CN112748753A - 双层通风玻璃幕墙防结露控制方法及系统 - Google Patents

双层通风玻璃幕墙防结露控制方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双层通风玻璃幕墙防结露控制方法及系统，根据室内外的温度和湿度，对空气流道内的空气温度和湿度进行自动控制，达到防结露的作用。本发明所提出的双层通风玻璃幕墙防结露控制方法，能有效防止双层通风玻璃幕墙结露，并使能源最大化利用。

Description

双层通风玻璃幕墙防结露控制方法及系统
技术领域
本发明涉及外围护结构防结露控制领域，特别是一种滑雪场双层通风玻璃幕墙防结露控制方法及系统。
背景技术
现有的防结露控制方法都是针对于单层玻璃幕墙，通过沿墙铺设散热器或热风采暖、降低室内的相对湿度、提高室内温度等方式，这种防结露方式对室内空气状态及舒适度有较大影响。双层通风玻璃幕墙目前具有广泛的应用，而幕墙结露则会严重影响室内人员观景效果。当玻璃外表层温度低于此时室外状态点对应的露点温度时，空气流道外侧结露；当空气流道内水蒸气分压力高于内层玻璃外表面温度所对应的饱和水蒸气分压力时，空气流道内侧结露。因此在高湿地区的夏天，双层通风玻璃幕墙极易结露，严重影响了观景效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种双层通风玻璃幕墙防结露控制方法及系统，防结露的同时，减少能源的消耗，提高能源利用效率。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种双层通风玻璃幕墙防结露控制方法，包括以下步骤：
1)连续监测内层玻璃与外层玻璃之间形成的空气流道内的温度Ti和相对湿度Hi；连续监测空气流道的内层玻璃外表面温度Tc；连续监测空气流道的外层玻璃外表面温度Tb；连续监测外界环境温度Ta和相对湿度Ha；连续监测空气处理装置出风口温度Ts；
2)计算当前状态下内层玻璃外表面温度对应的饱和水蒸气压力Pc；由Ta，Ha计算出当前环境下的结露点温度Td；由Ti、Hi计算出当前状态下空气流道内的水蒸气分压力Pi；
3)根据Pc-Pi与最小开启压差设定值SD3的大小关系、Pc-Pi与最大开启压差设定值SD4的大小关系，以及Tb-Td与最小开启温差设定值SD1的关系、Tb-Td与最大开启温差设定值SD2的关系，调整阀门和空气处理装置的开关状态。
本发明的控制方法可以有效地预判结露趋势，在幕墙尚未结露时，调整空气流道内空气状态，使空气流道内空气温度处于不易使幕墙结露的状态点。
步骤3)的具体实现过程包括：
3a)进行如下判断：
当内层玻璃外表面温度对应的饱和水蒸气压力Pc和空气流道内的水蒸气分压力Pi的差值Pc-Pi不小于最小开启压差设定值SD3时：
a)若当前状态下测得外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td大于最小开启温差设定值SD1，进入步骤3b)；
b)若当前状态下测得外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td不大于最小开启温差设定值SD1时，空气处理装置开始加热，加热至空气处理装置出风口温度Ts大于外界露点温度Td与温度设定值Tm之和Td+Tm后，空气处理装置开始送风；判断当前状态下测得外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td是否大于最大关闭温差SD2：若Tb-Td大于SD2，进入步骤3b)；若Tb-Td不大于SD2，重复b)，直至Tb-Td大于SD2；
当内层玻璃外表面温度所对应的饱和水蒸气压力Pc和空气流道内的水蒸气分压力Pi的差值Pc-Pi小于最小开启压差设定值SD3时：
判断当前状态下测得的外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td是否大于最小开启温差设定值SD1：
①若当前状态下测得的外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td不大于最小开启温差设定值SD1，则开始除湿和加热，加热至空气处理装置出风口温度Ts大于外界露点温度Td与温度设定值Tm之和Td+Tm后，开始送风；
