CN108134325A - 基于空调的降温除湿节能装置及其工作方法 - Google Patents

基于空调的降温除湿节能装置及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明介绍了一种基于空调的降温除湿节能装置及其工作方法，包括室外温度传感器、室内温度传感器、室外湿度传感器、室内湿度传感器、A/D转换器、单片机、驱动电路、按键单元、显示单元、轴流风机、空调、除湿机、空气出口、空气入口、进出气切换设备和除湿机进气切换设备；该装置能够统筹安排轴流风机、空调和除湿机的工作时间，在保证高压配电室内温度和湿度处于正常状态的前提下，尽可能的节能减耗。

Description

基于空调的降温除湿节能装置及其工作方法
技术领域
本发明涉及高压配电室降温除湿领域，特别是一种基于空调的降温除湿节能装置及其工作方法。
背景技术
高压配电室对室内的温度和湿度都有较严格的要求，当室内温度过高时，会导致设备运行不正常，易造成开关温度高跳闸的情况，另外，高压配电室内湿度过高，则会导致室内金属类设备受潮生锈，开关设备造成短路，甚至损毁室内设施。
在北方的干燥天气情况下，高压配电室内的湿度仅在极少数的时间会超过湿度要求，同时，由于高压配电室内的设备在运行过程中不断产热，导致高压配电室内的温度居高不下。
由此，我们设计出一种高压配电室降温除湿节能装置，以降温为主，辅助以除湿辅手段，保证高压配电室内的温湿度处于正常状态。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压配电室降温除湿节能装置，能够统筹安排轴流风机、空调和除湿机的工作时间，在保证高压配电室内温度和湿度处于正常状态的前提下，尽可能的节能减耗。
为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：
一种高压配电室降温除湿节能装置，包括室外温度传感器、室内温度传感器、室外湿度传感器、室内湿度传感器、A/D转换器、单片机、驱动电路、按键单元、显示单元、轴流风机、空调、除湿机、空气出口、空气入口、进出气切换设备和除湿机进气切换设备；
室外温度传感器、室内温度传感器、室外湿度传感器和室内湿度传感器均连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端连接单片机，按键单元的输出端连接单片机，单片机连接显示单元的输入端，单片机通过驱动电路分别连接轴流风机、空调、除湿机和进出气切换设备；空气出口和空气入口分别位于高压配电室的不同方向并保持距离，空气出口和空气入口均设置有轴流风机；空气入口通过管道引入高压配电室后分叉为干气口和湿气口两个进气口；湿气口和除湿机的室外进气口连接；除湿机的进气口还设有单独的室内进气口；进出气切换设备包括干湿气口进出气切换设备和除湿机进气切换设备，干湿气口进出气切换设备设置在空气入口的管道内，用于对干气口和湿气口进行切换，除湿机进气切换设备设置在除湿机的进气口，用于对室外进气口和室内进气口进行切换；
所述室外温度传感器和室外湿度传感器设置在高压配电室外，用于实时检测高压配电室外的温度和湿度，室内温度传感器和室内湿度传感器设置在高压配电室内，用于实时检测高压配电室内的温度和湿度；A/D转换器用于将室外温度传感器和室内温度传感器检测到的温度模拟信号以及室外湿度传感器和室内湿度传感器检测到的湿度模拟信号转换成温度数字信号和湿度数字信号并输入单片机；按键单元用于操作者输入高压配电室内的温湿度设定值，显示单元用于显示操作者输入的温湿度设定值及室内温度传感器和室外湿度传感器实时检测的高压配电室内温湿度值；单片机用于比较高压配电室内外的温湿度值及高压配电室内温湿度设定值的差异并发出相应控制信号通过驱动电路驱动进出气切换设备、轴流风机、空调和除湿机工作。
