一种组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统，用于组合式空调机组，控制系统包括温度控制回路与湿度控制回路两个闭环控制回路；温度控制回路包括回风温度PID控制器、高温水阀执行器、风机变频器、环境温度传感器和回风温度传感器；湿度控制回路包括回风湿度PID控制器、常温水阀执行器和回风湿度传感器；温度控制回路与湿度控制回路分别通过温度前馈解耦器和湿度前馈解耦器交互连接。实现基于组合式空调机组对部分地区，在节省能耗的同时实现精准的恒温恒湿调节控制。时实现精准的恒温恒湿调节控制。时实现精准的恒温恒湿调节控制。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统


[0001]本专利技术涉及空调机组控制
，特别涉及一种组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统。

技术介绍

[0002]目前中央空调系统组合式空调空气处理机组大多采用空气内循环满足目标区域的温湿度要求，而较为常见的自动控制方式就包括利用机组回风段的回风温度作为参考来调节表冷器水路阀门的开度大小，以此调整冷量的输出，保障大空间区域的环境温度。当回风温度值作为反馈来调节目标区域的冷量时，由于空气循环回路长，温度调整的周期相对也较长。回风温度值在控制表冷器水路阀门开度大小控制空气温度时，能较好的且稳定的保证目标区域的环境温度，使控温达到稳定的水平，也能在一定程度调节空气中的湿度，使得目标区域在较为合适的温湿度水平。但对于地处南方，气候湿润，夏季又频发暴雨的情况下，单纯只靠回风温度值调节温湿度，是难以在保证目标区域的温度的同时又有符合国家标准条件的环境湿度。在实际运行过程中，经常会有部分区域出现温度合适但很“闷”的情况，由此可见，传统的空调机组控制方式对于空气环境条件要求较高的目标区域就显得拙荆见肘，因此保障温度的同时又能保障湿度的需求就相对重要了。
[0003]现目前，市面上常见的除湿的方式有加热除湿和降温除湿两种。
[0004]而对于空气环境条件要求较高的目标区域，比如信息、弱电机房等，通常采用在大幅度降低送风温度之后对其进行加热除湿，进而满足目标区域的空气湿度要求。加热除湿是在增加了一段冷量的前提下再以牺牲掉该段部分冷量的方式保障温湿度都能满足目标区域的空气环境条件要求，但这样的方式并不满足节能降耗的要求。
[0005]降温除湿则是通过将空气温度降低至当前环境条件下的露点温度，使空气中的水蒸气自发凝结产生凝结水，以此来降低空气中的含湿量。但是单靠回风温度来调节单级表冷器水路阀门开度的方法，只能一定程度上降低湿度，并不能满足目标区域的湿度要求。但要满足目标区域的湿度要求，就必须再增加冷量输出，降低送风温度，即在较大的冷源流量进行换热，使得进行换热的空气降低到当前压力条件下的露点温度来进行除湿，然而部分区域在正常大气压的条件下，空气温度为24℃，空气相对湿度为60％时的露点温度为15.79℃，保证了目标绝对含湿量以后，是无法再保障目标区域的环境温度的，这会使得目标区域的环境温度降低至22℃以下。这也是目前在部分区域进行恒温恒湿控制面临的难点：在控制输出空气的绝对含湿量为定值后，必然会因为冷量过大，导致目标区域的环境温度降低，使得目标区域出现温度过冷的情况。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术提供了一种组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统，以解决现有技术中针对大空间环境区域温湿度不能满足设计标准要求的问题；基于该系统，设置由温度控制与湿度控制两个闭环控制回路，在降温除湿后，通过温度控制回路使送风
量减载调节，同时一级高温盘管的开度进行冷量输出的减载，避免冷量过大对目标区域环境空气温度的影响。
[0007]本专利技术提供了一种组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统，具体技术方案如下：
[0008]所述控制系统用于组合式空调机组，所述控制系统包括温度控制回路与湿度控制回路两个闭环控制回路；
[0009]所述温度控制回路包括回风温度PID控制器、高温水阀执行器、风机变频器、环境温度传感器和回风温度传感器；所述回风温度PID控制器通过高温水阀执行器驱动高温一级盘管上电动二通阀的开度和风机变频器调节风机频率。针对高温水阀开度和风机频率对PID控制器的输出进行相应控制量分配的分段控制，其中以PID前0
‑
75％部分调节高温水阀开度，75％
‑
