一种温湿度自动控制装置及方法

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一种温湿度自动控制装置及方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种温湿度自动控制装置及方法，尤其是涉及一种室内温湿度全自动控制装置及方法。\n背景技术\n[0002] 不适宜的温湿度对文物、档案、图书、粮食等物品的保管影响很大，轻则发黄、变脆、生霉，重则腐烂变质。许多产品的生产车间，通讯设备机房，也要求保持特定的温湿度。\n[0003] 目前，温度控制的主要设备是空调机，湿度控制的主要设备是减湿机和增湿机，它们分别各自运行，难以默契配合，工作效率低下；加之不能充分利用室外的自然冷热源、湿气来调节室内的温湿度，因此，要保持室内特定的温湿度，需要消耗大量能源。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种可大幅度降低能耗的室内温湿度自动控制装置及方法。\n[0005] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：\n[0006] 本发明之室内温湿度自动控制装置包括空调机、增湿机、减湿机、通风系统及与所述空调机、增湿机、减湿机、通风系统相连的中央控制系统；所述通风系统包括电动门窗或/和风机；所述中央控制系统包括室内外温度检测电路、室内外湿度检测电路、降温控制电路、升温控制电路、通风控制电路、增湿控制电路、减湿控制电路、微处理器；所述室内外温度检测电路、室内外湿度检测电路的输出端与微处理器的输入端连接，微处理器的输出端与降温控制电路、升温控制电路、通风控制电路、增湿控制电路、减湿控制电路的输入端连接；降温控制电路及升温控制电路的输出端与空调机的开关电路连接，通风控制电路的输出端与通风系统的开关电路连接，增湿控制电路的输出端与增湿机的开关电路连接，减湿控制电路的输出端与减湿机的开关电路连接。\n[0007] 以下为进一步改进的优选方案：\n[0008] 所述中央控制系统还设有恒温控制电路、恒湿控制电路；恒温控制电路的输入端与微处理器的输出端连接，其输出端与恒温灯相连；恒湿控制电路的输入端与微处理器的输出端连接，其输出端与恒湿灯相连。\n[0009] 还可选择设置显示器或/和打印机，显示器和打印机与微处理器的输出端连接，显示器可以显示设置的温湿度、采取的温湿度调控措施、室内恒温恒湿状态及其它相关数据；打印机可以将采取的温湿度调控措施及室内外温湿度和其它相关数据打印输出。\n[0010] 本发明之室内温湿度自动控制方法包括以下步骤：根据需要确定需控制的室内温湿度及设置温湿度最大值和最小值，测量室内外温湿度；根据需控制的室内温湿度与室内外温湿度差别的大小，判断是否起动通风系统、空调机、增湿机或减湿机，或置于恒温恒湿状态；根据判断结果，需要起动通风系统、空调机、增湿机或减湿机的，则起动通风系统、空调机、增湿机或减湿机工作，否则置于恒温恒湿状态。\n[0011] 本发明能自动检测室内外温湿度，设置室内特定适宜温湿度，并自动根据室内外和设置温湿度的高低，及时准确地判断所需要采取的最佳温湿度调控措施，并自动执行通风、密闭、降温、升温、恒温、减湿、增湿或恒湿措施，使通风系统、空调机、增湿机、减湿机默契配合，协调工作，从而最大限度的利用通风系统、最小限度的利用空调机、增湿机、减湿机等机械设备调节室内温湿度，使室内温湿度恒定保持在设置值，因而具有显著的节能效果。\n根据测算，与现有温湿度自动控制装置比较，能耗可降低30％。\n[0012] 本发明适用范围广，既适用于各类库房(如粮库、文物档案库、书库、武器弹药库、机械设备库、原材料库等)的温湿度控制，又适用于各类机房(如通讯设备机房、计算机房等)、生产车间、体育场馆、影剧院、办公室等的温湿度控制。