恆溫器演算法
① 控制恆溫恆濕的演算法
目前,恆溫恆濕空調系統的應用場合越來越多,例如在電子、醫院、計量、紡織和光學儀器等領域,以保證一些產品或操作處於恆溫恆濕的環境。
一種恆溫恆濕系統的控制方法,包括:
測量恆溫恆濕室內的實際室溫T1測和實際室內露點溫度T2測;
根據實際室溫T1測與恆溫恆濕系統的送風部的設定送風溫度T1設的差值△T1對T1設進行校正:T1校=T1設+f(△T1),其中,△T1=T1測-T1設,△T1>0時,f(△T1)<0,△T1<0時,f(△T1)>0,T1校為所述送風部的校正後的設定送風溫度;
根據實際室內露點溫度T2測與恆溫恆濕系統的送風部的設定送風露點溫度T2設的差值△T2對T2設進行校正:T2校=T2設+F(△T2),其中,△T2=T2測-T2設,△T2>0時,F(△T2)<0,△T2<0時,F(△T2)>0,T2校為所述送風部的校正後的設定送風露點溫度。
進一步地,f(△T1)和F(△T2)分別由控制器通過PID計算得到。
進一步地,恆溫恆濕系統製冷時,送風部校正後的設定送風溫度為T1校,
恆溫恆濕系統制熱時,所述送風部校正後的設定送風溫度為T1』校,T1』校=T1校-第一死區溫度,0<第一死區溫度≦1℃;
恆溫恆濕系統除濕時,所述送風部校正後的設定送風露點溫度為T2校,
恆溫恆濕系統加濕時,所述送風部校正後的設定送風露點溫度為T2』,T2』校=T2校-第二死區溫度,0<第二死區溫度≦1℃。
進一步地,恆溫恆濕系統包括冷卻單元,當所述恆溫恆濕系統用於降溫和除濕時,所述恆溫恆濕系統通過所述冷卻單元進行降溫和除濕;所述冷卻單元包括第一換熱管和設置於所述第一換熱管上的第一控制閥,當根據所述T1校和所述T2校的控制所述第一控制閥具有不同的開度變化值時,所述控制器以所述T1校和所述T2校中令所述第一控制閥開度變化值更大的一個來控制所述第一控制閥的開度變化。
② 控制恆溫恆濕的演算法
恆溫恆濕光照培養箱有著精確的溫度和濕度控制系統,它為產業研究、生物技術測試提供所需要的各種模擬環境條件,科廣泛適用於葯物、紡織、食品加工等無菌試驗、穩定性檢驗以及工業產品的原料性能、產品包裝、產品壽命等測試。
恆溫光照培養箱的一個重要組成部分就是樣品試驗室,這部分基本上也是放置樣品,並未樣品提供模擬、強化大氣環境的部分,一般來說,樣品試驗室會配備光源、樣品架和測量裝置等。
恆溫光照培養箱之所以被稱作這個名字,是因為它能夠實現光照強度的調節,因此光源系統裝置主要包括燈和點燈裝置,可以控制燈的開啟和關閉,以及實現光照強度的調節,以滿足不同試驗的光照強度要求。
提供體外的培養環境主要由溫度、濕度兩個指標衡量,屬於多輸入控制系統的集合體。整體設計可劃分為恆溫控制與恆濕控制兩大核心控制系統和按鍵、顯示、聲光報警和數據存儲下載輔助系統。恆溫系統完成溫度的閉環控制,其工作過程可概括為:
恆溫恆濕光照培養箱按控制演算法對採集的溫度數據進行處理,輸出的控制量傳送到驅動電路,從而控制起加熱功能的電熱器的通斷、以及壓縮機和風扇的啟停,使溫度達到目標值,實現對箱體溫度的控制,因此系統包含感測器檢測、信號處理、人機交互系統和電源等功能模塊。恆濕系統完成濕度恆定的功能,與恆溫系統工作過程類似。
按照一定的控制演算法對濕度信息處理,控制輸出量傳送到驅動電路,在空氣自然交換的基礎上控制霧化器的工作,使濕度達到設定值,實現對箱體濕度的控制。
恆溫恆濕光照培養箱溫控儀表使用注意事項:
設定溫度時,嚴格按照恆溫搖床技術參數規范操作,嚴謹超范圍使用,否則後果自負。環境溫度不可超越28℃,如高於此溫度,應打開窗戶通風,或者打開空調輔助降溫,否則因壓縮機連續製冷,超負荷工作,而導致縮短壓縮機使用壽命。
③ 控制恆溫恆濕的演算法
恆溫恆濕空調系統的應用場合越來越多,例如在電子、醫院、計量、紡織和光學儀器等領域,以保證一些產品或操作處於恆溫恆濕的環境。
但是,目前的恆溫恆濕系統存在以下問題:
當室內的溫度升高或降低時,恆溫恆濕系統的新風空調機組的設定送風溫度不會變化,導致製冷或加熱的能耗增加;當室內露點溫度升高或降低時,恆溫恆濕系統的新風空調機組的設定送風露點不會變化,導致除濕或加濕的能耗增加。
技術實現要素:
本發明的一個目的在於提出一種能耗小的恆溫恆濕系統的控制方法;
本發明的另一個目的在於提出一種能耗小的恆溫恆濕系統。
為達此目的,一方面,本發明採用以下技術方案:
一種恆溫恆濕系統的控制方法,包括:
測量恆溫恆濕室內的實際室溫T1測和實際室內露點溫度T2測;
根據實際室溫T1測與恆溫恆濕系統的送風部的設定送風溫度T1設的差值△T1對T1設進行校正:T1校=T1設+f(△T1),其中,△T1=T1測-T1設,△T1>0時,f(△T1)<0,△T1<0時,f(△T1)>0,T1校為所述送風部的校正後的設定送風溫度;
根據實際室內露點溫度T2測與恆溫恆濕系統的送風部的設定送風露點溫度T2設的差值△T2對T2設進行校正:T2校=T2設+F(△T2),其中,△T2=T2測-T2設,△T2>0時,F(△T2)<0,△T2<0時,F(△T2)>0,T2校為所述送風部的校正後的設定送風露點溫度。
進一步地,f(△T1)和F(△T2)分別由控制器通過PID計算得到。
進一步地,恆溫恆濕系統製冷時,送風部校正後的設定送風溫度為T1校,
恆溫恆濕系統制熱時,所述送風部校正後的設定送風溫度為T1』校,T1』校=T1校-第一死區溫度,0<第一死區溫度≦1℃;
恆溫恆濕系統除濕時,所述送風部校正後的設定送風露點溫度為T2校,
恆溫恆濕系統加濕時,所述送風部校正後的設定送風露點溫度為T2』,T2』校=T2校-第二死區溫度,0<第二死區溫度≦1℃。
進一步地,恆溫恆濕系統包括冷卻單元,當所述恆溫恆濕系統用於降溫和除濕時,所述恆溫恆濕系統通過所述冷卻單元進行降溫和除濕;所述冷卻單元包括第一換熱管和設置於所述第一換熱管上的第一控制閥,當根據所述T1校和所述T2校的控制所述第一控制閥具有不同的開度變化值時,所述控制器以所述T1校和所述T2校中令所述第一控制閥開度變化值更大的一個來控制所述第一控制閥的開度變化。
另一方面,本發明採用以下技術方案:
一種恆溫恆濕系統,包括控制器和分別與所述控制器連接的溫度調節部、濕度調節部、送風部、室溫感測器和室內露點溫度感測器;
所述送風部用於將經過所述溫度調節部和所述濕度調節部處理過的空氣供入至所述恆溫恆濕室內,所述送風部的設定送風溫度為T1設,所述送風部的設定送風露點溫度為T2設,所述室內溫度感測器和所述室內露點感測器分別用於測量恆溫恆濕室內的實際室溫T1測和實際室內露點溫度T2測;
所述控制器用於根據T1測與T1設的差值△T1對T1設進行校正、以及根據T2測與T2設的差值△T2對T2設進行校正,其中:
T1校=T1設+f(△T1),其中,△T1=T1測-T1設,△T1>0時,f(△T1)<0,△T1<0時,f(△T1)>0,T1校為所述送風部的校正後的設定送風溫度,
T2校=T2設+F(△T2),其中,△T2=T2測-T2設,△T2>0時,F(△T2)<0,△T2<0時,F(△T2)>0,T2校為所述送風部的校正後的設定送風露點溫度。
