CN111520863A - 一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法及系统 - Google Patents

一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法及系统 Download PDF

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CN111520863A CN202010395910.XA CN202010395910A CN111520863A CN 111520863 A CN111520863 A CN 111520863A CN 202010395910 A CN202010395910 A CN 202010395910A CN 111520863 A CN111520863 A CN 111520863A
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Abstract

本发明涉及一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法及系统。该方法包括：采集室内温度、供热热水管的供水温度和供热热水管的回水温度；根据供水温度和回水温度，得到进入室内的热流量；根据室内温度，确定对应等温加湿热湿比线；根据等温加湿热湿比线和热流量，确定室内所需加湿量；根据室内温度，确定室内湿度限值；获取实际湿度加湿量和室内实际湿度；根据室内所需加湿量、室内湿度限值、实际湿度加湿量和室内实际湿度，控制加湿装置电动阀门动作。本发明能够对室内温湿度进行精准控制，满足人们的舒适性需求。

Description

一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法及系统
技术领域
本发明涉及智能加湿装置控制领域，特别是涉及一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法及系统。
背景技术
在冬季，我国北方大部分地区室外空气除了温度很低外，相对湿度一般都比较低，约在15％～35％之间；大多数家庭中的住房有取暖设施，但一般不重视加湿，室内小环境中的空气相对湿度比室外更低，使人感到非常不舒服；冬季人们在室内的活动时间又长，尤其是老人、婴儿和有呼吸道疾病的人们，更需要在室内增加一些湿度，以确保人们能够比较舒适地度过寒冷干燥的冬季。
发明内容
本发明的目的是提供一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法及系统，能够对室内温湿度进行精准控制，满足人们的舒适性需求。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法，包括：
采集室内温度、供热热水管的供水温度和供热热水管的回水温度；
根据所述供水温度和所述回水温度，得到进入室内的热流量；
根据所述室内温度，确定对应等温加湿热湿比线；
根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量，确定室内所需加湿量；
根据所述室内温度，确定室内湿度限值；
获取实际湿度加湿量和室内实际湿度；
根据所述室内所需加湿量、所述室内湿度限值、所述实际湿度加湿量和所述室内实际湿度，控制加湿装置电动阀门动作。
可选的，所述根据所述供水温度和所述回水温度，得到进入室内的热流量，具体包括：
根据所述供水温度和所述回水温度采用公式Q＝cm(tg-th)，得到进入室内的热流量；
其中，Q为进入室内的热流量，tg为供水温度，th为回水温度，m为进入室内热水流量，c为当前状态下水的定压比热。
可选的，所述根据所述室内温度，确定对应等温加湿热湿比线，具体包括：
根据所述室内温度采用公式ε＝2500+1.84t，确定对应等温加湿热湿比线；
其中，ε为对应等温加湿热湿比线，t为室内温度。
可选的，所述根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量，确定室内所需加湿量，具体包括：
根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量采用公式
