CN208579469U - 电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其应用于风机盘管冷冻水控制，包括自适应控制电路、操作面板、温度采集模块、湿度采集模块、风机控制回路、电磁阀控制回路、角度旋转装置以及红外感应器；通过利用红外感应器感测房间内是否有人，以及通过对回风温度、相对湿度的不断采集，并通过硬件电路自动输出控制信号至风机控制回路和电磁阀控制回路，协同调节风机风速和电磁阀的通断，通过自适应调节后，室内温度达到稳定值后，温度波动小，并且使空调房间的空气中的水蒸气由回风口经过盘管表面(表冷器)迅速降温，高效率达到露点温度从而转化成冷凝水被排出房间，使得房间相对湿度下降达到舒适性要求。

Description

电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器

技术领域

本实用新型涉及冷暖空调自动控制领域技术，尤其是指一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器。

背景技术

风机盘管是中央空调理想的末端产品，风机盘管广泛应用于宾馆、办公楼、医院、商住、科研机构。风机盘管的工作原理是机组内不断的再循环所在房间的空气，使空气通过冷水盘管在表冷器中被冷却除湿，从而使房间温湿度达到舒适性要求。为满足人们工作、生活和工艺生产过程的要求，需要对室内的空气温湿度等参数控制在特定范围内。

常规风机盘管控制系统控制原理是：系统通过其温度传感器检测回风温度，通过设定温度与回风温度的比对检测，控制电磁阀的通断或开度使室内温度达到要求温度。整个控制的过程没有涉及湿度，虽然在盘管中空气被冷却，湿度会相应下降，但空气的温度与湿度具有很强的耦合性，没有对湿度进行检测和加以控制，室内湿度可能没有达到要求。所以舒适性空调在实际的运行过程中，存在的不足是对湿度的没有相应的控制策略，相对湿度达不到要求，尤其是在高温高湿地区，严重影响人体舒适性。

另外，风机盘管中风机一般采用变速风机，往往把风机转速的控制交给房间的使用者，即手动三速开关控制风机的高、中、低三种风速转换，独立调节风速的高低。即当前应用的中央空调系统的控制器大多是水侧的控制和风侧的控制单独分开的，无法做到两者协同调节，易出现调节滞后、不精准等问题。

现有的盘管风机不具备信息传输功能，因此导致系统缺乏相应的有效信息，使得控制系统只能通过简单的关断控制方式控制风机盘管的运行，不能进行有效的智能控制与管理。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其通过硬件电路，以房间内是否有人以及温湿度为目标的自适应调节水流量和风量大小，达到除湿、节能、舒适的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：

一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其应用于风机盘管冷冻水或热水控制，包括自适应控制电路、操作面板、温度采集模块、湿度采集模块、风机控制回路、电磁阀控制回路、角度旋转装置以及红外感应器；所述自适应控制电路通过硬件电路使风机以低速运行以调节电磁阀比例通断；所述温度采集模块为回风温度传感器，所述湿度采集模块为湿度传感器，所述操作面板、回风温度传感器、湿度传感器和红外感应器均连接自适应控制电路的输入端，该风机控制回路、角度旋转装置、电磁阀控制回路中的球阀执行器连接自适应控制电路的输出端，自适应控制电路的I/O端口连接RS485通讯接口，且红外感应器设置于角度旋转装置上，角度旋转装置带动红外感应器360°来回转动角度。

优选的，所述风机控制回路中风机为三速风机或直流无刷风机。

优选的，所述电磁阀控制回路中电磁阀为电动二通阀、浮点球阀、比例积分阀。

优选的，所述自适应控制电路包括稳压芯片、单片机和存储器，稳压芯片的输入端连接外部电源，输出端连接单片机的供电端，存储器连接单片机。

优选的，所述单片机通过继电器驱动电磁阀控制回路中的球阀执行器和风机控制回路中的三速风机。

优选的，所述风机控制回路包括三速风机、继电器S1、继电器S2和继电器S3，所述继电器S1、继电器S2和继电器S3的输出端均与三速风机连接，继电器S1、继电器S2和继电器S3的输入端均连接继电器驱动器。

优选的，所述电磁阀控制回路包括电磁阀、继电器S4、继电器S5，所述继电器S4、继电器S5的输出端均与电磁阀连接，继电器S4和继电器S5的输入端均连接继电器驱动器。