進一步地,f(△T1)和F(△T2)分別由所述控制器通過PID計算得到。
進一步地,所述濕度調節部包括分別與所述控制器連接的冷卻單元和加濕器;當所述恆溫恆濕系統用於除濕時,所述控制器關閉所述加濕器並控制所述冷卻單元工作;當所述恆溫恆濕系統用於加濕時,所述控制器控制關閉所述冷卻單元並控制所述加濕器工作。
進一步地,當所述恆溫恆濕系統用於降溫和除濕時,所述恆溫恆濕系統通過所述冷卻單元進行降溫和除濕;
所述冷卻單元包括第一換熱管和設置於所述第一換熱管上的第一控制閥,當分別根據所述T1校和所述T2校的控制所述第一控制閥具有不同的開度變化值時,所述控制器以所述T1校和所述T2校中令所述第一控制閥開度變化值更大的一個來控制所述第一控制閥的開度變化。
進一步地,所述恆溫恆濕系統還包括新風管和回風部,所述新風管和所述回風部的風出口均分別與所述溫度調節裝置的進風口以及所述濕度調節裝置的進風口連通。
進一步地,所述新風管內設置有過濾結構。
本發明的有益效果如下:
本發明提供的恆溫恆濕系統及其控制方法,其設定送風溫度和設定送風露點溫度不是固定的,而是基於實際室溫和實際室內露點溫度與該設定值的差值對該設定值進行校正、自動調整,採用閉環自動控制,避免恆溫恆濕系統高能耗的運行,整體運行成本低。
附圖說明
圖1是本發明優選實施例一提供的恆溫恆濕系統控制方法的示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖並通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
優選實施例一:
本優選實施例提供了一種恆溫恆濕系統的控制方法,該方法具體為:
測量恆溫恆濕室內的實際室溫T1測和實際室內露點溫度T2測;
根據實際室溫T1測與恆溫恆濕系統的送風部的設定送風溫度T1設的差值△T1對T1設進行校正:T1校=T1設+f(△T1),其中,△T1=T1測-T1設,△T1>0時,f(△T1)<0,△T1<0時,f(△T1)>0,T1校為送風部的校正後的設定送風溫度;
根據實際室內露點溫度T2測與恆溫恆濕系統的送風部的設定送風露點溫度T2設的差值△T2對T2設進行校正:T2校=T2設+f(△T2),其中,△T2=T2測-T2設,△T2>0時,f(△T2)<0,△T2<0時,f(△T2)>0,T2校為送風部的校正後的設定送風露點溫度。
其中,f(△T1)和F(△T2)可以分別由控制器通過PID(Proportion Integration Differentiation)計算得到。PID的運算控制量包括比例單元P、積分單元I和微分單元D。PID運算中把收集到的數據△T1或△T2和一個參考值進行比較,然後把這個差別用於計算f(△T1)或F(△T2)。其中,比例單元P、積分單元I和微分單元D以及參考值均可由經驗參數或調試參數獲得。
本實施例中,例如,當恆溫恆濕系統製冷且T1設=22℃時,如果T1測=23℃,△T=1>0,此時f(△T1)<0,T1校=22℃+f(△T1)。即當室溫偏高,超過設定值22℃時,新風空調機組可以低於22℃的值送風,而不是以22℃送風。當恆溫恆濕系統製冷且T1設=22℃時,如果T1測=21℃,△T=1<0,此時f(△T1)>0,T1校=22℃+f(△T1)。即當室溫偏低,超過設定值22℃時,恆溫恆濕系統可以以高於22℃的溫度值送風,而不是以22℃送風。
本實施例提供的恆溫恆濕系統的控制方法,其設定送風溫度和設定送風露點溫度不是固定的,而是基於實際室溫和實際室內露點溫度與該設定值的差值對該設定值進行校正、自動調整,採用閉環自動控制,避免恆溫恆濕系統高能耗的運行,整體運行成本低。
