CN117063022A - 用于控制气流的温度和含水量的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制气流的温度和湿度的计算机实现的方法，所述方法包括：接收指示下游区段中的气流的温度和含水量以及系统中的介质的温度和含水量的参数，并且进一步在处理电路中基于接收的参数并且还基于第二函数而将第一介质的期望温度变化和期望含水量变化确定为第一函数f1，所述第二函数将空气温度与空气含水量之间的关系定义为共因变量；以及还生成第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号被配置为将所述期望温度变化和所述期望含水量变化应用到所述第一介质。本发明还涉及对应的系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用接触装置来控制气流的温度和含水量的系统，该接触装置用于在第一介质与气流之间传递热能和水蒸气。本发明还涉及一种用于控制气流的温度和含水量的计算机实现的方法。
背景技术
当今最严峻的挑战之一是气候变化。此外，建筑物占世界总能耗的约40％，这主要是由于室内空间中的气候控制。
通常，当提供气候控制时，被控制的空气参数是温度和相对湿度(即，空气的含水量)。已知有各种现有技术系统能够改变室内空气的温度和含水量，但是它们通常在购买和安装方面以及在它们运行时消耗的能量方面都是昂贵的。在世界上的许多地方，由于温度超出了诸如住宅或办公室等建筑物的期望范围，所以任何时候都需要气候控制。此外，空气可能太潮湿，或者可能具有必须被控制的随时间快速变化的湿度。
然而，已知的系统有严重的缺点。在一些情况下，这些系统不能在两个方向(即，增加和降低空气的温度和相对湿度)上控制空气的温度和含水量。这使得这些系统的使用受到限制，特别是在环境条件随时间变化的地区中，需要不同的操作模式以便获得稳定的室内环境。此外，许多系统通过在两个独立的步骤中控制湿度和温度来操作，从而在第一步骤中控制空气湿度，并且在第二步骤中控制温度。这是非常低效的，因为控制湿度通常是通过冷却空气以使水冷凝，然后再加热空气以达到期望的室内温度来进行的。以这种方式增加湿度也是不可能的，使得这样的系统的使用受到限制。
与该技术领域相关的一些现有技术系统是US9518765B2(Laughman)、EP2971993B1(Gerber)和JPH11132593A(Tanimotor)。
已知文献US10222078B2(Ma)意识到了这些问题，并且试图通过在单个步骤中改变相对湿度和温度来克服这些问题，以避免空气的冷却和再加热。然而，US10222078B2(Ma)没有提供如何解决这些问题的任何描述，并且对于该系统实际上如何操作也是模糊的。没有已知的系统输入可以提供系统内部或外部的任何参数的信息，也没有如何解决问题的真实教导。因此，技术人员不能实际构建US10222078B2(Ma)所示的系统，也不能操作任何已知的系统来实现控制室内空气的温度和湿度或含水量的节能且可靠的气候控制。
因此，需要一种改进的系统和方法来克服这些缺点，并且为气流提供改进的温度和含水量控制。
发明内容
本发明的目的是消除或至少最小化上述问题。这通过根据所附独立权利要求的用于控制气流的温度和含水量的系统和计算机实现的方法来实现。
根据本发明的系统包括：
接触装置，该接触装置用于在介质与流过接触装置的气流之间传递热能和水蒸气，并且被配置为允许介质与气流之间的接触，在该接触中传递热能和水蒸气，
第一控制装置，该第一控制装置用于控制介质的含水量，以及
第二控制装置，该第二控制装置用于控制介质的温度，
其中接触装置、第一控制装置和第二控制装置连接成使得介质能够在包括接触装置、第一控制装置和第二控制装置的回路中流动。
该系统进一步包括被配置为控制第一控制装置和第二控制装置的处理电路，并且该系统还包括：
第一传感器，该第一传感器被配置为测量介质的介质含水量参数wc介质，并且将指示介质含水量参数的信号发送到处理电路，所述介质含水量参数是指示介质中水的量的参数，
第二传感器，该第二传感器被配置为测量介质的介质温度T介质，并且将指示温度的信号发送到处理电路，
第三传感器，该第三传感器被配置为测量气流的空气温度T空气，并且将指示温度的信号发送到处理电路，以及
第四传感器，该第四传感器被配置为测量气流的空气含水量参数wc空气，并且将指示空气含水量参数的信号发送到处理电路，所述空气含水量参数是指示气流中水的量的参数，
其中所述第三传感器和所述第四传感器被配置为测量下游区段中的空气温度和空气含水量，所述下游区段是气流在流过接触装置之后经过的区段。
此外，处理电路被配置为通过以下方式控制通过接触装置的气流的空气温度和空气含水量：
从第一传感器接收包括介质含水量参数wc介质的第一输入信号，
从第二传感器接收包括测量的介质温度T介质的第二输入信号，
从第三传感器接收包括测量的空气温度T空气的第三输入信号，
从第四传感器接收包括测量的空气含水量参数wc空气的第四输入信号，
基于接收的参数，将介质的期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化确定为第一函数f1：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气))
其中第二函数f2(T空气，wc空气)将空气温度T空气与空气含水量wc空气之间的关系定义为共因变量(co-dependent variables)，使得空气温度T空气和空气含水量wc空气中的一者的值的变化影响另一者的值，并且
其中，确定期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化使得流过接触装置的气流通过与接触装置中的介质接触而接近预定的温度设定值T设定和预定的含水量设定值wc设定。
此外，处理电路被配置为：
生成第一控制信号，该第一控制信号被配置为使第一控制装置将含水量变化wc变化应用于介质，使得介质含水量从介质含水量参数wc介质的值变化期望含水量变化f(wc介质，wc变化)，并且
生成第二控制信号，该第二控制信号被配置为使第二控制装置将温度变化T变化应用于介质，使得介质温度从测量的介质温度T介质变化期望温度变化f(T介质，T变化)。
该系统的优点在于其配置成以节能且因此成本有效的方式同时调节气流的温度和含水量。特别有利的是，处理电路被配置为使用传感器输入以及定义温度与含水量之间的关系的第二函数，从而可以确定介质的期望的温度变化和含水量变化，以便使气流的温度和含水量值接近设定值。
适当地，处理电路进一步被配置为：
重复地接收第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号，更新第一函数f1，以及
基于所述更新的第一函数f1更新第一控制信号和第二控制信号。
因此，处理电路能够使用反馈来将期望温度变化和期望含水量变化重复地应用于介质，以便空气含水量和空气温度接近设定值。
此外，该系统被适当地配置为将第一控制信号发送到第一控制装置，并且响应于所述第一控制信号而改变第一控制装置中的介质含水量。此外，该系统被适当地配置为将第二控制信号发送到第二控制装置，并且响应于第二控制信号而改变第二控制装置中的介质温度。因此，确定的温度变化和含水量变化可以以有效且方便的方式应用于介质，以便控制气流的温度和含水量。
在一些实施例中，该系统还可以包括：
第五传感器，该第五传感器配置为测量气流的上游空气温度T上游，并且将指示温度的信号发送到处理电路，以及
第六传感器，该第六传感器被配置为测量气流的上游空气含水量参数wc上游，并且将指示上游空气含水量的信号发送到处理电路，所述上游空气含水量参数是指示气流中水的量的参数，
其中所述第五传感器和所述第六传感器被配置为测量上游区段中的上游空气温度和上游空气含水量，所述上游区段是气流在流过接触装置之前经过的区段。
在这种实施例中，处理电路还被配置为：
从第五传感器接收包括测量的上游空气温度T上游的第五输入信号，
从第六传感器接收包括测量的上游空气含水量wc上游的第六输入信号，
以及确定第一函数f1：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，T上游，wc上游)。
因此，可以考虑温度和含水量的当前值形式的气流的输入值，从而为介质确定的变化甚至更适合于以快速且节能的方式使气流接近设定值。
适当地，处理电路可以进一步被配置为基于接收的参数以及接触装置的至少一个接触装置参数cd将第一函数f1确定为：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，cd)
因此，也可以考虑接触装置的特性，以便确定能够使气流接近设定值的介质的变化。
适当地，一个接触装置参数cd是通过接触装置的气流或介质的质量流量。此外，一个接触装置参数cd可以是背压。通过使用这些接触装置参数中的一个或两个，改进了确定能够使气流接近设定值的介质的变化。
此外，第一控制装置可以适当地包括缓冲器，该缓冲器又包括一定体积的介质。改变介质含水量然后适当地包括向缓冲器中添加水和/或通过再生一部分体积而从缓冲器中去除水。因此，介质的含水量可以以方便的方式改变。通过调节再生的介质的量，含水量可以以期望速率降低。相反地，通过调节加入到缓冲器中的水的体积，含水量可以以期望速率增加。
适当地，第二控制装置包括热交换器。因此，当介质经过热交换器时，介质的温度可以以方便、成本有效和节能的方式改变。
此外，第一传感器被适当地布置成测量回路中在第二控制装置下游但是在接触装置上游的介质的含水量参数wc介质。由此，在介质即将与气流接触之前，测量介质的含水量。这也给出了第一控制装置下游的介质的含水量的信息，从而测量任何新应用的含水量变化的结果。
