CN108534302A - 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器 - Google Patents

电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器 Download PDF

Info

Publication number
CN108534302A
CN108534302A CN201810600346.3A CN201810600346A CN108534302A CN 108534302 A CN108534302 A CN 108534302A CN 201810600346 A CN201810600346 A CN 201810600346A CN 108534302 A CN108534302 A CN 108534302A
Authority
CN
China
Prior art keywords
relay
control
solenoid valve
control circuit
fan coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810600346.3A
Other languages
English (en)
Inventor
廖鸣镝
陈东华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangzhou Tianyuan Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangzhou Tianyuan Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangzhou Tianyuan Technology Co Ltd filed Critical Guangzhou Tianyuan Technology Co Ltd
Priority to CN201810600346.3A priority Critical patent/CN108534302A/zh
Publication of CN108534302A publication Critical patent/CN108534302A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/20—Humidity

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

本发明公开一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其应用于风机盘管冷冻水控制，包括自适应控制电路、操作面板、温度采集模块、湿度采集模块、风机控制回路以及水阀控制回路；所述自适应控制电路通过硬件电路及控制算法使风机以低速运行以调节电磁阀比例通断；通过对回风温度、相对湿度的不断采集通过硬件电路和控制算法运算处理，自动输出控制信号至风机控制回路和水阀控制回路，协同调节风机风速和电磁阀的通断，通过自适应调节后，室内温度达到稳定值后，温度波动小，并且有效除去空调房间的空气中的水蒸气而使相对湿度下降达到舒适性要求。此外，与传统风机盘管相比节能效果显著提高。

