CN104949277A - 一种新型空调送风系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及空调器控制技术领域，特别涉及一种新型空调送风系统，包括PLC控制器，清新度控制单元、温度控制单元、湿度控制单元和空气处理室，所述清新度控制单元通过管道连通空气处理室的入口，并连通室内，所述湿度控制单元通过管路连通空气处理室的出口，并连通室内，所述空气处理室连接温度控制单元，所述清新度控制单元、温度控制单元和湿度控制单元均通过线路连接PLC控制器。优点：结构简单，安装使用方便，能有效的控制空气清新度，既可以保证室内空气的清新度也可以控制新风量不至于过量，避免了能源的浪费，也缓解了人们日益严重的“空调病”。

Description

一种新型空调送风系统
技术领域
本发明涉及空调器控制技术领域，特别涉及一种新型空调送风系统。
背景技术
据相关调查，空调系统的能耗在智能建筑总能耗中占据相当大的比例，若果能改进现有空调将实现很大程度地节能效果。同时随着高新科的不断发展，一些高精密仪器需要较高的温、湿度控制，对现有温湿耦合性的空调提出了挑战。现有大部分空调调节空气时，温度与湿度的处理过程存在严重的耦合性，即对空气湿度的处理方式是将待处理空气温度降至露点温度已下，使空气中的水蒸气液化。但这可能使空气温度过低，还需设置再热装置，一方面对能源造成极大浪费，一方面温湿度控又相互影响。
本发明通过分析温湿度之间的耦合性，得出送风温度和送风湿度之间的相互关系，通过将温度控制与湿度控制分离开，温度控制中不需要考虑对湿度的影响进而提高了制冷系统的蒸发温度与制冷系数，实现温度、湿度独立控制的目的，终以达到精确控制空气湿度和节约电能的效果。并且，引入新风量控制单元，在节能的基础上保证了人们身体健康。
发明内容
本发明的目的是针对现有空调的不足之处，设计出一种空气温、湿、清新度独立控制的新型节能空调，可以实现对温度、湿、清新度独立的控制，使得对三者的控制更加精确，以满足人类的需求，并且具有较好的节能效果。本发明的基本设计是：
本发明提供一种新型空调送风系统，包括PLC控制器，清新度控制单元、温度控制单元、湿度控制单元、和空气处理室，上述清新度控制单元通过管道连通空气处理室的入口，并连通室内，上述湿度控制单元通过管路连通空气处理室的出口，并连通室内，上述空气处理室连接温度控制单元，上述清新度控制单元、温度控制单元和湿度控制单元均通过线路连接PLC控制器。
上述湿度控制单元包括湿度传感器、背压风阀和压力传感器，上述背压风阀一端通过管道连接空气处理室出口，另一端通过管道连通室内，上述背压风阀通过联轴节联接有步进电机，通过该步进电机控制背压风阀的开闭状态，上述该步进电机通过线路联接PLC控制器输出端，上述湿度传感器安装在室内，并通过线路连接PLC控制器输入端，上述压力传感器安装在空气处理室出口与背压风阀之间的管道内，并通过线路连接PLC控制器的输入端。
上述清新度控制单元包括出风阀、出风与新风阀压力调节阀、新风阀、CO2传感器和增压风机,上述出风阀与出风与新风阀压力调节阀通过三通管路连通室内，上述CO2传感器设置在出风阀和出风与新风阀压力调节阀之间的三通管路与室内的连通处，上述出风阀、出风与新风阀压力调节阀和新风阀均通过联轴节联接有步进电机，通过步进电机控制对应阀门的开闭状态，上述三个步进电机均通过线路连接PLC控制器的输出端，上述CO2传感器通过线路连接PLC控制器的输入端，上述出风与新风阀压力调节阀和新风阀之间通过三通管路连通上述增压风机，上述增压风机通过管路与空气处理室入口连通，上述增压风机通过线路连接PLC控制器的输出端。