Figure BDA0002487555990000021
确定室内所需加湿量；
其中，W为室内所需加湿量，ε为对应等温加湿热湿比线，Q为进入室内的热流量。
可选的，所述根据所述室内所需加湿量、所述室内湿度限值、所述实际湿度加湿量和所述室内实际湿度，控制加湿装置电动阀门动作，具体包括：
若所述实际湿度加湿量大于所述室内所需加湿量，则减小电动阀门开度；
若所述实际湿度加湿量小于所述室内所需加湿量，则增大电动阀门开度；
若所述实际湿度加湿量等于所述室内所需加湿量，则关闭电动阀门；
若所述室内实际湿度大于或等于所述室内湿度限值，则关闭电动阀门。
一种针对分户热计量的室内加湿装置控制系统，包括：
采集模块，用于采集室内温度、供热热水管的供水温度和供热热水管的回水温度；
热流量确定模块，用于根据所述供水温度和所述回水温度，得到进入室内的热流量；
等温加湿热湿比线确定模块，用于根据所述室内温度，确定对应等温加湿热湿比线；
室内所需加湿量确定模块，用于根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量，确定室内所需加湿量；
室内湿度限值确定模块，用于根据所述室内温度，确定室内湿度限值；
获取模块，用于获取实际湿度加湿量和室内实际湿度；
电动阀门动作模块，用于根据所述室内所需加湿量、所述室内湿度限值、所述实际湿度加湿量和所述室内实际湿度，控制加湿装置电动阀门动作。
可选的，所述热流量确定模块，具体包括：
热流量确定单元，用于根据所述供水温度和所述回水温度采用公式Q＝cm(tg-th)，得到进入室内的热流量；
其中，Q为进入室内的热流量，tg为供水温度，th为回水温度，m为进入室内热水流量，c为当前状态下水的定压比热。
可选的，所述等温加湿热湿比线确定模块，具体包括：
对应等温加湿热湿比线确定单元，用于根据所述室内温度采用公式ε＝2500+1.84t，确定对应等温加湿热湿比线；
其中，ε为对应等温加湿热湿比线，t为室内温度。
可选的，所述室内所需加湿量确定模块，具体包括：
室内所需加湿量确定单元，用于根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量采用公式
Figure BDA0002487555990000031
确定室内所需加湿量；
其中，W为室内所需加湿量，ε为对应等温加湿热湿比线，Q为进入室内的热流量。
可选的，所述电动阀门动作模块，具体包括：
第一动作单元，用于当所述实际湿度加湿量大于所述室内所需加湿量时，减小电动阀门开度；
第二动作单元，用于当所述实际湿度加湿量小于所述室内所需加湿量时，增大电动阀门开度；
第三动作单元，用于当所述实际湿度加湿量等于所述室内所需加湿量时，关闭电动阀门；
第四动作单元，用于当所述室内实际湿度大于或等于所述室内湿度限值时，关闭电动阀门。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明结合现如今分户热计量政策推广，结合传统空气调节方法与自动控制原理，推出适用于我国现如今北方分户热计量供热条件下的室内空气加湿装置的自动控制方法，在分户热计量条件下，使加湿装置能够对室内温湿度进行精准控制，满足了人们的舒适性需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明针对分户热计量的室内加湿装置控制方法流程图；
图2为本发明针对分户热计量的室内加湿装置控制系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法及系统，能够对室内温湿度进行精准控制，满足人们的舒适性需求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明结合现如今分户热计量政策推广，结合传统空气调节方法与自动控制原理，推出适用于我国现如今北方分户热计量供热条件下的室内空气加湿装置的自动控制方法，在分户热计量条件下，使加湿装置能够对室内温湿度进行精准控制，满足了人们的舒适性需求。图1为本发明针对分户热计量的室内加湿装置控制方法流程图，如图1所示，一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法包括：
步骤101：采集室内温度、供热热水管的供水温度和供热热水管的回水温度。
