用于控制气流的温度和含水量的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于控制气流的温度和湿度的计算机实现的方法，所述方法包括：接收指示下游区段中的气流的温度和含水量以及系统中的介质的温度和含水量的参数，并且进一步在处理电路中基于接收的参数并且还基于第二函数而将第一介质的期望温度变化和期望含水量变化确定为第一函数f1，所述第二函数将空气温度与空气含水量之间的关系定义为共因变量；以及还生成第一控制信号和第二控制信号，所述第一控制信号和所述第二控制信号被配置为将所述期望温度变化和所述期望含水量变化应用到所述第一介质。本发明专利技术还涉及对应的系统。本发明专利技术还涉及对应的系统。本发明专利技术还涉及对应的系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制气流的温度和含水量的系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种使用接触装置来控制气流的温度和含水量的系统，该接触装置用于在第一介质与气流之间传递热能和水蒸气。本专利技术还涉及一种用于控制气流的温度和含水量的计算机实现的方法。

技术介绍

[0002]当今最严峻的挑战之一是气候变化。此外，建筑物占世界总能耗的约40％，这主要是由于室内空间中的气候控制。
[0003]通常，当提供气候控制时，被控制的空气参数是温度和相对湿度(即，空气的含水量)。已知有各种现有技术系统能够改变室内空气的温度和含水量，但是它们通常在购买和安装方面以及在它们运行时消耗的能量方面都是昂贵的。在世界上的许多地方，由于温度超出了诸如住宅或办公室等建筑物的期望范围，所以任何时候都需要气候控制。此外，空气可能太潮湿，或者可能具有必须被控制的随时间快速变化的湿度。
[0004]然而，已知的系统有严重的缺点。在一些情况下，这些系统不能在两个方向(即，增加和降低空气的温度和相对湿度)上控制空气的温度和含水量。这使得这些系统的使用受到限制，特别是在环境条件随时间变化的地区中，需要不同的操作模式以便获得稳定的室内环境。此外，许多系统通过在两个独立的步骤中控制湿度和温度来操作，从而在第一步骤中控制空气湿度，并且在第二步骤中控制温度。这是非常低效的，因为控制湿度通常是通过冷却空气以使水冷凝，然后再加热空气以达到期望的室内温度来进行的。以这种方式增加湿度也是不可能的，使得这样的系统的使用受到限制。
[0005]与该
相关的一些现有技术系统是US9518765B2(Laughman)、EP2971993B1(Gerber)和JPH11132593A(Tanimotor)。
[0006]已知文献US10222078B2(Ma)意识到了这些问题，并且试图通过在单个步骤中改变相对湿度和温度来克服这些问题，以避免空气的冷却和再加热。然而，US10222078B2(Ma)没有提供如何解决这些问题的任何描述，并且对于该系统实际上如何操作也是模糊的。没有已知的系统输入可以提供系统内部或外部的任何参数的信息，也没有如何解决问题的真实教导。因此，技术人员不能实际构建US10222078B2(Ma)所示的系统，也不能操作任何已知的系统来实现控制室内空气的温度和湿度或含水量的节能且可靠的气候控制。
[0007]因此，需要一种改进的系统和方法来克服这些缺点，并且为气流提供改进的温度和含水量控制。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是消除或至少最小化上述问题。这通过根据所附独立权利要求的用于控制气流的温度和含水量的系统和计算机实现的方法来实现。
[0009]根据本专利技术的系统包括：
[0010]接触装置，该接触装置用于在介质与流过接触装置的气流之间传递热能和水蒸
气，并且被配置为允许介质与气流之间的接触，在该接触中传递热能和水蒸气，
[0011]第一控制装置，该第一控制装置用于控制介质的含水量，以及
[0012]第二控制装置，该第二控制装置用于控制介质的温度，
[0013]其中接触装置、第一控制装置和第二控制装置连接成使得介质能够在包括接触装置、第一控制装置和第二控制装置的回路中流动。
[0014]该系统进一步包括被配置为控制第一控制装置和第二控制装置的处理电路，并且该系统还包括：
[0015]第一传感器，该第一传感器被配置为测量介质的介质含水量参数wc
介质
，并且将指示介质含水量参数的信号发送到处理电路，所述介质含水量参数是指示介质中水的量的参数，
[0016]第二传感器，该第二传感器被配置为测量介质的介质温度T
介质
，并且将指示温度的信号发送到处理电路，
[0017]第三传感器，该第三传感器被配置为测量气流的空气温度T
空气
，并且将指示温度的信号发送到处理电路，以及
[0018]第四传感器，该第四传感器被配置为测量气流的空气含水量参数wc
空气
