CN106440222A - 洁净空调系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种洁净空调系统，其包括控制器，还包括新风温度传感器和新风湿度传感器，以分别用于检测新风温度和新风湿度，所述控制器根据各传感器的检测结果对所述洁净空调系统进行控制，以控制送风温度和/或送风湿度。本发明的洁净空调系统可以根据新风温度和新风湿度进行控制，能够避免单纯通过室内温湿度进行控制时造成的洁净室内温湿度的波动情况，有利于提高洁净室内温湿度的稳定性。本发明还提供了该洁净空调系统的控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种洁净空调系统及其控制方法。
背景技术
温湿度控制是用于洁净室的洁净空调系统自动控制的关键。洁净空调系统常用的控制方法主要是通过室内温湿度控制冷水阀、热水阀、加湿阀等的开度来实现。其中，温度主要是通过PID调节器控制冷水阀和热水阀来进行控制；湿度主要是通过PID调节器控制冷水阀和加湿器来进行调节。
由于温度、湿度存在较强的关联性，在除湿或加湿的过程中，送风温度必然随之变化。特别是在上述控制方法中，温度、湿度的调节均通过PID调节器控制冷水阀的开度来实现，当冷水阀的开度发生突变时，送风温湿度就会出现波动，同时，温湿度的调节是一个大滞后的过程，这些原因造成了洁净室的温湿度在很长的时间内难以稳定，室内温湿度波动较大。
为此，需要改善洁净空调系统的送风温湿度的稳定性。
发明内容
基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种洁净空调系统，其便于改善送风温湿度的稳定性，以维持洁净室的温湿度稳定。
上述目的通过以下技术方案实现：
一种洁净空调系统，其包括控制器，还包括新风温度传感器和新风湿度传感器，以分别用于检测新风温度和新风湿度，所述控制器根据各传感器的检测结果对所述洁净空调系统进行控制，以控制送风温度和/或送风湿度。
优选地，还包括送风露点温度传感器，以用于检测送风露点温度，所述控制器还根据送风露点温度传感器的检测结果对所述洁净空调系统进行控制。
优选地，所述洁净空调系统还包括冷热盘管、加湿单元、以及热盘管，并且还包括分别与所述冷热盘管、加湿单元以及热盘管相连的冷热盘管阀门、加湿单元阀门、以及热盘管阀门，以用于分别控制所述冷热盘管、加湿单元、以及热盘管的工作状态。
优选地，所述控制器根据新风温度和新风湿度的情况，发出控制冷热盘管阀门、加湿单元阀门、和/或热盘管阀门的动作指令。
优选地，所述洁净空调系统包括依次设置的新风段、初中效过滤器、所述冷热盘管、所述加湿单元、混合段、所述热盘管、风机段、高效过滤器、以及送风段，使得新风能够依次经过初中效过滤、冷却或加热、加湿、与回风混合、加热、以及高效过滤处理，并由风机加压送出。
优选地，所述控制器为DDC控制器，各传感器的检测结果分别传输至所述DDC控制器的模拟输入通道。
优选地，所述新风温度传感器和新风湿度传感器设置在新风口处。
本发明的另一目的在于提供一种洁净空调系统的控制方法，其中，所述控制器根据检测到的新风温度和新风湿度的情况，对所述洁净空调系统进行控制，以控制送风温度和/或送风湿度。
优选地，当所述洁净空调系统包括冷热盘管、加湿单元、热盘管、冷热盘管阀门、加湿单元阀门、以及热盘管阀门时，所述控制器根据新风温度、新风湿度和预设的送风露点温度的情况，控制冷热盘管阀门、加湿单元阀门、和/或热盘管阀门的状态，从而对所述冷热盘管、加湿单元和/或热盘管进行调节。
优选地，所述控制器根据新风温度和新风湿度确定新风露点温度，并根据新风露点温度与预设的送风露点温度的对比，控制冷热盘管进行冷却除湿或者仅冷却不除湿。
