本發(fā)明涉及溫室降溫技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)機(jī)濕簾降溫裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

目前，風(fēng)機(jī)濕簾降溫裝置的設(shè)計(jì)上，濕簾采用立式安裝，而為了獲得好的降溫效果，濕簾設(shè)計(jì)的面積較大，高度在1—1.5米，擋住了溫室外陽光的射入，影響了溫室內(nèi)濕簾側(cè)的采光，使得溫室內(nèi)距離濕簾側(cè)4米內(nèi)的植物生長因光照不足，受到嚴(yán)重影響。目前，在濕簾的控制上，只是根據(jù)室外濕度或室內(nèi)溫度進(jìn)行開啟或停止控制，沒有考慮實(shí)際的降溫效果；在風(fēng)機(jī)的控制上，一般也只是根據(jù)室內(nèi)外溫度進(jìn)行簡單的開啟與停止的控制，不能獲得適宜的降溫通風(fēng)量。目前的濕簾風(fēng)機(jī)控制方法，能源的降溫效率較低，并造成了室內(nèi)溫度的反復(fù)升降，空氣流動的驟起與驟停，使得溫室內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)性較差，影響了設(shè)備的運(yùn)行和溫室內(nèi)植物的生長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的風(fēng)機(jī)濕簾降溫裝置的不足，本發(fā)明提供了一種風(fēng)機(jī)濕簾降溫裝置及控制方法，溫室濕簾的設(shè)計(jì)上，通過濕簾與立面呈一定夾角，降低了濕簾安裝的高度，減少了濕簾對溫室內(nèi)濕簾側(cè)的遮陽，提高了溫室有效使用面積。采用霧化噴頭供水，增加了水與空氣的接觸面積與時間，使得水與空氣接觸更充分，提高了進(jìn)行濕簾水氣化吸熱降溫時，外界空氣濕度的閾值，并提高了濕簾降溫裝置的降溫性能。在控制方法上，根據(jù)輻射強(qiáng)度、溫室內(nèi)外的溫度、濕度差，控制變頻風(fēng)機(jī)和濕簾水泵的啟動。在變頻風(fēng)機(jī)的控制上，采用前饋控制的方法，計(jì)算最適宜的通風(fēng)量與過簾風(fēng)速，調(diào)節(jié)排風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量進(jìn)行控制，提高了能源的降溫效率。該加熱裝置適合應(yīng)用于對光照要求高、降溫效果好、溫度控制精度高的溫室。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種風(fēng)機(jī)濕簾降溫裝置，用于給溫室進(jìn)行降溫，該降溫裝置包括殼體、側(cè)窗、室外氣溫傳感器、室外濕度傳感器、霧化噴頭、濕簾、供水管、回水池、水泵、輻射強(qiáng)度傳感器、室內(nèi)氣溫傳感器、室內(nèi)濕度傳感器、變頻風(fēng)機(jī)、電動推桿、控制器；所述側(cè)窗鉸接在殼體的上端，電動推桿的一端與側(cè)窗鉸接，電動推桿的一端與殼體鉸接；所述濕簾設(shè)置在殼體內(nèi)，所述回水池設(shè)置在濕簾的下方，所述水泵放置在回水池中，水泵的出水口與供水管的一端相連，供水管的另一端安裝霧化噴頭，霧化噴頭位于濕簾的上方，所述殼體上開有出風(fēng)口，所述出風(fēng)口位于濕簾和回水池之間，所述出風(fēng)口與溫室的一側(cè)相通，所述變頻風(fēng)機(jī)安裝在溫室的另一側(cè)，所述室外氣溫傳感器和室外濕度傳感器設(shè)置在溫室外，輻射強(qiáng)度傳感器、室內(nèi)氣溫傳感器和室內(nèi)濕度傳感器均設(shè)置在溫室內(nèi)，所述室外氣溫傳感器、室外濕度傳感器、水泵、輻射強(qiáng)度傳感器、室內(nèi)氣溫傳感器、室內(nèi)濕度傳感器、變頻風(fēng)機(jī)和電動推桿均與控制器相連。

進(jìn)一步的，所述輻射強(qiáng)度傳感器、室內(nèi)氣溫傳感器、室內(nèi)濕度傳感器設(shè)置在溫室內(nèi)中間位置。

進(jìn)一步的，所述濕簾的進(jìn)風(fēng)側(cè)面與豎直平面的夾角為θ，0<θ≤90°。

進(jìn)一步的，所述θ值優(yōu)選為90°。

本發(fā)明的另一目的是提供一種風(fēng)機(jī)濕簾降溫裝置的控制方法，該方法包括如下步驟：

步驟一、首先在控制器上設(shè)定室內(nèi)啟動降溫的溫度閾值；控制器實(shí)時接收室外氣溫傳感器、室外濕度傳感器、輻射強(qiáng)度傳感器、室內(nèi)氣溫傳感器以及室內(nèi)濕度傳感器傳遞來的信息；

