專利名稱：熱泵組合式精密空調系統的制作方法
技術領域：
本發明創造涉及空氣調節裝置，具體地說，涉及一種中央空調系統，更具體地說，涉及到中央空調系統中恒溫恒濕精密空調領域。
背景技術：
在現有商用空調領域的組合式精密空調系統中，一般由新回風混合段，初效過濾段，制冷段，加熱加濕段、中效過濾段和送風段組成。在普通的組合式空調機組中，一般按照國家新風標準定新風量送風氣，在加熱段為節約成本和以后維修的麻煩，通常采用電加熱PTC制熱。這種組合式空調系統中，受控室內空氣的質量得不到保證。定新風量送風的組合式空調機組通常會出現以下情況新風過大，室內空氣質量得到了保證，但造成能源的浪費；新風過小時，不能保證受控室內空氣質量。因此，現有的組合式精密空調中，存在能量損耗大，受控室內空氣質量得不到保證，控制精度低的缺點。
發明創造的內容本發明創造的目的在于，提供一種新型的組合式精密空調，可克服現有組合式精密空調系統所存在的上述缺點，不但能夠確保受控室內空氣的質量還能實現溫濕度的高精確控制，而且能效比高，運行成本低。
本創造發明所采用如下技術方案來實現構造一種精密空調系統，包括組合式空調系統中有的新回風混合段，初效過濾段，制冷段，加熱加濕段，中效過濾段，和送風段。其特征在于在本發明創造之中，首先在空氣的混合段，本發明創采用空氣質量傳感器，不僅能夠感應出受控室內CO2的濃度還能感應出受控室內臭氣，煙霧，水蒸汽等物質的濃度，真正監控到室內空氣的質量。其控制原理是根據室內實際的空氣質量和用戶設定的室內空氣質量進行PID計算，當室內空氣質量高于設定值時，新風門關閉；當室內空氣質量比設定空氣質量差時，通過PID計算，輸出一個控制值決定新風閥門的開度，從而確保受控室內空氣的質量。
在本發明創造中，組合式精密空調通過機組的制冷段制冷。在制冷段中，機組可以直接由冷水機組的冷凍水通過表冷器制冷；還可以由制冷劑直接蒸發制冷，根據不同場合和用戶對機組不同的要求自由選擇不同的制冷方式。在控制方式上，如果采用的是冷凍水制冷，則根據受控環境溫濕度對應的焓值和設定溫濕度對應的焓值進行比較，經過PID運算輸出的控制值控制冷凍水閥門和冷水機組的壓縮機進行冷量的控制；如果采用蒸發器直接蒸發制冷，則采用焓差的PID控制值直接控制制冷壓縮機運行，實現機組冷量的按需輸入。
在傳統的組合式精密空調通常采用電加熱PTC制熱，雖然電加熱PTC有制熱環保，維修方便和投資成本低的優點，但由于電加熱的效率小于1，一般只在0.8～0.9之間，因此存在能量損耗較大的缺點。在本發明創造之中，選用能效高的制熱方式—熱泵；熱泵的能效比大于3，是電加熱PTC效率的4倍以上。當實際的溫度小于用戶設定的溫度時，把室內的溫度信號傳遞給控制器，讓控制器根據實際的溫度和設定溫度進行PID計算，輸出一個加熱控制信號給熱泵，熱泵開啟對空氣進行加熱處理；當實際的溫度高于設定的溫度時，熱泵關閉。采用熱泵對空氣進行加熱，由于熱泵的能效高，機組在運行中能耗大大的減少，約為過去電加熱的1/3～1/4。
在控制系統，本發明創造采用了DDC(計算機直接數字控制器)控制硬件，結合PID算法，輸出PID控制值對機組運行參數進行控制，其控制簡圖如圖3所示。
在附圖3中，T1表示為實際的測量值，T0表示為用戶的設定值。根據不同的控制，T可以是空氣質量、溫度、濕度、和焓值。