上述温度控制单元包括温度传感器、温度控制器、压缩机、冷凝器、电子膨胀阀和蒸发盘管，上述蒸发盘管通过支架安装在空气处理室内，上述冷凝器设置在空气处理室外，且其入口与压缩机出口通过铜管连通，上述压缩机吸入口通过穿过空气处理室的铜管连通蒸发盘管出口，上述蒸发盘管入口与电子膨胀阀出口通过铜管连接，上述冷凝器出口与电子膨胀阀入口通过铜管连接，上述温度控制器输出端通过线路连接电子膨胀阀，上述温度传感器粘附安装在蒸发盘管出口处的管壁上，并通过线路连接温度控制器的输入端。
使用本发明，具有以下有益效果：
1、传统中央空调中对空气质量的控制主要是引入新风，但没有精确的控制，本装置可根据室内二氧化碳浓度控制新风与排风阀的启闭，既可以保证室内空气的清新度也可以控制新风量不至于过量，避免了能源的严重浪费，也在一定程度上缓解了人们日益严重的“空调病”
2、通过变压控制湿度并实现温湿度控制解耦：首先确定室内设定温度，从而得出空气处理室的空气温度通过电子膨胀阀控制制冷剂流量实现，即温度控制。以该温度作为空气露点温度得出对应的空气压力P。通过PLC控制调压风机与调压风阀使空气处理室的空气中水蒸气静压达到p，即可实现对空气湿度的精确控制。同时也解决了温度与湿度控制过程中的强耦合性问题。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明：
图1本发明的新型空调送风系统的结构示意图；
图2本发明的新型空调送风系统的温度控制单元的电路示意图；
图3为本发明的新型空调送风系统的PLC控制器的控制系统模块图。
图中：1为湿度传感器，2为背压风阀，3为压力传感器，4为出风阀，5为出风与新风阀压力调节阀，6为6.新风阀，7为CO2传感器，8为增压风机，9为温度传感器，10为温度控制器，11为压缩机，12为冷凝器，13为电子膨胀阀，14为蒸发盘管，15为PLC控制器，16为清新度控制单元，17为温度控制单元，18为湿度控制单元，19为空气处理室。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1至3所示，本实施例的新型空调送风系统包括PLC控制器15，清新度控制单元16、温度控制单元17、湿度控制单元18、和空气处理室19，上述清新度控制单元16通过管道连通空气处理室19的入口，并连通室内，上述湿度控制单元18通过管路连通空气处理室19的出口，并连通室内，上述空气处理室19连接温度控制单元17，上述清新度控制单元16、温度控制单元17和湿度控制单元18均通过线路连接PLC控制器15。
上述湿度控制单元18包括湿度传感器1、背压风阀2和压力传感器3，上述背压风阀2一端通过管道连接空气处理室19出口，另一端通过管道连通室内，上述背压风阀2通过联轴节联接有步进电机，通过该步进电机控制背压风阀2的开闭状态，上述该步进电机通过线路联接PLC控制器输出端，上述湿度传感器1安装在室内，并通过线路连接PLC控制器输入端，上述压力传感器3安装在空气处理室19出口与背压风阀2之间的管道内，并通过线路连接PLC控制器15的输入端。
上述清新度控制单元16包括出风阀4、出风与新风阀压力调节阀5、新风阀6、CO2传感器7和增压风机8,上述出风阀4与出风与新风阀压力调节阀5通过三通管路连通室内，上述CO2传感器7设置在出风阀4和出风与新风阀压力调节阀5之间的三通管路与室内的连通处，上述出风阀4、出风与新风阀压力调节阀5和新风阀6均通过联轴节联接有步进电机，通过步进电机控制对应阀门的开闭状态，上述三个步进电机均通过线路连接PLC控制器15的输出端，上述CO2传感器7通过线路连接PLC控制器的输入端，上述出风与新风阀压力调节阀5和新风阀6之间通过三通管路连通上述增压风机8，上述增压风机8通过管路与空气处理室19入口连通，上述增压风机8通过线路连接PLC控制器15的输出端。
