CN113357716A - 用于恒温恒湿系统的控制方法、控制器和恒温恒湿系统 - Google Patents

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Abstract

本公开提供了一种用于恒温恒湿系统的控制方法、控制器和恒温恒湿系统。恒温恒湿系统包括第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器。第一制冷系统用于执行制冷和除湿操作。第一加热器的加热功率与第一制冷系统的制冷功率相等。控制方法包括：获取室内环境的温度数据和湿度数据以及第一制冷系统的开关状态；以及根据温度数据、湿度数据和第一制冷系统的开关状态控制第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器的开启或关闭。本公开可以尽可能地解决在除湿过程中温度同时下降的问题。

Description

用于恒温恒湿系统的控制方法、控制器和恒温恒湿系统
技术领域
本公开涉及机电技术领域，特别涉及一种用于恒温恒湿系统的控制方法、控制器和恒温恒湿系统。
背景技术
在相关技术中，恒温恒湿机配置有压缩机制冷系统、加热器和加湿器。压缩机制冷系统用于降低实验室的温度，降低实验室的湿度，加热器用于升高实验室的温度，加湿器用于升高实验室的湿度。
现有的恒温恒湿机的控制方法和设备配置，是按照计算机机房的环境温湿度配置的。计算机机房的服务器会产生大量的热量，而且计算机机房基本是密闭的，外面的环境条件无法影响计算机机房的环境温湿度。在相关技术中，配置有大功率压缩机制冷系统。大功率压缩机制冷系统工作时，降低计算机机房的温度，同时降低计算机机房的湿度，这时，加湿器及时进行加湿，保持计算机机房的湿度。
实验室与外界没有进行密闭处理，人员需要经常进出实验室，因此外面的环境条件对实验室的环境温湿度影响巨大。特别是我国南方地区，存在着高温高湿、高温低湿、低温高湿、低温低湿等四种极端天气条件。因此，为了保持实验室的环境温湿度，以及为了使温度、湿度全年满足国家标准的要求，必须配置大功率压缩机制冷系统、大功率加热器和大功率加湿器。在普通的环境温湿度下，大功率压缩机制冷系统、大功率加热器和大功率加湿器开机工作时，引起环境温湿度激烈的变化。
为了满足极端天气降温、除湿的需要和普通天气条件下的需要，有些厂家开发出数码涡旋式压缩机，数码涡旋式压缩机可实现20％-100％输出冷量自动调节。有些厂家加装了变频器，改变压缩机的转速，可实现30％-100％输出冷量自动调节。
现有的控制逻辑：以GB/T 16447-2004/ISO 3402：1999《烟草及烟草制品调节和测试的大气环境》标准中3.2测试大气的要求：温度：(22±2)℃、湿度(60±5)％为例，为了控制环境温湿度，将控制中心值设为温度：22℃、湿度60％，实际控制为温度：(22±1)℃、湿度(60±3)％。现有的控制逻辑大致如下表1所示。
表1现有的控制逻辑
Figure BDA0003121381440000021
在恒温恒湿机中，压缩机必须运行一段时间，不能频繁地进行开、关控制，长期工作中短时间内频繁地进行开、关控制很容易将压缩机烧坏，因此会设置最短运行时间。恒温恒湿机中蒸发器存在大量的冷冻水，需要风扇不断地运行，带走冷气。
本公开的发明人发现，恒温恒湿机在低温高湿的环境条件下，压缩机制冷系统与加热器同时开启的状态下，由于压缩机制冷系统的制冷功率与加热器的发热功率不匹配，不是温度长期低于设置值，就是温度一直在设置值之间快速的波动。
由于恒温恒湿机配置了大功率压缩机制冷系统、大功率加热器和大功率加湿器，当大功率压缩机制冷系统运行过程中，开关关闭时，环境温度很容易达到最低设置值，引起大功率加热器工作；当大功率加热器运行过程中，开关关闭时，环境温度很容易达到最高设置值，引起大功率压缩机制冷系统工作。类似地，当大功率加湿器运行过程中，开关关闭时，环境湿度很容易达到最高设置值，引起大功率压缩机制冷系统运行工作，恒温恒湿机长期处于循环工作中。
温度与湿度是相互关联的参数，当降低环境温度时，湿度同时下降；当升高环境温度时，湿度同时升高；当对环境进行除湿处理时，温度同时下降；当对环境进行加湿处理时，温度同时上升。
发明内容
本公开解决的一个技术问题是：提供一种用于恒温恒湿系统的控制方法，以尽可能地解决在除湿过程中温度同时下降的问题。
根据本公开的一个方面，提供了一种用于恒温恒湿系统的控制方法，其中，所述恒温恒湿系统包括第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器，其中，所述第一制冷系统用于执行制冷和除湿操作，所述第一加热器的加热功率与所述第一制冷系统的制冷功率相等；所述控制方法包括：获取室内环境的温度数据和湿度数据以及所述第一制冷系统的开关状态；以及根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭。
在一些实施例中，根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭的步骤包括：在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制开启所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器；在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述湿度数据大于或等于第一湿度阈值的情况下，控制开启所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器；在所述第一制冷系统处于开启状态，且所述温度数据大于或等于第二温度阈值且小于所述第一温度阈值的情况下，控制保持所述第一制冷系统的开启状态且关闭所述第一加热器，其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值；在所述第一制冷系统处于开启状态，所述温度数据小于所述第二温度阈值且所述湿度数据大于或等于第二湿度阈值的情况下，控制保持所述第一制冷系统的开启状态且开启所述第一加热器，其中，所述第二湿度阈值小于所述第一湿度阈值；以及在所述第一制冷系统处于开启状态，所述温度数据小于所述第二温度阈值且所述湿度数据小于所述第二湿度阈值的情况下，控制关闭所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器。