80％为调节死区，即PID控制缓冲区域，PID最后80％
‑
100％部分调节风机送风量；
[0010]所述湿度控制回路包括回风湿度PID控制器、常温水阀执行器和回风湿度传感器；所述回风湿度PID控制器通过常温水阀执行器驱动常温二级盘管上电动二通阀的开度；
[0011]所述温度控制回路与所述湿度控制回路分别通过温度前馈解耦器和湿度前馈解耦器交互连接。
[0012]进一步的，所述温度前馈解耦器的传递函数，表示如下：
[0013][0014]其中，G
11
(s)表示当前环境温度控制通道传递函数，G
12
(s)表示湿度控制对温度影响的耦合通道传递函数。
[0015]进一步的，所述湿度前馈解耦器的传递函数表示如下：
[0016][0017]其中，G
22
(s)表示湿度控制通道传递函数，G
21
(s)表示温度控制对湿度影响的耦合通道传递函数。
[0018]进一步的，系统的传递函数模型表示如下：
[0019][0020]其中，K表示调节区域的放大系数，T表示调节区域的惯性时间常数，τ表示调节区域的时滞时间。
[0021]进一步的，所述控制系统还包括BP神经网络，通过所述BP神经网络自适应调节PID控制器控制参数K
P
、T
I
、T
d
，其中K
P
表示PID逻辑循环中的比例系数，T
i
表示PID逻辑循环中的微分时间、T
d
表示PID逻辑循环中的积分时间。
[0022]进一步的，所述控制系统还通过SSA算法对所述BP神经网络进行优化，具体过程如下：
[0023]基于BP神经网络的网络结构，初始化网络权值，设定相应的学习速率；
[0024]给定温湿度输入，通过SSA算法优化得到PID控制器的三个控制参数K
P
、T
I
、T
d
；
[0025]以系统误差e作为SSA优化算法的训练指标进行网络训练和参数整定。
[0026]本专利技术的有益效果如下：
[0027]本专利技术的控制系统利用PID和前馈解耦实现恒温恒湿控制，实现基于两级换热盘管的组合式空调机组，在部分温湿度不协调的区域实现降低温度至设定值的同时，在不浪费冷量、能耗的情况下，能够使得湿度达到设定值，实现恒温恒湿的同步调节；同时系统通过前置解耦消除温湿度之间耦合关系的干扰，实现温湿度独立闭环调节控制；
[0028]控制系统还引入BP神经网络，针对不同现场环境，自动根据历史运行数据进行系统建模，自适应调节PID控制器的控制参数，还通过SSA算法优化BP神经网络，实现自适应调节不同处理区域的控制参数并自动寻优。
附图说明
[0029]图1是控制系统的逻辑结构示意图；
[0030]图2是前馈控制器结构示意图；
[0031]图3控制系统架构示意图；
[0032]图4高温水阀风机分段控制图；
[0033]图5组合式空调机组传感器、控制器分布图。
具体实施方式
[0034]在下面的描述中对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统，其特征在于，用于组合式空调机组，控制系统包括温度控制回路与湿度控制回路两个闭环控制回路；所述温度控制回路包括回风温度PID控制器、高温水阀执行器、风机变频器、环境温度传感器和回风温度传感器；所述湿度控制回路包括回风湿度PID控制器、常温水阀执行器和回风湿度传感器；所述温度控制回路与所述湿度控制回路分别通过温度前馈解耦器和湿度前馈解耦器交互连接。2.根据权利要求1所述的组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统，其特征在于，所述温度前馈解耦器的传递函数，表示如下：其中，G
11
(s)表示当前环境温度控制通道传递函数，G
12
(s)表示湿度控制对温度影响的耦合通道传递函数。3.根据权利要求1所述的组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统，其特征在于，所述湿度前馈解耦器的传递函数表示如下：其中，G
22
(s)表示湿度控制通道传递函数，G
21
(s)表示温度控制对湿度影响的耦合通道传递函数。4.根据权利要求2
‑
3任一所述的组合式空调机组恒温恒湿自动控制系统，其特征在于，系统的传递函数模型表示如下：其中，K表示调节区域的放大系数，T表示调节区域的惯性时间常数，τ表示调节区域的时滞时间。5.根据权利要求1所述的组合式空调机组恒温恒湿自动控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：范瑶，王文通，陈帅，吴凯，嵇境成，张定洋，郑冬雪，张楠，周明宇，王鹏，陈龙，柳翔，林川，陈波，
申请(专利权)人：四川省机场集团有限公司成都天府国际机场分公司，
类型：发明
国别省市：