室内空调设计温度（通用7篇）
室内空调设计温度 篇1
随着我国建筑节能工作的深入,被动式住宅日益走进人们的视线。被动式住宅是指利用各种技术,最大限度的提高建筑物的保温隔热性能和建筑的气密性,以达到降低空调能耗目的的住宅建筑[1]。由于良好的气密性,被动式住宅需要新风系统连续运行,因此新风系统能耗是被动式住宅的主要能耗来源之一。目前,对被动房的室内环境温度的要求主要参照德国被动房的标准,控制在20℃～26℃范围内,区别于德国以采暖为主要空调需求的气候条件,我国夏热冬冷地区夏季炎热,冬季湿冷,在夏季和冬季的新风负荷都比较大。新风负荷的大小取决于室内外空气的焓差值,因此被动式住宅在我国夏热冬冷低区推广需要解决的首要问题之一是合理的选取室内空调设计温度。本文从人体热舒适的角度出发,利用预测平均投票数(PMV),选取上海地区某被动式住宅,模拟其客厅和卧室在不同设定室内空调温度下室内环境的PMV值,得出适用于夏热冬冷地区被动式住宅的室内空调设计温度。
1 建筑物概况
所选取上海地区某被动式住宅室内布局如图1所示,该住宅位于整栋住宅楼的二层,整栋住宅楼共五层,东侧为楼梯间,西侧为室外环境,建筑面积106.8m2,住宅层高3.3m,选取该住宅的客厅及卧室A为研究对象。客厅建筑面积为28.8m2,其中西墙为外墙,外墙上有一扇外窗,客厅南墙和北墙各有一部分是外墙。西外墙的尺寸为4800mm×3300mm,西外窗尺寸为3200mm×2400mm,客厅西外墙窗墙比为0.48,南墙和北墙尺寸均为6000mm×3300mm,其中外墙部分尺寸均为1160mm×3300mm。卧室A建筑面积为22.4m2,有西外墙和南外墙两面外墙,南外墙上有一扇外窗。卧室A西外墙尺寸为4840mm×3300mm,南外墙尺寸为4620mm×3300mm,南外窗尺寸为2600mm×2400mm,卧室A南外墙窗墙比为0.41。客厅和卧室A外窗冬季遮阳系数为0.6,夏季遮阳系数为0.25。该被动式住宅围护结构的热工参数如表1所示。
2 计算内容
取夏季空调时间为6月22日～9月15日,冬季空调时间为12月1日～次年3月22日[2],利用EnergyPlus 8.1分别计算在给定的室内空调设计温度下的逐时环境平均温度以及逐时室内平均辐射温度,进而计算室内环境的逐时PMV值,统计在不同室内空调设计温度下室内环境处于(-5～-1),(-1～-0.5),(-0.5～0),(0～0.5),(0.5～1),(1～5)各PMV区间内的累计时间。具体的计算参数如表2所示。
3 被动式住宅室内空调设计温度的选取
3.1被动式住宅夏季室内空调设计温度的选取
定义:
图2为供冷季不同室内空调设计温度下客厅环境处于各PMV区间的累计小时数占供冷季总空调小时数的百分比分布,图3为供冷季不同室内空调设计温度下卧室A室内环境处于各PMV区间的累计小时数占供冷季总空调小时数的百分比分布。
从图2可以看出,在整个供冷季,当室内空调设计温度为24℃、25℃时,客厅内环境的PMV值均处于(-0.5～0.5)区间内。当室内空调设计温度提高到26℃时,93.99%的时间客厅内环境的PMV值处于(0.5～1)的区间内,仅有6.01%的时间客厅内环境的PMV值处于(0～0.5)的区间内,此时人体的感觉已经属于微暖的范畴。而当室内空调设计温度降至23℃时,累计69.04%的时间客厅内环境的PMV值处(-1～-0.5)范围内,而当室内空调设计温度进一步降低至22℃时,92.88%的时间客厅内环境的PMV值则处于(-1～-0.5)区间内,而有7.12%的时间客厅内环境的PMV值处于(-5～-1)的区间内,此时人体处于一种较不舒适的冷环境内。因此,对于客厅,被动式住宅夏季的室内空调设计温度不宜高于26℃,不宜低于23℃,以24～25℃为最优。由图3可以看出,在整个供冷季,在22～26℃区间内,卧室A室内环境的PMV值均处于(-1～1)区间内,当室内设计温度为24℃、25℃时,整个供冷季室内环境的PMV值均处于(-0.5～0.5)区间内。因此综合考虑客厅和卧室的情况,被动式住宅的夏季室内设计温度宜取24～25℃。
3.2 被动式住宅冬季室内空调设计温度的选取
定义:
图4为供暖季不同室内空调设计温度下客厅环境处于各PMV区间的累计小时数占供暖季总空调小时数的百分比分布,图5为供暖季不同室内空调设计温度下卧室A室内环境处于各PMV区间的累计小时数占供暖季总空调小时数的百分比分布。
由图4可以看出,在整个供暖季,当室内空调设计温度为18℃时,累计96.24%时间客厅内环境的PMV值处于(-1～-0.5)的区间内,而当室内空调设计温度提高到19℃时,仅有27.68%的时间客厅室内环境仍处于(-1～-0.5)的PMV区间内,已有72.02%的时间客厅内环境的PMV值处于(-0.5～0)区间内,当室内空调设计温度进一步提高至20℃时,在整个供暖季客厅内环境的PMV值均处于(-0.5～0.5)区间内。由图5可以看出,对于卧室A而言,由于冬季的被褥热阻较大,在室内空调设计温度为18℃时,整个供暖季卧室A室内环境的PMV值就均已大于0,而当室内空调设计温度提高到21℃时,卧室A内环境的PMV值在整个供暖季均大于0.5。因此,对于我国夏热冬冷地区而言,当被动式住宅冬季室内空调设计温度不低于19℃时,就能够满足人体热舒适的需求。而室内空调设计温度越高,建筑物空调能耗越大,因此综合考虑建筑节能等方面的因素,冬季被动式住宅室内设计温度以20℃为最优,不宜高于21℃。
4 结论
结合我国夏热冬冷地区的气候特点,被动式住宅夏季室内设计温度不宜高于26℃,不宜低于23℃,室内空调设计温度以24～25℃为最优。当冬季室内空调设计温度不低于19℃时,即可满足被动式住宅室内环境人体热舒适的需求,考虑建筑节能等方面因素,以20℃左右最优,不宜高于21℃。
参考文献
[1]周正楠.对欧洲“被动房”建筑的介绍与思考[J].建筑学报,2009(5):10-13.
[2]余晓平,付祥钊,黄光德等.夏热冬冷地区采暖期/空调期划分对居住建筑能耗限值的影响分析[J].建筑科学,2007,23(8):28-29.
[3]潘冬梅.睡眠环境人体热舒适的实验研究[D].同济大学,2009.
室内温度多点检测系统设计 篇2
温度检测在在现代生活中发挥着重要的作用,无论是对大气环境还是一般小型场所的温度检测,往往都需要配置多个检测点来实现对特定区域内环境温度的准确测量。这些具体的温度检测系统在实现的时候会根据应用要求而体现出不同的结构组成,如对大气环境的检测现在一般是通过无线传感器网络来实现,通过布设大量的传感器节点实现对较大范围内的温度数据的有效采集,并通过主控系统进行处理,实现对大气环境温度的综合、准确测量与分析,这样的系统结构比较复杂、系统构建成本较高,目前还不适应在一般小型场所普及使用。本文设计的主要目的在提出一种适用于在小型室内场所(如居室、办公室、小型仓库)使用的多点温度采集检测系统的设计方案。
在传统的多点温度检测系统中,采用的基本方法是将采样的模拟信号进行长距离传输后再进行A/D转换,在此过程中就会产生长线传输,多检测点切换及放大电路零点漂移等因素造成的温度误差,为了保证测量数据准确性,就必须采用措施解决上述问题,这就使得系统设计过程变得复杂化。而现在由于数字温度芯片DS18B20具有的功能集成化、输出信号数字化,控制简单化等特点而广泛的应用于各种温度检测系统的设计中,该芯片可实现单片机处理及控制,省去传统的测温方法所需的很多外围电路,并且物理化学性很稳定,在0～100℃时,最大线形偏差小于1℃。采用温度芯片DS18B20设计多点温度检测系统可使系统具有电路简洁,抗干扰性能强等特点。
1 系统硬件设计
本文设计方案以数字温度芯片DS18B20为核心,采用AT89C52单片机作为系统的控制器,实现对小型区域内的温度采集与告警控制功能。系统基本组成如图1所示。
系统控制器采用AT89C52八位单片机实现。该单片机软件编程的自由度大,可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小,硬件实现简单,安装方便。可以单独对实现多个DS18B20控制工作。DS18B20与单片机连接模式如图2所示。
1.1 温度数据采集模块