优选的：所述轴流风机为防爆轴流风机，具体型号为上海永上电器厂的BT35-11-7.1。
优选的：所述单片机可以通过无线发射模块控制进出气切换设备、轴流风机、空调和除湿机。
具体的：所述单片机具体型号为ATMEL公司的ATmega16芯片。
具体的：所述进出气切换设备为一微型电机通过转轴带动一挡气板在通气管道的岔口处转动，挡住一个岔口，仅余另一岔口通气。
为了更好的实现本专利的目的：对温湿度设定值分别设置一个余量值，温度余量值为X1，湿度余量值为X2；即当单片机动作对高压配电室进行降温时，将温度降至高压配电室内温度设定值减去X1时停止动作，当单片机动作对高压配电室进行除湿时，将湿度降至高压配电室内温度设定值减去X2时停止动作。
工作原理：当高压配电室内温度超过正常范围后，即高压配电室内温度大于高压配电室内温度设定值时，共有三种情况：
1、若高压配电室外温度大于等于高压配电室内温度；则单片机控制空调对高压配电室进行降温至高压配电室内温度处于正常范围。
2、若高压配电室内温度大于高压配电室外温度且高压配电室外温度大于高压配电室内温度设定值；则单片机控制轴流风机工作使室外空气进入高压配电室从而降低高压配电室内的温度；当室内外温度平衡时，单片机控制轴流风机停止工作并启动空调对高压配电室进行降温至高压配电室内温度处于正常范围。
3、若高压配电室外温度小于等于高压配电室内温度设定值；则单片机控制轴流风机工作使室外空气进入高压配电室从而使高压配电室内的温度被降低至正常范围。
对于以上三种情况中的后两种，在外界空气进入高压配电室内时，若室外湿度大于室内湿度，则单片机控制干湿气口进出气切换设备关闭干气口，除湿机进气切换设备关闭室内进气口，同时除湿机启动直接对进入室内的空气进行除湿；若室外湿度小于室内湿度，则单片机控制干湿气口进出气切换设备关闭湿气口，使外界空气直接由干气口进入高压配电室。
若高压配电室内空气湿度超过正常范围时，则单片机控制除湿机进气切换设备关闭室外进气口，同时除湿机启动对室内的空气进行除湿，使高压配电室内空气湿度被降低至正常范围。
由于北方空气干燥，高压配电室内的湿度仅在极少数的时间会超过湿度要求而高压配电室内的设备不断产热导致高压配电室内的温度常常超过正常范围，而且温度超高会很快的引发设备故障，所以本装置优先对高压配电室内进行降温，当装置降温动作结束后，再对室内空气进行除湿动作。
这些技术方案，包括改进的技术方案以及进一步改进的技术方案也可以互相组合或者结合，从而达到更好的技术效果。
通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
1、本专利充分利用高压配电室外的环境因素，优先自动使用轴流风机对高压配电室进行降温除湿，尽量减少空调和除湿机的使用时间，从而起到节能减耗的效果。
2、本专利通过设置空气出口和空气入口分别位于高压配电室的不同方向并保持距离，使得空气出口和空气入口的进出空气避免混合，保证了换气的高效率，也减少了能源的损耗。
3、本专利在室外湿度高于室内湿度设定值时，控制除湿机进气切换设备工作使得除湿机切换到除湿机的室外进气口，直接对进入高压配电室内的室外空气进行除湿，从而达到既可以节约空调费用，又可以除湿的目的。
附图说明
图1是本发明的系统框图。
图2是驱动电路的电路原理图。
图3是高压配电室内除湿机管道的结构示意图。
图4是进出气切换设备在管道内的结构示意图。
图中：1是室外温度传感器，2是室外湿度传感器，3是室内温度传感器，4是室内湿度传感器，5是A/D转换器，6是单片机，7是驱动电路，8是按键单元，9是显示单元，10是轴流风机，11是空调，12是除湿机，13是进出气切换设备，14-除湿机进气切换设备。
图2中的驱动电路仅为单片机驱动外部电器的一种常规方式，若更换为其他常规驱动方式，例如通过继电器驱动或者无线收发模块驱动等均不影响本专利的保护范围。
具体实施方式