在一些实施例中，根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭的步骤还包括：在所述温度数据大于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第二加热器；以及在所述温度数据小于第三温度阈值的情况下，控制开启所述第二加热器，其中，所述第三温度阈值小于所述第二温度阈值。
在一些实施例中，根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭的步骤还包括：在所述湿度数据小于第三湿度阈值的情况下，控制开启所述加湿器，其中所述第三湿度阈值小于所述第二湿度阈值；以及在所述湿度数据大于所述第二湿度阈值的情况下，控制关闭所述加湿器。
在一些实施例中，所述恒温恒湿系统还包括第二制冷系统和第三加热器，所述第二制冷系统的制冷功率小于所述第一制冷系统的制冷功率，所述第三加热器的加热功率小于所述第二加热器的加热功率；所述控制方法还包括：获取所述第二加热器的开关状态；以及根据所述温度数据、所述第一制冷系统的开关状态和所述第二加热器的开关状态控制所述第二制冷系统和所述第三加热器的开启或关闭。
在一些实施例中，根据所述温度数据、所述第一制冷系统的开关状态和所述第二加热器的开关状态控制所述第二制冷系统和所述第三加热器的开启或关闭的步骤包括：在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于所述第二温度阈值且小于所述第一温度阈值的情况下，控制开启所述第二制冷系统；在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据小于或等于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第二制冷系统；以及在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于所述第一温度阈值的情况下，控制关闭所述第二制冷系统。
在一些实施例中，根据所述温度数据、所述第一制冷系统的开关状态和所述第二加热器的开关状态控制所述第二制冷系统和所述第三加热器的开启或关闭的步骤还包括：在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第三加热器；在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据大于所述第三温度阈值且小于所述第二温度阈值的情况下，控制开启所述第三加热器；以及在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据小于或等于所述第三温度阈值的情况下，控制关闭所述第三加热器。
根据本公开的另一个方面，提供了一种用于恒温恒湿系统的控制器，其中，所述恒温恒湿系统包括第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器，其中，所述第一制冷系统用于执行制冷和除湿操作，所述第一加热器的加热功率与所述第一制冷系统的制冷功率相等；所述控制器包括：获取模块，用于获取室内环境的温度数据和湿度数据以及所述第一制冷系统的开关状态；以及控制模块，用于根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭。
在一些实施例中，所述控制模块用于在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制开启所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器；在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述湿度数据大于或等于第一湿度阈值的情况下，控制开启所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器；在所述第一制冷系统处于开启状态，且所述温度数据大于或等于第二温度阈值且小于所述第一温度阈值的情况下，控制保持所述第一制冷系统的开启状态且关闭所述第一加热器，其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值；在所述第一制冷系统处于开启状态，所述温度数据小于所述第二温度阈值且所述湿度数据大于或等于第二湿度阈值的情况下，控制保持所述第一制冷系统的开启状态且开启所述第一加热器，其中，所述第二湿度阈值小于所述第一湿度阈值；以及在所述第一制冷系统处于开启状态，所述温度数据小于所述第二温度阈值且所述湿度数据小于所述第二湿度阈值的情况下，控制关闭所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器。
在一些实施例中，所述控制模块用于在所述温度数据大于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第二加热器；以及在所述温度数据小于第三温度阈值的情况下，控制开启所述第二加热器，其中，所述第三温度阈值小于所述第二温度阈值。
在一些实施例中，所述控制模块用于在所述湿度数据小于第三湿度阈值的情况下，控制开启所述加湿器，其中所述第三湿度阈值小于所述第二湿度阈值；以及在所述湿度数据大于所述第二湿度阈值的情况下，控制关闭所述加湿器。
