CN207688359U - 一种多功能空调温湿度调节系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能空调温湿度调节系统，包括依次相连的进气管路、排风风机、空气交换腔室、送风风机和排气管路，进气管路的进气端和排气管路的出气端处均设置有温度传感器和湿度传感器，空气交换腔室内设置有二氧化碳浓度传感器；该系统还包括水循环管路、水源、交换网、压缩机、循环水泵和加湿器，交换网设置在排气管路的中间位置；压缩机和循环水泵设置在水循环管路内；加湿器设置在排气管路上位于交换网后方的位置；该系统还包括控制单元，排风风机、送风风机、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、压缩机、混合水泵和加湿器均与控制单元相连。本实用新型自动化程度高，能实现室内多种环境状态的监控和调节。

Description

一种多功能空调温湿度调节系统

技术领域

本实用新型涉及智能电器技术领域，尤其涉及一种多功能空调温湿度调节系统。

背景技术

随着现代社会经济的发展，尤其是建筑行业的发展，空调系统的建设越来越多，空调系统是楼宇建设中不可或缺的一部分，主要是对楼宇的温度进行自动调节的一种大型设备。它由冷热源、空气调节系统组成，其中冷热源系统是中央空调至关重要的部分。但是现有技术中空调的调节功能大多比较单一，仅能够实现制冷和制热功能的调节，无法适应目前人们对环境的高度要求，所以急需一种具有多功能的空调调节系统。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对现有技术中空调调节系统功能单一的缺陷，提供一种多功能空调温湿度调节系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种多功能空调温湿度调节系统，包括依次相连的进气管路、排风风机、空气交换腔室、送风风机和排气管路，进气管路的进气端和排气管路的出气端与室内进行空气交换；进气管路的进气端和排气管路的出气端处均设置有温度传感器和湿度传感器，空气交换腔室内设置有二氧化碳浓度传感器；

该系统还包括水循环管路、水源、交换网、压缩机、循环水泵和加湿器，交换网设置在排气管路的中间位置，水循环管路一端与水源相连，另一端与交换网相连；压缩机和循环水泵设置在水循环管路内；加湿器设置在排气管路上位于交换网后方的位置；

该系统还包括控制单元，排风风机、送风风机、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器、压缩机、混合水泵和加湿器均与控制单元相连。

进一步地，本实用新型的排气管路上位于加湿器后方的位置上，设置有离子发生器和过滤网，离子发生器与控制单元相连。

进一步地，本实用新型的水循环管路分为两条支路，压缩机的一端通过其中一条支路与交换网直接连接，压缩机的另一端通过其中另一条支路与循环水泵、交换网连接。

进一步地，本实用新型的循环水泵和交换网之间的位置还设置有循环水阀，循环水阀与控制单元相连。

进一步地，本实用新型的排风风机和送风风机上均设置有排风压差装置。

进一步地，本实用新型的控制单元包括单片机和变频器。

进一步地，本实用新型的控制单元上还连接有控制开关，控制开关包括手动控制开关和自动控制开关。

进一步地，本实用新型的控制开关包括：排风风机开关模块、送风风机开关模块、加湿器控制开关、压缩机控制开关和循环水泵控制开关。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型的多功能空调温湿度调节系统，通过控制单元进行变频调速，实现监测温度、湿度、空气质量等多种功能，从而实现了精确的自动化控制；与传统技术相比，本实用新型的方案功能更加丰富，自动化程度更高，能够实现多种环境状态的监控和调节，能够有效的改善人们居住环境的舒适度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型实施例的结构示意图；

图中：1-进气管路，2-排风风机，3-空气交换腔室，4-送风风机，5-排气管路，6-水循环管路，7-水源，8-交换网，9-温度传感器，10-湿度传感器，11-二氧化碳浓度传感器，12-压缩机，13-循环水泵，14-加湿器，15-控制单元，16-离子发生器，17-过滤网，18-循环水阀，19-排风压差装置。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型实施例的多功能空调温湿度调节系统，包括依次相连的进气管路1、排风风机2、空气交换腔室3、送风风机4和排气管路5，进气管路1的进气端和排气管路5的出气端与室内进行空气交换；进气管路1的进气端和排气管路5的出气端处均设置有温度传感器9和湿度传感器10，空气交换腔室3内设置有二氧化碳浓度传感器11；

