新风空调系统的湿度控制方案(附简单控制逻辑)

1.      概述

本文目的是讨论带新风空调系统的湿度控制方案,经过调查发现,很多公共场所会被投诉闷热问题,根本原因是湿度值偏高造成的。

根据体感温度的通用公式AT=1.07T+0.2e-0.65V-2.7

e=RH/100*6.1505*exp(17.27T(237.7+T))

其中AT为体感温度(°C)、T为气温(°C)、e为水汽压(hPa)、V为风速(m/sec)、RH为相对湿度(%)。由此可见,室内舒适度三大重要指标:温度、湿度和风速,它们都会不同程度的影响乘客的散热量和散湿量,且湿度越高人体体感温度越高,舒适度越差。所以室内的湿度控制至关重要。

2.      湿度调节概述

  • 因为空气的物性参数中温度和湿度相互影响,所以我们在讨论湿度控制方案中,我们将同时考虑温度和湿度的控制。要控制室内的温湿度,必须要同时匹配客室内的降温和除湿需求。

降温需求PIDT:室内温度设定值与实际值偏差PID计算。

除湿需求PIDRH:室内湿度设定值与实际中偏差PID计算

因此室内闷热,湿度过高的原因有两个:

  1. 空调机组性能不足,最大功率的运行都无法满足列车负荷需求。
  2. 空调机组的显热潜热能力与列车的显热潜热需求不匹配,显热能力达到需求了,由于温度控制逻辑限制制冷功率的加大输出,导致除湿能力达不到要求。

根据理论计算和项目运营监测发现,机组的能力能够满足设计需求。

针对第二种原因,我们可以通过三种方式解决。

  1. 通过降低室内设定温度方式,增加室内显热潜热比。
  2. 通过再热方式增加列车的显热需求:配置一个小功率的电加热器或者排气再热,强制提升的热负荷,让机组加大能力输出,满足除湿需求。
  3. 调节蒸发温度:蒸发器独立除湿光管流路,降低降温能力提升除湿能力。

3.      除湿方式

  • 除湿方式有两种:间接控制法和直接控制法

间接控制法:对于室内产湿量一定或产湿量波动不大的情况,只要控制机器露点温度L就可以控制室内相对湿度。这种通过控制机器露点温度来控制室内相对湿度的方法叫间接控制法。

直接控制法:对于室内产湿量变化较大或室内相对湿度要求较严格的情况,可以在室内直接设置湿球温度或相对湿度传感器,控制相应的调节机构,直接根据室内相对湿度偏差进行调节,以补偿室内热湿负荷的变化。这种控制室内相对湿度的方法称为“直接控制法”。他与“间接控制法”相比,调节质量更好,目前在国内外已广泛采用。

由于公共场所人员、新风量的变化较大,需要采用直接控制法。

  • 空调机组采用直接控制法,机组内配置有湿度传感器,检测室内的湿度并传输给空调控制器,空调控制器通过湿度传感器传输的湿度与设定的目标湿度进行对比计算,然后控制空调机组进行除湿,从而调节室内的湿度。

4.      除湿基本控制逻辑

  • SRHsp=150-3.68*Rt

SRHsp:室内相对湿度设定值,单位:%;

Rt:室内回风温度实际值,单位:℃;

  • PIDRH= Kp*(SRH- SRHsp)+Ki*∑(SRH- SRHsp);(t)

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