在一些实施例中，所述恒温恒湿系统还包括第二制冷系统和第三加热器，所述第二制冷系统的制冷功率小于所述第一制冷系统的制冷功率，所述第三加热器的加热功率小于所述第二加热器的加热功率；所述获取模块还用于获取所述第二加热器的开关状态；以及所述控制模块还用于根据所述温度数据、所述第一制冷系统的开关状态和所述第二加热器的开关状态控制所述第二制冷系统和所述第三加热器的开启或关闭。
在一些实施例中，所述控制模块用于在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于所述第二温度阈值且小于所述第一温度阈值的情况下，控制开启所述第二制冷系统；在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据小于或等于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第二制冷系统；以及在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于所述第一温度阈值的情况下，控制关闭所述第二制冷系统。
在一些实施例中，所述控制模块用于在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第三加热器；在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据大于所述第三温度阈值且小于所述第二温度阈值的情况下，控制开启所述第三加热器；以及在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据小于或等于所述第三温度阈值的情况下，控制关闭所述第三加热器。
根据本公开的另一个方面，提供了一种用于恒温恒湿系统的控制器，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如前所述的方法。
根据本公开的另一个方面，提供了一种恒温恒湿系统，包括：如前所述的控制器；和与所述控制器分别电连接的第一制冷系统、第一加热器、第二加热器、加湿器、温度传感器和湿度传感器；其中，所述第一制冷系统用于执行制冷和除湿操作，所述第一加热器的加热功率与所述第一制冷系统的制冷功率相等。
在一些实施例中，所述恒温恒湿系统还包括：与所述控制器分别电连接的第二制冷系统和第三加热器，其中，所述第二制冷系统的制冷功率小于所述第一制冷系统的制冷功率，所述第三加热器的加热功率小于所述第二加热器的加热功率。
根据本公开的另一个方面，提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现如前所述的方法。
在上述控制方法中，获取室内环境的温度数据和湿度数据以及第一制冷系统的开关状态，以及根据温度数据、湿度数据和第一制冷系统的开关状态控制第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器的开启或关闭。该方法可以尽可能地解决在除湿过程中温度同时下降的问题。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。
参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：
图1是示出根据本公开一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制方法的流程图；
图2是示出根据本公开另一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制方法的流程图；
图3是示出根据本公开一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制器的结构示意图；
图4是示出根据本公开另一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制器的结构示意图；
图5是示出根据本公开另一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制器的结构示意图；
图6是示出根据本公开一些实施例的恒温恒湿系统的结构示意图；
图7是示出根据本公开另一些实施例的恒温恒湿系统的结构示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1是示出根据本公开一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制方法的流程图。该控制方法包括步骤S102至S104。
在本公开的实施例中，恒温恒湿系统包括第一制冷系统、第一加热器(也可以称为匹配加热器)、第二加热器和加湿器。第一制冷系统用于执行制冷和除湿操作。第一加热器的加热功率与第一制冷系统的制冷功率相等。即，第一加热器在单位时间内的加热量与第一制冷系统在单位时间内的制冷量相等。
需要说明的是，这里的“相等”包括但不限于绝对的相等，而可以存着一定的误差，就如同在“相等”的前面加上“基本上”的描述一样。该误差可以根据实际需要来确定。例如，该误差可以是5％或10％等。本公开的范围并不仅限于这里误差的具体值。
例如，第一加热器在单位时间内的加热量可以略小于第一制冷系统在单位时间内的制冷量，但尽量与第一制冷系统在单位时间内的制冷量基本上相等。
在步骤S102，获取室内环境的温度数据(即环境温度数据)和湿度数据(即环境湿度数据)以及第一制冷系统的开关状态。
例如，可以通过温度传感器测量实验室内的环境温度数据，然后温度传感器将该环境温度数据传输到控制器；通过湿度传感器测量实验室内的环境湿度数据，然后湿度传感器将该环境湿度数据传输到湿度传感器；控制器可以与第一制冷系统电连接，从而可以获得第一制冷系统的开关状态。该开关状态包括开启状态和关闭状态。
在步骤S104，根据温度数据、湿度数据和第一制冷系统的开关状态控制第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器的开启或关闭。