下面结合附图对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。
实施例1
如图所示，本专利的一种高压配电室降温除湿节能装置，包括室外温度传感器1、室内温度传感器3、室外湿度传感器2、室内湿度传感器4、A/D转换器5、单片机6、驱动电路7、按键单元8、显示单元9、轴流风机10、空调11、除湿机12、空气出口、空气入口、进出气切换设备13和除湿机进气切换设备14。
室外温度传感器1、室内温度传感器3、室外湿度传感器2和室内湿度传感器4均连接A/D转换器5的输入端，A/D转换器5的输出端连接单片机6，按键单元8的输出端连接单片机6，单片机6连接显示单元9的输入端，单片机6通过驱动电路7分别连接轴流风机10、空调11、除湿机12和进出气切换设备13；空气出口和空气入口分别位于高压配电室的不同方向并保持距离，空气出口和空气入口均设置有轴流风机10；空气入口通过管道引入高压配电室后分叉为干气口和湿气口两个进气口；湿气口和除湿机12的室外进气口连接；除湿机12的进气口还设有单独的室内进气口；进出气切换设备13包括干湿气口进出气切换设备13和除湿机进气切换设备14，干湿气口进出气切换设备13设置在空气入口的管道内，用于对干气口和湿气口进行切换，除湿机进气切换设备14设置在除湿机12的进气口，用于对室外进气口和室内进气口进行切换。
室外温度传感器1和室外湿度传感器2设置在高压配电室外，用于实时检测高压配电室外的温度和湿度，室内温度传感器3和室内湿度传感器4设置在高压配电室内，用于实时检测高压配电室内的温度和湿度；A/D转换器5用于将室外温度传感器1和室内温度传感器3检测到的温度模拟信号以及室外湿度传感器2和室内湿度传感器4检测到的湿度模拟信号转换成温度数字信号和湿度数字信号并输入单片机6；按键单元8用于操作者输入高压配电室内的温湿度设定值，显示单元9用于显示操作者输入的温湿度设定值及室内温度传感器3和室外湿度传感器2实时检测的高压配电室内温湿度值；单片机6用于比较高压配电室内外的温湿度值及高压配电室内温湿度设定值的差异并发出相应控制信号通过驱动电路7驱动进出气切换设备13、轴流风机10、空调11和除湿机12工作。
轴流风机10为防爆轴流风机10，具体型号为上海永上电器厂的BT35-11-7.1；单片机6可以通过无线发射模块控制进出气切换设备13、轴流风机10、空调11和除湿机12；单片机6具体型号为ATMEL公司的ATmega16芯片；进出气切换设备13为一微型电机通过转轴带动一挡气板在通气管道的岔口处转动，挡住一个岔口，仅余另一岔口通气。
为了更好的实现本专利的目的：对温湿度设定值分别设置一个余量值，温度余量值为X1，湿度余量值为X2；即当单片机6动作对高压配电室进行降温时，将温度降至高压配电室内温度设定值减去X1时停止动作，当单片机6动作对高压配电室进行除湿时，将湿度降至高压配电室内温度设定值减去X2时停止动作。
当高压配电室内温度超过正常范围后，即高压配电室内温度大于高压配电室内温度设定值时，共有三种情况：
1、若高压配电室外温度大于等于高压配电室内温度；则单片机6控制空调11对高压配电室进行降温至高压配电室内温度处于正常范围。
2、若高压配电室内温度大于高压配电室外温度且高压配电室外温度大于高压配电室内温度设定值；则单片机6控制轴流风机10工作使室外空气进入高压配电室从而降低高压配电室内的温度；当室内外温度平衡时，单片机6控制轴流风机10停止工作并启动空调11对高压配电室进行降温至高压配电室内温度处于正常范围。
3、若高压配电室外温度小于等于高压配电室内温度设定值；则单片机6控制轴流风机10工作使室外空气进入高压配电室从而使高压配电室内的温度被降低至正常范围。
对于以上三种情况中的后两种，在外界空气进入高压配电室内时，若室外湿度大于室内湿度，则单片机6控制干湿气口进出气切换设备13关闭干气口，除湿机进气切换设备14关闭室内进气口，同时除湿机12启动直接对进入室内的空气进行除湿；若室外湿度小于室内湿度，则单片机6控制干湿气口进出气切换设备13关闭湿气口，使外界空气直接由干气口进入高压配电室。