本實施例中,在上述方法的基礎上,恆溫恆濕系統製冷時,送風部校正後的設定送風溫度為T1校,恆溫恆濕系統制熱時,送風部校正後的設定送風溫度為T1』校,T1』校=T1校-第一死區溫度,0<第一死區溫度≦1℃;恆溫恆濕系統除濕時,送風部校正後的設定送風露點溫度為T2校,恆溫恆濕系統加濕時,送風部校正後的設定送風露點溫度為T2』,T2』校=T2校-第二死區溫度,0<第二死區溫度≦1℃。第一死區溫度和第二死區溫度是指由於恆溫恆濕系統無法精確控制的溫度區域,其具體值可以根據恆溫恆濕系統的控制精度進行選擇。
本實施例中,在上述方法的基礎上,恆溫恆濕系統包括冷卻單元,當恆溫恆濕系統用於降溫和除濕時,恆溫恆濕系統通過冷卻單元進行降溫和除濕;
冷卻單元包括第一換熱管和設置於第一換熱管上的第一控制閥,當分別根據T1校和T2校的控制第一控制閥具有不同的開度變化值時,控制器以T1校和T2校中令第一控制閥開度變化值更大的一個來控制第一控制閥的開度變化。
本實施例還提供了一種用於實現上述恆溫恆濕系統控制方法的恆溫恆濕系統,其包括控制器和分別與控制器連接的溫度調節部、濕度調節部、送風部、室溫感測器和室內露點溫度感測器;送風部用於將經過溫度調節部和濕度調節部處理過的空氣供入至恆溫恆濕室內,送風部的設定送風溫度為T1設,送風部的設定送風露點溫度為T2設,室內溫度感測器和室內露點感測器分別用於測量恆溫恆濕室內的實際室溫T1測和實際室內露點溫度T2測;
控制器用於根據T1測與T1設的差值△T1對T1設進行校正、以及根據T2測與T2設的差值△T2對T2設進行校正,其中:
T1校=T1設+f(△T1),其中,△T1=T1測-T1設,△T1>0時,f(△T1)<0,△T1<0時,f(△T1)>0,T1校為送風部的校正後的設定送風溫度,
T2校=T2設+F(△T2),其中,△T2=T2測-T2設,△T2>0時,F(△T2)<0,△T2<0時,F(△T2)>0,T2校為送風部的校正後的設定送風露點溫度。
本實施例提供的恆溫恆濕系統,其設定送風溫度和設定送風露點溫度不是固定的,而是基於實際室溫和實際室內露點溫度與該設定值的差值對該設定值進行校正、自動調整,採用閉環自動控制,避免恆溫恆濕系統高能耗的運行,整體運行成本低。
本實施例中,在上述結構的基礎上,f(△T1)和F(△T2)分別由控制器通過PID計算得到。
本實施例中,在上述結構的基礎上,濕度調節部包括分別與控制器連接的冷卻單元和加濕器;當恆溫恆濕系統用於除濕時,控制器關閉加濕器並控製冷卻單元工作;當恆溫恆濕系統用於加濕時,控制器控制關閉冷卻單元並控制加濕器工作。當恆溫恆濕系統用於加濕時,控制器控制以T2』校作為送風部的二次校正後的設定送風露點溫度,T2』校=T2校-第二死區溫度,0<第二死區溫度≦1℃。
本實施例中,在上述結構的基礎上,溫度調節部包括分別與控制器連接的預熱單元和再熱單元,預熱單元包括第二換熱管、預熱溫度感測器和設置於第二換熱管上的第二控制閥,預熱溫度感測器用於測量第二換熱管的實際預熱溫度T11測;控制器用於在第二換熱管的實際預熱溫度T11測大於換熱管的設定預熱溫度時減小第二控制閥的開度,在實際預熱溫度T11測小於換熱管的設定預熱溫度時增大第二控制閥的開度。
本實施例中,在上述結構的基礎上,恆溫恆濕系統還包括新風管和回風部,新風管和回風部的風出口均分別與溫度調節裝置的進風口以及濕度調節裝置的進風口連通。新風管內優選但不局限為設置有過濾結構。