CN113533432A - 一种多点补偿式辐射空调露点测算系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多点补偿式辐射空调露点测算系统和方法，包括探头组、控制模块和主接收模块，其中探头组包括若干内置高精度温湿度传感器的探头，用于获取温湿度数据，探头组还分为辐射面板探头组和室内探头组；控制模块用于将温湿度数据传输给主接收模块，主接收模块用于根据温湿度数据计算平均露点温度并将露点温度传输给外部系统。本申请通过在辐射面板和室内阴、阳面一定高度设置多个包含温湿度传感器的探头进行多点温湿度检测并进行补偿式算法获取平均露点温度，为整个辐射空调系统提供更加准确的露点温度。

Description

一种多点补偿式辐射空调露点测算系统和方法

技术领域

本申请涉及辐射空调领域，特别涉及一种多点补偿式辐射空调露点测算系统和方法。

背景技术

传统空调多以空气为供冷和换热介质，通过向室内送入热湿处理后的空气并与室内进行热湿交换，实现对室内温湿度的控制，但空气载热量小、风机耗能大，有吹风感、风机噪音等问题，使得传统空调系统能耗高、热损大、室内舒适性差。近年来，以辐射为主要传热方式的辐射空调引起了广泛关注，其具有热湿独立控制、温湿均匀舒适度高、节能等优点。

但辐射空调仍存在一些问题如辐射换热末端装置表面易结露，单位面积供冷量不足等，其中空调末端的结露问题严重影响了辐射空调的应用。所以辐射空调的露点探测的准确性十分重要，辐射空调露点探头主要是使用温湿度传感器进行露点探测，现有的露点探测方法比较简单，探测的精度不够、探测的点位不够均匀，露点的算法也不够合理，致使出现辐射面板结露现象。

发明内容

(一)申请目的

基于此，为了实现露点探测点位的合理布置以及露点温度的合理计算，提高露点温度的精确度，本申请公开了以下技术方案。

(二)技术方案

本申请公开了一种多点补偿式辐射空调露点测算的系统，包括：

探头组，包括若干内置高精度温湿度传感器的探头，用于获取温湿度数据，所述探头组分为辐射面板探头组和室内探头组；

控制模块，用于将所述温湿度数据传输给主接收模块；

主接收模块，用于根据所述温湿度数据计算平均露点温度并将所述平均露点温度传输给外部系统。

在一种可能的实施方式中，所述辐射面板探头组包括若干个沿辐射面板内水流方向前中后区域设置的探头，所述辐射面板探头组用于获取辐射面板各探头设置点位的温湿度数据；

所述室内探头组包括若干个分别设置在室内阳面和阴面一定高度的探头，所述室内探头组用于获取室内各探头设置点位的温湿度数据。

在一种可能的实施方式中，所述控制模块与所述探头一一对应，且所述控制模块之间通过无线通讯进行数据共享。

在一种可能的实施方式中，所述主接收模块包括：

补偿温度计算单元，用于根据补偿差值和辐射面板各探头设置点位的温度分别计算辐射面板各探头设置点位的补偿温度；

露点计算单元，用于根据辐射面板各探头设置点位的温湿度和所述补偿温度分别计算辐射面板各探头设置点位的露点温度；

平均露点计算单元，用于根据辐射面板各探头设置点位的露点温度计算平均露点温度；

传输单元，用于将所述平均露点温度传输给外部系统。

在一种可能的实施方式中，所述补偿差值为室内平均温度与辐射面板各探头设置点位温度差的三分之二，所述补偿差值在所述室内平均温度高于辐射面板表面温度时使用。

在一种可能的实施方式中，所述露点计算单元的计算流程为：根据辐射面板各探头设置点位的补偿温度计算饱和水蒸汽压力，进而根据所述饱和水蒸汽压力和辐射面板各探头设置点位的湿度计算所述蒸汽压力，最后根据所述蒸汽压力计算所述辐射面板各探头设置点位的露点温度。