温度数据采集模块以单线数字温度传感器DSl8B20为基础,该传感器是由DALLAS公司生产的新一代适配微处理器的智能温度传感器。该传感器将地址线、数据线、控制线合为一根双向串行数据的信号线,并允许在这根信号线上接多个DS18B20。它具有3引脚T0-92小体积封装形式;测温范围较广,为-55～+125℃,编程实现9～12位的数字值读数方式,测温分辨率为0.0625℃。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出;其工作电源既可在远端引入,也而采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或两根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路,适用于远距离多点温度检测系统的设计。DS18B20内部结构图如图3所示。
本文系统中DS18B20采用外部供电方式,理论上可以在一根数据总线上挂256个DS18B20,但根据实际应用发现,所挂接的DS18B20的数量不要超过25为宜,否则系统功耗较大,同时单线长度也不宜超过80米,否则也会影响到数据传输的准确性。在此情况下可以采用分组的方式,用单片机的多个I/O口来驱动多路DS18B20。实际应用中还可以使用一个MOSFET将I/O口线直接和电源相连,起到上拉的作用。
1.2 键盘控制模块
由于在本文系统中允许用户按照实际要求设定温度阈值,所以在系统电路设计需要考虑用户这一需求。阈值设定的基本思想是在用户启动系统后,能够根据对实际居室内的环境温度要求,设定所允许的最高室内环境温度。本文系统设计过程时,通过在单片机P1.0,P1.1,P1.2,P1.3口连接四个按钮开关分别实现复位,阈值设定选择、数值加、数值减等功能。电路图如图5所示。
1.3 系统显示模块
通过该模块实现采集温度数据的实时显示功能,给用户提供直观的温度测量数据,并以此作为是否要采取措施调节室内温度,该模块设计采用LCD1602来实现,LCD1602与单片机连接电路如图4所示。
1.4 报警模块
该模块的基本功能是在室内实际的测量温度达到用户设定阈值的时候实施告警提示功能,在本文设计中采用的是最简单的蜂鸣器告警功能。所设计的报警控制模块电路如图5所示。
2 系统软件设计
在系统硬件构建完成后,要使得系统能正常工作,实现对室内环境中的多点温度检测,系统控制软件起着核心作用。根据对系统功能的规划要求,所设计的多点温度检测系统要实现对室内不同区域的环境温度检测及实时显示功能,并在实际检测温度高于设定值时实施报警以使用户及时采集降温措施,对于报警阈值可在系统中根据实际要求进行随意设定。根据这一基本要求所确定的系统控制软件基本设计思路如图6所示。
由于在本文系统规划设计时确定的检测点为5个,所以要实现对着5路温度数据的循环检测、显示与判定,为了有效避免数据冲突,在程序设计时通过延时中断控制程序来实现对不同检测点上的数据读取切换功能。延时中断程序设计流程如图7所示。
3 结束语
以AT89C52和DS18B20为基础设计多点温度检测与报警系统,该系统通过在室内环境中布设若干温度数据检测点(本文系统中5个检测点),检测点采集到温度数据后以有线方式送到主控器分析处理并实时显示,主控器通过延时中断方式循环读取来自各检测点的数据,并将来自检测点温度与设定的阈值相比较,数据正常则继续循环读取,若某一检测点的数据超过设定阈值则启动报警,提示用户采取降温措施。经过实验室测试,结果表明该系统能够稳定的完成小型区域内的多点温度实时检测及温度超限报警功能,可应用于对室内环境温度要求严格的病房、居室、办公场所、小型仓库等场所。
摘要：温度检测目前广泛应用于工农业生产及人民生活的的各个领域。介绍了以DS18B20和AT89C52单片机为基础设计实现多点温度检测与分析报警功能的基本过程,阐述了系统的基本组成及硬件、软件设计过程,并完成了系统功能的实验室测试,结果表明该系统能够实现小型区域内的多点温度检测与温度超限报警,可应用于对环境温度要求严格的病房、居室、办公室、小型仓库等场所。
关键词：温度检测,多点,阈值,集成温度传感器
参考文献
[1]丁晓进,史小军,朱为,等.基于DS18B20的多点温度检测[J].电子工程师,2006(7).
