CN107153438A - 调温调湿系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种调温调湿系统，包括：容器室，容器室内开设有排气口，排气口设有控制排气口开闭的排气阀；调节装置，包括液态空气储罐，液态空气储罐与容器室连通；辅助调温装置，用于制热；辅助调湿装置，用于加湿；检测装置，用于检测容器室内的温度以及湿度；以及控制器，用于控制调温调湿系统，控制器分别与所述排气阀、调节装置、辅助调温装置、辅助调湿装置以及检测装置信号连通。上述调温调湿系统，设有调节装置，利用其中的液态空气在容器室内蒸发吸收容器室内的热量，容器室内的空气膨胀从排气口排出带走容器室内的热量从而能够快速实现降温，提高调温调湿系统的降温速率，减少等待时间，提高了调温调湿系统的效率。

Description

调温调湿系统及控制方法

技术领域

本发明涉及制冷装置及制冷控制领域，特别是涉及一种调温调湿系统及控制方法。

背景技术

在产品开发和科学研究中，很多实验对实验条件要求很高，其中，由于温度和湿度对实验的影响较大，因此需要把温度和湿度控制在设定条件下，需要调温调湿系统对温度和湿度进行调节控制。在实验过程中，实验次数比较频繁，调节温度和湿度的需要也比较频繁。但传统地利用空调的制冷原理调节温度的速率较慢，特别是一些高低温重复性的实验，每次实验都需要等待较长的时间，导致实验过程中花费的时间较长而效率不高。

发明内容

基于此，有必要针对传统地调温调湿速率慢，需要等待时间长的问题，提供一种调温调湿系统及控制方法。

本发明提供的一种调温调湿系统，其中，所述调温调湿系统包括：

容器室，所述容器室内开设有排气口，所述排气口设有控制所述排气口开闭的排气阀；

调节装置，包括液态空气储罐，所述液态空气储罐与所述容器室连通；

辅助调温装置，用于制热以调节容器室内的温度；

辅助调湿装置，用于加湿以调节容器室内的湿度；

检测装置，用于检测所述容器室内的温度以及湿度；以及

控制器，用于控制所述调温调湿系统，所述控制器分别与所述排气阀、所述调节装置、所述辅助调温装置、所述辅助调湿装置以及所述检测装置信号连通。

在其中的一个实施例中，所述辅助调温装置还用于制冷，通过制冷调节容器室内的温度。

在其中的一个实施例中，所述调节装置还包括蒸发器，所述蒸发器开放地设置于所述容器室中，所述液态空气储罐与所述蒸发器通过管道连通。

本发明还提供一种调温调湿系统的控制方法，其中，包括以下步骤：

获取第一检测温度；

判断所述第一检测温度是否高于预设温度；

当所述第一检测温度高于所述预设温度时，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启，直至所述第一检测温度不高于所述预设温度。

在其中的一个实施例中，在判断所述第一检测温度是否高于预设温度步骤之后，还包括以下步骤

获取第一检测湿度；

判断所述第一检测湿度是否等于预设湿度；

当所述第一检测湿度高于预设湿度时，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启，直至所述第一检测湿度等于所述预设湿度。

在其中的一个实施例中，在判断所述第一检测湿度是否等于预设湿度步骤之后，还包括以下步骤：

当所述第一检测湿度高于预设湿度时，控制所述辅助调温装置制热以补偿输入液态空气降低的温度，以保持第一检测温度恒定。

在其中的一个实施例中，在判断所述第一检测湿度是否等于预设湿度步骤之后，还包括以下步骤：

当所述第一检测湿度低于所述预设湿度时，控制辅助调湿装置加湿，返回所述获取第一检测湿度步骤，直至所述第一检测湿度等于预设湿度。

在其中的一个实施例中，在判断所述第一检测湿度是否等于预设湿度步骤之后，还包括以下步骤：

当所述第一检测湿度等于所述预设湿度时，获取第二检测温度；

判断所述第二检测温度是否等于所述预设温度；

当所述第二检测温度不等于所述预设温度时，控制所述辅助调温装置制热或制冷，直至所述第二检测温度等于所述预设温度。

在其中的一个实施例中，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启为控制液态空气储罐向容器室定量输入液态空气并同时保持排气阀开启。

在其中的一个实施例中，判断所述第一检测温度是否高于预设温度步骤，包括：

判断所述第一检测温度是否高于所述预设温度设定温差；

当所述第一检测温度高于所述预设温度设定温差时，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启，直至所述第一检测温度不高于所述预设温度设定温差；

