[发明专利]一种加湿与降温风机湿帘装置及控制方法

权利要求书

1.一种加湿与降温风机湿帘装置，用于给温室进行降温和增加湿度，其特征在于，该降温装置包括顶窗电机(1)、辐射传感器(2)、温度传感器(3)、湿度传感器(4)、侧窗挡板驱动机构、用于检测进风口侧窗挡板开度的角度传感器(8)、进风口侧窗挡板(9)、湿帘(10)、湿帘幕供水电磁阀(11)、风机(13)、玻璃挡板(15)、壳体(16)、出风口(17)、通风管(18)、室内温度传感器(19)、室内湿度传感器(20)、顶窗出风口(23)等；所述温室的一侧墙开有室外进风口(5)，室外进风口(5)上铰接有进风口侧窗挡板(9)，进风口侧窗挡板(9)的开度由侧窗挡板驱动机构控制；湿帘(10)与风机(13)通过壳体(16)连接，并分别安装于壳体(16)的两侧，所述湿帘(10)通过湿帘供水电磁阀(11)控制出水；壳体(11)上位于湿帘(10)侧的上方设置玻璃挡板(15)，玻璃挡板(15)与温室具有室外进风口(5)侧的侧墙形成温室室内进风口(14)；所述风机(13)与通风管(18)相连通，通风管(18)上设有出风口(17)；所述辐射传感器(2)、温度传感器(3)、湿度传感器(4)设置在温室外；所述室内温度传感器(19)、室内湿度传感器(20)设置在温室内；所述温室顶部开有若干顶窗，顶窗上安装顶窗电机(1)；所述顶窗电机(1)、辐射传感器(2)、温度传感器(3)、湿度传感器(4)、角度传感器(8)、湿帘供水电磁阀(11)、进风口侧窗电机(12)、风机(13)、室内温度传感器(19)、室内湿度传感器(20)均与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种加湿与降温风机湿帘装置，其特征在于，所述侧窗挡板驱动机构包括弧形推杆齿条(7)、进风口侧窗电机(12)，所述侧窗电机(12)安装在室外进风口(5)处的温室侧墙外，侧窗电机(12)的输出轴上安装有齿轮，弧形推杆齿条(7)的一端固定在进风口侧窗挡板(9)上，齿轮与弧形推杆齿条(7)啮合传动。

3.根据权利要求2所述的一种加湿与降温风机湿帘装置，其特征在于，所述辐射传感器(2)、温度传感器(3)、湿度传感器(4)设置在温室室外进风口(5)上方。

4.根据权利要求3所述的一种加湿与降温风机湿帘装置，其特征在于，所述室内温度传感器(19)、室内湿度传感器(20)设置在温室的中央。

5.根据权利要求4所述的一种加湿与降温风机湿帘装置，其特征在于，所述角度传感器(8)设置在温室侧墙与进风口侧窗挡板(9)之间。

6.根据权利要求5所述的一种加湿与降温风机湿帘装置，其特征在于，所述温室室内进风口(5)上设有进风口防虫网(6)。

7.根据权利要求6所述的一种加湿与降温风机湿帘装置，其特征在于，所述顶窗出风口(23)上设有顶窗出风口防虫网(24)。

8.一种权利要求1-7任一项所述的加湿与降温风机湿帘装置的控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

步骤一、首先在控制器上设定室内启动降温的温度阈值T_c、启动增加湿度的湿度阈值H_w、风机启动降温的阈值b、湿帘供水电磁阀开启的阈值d、湿帘供水电磁阀开启的降温湿度阈值h₁、湿帘供水电磁阀开启的增加湿度的阈值h₂；控制器实时接收室外气温传感器、室外湿度传感器、辐射强度传感器、室内气温传感器以及室内湿度传感器传递来的信息；

步骤二、室外气温传感器、室内气温传感器将检测到的温度信号以及辐射强度传感器检测到的室内太阳辐射值传递给控制器，控制器根据接收到的室外温度以及辐射强度对室内温度的影响值计算室内期望气温，室内期望气温T_q计算如下：