本發明創造的優點是該組合式精密空調是采用空氣質量傳感器來決定新風量，冷凍水或者是冷媒直接蒸發制冷兩種制冷方式可供用戶選擇，選用熱泵制熱的精密空調。在保證受控室內空氣的質量的條件下，采用高能效的制熱方式—熱泵，對空氣進行加熱處理，大幅度的節約機組運行時的能耗。
在控制方面；采用了先進的DDC控制器結合PID算法，對組合式精密空調的新風、制冷、除濕、加濕、加熱進行控制，提高了精密空調機組的控制精度，節省因機組控制精度不高造成的能源浪費。
下面結合附圖進行進一步的說明
圖1是本發明創造的結構示意圖；圖2現有技術中，采用電加熱PTC制熱方式的組合式精密空調結構示意圖。
圖3本發明創造中，DDC控制器的計算簡圖。
圖4本發明創造中，編程控制的邏輯圖。
具體實施例方式
圖中的標號統一說明如下1新回風的混合段，2初效過濾段，3制冷段，4加熱加濕段，5中效過濾段，6送風段。
如圖1所示，在本發明創造中，新風閥門的驅動和開啟的大小是由空氣質量傳感器感應到的空氣質量和用戶設定的空氣質量經過PID運算的信號決定的。采用空氣質量傳感器通過控制新風閥門來保證受控室內空氣的質量。
如圖1所示，制熱用的熱泵安裝于組合式精密空調系統中制冷段和加濕器之間，直接由冷凝器與空氣進行熱交換制熱。制冷段可以通過冷媒直接蒸發制冷或由冷水機組的冷凍水經表冷器制冷，用戶可以根據不同的使用場合自由的選擇。
在控制系統中，采用DDC控制器、空氣質量傳感器、溫濕度傳感器等硬件結合PID焓差計算軟件，通過輸出PID控制值對應的物理信號(電壓或電流信號)從而對機組的制冷、制熱、加濕、除濕和新風進行控制，提高機組的控制精度。
權利要求
1.本發明創造所述的是一種組合式精密空調系統，該組合式精密空調系統依次由新回風混合段，初效過濾段，制冷段，加熱加濕段，中效過濾段，送風段組成。在本發明創造中，采用DDC控制器結合PID編程運算程序。通過PID運算，使機組實現高精度的控制受控室內的溫濕度和空氣質量。
2.根據權利要求書1所述，在本發明創造中組合式精密空調在新回風混合段的新風量由受控室內空氣的質量和用戶設定要求的空氣質量經過PID運算決定，保證受控室內的空氣質量能夠滿足用戶要求。
3.根據權利要求書1所述，在本發明創造中，組合式精密空調的加熱是采用能效高的熱泵制熱。安裝于組合式精密空調的制冷段和加濕器之間。
4.根據權利要求書1所述，該組合式精密空調系統中，制冷段可以通過冷水機組的冷凍水制冷，也可以是冷媒直接蒸發制冷。
5.在本發明創造中，該組合式空調的控制系統硬件由DDC控制器、空氣質量傳感器、溫濕度傳感器組成，與PID焓差計算軟件相結合，通過PID(比例、積分、微分)算法，實現精密空調高精度的控制。
全文摘要
本發明創造介紹的是一種利用熱泵制熱和空氣質量傳感器來控制受控室內的空氣質量的組合式精密空調系統。在本發明創造的精密空調過程之中，在空氣處理過程中，采用空氣質量傳感器，通過受控室內的空氣質量和要求的空氣質量對比，輸出PID值來控制空調機組的新風閥門，從而控制受控環境的空氣質量。在加熱過程中，通過能效比高的熱泵制熱，其控制方法式通過控制受控室內的溫度和舌定的溫度，通過PID運算，輸出一個PID控制值，從而控制了機組的制熱。在其它控制方面，通過焓差控制壓縮機運行來控制制冷和除濕，濕度控制加濕器，大大的節約了機組的能耗。實現了精密空調的精密控制。
文檔編號F24F11/02GK1690557SQ200410027010
公開日2005年11月2日 申請日期2004年4月28日 優先權日2004年4月28日
發明者方沛明 申請人:東莞市廣大制冷有限公司