在一些实施例中，该步骤S104可以包括：在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制开启第一制冷系统且关闭第一加热器；在第一制冷系统处于关闭状态，且湿度数据大于或等于第一湿度阈值的情况下，控制开启第一制冷系统且关闭第一加热器；在第一制冷系统处于开启状态，且温度数据大于或等于第二温度阈值且小于第一温度阈值(即，第二温度阈值≤温度数据<第一温度阈值)的情况下，控制保持第一制冷系统的开启状态且关闭第一加热器，其中，第二温度阈值小于第一温度阈值；在第一制冷系统处于开启状态，温度数据小于第二温度阈值且湿度数据大于或等于第二湿度阈值的情况下，控制保持第一制冷系统的开启状态且开启第一加热器，其中，第二湿度阈值小于第一湿度阈值；以及在第一制冷系统处于开启状态，温度数据小于第二温度阈值且湿度数据小于第二湿度阈值的情况下，控制关闭第一制冷系统且关闭第一加热器。该实施例实现了对第一制冷系统和第一加热器的开启或关闭的控制。
在一些实施例中，该步骤S104还可以包括：在温度数据大于第二温度阈值的情况下，控制关闭第二加热器；以及在温度数据小于第三温度阈值的情况下，控制开启第二加热器，其中，第三温度阈值小于第二温度阈值。该实施例实现了对第二加热器开启或关闭的控制。
在一些实施例中，该步骤S104还可以包括：在湿度数据小于第三湿度阈值的情况下，控制开启加湿器，其中，第三湿度阈值小于第二湿度阈值；以及在湿度数据大于第二湿度阈值的情况下，控制关闭加湿器。该实施例实现了对加湿器的开启或关闭的控制。
需要说明的是，第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值、第一湿度阈值、第二湿度阈值和第三湿度阈值可以根据实际需要来设置。例如，第一温度阈值可以为23℃或24℃等，第二温度阈值可以为22℃等，第三温度阈值可以为21℃等，第一湿度阈值为63％RH(Relative Humidity，相对湿度)或65％RH等，第二湿度阈值可以为60％RH等，第三湿度阈值可以为57％RH等。当然，本领域技术人员能够理解，这里，第一温度阈值、第二温度阈值、第三温度阈值、第一湿度阈值、第二湿度阈值和第三湿度阈值的具体值仅是示例性的，本公开的范围并不仅限于此。
下面以温度阈值(22±1)℃、湿度阈值(60±3)％为例，即以第一温度阈值为23℃，第二温度阈值为22℃，第三温度阈值为21℃，第一湿度阈值为63％RH，第二湿度阈值为60％RH，第三湿度阈值为57％RH为例进行说明。如下表2所示，描述了根据本公开一个实施例的控制方法。
表2根据本公开一个实施例的控制方法
Figure BDA0003121381440000111
Figure BDA0003121381440000121
在上述表2所示的控制逻辑中，可以按照一定顺序进行处理。例如，可以先处理流程A，再处理流程B，最后处理流程C，再循环处理流程A，一直循环。顺序号1、2、3、4、5表示控制器进行逻辑判断，即程序编程中的判断语句。例如，顺序号1，采集状态：第一制冷系统的开关状态、采集温度数据，表示检测第一制冷系统的开关状态、实验室温度。若第一制冷系统处于关闭状态，且实验室的温度T≥23℃，则将第一制冷系统改变成开启状态，并且第一加热器开关改变成关闭状态。若第一制冷系统处于开启状态，直接进入顺序号3。在顺序号3中，若温度低于22℃，直接进入在顺序号4中；在顺序号4中，若湿度小于60％，直接进入在顺序号5中，则将第一制冷系统改变成关闭状态，并且第一加热器开关改变成关闭状态。其他逻辑类似，请参考表2。
至此，提供了根据本公开一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制方法。该控制方法包括：获取室内环境的温度数据和湿度数据以及第一制冷系统的开关状态；以及根据温度数据、湿度数据和第一制冷系统的开关状态控制第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器的开启或关闭。该方法可以尽可能地解决在除湿过程中温度同时下降的问题。
在上述控制方法中，第一加热器的发热功率可以进行调整，第一加热器的发热功率与第一制冷系统的制冷功率大概相等，当第一制冷系统开启时，同时第一加热器也开启，这样可以使得实验室的环境温度尽量不变。这样当利用第一制冷系统对实验室进行除湿处理时，可以控制实验室的环境温度尽量不变，从而提高对实验室的温湿度的控制准确度。通过设置第一加热器，并采用上述控制方法，可以增加第一制冷系统除湿的工作时间。例如，只要实验室的环境温度不变，除湿操作可以一直进行下去。
当恒温恒湿系统进行除湿时，第一制冷系统的压缩机启动，同时第一加热器开关处于开启的方式，则实验室的环境温度不变。在低温高湿的环境条件下，第一加热器可以平衡第一制冷系统，即发热功率与制冷功率大体相当，使得温度保持不变。第二加热器可以将环境温度升高到预定温度，这两个加热器分开控制不会冲突。
在一些实施例中，第二温度阈值为第一温度阈值与第三温度阈值之间的中心值，即，
Figure BDA0003121381440000131
Figure BDA0003121381440000132
第二湿度阈值为第一湿度阈值与第三湿度阈值之间的中心值，即，
Figure BDA0003121381440000133
在一些情况下，可以简化温度、湿度的控制逻辑：以设置值(这里，设置值为温度阈值范围或湿度阈值范围)的中心值为控制点，当温度大于设置值的上限值(即第一温度阈值)，开始降温，降温到设置值的中心值(即第二温度阈值)时停止降温；当温度小于设置值的下限值(即第三温度阈值)，开始升温，升温到设置值的中心值时停止升温；当湿度大于设置值的上限值(即第一湿度阈值)，开始除湿，除湿到设置值的中心值(即第二湿度阈值)时停止除湿；当湿度小于设置值的下限值(即第三湿度阈值)，开始加湿，加湿到设置值的中心值时停止加湿。
上述方法可以尽可能地解决在除湿过程中温度同时下降的问题。也可以解决低温高湿的环境条件下，第一制冷系统与第二加热器同时开启的状态下，由于第一制冷系统的制冷功率与第二加热器的发热功率不匹配，不是温度长期低于设定的阈值，就是温度一直在设定的阈值之间快速的波动的问题。