[2]刘长勇,叶希梅.基于DS18B20的温度测量装置的设计[J].鲁东大学学报:自然科学版,2009(3).
[3]张明,刘岑俐.基于PIC单片机和DS18B20的温度测量系统设计[J].电子测试,2010(4).
[4]曹海平.基于单片机和DS18B20的分布式多点温度检测系统的设计[J].自动化技术与应用,2008(11).
[5]潘勇,孟庆斌.基于DS18B20的多点温度测量系统设计[J].电子测量技术,2008(9).
[6]余威明.DS18B20高精度多点温度检测显示系统[J].仪表技术,2007(3).
室内空调设计温度 篇3
关键词：中央空调优化,冷却水系统设计
由于楼宇的中央空调耗电取决于整个中央空调系统的能耗, 因此不仅需要提高中央空调设备本身的效率, 而且要优化空调系统设计, 降低楼宇中央空调系统的整体能耗。因此, 中央空调系统的节能包括设备节能和系统节能。在设备节能方面, 于2005年实施的《冷水机组能效限定值及能源效率等级》 (GB19577-2004) 和《公共建筑节能设计标准》 (GB50189-2005) 均提出了强制性的冷水机组能效比要求, 为中央空调设备节约用电打下坚实基础。
一、中央空调水系统的设备组成和系统优化
中央空调大温差是指相对于国内中央空调常规设计的送风、水温差为5℃而提出的, 指中央空调系统的送风、水温差大于常规温差。在国内, 大温差技术还处在吸收和探索的阶段, 技术在实例中的应用还比较少, 与较早应用该技术的发达国家相比还存在一大段的距离, 这些都与人们的意识、观念的改变和技术推广的力度有很大的关系。作为一个中央空调事业的从业人员, 在多年的设计过程中, 也深感到要推广这种技术的迫切感和困难, 有一些甲方往往会只考虑乙方目前的经济效益或个人的保守成见而放弃节能系统的应用, 实在可惜!
楼宇中央空调的冷水系统一般包括冷水机组、冷却塔、冷冻水水泵及冷却水水泵等几个主要的耗能部件。其中, 大温差冷水系统可以节约系统的循环水量, 相应减少水泵的扬程及运行费用, 减少管道的尺寸, 节约系统的初投资。冷却水大温差设计时, 可以减少冷却塔尺寸, 节约冷却塔的占地面积, 减少水泵的流量和水管的尺寸, 当冷却水温度比常规水温高2℃时, 可减少运行费用3%~7%, 节省一次投资10%~20%。与风机的性能分析相似, 可以用水泵的相似理论进行分析, 当冷水供回水温差增大一倍时, 冷却水泵的运行能耗将大大减少, 国内已有这方面的文献, 这说明采用冷水大温差运行的经济效益是非常明显的。在实际的工程设计中, 管内水速一般采用1~2m/s (国际上允许的管内流速比国内高得多) 。因此, 流速不变时, 由于管径减少, 单位管长的磨擦阻力增加, 但是, 即使是考虑到管道系统的阻力变化对系统能耗的影响, 这方面节能效果也是相当可观的。
资料分析显示, 当冷水机组的冷水出口温度不变时, 将冷水温升加大1倍, 电机功率变化很小, 或没有变化, 甚至有所下降, 而压降则明显减小。当冷水机组在冷水进出口温差相同时, 随着冷水出口温度的降低, 单位质量制冷量能耗增加;制冷效率相应有所降低。在冷水进口温度相同时, 随着冷水进出口温差的增大, 冷水机组蒸发温度降低, 单位质量有效能损失呈明显上升。机组的冷量和轴功率均相应下降, 但是下降的幅度有很大的不同, 蒸发温度降低1℃, 冷量减少1.8%~6%;而轴功率减少0~0.5%。降低蒸发温度, 则电机功率增加, 尤其是冷水初温降低至5℃时, 电机功率明显上升。但当冷水温差不变时, 冷水机组进出口水温越低, 制冷剂的蒸发温度越低, 相应冷水机组的效率就越低, 因此, 在大温差下冷水机组的制冷量可能小于常规温差的制冷量。所以, 随着水流量的减小, 整个系统的总能耗是逐渐减小的, 冷却水水泵、冷冻水水泵及冷却塔的能耗也是逐渐降低的, 而压缩机的能耗则反而可能会增多。这个变化趋势是与水流量减小而水温差增大有关的, 需对具体问题进行分析。