作为本申请的第二方面，本申请还公开了一种多点补偿式辐射空调露点测算的方法，包括：

利用探头组获取温湿度数据，所述探头组分为辐射面板探头组和室内探头组；

将所述温湿度数据传输给主接收模块；

根据所述温湿度数据计算平均露点温度并将所述平均露点温度传输给外部系统。

在一种可能的实施方式中，所述辐射面板探头组包括若干个沿辐射面板内水流方向前中后区域设置的探头，所述辐射面板探头组用于获取辐射面板各探头设置点位的温湿度数据；

所述室内探头组包括若干个分别设置在室内阳面和阴面一定高度的探头，所述室内探头组用于获取室内各探头设置点位的温湿度数据。

在一种可能的实施方式中，所述控制模块与所述探头一一对应，且所述控制模块之间通过无线通讯进行数据共享。

在一种可能的实施方式中，根据所述温湿度数据计算平均露点温度并将所述平均露点温度传输给外部系统，包括：

根据补偿差值和辐射面板各探头设置点位的温度分别计算辐射面板各探头设置点位的补偿温度；

根据辐射面板各探头设置点位的温湿度和所述补偿温度分别计算辐射面板各探头设置点位的露点温度；

根据所述辐射面板各探头设置点位的露点温度计算平均露点温度；

将所述平均露点温度传输给外部系统。

在一种可能的实施方式中，所述补偿差值为室内平均温度数据与辐射面板各探头设置点位温度差的三分之二，所述补偿差值在所述室内空气平均温度高于辐射面板表面温度时使用。

在一种可能的实施方式中，根据辐射面板各探头设置点位的温湿度和所述补偿温度分别计算辐射面板各探头设置点位的露点温度，包括：

根据辐射面板各探头设置点位的补偿温度计算饱和水蒸汽压力；

根据所述饱和水蒸汽压力和辐射面板各探头设置点位的湿度计算所述蒸汽压力；

根据所述蒸汽压力计算所述辐射面板各探头设置点位的露点温度。

(三)有益效果

本申请公开的一种多点补偿式辐射空调露点测算系统和方法，通过在辐射面板和室内阴、阳面一定高度设置多个包含温湿度传感器的探头进行多点温湿度检测并进行补偿式算法获取平均露点温度，实现了露点探测点位的合理布置以及露点温度的合理计算，提高了露点温度的精确度。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本申请，而不能理解为对本申请的保护范围的限制。

图1是本申请公开的一种多点补偿式辐射空调露点测算系统的结构框图。

图2是本申请一实施例公开的辐射面板探头的结构及安装方式示意图。

图3是本申请一实施例公开的探头组的安装位置示意图。

图4是本申请公开的一种多点补偿式辐射空调露点测算方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

下面参考图1详细描述本申请公开的一种多点补偿式辐射空调露点测算系统实施例。如图1所示，本实施例公开的系统主要包括有探头组100、控制模块200、主接收模块300。

探头组100，包括若干内置高精度温湿度传感器的探头，用于获取温湿度数据，所述探头组分为辐射面板探头组110和室内探头组120。

具体的，探头组100由若干探头组成，所述探头内置高精度温湿度传感器，用于获取温湿度数据，其中，获取的湿度数据为相对湿度数据，进一步，探头组分为辐射面板探头组110和室内探头组120。

进一步，所述辐射面板探头组110包括若干个沿辐射面板内水流方向前中后区域设置的探头，所述辐射面板探头组110用于获取辐射面板各探头设置点位的温湿度数据；

优选的，辐射面板探头组110内置的传感器采用瑞士进口高精度SHT35温湿度传感器，温度误差0.1℃、湿度1.5％，采用高导热性，具有防水透气式保护外壳紧贴板面安装的安装方式。

在至少一种实施方式中，参考图2详细描述本申请辐射面板探头的结构及安装方式，辐射面板1中布置有毛细水管，挡板2和螺纹头4用于将所述探头固定在辐射面板1上，所述挡板2和螺纹头4的材质采用导热性良好的黄铜，能够减少热量传递过程中的热量损失，腔体3防水透气，水分子可以进入腔内，水滴由于表面张力而无法进入。腔体3内置高精度温湿度传感器，用于获取辐射面板的温湿度数据。四芯线5包括电源线和信号线，用于实现不同控制模块之间的通讯。