在一些实施例中，恒温恒湿系统还可以包括第二制冷系统和第三加热器。第二制冷系统的制冷功率小于第一制冷系统的制冷功率。第二制冷系统也用于制冷和除湿操作。第三加热器的加热功率小于第二加热器的加热功率。例如，第一制冷系统也可以称为大功率制冷系统，第二制冷系统也可以称为小功率制冷系统，第二加热器也可以称为大功率加热器，第三加热器也可以称为小功率加热器。
需要说明的是，对于上述第一制冷系统和第二制冷系统，可以采用如下方式之一实现：(1)第一制冷系统设置有大功率压缩机，第二制冷系统设置小功率压缩机；(2)在制冷系统中设置具有变频器的压缩机，通过压缩机电机转动频率的不同，实现大功率制冷系统和小功率制冷系统；(3)采用数码涡旋式压缩机，数码涡旋式压缩机通过电磁阀的开启和关闭实现压缩机对不同容量制冷剂的压缩，从而实现大功率制冷系统和小功率制冷系统。
在一些实施例中，所述控制方法还可以包括：获取第二加热器的开关状态；以及根据温度数据、第一制冷系统的开关状态和第二加热器的开关状态控制第二制冷系统和第三加热器的开启或关闭。
图2是示出根据本公开另一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制方法的流程图。如图2所示，该控制方法包括步骤S202至S206。
在步骤S202，获取室内环境的温度数据、湿度数据、第一制冷系统的开关状态以及第二加热器的开关状态。
例如，控制器可以与第二加热器电连接，从而可以获取第二加热器的开关状态。其他数据的获取方法与前面类似，这里不再赘述。
在步骤S204，根据温度数据、湿度数据和第一制冷系统的开关状态控制第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器的开启或关闭。该步骤S204与前面所述的步骤S104相同或类似，这里不再详细描述。
在步骤S206，根据温度数据、第一制冷系统的开关状态和第二加热器的开关状态控制第二制冷系统和第三加热器的开启或关闭。
在一些实施例中，该步骤S206可以包括：在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据大于第二温度阈值且小于第一温度阈值(即，第二温度阈值<温度数据<第一温度阈值)的情况下，控制开启第二制冷系统；在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据小于或等于第二温度阈值的情况下，控制关闭第二制冷系统；以及在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制关闭第二制冷系统。该实施例实现了对第二制冷系统的开启或关闭的控制。
需要说明的是，虽然在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制关闭第二制冷系统，但是由于在前面的步骤中，在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制开启第一制冷系统，因此，依然可以进行降温处理，而且由于第一制冷系统的制冷功率大于第二制冷系统的制冷功率，因此降温速度相对较快。
在一些实施例中，该步骤S206还可以包括：在第二加热器处于关闭状态，且温度数据大于或等于第二温度阈值的情况下，控制关闭第三加热器；在第二加热器处于关闭状态，且温度数据大于第三温度阈值且小于第二温度阈值(即，第三温度阈值<温度数据<第二温度阈值)的情况下，控制开启第三加热器；以及在第二加热器处于关闭状态，且温度数据小于或等于第三温度阈值的情况下，控制关闭第三加热器。该实施例实现了对第三加热器的开启或关闭的控制。
需要说明的是，虽然在第二加热器处于关闭状态，且温度数据小于或等于第三温度阈值的情况下，控制关闭第三加热器，但是由于在前面的步骤中，在温度数据小于第三温度阈值的情况下，控制开启第二加热器，因此，依然可以进行升温处理，而且由于第二加热器的加热功率大于第三加热器的加热功率，因此升温速度相对较快。
下面以温度阈值(22±1)℃、湿度阈值(60±3)％为例，即以第一温度阈值为23℃，第二温度阈值为22℃，第三温度阈值为21℃，第一湿度阈值为63％RH，第二湿度阈值为60％RH，第三湿度阈值为57％RH为例进行说明。如下表3所示，描述了根据本公开另一个实施例的控制方法。
表3根据本公开另一个实施例的控制方法
Figure BDA0003121381440000151
Figure BDA0003121381440000161
在上述表3所示的控制逻辑中，可以按照一定顺序进行处理。例如，可以先处理流程A，再处理流程B，然后处理流程C，然后处理流程D，然后处理流程E，再循环处理流程A，一直循环。顺序号1、2、3、4、5所表示的逻辑判断与前面所述相同或相似，这里不再赘述。
上面描述了增加配置上述第二制冷系统(即小功率制冷系统)和第三加热器(即小功率加热器)。在夏天时，在温度达到平衡时，用小功率制冷系统进行维持；在冬天时，在温度达到平衡时，用小功率加热器进行维持，则是比较合适的控制策略，即达到控制温度、湿度的目标，又达到节能的目标。
例如，以GB/T 10739-2002/ISO 187：1990《纸、纸板和纸浆试样处理和试验的标准大气条件》标准中，5.1纸、纸板和纸浆所采用的试验标准大气条件应是温度(23士1)℃、相对湿度:50％±2％为例，为了达到标准的要求，将温度控制在(23±0.5)℃，温度高于23.5℃，大功率制冷系统开始工作，温度、湿度开始下降，当温度下降到23℃(低于23℃时)，大功率制冷系统停止工作。为了应付极端天气条件，在大功率制冷系统运行过程中，当温度下降到23℃时，关闭压缩机开关，为了保护压缩机，大功率压缩机制冷系统必须按流程逐步退出运行状态，非常容易下降到22.5℃,引发大功率加热器开始工作；由于配置大功率加热器，当温度达到23℃时关闭加热器，但加热器还有余温，非常容易将实验室的温度升高到23.5℃，引起恒温恒湿系统循环工作。同样为了达到标准的要求，将湿度控制在50％±1％。也非常容易引起恒温恒湿系统循环工作，为了降低温度、湿度波动的频率，采用小功率制冷系统和小功率加热器，这样可以减少能源的消耗，达到节能减排的目的。