优选的，所述RS485通讯接口为两路。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

通过利用红外感应器感测房间内是否有人，以及通过对回风温度、相对湿度的不断采集，并通过硬件电路自动输出控制信号至风机控制回路和电磁阀控制回路，协同调节风机风速和电磁阀的通断，通过自适应调节后，室内温度达到稳定值后，温度波动小，并且使空调房间的空气中的水蒸气由回风口经过盘管表面(表冷器)迅速降温，达到露点温度从而高效率转化成冷凝水被排出房间，使得房间相对湿度下降达到舒适性要求。本实用新型以时间析出的冷凝水量作为参考，通常是检测到室内相对湿度大于70％(相对湿度范围可设定)进入高效除湿模式，如检测的湿度低于设定湿度，则本实用新型处于舒适节能模式。此外，在相同的设定温度下和条件下，本发明技术产品比目前通用的风机盘管控制器对房间除湿效果高5倍以上，与传统风机盘管相比节能效果显著提高。

为更清楚地阐述本实用新型的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本实用新型进行详细说明：

附图说明

图1为本实用新型之较佳实施例整体模块结构图；

图2为本实用新型之较佳实施例中自适应控制电路的电路结构图；

图3为本实用新型之较佳实施例中继电器驱动器的电路结构图；

图4为本实用新型之较佳实施例的风机控制回路的电路结构图；

图5为本实用新型之较佳实施例的电磁阀控制回路的电路结构图；

图6为本实用新型之较佳实施例的回风温度传感器的电路结构图

附图标识说明：

10、自适应控制电路 20、操作面板

30、温度采集模块 40、湿度采集模块

50、风机控制回路 51、三速风机

60、电磁阀控制回路 61、电磁阀

70、角度旋转装置 80、红外感应器

90、RS485通讯接口

具体实施方式

请参照图1至图6所示，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构，其应用于风机盘管冷冻水或热水控制，主要包括自适应控制电路10、操作面板20、温度采集模块30、湿度采集模块40、风机控制回路50、电磁阀控制回路60、角度旋转装置70以及红外感应器80。

所述自适应控制电路10通过硬件电路使风机以低速运行以调节电磁阀61比例通断，所述温度采集模块30为回风温度传感器，所述湿度采集模块40为湿度传感器，所述操作面板20、回风温度传感器、湿度传感器和红外感应器80均连接自适应控制电路10的输入端，风机控制回路50、角度旋转装置70和电磁阀控制回路60中的球阀执行器连接控制电路的输出端，所述自适应控制电路10的I/O端口连接RS485通讯接口90，可将检测到的风机盘管运行的各项参数实时上传至第三方设备，实现统一的管理和联动控制。且红外感应器80设置于角度旋转装置70上，角度旋转装置70带动红外感应器80 360°来回转动角度，以使得红外感应器80感测房间内四周是否有人存在。所述自适应控制电路10用于根据来自操作面板的设定温度、设定湿度上限值、来自回风温度传感器发送的回风温度、来自房间湿度传感器发送的相对湿度进行处理后输出控制信号至风机控制回路50和电磁阀控制回路60，以调节风机盘管的出风量和电磁阀61的通断，实现室内温度恒定与除湿。

参见图2，本实用新型的自适应控制电路10包括稳压芯片U4、单片机U1和存储器U3，稳压芯片U3的输入端连接外部电源，输出端连接单片机U1的供电端，存储器U3连接单片机U1。外部电源为AC12V，通过整流桥、降压型稳压器后产生5V电压给外围芯片供电，稳压芯片U4为单片机U1提供3.3V的供电。存储器U3采用高可靠性存储器，用于数据记录，本实用新型中可采用型号为FM24C08的存储器，擦写次数100万次以上，数据保存100年。单片机U1的型号优选为STM32F051C4，稳压芯片U4的型号优选为AS1117-3.3。

单片机U1内部具有CPU、程序数据存储器、定时/计数器、UART串口、I/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡器电路等模块，具有高速、低功耗、超强抗干扰性等特点，13路高速12位A/D转换，2路独立串口，1路I2C，广泛适用于强干扰场合的电机控制。

该风机控制回路50优选为三速风机或直流无刷风机51，电磁阀控制回路60优选为电磁阀61为电动二通阀。进一步的，风机控制回路50和电磁阀控制回路60均通过一继电器驱动器连接单片机U1。如图3所示为继电器驱动器的电路结构图，其选用型号为ULN2003。结合图4和图5，风机控制回路50包括三速风机51、继电器S1、继电器S2和继电器S3，所述继电器S1、继电器S2和继电器S3的输出端均与三速风机51连接，继电器S1、继电器S2和继电器S3的输入端均连接继电器驱动器。三路DO接口与继电器驱动器连接，单片机U1输出控制电压信号给继电器S1时驱动风机盘管高风量，输出控制电压信号给继电器S2时驱动风机盘管中风量，输出控制电压信号给继电器S3时驱动风机盘管低风量。