\n附图说明\n[0013] 图1为本发明一实施例的结构方框图；\n[0014] 图2为图1所示实施例中央控制系统的电路方框图；\n[0015] 图3为图1所示实施例中央控制系统的控制逻辑电路图；\n[0016] 图4为图1所示实施例的工作流程图。\n具体实施方式\n[0017] 以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。\n[0018] 参照图1，本实施例包括空调机1、增湿机2、减湿机3、通风系统4、恒温灯6、恒湿灯7、显示器8和打印机9及与它们相连的中央控制系统5；所述通风系统4包括电动门窗及风机；\n[0019] 参照图2，所述中央控制系统5包括室内温度检测电路10、室外温度检测电路11、室内湿度检测电路12、室外湿度检测电路13、降温控制电路14、恒温控制电路15、升温控制电路16、通风控制电路17、增湿控制电路18、恒湿控制电路19、减湿控制电路20、微处理器\n21；所述室内温度检测电路10、室外温度检测电路11、室内湿度检测电路12、室外湿度检测电路13的输出端与微处理器21的输入端连接，微处理器21的输出端与降温控制电路14、恒温控制电路15、升温控制电路16、通风控制电路17、增湿控制电路18、恒湿控制电路19、减湿控制电路20的输入端连接；降温控制电路14及升温控制电路16的输出端与空调机1的开关电路连接，通风控制电路17的输出端与通风系统4的开关电路连接，增湿控制电路\n18的输出端与增湿机2的开关电路连接，减湿控制电路20的输出端与减湿机3的开关电路连接，恒温控制电路15的输出端与恒温灯6连接，恒湿控制电路19的输出端与恒湿灯7连接。\n[0020] 显示器8和打印机9与微处理器21的输出端相连。\n[0021] 微处理器21包括有图3所示控制逻辑电路，并带有温湿度设置电路。\n[0022] 以下结合附图，说明本实施例的工作原理。\n[0023] (一)室内外温度检测电路及室内外湿度检测电路工作原理：\n[0024] (1)室内温度检测电路10：安装在室内的温度传感器负责检测室内温度A，并将检测的温度转换成电信号，传入比较器L1、L2、L3，与设置温度B比较大小，成立输出高电平，否则输出低电平；传入比较器L7、L8、L9，与室外温度C比较大小，成立输出高电平，否则输出低电平；\n[0025] (2)室外温度检测电路11：安装在室外的温度传感器负责检测室外温度C，并将检测的温度转换成电信号，传入比较器L4、L5、L6，与设置温度B比较大小，成立输出高电平，否则输出低电平；传入比较器L7、L8、L9，与室内温度A比较大小，成立输出高电平，否则输出低电平；\n[0026] (3)室内湿度检测电路12：安装在室内的湿度传感器负责检测室内湿度D，并将检测的湿度转换成电信号，传入比较器L10、L11、L12，与设置湿度E比较大小，成立输出高电平，否则输出低电平；传入比较器L16、L17、L18，与室外湿度F比较大小，成立输出高电平，否则输出低电平；\n[0027] (4)室外湿度检测电路13：安装在室外的湿度传感器负责检测室外湿度F，并将检测的湿度转换成电信号，传入比较器L13、L14、L15，与设置湿度E比较大小，成立输出高电平，否则输出低电平；传入比较器L16、L17、L18，与室内湿度D比较大小，成立输出高电平，否则输出低电平。\n[0028] (二)温湿度控制电路工作原理：\n[0029] (1)针对室内外温湿度与设置温湿度的差别，而应当采取的温湿度调控措施如下页表1所示。\n[0030] 表1中，A、B、C、D、E、F代表的含义与第(一)部分所述相同：A代表室内温度，B代表设置温度，C代表室外温度，D代表室内湿度，E代表设置湿度，F代表室外湿度。