Description

电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器
技术领域
本发明涉及冷暖空调自动控制领域技术，尤其是指一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器。
背景技术
风机盘管是中央空调理想的末端产品，风机盘管广泛应用于宾馆、办公楼、医院、商住、科研机构。风机盘管的工作原理是机组内不断的再循环所在房间的空气，使空气通过冷水盘管在表冷器中被冷却除湿，从而使房间温湿度达到舒适性要求。为满足人们工作、生活和工艺生产过程的要求，需要对室内的空气温湿度等参数控制在特定范围内。
常规风机盘管控制系统控制原理是：系统通过其温度传感器检测回风温度，通过设定温度与回风温度的比对检测，控制水阀的通断或开度使室内温度达到要求温度。整个控制的过程没有涉及湿度，虽然在盘管中空气被冷却，湿度会相应下降，但空气的温度与湿度具有很强的耦合性，没有对湿度进行检测和加以控制，室内湿度可能没有达到要求。所以舒适性空调在实际的运行过程中，存在的不足是对湿度的没有相应的控制策略，相对湿度达不到要求，尤其是在高温高湿地区，严重影响人体舒适性。
另外，风机盘管中风机一般采用变速风机，往往把风机转速的控制交给房间的使用者，即手动三速开关控制风机的高、中、低三种风速转换，独立调节风速的高低。即当前应用的中央空调系统的控制器大多是水侧的控制和风侧的控制单独分开的，无法做到两者协同调节，易出现调节滞后、不精准等问题。
现有的盘管风机不具备信息传输功能，因此导致系统缺乏相应的有效信息，使得控制系统只能通过简单的关断控制方式控制风机盘管的运行，不能进行有效的智能控制与管理。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其通过硬件电路及控制算法，以温湿度为目标的自适应调节水流量和风量大小，达到除湿、节能、舒适的目的。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其应用于风机盘管冷冻水控制，包括自适应控制电路、操作面板、温度采集模块、湿度采集模块、风机控制回路以及水阀控制回路；所述自适应控制电路通过硬件电路及控制算法使风机以低速运行以调节电磁阀比例通断；所述温度采集模块为回风温度传感器，所述湿度采集模块为湿度传感器，所述操作面板、回风温度传感器和湿度传感器均连接自适应控制电路的输入端，该风机控制回路和水阀控制回路中的球阀执行器连接自适应控制电路的输出端，自适应控制电路的I/O端口连接RS485通讯接口；
该自适应控制电路中设有PID控制单元,PID运算为自适应控制算法模块，该自适应控制算法模块表达为：
PID增量型计算公式为：
式中，Kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数，T为采样周期；e(k)，e(k-1)，e(k-2)分别为第k次、第k-1次、第k-2次的偏差值；
对于离散PID控制算法，设yr(t)为设定值，e(t)＝yr(t)-y(t)，则有：
对于时变参数的情景，即自适应PID控制算法如下：
式中，
每次采样点连续采三次，去掉最大值和最小值，以中间值作为采样数值。
优选的，所述风机控制回路中风机为三速风机。
优选的，所述水阀控制回路中水阀为电磁阀。
优选的，所述电磁阀为电动二通阀、浮点球阀、比例积分阀。
优选的，所述自适应控制电路包括稳压芯片、单片机和存储器，稳压芯片的输入端连接外部电源，输出端连接单片机的供电端，存储器连接单片机。
优选的，所述单片机通过继电器驱动水阀控制回路中的球阀执行器和风机控制回路中的三速风机。
优选的，所述风机控制回路包括三速风机、继电器S1、继电器S2和继电器S3，所述继电器S1、继电器S2和继电器S3的输出端均与三速风机连接，继电器S1、继电器S2和继电器S3的输入端均连接继电器驱动器。
优选的，所述水阀控制回路包括电磁阀、继电器S4、继电器S5，所述继电器S4、继电器S5的输出端均与电磁阀连接，继电器S4和继电器S5的输入端均连接继电器驱动器。
优选的，所述RS485通讯接口为两路。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：
通过对回风温度、相对湿度的不断采集通过硬件电路和控制算法运算处理，自动输出控制信号至风机控制回路和水阀控制回路，协同调节风机风速和电磁阀的通断，通过自适应调节后，室内温度达到稳定值后，温度波动小，并且有效除去空调房间的空气中的水蒸气而使相对湿度下降达到舒适性要求。本发明以时间析出的冷凝水量作为参考，通常是检测到室内相对湿度大于70％(相对湿度范围可设定)进入高效除湿模式，如检测的湿度低于设定湿度，则本发明处于舒适节能模式。此外，在相同的设定温度下和条件下，本发明技术产品比目前通用的风机盘管控制器对房间除湿效果高5倍以上，与传统风机盘管相比节能效果显著提高。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明：
附图说明
图1为本发明之较佳实施例整体模块结构图；
图2为本发明之较佳实施例中自适应控制电路的电路结构图；
图3为本发明之较佳实施例中继电器驱动器的电路结构图；
图4为本发明之较佳实施例的风机控制回路的电路结构图；
图5为本发明之较佳实施例的水阀控制回路的电路结构图；
图6为本发明之较佳实施例的回风温度传感器的电路结构图
附图标识说明：
10、自适应控制电路 20、操作面板
30、温度采集模块 40、湿度采集模块
50、风机控制回路 51、三速风机
60、水阀控制回路 61、电磁阀
70、RS485通讯接口
具体实施方式
请参照图1至图6所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，其应用于风机盘管冷冻水控制，主要包括自适应控制电路10、操作面板20、温度采集模块30、湿度采集模块40、风机控制回路50以及水阀控制回路60。
所述自适应控制电路10通过硬件电路及控制算法使风机以低速运行以调节电磁阀61比例通断，所述温度采集模块30为回风温度传感器，所述湿度采集模块40为湿度传感器，所述操作面板20、回风温度传感器和湿度传感器均连接自适应控制电路10的输入端，风机控制回路50和水阀控制回路60中的球阀执行器连接控制电路的输出端，所述自适应控制电路10的I/O端口连接RS485通讯接口70。可将检测到的风机盘管运行的各项参数实时上传至第三方设备，实现统一的管理和联动控制。所述自适应控制电路10用于根据来自操作面板的设定温度、设定湿度上限值、来自回风温度传感器发送的回风温度、来自房间湿度传感器发送的相对湿度进行处理后输出控制信号至风机控制回路50和水阀控制回路60，以调节风机盘管的出风量和电磁阀61的通断，实现室内温度恒定与除湿。
参见图2，本发明的自适应控制电路10包括稳压芯片U4、单片机U1和存储器U3，稳压芯片U3的输入端连接外部电源，输出端连接单片机U1的供电端，存储器U3连接单片机U1。外部电源为AC12V，通过整流桥、降压型稳压器后产生5V电压给外围芯片供电，稳压芯片U4为单片机U1提供3.3V的供电。存储器U3采用高可靠性存储器，用于数据记录，本发明中可采用型号为FM24C08的存储器，擦写次数100万次以上，数据保存100年。单片机U1的型号优选为STM32F051C4，稳压芯片U4的型号优选为AS1117-3.3。