此外，第二传感器被适当地布置成测量回路中在第二控制装置下游但是在接触装置上游的介质的温度T介质。因此，测量介质在经过第二控制装置之后的温度，从而得知介质即将与接触装置中的气流接触之前的温度。
此外，该系统可以适当地包括：至少一个附加传感器，该附加传感器被配置为测量介质的温度T介质或介质的含水量参数wc介质，其中该附加传感器被配置为测量在回路的不同于第一传感器或第二传感器的另一部分中的介质温度T介质或介质的含水量参数wc介质。由此，也可以在接触装置紧邻的下游或者在第一控制装置与第二控制装置之间测量介质的含水量和/或温度。特别感兴趣的是，在介质到达第一控制装置之前测量温度和/或含水量，因为这给出了接触装置中介质和气流之间的相互作用如何改变介质的这些参数的信息。这些变化可以通过将由第一传感器和/或第二传感器测量的含水量和/或温度与由附加传感器测量的含水量和/或温度进行比较来确定，并且给出关于多少热能已经在介质与气流之间经过和/或多少水蒸气已经在它们之间经过的信息。
处理电路可以进一步被配置为使用至少一个比例-积分-微分控制器PID来确定第一函数f1。这是确定第一函数的方便且非常合适的方式，从而以有效的方式控制介质的温度和含水量。在一些实施例中，一个PID可以用于确定期望温度变化和第二控制信号，而另一个PID可以用于确定期望含水量变化和第一控制信号。如果使用多于一个的PID，则它们都可以适当地访问第二函数，并且还被适当地配置为彼此通信，从而可以在它们之间传输信息。
在一些实施例中，处理电路可以替代地被配置为使用线性二次调节器LQR来确定第一函数f1。LQR是一种最优状态反馈控制器，旨在使由二次函数描述的成本最小化。这意味着最小的控制器工作量，同时消除了误差，这有利于以可靠且方便的方式提供第一函数以及第一控制信号和第二控制信号的确定。
此外，在一些实施例中，处理电路替代地被配置为使用模型预测控制MPC来确定第一函数f1。控制器的预测元件能够预测系统工作点的变化，并且在扰动事件发生之前使系统准备好消除扰动。这有利于有效控制气流的温度和含水量，同时使可能发生的扰动的影响最小化。
适当地，接触装置是蒸发器垫。因此，介质与气流之间的接触可以以方便且可靠的方式实现，同时还实现具有表面最大化特性的成本有效的接触装置，使得热能和水蒸气的传递可以以有效的方式进行。蒸发器垫还具有从气流中捕获颗粒的优点，从而过滤空气并且变得清洁。
替代地，接触装置可以是液体到空气膜式能量交换器LAMEE。这有利于提供热能和水蒸气的有效传递，同时防止介质的液滴进入气流并通过空气出口从接触装置去除。
适当地，介质是盐，诸如氯化钙CaCl2、氯化镁MgCl2或硫酸钾K2SO4。这有利于确保热能和水蒸气与气流之间的优良的传递。
此外，第一传感器被适当地配置为通过测量介质的蒸气压来测量介质含水量参数wc介质。因此，可以以方便的方式确定含水量。
本发明还包括一种用于控制在系统中的气流的温度和湿度的计算机实现的方法，该系统包括：接触装置，该接触装置用于在介质与流过接触装置的气流之间传递热能和水蒸气，该接触装置被配置为允许介质与气流之间的接触，在该接触中传递热能和水蒸气；第一控制装置，该第一控制装置用于控制介质的含水量；第二控制装置，该第二控制装置用于控制介质的温度；以及处理电路，该处理电路被配置为控制第一控制装置和第二控制装置，其中接触装置、第一控制装置和第二控制装置连接成使得介质能够在包括接触装置、第一控制装置和第二控制装置的回路中流动。所述方法包括：
在处理电路中接收来自第一传感器的第一输入信号，所述第一输入信号包括指示介质的含水量的测量的介质含水量参数wc介质，
在处理电路中接收来自第二传感器的第二输入信号，所述第二输入信号包括指示介质的温度的测量的介质温度T介质，
在处理电路中接收来自第三传感器的第三输入信号，所述第三输入信号包括测量的空气温度T空气，该测量的空气温度指示系统的下游区段中的气流的温度，所述下游区段是气流在流过接触装置之后经过的区段，
在处理电路中接收来自第四传感器的第四输入信号，所述第四输入信号包括测量的空气含水量参数wc空气，该测量的空气含水量参数指示系统的下游区段的气流中的水的量，
使用处理电路基于接收的参数将介质的期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化确定为第一函数f1：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气))
其中第二函数f2(T空气，wc空气)将空气温度T空气与空气含水量wc空气之间的关系定义为共因变量，使得空气温度T空气和空气含水量wc空气中的一者的值的变化影响另一者的值，并且
其中，确定期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化使得流过接触装置的气流通过与接触装置中的介质接触而接近预定的温度设定值T设定和预定的含水量设定值wc设定。
此外，该方法包括：
使用处理电路来生成第一控制信号C1，该第一控制信号被配置为使第一控制装置将含水量变化wc变化应用于介质，使得介质含水量从介质含水量参数wc介质的值变化期望含水量变化f(wc介质，wc变化)，并且
使用处理电路来生成第二控制信号C2，该第二控制信号被配置为使第二控制装置将温度变化T变化应用于介质，使得介质温度从测量的介质温度T介质变化期望温度变化f(T介质，T变化)。
在一些实施例中，所述方法还包括：
在处理电路中重复地接收第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号，
使用处理电路来更新第一函数f1，以及
使用处理电路基于所述更新的第一函数f1来更新第一控制信号和第二控制信号。
此外，在一些实施例中，所述方法包括：
将第一控制信号发送到第一控制装置，所述第一控制装置被配置为改变介质的介质含水量，以及
响应于所述第一控制信号改变介质含水量。
此外，所述方法可以适当地包括：
将第二控制信号发送到第二控制装置，所述第二控制装置被配置为改变介质的介质温度，以及
响应于所述第二控制信号改变介质温度。
此外，所述方法可以包括：
在处理电路中接收来自第五传感器的第五输入信号，所述第五传感器被配置为测量气流的上游空气温度T上游，所述第五输入信号包括测量的上游空气温度T上游，
在处理电路中接收来自第六传感器的第六输入信号，所述第六传感器被配置为测量气流的上游空气含水量参数wc上游，所述第六输入信号包括测量的上游空气含水量参数wc上游，以及
基于接收的参数将第一函数f1确定为：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，T上游，wc上游)。
在一些实施例中，所述方法还包括：
基于接收的参数和接触装置的至少一个预定接触装置参数cd将第一函数f1确定为：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，cd)
适当地，所述方法可以包括使用至少一个比例-积分-微分控制器PID来确定第一函数f1。
替代地，所述方法代替地包括使用线性二次调节器LQR来确定第一函数f1。
在一些实施例中，所述方法代替地包括使用模型预测控制MPC来确定第一函数f1。
所述方法的这些各种特征实现了上面参考本发明系统的对应实施例所述的优点。
本领域技术人员根据以下详细描述将容易理解本发明的许多附加益处和优点。
附图说明
现在将参考附图更详细地描述本发明，其中：
图1示意性地公开根据本发明的第一实施例的系统；
图2示意性地公开根据本发明的第二实施例的系统；
图3示意性地公开根据本发明的处理电路的输入和输出；
图4是根据本发明的实施例的方法的流程图；
图5是根据本发明的一个或多个实施例的方法的流程图；
图6公开在本发明的实施例中形成第二函数的等式；
图7公开示出使用案例的示例1的结果的第一图表；以及
图8公开示出使用案例的示例2的结果的第二图表。
所有的附图都是示意性的，不一定按比例绘制，并且通常仅示出了为了阐明各个实施例所必需的部分，而其他部分可以被省略或仅被建议。除非另有说明，否则在多个附图中出现的任何附图标记在所有附图中指代相同的对象或特征。
具体实施方式
下文将参考附图更全面地描述本公开的各方面。然而，本文公开的方法和系统可以以许多不同的形式实现，并且不应被解释为限于本文阐述的方面。附图中相同的数字始终指代相同的元件。
本文使用的术语仅仅是为了描述本公开的特定方面，而并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“所述”也旨在包括复数形式，除非上下文另有明确地指示。
本文提出的实施例可以用于控制任何真实世界环境中的气流的温度和含水量，并且存在许多应用可以受益于本文提出的解决方案。然而，本发明人设想，在用于室内空间的气候控制系统中将获得本文呈现的实施例的最大优点，在这些室内空间中，气流的温度和湿度或含水量将被控制以达到设定值。作为本发明基础的一个重要认识是，诸如空气等介质的温度和含水量是共因变量，其中一个变量的值的变化也会引起另一个变量的值的变化。通过加热或冷却来改变诸如气流等介质的温度会影响气流的相对湿度，而通过加湿或除湿来改变空气的含水量是吸热或放热过程，这又会影响温度。通过根据本文描述的实施例基于测量的参数和定义空气的温度与含水量之间的关系的第二函数来确定介质的期望温度和含水量，与现有技术的解决方案相比，这些参数的控制得到了极大的改进。
本文公开的方法、系统和计算机程序产品实施例可以用于任何环境，并且可以通过如下方式来适应特定目的：将系统配置为测量系统的各个部分中的期望参数并且使用这样的测量结果作为输入，以及通过处理电路基于这样的输入和基于系统的特性以及提供给方法、系统和计算机程序产品的任何其他输入数据来确定第一函数。因此，所公开的解决方案可以是高度个性化的，并且适于有助于需要控制气流的温度和含水量的任何合适的目的。
当在本文中使用时，术语“含水量”应理解为指示存在于诸如气体或液体的流体中的水的量。含水量应理解为存在于流体中的水分子的量。