优选地，当新风露点温度高于预设的送风露点温度时，所述控制器调节所述冷热盘管阀门的开度，进行冷却除湿，同时，所述控制器调节所述热盘管阀门的开度，进行温度调节。
优选地，当新风露点温度低于预设的送风露点温度、且新风温度高于室内设定温度时，所述控制器调节所述加湿单元阀门的开度，以增大湿度，同时，所述控制器调节所述冷热盘管阀门的开度，仅进行冷却而不除湿。
优选地，当新风温度低于预设的送风露点温度、且低于室内设定温度时，所述控制器调节所述加湿单元阀门的开度，以增大湿度，同时，所述控制器调节所述冷热盘管阀门及热盘管阀门的开度，以提高温度。
优选地，当所述洁净空调系统包括送风露点温度传感器时，所述控制器根据检测到的送风露点温度与预设的送风露点温度的对比，进一步控制冷热盘管阀门、加湿单元阀门、和/或热盘管阀门的状态。
本发明的洁净空调系统可以根据新风温度和新风湿度进行控制，能够避免单纯通过室内温湿度进行控制时造成的洁净室内温湿度的波动情况，有利于提高洁净室内温湿度的稳定性。其优选方案还可以根据送风露点温度进行控制，进一步保证洁净室内温湿度的稳定性。
本发明的控制方法根据新风温度和新风湿度进行控制，能够避免单纯通过室内温湿度进行控制时造成的洁净室内温湿度的波动情况，有利于提高洁净室内温湿度的稳定性。其优选方案根据新风温度、新风湿度和预设的送风露点温度的情况来控制各个阀门的状态，可进一步保证洁净室内温湿度的稳定性。特别地，借助于对送风露点温度的监测与控制，能够有效识别冷热盘管在该时段内，到底是以温度调节为主还是以湿度调节为主，避免了单纯地通过回风(室内)温湿度来调节冷热盘管阀门、热盘管阀门的开度造成的洁净室内温湿度的波动；同时，通过对冷热盘管阀门和热盘管阀门有针对性的调节，极大地节约了冷热抵消所浪费的能源。
附图说明
以下将参照附图对根据本发明的进行描述。图中：
图1为本发明的一种优选实施方式的洁净空调系统的自控方案原理图。
图2是作为对比的洁净空调系统的自控方案原理图。
具体实施方式
针对背景技术部分所提出的问题，本发明的第一方面提供了一种洁净空调系统，以便能够改善送风温湿度的稳定性。
如图1所示，其包括控制器10、与所述控制器10相连的室内温度传感器1和室内湿度传感器2，以分别用于检测室内温度和湿度，其中，还包括与所述控制器10相连的新风温度传感器3、新风湿度传感器4，并且优选还包括送风露点温度传感器5，以分别用于检测新风温度、新风湿度以及送风露点温度，所述控制器10根据各传感器的检测结果对所述洁净空调系统进行控制。替代地，各传感器与控制器之间也可以采用无线方式进行传输数据，只要能将检测结果传输至控制器即可。
相比于图2的洁净空调系统，本发明主要是增加了新风温度传感器3、新风湿度传感器4，并且优选还增加了送风露点温度传感器5以用于控制，从而可以避免单纯通过室内温湿度进行控制时造成的洁净室内温湿度的波动情况，有利于提高洁净室内温湿度的稳定性。
优选地，该洁净空调系统还包括冷热盘管14、加湿单元15(例如加湿器)、以及热盘管17，并且还包括分别与所述冷热盘管14、加湿单元15、以及热盘管17相连的冷热盘管阀门(又称冷水阀)6、加湿单元阀门(又称加湿阀)7、以及热盘管阀门(又称热水阀)8，以控制所述冷热盘管14、加湿单元15、以及热盘管17的工作状态。例如，相应的阀门的开关或者开度的调节，都会引起相应的盘管或加湿单元的工作状态变化。
需要说明的是，冷热盘管14既可以用于加热，也可以用于冷却，例如，其中既可以通入热水等高温介质，又可以通入冷水等低温介质，具体将随着季节的改变而改变，例如，冬季通入热水以起到加热的作用，夏季则通入冷水以起到冷却的作用。而热盘管17则无论什么季节，始终用于加热，例如，始终通入热水等高温介质，主要目的是用于回温，特别是在加湿或除湿后的回温。
优选地，所述控制器10根据新风温度、新风湿度和送风露点温度的情况，发出控制冷热盘管阀门6、加湿单元阀门7、和/或热盘管阀门8的动作指令。