二、大温差中央空调水系统末端设
备的选择
由于水系统末端设备 (中央空调箱、风机盘管等) 通常按照冷冻水供、回水5℃温差进行设计和制造, 故人们担心现有的水系统末端设备应用于大温差小流量系统时, 能否提供充足的冷量和合适的中央空调出风温度。通过电脑选型软件 (如特灵公司的TOPSS软件) , 在冷冻水供、回水温差分别为5.6℃、8℃、10℃时, 比较所选择水盘管的排数, 以便判断是否需要更新水系统末端设备。
结果显示:采用冷水大温差后, 同一中央空调机组的制冷量可能增大也可能减少。经试算, 在给定的大温差⊿T’下, 要保证相同冷量, 可以降低冷水大温差的供回水温度, 这样可以减少中央空调机组的型号尺寸, 降低系统的一次投资。反之, 若升高冷水供、回水温度, 中央空调机组的冷量将减少。所以, 为保证系统的冷量, 可增加表冷器的排数或增加表冷器的迎风面积, 增加系统的一次投资费用。其经济性需对具体项目进行综合分析比较。
结论
空调节能是大趋势, 科学生产技术的进步必将为我们提供更好的节能空调设备, 空调系统领域的理论分析的不断深入和升华, 也会为我们指出更多的节能途径。大温差小流量系统方案着眼于减少整个冷水系统的能耗和初投资, 诸多实例表明其是切实可行的, 具有广阔的应用前景。
参考文献
[1]殷平:《空调大温差研究 (4) 空调冷水大温差系统经济分析》, 《暖通空调》, 2001年。[1]殷平:《空调大温差研究 (4) 空调冷水大温差系统经济分析》, 《暖通空调》, 2001年。
室内空调设计温度 篇4
关键词：模糊PID控制,空调,房间温度
1. 引言
空调温度控制是一大滞后、慢时变、非线性的复杂系统,常规的PID控制器难以收到良好的控制效果。而模糊控制不依赖于控制对象精确的数学模型,动态性能好、受系统参数变化影响小,但稳态精度不高。本文采用模糊、PID相结合的方法,构成模糊PID复合控制,既有模糊控制灵活、适应性强的优点,又有PID控制精度高的特点。
2. 控制系统模型和控制策略
通过对变频空调系统的分析,建立房间温度和温度控制设备的数学模型。它包含一个振荡环节、一个积分环节与一个延滞环节。
控制器采用模糊PID并联型控制,控制策略是:以误差的大小作为选择的条件。在大误差范围内,采用模糊控制;在小误差范围内,采用PID控制。同时,为了防止控制策略的切换过于频繁,在误差的切换点,系统规定控制策略不作切换,维持上一次的动作。
3. 模糊控制器的设计
3.1 确定模糊控制器的结构
采用单变量二维模糊控制器,输入为温度偏差e及偏差的变化率ec,输出为频率控制信号u。E、EC、U分别为偏差e、偏差变化率ec和输出控制量u经模糊化的语言变量。其模糊集均为:{NB,NM,NS,Z E,P S,P M,P B},分别代表{“负大”,“负中”,“负小”,“零”,“正小”,“正中”,“正大”};其论域均为:{-3,-2,-1,0,1,2,3};均采用三角形隶属度函数。
3.2 建立模糊控制规则
依靠实际运行经验进行分析、归纳,可确定变频空调的模糊控制规则如表l所示。
表l模糊控制规则表
3.4 模糊推理及解模糊
模糊决策采用Mamdani的(min-max)决策法,解模糊采用重心法(centroid)。
4. PID控制及参数整定
PID控制器是一种线性控制器,它将给定值与实际输出值偏差e(t)进行比例、积分和微分,通过线性组合构成控制器,对被控对象进行控制。其理想的控制规律为:
PID调节器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被控过程的特性确定PID调节器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。工程整定法是较常采用的方法,主要包括临界比例度法、响应曲线法、衰减曲线法和经验试凑法。