当所述第一检测温度不高于所述预设温度设定温差且所述第一检测温度高于所述预设温度时，控制辅助调温装置制冷，返回所述获取第一检测温度步骤直至所述第一检测温度不高于所述预设温度。

上述调温调湿系统，设有调节装置，利用其中的液态空气在容器室内蒸发吸收容器室内的热量，容器室内的空气膨胀从排气口排出带走容器室内的热量从而能够快速实现降温，提高调温调湿系统的降温速率，减少等待时间，提高了调温调湿系统的效率。进一步地，气态空气从排气口排出时会带出容器室内的部分水分，降低容器室的湿度，避免降温时形成凝露，影响容器室内实验的进行。

上述调温调湿系统的控制方法，利用液态空气在容器室内蒸发吸收容器室内的热量，容器室内的空气膨胀从排气口排出带走容器室内的热量从而能够快速实现降温，提高调温调湿系统的降温速率，减少等待时间，提高了调温调湿系统的效率。进一步地，通过空气从排气口排出时会带出容器室内的部分水分，调控容器室的湿度，避免降温时形成凝露，影响容器室内实验的进行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明调温调湿系统一实施例的结构示意图图；

图2为本发明调温调湿系统一实施例的控制方法流程图。

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，以下通过实施例，并结合附图，对本发明的调温调湿系统及控制方法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。

请参阅图1所示，本发明一实施例的调温调湿系统包括容器室100、调节装置、辅助调温装置300、辅助调湿装置400、检测装置500以及控制器600。

容器室100开设有排气口110，排气口110设有控制排气口110开闭的排气阀。可选地，排气阀用于由容器室内向容器室外定向排气。容器室100用于提供温度及湿度可调节的环境，用于在其中进行试验。可选地，容器室100可以是保温、封闭的房间，也可以是特制的空间。

调节装置包括液态空气储罐210，液态空气储罐210与容器室100连通。液态空气储罐210中的液态空气能够进入容器室100并在容器室100内蒸发吸热成为气态空气，生成的气态空气能够从排气口110排出容器室100带走热量，从而能够起到对容器室100的降低温度作用。气态空气从排气口110排出时会带出容器室100内的部分水分，从而能够起到对容器室100降低湿度的作用。

辅助调温装置300，用于调节温度，可用于制热，制热时产生的热量被容器室100内的气态空气吸收，从而能够起到对容器室100调高温度的作用。可选地，辅助调温装置300可以是电加热装置，也可以是热泵式空调器。

辅助调湿装置400，用于加湿，从而能够起到对容器室100调高湿度的作用。

检测装置500，用于检测所述容器室100内的温度以及湿度。可选地，检测装置500可以由温度传感器和湿度传感器集成。

控制器600分别与排气阀、调节装置、辅助调温装置300、辅助调湿装置400以及检测装置500信号连通，控制装置通过检测装置500获取温度以及湿度信号，从而相应地控制排气阀、调节装置、辅助调温装置300、辅助调湿装置400，实现系统的调温调湿功能。

本实施例调温调湿系统，利用液态空气在容器室100内蒸发吸收容器室100内的热量，容器室100内的空气膨胀从排气口110排出带走容器室100内的热量从而能够快速实现降温，提高调温调湿系统的降温速率，减少等待时间，提高了调温调湿系统的效率。

进一步地，气态空气从排气口110排出时会带出容器室100内的部分水分，因此可通过保持排气口110的开启，以排出水分，降低容器室100的湿度，避免降温时形成凝露，尤其是更有利于对于干燥要求较高的实验的顺利进行。

更进一步地，当需要利用辅助调温装置300加热以调高容器室100温度时，容器室100中原有的水分会蒸发，从而增加容器室100的湿度，此时同时可通过排气阀开启排气口110，以通过排气口110排出空气，利用气态空气从排气口110排出时会带出容器室100内的部分水分的作用以避免湿度增加过高对实验环境造成不利影响。若在升温过程中无需调高湿度也更有利用容器室100湿度的稳定性。

作为一种可选实施方式，辅助调温装置300还用于制冷。利用辅助调温装置300的制冷精细调节容器室100内的温度。虽然利用液态空气蒸发为气态空气并排除容器室100能够实现快速的降温，但是也有可能造成降温速率过快无法精确控制调节温度至目标温度。通过具有制冷功能的辅助调温装置300，能够与调节装置协同发生作用，先利用调节装置使温度降低至接近目标温度，再利用辅助调温装置300精确进行降温。可选地，辅助调温装置300可以是同时具有制热和制冷功能的空调器，也可以是由单独的电加热装置和制冷装置组合而成。