，并且将指示空气含水量参数的信号发送到处理电路，所述空气含水量参数是指示气流中水的量的参数，
[0019]其中所述第三传感器和所述第四传感器被配置为测量下游区段中的空气温度和空气含水量，所述下游区段是气流在流过接触装置之后经过的区段。
[0020]此外，处理电路被配置为通过以下方式控制通过接触装置的气流的空气温度和空气含水量：
[0021]从第一传感器接收包括介质含水量参数wc
介质
的第一输入信号，
[0022]从第二传感器接收包括测量的介质温度T
介质
的第二输入信号，
[0023]从第三传感器接收包括测量的空气温度T
空气
的第三输入信号，
[0024]从第四传感器接收包括测量的空气含水量参数wc
空气
的第四输入信号，
[0025]基于接收的参数，将介质的期望温度变化T
变化
和期望含水量变化wc
变化
确定为第一函数f1：
[0026](T
变化
，wc
变化
)＝f1(T
介质
，wc
介质
，T
空气
，wc
空气
，f2(T
空气
，wc
空气
))
[0027]其中第二函数f2(T
空气
，wc
空气
)将空气温度T
空气
与空气含水量wc
空气
之间的关系定义为共因变量(co
‑
dependent variables)，使得空气温度T
空气
和空气含水量wc
空气
中的一者的值的变化影响另一者的值，并且
[0028]其中，确定期望温度变化T
变化
和期望含水量变化wc
变化
使得流过接触装置的气流通过与接触装置中的介质接触而接近预定的温度设定值T
设定
和预定的含水量设定值wc
设定
。
[0029]此外，处理电路被配置为：
[0030]生成第一控制信号，该第一控制信号被配置为使第一控制装置将含水量变化wc
变化
应用于介质，使得介质含水量从介质含水量参数wc
介质
的值变化期望含水量变化f(wc
介质
，wc
变化
)，并且
[0031]生成第二控制信号，该第二控制信号被配置为使第二控制装置将温度变化T
变化
应用于介质，使得介质温度从测量的介质温度T
介质
变化期望温度变化f(T
介质
，T
变化
)。
[0032]该系统的优点在于其配置成以节能且因此成本有效的方式同时调节气流的温度和含水量。特别有利的是，处理电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制气流的温度和含水量的系统，所述系统(1)包括：
‑
接触装置(10)，所述接触装置(10)用于在介质与流过所述接触装置的气流之间传递热能和水蒸气，并且所述接触装置(10)被配置为允许所述介质与所述气流之间的接触，在所述接触中传递热能和水蒸气，
‑
第一控制装置(20)，所述第一控制装置用于控制所述介质的含水量，
‑
第二控制装置(30)，所述第二控制装置用于控制所述介质的温度，其中所述接触装置(10)、所述第一控制装置(20)和所述第二控制装置(30)连接成使得所述介质能够在包括所述接触装置(10)、所述第一控制装置(20)和所述第二控制装置(30)的回路(50)中流动，所述系统(1)进一步包括被配置为控制所述第一控制装置(20)和所述第二控制装置(30)的处理电路(40)，并且所述系统(1)包括：
‑
第一传感器(S1)，所述第一传感器被配置为测量所述介质的介质含水量参数wc
介质
，并且将指示所述介质含水量参数的信号发送到所述处理电路，所述介质含水量参数是指示所述介质中水的量的参数，
‑
第二传感器(S2)，所述第二传感器被配置为测量所述介质的介质温度T
介质
，并且将指示所述温度的信号发送到所述处理电路，并且所述系统(1)进一步包括：
‑
第三传感器(S3)，所述第三传感器被配置为测量所述气流的空气温度T
空气
，并且将指示所述温度的信号发送到所述处理电路，
‑
第四传感器(S4)，所述第四传感器被配置为测量所述气流的空气含水量参数wc
空气
，并且将指示所述空气含水量参数的信号发送到所述处理电路，所述空气含水量参数是指示所述气流中水的量的参数，其中所述第三传感器和所述第四传感器被配置为测量下游区段中的空气温度和空气含水量，所述下游区段是所述气流在流过所述接触装置之后经过的区段，其中所述处理电路(40)被配置为通过以下方式控制经过所述接触装置的所述气流的空气温度和空气含水量：
‑
从所述第一传感器接收包括所述介质含水量参数wc
介质
的第一输入信号，
‑
从所述第二传感器接收包括测量的介质温度T
介质
的第二输入信号，
‑
从所述第三传感器接收包括测量的空气温度T
空气
的第三输入信号，
‑
从所述第四传感器接收包括测量的空气含水量参数wc
空气
的第四输入信号，基于接收的参数，将所述介质的期望温度变化T
变化
和期望含水量变化wc
变化
确定为第一函数f1：(T
变化
，wc
变化
)＝f1(T
介质
，wc
介质
，T
空气
，wc
空气
，f2(T
空气
，wc
空气
))其中第二函数f2(T
空气
，wc
空气
)将所述空气温度T
空气
