低溫輻射型空調(diào)用新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制方法與流程

　　本發(fā)明涉及輻射型空調(diào)系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種低溫輻射型空調(diào)用新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制方法。

　　背景技術(shù)：

　　家用空調(diào)在制熱過程中的吹風(fēng)使人感覺到寒冷且不舒適，為了解決這一問題市場出現(xiàn)了普通家用空調(diào)再加地暖兩套系統(tǒng)形式來解決制熱不舒適問題。實際上吹風(fēng)感即使在制冷時也會使人不舒適，而采用輻射型空調(diào)就可以較好地解決傳統(tǒng)空調(diào)吹風(fēng)的不舒適感，提高用戶使用空調(diào)的舒適度，以毛細(xì)管末端系統(tǒng)為代表的低溫輻射型空調(diào)由于明顯提升了制冷系統(tǒng)蒸發(fā)溫度，能效大幅提升，舒適和節(jié)能使其迅速成為空調(diào)市場的熱點。

　　輻射型空調(diào)一般包含以下功能部件，室外側(cè)制冷系統(tǒng)、水循環(huán)裝置與室內(nèi)側(cè)輻射系統(tǒng)，制冷系統(tǒng)與輻射系統(tǒng)通過水循環(huán)裝置實現(xiàn)熱量交換。不同于常規(guī)空調(diào)直接在室內(nèi)空間降溫過程同時除濕，由于輻射型空調(diào)末端一般在用戶裝修面內(nèi)，無法排水，而在制冷過程中不可避免出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，為解決這一問題一般系統(tǒng)還配置有新風(fēng)除濕系統(tǒng)，用除濕后的干燥新風(fēng)來置換室內(nèi)空氣，達到最終控制室內(nèi)濕度和防止制冷盤管結(jié)露作用。由于這一系統(tǒng)配置不同，輻射型空調(diào)可以實現(xiàn)溫度和濕度的同時控制，而常規(guī)空調(diào)只能控溫，實現(xiàn)濕度和溫度同時控制非常困難。

　　目前配套毛細(xì)管為代表的輻射型空調(diào)主的新風(fēng)除濕系統(tǒng)，存在以下問題：

　　1、由于經(jīng)過制冷劑到水路，水路到比例調(diào)節(jié)閥(可選)，再到套管式換熱器，再和輸入室內(nèi)空氣進行換熱，顯然幾經(jīng)轉(zhuǎn)換，使換熱效率大幅下降，整個系統(tǒng)能耗大幅增加，成本大幅增加，不利于低溫輻射型空調(diào)系統(tǒng)推廣。

　　2、制冷系統(tǒng)不僅要滿足室內(nèi)溫度，同時還要兼顧平衡新風(fēng)除濕機冷凝熱量以及除濕效果，所以制冷系統(tǒng)壓縮機能力會取三者需求最大值，會導(dǎo)致制冷系統(tǒng)壓縮機能耗顯著增加。

　　如何發(fā)揮低溫輻射空調(diào)節(jié)能舒適的優(yōu)點，降低系統(tǒng)成本，提高可靠性，需要一種新的思路提出并解決目前除濕新風(fēng)系統(tǒng)方案和控制方法面臨的問題。

　　技術(shù)實現(xiàn)要素：

　　為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種低溫輻射型空調(diào)用新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制方法。

　　為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

　　一種低溫輻射型空調(diào)用新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制方法，步驟如下：

　　a、設(shè)定室內(nèi)干球溫度trs和室內(nèi)相對濕度φrs；

　　b、獲取室內(nèi)實時干球溫度tri和濕球溫度twri；

　　c、由室內(nèi)實時干球溫度tri和濕球溫度twri計算出室內(nèi)實時空氣絕對含濕量dwi；由設(shè)定的室內(nèi)干球溫度trs和室內(nèi)相對濕度φrs計算出設(shè)定的室內(nèi)濕空氣狀態(tài)的絕對含濕量drs；

　　d、計算出設(shè)定的室內(nèi)干球溫度trs與獲取的室內(nèi)實時干球溫度tri之差δt，δt＝trs-tri，根據(jù)δt控制輸入室內(nèi)的制冷量；計算出設(shè)定的室內(nèi)濕空氣狀態(tài)的絕對含濕量drs與室內(nèi)實時空氣絕對含濕量dwi之差δd，δd＝drs-dwi，根據(jù)δd控制輸入室內(nèi)的新風(fēng)濕度。

