精密空调制造技术

本实用新型专利技术公开了一种精密空调，可广泛应用于试验室、计量测量室等具有高精度控温要求的空调应用领域，属于空调技术范畴。包括：空调执行机构、压缩机、伺服电机、高精度空调控制器、传感器单元、状态输入输出装置，传感器单元、状态输入输出装置与高精度空调控制器相连，高精度空调控制器分别与空调执行机构执、伺服电机相连，压缩机与伺服电机相连，空调执行机构与压缩机相连。本实用新型专利技术由于采用伺服电机驱动压缩机和高精度空调控制器控制，实现高精度空调的无级能量调节，使空调机组的控制精度更高、更加节能。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术公开了调，可广泛应用于试验室、计 术范畴。
技术介绍
众所周知，空调系统从总体应用上分类，可分为舒适性空调和工艺用空调两大类。 对于舒适性空调而言，对温度控制的精度要求并不高。而对于工艺用空调，其温度控制精度 因工艺环境及工艺要求的不同而有着不同的要求。对于某些试验室、计量测量室，由于温度 的变化对其试验、测量的结果有很大的影响。为了保证量值传递的准确性，所以对温度控制的要求也极为严格。要求试验温度的波动在±0. 5t:以内，更有许多特殊试验领域对温度精度的要求甚至更高。目前，对于空调系统的设计应用，其控温方式大致采用以下两种方式 方法1、传统空调系统采用传统的制冷压縮机，搭建而成传统空调系统，配用传 统控制模式。其控温方式是在温度和能量调节上采用通过控制压縮机的运行数量和启停 来进行调节。当温度到达设定值时，压縮机停止工作；当温度高于或低于设定值时，压縮机 又开始工作，如此反复实现目标温度的调节。 以图1所示的传统空调系统为例，采用传统的制冷压縮机(某国际著名公司61KC 型涡旋压縮机，输入功率4. 43Kw，ARI工况下的制冷量为14. 6Kw)，配以适当的冷凝器、膨胀 阀、直膨式蒸发器，组成一个制冷/制热的空调系统。控制方式采用传统的当温度逼近设定 温度时，压縮机停止工作；当温度高于或低于设定值时，压縮机又开始工作的方式(与具体 的制冷/制热工况相对应)。 具体的试验数据如下 试验对象面积为100平方米的房间。试验结果如表1、表2所示 测试项目制热 环境温度9t: 测试室温12。C目标温度20±0. 2°C。表1、制热状态下传统空调压縮机状态与温度变化表序号时间室内温度CC)压縮机状态19:5012. 20N29:5513. 8ON310:0015. 6ON3一种用伺服电机驱动压縮机以达到高精度控制温度的精密空 量测量室等具有高精度控温要求的空调应用领域，属于空调技<table>table see original document page 4</column></row><table> 测试项目制冷 测试室温14" 目标温度l(TC 表2、制冷状态下传统空调压縮机状态与温度变化表<table>table see original document page 4</column></row><table><table>table see original document page 5</column></row><table> 由以上的试验数据分析可得对于传统的压縮机为核心组成的空调系统，由于压 縮机只有开启、停止两种状态，制冷量要么是零，要么是100% 。所以测试房间的温度一直在 目标值的范围内波动，而且波动的范围相当大，特别是在制热的工况下，由于热泵系统必须 具有的除霜工况，使得温度波动的范围更加大。这样的控制模式，在对控温精度要求不高的 情况下，是可以满足使用要求的，但对于像试验室、计算机房等要求高的场所， 一般温度精 度要求控制在±0.5°C。传统的空调由于只有开/关压縮机两种状态，制冷量要么是零，要 么是100%，显然无法实现。这种空调系统和控制模式，是远远不能满足要求的。 方法2、变频空调系统为解决方法1温度波动大的问题，部分压縮机生产厂家提 出了变频的概念，即在方法一的基础上，将压縮机的电机采用变频电机，再由变频器驱动压 縮机。