步骤102：根据所述供水温度和所述回水温度，得到进入室内的热流量，具体包括：
根据所述供水温度和所述回水温度采用公式Q＝cm(tg-th)，得到进入室内的热流量。
其中，Q为进入室内的热流量，tg为供水温度，th为回水温度，m为进入室内热水流量，c为当前状态下水的定压比热，其中，m由分户热计量表测得。
步骤103：根据所述室内温度，确定对应等温加湿热湿比线，具体包括：
根据所述室内温度采用公式ε＝2500+1.84t，确定对应等温加湿热湿比线。
其中，ε为对应等温加湿热湿比线，t为室内温度。
在传统空气调节理论中等温加湿热湿比ε是湿空气状态变化时其焓的变化(Δh)和含湿量的变化(Δd)的比值，它描绘了湿空气状态变化的方向。
即
ε＝Δh/Δd(Δh-kw,Δd-kg/s)
ε＝(Δh/Δd)/1000(Δh-w,Δd-kg/s)
步骤104：根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量，确定室内所需加湿量，具体包括：
根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量采用公式
Figure BDA0002487555990000051
确定室内所需加湿量。
其中，W为室内所需加湿量，ε为对应等温加湿热湿比线，Q为进入室内的热流量。
步骤105：根据所述室内温度，确定室内湿度限值，具体包括：
根据计算室内温度，采用经验差分公式
Figure BDA0002487555990000052
Figure BDA0002487555990000053
计算室内湿度限值。
步骤106：获取实际湿度加湿量和室内实际湿度。
步骤107：根据所述室内所需加湿量、所述室内湿度限值、所述实际湿度加湿量和所述室内实际湿度，控制加湿装置电动阀门动作，具体包括：
若所述实际湿度加湿量大于所述室内所需加湿量，则减小电动阀门开度。
若所述实际湿度加湿量小于所述室内所需加湿量，则增大电动阀门开度。
若所述实际湿度加湿量等于所述室内所需加湿量，则关闭电动阀门。
若所述室内实际湿度大于或等于所述室内湿度限值，则关闭电动阀门。
所述加湿装置为等温加湿装置。由空气调节理论可以得知，空气加湿处理分为等温加湿和等焓加湿，其中，等温加湿是暖通空调行业中对空气进行加湿处理的一种常用方式，其原理是在不改变空气温度的条件下，通过给空气喷干蒸汽等方式增加空气湿度。等焓加湿过程是降温加湿的过程，在整个过程中，空气的含湿量增加，相对湿度增大，但水再由小液滴变成水蒸气时，吸收了空气中的热量，空气温度降低。空气在加湿前后焓值保持不变的加湿过程，例如通过水的蒸发过程进行加湿的方式就是等焓加湿过程，湿度虽然增加，但水在蒸发的过程中吸收了热量，热量减少，系统总的焓值保持不变。等焓加湿会改变空气温度，所以会感觉到温度低，其实等焓加湿并不是直接将蒸汽直接输送到空间里，它是将水用物理方法打成很小的水滴(1—5微米的超微粒子)，在空间里进行二次蒸发。为避免使用等焓加湿使室内温度发生明显降低，故采用本发明的控制方法。
本发明的方法在供热领域采用空气调节领域的技术路线，针对传统北方供热领域导致的室内过于干燥而引起人体不舒适的问题有了一定的改进，对比其他人为加湿器控制方法来说，本发明控制方法更加精确，避免发生降温情况。
本发明还提供一种针对分户热计量的室内加湿装置控制系统。图2为本发明针对分户热计量的室内加湿装置控制系统结构图。如图2所示，一种针对分户热计量的室内加湿装置控制系统包括：
采集模块201，用于采集室内温度、供热热水管的供水温度和供热热水管的回水温度。
热流量确定模块202，用于根据所述供水温度和所述回水温度，得到进入室内的热流量。
等温加湿热湿比线确定模块203，用于根据所述室内温度，确定对应等温加湿热湿比线。
室内所需加湿量确定模块204，用于根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量，确定室内所需加湿量。
室内湿度限值确定模块205，用于根据所述室内温度，确定室内湿度限值。
获取模块206，用于获取实际湿度加湿量和室内实际湿度。
电动阀门动作模块207，用于根据所述室内所需加湿量、所述室内湿度限值、所述实际湿度加湿量和所述室内实际湿度，控制加湿装置电动阀门动作。
所述热流量确定模块202，具体包括：