优选地，所述洁净空调系统包括依次设置的新风段12、初中效过滤器13、所述冷热盘管14、所述加湿单元15、混合段16、所述热盘管17、风机段18、高效过滤器19、以及送风段20，使得新风能够依次经过初中效过滤、冷却或加热、加湿、与回风混合、加热、以及高效过滤等处理，并由风机加压送出，即送至洁净室内。
其中，新风经新风口11进入，送风经送风口21送出，回风经回风口22进入，并在混合段16中与新风混合。
优选地，室内温度传感器1和室内湿度传感器2设置在回风口处，其测得的回风温度和回风湿度即为室内温度和室内湿度，因为该处的回风尚未经过任何处理。
优选地，所述控制器10为DDC控制器，即直接数字控制(Direct Digital Control)的简称，各传感器分别连接至(或者通过无线方式将检测结果传输至)所述DDC控制器的模拟输入通道AI。冷热盘管阀门6、加湿单元阀门7、以及热盘管阀门8中的每一个也都分别连接至所述DDC控制器的模拟输入通道AI和模拟输出通道AO。
优选地，所述新风温度传感器3和新风湿度传感器4设置在新风口11处，所述送风露点温度传感器5设置在送风口21处，从而可准确而直接地检测相应的温度和湿度。
在上述工作的基础上，本发明的第二方面提供了一种洁净空调系统的控制方法，本控制方法所针对的洁净空调系统为本发明所提供的洁净空调系统，其中包括新风温度传感器3和新风湿度传感器4，因此，本发明的控制方法的主要特征在于，所述控制器10根据新风温度传感器3和新风湿度传感器4分别检测到的新风温度和新风湿度的情况，对所述洁净空调系统进行控制，以控制送风温度和/或送风湿度。
优选地，当该洁净空调系统包括冷热盘管14、加湿单元15、热盘管17、冷热盘管阀门6、加湿单元阀门7、以及热盘管阀门8时，该控制方法的主要内容包括：所述控制器10根据新风温度、新风湿度和预设的送风露点温度的情况，控制冷热盘管阀门6、加湿单元阀门7、和/或热盘管阀门8的状态，从而控制冷热盘管、加湿单元和/或热盘管的工作状态，以实现冷却除湿、冷却不除湿、加温加湿等不同目的。
特别地，所述控制器10根据新风温度和新风湿度确定新风露点温度，并根据新风露点温度与预设的送风露点温度的对比，控制冷热盘管14进行冷却除湿或者仅冷却不除湿。其中，预设的送风露点温度是预先存储在控制器中的目标值。
优选地，当新风露点温度高于预设的送风露点温度时，所述控制器10调节所述冷热盘管阀门6的开度，进行冷却除湿，同时，所述控制器10调节所述热盘管阀门8的开度，进行温度调节。
也即，当新风露点温度高于预设的送风露点温度时，说明新风的湿度偏高，如果不进行除湿的话，将导致洁净室内的湿度偏高，因此需要进行除湿，于是可通过DDC控制器调节冷热盘管阀门6的开度，以便打开冷热盘管14或者调大冷热盘管14中的低温介质的流量，进行冷却除湿；由于冷却除湿后，新风的温度会下降很多，例如至少达到露点温度，因此，为了保证送入洁净室内的送风温度符合要求，还需要在送风前进行回温(即提升温度)，于是，可通过DDC控制器调节热盘管阀门8的开度，调大热盘管17中的高温介质的流量，进行温度调节。
本发明中，调节阀门的开度包括将阀门从关闭到打开的状态改变，以及将阀门从打开到关闭的状态改变，分别视为阀门开度的调大过程(即从零开始调大)，以及阀门开度的调小过程(即调小到零)。
优选地，当新风温度低于预设的送风露点温度、且低于室内设定温度时，所述控制器10调节所述加湿单元阀门7的开度，以增大湿度，同时，所述控制器10调节所述冷热盘管阀门6及热盘管阀门8的开度，以提高温度。