步驟二、室外氣溫傳感器、室內(nèi)氣溫傳感器將檢測到的溫度信號以及輻射強(qiáng)度傳感器檢測到的室內(nèi)太陽輻射值傳遞給控制器，控制器根據(jù)設(shè)定的啟動降溫的溫度閾值t、接收到的室外溫度以及輻射強(qiáng)度對室內(nèi)溫度的影響值計(jì)算室內(nèi)期望氣溫，室內(nèi)期望氣溫th計(jì)算如下：

th＝ts+to+tr

to＝k1×(t-t0)

tr＝k2×(r-r0)

式中ts為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度；to為室外溫度對室內(nèi)溫度的影響值，tr為太陽輻照度對室內(nèi)溫度的影響值；k1為計(jì)算室外溫度對室內(nèi)溫度影響值的影響系數(shù)，k2為計(jì)算太陽輻照度室內(nèi)溫度影響值的影響系數(shù)，t為當(dāng)前室外溫度,t0為指定的室外溫度參考值，r為當(dāng)前室外輻照度，r0為指定的室外輻照度參考值；

如果室內(nèi)期望氣溫th高于設(shè)定室內(nèi)啟動降溫的溫度閾值t，控制器控制側(cè)窗開啟，變頻風(fēng)機(jī)啟動工作；反之，則控制器控制變頻風(fēng)機(jī)停止工作，控制電動推桿使側(cè)窗關(guān)閉；

步驟三、當(dāng)控制器控制變頻風(fēng)機(jī)啟動工作時，變頻風(fēng)機(jī)通風(fēng)量的計(jì)算如下：用當(dāng)前室內(nèi)實(shí)際測得的氣溫t2(n)與5分鐘前室內(nèi)氣溫t2(n-1)的差|t2(n-1)-t2(n)|來衡量室內(nèi)氣溫變化快慢；

設(shè)定閾值δ,當(dāng)|t2(n-1)-t2(n)|≥δ時,采用比例調(diào)節(jié)法計(jì)算后5分鐘的風(fēng)機(jī)通風(fēng)量q(n+1)，即有：

q(n+1)＝q+kp×[t1(n+2)-t2(n)]+qo+qr

qo＝ko×(t-t0)

qr＝kr×(r-r0)

式中q為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)量；t1(n+2)為10分鐘后的室內(nèi)期望氣溫；kp為比例系數(shù)；qo為室外溫度對計(jì)算通風(fēng)量的影響值，qr為太陽輻照度對計(jì)算通風(fēng)量的影響值；ko為室外溫度對計(jì)算通風(fēng)量的影響系數(shù)，kr為太陽輻照度對計(jì)算通風(fēng)量的影響系數(shù)；

當(dāng)|t2(n-1)-t2(n)|<δ,且|t2(n)-t1(n+2)|>δ1時，通過積分，消除穩(wěn)態(tài)誤差，則后5分鐘的通風(fēng)量q(n+1)為：

式中δi為正值積分系數(shù),t(n)為設(shè)定的室內(nèi)氣溫的降溫溫度，δ1為設(shè)定的另一個閾值；

步驟四、室外濕度傳感器和室內(nèi)濕度傳感器每隔5分鐘進(jìn)行一次濕度信號檢測，并將檢測到的濕度信號傳遞給控制器，控制器根據(jù)檢測到的濕度信號，控制水泵的停止或開啟，計(jì)算如下：

式中p為水泵的開啟狀態(tài)，1為開啟，0為停止；hi為室內(nèi)濕度傳感器檢測到的濕度值；ho為室外濕度傳感器檢測到的濕度值；h為水泵啟動的濕度閾值；t1為室內(nèi)氣溫傳感器檢測到的實(shí)際溫度值；t為設(shè)定室內(nèi)啟動降溫的溫度閾值；c為水泵啟動的溫度閾值。

通過步驟一至步驟四，控制器控制風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量和濕簾的開啟與停止，從而調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度，使室內(nèi)氣溫達(dá)到降溫的要求。