进一步，所述室内探头组120包括若干个分别设置在室内阳面和阴面一定高度的探头，所述室内探头组120用于获取室内各探头设置点位的温湿度数据。

优选的，室内探头组120内置的传感器采用瑞士进口高精度SHT35温湿度传感器，温度误差0.1℃、湿度1.5％，安装方式采用防水透气式保护外壳暴露于空气中安装。

在至少一种实施方式中，优选的，参考图3详细描述本申请探头组的安装方式及位置，该实施例中辐射面板探头组110设置有3个辐射面板探头分别为探头102，探头103，探头104，其中，探头104安装在辐射空调进水处，用于获取进水处辐射面板的温湿度数据；探头102安装在辐射空调中心区域，用于获取中心区域辐射面板的温湿度数据；探头103安装在辐射空调回水处，用于获取回水区域辐射面板的温湿度数据。该实施例中室内探头组设置有2个室内探头，分别为探头101，探头105，其中，探头101安装在室内阳面，获取室内阳面的温湿度数据，探头105安装在室内阴面，获取室内阴面的温湿度数据。

控制模块200，用于将所述温湿度数据传输给主接收模块。

具体的，控制模块200与探头连接且与探头一一对应，即一个探头对应一个控制模块，控制模块获取探头探测的温湿度数据并将所述温湿度数据传输给所述主接收模块，不同控制模块之间还可以进行通讯，优选的，不同控制模块之间采用ThreadTable01自组网协议进行无线通讯，通过IIC读取探头内温湿度传感器获取的温湿度数据。

主接收模块300，用于根据所述温湿度数据计算平均露点温度并将所述露点温度传输给外部系统。

具体的，主接收模块300接收所述控制模块200传输的若干温湿度数据后，将室内探头组120获取的室内阴面和阳面的平均温度作为辐射面板露点温度计算的补偿温度，由辐射面板、室内阴面、室内阳面三部分各点位的探头组成分散-集中式整体露点温度探测器，利用多点式探头布置方式及补偿式露点计算方法获取更高精度以及更合理的露点温度。

进一步，所述主接收模块300还包括补偿温度计算单元310、露点计算单元320、平均露点计算单元330和传输单元340。

补偿温度计算单元310，用于根据补偿差值和辐射面板各探头设置点位的温度数据分别计算辐射面板各探头设置点位的补偿温度。

具体的，辐射空调在夏天运行时，室内空气温度远大于辐射面板附近温度，容易发生结露现象，此时需要利用补偿差值对露点温度的计算进行补偿，以此获取精度更高的露点温度。所述补偿差值为室内平均温度数据与辐射面板各探头设置点位的温度数据的差的三分之二，所述室内平均温度即为室内阳面和阴面各点位探头获取的室内温度的平均值。辐射面板某一探头设置点位的补偿温度即为该点位获取的温度与所述补偿差值(即室内平均温度与该点位温度差的三分之二)的和。

露点计算单元320，用于根据辐射面板各探头设置点位的温湿度数据和所述补偿温度分别计算辐射面板各探头设置点位的露点温度。

具体的，获取辐射面板各探头设置点位的补偿温度后，进一步计算各点位的露点温度，进一步，露点计算单元320还包括饱和水蒸汽压计算子单元321、蒸汽压计算子单元322和露点温度计算子单元323。