　　優(yōu)選地，在步驟d中，通過模糊控制方式，使制冷系統(tǒng)中變頻壓縮機的頻率變化δf1∝δt，使新風(fēng)除濕系統(tǒng)中變頻壓縮機的頻率變化δf2∝δd。

　　優(yōu)選地，通過模糊控制方式，使制冷系統(tǒng)中變頻壓縮機的頻率變化δf1∝δt&δt，其中δt為室內(nèi)實時干球溫度tri變化的加速度；通過模糊控制方式，使新風(fēng)除濕系統(tǒng)中變頻壓縮機的頻率變化δf2∝δd&δd，其中δd為室內(nèi)實時空氣絕對含濕量dwi變化的加速度。

　　優(yōu)選地，所述制冷系統(tǒng)和新風(fēng)除濕系統(tǒng)分別獨立控制室內(nèi)的溫度和濕度。

　　本發(fā)明的有益效果是：

　　1、和現(xiàn)有的新風(fēng)除濕系統(tǒng)相比，本發(fā)明在控制上不對送入室內(nèi)的空氣干球溫度進行控制，只負(fù)責(zé)空氣除濕，對送入室內(nèi)新風(fēng)中絕對含濕量進行控制，現(xiàn)有的新風(fēng)除濕系統(tǒng)中被冷水平衡的冷凝熱和壓縮機功率產(chǎn)生的熱量會由新風(fēng)帶入到室內(nèi)，而本來平衡這一熱量就是使用制冷系統(tǒng)的制冷能力，本發(fā)明將制冷量混合和平衡從新風(fēng)系統(tǒng)放入到室內(nèi)統(tǒng)一進行，對用戶感受實際是一樣的，本發(fā)明實現(xiàn)對室內(nèi)溫、濕度獨立控制，可取消現(xiàn)有新風(fēng)除濕系統(tǒng)中的套管式換熱器、比例調(diào)節(jié)閥等，簡化了新風(fēng)除濕系統(tǒng)方案，大幅降低新風(fēng)系統(tǒng)方案成本，同時解決由于環(huán)境溫度和濕度不平衡情況下可能存在的過度耗功或過度除濕問題；

　　2、通過對房間溫度和濕度分別用不同部件和不同參數(shù)控制實現(xiàn)獨立控制，各部件分別按各自最優(yōu)控制方式運行，實現(xiàn)系統(tǒng)控制精度和系統(tǒng)節(jié)能效果，解決現(xiàn)有產(chǎn)品存在系統(tǒng)復(fù)雜、換熱效率低、成本高，對不同季節(jié)工況條件適應(yīng)能力差等問題。

　　附圖說明

　　圖1為本發(fā)明實施例的控制原理示意圖；

　　圖2為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)原理示意圖；

　　附圖標(biāo)記：10-新風(fēng)除濕系統(tǒng)，11-表冷器，12-蒸發(fā)器，13-冷凝器，14-節(jié)流裝置，15-變頻壓縮機，16-直流變頻風(fēng)機，20-新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制器，21-控制模塊，22-傳感器模塊，23-驅(qū)動模塊，24-通訊模塊，30-制冷系統(tǒng)，31-變頻壓縮機，32-四通閥，33-節(jié)流裝置，34-蒸發(fā)器，35-電機，36-風(fēng)扇，40-制冷系統(tǒng)控制器，41-控制模塊，42-傳感器模塊，43-驅(qū)動模塊，44-通訊模塊，50-水循環(huán)系統(tǒng)，51-水箱，52-水泵，53-三分閥，54-三分閥，60-幅射系統(tǒng)，70-控制面板，71-控制模塊，72-傳感器模塊，73-通訊模塊，80-主控板，81-控制模塊，82-通訊模塊，83-電源模塊。