热流量确定单元，用于根据所述供水温度和所述回水温度采用公式Q＝cm(tg-th)，得到进入室内的热流量。
其中，Q为进入室内的热流量，tg为供水温度，th为回水温度，m为进入室内热水流量，c为当前状态下水的定压比热，其中，m由分户热计量表测得。
所述等温加湿热湿比线确定模块203，具体包括：
对应等温加湿热湿比线确定单元，用于根据所述室内温度采用公式ε＝2500+1.84t，确定对应等温加湿热湿比线。
其中，ε为对应等温加湿热湿比线，t为室内温度。
所述室内所需加湿量确定模块204，具体包括：
室内所需加湿量确定单元，用于根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量采用公式
Figure BDA0002487555990000071
确定室内所需加湿量。
其中，W为室内所需加湿量，ε为对应等温加湿热湿比线，Q为进入室内的热流量。
所述电动阀门动作模块206，具体包括：
第一动作单元，用于当所述实际湿度加湿量大于所述室内所需加湿量时，减小电动阀门开度。
第二动作单元，用于当所述实际湿度加湿量小于所述室内所需加湿量时，增大电动阀门开度。
第三动作单元，用于当所述实际湿度加湿量等于所述室内所需加湿量时，关闭电动阀门。
第四动作单元，用于当所述室内实际湿度大于或等于所述室内湿度限值时，关闭电动阀门。
实施例：
下面根据天津一住宅建筑分户热计量下使用本装置的具体实践案例并做分析解释，该分析案例中具体使用时间为冬季。
本用户内拥有热计量表一台，室内温湿度传感器，以及相对应的加湿装置。
第1步，室内温湿度传感器。室内采集温度t和湿度d，采集温度为t＝21℃，绝对湿度为d＝0.0063kg/kg干。
第2步，从热计量表提取供水温度和回水温度，分别为：tg＝49.1℃，th＝33.9℃。
第3步，采用公式Q＝cm(tg-th)，计算出本时刻内，进入室内的热流量。m为进入室内热水流量，由分户热计量表测得为0.22，c为此状态下水的定压比热取4.19。因此有：
Q＝cm(tg-th)＝4.19*0.22*(49.1-33.9)＝14.01kW
第4步，利用公式
Figure BDA0002487555990000081
计算出，本温度下对应的等温加湿热湿比线：
Figure BDA0002487555990000082
h＝1.01t+(2500+1.84t)d
带入得：
Figure BDA0002487555990000083
当t1＝t2时，
Figure BDA0002487555990000084
将室内实测参数t＝21℃带入方程：
Figure BDA0002487555990000091
得到：
Figure BDA0002487555990000092
第5步，利用公式计算出对应本热量下，室内具体所需加湿量：
Figure BDA0002487555990000093
第6步，利用公式计算出对应本温度下，室内湿度限值。
Figure BDA0002487555990000094
第6步，根据计算加湿量与实际加湿量的变化控制加湿装置阀门开度。(本运行实例循环步长为1min)上一时刻室内湿度为0.0053kg/kg干
Δd＝dt-dt-1＝0.0063-0.0053＝0.001kg/kg干
Δd需＝W＝0.0025kg/kg干
第7步，比较实际加湿量，所需加湿量和室内湿度限值，Δd＜Δd需，dt<dl加湿装置阀门应开大，增加加湿量。
第8步，继续进入下一循环，重复步骤1至步骤7，直至Δd＝Δd需或dt≥dl，循环结束。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种针对分户热计量的室内加湿装置控制方法，其特征在于，包括：
采集室内温度、供热热水管的供水温度和供热热水管的回水温度；
根据所述供水温度和所述回水温度，得到进入室内的热流量；
根据所述室内温度，确定对应等温加湿热湿比线；
根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量，确定室内所需加湿量；
根据所述室内温度，确定室内湿度限值；
获取实际湿度加湿量和室内实际湿度；
根据所述室内所需加湿量、所述室内湿度限值、所述实际湿度加湿量和所述室内实际湿度，控制加湿装置电动阀门动作。
2.根据权利要求1所述的针对分户热计量的室内加湿装置控制方法，其特征在于，所述根据所述供水温度和所述回水温度，得到进入室内的热流量，具体包括：