因此，含水量参数是指指示水分子存在流体中的流体参数。对于诸如空气等气体，含水量参数可以是以百分比表示的相对湿度，但是它可以替代地是可以测量的并且能够给出关于流体中含水量的信息的另一特性。对于诸如本发明系统中使用的介质等液体，含水量参数可以是在系统中任何地方获得的液体的蒸气压，但是它可以替代地是可以测量的并且能够给出关于液体中含水量的信息的另一特性。此类特性的示例包括液体的密度或电导率。还应该注意，不管被测量的特性如何，处理电路可以被配置为执行任何操作，用于将测量结果转换成适用于在系统中进一步处理的任何期望的形式，以便确定第一函数。
术语“可操作地连接”应理解为一个部件以这样的方式连接到另一个部件，即部件中的一个可以以某种方式影响另一个，或者物质或信号可以从一个部件传递到另一个部件。因此，可操作的连接可以包括导管或者电流可以在其中流动的有线连接，但是它可以替代地是无线连接，在该无线连接中，一个部件中的发送器可以发送由另一个部件中的接收器接收的信号。
当术语“参数”在本文中使用时，应理解为本身可以被检测和/或测量的特性，诸如温度或温度值，也可理解为可以基于检测和/或测量而确定的特性，诸如可以基于测量的相对湿度或测量的蒸气压确定的含水量。“参数”也应理解为已知特性和/或测量或检测和/或确定的特性。可以由接触装置制造商给出的已知接触装置参数的示例是接触装置的垫子中的凹槽的倾斜角度。测量或检测的参数的示例是垫的厚度，并且基于测量或检测的参数确定的参数的示例是接触装置参数α，该参数是接触装置中的空气速度的函数，并且可以基于所述空气速度的测量结果来确定。为了便于理解，首先描述系统架构，随后更详细地描述实现本发明的方法实施例和其他实施例。此后，在使用案例部分中描述了本发明非常有用的一些非限制性目的或应用。
系统架构
图1公开用于控制气流的温度和含水量的系统1，该系统包括接触装置10，气流A通过该接触装置，以便与在系统1中流动的介质M接触。在接触装置10中，热能和水蒸气在气流A与介质M之间传递，并且这用于控制气流A的温度，使得接近或优选达到或保持温度设定值T设定和含水量设定值wc设定。接触装置10被配置为能够实现介质与气流之间的接触，并且这是通过接触装置实现的，该接触装置包括介质M的流动和用于气流A的导管或通道，这些导管或通道被布置成使得气流A与介质M接触，使得热能和水蒸气可以从气流A传递到介质M和从介质M传递到气流A。
空气流A以任何合适的方式被输送到接触装置10，该方式包括提供被配置为将空气流A输送到接触装置10的导管，或者将接触装置10放置在空气可以循环或移动的空间(诸如房间)中以便形成空气流A。在一些实施例中，可以提供风机等形式的机械通风，用于向接触装置10产生稳定的空气流A，但是在其他实施例中，可以改为使用自然通风，其中空气以被动流动的方式移动通过空间或导管。
在第一实施例中，介质M是盐，其具有用作介质M并且向气流A传递热能和水蒸气以及从气流A传递热能和水蒸气的合适特性。合适的介质的示例是氯化钙(CaCl2)、氯化镁(MgCl2)和硫酸钾(K2SO4)，它们都非常适用于本发明。同样非常合适的其他盐是甲酸钠(NaCOOH)、乙酸钾、(KC2H3O2)、甲酸钾(KCOOH)、氢氧化钾(KOH)、氯化锂(LiCl)和硝酸镁(Mg(NO3)2)。然而，在一些实施例中，其他介质也可能是合适的，只要它们能够传输热能和水，并且能够将热能和水蒸气输送到气流A和从该气流传递热能和水蒸气。
接触装置10可以是蒸发垫或如将在下面的使用案例中进一步描述的液体到空气膜式能量交换器LAMEE，并且可选地，接触装置10也可以是任何其他类型，只要它能够在气流A与介质M之间实现热接触和质量传递接触，使得热能和水蒸气形式的水分子可以从一种介质传递到另一种介质。
在接触装置10中，该优选实施例中的气流A垂直于介质M流动，即气流A的流动与介质M的流动成90°的角度。气流A的流动与介质M的流动之间的角度可以稍微不同，并且仍然被认为是垂直的，因此术语“垂直的”在本文中应理解为80°-100°、优选地85°-95°、甚至更优选地87°-93°的角度。在其他实施例中，气流A的流动和介质M的流动可以是平行的，或者可以以另一角度相遇。基于热力学原理以及如何构建该系统的机械和技术方面的考虑，确定在该系统的特定用途中什么是合适的。系统1包括回路50，其中介质M从接触装置10流到第一控制装置20，向前流到第二控制装置30，并且进一步向前流到接触装置10，使得介质能够循环。第一控制装置20可以替代地被称为含水量控制装置20，并且被配置为当介质M在第一控制装置20中时响应于第一控制信号C1改变介质M的含水量。第一控制装置20被配置为响应于第一控制信号C1来改变含水量也可以被定义为应用含水量变化wc变化。这可以通过以下方式来实现：通过将水注入容纳或输送介质M的容器或导管中来增加介质M的含水量，或者通过添加一定量的介质M来降低含水量，该介质M的含水量小于导管或容器中已经存在的介质M的含水量，使得添加的介质M和已经存在的介质M的组合含水量降低。下面参考图2公开和讨论了第一控制装置20的一个特别有利的示例，并且下面的使用案例中给出和讨论其他示例。
回路50具有位于第二控制装置30上游的第一控制装置20是有利的，使得介质M在加热后仅需要在回路50中行进短距离，以保存介质M中的热能并避免在回路50的导管中发生冷却。然而，在一些实施例中，第二控制装置30可以改为放置在第一控制装置20的上游，并且这在这样的实施例中可能是特别有利的，即，缓冲器较小，使得系统1中的介质M的总量不会比在任何给定时间在回路50中循环的量大很多的。在通过第一控制装置20之后，介质M到达第二控制装置30，该第二控制装置可替代地被称为热能控制装置30，并且用于通过响应于第二控制信号C2在介质M通过第二控制装置30时加热或冷却介质M来调节介质M的温度。第二控制装置30因此被配置为响应于第二控制信号C2来改变介质M的温度也可以被定义为应用温度变化T变化。这可以通过以下方式来实现：加热介质M存在其中的导管或容器来增加热能，或者通过冷却所述导管或容器来去除热能。下面参考图2给出第二控制装置的一个特别有利的示例，并且在下面的使用案例部分中给出和讨论其他示例。
介质M从第二控制装置30传送到接触装置10，在接触装置中，介质M与气流A接触，以便传递热能和水蒸气。
系统1进一步包括用于测量介质M和气流A中的含水量和温度的多个传感器S1、S2、S3、S4，并且系统1还包括处理电路40，该处理电路被配置为接收来自所述传感器S1、S2、S3、S4的输入信号并且确定期望含水量变化wc变化和期望温度变化T变化，作为传感器输入的第一函数f1以及将气流A的含水量和温度之间的关系定义为共因变量的第二函数f2。下面的方法实施例部分详细描述了处理电路执行的步骤。
传感器包括第一传感器S1，该第一传感器被配置为测量介质的介质含水量参数wc介质，并且将指示介质含水量参数的信号发送到处理电路40。介质含水量参数wc介质是指示介质中水的量的参数，并且在第一实施例中被适当地测量为介质M的蒸气压。在其他实施例中，该参数可以替代地被测量为介质M的电导率或密度。在第一实施例中，第一传感器S1以这样的方式布置在系统1中，使得它能够在第二控制装置30下游但在接触装置10上游的回路50中测量介质含水量参数wc介质。这具有这样的优点，即，紧接在介质M进入接触装置10之前，介质M的介质含水量将是已知的。
传感器还包括第二传感器S2，该第二传感器被配置为测量介质T介质的介质温度，并且将指示空气温度的信号发送到处理电路。第二传感器S2在第一实施例中也布置在系统1中接触装置10的上游和第二控制装置30的下游，即在第二控制装置30与接触装置10之间的回路50中，以便能够在介质M进入接触装置10之前立即测量介质M的温度。这是有利的，因为紧接在介质M进入接触装置10之前，介质M的温度将是已知的。
在一些实施例中，第一传感器S1和/或第二传感器S2可以替代地放置在回路50的其他部分中，或者甚至与第一控制装置20或第二控制装置30或者系统1中存在的并且介质M流过的任何可选部件相连接。在一些实施例中，第一传感器S1和第二传感器S2可以被集成以形成单个部件。
系统1还包括第三传感器S3，该第三传感器被配置为测量气流的空气温度T空气，并且将指示空气温度的信号发送到处理电路40。第三传感器S3布置在下游区段D中，气流A在通过接触装置1之后通过该下游区段，使得在气流已经与介质M接触之后测量空气温度。通过测量接触装置10的下游，即在气流A已经与介质M接触之后，获得与介质M的接触如何能够使空气温度T空气接近设定值T设定的信息。此外，在一些实施例中，处理电路40被配置为确定误差函数，该误差函数包括测量的空气温度T空气和温度设定值T设定。处理电路40然后可以被配置为确定第一函数f1，使得误差函数最小化，即，使得由第三传感器测量的气流的实际空气温度T空气接近或甚至达到温度设定值T设定。在一些实施例中，可以确定温度和含水量的组合误差函数，如下面进一步描述的。
此外，系统1包括第四传感器S4，该第四传感器被配置为测量气流的空气含水量参数wc空气，并且将指示空气含水量参数的信号发送到处理电路40。空气含水量参数是指示含水量的参数(即，存在于气流中的水的量)，并且可以作为气流A的相对湿度或能够直接或间接给出气流A的含水量信息的任何其他合适的特性来测量。第四传感器可以是电阻传感器、电容传感器或露点传感器。替代地，第四传感器可以测量折射率，或者可以是被配置为检测或测量气流A中的蒸气压的传感器。
第四传感器S4也布置在下游区段D中，以便在气流A已经与接触装置10中的介质M接触之后测量气流A的空气含水量wc空气。通过测量接触装置10的下游，即，在气流A已经与介质M接触之后，获得与介质M的接触如何能够使空气含水量wc空气接近设定值wc设定的信息。此外，在一些实施例中，处理电路40被配置为确定误差函数，该误差函数包括测量的空气含水量wc空气和含水量设定值wc设定。处理电路40然后可以被配置为确定第一函数f1，使得误差函数最小化，即，使得由第四传感器S4测量的气流的实际空气含水量wc空气接近或甚至达到含水量设定值wc设定。在一些实施例中，可以确定温度和含水量的组合误差函数，如下面进一步描述的。