　　具體實施方式

　　下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細(xì)說明。

　　實施例

　　如圖1所示，一種低溫輻射型空調(diào)用新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制方法，步驟如下：

　　a、通過室內(nèi)控制面板70設(shè)定室內(nèi)干球溫度trs和室內(nèi)相對濕度φrs；

　　b、通過傳感器72獲取室內(nèi)實時干球溫度tri和濕球溫度twri；

　　c、由室內(nèi)實時干球溫度tri和濕球溫度twri計算出室內(nèi)實時空氣絕對含濕量dwi；由設(shè)定的室內(nèi)干球溫度trs和室內(nèi)相對濕度φrs計算出設(shè)定的室內(nèi)濕空氣狀態(tài)的絕對含濕量drs；

　　d、計算出設(shè)定的室內(nèi)干球溫度trs與獲取的室內(nèi)實時干球溫度tri之差δt，δt＝trs-tri，根據(jù)δt控制輸入室內(nèi)的制冷量；計算出設(shè)定的室內(nèi)濕空氣狀態(tài)的絕對含濕量drs與室內(nèi)實時空氣絕對含濕量dwi之差δd，δd＝drs-dwi，根據(jù)δd控制輸入室內(nèi)的新風(fēng)濕度。

　　在其中一個實施例中，通過模糊控制方式，使制冷系統(tǒng)中變頻壓縮機31的頻率變化δf1∝δt，使新風(fēng)除濕系統(tǒng)中變頻壓縮機15的頻率變化δf2∝δd。

　　在其中一個實施例中，為使變頻壓縮機31的頻率控制更精準(zhǔn)，通過模糊控制方式，使制冷系統(tǒng)30中變頻壓縮機31的頻率變化δf1∝δt&δt，其中δt為室內(nèi)實時干球溫度tri變化的加速度；為使變頻壓縮機15的頻率控制更精準(zhǔn)，通過模糊控制方式，使新風(fēng)除濕系統(tǒng)10中變頻壓縮機15的頻率變化δf2∝δd&δd，其中δd為室內(nèi)實時空氣絕對含濕量dwi變化的加速度。

　　在其中一個實施例中，所述制冷系統(tǒng)和新風(fēng)除濕系統(tǒng)分別獨立控制室內(nèi)的溫度和濕度。

　　本發(fā)明的控制方法主要涉及室內(nèi)控制面板70、室內(nèi)主控板80、制冷系統(tǒng)控制器40和新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制器20，室內(nèi)控制面板70、室內(nèi)主控板80、制冷系統(tǒng)控制器40和新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制器20在各自的控制模塊的控制下工作，且相互之間通過通訊模塊進行通訊。

　　制冷系統(tǒng)控制器40的控制模塊41根據(jù)δf1∝δt&δt控制冷凝器風(fēng)扇的電機35的轉(zhuǎn)速以及節(jié)流裝置33和四通閥32，通過驅(qū)動模塊43控制變頻壓縮機31的轉(zhuǎn)速。

　　新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制器20的控制模塊21根據(jù)δf2∝δd&δd控制新風(fēng)除濕系統(tǒng)中直流變頻風(fēng)機16的轉(zhuǎn)速和節(jié)流裝置14，通過驅(qū)動模塊23控制變頻壓縮機15的轉(zhuǎn)速。

　　本發(fā)明可實現(xiàn)對室內(nèi)溫、濕度獨立控制，取消了現(xiàn)有新風(fēng)除濕系統(tǒng)中的套管式換熱器、比例調(diào)節(jié)閥等，簡化了新風(fēng)除濕系統(tǒng)方案，大幅降低新風(fēng)系統(tǒng)方案成本，同時解決由于環(huán)境溫度和濕度不平衡情況下可能存在的過度耗功或過度除濕問題。