本發(fā)明的有益效果是：與濕簾直立式安裝設(shè)計(jì)相比，通過濕簾與水平面呈一定夾角，減少了濕簾對溫室內(nèi)濕簾側(cè)的遮陽，提高了溫室有效使用面積；采用霧化噴頭供水，增加了水與空氣的接觸面積與時間，使得水與空氣接觸更充分，提高了進(jìn)行濕簾水氣化吸熱降溫時，外界空氣濕度的閾值，并提高了濕簾降溫裝置的降溫性能；在變頻風(fēng)機(jī)排放量的控制上，采用前饋控制的方法，根據(jù)輻射強(qiáng)度、溫室內(nèi)外的溫度變化，計(jì)算最適宜的通風(fēng)量與過簾風(fēng)速，通過調(diào)節(jié)變頻風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量進(jìn)行控制，提高能源的降溫效率；在濕簾的控制上，通過室內(nèi)外的濕度差，控制濕簾水泵的啟動和停止，提高能源的降溫效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理圖；

圖2是本發(fā)明濕簾側(cè)安裝的側(cè)面圖；

圖3是本發(fā)明控制流程圖；

圖中，側(cè)窗1、室外氣溫傳感器2、室外濕度傳感器3、霧化噴頭4、濕簾5、供水管6、回水池7、水泵8、輻射強(qiáng)度傳感器9、室內(nèi)氣溫傳感器10、室內(nèi)濕度傳感器11、變頻風(fēng)機(jī)12、溫室13、殼體14、出風(fēng)口15。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步的說明；

如圖1所示，一種風(fēng)機(jī)濕簾降溫裝置，用于給溫室13進(jìn)行降溫，該降溫裝置包括殼體14、側(cè)窗1、室外氣溫傳感器2、室外濕度傳感器3、霧化噴頭4、濕簾5、供水管6、回水池7、水泵8、輻射強(qiáng)度傳感器9、室內(nèi)氣溫傳感器10、室內(nèi)濕度傳感器11、變頻風(fēng)機(jī)12、電動推桿、控制器；所述側(cè)窗1鉸接在殼體14的上端，電動推桿的一端與側(cè)窗1鉸接，電動推桿的一端與殼體14鉸接；所述濕簾5設(shè)置在殼體14內(nèi)，所述回水池7設(shè)置在濕簾5的下方，所述水泵8放置在回水池7中，水泵8的出水口與供水管6的一端相連，供水管6的另一端安裝霧化噴頭4，霧化噴頭4位于濕簾5的上方，所述殼體14上開有出風(fēng)口15，所述出風(fēng)口15位于濕簾5和回水池7之間，所述出風(fēng)口15與溫室的一側(cè)相通，所述變頻風(fēng)機(jī)12安裝在溫室的另一側(cè)，所述室外氣溫傳感器2和室外濕度傳感器3設(shè)置在溫室外，輻射強(qiáng)度傳感器9、室內(nèi)氣溫傳感器10和室內(nèi)濕度傳感器11均設(shè)置在溫室內(nèi)，所述室外氣溫傳感器2、室外濕度傳感器、水泵8、輻射強(qiáng)度傳感器9、室內(nèi)氣溫傳感器10、室內(nèi)濕度傳感器11、變頻風(fēng)機(jī)12和電動推桿均與控制器相連；所述控制器可以采用priva公司connext型號的產(chǎn)品，但不限于此。

進(jìn)一步的，所述輻射強(qiáng)度傳感器9、室內(nèi)氣溫傳感器10、室內(nèi)濕度傳感器11設(shè)置在溫室內(nèi)中間位置。

如圖2所示，所述濕簾5的進(jìn)風(fēng)側(cè)面與豎直平面的夾角為θ，0<θ≤90°；θ值優(yōu)選為90°。

濕簾6采用水泵8和布置于濕簾6上方的霧化噴頭5供水，采用布置于濕簾6下方的回水池7進(jìn)行回水的收集。

變頻風(fēng)機(jī)12啟動時，水泵8通過霧化噴頭5噴水，干熱空氣因溫室負(fù)壓被吸入，通過濕簾6上方的噴水霧化區(qū)域，水氣化帶走部分熱量，未氣化的水落入濕簾6，還未達(dá)到飽和濕度的空氣通過濕簾2,濕簾2上的水氣化，進(jìn)一步對進(jìn)入的空氣降溫，得到濕冷空氣，濕冷空氣進(jìn)入溫室內(nèi)，降低溫室內(nèi)的環(huán)境溫度。濕冷空氣在溫室內(nèi)吸收進(jìn)入溫室的太陽輻射熱量而升溫，通過變頻風(fēng)機(jī)12被排出到溫室外界。

在風(fēng)機(jī)濕簾降溫裝置的控制上，采用變頻風(fēng)機(jī)排風(fēng)量的變化與濕簾水泵啟動與停止噴霧進(jìn)行控制。由于溫室內(nèi)溫度受到室外溫度、太陽輻照因子的影響，因此，采用帶前饋的比例積分進(jìn)行變頻風(fēng)機(jī)排風(fēng)量的控制方法(如圖3所示)，具體包括以下步驟：