图3是示出根据本公开一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制器的结构示意图。恒温恒湿系统包括第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器。第一制冷系统用于执行制冷和除湿操作。第一加热器的加热功率与第一制冷系统的制冷功率相等。如图3所示，该控制器包括获取模块302和控制模块304。
获取模块302用于获取室内环境的温度数据和湿度数据以及第一制冷系统的开关状态。
控制模块304用于根据温度数据、湿度数据和第一制冷系统的开关状态控制第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器的开启或关闭。
至此，提供了根据本公开一些实施例的控制器。控制器包括：获取模块，用于获取室内环境的温度数据和湿度数据以及第一制冷系统的开关状态；以及控制模块，用于根据温度数据、湿度数据和第一制冷系统的开关状态控制第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器的开启或关闭。该控制器可以尽可能地解决在除湿过程中温度同时下降的问题。
在一些实施例中，控制模块304可以用于在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制开启第一制冷系统且关闭第一加热器；在第一制冷系统处于关闭状态，且湿度数据大于或等于第一湿度阈值的情况下，控制开启第一制冷系统且关闭第一加热器；在第一制冷系统处于开启状态，且温度数据大于或等于第二温度阈值且小于第一温度阈值的情况下，控制保持第一制冷系统的开启状态且关闭第一加热器，其中，第二温度阈值小于第一温度阈值；在第一制冷系统处于开启状态，温度数据小于第二温度阈值且湿度数据大于或等于第二湿度阈值的情况下，控制所述第一制冷系统的开启状态且开启第一加热器，其中，第二湿度阈值小于第一湿度阈值；以及在第一制冷系统处于开启状态，温度数据小于第二温度阈值且湿度数据小于第二湿度阈值的情况下，控制关闭第一制冷系统且关闭第一加热器。
在一些实施例中，控制模块304可以用于在温度数据大于第二温度阈值的情况下，控制关闭第二加热器；以及在温度数据小于第三温度阈值的情况下，控制开启第二加热器，其中，第三温度阈值小于第二温度阈值。
在一些实施例中，控制模块304用于在湿度数据小于第三湿度阈值的情况下，控制开启加湿器，其中，第三湿度阈值小于第二湿度阈值；以及在湿度数据大于第二湿度阈值的情况下，控制关闭加湿器。
在一些实施例中，恒温恒湿系统还包括第二制冷系统和第三加热器。第二制冷系统的制冷功率小于第一制冷系统的制冷功率。第三加热器的加热功率小于第二加热器的加热功率。获取模块302还可以用于获取第二加热器的开关状态。控制模块304还可以用于根据温度数据、第一制冷系统的开关状态和第二加热器的开关状态控制第二制冷系统和第三加热器的开启或关闭。
在一些实施例中，控制模块304可以用于在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据大于第二温度阈值且小于第一温度阈值的情况下，控制开启第二制冷系统；在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据小于或等于第二温度阈值的情况下，控制关闭第二制冷系统；以及在第一制冷系统处于关闭状态，且温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制关闭第二制冷系统。
在一些实施例中，控制模块304可以用于在第二加热器处于关闭状态，且温度数据大于或等于第二温度阈值的情况下，控制关闭第三加热器；在第二加热器处于关闭状态，且温度数据大于第三温度阈值且小于第二温度阈值的情况下，控制开启第三加热器；以及在第二加热器处于关闭状态，且温度数据小于或等于第三温度阈值的情况下，控制关闭第三加热器。
图4是示出根据本公开另一些实施例的用于恒温恒湿系统的控制器的结构示意图。控制器包括存储器410和处理器420。其中：
存储器410可以是磁盘、闪存或其它任何非易失性存储介质。存储器用于存储图1和/或图2所对应实施例中的指令。
处理器420耦接至存储器410，可以作为一个或多个集成电路来实施，例如微处理器或微控制器。该处理器420用于执行存储器中存储的指令，可以尽可能地解决在除湿过程中温度同时下降的问题。
在一些实施例中，还可以如图5所示，控制器500包括存储器510和处理器520。处理器520通过BUS总线530耦合至存储器510。控制器500还可以通过存储接口540连接至外部存储装置550以便调用外部数据，还可以通过网络接口560连接至网络或者另外一台计算机系统(未标出)，此处不再进行详细介绍。
在该实施例中，通过存储器存储数据指令，再通过处理器处理上述指令，可以尽可能地解决在除湿过程中温度同时下降的问题。
图6是示出根据本公开一些实施例的恒温恒湿系统的结构示意图。
如图6所示，该恒温恒湿系统包括：控制器610；和与控制器610分别电连接的第一制冷系统620、第一加热器630、第二加热器640、加湿器650、温度传感器660和湿度传感器670。第一制冷系统620用于执行制冷和除湿操作。第一加热器630的加热功率与第一制冷系统620的制冷功率相等。
该温度传感器660和湿度传感器670可以设置在实验室内。该温度传感器660用于测量实验室的环境温度数据，并将环境温度数据传输到控制器610。该湿度传感器670用于测量实验室的环境湿度数据，并将环境湿度数据传输到控制器610。
图7是示出根据本公开另一些实施例的恒温恒湿系统的结构示意图。
如图7所示，该恒温恒湿系统除了包括控制器610、第一制冷系统620、第一加热器630、第二加热器640、加湿器650、温度传感器660和湿度传感器670之外，还可以包括：与控制器610分别电连接的第二制冷系统780和第三加热器790。第二制冷系统780的制冷功率小于第一制冷系统620的制冷功率。第三加热器790的加热功率小于第二加热器640的加热功率。