\n[0031] 表1 温湿度调控措施表\n[0032] \n[0033] (2)温湿度调控措施逻辑表达式\n[0034] 根据温湿度调控措施表(表1)，分别对表中同一调控措施所对应的温湿度关系式，进行逻辑化简后，获得17个调控措施逻辑表达式如下：\n[0035] 1、通风逻辑表达式：P1＝[(A＞B)[(B＜C)[(C＜A)+(C＝A)+(B＝C)+(B＞C)]+(A＝B)(B＝C)+(A＜B)[(B＜C)+(B＝C)+(B＞C)[(C＝A)+(C＞A)]]][(D＞E)[(E＜F)[(F＜D)+(F＝D)]+(E＝F)+(E＞F)]+(D＝E)(E＝F)+(D＜E)[(E＜F)+(E＝F)+(E＞F)[(F＝D)+(F＞D)]]]\n[0036] 2、密封逻辑表达式：P2＝(B＜C)[(A＞B)+(C＞A)+(A＝B)](B＞C)[(A＝B)+(A＜B)(C＜A)]+(E＜F)[(D＞E)(F＞D)+(D＝E)]+(E＞F)[(D＝E)+(D＜E)(F＜D)][0037] 3、降温逻辑表达式：P3＝P2(A＞B)\n[0038] 4、升温逻辑表达式：P4＝P2(A＜B)\n[0039] 5、恒温逻辑表达式：P5＝P2(A＝B)\n[0040] 6、去温逻辑表达式：P6＝P2(D＞E)\n[0041] 7、增温逻辑表达式：P7＝P2(D＜E)\n[0042] 8、恒湿逻辑表达式：P8＝P2(D＝E)\n[0043] 9、降温减湿逻辑表达式：P9＝P2(A＞B)(D＞E)\n[0044] 10、降温增湿逻辑表达式：P10＝P2(A＞B)(D＜E)\n[0045] 11、降温恒湿逻辑表达式：P11＝P2(A＞B)(D＝E)\n[0046] 12、升温减湿逻辑表达式：P12＝P2(A＜B)(D＞E)\n[0047] 13、升温增湿逻辑表达式：P13＝P2(A＜B)(D＜E)\n[0048] 14、升温恒湿逻辑表达式：P14＝P2(A＜B)(D＝E)\n[0049] 15、恒温减湿逻辑表达式：P15＝P2(A＝B)(D＞E)\n[0050] 16、恒温增湿逻辑表达式：P16＝P2(A＝B)(D＜E)\n[0051] 17、恒温恒湿逻辑表达式：P17＝P2(A＝B)(D＝E)\n[0052] 因通风与密闭是对立的，故逻辑表达式： 成立。\n[0053] (3)温湿度控制电路工作原理\n[0054] 1、通风控制电路17：当P1＝[(A＞B)[(B＜C)[(C＜A)+(C＝A)+(B＝C)+(B＞C)]+(A＝B)(B＝C)+(A＜B)[(B＜C)+(B＝C)+(B＞C)[(C＝A)+(C＞A)]]][(D＞E)[(E＜F)[(F＜D)+(F＝D)]+(E＝F)+(E＞F)]+(D＝E)(E＝F)+(D＜E)[(E＜F)+(E＝F)+(E＞F)[(F＝D)+(F＞D)]]]成立时，输出高电平，继电器J1吸合，自动开启电动门窗或机械通风设备，室内开始通风；否则，输出低电平，继电器J1释放，自动关闭电动门窗或风机4，停止通风；\n[0055] 2、降温控制电路14：当 成立时，输出高电平，继电器J2吸合，自动开启空调机1制冷，室内开始降温；否则，输出低电平，继电器J2释放，自动关闭空调机1，室内停止降温；\n[0056] 3、升温控制电路16：当 成立时，输出高电平，继电器J3吸合，自动开启空调机1制热，室内开始升温；否则，输出低电平，继电器J3释放，自动关闭空调机1，室内停止升温；\n[0057] 4、恒温控制电路15：当 成立时，输出高电平，继电器J4吸合，恒温灯\n6亮，室内开始恒温；否则，输出低电平，继电器J4释放，恒温灯6灭，表示室内停止恒温；\n[0058] 5、减湿控制电路20：当 成立时，输出高电平，继电器J5吸合，自动开启减湿机3，室内开始减湿；否则，输出低电平，继电器J5释放，自动关闭减湿机，室内停止减湿；\n[0059] 6、增湿控制电路18：当 成立时，输出高电平，继电器J6吸合，自动开启增湿机2，室内开始增湿；否则，输出低电平，继电器J6释放，自动关闭增湿机2，室内停止增湿；\n[0060] 7、恒湿控制电路19：当 成立时，输出高电平，继电器J7吸合，恒湿灯\n7亮，室内开始恒湿；否则，输出低电平，继电器J7释放，恒湿灯7灭，表示室内停止恒湿。