T_q＝T_S+T_o+T_r

T_O＝k₁×(t-t₀)

T_r＝k₂×(r-r₀)

式中T_q为室内期望气温；T_S为设定的标准温度；T_o为室外温度对室内温度的影响值；T_r为太阳辐射强度对室内温度的影响值；k₁为计算室外温度对室内温度影响值的影响系数，t为当前室外温度，t₀为指定的室外温度参考值，k₂为计算太阳辐射强度室内温度影响值的影响系数，r为当前室外辐射强度，r₀为指定的室外辐射强度参考值；

步骤三、控制器计算获得室内期望气温T_q，如高于设定室内启动降温的阈值温度T_c，加湿与降温风机湿帘装置进入降温模式；如室内期望气温T_q低于室内启动降温的阈值温度T_e，加湿与降温风机湿帘装置进入加湿模式；控制器根据室内气象因子计算并控制装置不同模式下风机启动与停止、室外进风口新风量、湿帘供水电磁阀的开启或关闭、顶窗出风口的开启或关闭；风机的启动或停止状态计算如下：

式中P_f为风机的启动或停止状态，1为启动，0为停止；T_c为设定室内启动降温的阈值温度；b为风机启动降温的阈值；H_w为设定温室内启动增加湿度的湿度阈值；H_i为室内湿度传感器检测到的湿度值；h₂为湿帘供水电磁阀开启的增加湿度的阈值；T_i为室内气温传感器检测到的实际温度值；d为湿帘供水电磁阀开启的阈值；

步骤四、控制器通过角度传感器、进风口侧窗电机工作，控制进风口侧窗挡板与进风口立面夹角，从而控制进入温室的新风量，室外进风口新风量的计算如下：用当前室内实际测得的气温t₂(n)与5分钟前室内气温t₂(n-1)的差|t₂(n-1)-t₂(n)|来衡量室内气温变化快慢；

设定阈值δ,当|t₂(n-1)-t₂(n)|≥δ时,采用比例调节法计算后5分钟的新风量Q(n+1)，即有：

Q(n+1)＝Q+k_p×[t₁(n+2)-t₂(n)]+Q_o+Q_r

Q_O＝k_o×(t-t₀)

Q_r＝k_r×(r-r₀)

式中Q为设定的标准新风量；t₁(n+2)为10分钟后的室内期望气温；k_p为比例系数；Q_o为室外温度对计算新风量的影响值，Q_r为太阳辐照度对计算新风量的影响值；k_o为室外温度对计算新风量的影响系数，k_r为太阳辐照度对计算新风量的影响系数；

当|t₂(n-1)-t₂(n)|＜δ,且|t₂(n)-t₁(n+2)|>δ₁时，通过积分，消除稳态误差，则后5分钟的新风量Q(n+1)为：

Q(n+1)＝Q(n)+Q_i，

式中δ_i为正值积分系数,t(n)为设定的室内气温的降温温度，δ₁为设定的另一个阈值；

步骤五、室外湿度传感器、室内湿度传感器室内温度传感器每隔5分钟进行一次信号检测，并将检测到的信号传递给控制器，控制器根据检测到的信号，控制湿帘供水电磁阀开启与关闭，计算如下：

式中P_c为湿帘供水电磁阀的开启或关闭状态，1为开启，0为关闭；H_i为室内湿度传感器检测到的实际湿度值；H_o为室外湿度传感器检测到的湿度值；T_i为室内气温传感器检测到的实际温度值；T_c为设定室内启动降温的温度阈值；d为湿帘供水电磁阀开启的温度阈值；H_w为设定温室内启动增加湿度的湿度阈值；h₁为湿帘供水电磁阀开启的降温湿度阈值；h₂为湿帘供水电磁阀开启的增加湿度阈值。

通过步骤一至步骤五，控制器控制装置中风机的启动或停止、湿帘供水电磁阀开启与关闭、顶窗的开启与关闭，并根据室外进风口的新风量调节进风口侧窗挡板的开启角度，从而调节温室内的温度、湿度，使室内气温、湿度达到设置的要求。