单片机U1内部具有CPU、程序数据存储器、定时/计数器、UART串口、I/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡器电路等模块，具有高速、低功耗、超强抗干扰性等特点，13路高速12位A/D转换，2路独立串口，1路I2C，广泛适用于强干扰场合的电机控制。
该自适应控制电路10中设有PID控制单元,PID运算为自适应控制算法模块，该自适应控制算法模块表达为：
PID增量型计算公式为：
式中，Kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数，T为采样周期；e(k)，e(k-1)，e(k-2)分别为第k次、第k-1次、第k-2次的偏差值；
对于离散PID控制算法，设yr(t)为设定值，e(t)＝yr(t)-y(t)，则有：
对于时变参数的情景，即自适应PID控制算法如下：
式中，
每次采样点连续采三次，去掉最大值和最小值，以中间值作为采样数值。
该风机控制回路50优选为三速风机51，水阀控制回路60优选为电磁阀61。进一步的，风机控制回路50和水阀控制回路60均通过一继电器驱动器连接单片机U1。如图3所示为继电器驱动器的电路结构图，其选用型号为ULN2003。结合图4和图5，风机控制回路50包括三速风机51、继电器S1、继电器S2和继电器S3，所述继电器S1、继电器S2和继电器S3的输出端均与三速风机51连接，继电器S1、继电器S2和继电器S3的输入端均连接继电器驱动器。三路DO接口与继电器驱动器连接，单片机U1输出控制电压信号给继电器S1时驱动风机盘管高风量，输出控制电压信号给继电器S2时驱动风机盘管中风量，输出控制电压信号给继电器S3时驱动风机盘管低风量。
水阀控制电路60的电磁阀61通过两个继电器连接至继电器驱动器，当控制器输出控制电压信号至继电器S4时，电磁阀61通电缓慢开启，当控制器输出控制电压信号给继电器S5时，电磁阀61缓慢关闭。U5光耦及各电阻组成的电路反馈电磁阀61到位状态，通过AI3连接到单片机U1。由于单片机U1的控制信号具有实时灵敏的特点，电磁阀61的开启和关闭是缓慢进行的。全开和全关的时间大约在45秒左右。本实施例的单片机U1经过模糊PID算法运算处理后输出电磁阀61的动作时间比例，电磁阀61进行相应控制调节，避免了像传统水阀开、关两种状态调节使得被控房间温度场变化较大的情况。
所述RS485通讯接口70为两路,方便与第三方设备通讯,可联接带有RS485总线接口的温控面板、客控系统(RCU单元)等设备。
操作面板20用于给用户进行温度设定。送风温度传感器和回风温度传感器的电路原理参考图6，电阻Rd1和Rd2为两路NTC热敏电阻的上拉供电电阻，Cd1和Cd2为滤波电容，AI1和AI2连接单片机U1的AI接口，此电路具有高精度和抗干扰强的特点。
本发明的设计重点是：通过对回风温度、相对湿度的不断采集通过硬件电路和控制算法运算处理，自动输出控制信号至风机控制回路和水阀控制回路，协同调节风机风速和电磁阀的通断，通过自适应调节后，室内温度达到稳定值后，温度波动小，并且有效除去空调房间的空气中的水蒸气而使相对湿度下降达到舒适性要求。本发明以时间析出的冷凝水量作为参考，通常是检测到室内相对湿度大于70％(相对湿度范围可设定)进入高效除湿模式，如检测的湿度低于设定湿度，则本发明处于舒适节能模式。此外，在相同的设定温度下和条件下，本发明技术产品比目前通用的风机盘管控制器对房间除湿效果高5倍以上，与传统风机盘管相比节能效果显著提高。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其应用于风机盘管冷冻水控制，其特征在于：包括自适应控制电路、操作面板、温度采集模块、湿度采集模块、风机控制回路以及水阀控制回路；所述自适应控制电路通过硬件电路及控制算法使风机以低速运行以调节电磁阀比例通断；所述温度采集模块为回风温度传感器，所述湿度采集模块为湿度传感器，所述操作面板、回风温度传感器和湿度传感器均连接自适应控制电路的输入端，该风机控制回路和水阀控制回路中的球阀执行器连接自适应控制电路的输出端，自适应控制电路的I/O端口连接RS485通讯接口；
该自适应控制电路中设有PID控制单元,PID运算为自适应控制算法模块，该自适应控制算法模块表达为：
PID增量型计算公式为：
式中，Kp为比例系数，Ti为积分时间常数，Td为微分时间常数，T为采样周期；e(k)，e(k-1)，e(k-2)分别为第k次、第k-1次、第k-2次的偏差值；
对于离散PID控制算法，设yr(t)为设定值，e(t)＝yr(t)-y(t)，则有：
对于时变参数的情景，即自适应PID控制算法如下：
式中，
每次采样点连续采三次，去掉最大值和最小值，以中间值作为采样数值。
2.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述风机控制回路中风机为三速风机。
3.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述水阀控制回路中水阀为电磁阀，所述电磁阀为电动二通阀、浮点球阀或比例积分阀。
4.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述自适应控制电路包括稳压芯片、单片机和存储器，稳压芯片的输入端连接外部电源，输出端连接单片机的供电端，存储器连接单片机。
5.如权利要求4所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述单片机通过继电器驱动水阀控制回路中的球阀执行器和风机控制回路中的三速风机。
6.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述风机控制回路包括三速风机、继电器S1、继电器S2和继电器S3，所述继电器S1、继电器S2和继电器S3的输出端均与三速风机连接，继电器S1、继电器S2和继电器S3的输入端均连接继电器驱动器。
7.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述水阀控制回路包括电磁阀、继电器S4、继电器S5，所述继电器S4、继电器S5的输出端均与电磁阀连接，继电器S4和继电器S5的输入端均连接继电器驱动器。
8.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述RS485通讯接口为两路。
CN201810600346.3A 2018-06-12 2018-06-12 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器 Pending CN108534302A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810600346.3A CN108534302A (zh) 2018-06-12 2018-06-12 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810600346.3A CN108534302A (zh) 2018-06-12 2018-06-12 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108534302A true CN108534302A (zh) 2018-09-14