在一些实施例中，第二加热器、第三加热器和第一加热器可以由不同功率值的电阻丝相互并联，再由不同的继电器按照控制逻辑分别进行控制。也可以通过可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，简称为PLC)通过脉冲宽度调制方式对继电器进行控制，使电阻丝加热产生不同功率值热量。
在一些实施例中，本公开还提供了一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现图1和/或图2所对应实施例中的方法的步骤。本领域内的技术人员应明白，本公开的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本公开可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本公开是参照根据本公开实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
至此，已经详细描述了本公开。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (18)

1.一种用于恒温恒湿系统的控制方法，其中，所述恒温恒湿系统包括第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器，其中，所述第一制冷系统用于执行制冷和除湿操作，所述第一加热器的加热功率与所述第一制冷系统的制冷功率相等；
所述控制方法包括：
获取室内环境的温度数据和湿度数据以及所述第一制冷系统的开关状态；以及
根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其中，根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭的步骤包括：
在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制开启所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器；
在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述湿度数据大于或等于第一湿度阈值的情况下，控制开启所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器；
在所述第一制冷系统处于开启状态，且所述温度数据大于或等于第二温度阈值且小于所述第一温度阈值的情况下，控制保持所述第一制冷系统的开启状态且关闭所述第一加热器，其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值；
在所述第一制冷系统处于开启状态，所述温度数据小于所述第二温度阈值且所述湿度数据大于或等于第二湿度阈值的情况下，控制保持所述第一制冷系统的开启状态且开启所述第一加热器，其中，所述第二湿度阈值小于所述第一湿度阈值；以及
在所述第一制冷系统处于开启状态，所述温度数据小于所述第二温度阈值且所述湿度数据小于所述第二湿度阈值的情况下，控制关闭所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器。
3.根据权利要求2所述的控制方法，其中，根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭的步骤还包括：
在所述温度数据大于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第二加热器；以及
在所述温度数据小于第三温度阈值的情况下，控制开启所述第二加热器，其中，所述第三温度阈值小于所述第二温度阈值。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其中，根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭的步骤还包括：
在所述湿度数据小于第三湿度阈值的情况下，控制开启所述加湿器，其中，所述第三湿度阈值小于所述第二湿度阈值；以及
在所述湿度数据大于所述第二湿度阈值的情况下，控制关闭所述加湿器。
5.根据权利要求3或4所述的控制方法，其中，所述恒温恒湿系统还包括第二制冷系统和第三加热器，所述第二制冷系统的制冷功率小于所述第一制冷系统的制冷功率，所述第三加热器的加热功率小于所述第二加热器的加热功率；
所述控制方法还包括：
获取所述第二加热器的开关状态；以及
根据所述温度数据、所述第一制冷系统的开关状态和所述第二加热器的开关状态控制所述第二制冷系统和所述第三加热器的开启或关闭。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其中，根据所述温度数据、所述第一制冷系统的开关状态和所述第二加热器的开关状态控制所述第二制冷系统和所述第三加热器的开启或关闭的步骤包括：
在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于所述第二温度阈值且小于所述第一温度阈值的情况下，控制开启所述第二制冷系统；
在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据小于或等于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第二制冷系统；以及
在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于所述第一温度阈值的情况下，控制关闭所述第二制冷系统。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其中，根据所述温度数据、所述第一制冷系统的开关状态和所述第二加热器的开关状态控制所述第二制冷系统和所述第三加热器的开启或关闭的步骤还包括：