饱和水蒸汽压计算子单元321，用于根据辐射面板各探头设置点位的补偿温度计算饱和水蒸汽压力。

具体的，饱和水蒸汽压力计算公式如下：

es＝e₀×l^{(17.67×T)/(T+243.5)}

式中，es为饱和水蒸汽压，hPa；e₀为0℃下的饱和水蒸汽压，取e₀＝6.112hPa；T为各探头设置点位的补偿温度，℃。

蒸汽压计算子单元322，用于根据所述饱和水蒸汽压力和辐射面板各探头设置点位的湿度计算所述蒸汽压力。

具体的，蒸汽压力的计算公式如下：

式中，e为蒸汽压力，hPa；es为饱和水蒸汽压，hPa；Rh为相对湿度，％。

露点温度计算子单元323，用于根据所述蒸汽压力计算所述辐射面板各探头设置点位的露点温度。

具体的，露点温度计算公式为：

式中，Td为露点温度，℃；e为蒸汽压力，hPa；e₀为0℃下的饱和水蒸汽压，取e₀＝6.112hPa；

平均露点计算单元330，用于根据所述辐射面板各探头设置点位的露点温度计算平均露点温度。

根据露点温度计算单元320获取了辐射面板各个探头设置点位的若干露点温度，将所述若干露点温度进行平均值计算获取平均露点温度，该平均露点温度作为最终的露点温度。

传输单元340，用于将所述平均露点温度传输给外部系统。

所述外部系统为辐射空调主控制器，优选的，主接收器采用ThreadTable01自组网协议进行无线通讯，外部通讯方式采用485通讯模式。

下面结合图3，通过完整的实施例说明本申请平均露点温度的计算步骤：

设探头101获取的室内阳面温度为27.3℃，湿度45.5％；探头105获取的室内阴面温度为26.4℃，湿度46.4％；探头104获取的温度为16.2℃，湿度53％；探头102获取的温度为16.8℃，湿度48％；探头103获取的温度为17.2℃湿度49％。