　　和現(xiàn)有的新風(fēng)除濕系統(tǒng)相比，本發(fā)明在控制上不對送入室內(nèi)的空氣干球溫度進行控制，只負(fù)責(zé)空氣除濕，對送入室內(nèi)新風(fēng)中絕對含濕量進行控制，現(xiàn)有的新風(fēng)除濕系統(tǒng)中被冷水平衡的冷凝熱和壓縮機功率產(chǎn)生的熱量會由新風(fēng)帶入到室內(nèi)，而本來平衡這一熱量就是使用制冷系統(tǒng)的制冷能力，本發(fā)明將制冷量混合和平衡從新風(fēng)系統(tǒng)放入到室內(nèi)統(tǒng)一進行，對用戶感受實際是一樣的。

　　本發(fā)明通過對房間溫度和濕度分別用不同部件和不同參數(shù)控制實現(xiàn)獨立控制，各部件分別按各自最優(yōu)控制方式運行，實現(xiàn)系統(tǒng)控制精度和系統(tǒng)節(jié)能效果，解決現(xiàn)有產(chǎn)品存在系統(tǒng)復(fù)雜、換熱效率低、成本高，對不同季節(jié)工況條件適應(yīng)能力差等問題。

　　本發(fā)明的實施例還提供了一種低溫輻射型空調(diào)用新風(fēng)除濕系統(tǒng)，如圖2所示，包括設(shè)于室外側(cè)的制冷系統(tǒng)30及制冷系統(tǒng)控制器40、設(shè)于室內(nèi)側(cè)并通過水循環(huán)系統(tǒng)50與制冷系統(tǒng)30交換熱量的幅射系統(tǒng)60和設(shè)于室內(nèi)側(cè)的控制面板70和主控板80，還包括新風(fēng)除濕系統(tǒng)10和新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制器20；所述新風(fēng)除濕系統(tǒng)10包括變頻壓縮機15以及在室外到室內(nèi)的整個風(fēng)路上依次設(shè)置的表冷器11、蒸發(fā)器12、冷凝器13、直流變頻風(fēng)機16，該冷凝器13可使用板式換熱器替代，所述表冷器11靠近室外的一側(cè)設(shè)有空氣濾網(wǎng)；所述水循環(huán)系統(tǒng)50的出口一路連接幅射系統(tǒng)60的進口，另一路連接表冷器11的進口；所述水循環(huán)系統(tǒng)50的進口一路連接幅射系統(tǒng)60的出口，另一路連接表冷器11的出口；所述變頻壓縮機15的排氣口與冷凝器13的進口連接，所述冷凝器13的出口經(jīng)節(jié)流裝置14后與蒸發(fā)器12的進口連接，所述蒸發(fā)器12的出口連接變頻壓縮機15的進氣口；所述新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制器20包括通訊模塊24、控制模塊21、驅(qū)動模塊23和傳感器模塊22，所述控制模塊21分別連接通訊模塊24、驅(qū)動模塊23和傳感器模塊22，所述傳感器模塊22包括設(shè)于表冷器11靠近室外一側(cè)和冷凝器13靠近室內(nèi)一側(cè)的溫濕度傳感器或溫度與相對濕度傳感器；所述驅(qū)動模塊23分別連接變頻壓縮機15和直流變頻風(fēng)機16。

　　其中，室內(nèi)的主控板80包括控制模塊81、通訊模塊82、電源模塊83；室內(nèi)的控制面板70包括控制模塊71、傳感器模塊72、通訊模塊73；制冷系統(tǒng)控制器40包括控制模塊41、傳感器模塊42、驅(qū)動模塊43、通訊模塊44。

　　所述傳感器模塊72至少包括溫度傳感器或溫度傳感器以及濕度傳感器。

　　濕空氣狀態(tài)參數(shù)有干球溫度、濕球溫度、相對濕度、絕對含濕量、焓值、露點溫度等，干、濕球溫度和相對濕度屬于可測量參數(shù)，絕對含濕量、焓值等屬于計算參數(shù)，以上參數(shù)只要知道任意兩種參數(shù)，通過計算公式就能獲取整個濕空氣的狀態(tài)。