下游区段D可以是引导来自接触装置10的气流A的导管，或者它可以替代地是放置系统1的至少一部分的空间中的区域，只要气流A在已经与接触装置10中的介质M接触之后能够到达第三传感器S3和第四传感器S4。
系统1可以可选地包括附加传感器，这将在下面参考图2进行描述。
系统1中的传感器中的每一个可操作地连接到处理电路40，并且这可以适当地是有线连接或无线连接或它们的组合。
处理电路40可以呈控制单元的形式，该控制单元包括处理器并且能够访问存储器单元和接收来自传感器的呈信号形式的输入，以及向第一控制装置20和第二控制装置30发出呈控制信号形式的输出。处理电路的一个合适的实现方式是工控个人计算机，诸如倍福(Beckhoff)工控个人计算机，其包括编程和数字计算平台(诸如Matlab)。替代地，可以改为使用其他编程和数值平台，以及其他工业PC。在一些实施例中，处理电路40可以集成到一个部件中，该组件可选地还包括系统的其他部分，诸如存储器60。然而，在其他实施例中，处理电路40可以改为分布在系统1中。处理电路40进一步可以访问第二函数f2，该第二函数将空气温度T空气和空气含水量wc空气之间的关系定义为共因变量，使得空气温度T空气和空气含水量wc空气中的一者的值的变化影响另一者的值。因此，第二函数f2可以表示为f2(T空气，wc空气)。在第一实施例中，第二函数f2是一组等式(1)至(9)，这些将在下面更详细地描述。然而，应该注意，可以替代地使用空气温度T空气与空气含水量wc空气之间的任何关系，只要它能够定义空气温度和空气含水量中的一者的变化对另一者的影响。如图3所示，系统1可以包括存储器60或通信地连接到该存储器，存储器60被配置为存储数据，包括但不限于第二函数f2的一个或多个定义。在这些实施例中，处理电路40被配置为从存储器60接收或取得第二函数f2。
处理电路40因此被配置为接收来自传感器S1、S2、S3、S4中的每一个的信号，并且使用参数和第二函数f2来确定介质的期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化作为第一函数f1：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气))
其中，确定期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化使得在使用第一控制装置30和第二控制装置40应用期望的变化之后，流过接触装置10的气流A将通过与接触装置10中的介质M接触而接近预定的温度设定值T设定和预定的含水量设定值wc设定。
这意味着处理电路40以这种方式确定介质M的温度和含水量应该如何变化，使得离开接触装置10的空气流A基于测量的温度和含水量参数并且进一步基于空气温度和空气含水量的已知关系f2来达到或接近预定的设定值。通过选择空气温度和空气含水量的设定值，并且通过使用来自传感器S1、S2、S3、S4中的每个传感器的输入和第二函数f2，处理电路40能够确定如何在单个步骤中以节能和方便的方式达到这些设定值。
当已经确定了期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化时，处理电路40还被配置为生成第一控制信号C1，该第一控制信号被配置为使第一控制装置20将含水量变化wc变化应用于介质M，使得通过应用期望含水量变化f(wc介质，wc变化)，介质含水量从介质含水量参数wc介质的值变化。处理电路40还被配置为生成第二控制信号C2，该第二控制信号被配置为使第二控制装置将温度变化T变化应用于介质，使得通过应用期望温度变化f(T介质，T变化)，介质温度从测量的介质温度T介质变化。应用期望含水量变化f(wc介质，wc变化)，可以包括向第一控制装置20中的缓冲器添加水或从其中去除水，并且可以包括在一段时间内应用的一个单一变化或多个逐步变化中进行。类似地，应用期望温度变化f(T介质，T变化)可以包括增加或减少由第二控制装置30施加到介质的热，并且这种增加或减少可以作为单个变化或者作为随时间的多个逐步变化来实现。此外，期望含水量变化f(wc介质，wc变化)和期望温度变化f(T介质，T变化)可以呈分别包含当前含水量和含水量变化或者当前温度和温度变化的等式的形式。这样的等式可以是多项式、积分或任何其他合适的形式。
处理电路40还适当地可操作地连接到第一控制装置20和第二控制装置30，并且被配置为通过向第一控制装置20和第二控制装置30发送第一控制信号C1和第二控制信号C2来控制它们。
在第一实施例中，第一控制信号C1可以通过打开或关闭阀和/或通过操作至少一个泵和/或用于任何其他合适部件的至少一个注射器或者增加或减少介质M的含水量，来使第一控制装置20应用含水量变化。
此外，在第一实施例中，第二控制信号C2可以通过升高或降低与介质M热接触的加热元件的温度或者通过操作至少一个阀和/或至少一个泵或任何其他合适部件来升高或降低介质M的温度，来使第二控制装置20应用温度变化。
系统1还可以包括至少一个循环机构，诸如泵51等(见图2)，用于使介质M在回路50中循环。
现在将参考介质M在回路50中的流动更详细地描述系统1的功能和操作。
在与气流A接触之后，通过接触装置出口12离开接触装置10的介质M被输送到第一控制装置20，在该第一控制装置中，介质M的含水量响应于第一控制信号C1而被调节。下面参考图2更详细地公开一种调节方式，并且下面在使用案例中还进一步描述了其他方式。在一些实施例中，调节介质的含水量可能导致介质M离开第一控制装置20，以便在回路50中前进，该回路具有使气流A达到含水量设定值wc设定的含水量，但是在其他实施例中，介质M可以改为具有使气流A接近含水量设定值wc设定的含水量，使得空气含水量wc空气与含水量设定值之间的误差减小。第一控制装置20包括连接到接触装置10下游的回路50的第一控制装置入口21，并且还包括第一控制装置出口22，该第一控制装置出口连接到第一接触装置20下游的回路50，使得介质M可以前进到第二控制装置30并且通过第二控制装置入口31进入。
在离开第一控制装置20之后，介质M因此被输送到第二控制装置30，在该第二控制装置中，其温度响应于第二控制信号C2而被调节。在一些实施例中，离开第二控制装置30的介质M具有通过与接触装置10中的气流A热接触而使气流A达到温度设定值T设定的温度。在其他实施例中，介质M在离开第二控制装置30时具有使空气温度接近温度设定值T设定的温度，使得空气温度与温度设定值T设定之间的误差减小。
响应于第一控制信号C1在第一控制装置20中应用的含水量变化以及响应于第二控制信号C2在第二控制装置30中应用的温度变化使介质M获得含水量和温度，使得气流A通过在接触装置10中与介质M接触而接近或达到含水量设定值wc设定和温度设定值T设定。因此，介质的含水量和温度在单个步骤中改变，因为含水量和温度都响应于使用第二函数f2确定第一函数f1而改变，该第二函数将空气含水量wc空气和空气温度T空气之间的关系定义为共因变量。然后，介质M从第二控制装置30的第二控制装置出口32在回路50中被输送到接触装置入口11，并且被插入到接触装置10中，在该接触装置中，介质M与气流A之间的接触使热能和水蒸气从介质M输送到气流A，反之亦然。在一些情况下，气流A从介质M接收水蒸气和/或热能，并且在一些情况下，改为介质M从气流A接收水蒸气和/或热能。取决于温度设定值T设定和含水量设定值wc设定，能够将热能和水蒸气选择性地从气流A和介质M中的一者传递到另一者，这是本发明的一大优点。
第一传感器S1和第二传感器S2在第一实施例中被配置为测量在第二控制装置30与接触装置10之间的回路50中的介质M的含水量和温度，即在介质M的含水量和温度已经被调节之后。在一些实施例中，第一传感器S1和/或第二传感器S2可以改为被配置为测量回路50的其他部分(诸如紧接接触装置10的下游或者在第一控制装置20与第二控制装置30之间的部分)中的介质M。
在操作期间，系统1被适当地配置为重复地测量接触装置10下游的介质M和气流A的含水量和温度，并且处理电路40被配置为重复地接收来自传感器S1、S2、S3和S4中的每个传感器的信号，并且使用测量的参数和/或测量的值作为输入来更新第一函数f1。此外，处理电路40被配置为响应于更新的第一函数f1来更新第一控制信号C1和第二控制信号C2。由此，在第一控制装置20和第二控制装置30中重复地调节介质M的温度和含水量。
应该注意，本文描述为测量介质M的参数和/或参数值的传感器可以被配置为在回路50中或者在输送介质M的任何其他导管中执行测量。然而，这样的传感器可以替代地被配置为测量侧导管或类似物中的参数和/或值，在该侧导管或类似物中输送一定量的介质M并且不形成回路50的一部分，只要测量的参数和/或值能够给出诸如温度、含水量等特性或在系统1中循环的介质M的另一特性的信息。类似地，本文描述为测量气流A的参数和/或值的传感器可以被配置为在将气流A引导到接触装置或将其从接触装置引导出的导管中执行测量，但是传感器可以替代地在单独的导管中或在空气流A被引导通过接触装置10之前或之后通过的区域中执行这样的测量。在一些实施例中，结合接触装置10或在接触装置内部执行这样的测量也是合适的。
图2公开系统1的第二实施例，并且包括呈第五传感器S5和第六传感器S6形式的附加传感器。第五传感器S5被配置为测量气流的上游空气温度T上游，并且通过有线连接或无线连接向处理电路40发送指示温度的信号。第六传感器S6被配置为测量气流A的上游空气含水量参数wc上游，并且将指示上游空气含水量的信号发送到处理电路40。上游空气含水量参数是指示气流A中水的量的参数。第五传感器S5和第六传感器S6被配置为测量上游区段U中的上游空气温度和上游空气含水量，该上游区段是气流A在流过接触装置之前通过的区段。以这种方式，第五传感器S5和第六传感器S6能够在气流A到达接触装置10之前测量气流A的这些特性。