若高压配电室内空气湿度超过正常范围时，则单片机6控制除湿机进气切换设备14关闭室外进气口，同时除湿机12启动对室内的空气进行除湿，使高压配电室内空气湿度被降低至正常范围。
由于北方空气干燥，高压配电室内的湿度仅在极少数的时间会超过湿度要求，所以本装置优先对高压配电室内进行降温，当装置降温动作结束后，再对室内空气进行除湿动作。
实施例2
一高压配电室，温度要求在30℃以下，湿度要求在40％RH以下，温度余量值为5℃，湿度余量值为5％RH，使用本装置对该高压配电室的温湿度进行控制；当高压配电室外温度为35℃，湿度为50％RH，而高压配电室内温度为40℃，湿度为60％RH时，则本装置先控制干湿气口进出气切换设备13关闭干气口，除湿机进气切换设备14关闭室内进气口，接着启动防爆轴流风机10对室内外空气进行置换，同时启动除湿机12直接对进入室内的空气进行除湿，当室内外空气温度平衡时，则本装置控制防爆轴流风机10和除湿机12停止工作并启动空调11进行降温，将高压配电室内温度降低至25℃后控制空调11停止工作；若此时室内湿度仍高于40％RH，则本装置控制除湿机进气切换设备14关闭室外进气口并启动除湿机12对室内空气进行除湿，使室内空气湿度降低至35％RH后控制除湿机12停止工作。

Claims (2)

1.一种高压配电室降温除湿节能装置的工作方法，其特征是：所述的高压配电室降温除湿节能装置包括室外温度传感器、室内温度传感器、室外湿度传感器、室内湿度传感器、A/D转换器、单片机、驱动电路、按键单元、显示单元、轴流风机、空调、除湿机、空气出口、空气入口、进出气切换设备和除湿机进气切换设备；
室外温度传感器、室内温度传感器、室外湿度传感器和室内湿度传感器均连接A/D转换器的输入端，A/D转换器的输出端连接单片机，按键单元的输出端连接单片机，单片机连接显示单元的输入端，单片机通过驱动电路分别连接轴流风机、空调、除湿机和进出气切换设备；空气出口和空气入口分别位于高压配电室的不同方向并保持距离，空气出口和空气入口均设置有轴流风机；空气入口通过管道引入高压配电室后分叉为干气口和湿气口两个进气口；湿气口和除湿机的室外进气口连接；除湿机的进气口还设有单独的室内进气口；进出气切换设备包括干湿气口进出气切换设备和除湿机进气切换设备，干湿气口进出气切换设备设置在空气入口的管道内，用于对干气口和湿气口进行切换，除湿机进气切换设备设置在除湿机的进气口，用于对室外进气口和室内进气口进行切换；
所述室外温度传感器和室外湿度传感器设置在高压配电室外，用于实时检测高压配电室外的温度和湿度，室内温度传感器和室内湿度传感器设置在高压配电室内，用于实时检测高压配电室内的温度和湿度；A/D转换器用于将室外温度传感器和室内温度传感器检测到的温度模拟信号以及室外湿度传感器和室内湿度传感器检测到的湿度模拟信号转换成温度数字信号和湿度数字信号并输入单片机；按键单元用于操作者输入高压配电室内的温湿度设定值，显示单元用于显示操作者输入的温湿度设定值及室内温度传感器和室外湿度传感器实时检测的高压配电室内温湿度值；
所述的工作方法，包括：单片机比较高压配电室内外的温湿度值及高压配电室内温湿度设定值的差异，并发出相应控制信号通过驱动电路驱动进出气切换设备、轴流风机、空调和除湿机工作。
2.根据权利要求1所述的工作方法，对温湿度设定值分别设置一个余量值，温度余量值为X1，湿度余量值为X2；即当单片机动作对高压配电室进行降温时，将温度降至高压配电室内温度设定值减去X1时停止动作，当单片机动作对高压配电室进行除湿时，将湿度降至高压配电室内温度设定值减去X2时停止动作。
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