[发明专利]基于AHU回风机组的温湿度串级控制方法

说明书

本发明是基于AHU回风机组的温湿度串级控制方法，包括：(1)计算生物安全实验室房间温湿度平均值作为实际温湿度参考值；(2)确定需求温度目标值和湿度目标值；(3)建立AHU回风机组温湿度串级控制数学模型，输入参数为回风温湿度和送风温湿度的测量值及设定值，控制输出为热水阀开度、冷水阀开度和加湿阀开度。本发明的优点：改善了实际控制的动态特性，提高了对负荷变化的适应性，提高了系统控制质量；对受控房间温湿度波动提前响应，加速系统响应速度，改善系统的调节品质，串级控制精度更高、稳定性更强；减少了阀门同开时间，在一定程度上实现了节能降耗，系统控制高效节能。

技术领域

本发明涉及的是基于AHU回风机组的温湿度串级控制方法，具体涉及一种应用于生物安全实验室建设工程的基于AHU回风机组的温湿度串级控制方法，属于自动控制技术领域。

背景技术

在生物安全实验室实验及生产过程中，需要保持实验室各区域的压强梯度、温度与湿度等各项指标的动态平衡，保证生物安全防护作用。其中温湿度控制主要是基于AHU空调机组表冷段、加热段和加湿段的PID控制，完成对湿空气除湿(或加湿)、降温(或升温)等方面的处理，提供符合温湿度条件的送风，从而实现控制实验室内温湿度保持在需求设定范围内的目的。

在生物安全实验室建设中，随着对控制质量的要求越来越严格，实验室恒温恒湿环境的需求越来越大。现有技术中常见的控制方法是通过设定空调机组送风温湿度的需要目标值，通过送风温湿度的焓值进行冷水阀PID控制，使空气中的含湿量达到设定值；通过送风温度值进行加热阀PID控制，使空气温度达到设定值；通过送风湿度值进行加湿阀PID控制，使空气湿度达到设定值。同时，在受控房间设置监测点，安装温湿度传感器，PID模式将温湿度控制在允许范围内，超过设定范围时报警。

现有技术上述的控制方案在复杂多变的生物安全实验室生产环境中，由于温湿度耦合十分严重，虽大多数情况能符合要求，但当出现大扰动时，存在房间温湿度波动大、稳定性差及冷热源浪费、控制精度低、控制成本高等缺陷。

具体是因为温湿度控制过程具有极大的非线性、滞后性和时变性，但现有技术上述控制技术主要采用温湿度单回路控制方式，当实验或生产环境负荷扰动大时，空调机组送风温湿度调节响应速度慢，受环境干扰影响大，导致实验室房间内温湿度大幅波动，温湿度控制稳定性差；同时，上述控制技术采用的是单阀单控的模式，通过分别控制冷水阀或热水阀开度来调节冷水或热水的流量，当负荷频繁变化时，冷热控制阀门同开，且开度也会反复开大或开小，在长期系统运行中会造成大量不必要的冷量或热量的消耗浪费，导致空调机组控制成本偏高。

发明内容

本发明提出的是基于AHU回风机组的温湿度串级控制方法，其目的旨在克服现有技术存在的上述不足，将串级控制技术应用于AHU回风空调机组温湿度控制中，并加入阀门分程控制技术控制阀门，通过提高空调机组送风温湿度控制的调节速度和控制精度，以减小实验室区域内温湿度的波动，最终实现提高生物安全实验室温湿度控制稳定性和节能性。

本发明的技术解决方案：基于AHU回风机组的温湿度串级控制方法，该方法包括以下步骤：

(1)在生物安全实验室不同重点位置安装多个房间温湿度传感器，采用室内多点温湿度平均值计算方法，剔除故障值，计算出平均值作为生物安全实验室内实际温湿度参考值，设定温湿度报警限值，超出范围时发出报警；

(2)确定生物安全实验室内需求温度目标值和湿度目标值：以回风温湿度传感器和送风温湿度传感器实际测量值作为控制目标，初步给定控制温度设定值和控制湿度设定值；

(3)建立AHU回风机组温湿度串级控制数学模型，输入参数为回风温湿度和送风温湿度的测量值及设定值，控制输出为热水阀开度、冷水阀开度和加湿阀开度，具体的，