②判断内层玻璃外表面温度所对应的饱和水蒸气压力Pc和空气流道内的水蒸气分压力Pi的差值Pc-Pi是否大于最大关闭压差设定值SD4，若否，则重复①，直至Pc-Pi大于SD4；若是，则判断外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td是否大于最大关闭温差设定值SD2；若测得外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td不大于最大关闭温差设定值SD2，重复①、②，直至Tb-Td大于SD2；若外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td大于最大关闭温差设定值SD2，则进入步骤3b)；
当前状态下外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td大于最小开启温差设定值SD1时：
⑴开始除湿和加热，加热至空气处理装置出风口温度Ts大于外界露点温度Td与温度设定值Tn之和Td+Tn后，开始送风；
⑵判断内层玻璃外表面温度所对应的饱和水蒸气压力Pc和空气流道内的水蒸气分压力Pi的差值Pc-Pi是否大于最大关闭压差设定值SD4；若否，则重复⑴，直至Pc-Pi大于SD4；若是，则进入步骤3b)；
3b)判断是否收到关机信号，若是，则关闭空气处理装置的进风口、出风口；
若否，则维持空气处理装置和各阀门开关状态不变，返回步骤3a)。
本发明通过空气处理装置对空气流道内的空气进行处理，有效地将空气流道内的温湿度的控制在了设定值范围内。达到了节能、防结露、自动控制的效果。
本发明中，所述空气流道内空气流速为2-8m/s。流速过慢除露效果不好。流速过快(大于8m/s)，会产生噪音，2-8m/s除露效果最好。
为使系统调控效果更好，精确预判结露趋势，减少装置启动次数，SD2与SD1的差值大于1℃，SD4与SD3的差值大于100Pa。
本发明还提供了一种双层通风玻璃幕墙防结露控制系统，包括安装于内层玻璃与外层玻璃之间形成的空气流道内的第一温度传感器、湿度传感器、安装于空气处理装置出风口处的第二温度传感器、安装于外层玻璃外表面的第三温度传感器、安装于内层玻璃外表面的第四温度传感器、设置于双层通风玻璃幕墙附近的第五温度传感器、第二湿度传感器以及计算机设备；所述空气处理装置进风口、出风口均与所述空气流道连通；所述第一～第五温度传感器、湿度传感器、空气处理装置均与所述计算机设备电连接；所述计算机设备被配置或编程为用于上述所述方法的步骤。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：本发明通过监测空气流道内及外界的相对湿度和温度，判断出最节能的防止结露的空气流道内温度和相对湿度，从而通过控制空气循环装置阀门及加热除湿装置来防止结露。本发明良好的控制温度和湿度能力可以减少能源的消耗，提高能源利用效率。本发明可以广泛适用于各种双层通风玻璃幕墙，达到防结露的效果。
附图说明
图1是本发明实施例1控制方法流程图；
图2为本发明实施例2控制系统结构示意图；
图3是本发明实施例2空气流道内传感器监测的温度示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例1包括以下步骤：
(1)控制空气处理装置(参见CN201637022U)开关1-8为“1”(即全部进出口阀门全部开启，所有装置开启)；读取最小开启温差设定值SD1，读取最大关闭温差设定值SD2，读取最小开启水蒸气压力差设定值SD3，读取最大关闭水蒸气压力差设定值SD4；读取外侧结露或内外侧同时结露时出风口温度与外界露点温度之差设定值Tm；读取内侧结露时出风口温度与外界露点温度之差设定值Tn。
(步骤S1)
(2)安装在空气流道的内层玻璃外表面(即与室内连通的表面)上的温度传感器不断将温度信号Tc传至控制模块；安装在空气流道的外层玻璃外表面(即与室外连通的表面)上的温度传感器不断将温度信号Tb传至控制模块；安装在空气流道内的温度和湿度传感器不断将温度信号Ti和湿度信号Hi传至控制模块；安装在室外的温度和湿度传感器不断将温度信号Ta和湿度信号Ha传至控制模块；安装在空气处理装置出风口的温度传感器不断将温度信号Ts传至控制模块。
(步骤S2)
(3)由Tc计算内层玻璃(即内层玻璃)外表面温度所对应的饱和水蒸气分压力Pc；由Ta、Ha计算出当前状态下室外空气露点温度Td；由Ti、Hi计算空气流道内水蒸气分压力Pi。(步骤S3)
(4)计算Tb与Td的差值，记做TJ。(步骤S4)
(5)计算Pc与Pi的差值，记做PJ。(步骤S5)