电磁阀控制电路60的电磁阀61通过两个继电器连接至继电器驱动器，当控制器输出控制电压信号至继电器S4时，电磁阀61通电缓慢开启，当控制器输出控制电压信号给继电器S5时，电磁阀61缓慢关闭。U5光耦及各电阻组成的电路反馈电磁阀61到位状态，通过AI3连接到单片机U1。由于单片机U1的控制信号具有实时灵敏的特点，电磁阀61的开启和关闭是缓慢进行的。全开和全关的时间大约在45-60秒。本实施例的单片机U1经过模糊PID算法运算处理后输出电磁阀61的动作时间比例，电磁阀61进行相应控制调节，避免了像传统电磁阀开、关两种状态调节使得被控房间温度场变化较大的情况。

所述RS485通讯接口90为两路,方便与第三方设备通讯,可联接带有RS485总线接口的温控面板、客控系统(RCU单元)等设备。

操作面板20用于给用户进行温度设定。送风温度传感器和回风温度传感器的电路原理参考图6，电阻Rd1和Rd2为两路NTC热敏电阻的上拉供电电阻，Cd1和Cd2为滤波电容，AI1和AI2连接单片机U1的AI接口，此电路具有高精度和抗干扰强的特点。

本实用新型的设计重点是：通过利用红外感应器感测房间内是否有人，以及通过对回风温度、相对湿度的不断采集，并通过硬件电路自动输出控制信号至风机控制回路和电磁阀控制回路，协同调节风机风速和电磁阀的通断，通过自适应调节后，室内温度达到稳定值后，温度波动小，并且使空调房间的空气中的水蒸气由回风口经过盘管表面(表冷器)迅速降温，达到露点温度从而高效率转化成冷凝水被排出房间，使得房间相对湿度下降达到舒适性要求。本实用新型以时间析出的冷凝水量作为参考，通常是检测到室内相对湿度大于70％(相对湿度范围可设定)进入高效除湿模式，如检测的湿度低于设定湿度，则本实用新型处于舒适节能模式。此外，在相同的设定温度下和条件下，本实用新型技术产品比目前通用的风机盘管控制器对房间除湿效果高5倍以上，与传统风机盘管相比节能效果显著提高。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其应用于风机盘管冷冻水或热水控制，其特征在于：包括自适应控制电路、操作面板、温度采集模块、湿度采集模块、风机控制回路、电磁阀控制回路、角度旋转装置以及红外感应器；所述自适应控制电路通过硬件电路使风机以低速运行以调节电磁阀比例通断；所述温度采集模块为回风温度传感器，所述湿度采集模块为湿度传感器，所述操作面板、回风温度传感器、湿度传感器和红外感应器均连接自适应控制电路的输入端，该风机控制回路、角度旋转装置、电磁阀控制回路中的球阀执行器连接自适应控制电路的输出端，自适应控制电路的I/O端口连接RS485通讯接口，且红外感应器设置于角度旋转装置上，角度旋转装置带动红外感应器360°来回转动角度。

2.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述风机控制回路中风机为三速风机或直流无刷风机。

3.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述电磁阀控制回路中电磁阀为电动二通阀、浮点球阀、比例积分阀。

4.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述自适应控制电路包括稳压芯片、单片机和存储器，稳压芯片的输入端连接外部电源，输出端连接单片机的供电端，存储器连接单片机。

5.如权利要求4所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述单片机通过继电器驱动电磁阀控制回路中的阀执行器和风机控制回路中的三速风机或直流无刷风机。

6.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述风机控制回路包括三速风机、继电器S1、继电器S2和继电器S3，所述继电器S1、继电器S2和继电器S3的输出端均与三速风机连接，继电器S1、继电器S2和继电器S3的输入端均连接继电器驱动器。

7.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述电磁阀控制回路包括电磁阀、继电器S4、继电器S5，所述继电器S4、继电器S5的输出端均与电磁阀连接，继电器S4和继电器S5的输入端均连接继电器驱动器。

8.如权利要求1所述的电磁阀控制的风机盘管自适应节能除湿控制器，其特征在于：所述RS485通讯接口为两路。