(1)计算室内平均温度。

(2)分别计算辐射面板各点位露点温度。

a、探头104的露点温度：

计算探头104的补偿温度：

计算探头104的饱和水蒸汽压：

es＝e₀×l^{(17.67×T)/(T+243.5)}＝6.112×l^{(17.67×23.3)/(23.3×243.5)}＝28.6hPa

计算探头104的蒸汽压力：

计算探头104的露点温度：

b、探头102的露点温度：

计算探头102的补偿温度：

计算探头102的饱和水蒸汽压：

es＝e₀×l^{(17.67×T)/(T+243.5)}＝6.112×l^{(17.67×23.5)/(23.5×243.5)}＝28.947hPa

计算探头102的蒸汽压力：

计算探头102的露点温度：

c、探头103的露点温度：

计算探头103的补偿温度：

计算探头103的饱和水蒸汽压：

es＝e₀×l^{(17.67×T)/(T+243.5)}＝6.112×l^{(17.67×23.63)/(23.63×243.5)}＝29.175hPa

计算探头103的蒸汽压力：

计算探头103的露点温度：

(3)根据辐射面板各点位露点温度取平均值。

由上述计算得出平均露点温度：

下面参考图4详细描述本申请公开的一种多点补偿式辐射空调露点测算方法实施例。如图4所示，本实施例公开的方法包括：

利用探头组获取温湿度数据，所述探头组包括辐射面板探头组和室内探头组；

将所述温湿度数据传输给主接收模块；

根据所述温湿度数据计算平均露点温度并将所述平均露点温度传输给外部系统。

在至少一种实施方式中，所述辐射面板探头组包括若干个沿辐射面板内水流方向前中后区域设置的探头，所述辐射面板探头组用于获取辐射面板各探头设置点位的温湿度数据；

所述室内探头组包括若干个分别设置在室内阳面和阴面一定高度的探头，所述室内探头组用于获取室内各探头设置点位的温湿度数据。

在至少一种实施方式中，所述控制模块与所述探头一一对应，且所述控制模块之间通过无线通讯进行数据共享。

在至少一种实施方式中，根据所述温湿度数据计算平均露点温度并将所述平均露点温度传输给外部系统，包括：

根据补偿差值和辐射面板各探头设置点位的温度分别计算辐射面板各探头设置点位的补偿温度；

根据辐射面板各探头设置点位的温湿度和所述补偿温度分别计算辐射面板各探头设置点位的露点温度；

根据所述辐射面板各探头设置点位的露点温度计算平均露点温度；

将所述平均露点温度传输给外部系统。

在至少一种实施方式中，所述补偿差值为室内平均温度数据与辐射面板各探头设置点位温度差的三分之二，所述补偿差值在所述室内空气平均温度高于辐射面板表面温度时使用。

在至少一种实施方式中，根据辐射面板各探头设置点位的温湿度和所述补偿温度分别计算辐射面板各探头设置点位的露点温度，包括：

根据辐射面板各探头设置点位的补偿温度计算饱和水蒸汽压力；

根据所述饱和水蒸汽压力和辐射面板各探头设置点位的湿度计算所述蒸汽压力；

根据所述蒸汽压力计算所述辐射面板各探头设置点位的露点温度。

本文中的模块、单元或子单元的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，在实际实现时可以有其他的划分方式，例如多个模块和/或单元可以结合或集成于另一个系统中。作为分离部件说明的模块、单元、子单元在物理上可以是分开的，也可以是不分开的。作为单元和/或子单元显示的部件可以是物理单元和/或子单元，也可以不是物理单元和/或子单元，即可以位于一个具体地方，也可以分布到网格单元和/或子单元中。因此可以根据实际需要选择其中的部分或全部的单元和/或子单元来实现实施例的方案。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多点补偿式辐射空调露点测算系统，其特征在于，包括：

探头组，包括若干内置高精度温湿度传感器的探头，用于获取温湿度数据，所述探头组分为辐射面板探头组和室内探头组；

控制模块，用于将所述温湿度数据传输给主接收模块；

主接收模块，用于根据所述温湿度数据计算平均露点温度并将所述平均露点温度传输给外部系统。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述辐射面板探头组包括若干个沿辐射面板内水流方向前中后区域设置的探头，所述辐射面板探头组用于获取辐射面板各探头设置点位的温湿度数据；

所述室内探头组包括若干个分别设置在室内阳面和阴面一定高度的探头，所述室内探头组用于获取室内各探头设置点位的温湿度数据。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主接收模块包括：

补偿温度计算单元，用于根据补偿差值和辐射面板各探头设置点位的温度分别计算辐射面板各探头设置点位的补偿温度；

露点计算单元，用于根据辐射面板各探头设置点位的温湿度和所述补偿温度分别计算辐射面板各探头设置点位的露点温度；

平均露点计算单元，用于根据辐射面板各探头设置点位的露点温度计算平均露点温度；

传输单元，用于将所述平均露点温度传输给外部系统。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述补偿差值为室内平均温度与辐射面板各探头设置点位温度差的三分之二，所述补偿差值在所述室内平均温度高于辐射面板表面温度时使用。

5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述露点计算单元的计算流程如下：根据辐射面板各探头设置点位的补偿温度计算饱和水蒸汽压力，进而根据所述饱和水蒸汽压力和辐射面板各探头设置点位的湿度计算所述蒸汽压力，最后根据所述蒸汽压力计算所述辐射面板各探头设置点位的露点温度。

6.一种多点补偿式辐射空调露点测算方法，其特征在于，包括：

利用探头组获取温湿度数据，所述探头组分为辐射面板探头组和室内探头组；

将所述温湿度数据传输给主接收模块；

根据所述温湿度数据计算平均露点温度并将所述平均露点温度传输给外部系统。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述辐射面板探头组包括若干个沿辐射面板内水流方向前中后区域设置的探头，所述辐射面板探头组用于获取辐射面板各探头设置点位的温湿度数据；

所述室内探头组包括若干个分别设置在室内阳面和阴面一定高度的探头，所述室内探头组用于获取室内各探头设置点位的温湿度数据。

8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述温湿度数据计算平均露点温度并将所述平均露点温度传输给外部系统，包括：

根据补偿差值和辐射面板各探头设置点位的温度分别计算辐射面板各探头设置点位的补偿温度；

根据辐射面板各探头设置点位的温湿度和所述补偿温度分别计算辐射面板各探头设置点位的露点温度；

根据所述辐射面板各探头设置点位的露点温度计算平均露点温度；

将所述平均露点温度传输给外部系统。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述补偿差值为室内平均温度数据与辐射面板各探头设置点位温度差的三分之二，所述补偿差值在所述室内空气平均温度高于辐射面板表面温度时使用。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，根据辐射面板各探头设置点位的温湿度和所述补偿温度分别计算辐射面板各探头设置点位的露点温度，包括：

根据辐射面板各探头设置点位的补偿温度计算饱和水蒸汽压力；

根据所述饱和水蒸汽压力和辐射面板各探头设置点位的湿度计算所述蒸汽压力；

根据所述蒸汽压力计算所述辐射面板各探头设置点位的露点温度。

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