(6)判断PJ与SD3的大小关系。(步骤S6)
(7)若PJ不小于SD3，判断TJ是否大于SD1。(步骤L1)
若TJ大于SD1，直接进入步骤S15。若TJ不大于SD1，外侧结露(步骤L2)，开始加热(步骤L3)，判断Ts是否大于Td+Tm(步骤L4)，如Ts不大于Td+Tm，返回步骤L3。如Ts大于Td+Tm，开始送风(步骤L5)。判断TJ是否大于SD2(步骤L6)，若TJ大于SD2，直接进入步骤S15。若TJ不大于SD2，返回步骤L3。如果TJ大于SD2，进入步骤S15。
(8)若PJ小于SD3，判断TJ是否大于SD1(步骤S7)
(9)若TJ大于SD1，内侧结露。(步骤R1)
开始除湿(步骤R2)，开始加热(步骤R3)，判断Ts是否大于Td+Tn(步骤R4)，若Ts不大于Td+Tn，返回步骤R3。如Ts大于Td+Tn，开始送风(步骤R5)。判断PJ是否大于SD4(步骤R6)，若PJ不大于SD4，返回步骤R2。如PJ大于SD4，进入步骤S15。
(10)若TJ不大于SD1，内外侧同时结露。(步骤S8)
(11)开始除湿。(步骤S9)
(12)开始加热。(步骤S10)
(13)判断Ts是否大于Td+Tm。(步骤S11)
若Ts不大于Td+Tm，返回步骤S10。
(14)若Ts大于Td+Tm，开始送风。(步骤S12)
(15)判断PJ是否大于SD4。(步骤S13)
若PJ不大于SD4，返回步骤S9。
(16)若PJ大于SD4，判断TJ是否大于SD2。(步骤S14)
(17)若TJ大于SD2，进入步骤S15。
若TJ不大于SD2，返回步骤S10。
(18)判断是否收到关机信号。(步骤S15)
若未收到关机信号，返回步骤S2。
(19)若收到关机信号，关闭所有装置，关闭所有控制阀。(步骤S16)
如图2，本发明实施例2的控制系统包括：固定于两面墙体之间的内层玻璃和外层玻璃；安装于内层玻璃与外层玻璃之间的空气流道内的第一温度传感器、湿度传感器1-2、安装于空气处理装置1-7出风口1-6处的第二温度传感器1-5、安装于外层玻璃外表面的第三温度传感器1-3、安装于内层玻璃外表面的第四温度传感器1-1、设置于双层通风玻璃幕墙附近的第五温度传感器、第二湿度传感器1-4以及计算机设备；所述第一～第五温度传感器、湿度传感器、空气处理装置均与所述计算机设备电连接；所述计算机设备被配置或编程为用于执行上述实施例1方法的步骤。
上述计算机设备，可以是微处理器，也可以是上位机等。
本发明实施例1和实施例2中，通风玻璃幕墙的高度为3m-5m，长度为50m-300m；内层玻璃幕墙与外层玻璃幕墙间距为0.25m-1m，内层玻璃幕墙与外层玻璃幕墙之间间隙形成空气流道；内、外层玻璃的导热系数为0.18-1.09W/(m·K)，工作时空气流道内空气流速为2-8m/s。内、外层玻璃均可以由多块玻璃拼接而成，拼接块数N按实际工程需求确定，内、外层玻璃也可以分别是一整块玻璃。空气处理装置主要包括除湿装置和加热装置；除湿装置选用表冷器对空气进行除湿；加热装置选用热盘管等对空气进行干加热，达到所需温度；为使系统调控效果更好，精确预判结露趋势，减少装置启动次数，温差设定值SD1的范围为1.0℃～2.0℃，SD2的范围为3.0℃～4.0℃，SD1、SD2均为正数，且SD2与SD1的差值大于1℃；水蒸气压力差设定值SD3的范围为300Pa～400Pa，SD4的范围为500Pa～600Pa，SD3、SD4均为正数，且SD4与SD3的差值大于100Pa。Tm设定值为-2℃，Tn设定值为-4℃。温度传感器的测温范围为-20℃～50℃，测温精度为±0.1℃。相对湿度传感器测相对湿度范围为0RH％～100RH％，测量精度为±0.5RH％。Tm设定值为-2℃，Tn设定值为-4℃。

Claims (6)

1.一种双层通风玻璃幕墙防结露控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)连续监测内层玻璃与外层玻璃之间形成的空气流道内的温度Ti和相对湿度Hi；连续监测空气流道的内层玻璃外表面温度Tc；连续监测空气流道的外层玻璃外表面温度Tb；连续监测外界环境温度Ta和相对湿度Ha；连续监测空气处理装置出风口温度Ts；
2)计算当前状态下内层玻璃外表面温度对应的饱和水蒸气压力Pc；由Ta，Ha计算出当前环境下的结露点温度Td；由Ti、Hi计算出当前状态下空气流道内的水蒸气分压力Pi；
3)根据Pc-Pi与最小开启压差设定值SD3的大小关系、Pc-Pi与最大开启压差设定值SD4的大小关系，以及Tb-Td与最小开启温差设定值SD1的关系、Tb-Td与最大开启温差设定值SD2的关系，调整阀门和空气处理装置的开关状态。