步驟一、首先在控制器上設(shè)定室內(nèi)啟動降溫的溫度閾值；控制器實(shí)時接收室外氣溫傳感器2、室外濕度傳感器3、輻射強(qiáng)度傳感器9、室內(nèi)氣溫傳感器10以及室內(nèi)濕度傳感器11傳遞來的信息；

步驟二、室外氣溫傳感器2、室內(nèi)氣溫傳感器10將檢測到的溫度信號以及輻射強(qiáng)度傳感器9檢測到的室內(nèi)太陽輻射值傳遞給控制器，控制器根據(jù)設(shè)定的啟動降溫的溫度閾值t、接收到的室外溫度以及輻射強(qiáng)度對室內(nèi)溫度的影響值計(jì)算室內(nèi)期望氣溫，室內(nèi)期望氣溫th計(jì)算如下：

th＝ts+to+tr

to＝k1×(t-t0)

tr＝k2×(r-r0)

式中ts為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度；to為室外溫度對室內(nèi)溫度的影響值，tr為太陽輻照度對室內(nèi)溫度的影響值；k1為計(jì)算室外溫度對室內(nèi)溫度影響值的影響系數(shù)，k2為計(jì)算太陽輻照度室內(nèi)溫度影響值的影響系數(shù)，t為當(dāng)前室外溫度,t0為指定的室外溫度參考值，r為當(dāng)前室外輻照度，r0為指定的室外輻照度參考值；

如果室內(nèi)期望氣溫th高于設(shè)定室內(nèi)啟動降溫的溫度閾值t，控制器控制側(cè)窗1開啟，變頻風(fēng)機(jī)12啟動工作；反之，則控制器控制變頻風(fēng)機(jī)12停止工作，控制電動推桿使側(cè)窗1關(guān)閉；

步驟三、當(dāng)控制器控制變頻風(fēng)機(jī)12啟動工作時，變頻風(fēng)機(jī)通風(fēng)量的計(jì)算如下：用當(dāng)前室內(nèi)實(shí)際測得的氣溫t2(n)與5分鐘前室內(nèi)氣溫t2(n-1)的差|t2(n-1)-t2(n)|來衡量室內(nèi)氣溫變化快慢；

設(shè)定閾值δ,當(dāng)|t2(n-1)-t2(n)|≥δ時,采用比例調(diào)節(jié)法計(jì)算后5分鐘的風(fēng)機(jī)通風(fēng)量q(n+1)，即有：

q(n+1)＝q+kp×[t1(n+2)-t2(n)]+qo+qr

qo＝ko×(t-t0)

qr＝kr×(r-r0)

式中q為設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)通風(fēng)量；t1(n+2)為10分鐘后的室內(nèi)期望氣溫；kp為比例系數(shù)；qo為室外溫度對計(jì)算通風(fēng)量的影響值，qr為太陽輻照度對計(jì)算通風(fēng)量的影響值；ko為室外溫度對計(jì)算通風(fēng)量的影響系數(shù)，kr為太陽輻照度對計(jì)算通風(fēng)量的影響系數(shù)；

當(dāng)|t2(n-1)-t2(n)|<δ,且|t2(n)-t1(n+2)|>δ1時，通過積分，消除穩(wěn)態(tài)誤差，則后5分鐘的通風(fēng)量q(n+1)為：

式中δi為正值積分系數(shù),t(n)為設(shè)定的室內(nèi)氣溫的降溫溫度，δ1為設(shè)定的另一個閾值；

步驟四、室外濕度傳感器3和室內(nèi)濕度傳感器11每隔5分鐘進(jìn)行一次濕度信號檢測，并將檢測到的濕度信號傳遞給控制器，控制器根據(jù)檢測到的濕度信號，控制水泵8的停止或開啟，計(jì)算如下：

式中p為水泵的開啟狀態(tài)，1為開啟，0為停止；hi為室內(nèi)濕度傳感器11檢測到的濕度值；ho為室外濕度傳感器3檢測到的濕度值；h為水泵啟動的濕度閾值；t1為室內(nèi)氣溫傳感器10檢測到的實(shí)際溫度值；t為設(shè)定室內(nèi)啟動降溫的溫度閾值；c為水泵啟動的溫度閾值。

通過步驟一至步驟四，控制器控制風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)量和濕簾的開啟與停止，從而調(diào)節(jié)溫室內(nèi)的溫度，使室內(nèi)氣溫達(dá)到降溫的要求。