该系统还包括水循环管路6、水源7、交换网8、压缩机12、循环水泵13和加湿器14，交换网8设置在排气管路5的中间位置，水循环管路6一端与水源7相连，另一端与交换网8相连；压缩机12和循环水泵13设置在水循环管路6内；加湿器14设置在排气管路5上位于交换网8后方的位置；

该系统还包括控制单元15，排风风机2、送风风机4、温度传感器9、湿度传感器10、二氧化碳浓度传感器11、压缩机12、混合水泵13和加湿器14均与控制单元15相连。

排气管路5上位于加湿器14后方的位置上，设置有离子发生器16和过滤网17，离子发生器16与控制单元15相连。水循环管路6分为两条支路，压缩机12的一端通过其中一条支路与交换网8直接连接，压缩机12的另一端通过其中另一条支路与循环水泵13、交换网8连接。

循环水泵13和交换网8之间的位置还设置有循环水阀18，循环水阀18与控制单元15相连。排风风机2和送风风机4上均设置有排风压差装置19。

控制单元15包括单片机和变频器。控制单元15上还连接有控制开关，控制开关包括手动控制开关和自动控制开关。控制开关包括：排风风机开关模块、送风风机开关模块、加湿器控制开关、压缩机控制开关和循环水泵控制开关。

在本实用新型实施例中，使用西门子S7-300，设计中央空调自控系统，要求完成对房间的温度，湿度控制，在室内空气条件不佳时，启动空气净化器。变频器的速度的稳定性通过PID控制技术来控制。所使用的的变频器是由西门子公司所生产，型号为MICROMASTER440PLC控制变频器，以及变频器控制风机，作用为风量，温度、湿度调节。

本设计中空调系统由冷水泵作为冷却物，冷却水与送风电机送入的新风进行热交换，送风电机将冷却后的空气送入室内，降低了室内的温度，同时为了保证空气交换足够通畅，空调系统将启动排风变频器交换室内空气与外界空气。变频器的速度通过PLC进行PID的控制。

空气温度传感器检测空气温度，通过空气的温度来控制冷水阀的开度，以加大和减小冷水的流量，保证空气可以快速冷却。

湿度传感器是用来检测空气的湿度的，湿度传感器将检测的空气湿度信号传送给CPU，CPU根据湿度信息来判断是否开启加湿器，从而实现对空气的湿度的调节，同样CO₂浓度检测装置将空气中CO₂浓度信息传送给CPU，从而实现对离子发生器的控制。

1、温度控制流程图

温度控制是由温度传感器，PLC，压缩泵，冷水泵和送风风机构成的系统来控制的，温度传感器将检测到的温度信号传送给PLC，经CPU比较处理，输出指令冷水泵的动作信息，冷水与空气热交换变成冷空气，由送风风机送入室内起到降温效果。

2、湿度控制流程图

湿度控制是由湿度传感器，PLC，加湿器和送风风机构成的系统来控制的，湿度传感器将检测到的温度信号传送给PLC，经CPU比较处理，输出指令加湿器启停的动作信息，湿气与空气混合形成湿空气，由送风风机送入室内起到加湿效果。

3、压力控制流程图

与温度控制和湿度控制相比，压力控制显得更加麻烦。压力控制是由2个压差传感器，PLC，变频器，送风风机和抽风风机构成的系统来控制的，2个压差传感器分别用来监测送风风机和抽风风机前后的压差，压差传感器将检测到的压差信号传送给PLC，经CPU比较处理，输出指令频频器的动作信息，由变频器来控制送风风机和抽风风机旋转的速度频率，来实现室内外的压力平衡，同时达到空气交换流通的效果，也给温度和湿度的控制做了基础保证。

4、风量控制变频器设计

空调控制系统中主要有排风和送风两大空气控制结构，当室内温度过低或者空气含量达不到设定值的时候，由PLC输出的小型继电器来控制变频器的启动、停止，由PLC模拟量输出模块(送出0-10V的模拟量)来控制变频器的速度，来完成对风机送风和排风工作控制。

5、模拟量冷水阀

本设计中空气温度的调整由冷水阀控制冷水的流量来完成，空气通过与冷却水进行热交换后变成冷空气被送风机吹入室内，PLC通过采集空气的温度来控制冷水阀的开度来调节冷水的流量。