2.根据权利要求1所述的双层通风玻璃幕墙防结露控制方法，其特征在于，步骤3)的具体实现过程包括：
3a)进行如下判断：
当内层玻璃外表面温度对应的饱和水蒸气压力Pc和空气流道内的水蒸气分压力Pi的差值Pc-Pi不小于最小开启压差设定值SD3时：
a)若当前状态下测得外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td大于最小开启温差设定值SD1，进入步骤3b)；
b)若当前状态下测得外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td不大于最小开启温差设定值SD1时，空气处理装置开始加热，加热至空气处理装置出风口温度Ts大于外界露点温度Td与温度设定值Tm之和Td+Tm后，空气处理装置开始送风；判断当前状态下测得外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td是否大于最大关闭温差SD2：若Tb-Td大于SD2，进入步骤3b)；若Tb-Td不大于SD2，重复b)，直至Tb-Td大于SD2；
当内层玻璃外表面温度所对应的饱和水蒸气压力Pc和空气流道内的水蒸气分压力Pi的差值Pc-Pi小于最小开启压差设定值SD3时：
判断当前状态下测得的外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td是否大于最小开启温差设定值SD1：
①若当前状态下测得的外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td不大于最小开启温差设定值SD1，则开始除湿和加热，加热至空气处理装置出风口温度Ts大于外界露点温度Td与温度设定值Tm之和Td+Tm后，开始送风；
②判断内层玻璃外表面温度所对应的饱和水蒸气压力Pc和空气流道内的水蒸气分压力Pi的差值Pc-Pi是否大于最大关闭压差设定值SD4，若否，则重复①，直至Pc-Pi大于SD4；若是，则判断外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td是否大于最大关闭温差设定值SD2；若测得外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td不大于最大关闭温差设定值SD2，重复①、②，直至Tb-Td大于SD2；若外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td大于最大关闭温差设定值SD2，则进入步骤3b)；
当前状态下外层玻璃外表面温度Tb与外界露点温度Td的差值Tb-Td大于最小开启温差设定值SD1时：
⑴开始除湿和加热，加热至空气处理装置出风口温度Ts大于外界露点温度Td与温度设定值Tn之和Td+Tn后，开始送风；
⑵判断内层玻璃外表面温度所对应的饱和水蒸气压力Pc和空气流道内的水蒸气分压力Pi的差值Pc-Pi是否大于最大关闭压差设定值SD4；若否，则重复⑴，直至Pc-Pi大于SD4；若是，则进入步骤3b)；
3b)判断是否收到关机信号，若是，则关闭空气处理装置的进风口、出风口；若否，则维持空气处理装置和各阀门开关状态不变，返回步骤3a)。
3.根据权利要求1所述的双层通风玻璃幕墙防结露控制方法，其特征在于，所述空气流道内空气流速为2-8m/s。
4.根据权利要求1所述的双层通风玻璃幕墙防结露控制方法，其特征在于，SD2与SD1的差值大于1℃。
5.根据权利要求1～4之一所述的双层通风玻璃幕墙防结露控制方法，其特征在于，SD4与SD3的差值大于100Pa。
6.一种双层通风玻璃幕墙防结露控制系统，其特征在于，包括安装于内层玻璃与外层玻璃之间的空气流道内的第一温度传感器、湿度传感器、安装于空气处理装置出风口处的第二温度传感器、安装于外层玻璃外表面的第三温度传感器、安装于内层玻璃外表面的第四温度传感器、设置于双层通风玻璃幕墙附近的第五温度传感器、第二湿度传感器以及计算机设备；所述空气处理装置进风口、出风口均与所述空气流道连通；所述第一～第五温度传感器、湿度传感器、空气处理装置均与所述计算机设备电连接；所述计算机设备被配置或编程为用于执行权利要求1～5之一所述方法的步骤。
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