\n[0061] 图4表示本实施例的工作流程。\n[0062] 在启动步骤100之后，步骤102将室内温度传感器检测的室内温度A、室外温度传感器检测的室外温度C、室内湿度传感器检测的室内湿度D、室外湿度传感器检测的室外湿度F、设置温度B、设置温度最大值B1、设置温度最小值B2、设置湿度E、设置湿度最大值E1、设置湿度最小值E2输入微处理器，微处理器执行步骤104，判断室外温度C是否大于设置温度最大值B1，如果该判断是肯定的，则执行步骤106，设置温度B等于设置温度最大值B1，接着进行步骤118；该判断是否定的，则执行步骤108，判断室外温度C是否小于等于设置温度最大值B1；如果该判断是肯定的，则执行步骤110，判断室外温度C是否大于等于设置温度最小值B2；如果该判断是肯定的，则执行步骤112，设置温度B等于室外温度C，接着进行步骤118；如果步骤108或步骤110的判断是否定的，则执行步骤114，判断室外温度C是否小于设置温度最小值B2，如果该判断是肯定的，则执行步骤116，设置温度B等于设置温度最小值B2，接着进行步骤118；该判断是否定的，直接进行步骤118，判断室外湿度F是否大于设置湿度最大值E1，如果该判断是肯定的，则执行步骤120，设置湿度E等于设置湿度最大值E1，接着进行步骤132；该判断是否定的，则执行步骤122，判断室外湿度F是否小于等于设置湿度最大值E1，如果该判断是肯定的，则执行步骤124，判断室外湿度F是否大于等于设置湿度最小值E2，如果该判断是肯定的，则执行步骤126，设置湿度E等于室外湿度F，接着进行步骤132；如果步骤122或步骤124的判断是否定的，则执行步骤128，判断室外湿度F是否小于设置湿度最小值E2，如果该判断是肯定的，则执行步骤130，设置湿度E等于设置湿度最小值E2，接着进行步骤132；该判断是否定的，直接进行步骤132，判断通风逻辑表达式：P1＝[(A＞B)[(B＜C)[(C＜A)+(C＝A)+(B＝C)+(B＞C)]+(A＝B)(B＝C)+(A＜B)[(B＜C)+(B＝C)+(B＞C)[(C＝A)+(C＞A)]]][(D＞E)[(E＜F)[(F＜D)+(F＝D)]+(E＝F)+(E＞F)]+(D＝E)(E＝F)+(D＜E)[(E＜F)+(E＝F)+(E＞F)[(F＝D)+(F＞D)]]]是否成立，如果该判断是成立的，则执行步骤134，自动打开室内电动门窗或风机设备，利用室外温湿度调节室内温湿度，室内通风，接着执行步骤102，开始新一轮循环；否则，执行步骤136，判断降温逻辑表达式 是否成立，如果该判断是成立的，则执行步骤138，自动打开空调机制冷，室内降温，接着执行步骤148；否则，执行步骤140，判断升温逻辑表达式 是否成立，如果该判断是成立的，则执行步骤142，自动\n打开空调机制热，室内升温，接着执行步骤148；否则，执行步骤144，判断恒温逻辑表达式是否成立，如果该判断是成立的，则执行步骤146，自动开启恒温灯，室内\n恒温，接着执行步骤148；否则，直接执行步骤148，判断减湿逻辑表达式 是否成立，如果该判断是成立的，则执行步骤150，自动打开减湿机，室内减湿，接着进行步骤\n102，开始新一轮循环；否则，执行步骤152，判断增湿逻辑表达式 是否成立，如果该判断是成立的，则执行步骤154，自动打开增湿机，室内增湿，接着进行步骤102，开始新一轮循环；否则执行步骤156，判断恒湿逻辑表达式 是否成立，如果该\n判断是成立的，则执行步骤158，自动开启恒湿灯，室内恒湿，接着进行步骤102，开始新一轮循环；否则，直接执行步骤102，开始新一轮循环。