6、其它逻辑动作

空调控制系统中还包括压缩机启动，循环水泵等的控制，以及人工输入信号和故障报警的输出，由PLC单元控制，通过数字量输入/输出模块来驱动相应的动作机构。

系统控制PLC选择为西门子S7300，供电电压为AC110V---220V，继电器选取继电器的线圈电压为AC220V，可以直接驱动，S7300配备有自身电源模块PS307，自带DC24V电源系统，完全具备为PLC的输入/输出供电的功能，由于顾及到稳定性与安全性，系统增加一直流开关电源作为额外的供电，开关电源选用台湾明纬电气的，直流电源,AC220V-DC24V。变压器将交流电转换成为高频的直流电，通常变压器二次侧线圈有着不同的匝数输出端，从而可以产生一或多组电压，方便了用户的使用。明纬电气有着悠久的历史，产品产品涉及包含电池充电器与直流/直流转换器、变流器、交换式电源供应器等，在交换式电源供应上已经相当成熟。

压差传感器的作用是测量两个压力之间的差值，与压力传感器不同的是，只能读一个开关量,而不像传感器能读出模拟量。传感器内部有可产生形变的压敏元件，当压力发生改变时，压力变化信号会使压敏元件产生微弱形变，再通过内部模数转换处理，按照一定规律运算转换成模拟或数字信号输出。

其工作流程是：当室内湿度不足时，加湿器打开，湿气与空气混合经送风风机送入室内；当室内二氧化碳浓度过高时，离子发生器打开，新鲜空气经送风风机送入室内：同样当温度过高时，冷却水阀通过开度控制来自压缩机的冷却水的流速，空气与冷却水热交换边城冷空气，经由送风风机送入室内达到降温效果；通过测量送风排风压差得出室内气压情况，经PLC的CPU处理，给变频器指令，变频器控制送风风机与排风风机的速度频率来稳定室内气压来实现整个空调系统的调节过程。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种多功能空调温湿度调节系统，其特征在于，包括依次相连的进气管路(1)、排风风机(2)、空气交换腔室(3)、送风风机(4)和排气管路(5)，进气管路(1)的进气端和排气管路(5)的出气端与室内进行空气交换；进气管路(1)的进气端和排气管路(5)的出气端处均设置有温度传感器(9)和湿度传感器(10)，空气交换腔室(3)内设置有二氧化碳浓度传感器(11)；

该系统还包括水循环管路(6)、水源(7)、交换网(8)、压缩机(12)、循环水泵(13)和加湿器(14)，交换网(8)设置在排气管路(5)的中间位置，水循环管路(6)一端与水源(7)相连，另一端与交换网(8)相连；压缩机(12)和循环水泵(13)设置在水循环管路(6)内；加湿器(14)设置在排气管路(5)上位于交换网(8)后方的位置；

该系统还包括控制单元(15)，排风风机(2)、送风风机(4)、温度传感器(9)、湿度传感器(10)、二氧化碳浓度传感器(11)、压缩机(12)、混合水泵(13)和加湿器(14)均与控制单元(15)相连。

2.根据权利要求1所述的多功能空调温湿度调节系统，其特征在于，排气管路(5)上位于加湿器(14)后方的位置上，设置有离子发生器(16)和过滤网(17)，离子发生器(16)与控制单元(15)相连。

3.根据权利要求1所述的多功能空调温湿度调节系统，其特征在于，水循环管路(6)分为两条支路，压缩机(12)的一端通过其中一条支路与交换网(8)直接连接，压缩机(12)的另一端通过其中另一条支路与循环水泵(13)、交换网(8)连接。

4.根据权利要求3所述的多功能空调温湿度调节系统，其特征在于，循环水泵(13)和交换网(8)之间的位置还设置有循环水阀(18)，循环水阀(18)与控制单元(15)相连。

5.根据权利要求1所述的多功能空调温湿度调节系统，其特征在于，排风风机(2)和送风风机(4)上均设置有排风压差装置(19)。

6.根据权利要求1所述的多功能空调温湿度调节系统，其特征在于，控制单元(15)包括单片机和变频器。

7.根据权利要求1所述的多功能空调温湿度调节系统，其特征在于，控制单元(15)上还连接有控制开关，控制开关包括手动控制开关和自动控制开关。

8.根据权利要求7所述的多功能空调温湿度调节系统，其特征在于，控制开关包括：排风风机开关模块、送风风机开关模块、加湿器控制开关、压缩机控制开关和循环水泵控制开关。