上述温度控制单元17包括温度传感器9、温度控制器10、压缩机11、冷凝器12、电子膨胀阀13和蒸发盘管14，上述蒸发盘管14通过支架安装在空气处理室19内，上述冷凝器12设置在空气处理室外，且其入口与压缩机11出口通过铜管连通，上述压缩机11吸入口通过穿过空气处理室19的铜管连通蒸发盘管14出口，上述蒸发盘管14入口与电子膨胀阀13出口通过铜管连接，上述冷凝器12出口与电子膨胀阀13入口通过铜管连接，上述温度控制器10输出端通过线路连接电子膨胀阀13，上述温度传感器9粘附安装在蒸发盘管14出口处的管壁上，并通过线路连接温度控制器10的输入端。
上述的清新度控制单元，工作过程如下，室内回风首先通过清新度控制单元入口，CO2浓度传感器检测回风CO2浓度，将CO2浓度电信号传送至PLC模拟量输入端子，若CO2浓度高于设定上限值则PLC输出脉冲信号至出风与新风阀压力调节阀门、出风阀门、新风阀门3个风阀的步进电机，开启出风阀门与新风阀门，出风与新风阀压力调节阀门的开度由PLC计算的CO2浓度减小速率决定，速率越小开度越小，主要作用是调节出风阀门，与新风阀门的流量。当CO2浓度低于设定下限值时，PLC发出控制信号关闭出风阀门与新风阀门，全开出风与新风阀压力调节阀门，此时处于无新风状态。
上述温度控制单元，工作过程如下，制冷剂在冷凝器中冷凝后通过电子膨胀阀进行过冷处理，进而流入蒸发盘管中吸收空气热量蒸发，被压缩机吸入进而再送入冷凝器，如此循环，进行制冷。
上述的温度控制单元，温度传感器放置在蒸发盘管的出口处，检测冷凝剂的温度，计算与设定温度的偏差，并将偏差值送入温度控制器，温度控制器输出控制信号至电子膨胀阀改变其开度，进而调节制冷剂流量，最终达到温度设定值。当增压风机把在清新度控制单元中混合的回风与新风的混合空气送入空气处理室时，使流过空气处理室蒸发盘管的空气温度相对恒定。
上述的湿度控制单元，工作过程如下，上述温度控制单元可将空气处理室温度维持在温度T附近,以该温度作为空气露点温度得出对应的空气饱和P，压力传感器和室内湿度传感器将检测到的压力与湿度信号传送至PLC模拟量输入端子,通过PLC控制调压风机与调压风阀使空气处理室的空气中水蒸气静压达到p即可,其中PLC通过步进电机控制风阀的开度,风阀处还设有限位销，以保证风阀的最小开度，当压力传感器检测到空气处理室中静压小于P时，PLC将输出信号控制步进电机关小背压风阀，当达到最小开度时压力若未达到饱和压力P，则限位销处开关触发，PLC接到触发信号时，将控制风机到更高一级压头，同时湿度阀门开至最大后逐渐减小，直到空气处理室达到需求压力即可，处理后空气被送入室内。
本实施例的新型空调送风系统具体工作原理如下：CO2传感器检测室内回风的CO2的浓度及变化速率，并同步将该信号传递给PLC控制器输入端子，当回风的CO2的浓度高于设定值，打开出风阀4以及新风阀6，新风从新风阀6进入后经增压风机8增压从空气处理室入口进入，后经温度控制单元调节，从空气处理室的出口经管道倒入室内，循环后流向CO2传感器进行再监测，后经出风阀4倒出室外，经多次循环及监测降低室内CO2的浓度含量；当室内CO2的浓度含量低于或等于设定值时，PLC控制器控制出风与新风阀压力调节阀5打开，且同步关闭出风阀4以及新风阀6，使室内与本系统之间形成一个内循环，其中，根据CO2的浓度的变化速率状况，PLC控制器控制出风与新风阀压力调节阀5的开合度，若变化速度较快，则调节出风与新风阀压力调节阀5开合度较小，若变化速度较低，则则调节出风与新风阀压力调节阀5开合度较大，在整个循环过程中，出风与新风阀压力调节阀5一直保持开合状态。