也即，当新风温度本身都低于预设的送风露点温度时，新风露点温度显然更加低于预设的送风露点温度，表明新风的湿度偏低(甚至是严重偏低)，因此需要进行加湿，于是可通过DDC控制器调节加湿单元阀门7的开度，以便打开加湿单元15或者增大加湿单元15的加湿量，进行湿度调节；同时，由于新风温度低于室内设定温度，例如是在冬季，因而还需要对新风进行升温调节，于是可通过DDC控制器调节冷热盘管阀门6及热盘管阀门8的开度，进行温度调节。具体的温度调节方式可包括：通过调大冷热盘管阀门6及热盘管阀门8至少之一的开度，以便进行升温控制。例如，可以调大冷热盘管阀门6的开度，使高温介质流过冷热盘管14或者增大其中高温介质的流量，从而在加湿之前先行提高新风温度，在新风温度提高后，加湿效果也将更容易实现。再例如，可以调大热盘管阀门8的开度，使高温介质流过热盘管17或者增大其中高温介质的流量，从而在加湿之后提高混合风的温度。又例如，优选地，可以同时调大冷热盘管阀门6及热盘管阀门8的开度，从而在加湿之前先行提高新风温度，然后进行加湿，在加湿导致降温后，再通过热盘管17对加湿并混合后的空气进行回温，从而更容易精确控制送风温湿度。
优选地，当新风露点温度低于预设的送风露点温度、且新风温度高于室内设定温度时，所述控制器10调节所述加湿单元阀门7的开度，以增大湿度，同时，所述控制器10调节所述冷热盘管阀门6的开度，仅进行冷却而不除湿。
也即，当新风露点温度低于预设的送风露点温度时，表明新风的湿度偏低，因此需要加湿，于是可通过DDC控制器调节加湿单元阀门7的开度，以便打开加湿单元15或者增大加湿单元15的加湿量，进行湿度调节；同时，由于新风温度还高于室内设定温度，因此还需要冷却降温，于是可通过DDC控制器调节冷热盘管阀门6的开度，以便打开冷热盘管14或者调大冷热盘管14中的低温介质的流量，进行温度调节，实现仅冷却而不除湿。也即，对于高温低湿的工况，例如过渡季节时，可以通过先降温不除湿、再加湿、并且不再回温的控制方式，以避免冷热盘管14和热盘管17同时工作，分别冷却和升温而致使能量互相抵消的这种情况，节约能源。
本发明中，根据新风温度、新风湿度或者新风露点温度进行控制的策略并未涵盖所有工况，本领域的技术人员能够理解的是，在其它常规工况下，可以采用现有技术的控制策略进行控制，例如，仅根据室内温度和室内湿度进行控制即可。
优选地，当所述洁净空调系统包括送风露点温度传感器5时，所述控制器10根据检测到的送风露点温度与预设的送风露点温度的对比，进一步控制冷热盘管阀门6、加湿单元阀门7、和/或热盘管阀门8的状态。也即，送风露点温度传感器5的检测结果作为反馈信号反馈给控制器10，控制器10根据其与预设的送风露点温度的对比，判断是否需要继续调节温湿度，进而控制冷热盘管阀门6、加湿单元阀门7、和/或热盘管阀门8的动作。
与目前大多数洁净空调系统的控制方法相比较，本发明的控制方法在温度调节和湿度调节过程中对冷热盘管阀门的切换动作不会导致温湿度的波动，能够随环境的变化最大程度地提高洁净室温湿度的稳定性。同时，因为还可以区分冷却与冷却除湿这两种情况，既能防止需要冷却但不需要除湿时的过度冷却，又能减少冷热盘管阀门与热盘管阀门同时打开导致能量相互抵消的这种情况，节约能源。
本发明的控制方法中，通过对送风露点温度的监测与控制，能够有效识别冷热盘管在该时段内，到底是以温度调节为主还是以湿度调节为主，避免了单纯地通过回风(室内)温湿度来调节冷热盘管阀门、热盘管阀门的开度造成的洁净室内温湿度的波动；同时，通过对冷热盘管阀门和热盘管阀门有针对性的调节，极大地节约了冷热抵消所浪费的能源。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。
应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。
Claims (14)