处理电路40被配置为从第五传感器S5接收包括测量的上游空气温度T上游的第五输入信号，并且还从第六传感器S6接收包括测量的上游空气含水量wc上游的第六输入信号。此外，在第二实施例中，处理电路40被配置为还基于从第五传感器S5和第六传感器S6接收的参数来确定第一函数f1，使得第一函数f1被确定为：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，T上游，wc上游)。
这具有这样的优点，即，不仅能够考虑当气流A离开接触装置10时的温度和含水量的值，而且能够考虑气流A进入接触装置10之前的温度和含水量的值。处理电路因此被配置为能够考虑温度设定值和含水量设定值与上游空气温度和上游空气含水量的相差程度。
此外，处理电路40被适当地配置为在确定第一函数f1时也使用至少一个接触装置参数cd。第一函数f1然后定义为：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，cd)
至少一个接触装置参数cd可以是预定的，并且可以包括在存储器60中，或者以另一种方式对处理电路40可用。然而，至少一个接触装置参数cd可以替代地使用来自系统1的传感器中的至少一个传感器的输入信号来确定。至少一个接触装置参数cd也可以可选地具有预定值，但是可以使用传感器输入和/或在系统1中测量或检测的或作为来自外部单元或来自操作人员的输入给出的其他合适的输入以合适的间隔进行调节。
一个接触装置参数cd可以是气流A的质量流量。这可以通过测量在接触装置10上游或下游或者接触装置10本身内部的空气的流量来确定。如果质量流量高，这指示气流A与介质M之间的接触时间短，而质量流量越小，则指示接触时间越长。通过使用气流A的质量流量作为接触装置参数cd，处理电路40能够确定介质M的期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化，使得可以补偿更短或更长的接触时间。与每单位时间仅传递少量的水蒸气或热能相比，能够根据每单位时间是否需要传递大量的水蒸气或热能来调节介质M的温度和/或含水量是有利的。
另一接触装置参数cd适当地是介质M的质量流量。这可以通过使用至少一个附加传感器S7来测量与接触装置10相关的或者在接触装置10的上游或下游的回路50中的介质M的流量来确定。在图2中，附加传感器S7被示出在接触装置10的下游，但是应该注意，附加传感器S7的其他布置同样是可能的，只要附加传感器S7能够测量介质M的流量。知道介质M的质量流量是有利的，因为大的质量流量指示每单位时间有大量的介质M进入接触装置10，而较低的质量流量则指示每单位时间有较少量的介质M进入接触装置10。这又使得处理电路能够使用该信息来确定或更新第一函数f1，使得可以确定介质M的温度和含水量，以能够将热能和水蒸气传递到气流A，从而接近或达到温度设定值和含水量设定值。
另一接触装置参数cd适当地是背压。这可以是在系统1的任何给定实施例中使用的特定接触装置10的已知参数，但是替代地，它可以在系统1的使用之前或期间被测量或估计，并且由于在系统1的长期使用期间可能出现的变化，它也可以可选地在使用期间被更新。背压和其他接触装置参数cd可以用作第二函数f2中的参数，以便定义空气温度与空气含水量之间的关系。
图2的第二实施例中的第一控制装置20包括保存一定量介质M的缓冲器B。该量可以很大，例如是在系统使用期间在回路50中循环的介质M的体积的至少十倍，或者甚至是所述体积的至少一百倍。然而，缓冲器B中的量也可以更小，例如小于在任何给定时间在回路50中循环的介质M的体积的五倍。缓冲器B中较大量的介质M有利于确保介质M始终可以供应到回路50中，并且可以根据需要连续地或以合适的间隔从介质M中添加和去除水。然而，较小的缓冲器B是有利的，因为缓冲器B中介质M的含水量的任何变化将很快对回路50中的介质M产生影响，因为缓冲器B中水的添加或去除将影响当前被引入第一控制装置20下游的回路50中的介质M。
第二实施例的第一控制装置20被配置为通过将水直接注入缓冲器中来添加水以增加介质含水量。这是通过第一控制信号C1来实现的，该第一控制信号被配置为使添水阀u3打开，然后通过该阀将水供应到缓冲器B中。第一控制装置20被配置为通过控制经由添水阀u3流入缓冲器中的水来控制添加的水的量，并且通过根据需要打开和关闭添水阀u3，可以精确地调节该量。为了去除水，第一控制装置20改为被配置为响应于第一控制信号C1来操作再生阀u4，使得缓冲器B中的一定量的介质M从缓冲器B被输送以再生。再生可以与第一控制装置20结合或在该第一控制装置内部进行，但是在一些实施例中，替代地可以在放置在系统1的另一部分中或者甚至在系统1外部的单独的再生单元中进行。在这样的实施例中，再生供应导管23被布置成将介质M从缓冲器B供应到这样的再生单元，在该再生单元中，通过再生从介质M中去除水。该过程在本领域中是众所周知的，在此不再详细描述。缓冲器B中的介质M的含水量可以通过从水导管25注入水来增加。
再生排放导管24将再生介质M从再生单元供应到缓冲器B，在该缓冲器中，该再生介质与已经存在于缓冲器B中的介质M混合。在一些实施例中，再生介质M可以改为直接供应到第一控制装置出口22。可以通过响应于第一控制信号C1选择性地操作再生阀u4来控制再生的介质M的量。
当提供大的缓冲器B时，与使用较小的缓冲器B的实施例相比，可以在更长的时间段内进行介质M的再生，以应用含水量的变化。这是因为，与缓冲器B中的介质M相比，缓冲器B中的介质M的含水量的变化总体上取决于再生介质的量。
在回路50中的第一控制装置20的下游，泵51可以设置为将介质M朝向第二控制装置30泵送。这具有这样的优点，即，适当地通过处理电路使泵响应于第三控制信号而运行可以控制回路50中介质M的流量。替代地，泵可以被设置为每单位时间泵送预定体积，并且只要系统1是活动的，就继续该操作。在一些实施例中，泵51可以放置在回路50的其他部分，并且也可以替代地使用多个泵。在第二实施例中，过滤器52也被设置用于过滤介质M以去除任何杂质。在一些实施例中，滤波器52可以被放置在回路50的其他部分中，或者替代地与第一控制装置20和第二控制装置30中的一者连接。
第二实施例中的第二控制装置30包括至少一个热交换器H，该热交换器可以布置在第二控制装置30内部，或者可以布置为单独的单元，然后热交换器供应导管33布置成向该单元供应介质M。在单独的热交换器中被加热或冷却之后，热交换器排放导管34被设置成将介质M返回到第二控制装置30。为了将介质M输送到热交换器H，可以与除热阀u2一起设置添热阀u1。适当地，可以设置两个单独的热交换器，每个热交换器用于加热介质M或冷却介质M，并且介质M的供应分别由添热阀u1和除热阀u2控制。第二控制装置30然后被适当地配置为响应于第二控制信号C2来操作添热阀u1和除热阀u2，以选择性地提供要被加热或冷却的介质M，以便应用温度变化T变化。如前所述，在第二控制装置30的下游，介质M被供应给接触装置10。
在一些实施例中，第一控制装置20和第二控制装置30可以组合成一个单个部件，并且在其他实施例中，它们可以改为分成多个单独的单元，这些单元在介质M已经从接触装置出口12排出之后根据需要相互作用以改变介质M的含水量和温度，以便为介质M再次进入接触装置10的接触装置入口11做准备。
图3公开处理电路40和系统1的其他部分，这些部分被配置为通过向处理电路40发送信号或者通过从处理电路40接收信号来与处理电路40通信。因此，处理电路40被配置为接收来自第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S3、第四传感器S4的传感器输入，并且还适当地接收可选的第五传感器S5、第六传感器S6和/或附加传感器S7的传感器输入。
处理电路40基于接收到的参数并且还基于第二函数f2以及适当地可选的至少一个接触装置参数cd，使用第一函数f1来确定期望的变化值。在该实施例中，存储器60可以被配置为存储来自系统中包括的任何或所有传感器的一个或多个测量的参数和/或值和/或至少一个接触装置参数cd，并且处理电路40被配置为从存储器60接收或取得该一个或多个测量的参数和/或值和/或该至少一个接触装置参数。存储器60可以适当地存储随时间变化的测量参数和/或值。然后，处理电路40生成第一控制信号C1和第二控制信号C2，并且适当地将它们分别传送到第一控制装置20和第二控制装置30，在该第一控制装置和该第二控制装置中，响应于所述控制信号C1、C2调节介质M的含水量和温度。
将在下面进一步更详细地公开处理电路40使用的第二函数f2。由于第二函数f2以及传感器输入的使用，系统1能够以高度省时和成本有效的方式控制气流A的含水量和温度，并且避免现有技术系统的常见问题，即，改变气流的温度和含水量中的一者会引起另一者的变化，然后需要对该变化进行补偿。通过在确定期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化时应用第二函数f2，并且由此考虑空气温度和空气含水量的相互依赖性，对这种补偿的需要被最小化或甚至消除。
处理电路40可以使用至少一个比例-积分-微分控制器(PID)来适当地确定第一函数f1。如果使用多于一个PID，则它们适当地共享第二函数f2并且以合适的间隔相互通信，以便以有效的方式控制介质M的含水量和温度。
在一些实施例中，处理电路改为使用线性二次调节器LQR来确定第一函数f1。替代地，处理电路40改为使用模型预测控制MPC来确定第一函数f1。LQR和MPC的优点在上面的发明内容部分已经给出。
系统1能够以在系统1的可操作范围内的空气温度T空气和空气含水量wc空气的设定值操作。例如，如果第二控制装置30能够将介质M冷却到7℃的最低温度，并且将介质M加热到45℃的最高温度，则温度设定值被适当地设置在7℃-45℃的范围内。在一些实施例中，替代地，可以在该范围之外的设定值下操作，但是应当理解，系统1的最成本有效的操作在该范围内。如果期望改变可操作范围，这可以通过将第二控制装置30配置为能够将介质加热和/或冷却到甚至更高或更低的温度来实现，从而更新操作范围或形成新的范围。类似地，介质M的含水量受到第一控制装置20和介质M本身的特性的限制。系统1的可操作范围由介质M可以容纳多少水来确定。作为示例，氯化镁(MgCl2)可以在该范围的下限携带约33％的水，并且该范围的上限可以由注入缓冲器中的水的量来确定。在一些实施例中，附加传感器S7可以是被配置为测量系统1中不同参数的多个传感器。在一个实施例中，这样的参数可以是接触装置10上游、接触装置10下游或接触装置10内部或与接触装置相关的空气速度。
方法实施例
现在将参考图4和图5描述本发明的计算机实现的方法。如图4所示的计算机实现的方法包括：
在步骤110中：在处理电路40中接收来自第一传感器S1、第二传感器S2、第三传感器S3和第四传感器S4的参数。这些参数是如上所述测量的wc介质、T介质、T空气和wc介质。
在步骤120中：使用处理电路40基于接收的参数和第二函数f2将介质M的期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化确定为第一函数f1：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气))
第二函数f2(T空气，wc空气)将空气温度T空气与空气含水量wc空气之间的关系定义为共因变量，使得空气温度T空气和空气含水量wc空气中的一者的值的变化影响另一者的值。
在一个特别有利的实施例中，第二函数f2由一组等式(1)至(9)给出，并且解释如下。以下呈现的等式(1)至(9)也在图6中示出。
设A是接触装置10的相互作用表面中的气流与介质之间的接触面积，并且设Ts是相互作用表面中的介质温度T介质。设Ta是相互作用表面中气流温度T空气，并且设α是热的传输常数，并且β是水蒸气质量流量的传输常数。此外，设Pvs是介质的蒸气压，Pva是空气的蒸气压，q是介质与气流之间的水的传质，并且P是介质与空气之间的传热。
溶液与空气之间的传热P和传质q取决于温度和蒸气压差以及一些恒定的传输常数α和β。α和β又是空气速度、空气湍流和相互作用表面物理特性的函数。对于与本发明一起使用的接触装置10来说，α和β可以是已知的，并且可以用作接触装置参数，或者可以替代地在使用之前或期间被确定或测量，并且如果适合于补偿接触装置和气流的特性变化，可以替代地在使用期间被更新。
期望具有具有高α和β的设置。还期望介质与空气之间具有高接触面积A。高表面积A有利于高传热和高传质。还应该注意，α和β是空气速度的函数。例如，α可以确定为α＝12.12-1.16v+11.6v1/2。
α和β也可以确定系统的可操作范围，即介质M中可能携带的含水量的范围。
传热和传质可以表示为，或者至少近似为：
P＝α(v)A(Ts-Ta) (1)
q＝β(v)A(Pvs-Pva) (2)
设RHa是气流的相对湿度，并且设wa是溶液的水分活度。这里，应该注意，介质的水分活度wa取决于介质中的含水量。
使用安托万方程，空气的蒸气压可以表示为：
其中Am、Bm和Cm是安托万常数。使用相同的方法，
溶液的水压可以表示为：
其中wc是介质中的含水量wc介质。这里应该注意，等式(3)和(4)都取决于空气的温度T空气和介质的温度T介质。
因此，以上给出的四个等式(1)至(4)定义了热传递P与质量传递q之间的关系。
代替安托万方程，可以使用瓦格纳方程或任何其他描述空气中蒸气压的方程。
α是空气速度的函数。α的典型值可以是26，其中环境空气以2m/s的空气速度移动。β也是空气速度的函数。水分活度wa是介质M中含水量的函数，并且取决于所使用的介质M。
因此，空气或介质中的温度改变将对空气与介质之间的质量传递产生影响。此外，当水在空气与介质之间转移时，会发生相变。相变过程中的汽化焓/冷凝焓将影响空气的温度T空气和介质的温度T介质。设Ev是汽化焓/冷凝焓，并且设wc是介质中的含水量，wc介质。相变产生的热PEv由下式给出：
PEv＝Ev(Ta)q (5)
空气温度Ta和介质温度Ts作为时间的函数如何变化可以表示为：
空气含水量xa和介质含水量wa作为时间的函数如何变化可以表示为：
/>
其中，Cps和Cpa分别是介质和空气的比热容，并且ms和ma是溶液和空气的质量。因此，多变量控制方法是合适的。Ev是介质温度Ts的函数。
在一些实施例中，诸如环境温度、环境压力或其他参数的环境参数也可以用于确定上面结合第二函数f2的等式提到的至少一些参数。
通过使用这些等式作为第二函数f2，处理电路40能够以克服现有技术缺点的有利方式确定第一函数f1，从而实现对空气流A的含水量和温度的有效控制。
在一些实施例中，以上给出的等式可以在本发明的范围内修改或改变，只要第二函数f2能够将空气温度T空气与空气含水量wc空气之间的关系定义为共因变量，使得空气温度T空气和空气含水量wc空气中的一者的值的变化影响另一者的值。
这意味着第二函数f2可以包括至少一个定义这种关系的等式。在一些实施例中，第二函数f2不取决于任何接触装置参数cd，诸如上面提到的α和β。在其他实施例中，第二函数f2包括以上在等式(1)至(9)中给出的参数，并且还包括其他参数和它们之间以及它们与以上在等式(1)至(9)中给出的参数中的至少一个参数之间的关系。
应该注意，上面给出的一组等式被视为定义空气温度与空气含水量之间关系的一种有利方式。使用这组等式能够可靠和有效地控制气流的温度和含水量，但是特别应该注意，在本发明的范围内，可以替代地使用其他组等式或等式(1)至(9)的修改形式。
该方法还可以包括，在可选步骤125中：在处理电路中接收或取得第二函数f2。
如本文所述，可以从存储器60接收或取得第二函数f2。在一些实施例中，重复地执行可选步骤125，使得第二函数f2被不止一次地接收或取得。
该方法还包括：
在步骤130中：使用处理电路来生成第一控制信号C1和第二控制信号C2。第一控制信号C1被配置为使第一控制装置120将含水量变化wc变化应用于介质M，使得介质含水量从介质含水量参数wc介质的值变化期望含水量变化f(wc，wc变化)。此外，第二控制信号C2被配置为使第二控制装置将温度变化T变化应用于介质，使得介质温度从测量的介质温度T介质变化期望温度变化f(T介质，T变化)。在一些实施例中，期望含水量变化f(wc，wc变化)的变化可以呈含水量变化wc变化的加法或减法的形式，但是在其他实施例中，在介质含水量参数的值和期望含水量变化之间可以存在不同的关系，使得期望含水量变化可以通过积分或其他数学运算来获得。类似地，介质温度参数值与期望温度变化之间的关系可以呈加法或减法的形式，或者可以替代地是另一种数学关系。
图5公开包括可选步骤的本发明的方法。因此，图5的实施例还包括：
在一个或多个实施例中，重复地执行如上所述步骤110、120和130。
在可选步骤150中：在处理电路中接收来自可选的第五传感器、第六传感器和/或附加传感器的参数。使用由第五传感器S5和/或第六传感器S6测量的上游参数允许确定由接触装置10中的相互作用引起的空气含水量和空气温度的变化有多大。此外，由附加传感器S7测量的参数允许确定系统1的回路5的不同部分中的介质M的参数差异。在一些实施例中，重复地执行可选步骤150。
在可选步骤160中：在处理电路中接收或访问至少一个接触装置参数cd。这样的接触装置参数可以包括在诸如存储器60的存储器中，或者以其他方式可用于处理电路。使用接触装置参数允许确定第一函数f1也考虑影响接触装置10内部的介质M和气流A的相互作用的因素。在一些实施例中，也重复地执行可选步骤160。
此外，该方法可以包括：
在可选步骤170中：将第一控制信号发送到第一控制装置120，并且将第二控制信号发送到第二控制装置130。
在可选步骤180中：响应于所述第一控制信号改变介质含水量，以及
在可选步骤190中：响应于所述第二控制信号改变介质温度。
在一些实施例中，处理电路40被配置为连续地执行该方法的步骤，而在其他实施例中，处理电路40可以改为被配置为以预定间隔或响应于传感器输入与期望值的差异超过预定阈值来执行该方法。适当地，处理电路可以被配置为确定空气温度T空气和空气含水量wc空气的误差函数，并且处理电路可以确定期望温度变化和期望含水量变化，以便最小化该误差函数。因此，总误差可以由误差tot＝c1·误差wc+c2·误差T给出，其中C1和C2是在系统1的使用期间可以可选地更新的常数。在一些实施例中，连续进行再生，以便从介质M中去除水，并且在这样的实施例中，第一控制信号C1可以控制阀的位置，使得它们打开到一定程度，从而允许每单位时间给定体积的介质M被输送到再生。
在一些实施例中，该方法包括以给定的时间间隔接收传感器输入，并且处理电路40被配置为接收传感器输入，并且以一定间隔生成第一控制信号和第二控制信号，使得介质的温度和含水量被改变。在其他实施例中，该方法包括接收传感器输入，并且处理电路40被配置为连续地接收传感器输入，并且确定接收的测量结果与设定值之间的差。然后，当差大于给定阈值时，或者当测量值与设定值的差大于预定量时，生成第一控制信号和第二控制信号。
在一些实施例中，包含不同含水量的介质M的多个缓冲器可以用在第一控制装置20中，并且第一控制信号可以被配置为使第一控制装置20确定哪个缓冲器或缓冲器的哪个组合要用于从第一控制装置20排放介质M。以这种方式，可以更快速地改变介质M的含水量。再生可以连续地进行或间隔进行，以便将每个缓冲器的含水量保持在期望水平。
使用案例：
示例1
在该示例中，本发明的系统和方法用于控制室内空间中空气流的温度和含水量。
接触装置呈由HUTEK制造的纤维素基垫CeLPad 0760的形式。CeLPad 0760具有45/15的凹槽角度配置，并且增加了介质与气流之间的接触时间。在该系统中，使用了组合式过滤器和泵(PACER)，并且第二控制装置是热交换器(由阿法拉伐公司(ALFA LAVAL)制造)。第一控制装置包括体积为150升的缓冲器，并且通过将水注入缓冲器中来增加含水量并且通过使介质再生来减少含水量。介质本身是甲酸钾或替代地是乙酸钾。两种介质都被使用并且示出产生相似的结果。
处理电路包括MPC调节器，用于确定第一函数并且达到期望含水量变化和期望温度变化。
使用MPC调节器和瑞典乌普萨拉市的真实天气条件的模拟结果如图7所示。使用PID调节器执行的第二模拟获得了非常相似的结果。
系统操作24小时，在此期间环境空气的湿度和温度如下所示变化。温度设定值设定在20℃，并且含水量设定值为相对湿度50％。
该系统能够补偿含水量和温度的变化，使得通过接触装置后的空气流的特性处于温度设定值和含水量设定值，或者仅稍微偏离这些设定值。特别应该注意，当系统不再需要从空气流中去除水蒸气而是向空气流中添加水蒸气时，发生在约9小时的变化被系统有效地处理，使得蒸发垫下游的空气流在该变化之前和之后都接近或保持在设定值。
蒸发垫下游空气流的含水量有一些变化，因为上游空气流的含水量从18小时以后变化更快，但是系统仍然能够提供没有突然变化的平滑曲线。
还应该注意，该系统能够产生稳定的输出，使得空气的含水量和温度保持稳定，尽管在该系统使用的整个时间内空气的环境含水量和环境温度都有变化。
例2
在该示例中，使用与上述示例1中相同的设置，但是系统现在被给予含水量设定值，该设定值在系统运行的整个24小时中显著低于环境空气的含水量。因此，系统将控制温度，但是仅提供空气流的除湿。在该示例中，温度设定值为20℃，并且含水量设定值为相对湿度50％。
使用MPC调节器和瑞典乌普萨拉市的真实天气条件的模拟结果如图8所示。使用PID调节器执行的第二模拟获得了非常相似的结果。
特别应该注意，即使在从8小时到13小时的间隔中环境空气的含水量变化期间(在曲线系统进气相对湿度中示出)，通过接触装置之后的空气流的含水量也保持在含水量设定值或接近含水量设定值。同时，环境空气的温度变化(在曲线系统进气温度中示出)由系统处理，使得已经通过接触装置的输出空气的温度快速返回到温度设定值。
例3
在该示例中，将本发明的系统和方法与用于控制温度和对建筑物中的空气除湿的现有技术系统和方法进行比较。
该建筑物包括一个517m2的办公空间，并且位于湿热的位置，需要对室内空气进行除湿和温度控制。办公空间全年周一至周五7点-17点使用。选择的温度设定值T设定是16℃，并且选择的含水量设定值wc设定是相对湿度60％。
办公空间中的最大气流是1300l/s，并且存在提供室内空气循环的空气分配系统。空气分配系统是VAV(可变风量)系统。
在现有技术的系统中，通过使用冷却盘管使空气中的湿气冷凝来提供除湿，使得空气以冷凝物的形式被去除。在第二步骤中，空气在释放到办公空间之前，在加热电池中被再次加热。在该示例中使用的现有技术系统是通常使用的常规系统，诸如具有冷却和加热的空气处理单元。
本发明的系统包括接触装置，该接触装置在该示例中被实现为CeLPad 0760形式的蒸发垫。第一控制装置具有2m3的缓冲器，其中可以通过将水直接注入缓冲器来增加含水量并且通过使介质再生来降低含水量。由于含水量的设定值低于办公楼所在位置的空气的典型含水量，因此在系统使用期间对介质进行了再生，但没有向缓冲器中添加附加的水。第二控制装置实现为板式热交换器。介质是乙酸钾。在该示例中，处理电路呈LQR调节器的形式。
现有技术的系统连续使用365天，即一整年，并且本发明的系统也使用相同的天数。在此期间，诸如环境温度和环境湿度等外部因素没有显著差异。测量能耗，并且结果列于下表1中。
表1
可以看出，使用本发明的系统显著降低了办公楼的能耗。还应注意，当允许更高的供应温度(即，供应到第二控制装置的冷却水的更高温度)时，可以实现这些结果。
对于现有技术的系统和本发明的系统，其它特征(诸如通过系统的空气的流量、系统上游的气流的温度和系统下游的温度，即与系统中的介质接触后的返回温度)是相同的。此外，系统下游的含水量是相同的。总之，本发明的系统能够实现与现有技术系统相同的结果，但是使用明显更少的能量，这是因为使用本发明的方法可以调节空气流的含水量和温度。
其他实施例
在一个或多个实施例中，提供了一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，这些指令在由系统1的处理电路40执行时，使系统1执行本文公开(换句话说，在权利要求、发明内容或具体实施方式中)的任何方法中定义的方法。
非暂时性计算机可读存储介质可以存储指令，这些指令在由系统1的处理电路40执行时，使系统1：接收第一输入信号、第二输入信号、第三输入信号和第四输入信号，确定介质的期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化作为第一函数f1，以及生成第一控制信号C1和第二控制信号C2。
非暂时性计算机可读存储介质可以进一步存储指令，这些指令在由用于控制气流的温度和含水量的系统1的处理电路40执行时，使系统1执行结合图4至图5呈现的实施例中的任何实施例的方法步骤。
应该注意，来自本文描述的各种实施例的特征可以自由组合，除非这种组合被明确声明为不合适。
Claims (30)
1.一种用于控制气流的温度和含水量的系统，所述系统(1)包括：
-接触装置(10)，所述接触装置(10)用于在介质与流过所述接触装置的气流之间传递热能和水蒸气，并且所述接触装置(10)被配置为允许所述介质与所述气流之间的接触，在所述接触中传递热能和水蒸气，
-第一控制装置(20)，所述第一控制装置用于控制所述介质的含水量，
-第二控制装置(30)，所述第二控制装置用于控制所述介质的温度，
其中所述接触装置(10)、所述第一控制装置(20)和所述第二控制装置(30)连接成使得所述介质能够在包括所述接触装置(10)、所述第一控制装置(20)和所述第二控制装置(30)的回路(50)中流动，
所述系统(1)进一步包括被配置为控制所述第一控制装置(20)和所述第二控制装置(30)的处理电路(40)，并且
所述系统(1)包括：
-第一传感器(S1)，所述第一传感器被配置为测量所述介质的介质含水量参数wc介质，并且将指示所述介质含水量参数的信号发送到所述处理电路，所述介质含水量参数是指示所述介质中水的量的参数，
-第二传感器(S2)，所述第二传感器被配置为测量所述介质的介质温度T介质，并且将指示所述温度的信号发送到所述处理电路，
并且所述系统(1)进一步包括：
-第三传感器(S3)，所述第三传感器被配置为测量所述气流的空气温度T空气，并且将指示所述温度的信号发送到所述处理电路，
-第四传感器(S4)，所述第四传感器被配置为测量所述气流的空气含水量参数wc空气，并且将指示所述空气含水量参数的信号发送到所述处理电路，所述空气含水量参数是指示所述气流中水的量的参数，
其中所述第三传感器和所述第四传感器被配置为测量下游区段中的空气温度和空气含水量，所述下游区段是所述气流在流过所述接触装置之后经过的区段，
其中所述处理电路(40)被配置为通过以下方式控制经过所述接触装置的所述气流的空气温度和空气含水量：
-从所述第一传感器接收包括所述介质含水量参数wc介质的第一输入信号，
-从所述第二传感器接收包括测量的介质温度T介质的第二输入信号，
-从所述第三传感器接收包括测量的空气温度T空气的第三输入信号，
-从所述第四传感器接收包括测量的空气含水量参数wc空气的第四输入信号，
基于接收的参数，将所述介质的期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化确定为第一函数f1：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气))其中第二函数f2(T空气，wc空气)将所述空气温度T空气与所述空气含水量wc空气之间的关系定义为共因变量，使得所述空气温度T空气和所述空气含水量wc空气中的一者的值的变化影响另一者的值，并且
其中，确定所述期望温度变化T变化和所述期望含水量变化wc变化使得流过所述接触装置的所述气流通过与所述接触装置中的所述介质接触而接近预定的温度设定值T设定和预定的含水量设定值wc设定，
-生成第一控制信号，所述第一控制信号被配置为使所述第一控制装置将所述含水量变化wc变化应用于所述介质，使得所述介质含水量从所述介质含水量参数wc介质的值变化所述期望含水量变化f(wc介质，wc变化)，并且
-生成第二控制信号，所述第二控制信号被配置为使所述第二控制装置将所述温度变化T变化应用于所述介质，使得所述介质温度从所述测量的介质温度T介质变化所述期望温度变化f(T介质，T变化)。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路进一步被配置为：
-重复地接收所述第一输入信号、所述第二输入信号、所述第三输入信号和所述第四输入信号，
-更新所述第一函数f1，
-基于所述更新的第一函数f1更新所述第一控制信号和所述第二控制信号。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述系统(1)进一步被配置为将所述第一控制信号发送到所述第一控制装置(20)，并且响应于所述第一控制信号改变所述第一控制装置(20)中的所述介质含水量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述系统(1)进一步被配置为将所述第二控制信号发送到所述第二控制装置(30)，并且响应于所述第二控制信号改变所述第二控制装置(30)中的所述介质温度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，进一步包括：
-第五传感器(S5)，所述第五传感器配置为测量所述气流的上游空气温度T上游，并且将指示所述温度的信号发送到所述处理电路，
-第六传感器(S6)，所述第六传感器被配置为测量所述气流的上游空气含水量参数wc上游，并且将指示所述上游空气含水量的信号发送到所述处理电路，所述上游空气含水量参数是指示所述气流中水的量的参数，
其中所述第五传感器和所述第六传感器被配置为测量上游区段中的上游空气温度和上游空气含水量，所述上游区段是所述气流在流过所述接触装置之前经过的区段，
并且其中所述处理电路进一步被配置为：
-从所述第五传感器接收包括测量的上游空气温度T上游的第五输入信号，
-从所述第六传感器接收包括测量的上游空气含水量wc上游的第六输入信号，
并且所述处理电路进一步被配置为确定所述第一函数f1：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，T上游，wc上游)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述处理电路(40)进一步被配置为基于所接收的参数以及所述接触装置的至少一个接触装置参数cd将所述第一函数f1确定为：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，cd)。
7.根据权利要求6所述的系统，其中一个接触装置参数cd是通过所述接触装置的所述气流或所述介质的质量流量。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其中一个接触装置参数cd是背压。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一控制装置(20)包括具有一体积的所述介质的缓冲器(B),并且其中改变所述介质含水量包括向所述缓冲器添加水和/或通过再生所述体积的一部分将水从所述缓冲器去除。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第二控制装置(30)包括热交换器。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一传感器被布置成测量所述回路中在所述第二控制装置下游但是在所述接触装置上游的所述介质的所述含水量参数wc介质。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第二传感器被布置成测量所述回路中在所述第二控制装置下游但是在所述接触装置上游的所述介质的所述温度T介质。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，进一步包括至少一个附加传感器(S7)，所述至少一个附加传感器被配置为测量所述介质的所述温度T介质或所述介质的所述含水量参数wc介质，其中所述附加传感器被配置为测量在所述回路的不同于所述第一传感器或所述第二传感器的另一部分中的所述介质温度T介质或所述介质的所述含水量参数wc介质。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述处理电路进一步被配置为使用至少一个比例-积分-微分控制器PID来确定所述第一函数f1。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中所述处理电路被配置为使用线性二次调节器LQR来确定所述第一函数f1。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其中所述处理电路被配置为使用模型预测控制MPC来确定所述第一函数f1。
17.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述接触装置是蒸发器垫。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的系统，其中所述接触装置是液体到空气膜式能量交换器LAMEE。
19.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述介质是盐，诸如氯化钙CaCl2、氯化镁MgCl2或硫酸钾K2SO4。
20.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一传感器被配置为通过测量所述介质的蒸气压来测量所述介质含水量参数wc介质。
21.一种用于控制在系统中的气流的温度和湿度的计算机实现的方法，所述系统包括：接触装置，所述接触装置用于在介质与流过所述接触装置的气流之间传递热能和水蒸气，所述接触装置被配置为允许所述介质与所述气流之间的接触，在所述接触中传递热能和水蒸气；第一控制装置，所述第一控制装置用于控制所述介质的含水量；第二控制装置，所述第二控制装置用于控制所述介质的温度；以及处理电路，所述处理电路被配置为控制所述第一控制装置和所述第二控制装置，其中所述接触装置、所述第一控制装置和所述第二控制装置连接成使得所述介质能够在包括所述接触装置、所述第一控制装置和所述第二控制装置的回路中流动，
所述方法包括：
-在所述处理电路中接收来自第一传感器的第一输入信号，所述第一输入信号包括指示介质的所述含水量的测量的介质含水量参数wc介质，
-在所述处理电路中接收来自第二传感器的第二输入信号，所述第二输入信号包括指示所述介质的所述温度的测量的介质温度T介质，
-在所述处理电路中接收来自第三传感器的第三输入信号，所述第三输入信号包括测量的空气温度T空气，所述测量的空气温度指示所述系统的下游区段中的所述气流的温度，所述下游区段是所述气流在流过所述接触装置之后经过的区段，
-在所述处理电路中接收来自第四传感器的第四输入信号，所述第四输入信号包括测量的空气含水量参数wc空气，所述测量的空气含水量参数指示所述系统的所述下游区段的所述气流中的水的量，
-使用所述处理电路基于接收的参数将所述介质的期望温度变化T变化和期望含水量变化wc变化确定为第一函数f1：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气))其中所述第二函数f2(T空气，wc空气)将所述空气温度T空气与所述空气含水量wc空气之间的关系定义为共因变量，使得所述空气温度T空气和所述空气含水量wc空气中的一者的值的变化影响另一者的值，并且
其中，确定所述期望温度变化T变化和所述期望含水量变化wc变化使得流过接触装置的所述气流通过与所述接触装置中的所述介质接触而接近预定的温度设定值T设定和预定的含水量设定值wc设定，
并且所述方法进一步包括：
-使用所述处理电路来生成第一控制信号C1，所述第一控制信号被配置为使所述第一控制装置将所述含水量变化wc变化应用于所述介质，使得所述介质含水量从所述介质含水量参数wc介质的值变化所述期望含水量变化f(wc介质，wc变化)，并且
-使用所述处理电路来生成第二控制信号C2，所述第二控制信号被配置为使所述第二控制装置将所述温度变化T变化应用于所述介质，使得所述介质温度从所述测量的介质温度T介质变化所述期望温度变化f(T介质，T变化)。
22.根据权利要求21所述的方法，进一步包括：
-在所述处理电路中重复地接收所述第一输入信号、所述第二输入信号、所述第三输入信号和所述第四输入信号，
-使用所述处理电路来更新所述第一函数f1，以及
-使用所述处理电路基于所述更新的第一函数f1来更新所述第一控制信号和所述第二控制信号。
23.根据权利要求21或22所述的方法，进一步包括：
-将所述第一控制信号发送到第一控制装置，所述第一控制装置被配置为改变所述介质的所述介质含水量，以及
-响应于所述第一控制信号改变所述介质含水量。
24.根据权利要求21至23中任一项所述的方法，进一步包括：
-将所述第二控制信号发送到第二控制装置，所述第二控制装置被配置为改变所述介质的所述介质温度，以及
-响应于所述第二控制信号改变所述介质温度。
25.根据权利要求21至24中任一项所述的方法，进一步包括：
-在所述处理电路中接收来自第五传感器的第五输入信号，所述第五传感器被配置为测量所述气流的上游空气温度T上游，所述第五输入信号包括测量的上游空气温度T上游，
在所述处理电路中接收来自第六传感器的第六输入信号，所述第六传感器被配置为测量所述气流的上游空气含水量参数wc上游，所述第六输入信号包括测量的上游空气含水量参数wc上游，
-基于所接收的参数将所述第一函数f1确定为：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，T上游，wc上游)。
26.根据权利要求21至25中任一项所述的方法，进一步包括：
-基于所接收的参数和接触装置的至少一个预定接触装置参数cd将所述第一函数f1确定为：
(T变化，wc变化)＝f1(T介质，wc介质，T空气，wc空气，f2(T空气，wc空气)，cd)。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述接触装置参数cd是通过所述接触装置的所述气流的质量流量或所述介质的质量流量，或者所述接触装置参数cd替代地是背压。
28.根据权利要求21至27中任一项所述的方法，进一步包括：
-使用至少一个比例-积分-微分控制器PID来确定所述第一函数f1。
29.根据权利要求21至27中任一项所述的方法，进一步包括：
-使用线性二次调节器LQR来确定所述第一函数f1。
30.根据权利要求21至27中任一项所述的方法，进一步包括：-使用模型预测控制MPC来确定所述第一函数f1。
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