本发明的新型空调送风系统结构简单，安装使用方便，能有效的控制空气清新度，既可以保证室内空气的清新度也可以控制新风量不至于过量，避免了能源的浪费，也缓解了人们日益严重的“空调病”。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型空调送风系统，其特征在于：包括PLC控制器(15)，清新度控制单元(16)、温度控制单元(17)、湿度控制单元(18)、和空气处理室(19)，所述清新度控制单元(16)通过管道连通空气处理室(19)的入口，并连通室内，所述湿度控制单元(18)通过管路连通空气处理室(19)的出口，并连通室内，所述空气处理室(19)连接温度控制单元(17)，所述清新度控制单元(16)、温度控制单元(17)和湿度控制单元(18)均通过线路连接PLC控制器(15)。
2.根据权利要求1所述的一种新型空调送风系统，其特征在于：所述湿度控制单元(18)包括湿度传感器(1)、背压风阀(2)和压力传感器(3)，所述背压风阀(2)一端通过管道连接空气处理室(19)出口，另一端通过管道连通室内，所述背压风阀(2)通过联轴节联接有步进电机，通过该步进电机控制背压风阀(2)的开闭状态，所述该步进电机通过线路联接PLC控制器输出端，所述湿度传感器(1)安装在室内，并通过线路连接PLC控制器输入端，所述压力传感器(3)安装在空气处理室(19)出口与背压风阀(2)之间的管道内，并通过线路连接PLC控制器(15)的输入端。
3.根据权利要求2所述的一种新型空调送风系统，其特征在于：所述清新度控制单元(16)包括出风阀(4)、出风与新风阀压力调节阀(5)、新风阀(6)、CO2传感器(7)和增压风机(8),所述出风阀(4)与出风与新风阀压力调节阀(5)通过三通管路连通室内，所述CO2传感器(7)设置在出风阀(4)和出风与新风阀压力调节阀(5)之间的三通管路与室内的连通处，所述出风阀(4)、出风与新风阀压力调节阀(5)和新风阀(6)均通过联轴节联接有步进电机，通过步进电机控制对应阀门的开闭状态，所述三个步进电机均通过线路连接PLC控制器(15)的输出端，所述CO2传感器(7)通过线路连接PLC控制器的输入端，所述出风与新风阀压力调节阀(5)和新风阀(6)之间通过三通管路连通所述增压风机(8)，所述增压风机(8)通过管路与空气处理室(19)入口连通，所述增压风机(8)通过线路连接PLC控制器(15)的输出端。
4.根据权利要求3所述的一种新型空调送风系统，其特征在于：所述温度控制单元(17)包括温度传感器(9)、温度控制器(10)、压缩机(11)、冷凝器(12)、电子膨胀阀(13)和蒸发盘管(14)，所述蒸发盘管(14)通过支架安装在空气处理室(19)内，所述冷凝器(12)设置在空气处理室外，且其入口与压缩机(11)出口通过铜管连通，所述压缩机(11)吸入口通过穿过空气处理室(19)的铜管连通蒸发盘管(14)出口，所述蒸发盘管(14)入口与电子膨胀阀(13)出口通过铜管连接，所述冷凝器(12)出口与电子膨胀阀(13)入口通过铜管连接，所述温度控制器(10)输出端通过线路连接电子膨胀阀(13)，所述温度传感器(9)粘附安装在蒸发盘管(14)出口处的管壁上，并通过线路连接温度控制器(10)的输入端。
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