1.一种洁净空调系统，其包括控制器，其特征在于，还包括新风温度传感器和新风湿度传感器，以分别用于检测新风温度和新风湿度，所述控制器根据各传感器的检测结果对所述洁净空调系统进行控制，以控制送风温度和/或送风湿度。
2.根据权利要求1所述的洁净空调系统，其特征在于，还包括送风露点温度传感器，以用于检测送风露点温度，所述控制器还根据送风露点温度传感器的检测结果对所述洁净空调系统进行控制。
3.根据权利要求1所述的洁净空调系统，其特征在于，所述洁净空调系统还包括冷热盘管、加湿单元、以及热盘管，并且还包括分别与所述冷热盘管、加湿单元以及热盘管相连的冷热盘管阀门、加湿单元阀门、以及热盘管阀门，以用于分别控制所述冷热盘管、加湿单元、以及热盘管的工作状态。
4.根据权利要求3所述的洁净空调系统，其特征在于，所述控制器根据新风温度和新风湿度的情况，发出控制冷热盘管阀门、加湿单元阀门、和/或热盘管阀门的动作指令。
5.根据权利要求3所述的洁净空调系统，其特征在于，所述洁净空调系统包括依次设置的新风段、初中效过滤器、所述冷热盘管、所述加湿单元、混合段、所述热盘管、风机段、高效过滤器、以及送风段，使得新风能够依次经过初中效过滤、冷却或加热、加湿、与回风混合、加热、以及高效过滤处理，并由风机加压送出。
6.根据权利要求1-5之一所述的洁净空调系统，其特征在于，所述控制器为DDC控制器，各传感器的检测结果分别传输至所述DDC控制器的模拟输入通道。
7.根据权利要求1-5之一所述的洁净空调系统，其特征在于，所述新风温度传感器和新风湿度传感器设置在新风口处。
8.一种根据权利要求1-7之一所述的洁净空调系统的控制方法，其特征在于，所述控制器根据检测到的新风温度和新风湿度的情况，对所述洁净空调系统进行控制，以控制送风温度和/或送风湿度。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，当所述洁净空调系统包括冷热盘管、加湿单元、热盘管、冷热盘管阀门、加湿单元阀门、以及热盘管阀门时，所述控制器根据新风温度、新风湿度和预设的送风露点温度的情况，控制冷热盘管阀门、加湿单元阀门、和/或热盘管阀门的状态，从而对所述冷热盘管、加湿单元和/或热盘管进行调节。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制器根据新风温度和新风湿度确定新风露点温度，并根据新风露点温度与预设的送风露点温度的对比，控制冷热盘管进行冷却除湿或者仅冷却不除湿。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当新风露点温度高于预设的送风露点温度时，所述控制器调节所述冷热盘管阀门的开度，进行冷却除湿，同时，所述控制器调节所述热盘管阀门的开度，进行温度调节。
12.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当新风露点温度低于预设的送风露点温度、且新风温度高于室内设定温度时，所述控制器调节所述加湿单元阀门的开度，以增大湿度，同时，所述控制器调节所述冷热盘管阀门的开度，仅进行冷却而不除湿。
13.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，当新风温度低于预设的送风露点温度、且低于室内设定温度时，所述控制器调节所述加湿单元阀门的开度，以增大湿度，同时，所述控制器调节所述冷热盘管阀门及热盘管阀门的开度，以提高温度。
14.根据权利要求9-13之一所述的控制方法，其特征在于，当所述洁净空调系统包括送风露点温度传感器时，所述控制器根据检测到的送风露点温度与预设的送风露点温度的对比，进一步控制冷热盘管阀门、加湿单元阀门、和/或热盘管阀门的状态。
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