与所述空气含水量wc
空气
之间的关系定义为共因变量，使得所述空气温度T
空气
和所述空气含水量wc
空气
中的一者的值的变化影响另一者的值，并且其中，确定所述期望温度变化T
变化
和所述期望含水量变化wc
变化
使得流过所述接触装置的所述气流通过与所述接触装置中的所述介质接触而接近预定的温度设定值T
设定
和预定的含水量设定值wc
设定
，
‑
生成第一控制信号，所述第一控制信号被配置为使所述第一控制装置将所述含水量变化wc
变化
应用于所述介质，使得所述介质含水量从所述介质含水量参数wc
介质
的值变化所述期望含水量变化f(wc
介质
，wc
变化
)，并且
‑
生成第二控制信号，所述第二控制信号被配置为使所述第二控制装置将所述温度变化T
变化
应用于所述介质，使得所述介质温度从所述测量的介质温度T
介质
变化所述期望温度变化f(T
介质
，T
变化
)。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理电路进一步被配置为：
‑
重复地接收所述第一输入信号、所述第二输入信号、所述第三输入信号和所述第四输入信号，
‑
更新所述第一函数f1，
‑
基于所述更新的第一函数f1更新所述第一控制信号和所述第二控制信号。3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述系统(1)进一步被配置为将所述第一控制信号发送到所述第一控制装置(20)，并且响应于所述第一控制信号改变所述第一控制装置(20)中的所述介质含水量。4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述系统(1)进一步被配置为将所述第二控制信号发送到所述第二控制装置(30)，并且响应于所述第二控制信号改变所述第二控制装置(30)中的所述介质温度。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，进一步包括：
‑
第五传感器(S5)，所述第五传感器配置为测量所述气流的上游空气温度T
上游
，并且将指示所述温度的信号发送到所述处理电路，
‑
第六传感器(S6)，所述第六传感器被配置为测量所述气流的上游空气含水量参数wc
上游
，并且将指示所述上游空气含水量的信号发送到所述处理电路，所述上游空气含水量参数是指示所述气流中水的量的参数，其中所述第五传感器和所述第六传感器被配置为测量上游区段中的上游空气温度和上游空气含水量，所述上游区段是所述气流在流过所述接触装置之前经过的区段，并且其中所述处理电路进一步被配置为：
‑
从所述第五传感器接收包括测量的上游空气温度T
上游
的第五输入信号，
‑
从所述第六传感器接收包括测量的上游空气含水量wc
上游
的第六输入信号，并且所述处理电路进一步被配置为确定所述第一函数f1：(T
变化
，wc
变化
)＝f1(T
介质
，wc
介质
，T
空气
，wc
空气
，f2(T
空气
，wc
空气
)，T
上游
，wc
上游
)。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述处理电路(40)进一步被配置为基于所接收的参数以及所述接触装置的至少一个接触装置参数cd将所述第一函数f1确定为：(T
变化
，wc
变化
)＝f1(T
介质
，wc
介质
，T
空气
，wc
空气
，f2(T
空气
，wc
空气
)，cd)。7.根据权利要求6所述的系统，其中一个接触装置参数cd是通过所述接触装置的所述气流或所述介质的质量流量。8.根据权利要求6或7所述的系统，其中一个接触装置参数cd是背压。9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一控制装置(20)包括具有一体积的所述介质的缓冲器(B),并且其中改变所述介质含水量包括向所述缓冲器添加水和/或通过再生所述体积的一部分将水从所述缓冲器去除。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第二控制装置(30)包括热交换器。11.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第一传感器被布置成测量所述回路中在所述第二控制装置下游但是在所述接触装置上游的所述介质的所述含水量参数wc
介质
。12.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中所述第二传感器被布置成测量所述回路中在所述第二控制装置下游但是在所述接触装置上游的所述介质的所述温度T
介质
。13.根据前述权利要求中任一项所述的系统，进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：瑞典空水绿集团控股公司，
类型：发明
国别省市：