Family

ID=63469879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810600346.3A Pending CN108534302A (zh) 2018-06-12 2018-06-12 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108534302A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05157327A (ja) * 1991-06-11 1993-06-22 Landis & Gyr Powers Inc ユニットベンチレータのカスケード式制御方法及び装置
CN102679498A (zh) * 2012-05-14 2012-09-19 广州市设计院 一种自校正变参量风机盘管温控方法及专用装置
CN203396032U (zh) * 2013-06-19 2014-01-15 河海大学常州校区 基于模糊自适应pid的室温控制装置
CN105115097A (zh) * 2015-07-06 2015-12-02 沈阳工业大学 基于无线传感器网络变风量空调末端智能控制系统及方法
CN106288197A (zh) * 2016-08-18 2017-01-04 深圳市共济科技股份有限公司 一种基于pid算法的空调控制方法及其系统
CN106705390A (zh) * 2017-03-21 2017-05-24 广州市天园科技有限公司 风机盘管自适应节能控制装置及方法
CN107014028A (zh) * 2016-01-28 2017-08-04 珠海格力电器股份有限公司 冷冻水阀的控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05157327A (ja) * 1991-06-11 1993-06-22 Landis & Gyr Powers Inc ユニットベンチレータのカスケード式制御方法及び装置
CN102679498A (zh) * 2012-05-14 2012-09-19 广州市设计院 一种自校正变参量风机盘管温控方法及专用装置
CN203396032U (zh) * 2013-06-19 2014-01-15 河海大学常州校区 基于模糊自适应pid的室温控制装置
CN105115097A (zh) * 2015-07-06 2015-12-02 沈阳工业大学 基于无线传感器网络变风量空调末端智能控制系统及方法
CN107014028A (zh) * 2016-01-28 2017-08-04 珠海格力电器股份有限公司 冷冻水阀的控制方法
CN106288197A (zh) * 2016-08-18 2017-01-04 深圳市共济科技股份有限公司 一种基于pid算法的空调控制方法及其系统
CN106705390A (zh) * 2017-03-21 2017-05-24 广州市天园科技有限公司 风机盘管自适应节能控制装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN209025874U (zh) 一种便携式智能加湿风扇
CN101988728A (zh) 一种辐射末端采冷暖配合新风的中央空调控制系统
CN207008440U (zh) 一种室内空气品质联动控制调节系统
CN106705390A (zh) 风机盘管自适应节能控制装置及方法
CN102679497A (zh) 改进的自校正变参量风机盘管温控方法及专用装置
CN108679801A (zh) 风机盘管自适应节能控制阀
CN205316605U (zh) 一种暖通中央空调的智能控制节能装置
CN104296333A (zh) 具有红外和微波移动探测的智能温湿度控制装置
CN110398026A (zh) 空调设备应激装置
CN101881499B (zh) 一种智能自动调湿装置及系统
CN201340045Y (zh) 具有温湿度控制的蒸发式冷气机及其中的温湿度控制器
CN110425708B (zh) 手术室空调高效节能自控系统
CN208735843U (zh) 一种空调节能自动化控制系统
CN207262644U (zh) 风机盘管自适应节能控制装置
CN204851735U (zh) 一种电风扇控制系统
CN206234975U (zh) 一种能就地和联网运行及远程托管的多功能自动控制组合式空调器
CN207365245U (zh) 一种室内新风换气系统
CN108534302A (zh) 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器
CN103673215A (zh) 一种楼宇空调系统的自动控制装置
CN208579469U (zh) 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器
CN102679498A (zh) 一种自校正变参量风机盘管温控方法及专用装置
CN104110790A (zh) 水系统中央空调室内风机盘管节能自动控制系统
CN206018927U (zh) 中央空调系统的能效控制装置
CN201866888U (zh) 一种辐射末端采冷暖配合新风的中央空调控制系统
CN107588514A (zh) 一种空调温湿度解耦系统及其控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination