CN1690557A - 热泵组合式精密空调系统 - Google Patents

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Abstract

本发明创造介绍的是一种利用热泵制热和空气质量传感器来控制受控室内的空气质量的组合式精密空调系统。在本发明创造的精密空调过程之中，在空气处理过程中，采用空气质量传感器，通过受控室内的空气质量和要求的空气质量对比，输出PID值来控制空调机组的新风阀门，从而控制受控环境的空气质量。在加热过程中，通过能效比高的热泵制热，其控制方法式通过控制受控室内的温度和舌定的温度，通过PID运算，输出一个PID控制值，从而控制了机组的制热。在其它控制方面，通过焓差控制压缩机运行来控制制冷和除湿，湿度控制加湿器，大大的节约了机组的能耗。实现了精密空调的精密控制。

Description

热泵组合式精密空调系统
技术领域
本发明创造涉及空气调节装置，具体地说，涉及一种中央空调系统，更具体地说，涉及到中央空调系统中恒温恒湿精密空调领域。
背景技术
在现有商用空调领域的组合式精密空调系统中，一般由新回风混合段，初效过滤段，制冷段，加热加湿段、中效过滤段和送风段组成。在普通的组合式空调机组中，一般按照国家新风标准定新风量送风气，在加热段为节约成本和以后维修的麻烦，通常采用电加热PTC制热。这种组合式空调系统中，受控室内空气的质量得不到保证。定新风量送风的组合式空调机组通常会出现以下情况：新风过大，室内空气质量得到了保证，但造成能源的浪费；新风过小时，不能保证受控室内空气质量。因此，现有的组合式精密空调中，存在能量损耗大，受控室内空气质量得不到保证，控制精度低的缺点。
发明创造的内容
本发明创造的目的在于，提供一种新型的组合式精密空调，可克服现有组合式精密空调系统所存在的上述缺点，不但能够确保受控室内空气的质量还能实现温湿度的高精确控制，而且能效比高，运行成本低。
本创造发明所采用如下技术方案来实现：构造一种精密空调系统，包括组合式空调系统中有的新回风混合段，初效过滤段，制冷段，加热加湿段，中效过滤段，和送风段。其特征在于：在本发明创造之中，首先在空气的混合段，本发明创采用空气质量传感器，不仅能够感应出受控室内CO2的浓度还能感应出受控室内臭气，烟雾，水蒸汽等物质的浓度，真正监控到室内空气的质量。其控制原理是：根据室内实际的空气质量和用户设定的室内空气质量进行PID计算，当室内空气质量高于设定值时，新风门关闭；当室内空气质量比设定空气质量差时，通过PID计算，输出一个控制值决定新风阀门的开度，从而确保受控室内空气的质量。
在本发明创造中，组合式精密空调通过机组的制冷段制冷。在制冷段中，机组可以直接由冷水机组的冷冻水通过表冷器制冷；还可以由制冷剂直接蒸发制冷，根据不同场合和用户对机组不同的要求自由选择不同的制冷方式。在控制方式上，如果采用的是冷冻水制冷，则根据受控环境温湿度对应的焓值和设定温湿度对应的焓值进行比较，经过PID运算输出的控制值控制冷冻水阀门和冷水机组的压缩机进行冷量的控制；如果采用蒸发器直接蒸发制冷，则采用焓差的PID控制值直接控制制冷压缩机运行，实现机组冷量的按需输入。
在传统的组合式精密空调通常采用电加热PTC制热，虽然电加热PTC有制热环保，维修方便和投资成本低的优点，但由于电加热的效率小于1，一般只在0.8～0.9之间，因此存在能量损耗较大的缺点。在本发明创造之中，选用能效高的制热方式—热泵；热泵的能效比大于3，是电加热PTC效率的4倍以上。当实际的温度小于用户设定的温度时，把室内的温度信号传递给控制器，让控制器根据实际的温度和设定温度进行PID计算，输出一个加热控制信号给热泵，热泵开启对空气进行加热处理；当实际的温度高于设定的温度时，热泵关闭。采用热泵对空气进行加热，由于热泵的能效高，机组在运行中能耗大大的减少，约为过去电加热的1/3～1/4。
在控制系统，本发明创造采用了DDC(计算机直接数字控制器)控制硬件，结合PID算法，输出PID控制值对机组运行参数进行控制，其控制简图如图3所示。
在附图3中，T1表示为实际的测量值，T0表示为用户的设定值。根据不同的控制，T可以是空气质量、温度、湿度、和焓值。
本发明创造的优点是：该组合式精密空调是采用空气质量传感器来决定新风量，冷冻水或者是冷媒直接蒸发制冷两种制冷方式可供用户选择，选用热泵制热的精密空调。在保证受控室内空气的质量的条件下，采用高能效的制热方式—热泵，对空气进行加热处理，大幅度的节约机组运行时的能耗。
在控制方面；采用了先进的DDC控制器结合PID算法，对组合式精密空调的新风、制冷、除湿、加湿、加热进行控制，提高了精密空调机组的控制精度，节省因机组控制精度不高造成的能源浪费。
下面结合附图进行进一步的说明
附图说明
图1是本发明创造的结构示意图；
图2现有技术中，采用电加热PTC制热方式的组合式精密空调结构示意图。
图3本发明创造中，DDC控制器的计算简图。
图4本发明创造中，编程控制的逻辑图。
具体实施方式
图中的标号统一说明如下：1新回风的混合段，2初效过滤段，3制冷段，4加热加湿段，5中效过滤段，6送风段。
如图1所示，在本发明创造中，新风阀门的驱动和开启的大小是由空气质量传感器感应到的空气质量和用户设定的空气质量经过PID运算的信号决定的。采用空气质量传感器通过控制新风阀门来保证受控室内空气的质量。
如图1所示，制热用的热泵安装于组合式精密空调系统中制冷段和加湿器之间，直接由冷凝器与空气进行热交换制热。制冷段可以通过冷媒直接蒸发制冷或由冷水机组的冷冻水经表冷器制冷，用户可以根据不同的使用场合自由的选择。
在控制系统中，采用DDC控制器、空气质量传感器、温湿度传感器等硬件结合PID焓差计算软件，通过输出PID控制值对应的物理信号(电压或电流信号)从而对机组的制冷、制热、加湿、除湿和新风进行控制，提高机组的控制精度。

Claims (5)

1.本发明创造所述的是一种组合式精密空调系统，该组合式精密空调系统依次由新回风混合段，初效过滤段，制冷段，加热加湿段，中效过滤段，送风段组成。在本发明创造中，采用DDC控制器结合PID编程运算程序。通过PID运算，使机组实现高精度的控制受控室内的温湿度和空气质量。
2.根据权利要求书1所述，在本发明创造中组合式精密空调在新回风混合段的新风量由受控室内空气的质量和用户设定要求的空气质量经过PID运算决定，保证受控室内的空气质量能够满足用户要求。
3.根据权利要求书1所述，在本发明创造中，组合式精密空调的加热是采用能效高的热泵制热。安装于组合式精密空调的制冷段和加湿器之间。
4.根据权利要求书1所述，该组合式精密空调系统中，制冷段可以通过冷水机组的冷冻水制冷，也可以是冷媒直接蒸发制冷。
5.在本发明创造中，该组合式空调的控制系统硬件由DDC控制器、空气质量传感器、温湿度传感器组成，与PID焓差计算软件相结合，通过PID(比例、积分、微分)算法，实现精密空调高精度的控制。
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