通过改变压縮机的转速来改变系统的制冷量，从而达到调节温度和能量的目的。 如图2所示的一种变频空调，将传统的压縮机改成变频压縮机(某国际著名公司 401DHV-64型变频涡旋压縮机，输入功率5. 6Kw， ARI工况下的制冷量为18Kw)，配以适当的 冷凝器、膨胀阀、直膨式蒸发器，组成一个制冷/制热的空调系统。即压縮机的电机采用变 频电机，再由变频器驱动压縮机。采用改变压縮机的转速来改变系统的制冷量，从而达到调 节温度和能量的目的。 具体的试验数据如下 试验对象面积为100平方米的房间。试验结果如表3、表4所示 测试项目制热 测试室温14。C 目标温度20±0. 2°C。表3、制热状态下变频空调压縮机频率与温度变化表<table>table see original document page 5</column></row><table><table>table see original document page 6</column></row><table>序号时间室内温度(°C)压縮机频率1117:109. 3301217:158. 9451317:2010. 5661417:251250 由以上的试验数据进行分析变频调速技术适应于节能降耗和舒适性的要求，目 前已应用于新一代的空调系统上。其核心是变频器、微控制器、和变频压縮机的电机。由 变频器驱动的压縮机为核心构成的空调系统，在控温精度上要明显优于传统的空调系统。 但由于变频器的特性①.在低速时扭矩很小0. 5HZ(2转左右)，变频器实际上是 一个调节频率的控制器，频率太低，感应磁场变弱，能量传递效率低，扭矩小，所以大部分变 频压縮机真正有利用价值的是压縮机在高于一定频率运转时制冷量大这一点，而并不是在 低速时的调节性能好。②.变频调节属于开环控制，无反馈信号。 变频器的上述特性会导致以下缺陷①.在低速时，感应特性变弱，扭矩小，无法 驱动压縮机旋转；②、转矩有脉动，噪声和震动较大，转速的稳态精度不够高，容易造成系统 振荡而无法稳定；③、变频速度是开环控制，转速精度不高，由于在温差大时(如环境35度， 目标IO度)，压縮机负荷很重，但速度很低，这时，变频器无法达到工作要求。综上，采用变 频空调可以节能，但在精确控温方面，仍然无法达到目标要求。 申请人:于2006年7月开始，研制控温范围在±0. 2°C的精密温控系统，通过在面积 为IOO平方米的房间内，对现有的传统空调系统和变频空调系统进行多次试验，获得了大 量试验数据，申请人对这些数据进行统计、分析后发现，上述现有空调的温度控制，始终在 目标温度的上下来进行浮动，其温度调节始终处于一个动态变化，具体如图3、图4所示，这 就导致其温度控制始终处于一个不稳定的状态，无法达到精确控温的目标。
技术实现思路
基于提供一种能实现精确、稳定控温的空调系统的技术目的，申请人经过反 复试验和摸索，最终研制出了一种精密空调，其采用伺服电机驱动压縮机和高精度空调控 制器控制，实现高精度空调的无级能量调节，使空调机组的控制精度更高、更加节能。 本技术为实现上述目的采取的技术方案如下， 一种精密空调，包括空调执行 机构、压縮机、伺服电机、高精度空调控制器、传感器单元、状态输入输出装置，传感器单元、 状态输入输出装置与高精度空调控制器相连，高精度空调控制器分别与空调执行机构执、 伺服电机相连，压縮机与伺服电机相连，空调执行机构与压縮机相连。本技术的进一步设置如下 状态输入输出装置与高精度空调本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精密空调，包括：空调执行机构、压缩机、伺服电机、高精度空调控制器、传感器单元、状态输入输出装置，传感器单元、状态输入输出装置与高精度空调控制器相连，高精度空调控制器分别与空调执行机构执、伺服电机相连，压缩机与伺服电机相连，空调执行机构与压缩机相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李招海，李海根，刘胜，
申请(专利权)人：浙江大成电气有限公司，
类型：实用新型
国别省市：33[中国|浙江]