本發(fā)明涉及除濕，尤其涉及一種用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法。

背景技術(shù)：

1、轉(zhuǎn)輪除濕技術(shù)是一種可以利用太陽能、工業(yè)廢熱、地?zé)嵋约按皬U熱等進行熱驅(qū)動除濕的高效環(huán)保的除濕技術(shù)，已在空調(diào)領(lǐng)域獲得較多應(yīng)用。轉(zhuǎn)輪的除濕過程可以分為處理過程和再生過程，本質(zhì)上是水蒸氣在吸附劑中的吸附和脫附過程。在處理過程中，轉(zhuǎn)輪中的吸附劑將空氣中的水蒸氣吸附并釋放出吸附熱，使得空氣溫度升高，吸附熱的存在會阻礙吸附過程的進行。在再生過程中，轉(zhuǎn)輪中的吸附劑吸收高溫空氣中的熱量得到脫附熱，并將其在處理過程中吸附的水蒸氣從吸附劑中脫附，脫附熱的存在會阻礙脫附過程的進行。

2、在工作過程中，轉(zhuǎn)輪通過不斷轉(zhuǎn)動來保持處理過程和再生過程的連續(xù)進行。轉(zhuǎn)輪的工作過程受到眾多變量的影響，如處理空氣以及再生空氣的流量、溫度和濕度都會影響其工作性能，且這些影響并非線性關(guān)系，甚至還存在耦合關(guān)系，如吸附和脫附過程的熱質(zhì)耦合。此外，轉(zhuǎn)輪的除濕過程還具有時滯的特點。當(dāng)工況變化時，原先處于穩(wěn)定工作的除濕轉(zhuǎn)輪無法快速再次獲得穩(wěn)定工況，有時甚至轉(zhuǎn)動多圈后方能獲得穩(wěn)定的工況。由此，可見轉(zhuǎn)輪除濕過程具有多變量、非線性、強耦合和大時滯的特點。

3、對于轉(zhuǎn)輪的除濕過程，常規(guī)的控制通常采用的是簡單的轉(zhuǎn)速增減或者結(jié)合普通的pid控制。由于轉(zhuǎn)輪的除濕過程具有多變量、非線性、強耦合和大時滯的特點，常規(guī)的控制往往需要較長的時間和較多的調(diào)節(jié)過程才能獲取匹配的工況，無法在較短時間內(nèi)實現(xiàn)對轉(zhuǎn)輪的除濕控制。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法。

2、具體方案如下：

3、一種用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法，包括以下步驟：

4、s1：基于不同工況對應(yīng)的入口空氣溫度、入口空氣濕度、目標(biāo)空氣溫度和目標(biāo)空氣溫度濕度，計算各工況對應(yīng)的入口空氣與目標(biāo)空氣的當(dāng)量溫度差，并獲取該當(dāng)量溫度差下的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速；不同工況包括設(shè)計工況和多組非設(shè)計工況；

5、s2：通過設(shè)計工況和多組非設(shè)計工況對應(yīng)的當(dāng)量溫度差和轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速進行曲線擬合，得到轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速相對于當(dāng)量溫度差的計算公式；

6、s3：在進行除濕控制時，首先計算達到除濕目標(biāo)所需的當(dāng)量溫度差，之后通過步驟s2的計算公式計算對應(yīng)的轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速作為轉(zhuǎn)輪的粗調(diào)轉(zhuǎn)速；

7、s4：測量轉(zhuǎn)輪出口空氣濕度，計算除濕目標(biāo)對應(yīng)的目標(biāo)空氣濕度與測量的空氣濕度之間的濕度偏差和該偏差的變化，并基于濕度偏差偏離濕度傳感器的測量精度的大小，設(shè)置轉(zhuǎn)輪的細調(diào)轉(zhuǎn)速，使用粗調(diào)轉(zhuǎn)速+細調(diào)轉(zhuǎn)速對轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整。

8、進一步的，空氣的當(dāng)量溫度的計算公式為：

9、

10、其中， tt表示空氣的當(dāng)量溫度， t表示空氣的溫度， h表示空氣的濕度， qw表示水蒸氣在吸附劑的吸附熱， cpa表示空氣的比熱。

11、進一步的，用于曲線擬合的工況包括一組設(shè)計工況和三組非設(shè)計工況，對應(yīng)的擬合函數(shù)為一元三次方程。

12、進一步的，基于濕度偏差偏離濕度傳感器的測量精度的大小，設(shè)置轉(zhuǎn)輪的細調(diào)轉(zhuǎn)速的方法為：當(dāng)濕度偏差偏離測量精度越大，細調(diào)轉(zhuǎn)速的取值范圍越大；當(dāng)濕度偏差偏離測量精度越小，細調(diào)轉(zhuǎn)速的取值范圍越小。