在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第三加热器；
在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据大于所述第三温度阈值且小于所述第二温度阈值的情况下，控制开启所述第三加热器；以及
在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据小于或等于所述第三温度阈值的情况下，控制关闭所述第三加热器。
8.一种用于恒温恒湿系统的控制器，其中，所述恒温恒湿系统包括第一制冷系统、第一加热器、第二加热器和加湿器，其中，所述第一制冷系统用于执行制冷和除湿操作，所述第一加热器的加热功率与所述第一制冷系统的制冷功率相等；
所述控制器包括：
获取模块，用于获取室内环境的温度数据和湿度数据以及所述第一制冷系统的开关状态；以及
控制模块，用于根据所述温度数据、所述湿度数据和所述第一制冷系统的开关状态控制所述第一制冷系统、所述第一加热器、所述第二加热器和所述加湿器的开启或关闭。
9.根据权利要求8所述的控制器，其中，
所述控制模块用于在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于第一温度阈值的情况下，控制开启所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器；在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述湿度数据大于或等于第一湿度阈值的情况下，控制开启所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器；在所述第一制冷系统处于开启状态，且所述温度数据大于或等于第二温度阈值且小于所述第一温度阈值的情况下，控制保持所述第一制冷系统的开启状态且关闭所述第一加热器，其中，所述第二温度阈值小于所述第一温度阈值；在所述第一制冷系统处于开启状态，所述温度数据小于所述第二温度阈值且所述湿度数据大于或等于第二湿度阈值的情况下，控制保持所述第一制冷系统的开启状态且开启所述第一加热器，其中，所述第二湿度阈值小于所述第一湿度阈值；以及在所述第一制冷系统处于开启状态，所述温度数据小于所述第二温度阈值且所述湿度数据小于所述第二湿度阈值的情况下，控制关闭所述第一制冷系统且关闭所述第一加热器。
10.根据权利要求9所述的控制器，其中，
所述控制模块用于在所述温度数据大于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第二加热器；以及在所述温度数据小于第三温度阈值的情况下，控制开启所述第二加热器，其中，所述第三温度阈值小于所述第二温度阈值。
11.根据权利要求10所述的控制器，其中，
所述控制模块用于在所述湿度数据小于第三湿度阈值的情况下，控制开启所述加湿器，其中，所述第三湿度阈值小于所述第二湿度阈值；以及在所述湿度数据大于所述第二湿度阈值的情况下，控制关闭所述加湿器。
12.根据权利要求10或11所述的控制器，其中，所述恒温恒湿系统还包括第二制冷系统和第三加热器，所述第二制冷系统的制冷功率小于所述第一制冷系统的制冷功率，所述第三加热器的加热功率小于所述第二加热器的加热功率；
所述获取模块还用于获取所述第二加热器的开关状态；以及
所述控制模块还用于根据所述温度数据、所述第一制冷系统的开关状态和所述第二加热器的开关状态控制所述第二制冷系统和所述第三加热器的开启或关闭。
13.根据权利要求12所述的控制器，其中，
所述控制模块用于在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于所述第二温度阈值且小于所述第一温度阈值的情况下，控制开启所述第二制冷系统；在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据小于或等于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第二制冷系统；以及在所述第一制冷系统处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于所述第一温度阈值的情况下，控制关闭所述第二制冷系统。
14.根据权利要求13所述的控制器，其中，
所述控制模块用于在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据大于或等于所述第二温度阈值的情况下，控制关闭所述第三加热器；在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据大于所述第三温度阈值且小于所述第二温度阈值的情况下，控制开启所述第三加热器；以及在所述第二加热器处于关闭状态，且所述温度数据小于或等于所述第三温度阈值的情况下，控制关闭所述第三加热器。
15.一种用于恒温恒湿系统的控制器，包括：
存储器；以及
耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行如权利要求1至7任意一项所述的方法。
16.一种恒温恒湿系统，包括：
如权利要求8至15任意一项所述的控制器；和
与所述控制器分别电连接的第一制冷系统、第一加热器、第二加热器、加湿器、温度传感器和湿度传感器；
其中，所述第一制冷系统用于执行制冷和除湿操作，所述第一加热器的加热功率与所述第一制冷系统的制冷功率相等。
17.根据权利要求16所述的恒温恒湿系统，还包括：
与所述控制器分别电连接的第二制冷系统和第三加热器，
其中，所述第二制冷系统的制冷功率小于所述第一制冷系统的制冷功率，所述第三加热器的加热功率小于所述第二加热器的加热功率。
18.一种非瞬时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至7任意一项所述的方法。
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