5. 仿真及结果分析
5.1 MATLAB模糊逻辑工具箱(FLT)和Simulink简介
MATLAB模糊逻辑工具箱是建立在MATLAB数字计算环境下的函数集,可以利用调用函数命令或利用工具箱中的图形用户界面(GUI)的方式来生成和编辑模糊推理系统(FIS)。利用GUI方式生成和编辑FIS更为直观、快捷,后者包含3个编辑器和2个观测器,即:模糊推理系统编辑器、隶属度函数编辑器、模糊规则编辑器以及模糊规则观察器、输出曲面观察器。
Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包,它提供了一种图形化的交互环境,只需用鼠标拖动的方法便能迅速地建立起系统框架图模型,甚至不需要编写一行代码。它和MATLAB的无缝结合使得用户可以利用MATLAB丰富的资源,方便地进行控制系统、DSP系统、通信系统以及其它系统的原型设计,建立仿真模型,监控仿真过程,分析仿真结果。
5.2 仿真模型的建立
图1为利用MATLAB7.0的Simulink工具箱所创建的变频空调温度模糊PID控制系统仿真功能模块图。R(t)为设定温度,误差切换点为|E|=4,数字显示模块动态显示房间温度y(t)的仿真输出。
5.3 仿真结果分析
1)设置房间温度R(t)=25℃、限幅器参数值为3℃,延迟20s,仿真时间5000s时的仿真波形如图2所示。
由图2可见,利用文中所提出的温度控制算法,系统的输出在经过短时振荡后稳定在25℃,达到了温度调节的目标。模糊控制下降速度比PID控制快,动态性能优于PID控制,但仍有小辐振荡,稳态误差较大;由于控制系统具有较大的时间延迟,传统PID控制波动较大,响应速度缓慢而且超调量较大,易导致系统的不稳定;模糊和PID结合控制系统的超调小,调节速度快,稳态误差小,控制效果优于PID和模糊控制。
2)将延迟时间改为30s,PID和模糊PID控制效果比较见图3所示。
由图3可以看出,当系统的延迟时间改变时,PID控制具有较大的超调,过渡时间过长。延迟时间进一步增大,系统将变得不稳定,甚至出现发散振荡。PID控制对系统模型具有较强的依赖性,而模糊PID组成的复合控制受参数变化的影响很小,不依赖于系统的数学模型,超调小,系统很快稳定在设定值附近。
6. 结束语
由上面仿真结果可知,该控制器既具有传统PID控制器高精度的优点,又具有模糊控制器快速、适应性强的特点,并可以迅速消除系统误差,保证了系统具有良好的动、静态特性,能达到较理想的控制效果。
参考文献
[1]姚胜兴.Lonworks现场总线技术在楼宇自动化系统中的应用研究:[工程硕士学位论文].湖南:湖南大学图书馆.2005
[2]诸静.模糊控制原理与应用[M].北京:机械工业出版社.1999
室内空调设计温度 篇5
基于虚拟仪器室内温度测试系统基本结构如图1所示,它主要包括电容传感器、信号放大与处理电路、单片机系统和显示系统等。
1.1 温度测量的工作原理
采用热敏电阻传感器,它是一种将温度变化转为电量变化的一种装置。通过测量热敏电阻的阻值来反映温度的情况。因为热敏电阻的阻值和温度存在如下特性 :——分别为温度T(K)和 (K) 是的阻值 ;B——热敏电阻的材料常数,一般情况下,B=2000~6000K,在高温下使用,B值将增大。所以只要测量出热敏电阻的阻值便可得到温度的情况。
热敏电阻测量室内温度,要求测量范围0 ~ 50℃,测量不确定度在1℃以内 ;人机界面友好,并有平均温度、最高和最低温度记录 ;可以设置报警温度等功能 ;人机界面友好。
1.2 温度测量的设计过程
第一步,将电路图在面包板上搭建,可以按照图1搭建电路图。
第二步,在采集卡上直接接入 +5v的电压作为电源电压,在电阻R1和热敏电阻两端接上导线,并且将其引入到数据采集卡PCI-6013通道上。连接将数据采集卡连接到电脑上。