作为一种可选实施方式，调节装置还设有蒸发器220，蒸发器220开放地设置于容器室100中，液态空气储罐210与蒸发器220通过管道连通。

液态空气储罐210中的液态空气通过管道进入蒸发器220，在蒸发器220中减压蒸发生成气态空气，由于蒸发器220是开放地设置在容器室100中的，生成的气态空气比直接通过管道进入容器室100蒸发或扩散地更为均为，提高了其制冷降温效果。可选地，在液态空气储罐210与蒸发器220通过管道上可以设置有节流装置。

请参阅图1所示，本发明一实施例的调温调湿系统的控制方法，包括以下步骤：

获取第一检测温度；

判断第一检测温度是否高于预设温度；

当第一检测温度高于预设温度时，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启，直至第一检测温度不高于预设温度。

上述调温调湿系统的控制方法，首先获取容器室的第一检测温度，当第一检测温度高于预设温度时，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启，利用液态空气在容器室内蒸发吸收容器室内的热量，容器室内的空气膨胀从排气口排出带走容器室内的热量从而能够快速实现降温，提高调温调湿系统的降温速率，减少等待时间，提高了调温调湿系统的效率。

作为一种可选实施方式，在判断第一检测温度是否等于预设温度步骤之后，还包括以下步骤

获取第一检测湿度；

判断第一检测湿度是否等于预设湿度；

当第一检测湿度高于预设湿度时，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启，返回获取第一检测湿度步骤直至第一检测湿度等于预设湿度。

液态空气在容器室内蒸发为气态空气，膨胀的气态空气从排气口排出容器室，并能够带走水分，从而能够实现降低容器室湿度的作用。

进一步地，在判断第一检测湿度是否等于预设湿度步骤之后，还包括以下步骤：

当第一检测湿度高于预设湿度时，控制辅助调温装置制热以补偿输入液态空气降低的温度，以保持第一检测温度恒定。

作为一种可选实施方式，在判断第一检测湿度是否等于预设湿度步骤之后，还包括以下步骤：

当第一检测湿度低于预设湿度时，控制辅助调湿装置加湿，返回获取第一检测湿度步骤，直至第一检测湿度等于预设湿度。

作为一种可选实施方式，在判断第一检测湿度是否等于预设湿度步骤之后，还包括以下步骤：

当第一检测湿度等于预设湿度时，获取第二检测温度；

判断第二检测温度是否等于预设温度；

当第二检测温度不等于预设温度时，控制辅助调温装置制热或制冷，直至所述第二检测温度等于预设温度。

利用液化空气制冷装置降低湿度或利用辅助调湿装置提高湿度时，势必会对容器室的温度产生硬性，进一步通过控制辅助调温装置制热或制冷，能够使容器室的最终温度达到预设温度，从而实现达到预设湿度又达到预设温度的目的。

作为一种可选实施方式，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启为控制液态空气储罐向容器室定量输入液态空气并同时保持排气阀开启。

由于定量输入液态空气并定时控制排气阀开启，控制器能够根据第一检测温度与预设温度的差值大小调整每次输入液态空气的量以及控制排气阀开启的时长从而控制利用液态空气排出的热量，从而能够实现更优化的降温速率。

作为一种可选实施方式，判断第一检测温度是否高于预设温度步骤，包括以下步骤：

判断第一检测温度是否高于预设温度设定温差；

当第一检测温度高于预设温度设定温差时，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启，返回获取第一检测温度步骤直至第一检测温度不高于预设温度设定温差；

当第一检测温度不高于预设温度设定温差且第一检测温度高于预设温度时，控制辅助调温装置制冷，直至第一检测温度不高于预设温度。

可选地，设定温差可以是液态空气储罐以最小单位输入液态空气使容器室降低的温度。

通过判断第一检测温度是否高于预设温度设定温差以及第一检测温度是否不高于预设温度设定温差且第一检测温度高于预设温度，能够根据温度状态选择不同的降温方式。当第一检测温度高于预设温度设定温差时，说明容器室的温度高于预设温度较多，因此需要采用降温速率更快的调节装置进行降温。当第一检测温度不高于预设温度设定温差且第一检测温度高于预设温度时，所述容器室的温度接近预设温度，则采用降温控制更加精确的辅助调温装置进行降温，以提高降低温度的精确性。

本发明的调温调湿系统的控制方法，控制器接收预设温度以及预设湿度，并根据检测装置检测的温度信息以及湿度信息，对调节装置、辅助调温装置、辅助调湿装置以及排气阀进行控制，从而能够通过使容器室升高温度、降低温度、升高湿度以及降低湿度等过程达到预设温度以及预设湿度。

