第二条温控水回路。所述冷水管路2上还串接有第三三通阀33，冷水管路2与所述除湿盘管7的进水口连接，除湿盘管7的出水口与所述第三三通阀33连接，形成除湿水回路。
如图2所示是控制器的控制原理框图，PID温湿度控制器8的输入端分别与设于舱内用于检测温、湿度的温度传感器9与湿度传感器10的输入端连接，PID温湿度控制器8的输出端分别与第一三通阀31、第二三通阀32和第三三通阀33的输入端连接。PID温湿度控制器8根据温度传感器9或湿度传感器10检测的舱内实时温、湿与设定值进行对比，然后控制三个三通阀的开启度来达到控制热水或冷水的流量，即而达到精确控制舱内温、湿的目的。
本实施例中第一常闭电磁阀41、第二常闭电磁阀42、第三常开电磁阀43、第四常开电磁阀44接入同一电路中，始终是同时供电或同时断电。第一三通阀31、第二三通阀32和第三三通阀33分别同PID温湿度控制器8进行电连接，PID温湿度控制器8根据设于舱内用时检测温、度度的温度传感器9、湿度传感器10检测到的舱内实时温、湿度来控制三个三通阀的开度，从而精确控制进入控温盘管6与除湿盘管7中的冷、热水流量，从而达到精确控制舱内温度与湿度的目的。
本装置的具体工作过程如下：
一、温度控制：
a:当舱内实测的温度小于温度设定值时，第一常闭电磁阀41、第二常闭电磁阀42通电则阀门打开，而第三常开电磁阀43、第四常开电磁阀44通电则阀门关闭；此时，热水管路1中的热水从第二常闭电磁阀42、第四单向阀54进入控温盘管6，然后从第二单向阀52、第一常闭电磁阀41进入第一三通阀31中再进入热水管路1，形成一个温控水回路。第一三通阀31根据舱内的实际温度与设定温度值之间的差距，通过PID温湿度控制器来控制其开度，可逐渐增大其开启度使更多的热水通过控温盘管，以此达到升高舱内温度。同时第二三通阀32在PID温湿度控制器的控制下逐渐减小开度至关闭使冷水全部旁通。随着舱内温度接近设定温度，第一三通阀31在PID温湿度的控制器控制下逐渐减小开度从而减少通过控温盘管的热水流量，实现了精确控温要求。
b:当舱内实测的温度大于温度设定值时，第一常闭电磁阀41、第二常闭电磁阀42断电则阀门关闭，而第三常开电磁阀43、第四常开电磁阀44断电则阀门打开；此时，冷水管路2中的冷水通过第三常开电磁阀43、第三单向阀53进入控温盘管6，然后从第一单向阀51、第四常开电磁阀44进入第二三通阀32，再进入冷水管路2中，形成另一个温控水回路。第二三通阀32在PID温湿度控制器的控制下逐渐增大开启度使更多的冷水通过控温盘管，以此达到降低舱内温度；同时第一三通阀31在PID温湿度控制器控制下逐渐减小开度至关闭使热水全部旁通。随着舱内温度接近设定温度，第二三通阀32在PID温湿度控制器控制下逐渐减小通过控温盘管的冷水流量，实现精确控温的要求。
因PID温湿度控制器调节的滞后性，舱内温度始终在设定值±1℃范围内进行波动，则上述a、b过程交替进行以达到精确控制舱内温度，使舱内温度始终保持在设定值±1℃范围内，保证压力舱内试验人员正常生命活动所需的温度因素。
二、湿度控制：
舱内的相对湿度是通过改变除湿盘管供应冷水流量来进行控制的：当舱内实际湿度大于设定值时，第三三通阀33在PID温湿度控制器的控制下将会增大开度使更多的冷水通过除湿盘管，加快换热，以降低舱内的湿度；随着舱内湿度接近设定湿度，第三三通阀33在PID温湿度控制器的控制下逐渐减小开度以增大旁通冷水流量，实现舱内湿度的精确控制。相反的，当舱内实际湿度小于设定值时，第三三通阀33在PID温湿度控制器的控制下将减小开度直至关闭，使通过除湿盘管的冷水减小，以增大舱内的湿度；随着舱内湿度接近设定湿度，第三三通阀33在PID温湿度控制器的控制下逐渐增大开度，实现舱内湿度的精确控制。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种精确控制温度与湿度的装置，包括控温盘管、除湿盘管，以及连通热水、冷水的热水管路、冷水管路，其特征在于：所述热水管路、冷水管路分别依次通过电磁阀、控温盘管，及串接于各自管路上的三通阀形成两个温控水回路；所述冷水管路上还串接有第三三通阀，冷水管路与所述除湿盘管的进水口连接，除湿盘管的出水口与所述第三三通阀连接。
2.根据权利要求1所述的一种精确控制温度与湿度的装置，其特征在于：所述控温盘管的进、出水口均设有单向阀。
3.根据权利要求1所述的一种精确控制温度与湿度的装置，其特征在于：所述控温盘管与三通阀之间还设有电磁阀。
4.根据权利要求3所述的一种精确控制温度与湿度的装置，其特征在于：所述热水管路通过第二电磁阀、第四单向阀与所述控温盘管的入水口连通；所述控温盘管的出水口通过第二单向阀、第一电磁阀与设于热水管路上的第一三通阀连通。
5.根据权利要求3所述的一种精确控制温度与湿度的装置，其特征在于：所述冷水管路通过第三电磁阀、第三单向阀与所述控温盘管的入水口连通；所述控温盘管的出水口通过第一单向阀、第四电磁阀与设于冷水管路上的第二三通阀连通。
6.根据权利要求4所述的一种精确控制温度与湿度的装置，其特征在于：所述第一电磁阀、第二电磁阀为常闭电磁阀。
7.根据权利要求5所述的一种精确控制温度与湿度的装置，其特征在于：所述第三一电磁阀、第四电磁阀为常开电磁阀。
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