根据所述供水温度和所述回水温度采用公式Q＝cm(tg-th)，得到进入室内的热流量；
其中，Q为进入室内的热流量，tg为供水温度，th为回水温度，m为进入室内热水流量，c为当前状态下水的定压比热。
3.根据权利要求1所述的针对分户热计量的室内加湿装置控制方法，其特征在于，所述根据所述室内温度，确定对应等温加湿热湿比线，具体包括：
根据所述室内温度采用公式ε＝2500+1.84t，确定对应等温加湿热湿比线；
其中，ε为对应等温加湿热湿比线，t为室内温度。
4.根据权利要求1所述的针对分户热计量的室内加湿装置控制方法，其特征在于，所述根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量，确定室内所需加湿量，具体包括：
根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量采用公式
Figure FDA0002487555980000011
确定室内所需加湿量；
其中，W为室内所需加湿量，ε为对应等温加湿热湿比线，Q为进入室内的热流量。
5.根据权利要求1所述的针对分户热计量的室内加湿装置控制方法，其特征在于，所述根据所述室内所需加湿量、所述室内湿度限值、所述实际湿度加湿量和所述室内实际湿度，控制加湿装置电动阀门动作，具体包括：
若所述实际湿度加湿量大于所述室内所需加湿量，则减小电动阀门开度；
若所述实际湿度加湿量小于所述室内所需加湿量，则增大电动阀门开度；
若所述实际湿度加湿量等于所述室内所需加湿量，则关闭电动阀门；
若所述室内实际湿度大于或等于所述室内湿度限值，则关闭电动阀门。
6.一种针对分户热计量的室内加湿装置控制系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集室内温度、供热热水管的供水温度和供热热水管的回水温度；
热流量确定模块，用于根据所述供水温度和所述回水温度，得到进入室内的热流量；
等温加湿热湿比线确定模块，用于根据所述室内温度，确定对应等温加湿热湿比线；
室内所需加湿量确定模块，用于根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量，确定室内所需加湿量；
室内湿度限值确定模块，用于根据所述室内温度，确定室内湿度限值；
获取模块，用于获取实际湿度加湿量和室内实际湿度；
电动阀门动作模块，用于根据所述室内所需加湿量、所述室内湿度限值、所述实际湿度加湿量和所述室内实际湿度，控制加湿装置电动阀门动作。
7.根据权利要求6所述的针对分户热计量的室内加湿装置控制系统，其特征在于，所述热流量确定模块，具体包括：
热流量确定单元，用于根据所述供水温度和所述回水温度采用公式Q＝cm(tg-th)，得到进入室内的热流量；
其中，Q为进入室内的热流量，tg为供水温度，th为回水温度，m为进入室内热水流量，c为当前状态下水的定压比热。
8.根据权利要求6所述的针对分户热计量的室内加湿装置控制系统，其特征在于，所述等温加湿热湿比线确定模块，具体包括：
对应等温加湿热湿比线确定单元，用于根据所述室内温度采用公式ε＝2500+1.84t，确定对应等温加湿热湿比线；
其中，ε为对应等温加湿热湿比线，t为室内温度。
9.根据权利要求6所述的针对分户热计量的室内加湿装置控制系统，其特征在于，所述室内所需加湿量确定模块，具体包括：
室内所需加湿量确定单元，用于根据所述等温加湿热湿比线和所述热流量采用公式
Figure FDA0002487555980000031
确定室内所需加湿量；
其中，W为室内所需加湿量，ε为对应等温加湿热湿比线，Q为进入室内的热流量。
10.根据权利要求6所述的针对分户热计量的室内加湿装置控制系统，其特征在于，所述电动阀门动作模块，具体包括：
第一动作单元，用于当所述实际湿度加湿量大于所述室内所需加湿量时，减小电动阀门开度；
第二动作单元，用于当所述实际湿度加湿量小于所述室内所需加湿量时，增大电动阀门开度；
第三动作单元，用于当所述实际湿度加湿量等于所述室内所需加湿量时，关闭电动阀门；
第四动作单元，用于当所述室内实际湿度大于或等于所述室内湿度限值时，关闭电动阀门。
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