请参阅图2所示，本发明一实施例的控制方法包括以下步骤：

S100，获取第一检测温度；

S200，判断第一检测温度是否高于预设温度；

S300，当第一检测温度高于预设温度时，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启，直至第一检测温度不高于预设温度。

S400，当第一检测温度不高于预设温度时，获取第一检测湿度；

S500，判断第一检测湿度是否等于预设湿度；

S600，当第一检测湿度高于预设湿度时，控制液态空气储罐向容器室输入液态空气并保持排气阀开启，直至第一检测湿度等于预设湿度。

S700，当第一检测湿度等于所述预设湿度时，获取第二检测温度；

S800，判断第二检测温度是否等于所述预设温度；

S900，当第二检测温度不等于预设温度时，控制辅助调温装置制热或制冷，直至第二检测温度等于预设温度。

在本发明描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种调温调湿系统，其特征在于，所述调温调湿系统包括：

容器室(100)，所述容器室(100)内开设有排气口(110)，所述排气口(110)设有控制所述排气口(110)开闭的排气阀；

调节装置，包括液态空气储罐(210)，所述液态空气储罐(210)与所述容器室(100)连通；

辅助调温装置(300)，用于制热以调节容器室(100)内的温度；

辅助调湿装置(400)，用于加湿以调节容器室(100)内的湿度；

检测装置(500)，用于检测所述容器室(100)内的温度以及湿度；以及

控制器(600)，用于控制所述调温调湿系统，所述控制器(600)分别与所述排气阀、所述调节装置、所述辅助调温装置(300)、所述辅助调湿装置(400)以及所述检测装置(500)信号连通。

2.根据权利要求1所述的调温调湿系统，其特征在于，所述辅助调温装置(300)还用于制冷，通过制冷调节容器室(100)内的温度。

3.根据权利要求1所述的调温调湿系统，其特征在于，所述调节装置还包括蒸发器(220)，所述蒸发器(220)开放地设置于所述容器室(100)中，所述液态空气储罐(210)与所述蒸发器(220)通过管道连通。

4.一种调温调湿系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取第一检测温度；

判断所述第一检测温度是否高于预设温度；

当所述第一检测温度高于所述预设温度时，控制液态空气储罐(210)向容器室(100)输入液态空气并保持排气阀开启，直至所述第一检测温度不高于所述预设温度。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，在判断所述第一检测温度是否高于所述预设温度步骤之后，还包括以下步骤

获取第一检测湿度；

判断所述第一检测湿度是否等于预设湿度；

当所述第一检测湿度高于预设湿度时，控制液态空气储罐(210)向容器室(100)输入液态空气并保持排气阀开启，直至所述第一检测湿度等于所述预设湿度。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在判断所述第一检测湿度是否等于预设湿度步骤之后，还包括以下步骤：

当所述第一检测湿度高于预设湿度时，控制所述辅助调温装置(300)制热以补偿输入液态空气降低的温度，以保持所述第一检测温度恒定。

7.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在判断所述第一检测湿度是否等于预设湿度步骤之后，还包括以下步骤：

当所述第一检测湿度低于所述预设湿度时，控制辅助调湿装置加湿，返回所述获取第一检测湿度步骤，直至所述第一检测湿度等于预设湿度。

8.根据权利要求5至7任意一项所述的控制方法，其特征在于，在判断所述第一检测湿度是否等于预设湿度步骤之后，还包括以下步骤：

当所述第一检测湿度等于所述预设湿度时，获取第二检测温度；

判断所述第二检测温度是否等于所述预设温度；

当所述第二检测温度不等于所述预设温度时，控制所述辅助调温装置(300)制热或制冷，直至所述第二检测温度等于所述预设温度。

9.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述控制液态空气储罐(210)向容器室(100)输入液态空气并保持排气阀开启的步骤包括：

控制液态空气储罐(210)向容器室(100)定量输入液态空气，并同时保持排气阀开启。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，判断所述第一检测温度是否高于预设温度步骤，包括以下步骤：

判断所述第一检测温度是否高于所述预设温度设定温差；

当所述第一检测温度高于所述预设温度设定温差时，控制液态空气储罐(210)向容器室(100)输入液态空气并保持排气阀开启，直至所述第一检测温度不高于所述预设温度设定温差；

当所述第一检测温度不高于所述预设温度设定温差且所述第一检测温度高于所述预设温度时，控制辅助调温装置(300)制冷，直至所述第一检测温度不高于所述预设温度。