13、進一步的，基于濕度偏差偏離濕度傳感器的測量精度的大小，設(shè)置轉(zhuǎn)輪的細調(diào)轉(zhuǎn)速時分為三種工況：

14、工況1：濕度偏差滿足|△ h|≤|a*eh|，其中，△ h表示濕度偏差，eh表示測量精度，a表示系數(shù)；

15、工況2：濕度偏差滿足2*|a*eh|≥|△ h|>|a*eh|；

16、工況3：濕度偏差滿足|△ h|>2*|a*eh|；

17、當(dāng)處于工況1時，不進行轉(zhuǎn)速調(diào)整；當(dāng)處于工況3時，細調(diào)轉(zhuǎn)速的取值范圍大于工況2時細調(diào)轉(zhuǎn)速的取值范圍。

18、進一步的，當(dāng)處于工況2時，除了考慮偏差△ h之外，還考慮偏差的變化e1，分為以下三種情況：

19、情況一：△ h>0，e1≥0，此時將轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速調(diào)整為n－△n0，n表示轉(zhuǎn)輪的粗調(diào)轉(zhuǎn)速，△n0為工況2對應(yīng)的細調(diào)轉(zhuǎn)速的取值范圍內(nèi)的最大值；

20、情況二：△ h<0，e1≤0，此時將轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速調(diào)整為n+△n0；

21、情況三：△ h×e1<0，此時利用pid控制對轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速進行調(diào)整，調(diào)整范圍限定在±△n0之內(nèi)。

22、進一步的，當(dāng)處于工況3時，將轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速調(diào)整為n+1.5△n0或n-1.5△n0。

23、本發(fā)明采用如上技術(shù)方案，采用“粗調(diào)”+“細調(diào)”的控制方案，提高了轉(zhuǎn)輪除濕控制的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法，其特征在于：空氣的當(dāng)量溫度的計算公式為：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法，其特征在于：用于曲線擬合的工況包括一組設(shè)計工況和三組非設(shè)計工況，對應(yīng)的擬合函數(shù)為一元三次方程。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法，其特征在于：基于濕度偏差偏離濕度傳感器的測量精度的大小，設(shè)置轉(zhuǎn)輪的細調(diào)轉(zhuǎn)速的方法為：當(dāng)濕度偏差偏離測量精度越大，細調(diào)轉(zhuǎn)速的取值范圍越大；當(dāng)濕度偏差偏離測量精度越小，細調(diào)轉(zhuǎn)速的取值范圍越小。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法，其特征在于：基于濕度偏差偏離濕度傳感器的測量精度的大小，設(shè)置轉(zhuǎn)輪的細調(diào)轉(zhuǎn)速時分為三種工況：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法，其特征在于：當(dāng)處于工況2時，除了考慮偏差△h之外，還考慮偏差的變化e1，分為以下三種情況：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法，其特征在于：當(dāng)處于工況3時，將轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速調(diào)整為n+1.5△n0或n-1.5△n0。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于轉(zhuǎn)輪除濕系統(tǒng)的除濕控制方法，該方法包括：以轉(zhuǎn)輪進口空氣狀態(tài)與目標(biāo)空氣狀態(tài)的當(dāng)量溫度差為前饋控制的依據(jù)，基于設(shè)計工況和非設(shè)計工況的參數(shù)擬合轉(zhuǎn)速與當(dāng)量溫度差之間的關(guān)系函數(shù)，得到轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速相對于當(dāng)量溫度差的計算式，作為轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速的粗調(diào)的根據(jù)，使轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)速快速接近能夠滿足除濕量的轉(zhuǎn)速。根據(jù)目標(biāo)濕度與轉(zhuǎn)輪出口濕度之間的偏差和該偏差的變化率，細調(diào)轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速；基于濕度偏差偏離濕度傳感器的測量精度的大小，對不同的偏差范圍設(shè)置了不同的控制策略，在偏差較大時設(shè)置較大的變化范圍，實現(xiàn)偏差的快速減??；在偏差較小時設(shè)置較小的變化范圍，提高控制的穩(wěn)定性。本發(fā)明提高了轉(zhuǎn)輪除濕控制的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭超瑜,李鵬杰,章根斌,鄭國杰,丁德鋒,朱子文,林華建,陳慶鵬
受保護的技術(shù)使用者：集美大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5