　　本發(fā)明采用室內(nèi)控制面板70實時采集的室內(nèi)空氣的干球、濕球溫度(或相對溫度)作為當(dāng)前室內(nèi)濕空氣狀態(tài)參數(shù)，我們可以獲取當(dāng)前空氣絕對含濕量dwi以及露點溫度tli，由用戶設(shè)定(或系統(tǒng)默認(rèn))的相對濕度作為控制濕空氣的狀態(tài)參數(shù)，可以計算得出未來控制的空氣絕對含濕量drs，這樣制冷系統(tǒng)30和水循環(huán)系統(tǒng)50負(fù)責(zé)室內(nèi)降溫工作，使室內(nèi)溫度位于用戶設(shè)定溫度范圍內(nèi)，新風(fēng)除濕系統(tǒng)10負(fù)責(zé)除濕，將干燥后新風(fēng)送入室內(nèi)，室內(nèi)絕對含濕量之差δd＝drs-dwi用于控制新風(fēng)除濕系統(tǒng)10的工作能力。

　　由于制冷速度(溫度控制)和除濕量(濕度控制)是分開兩個部件獨立完成，在室內(nèi)溫度下降過程中，室內(nèi)溫度和絕對含濕量兩個參數(shù)決定整個室內(nèi)濕空氣的狀態(tài)參數(shù)，溫度和濕度會存在以下三種情況：

　　a、除濕速度大于制冷速度，實時相對濕度較用戶設(shè)定更低；

　　b、除濕速度與制冷速度同步，實時相對濕度與用戶設(shè)定相當(dāng)；

　　c、除濕速度小于制冷速度，實時相對濕度比用戶設(shè)定要高；

　　即溫度和濕度獨立控制含義，可以分別先后達到，一段時間后最終滿足室內(nèi)控制面板設(shè)定狀態(tài)。

　　現(xiàn)有技術(shù)方案中，新風(fēng)除濕系統(tǒng)通過水循環(huán)裝置利用套管式換熱器采用制冷系統(tǒng)部分制冷量來平衡新風(fēng)除濕機系統(tǒng)的冷凝熱和壓縮機功率，實現(xiàn)對送入室內(nèi)新風(fēng)的較低溫度和濕度控制。該方案不僅系統(tǒng)復(fù)雜、成本高，可靠性低，而且由于它是對相對濕度進行控制，會在環(huán)境溫濕度不平衡過程中暴露這一控制缺陷：

　　1、在室外環(huán)境溫度不高情況下，如春秋兩季，有可能相對濕度高，絕對含濕量低，實際屬于干燥情況，但現(xiàn)有方案仍然會啟動除濕功能，將相對濕度控制在除濕機控制目標(biāo)內(nèi)，一方面無謂耗費電能，而且使室內(nèi)更干燥，舒適度更差；

　　2、在梅雨季節(jié)溫度不高但，但濕度很大，除濕要求會使制冷系統(tǒng)頻繁運行或壓縮機頻率升高導(dǎo)致耗功率更大。

　　和現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明的新風(fēng)除濕系統(tǒng)取消了套管式換熱器，比例調(diào)節(jié)閥等，簡化了新風(fēng)除濕的系統(tǒng)方案。在控制上不對送入室內(nèi)的空氣干球溫度進行控制，只對負(fù)責(zé)空氣除濕，對送入室內(nèi)新風(fēng)中絕對含濕量進行控制。現(xiàn)有技術(shù)方案中被冷水平衡的冷凝熱和壓縮機功率產(chǎn)生熱量會由新風(fēng)帶入到室內(nèi)，而本來平衡這一熱量就是使用制冷系統(tǒng)制冷能力，本發(fā)明將制冷量混合和平衡從新風(fēng)機放入到室內(nèi)統(tǒng)一進行，對用戶感受實際是一樣的，本發(fā)明可實現(xiàn)對室內(nèi)溫、濕度獨立控制，大幅降低新風(fēng)系統(tǒng)方案成本，同時解決由于環(huán)境溫度和濕度不平衡情況下可能存在的過度耗功或過度除濕問題。

　　在直流變頻風(fēng)機16作用下，室外空氣先后流經(jīng)過空氣濾網(wǎng)，表冷器11，蒸發(fā)器12，冷凝器13，在表冷器11前和冷凝器13后分別設(shè)置有溫濕度傳感器或溫度與相對濕度傳感器，風(fēng)路入口處為干球溫度ti和濕球溫度twi，風(fēng)路出口處為干球溫度to和濕球溫度two，濕空氣任意兩個參數(shù)可以獲取整個濕空氣狀態(tài)參數(shù)，由ti和twi可得出入口濕空氣絕對含濕量di，由to和two可以得出進入房間前濕空氣絕對含濕量do。

　　空氣經(jīng)表冷器11后降溫除濕進入蒸發(fā)器12進一步降溫除濕，與冷凝器13換熱后，空氣干球溫度升高，由于沒有加濕作用，空氣相對濕度減小送入室內(nèi)，為保持新風(fēng)送入室內(nèi)空氣流暢，室內(nèi)各房間設(shè)有空氣平衡孔，并在室內(nèi)設(shè)有回風(fēng)風(fēng)機，保持房間空氣壓力基本平衡和可持續(xù)送入干燥新風(fēng)。

　　室內(nèi)設(shè)置有主控板80和控制面板70，控制面板70設(shè)置有溫濕度傳感器并執(zhí)行相關(guān)功能模式和相應(yīng)干溫度、相對濕度等設(shè)置。控制面板70與主控板80以及新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制器20、制冷系統(tǒng)控制器40等通過485通訊協(xié)議交換數(shù)據(jù)和控制指令。

　　其中溫度控制主要由制冷系統(tǒng)30隨控制面板70中傳感器感受到的溫度以及設(shè)定溫度之差(δt＝trs-tri)來控制變頻壓縮機31轉(zhuǎn)速發(fā)生變化，以上變化關(guān)系可以通過模糊控制方式實現(xiàn)，使壓縮機頻率變化δf∝δt。

　　濕度控制是通過新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制器20與主控板80進行485通訊協(xié)議獲取室內(nèi)控制面板70獲取的室內(nèi)實時干、濕球情況以及設(shè)定干球和相對濕度，即室內(nèi)干球tri和室內(nèi)濕球twri可以得出室內(nèi)空氣絕對含濕量dwi；由設(shè)定干球trs和設(shè)定相對濕度φrs可以得出設(shè)定濕空氣狀態(tài)的絕對含濕量drs；

　　新風(fēng)除濕系統(tǒng)有以下狀態(tài)對送入室內(nèi)空氣進行控制：

　　a、當(dāng)do

　　b、當(dāng)dodrs時為加濕狀態(tài)，送入室內(nèi)空氣具有加濕效果；

　　其中新風(fēng)除濕系統(tǒng)10的變頻壓縮機15的轉(zhuǎn)速變化由新風(fēng)除濕系統(tǒng)控制器20根據(jù)δd的變化進行控制，并遵循條件a和b實現(xiàn)對室內(nèi)濕度進行控制。以上變化關(guān)系可以通過模糊控制方式實現(xiàn)，使壓縮機頻率變化δf∝δd。

　　當(dāng)除濕控制滯后，而室外濕空氣絕對含濕量di大于室內(nèi)設(shè)定絕對含濕量drs，由條件c顯然通過調(diào)整變頻壓縮機15轉(zhuǎn)速，降低除濕能力，減少除濕量可以實現(xiàn)對室內(nèi)濕度補充，使之回到控制目標(biāo)實現(xiàn)加濕效果。

　　以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的具體實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。