第三步,新建空白VI,使用DAQAssistant创建一个模拟输入任务,包含两个虚拟通道,都是电压采集。然后,使用数据采集卡的第一个和第二个模拟输入通道ai6/ai7为物理通道,两个电压采集通的分别是电阻R1和热敏电阻电压D1,配置为连续输出方式。配置完毕后确认,在框图中生成DAQ Assistant Express VI。具体连线图如图2、3所示。
第四步,配置确认后,需查看所采集的电压值是否正常。通过在Lab VIEW编写有关的程序来检查,可以先通过信号拆分,然后在通过波形图将所得到的数据显示在波形图中。现在所给的信号时由函数发生器所产生的正弦信号,由于二极管具有的一定的特性,所以得出的图形不应该是标准的正弦图形,采集卡所采集的数据是正常的。
第五步,对采集任务DAQ Express VI的输出参数“data”做处理,将输出的“data”用“信号拆分”将电阻电压和电流电压拆分开来,在经过数组排序,在测量电阻R1的电压这一端还需要通过运算将电压信号转换为电流信号,便可以得出电流的值。
2 实验结果
程序框图建立好了后,直接运行,便可得到如图4所示的结果。
由实验面板上的到得实验数据可以得到程序运行时的平均温度为23.8摄氏度,根据实验室提供的测量温度仪表得到的数据为温度24摄氏度,实验结果满足要求。但是由于热敏电阻特性、材料和制作工艺的不同,因而经验公式并不一定完全符合所测量的热敏电阻的阻值和温度的关系,因此无法的到准确的温度值。
3 结束语
采用Lab VIEW软件平台和由AD592集成温度传感器所组成的测试电路,与Ptl O0等热电组温度传感器相比,具有使用简单、体积小、灵敏度高、响应时间短、抗干扰能力强等特点 ;与DS1820等数字温度传感器相比,具有使用方便、成本低廉等特点。
采用虚拟仪器技术构建温度测量系统突破了传统仪器在数据处理、显示、传输和存储等方面的限制,减少了硬件成本和重复开发,使得系统硬件维护、功能扩展和软件升级非常方便。特别是只要对原程序作少许改动,使用者就可以根据自己的需求,自行设计各种具有个性化的仪器显示和操作面板。目前,以Lab VIEW为软件平台的虚拟仪器技术正在成为现代温度测量乃至整个测试领域的发展方向。
摘要：长期以来,科技人员一直致力于对温度测量方法及提高测量精度等方面的研究工作。随着科学技术的发展,温度测量在现代工业中起着越来越重要的作用,特别是在智能家居的应用,对温度的精确测量,尤其是实现在线的自动测量尤为重要。基于LabVIEW为软件平台,通过热电偶冷端补偿的方法进行温度测量。有效地运用了LabVIEW虚拟仪器技术,将诸多重要步骤都在配备硬件的普通PC电脑上完成,与传统的温度测量仪表相比,该系统具有结构简单、成本低、构建方便、工作可靠等特点.具有较高应用价值,是虚拟仪器技术应用于温度测量领域的一个典型范例。
室内空调设计温度 篇6
由于手术室室内相对湿度涉及微生物控制及医疗效果, 因此对于手术室空调系统湿度控制更加重要, 《医院洁净手术部建筑技术规范》规定手术室净化空调系统采用湿度优先的控制方案。目前, 湿度优先控制一次回风空调系统在国内手术室空调系统设计中占有很大的比例, 其优点是能够稳定精确地控制温湿度, 系统简单, 投资小。缺点是存在“冷热抵消”的能量浪费现象, 即在满足湿度要求的前提下, 牺牲了一部分冷量及再热量。本文通过对新风集中处理一次回风空调系统能耗分析, 结合新风机组风冷比的概念, 提出了变新风量一次回风空调系统。该系统新风采用两档风量, 夏季及过渡季节采用高档风量, 冬季采用低档风量, 且新风机组担负室内全部湿负荷。
2 节能方案分析
若要消除或减少这部分“过冷再热”能耗, 目前来说有几方案, 一是改变空调除湿方式, 增加空调除湿设备, 包括转轮除湿、冷冻除湿、溶液除湿等, 能够节约一部分能源, 但是同时也带来了诸如系统复杂、初投资大、存在再生能耗损失等问题, 因此没有得到广泛的推广。二是采用二次回风空调系统形式。通过调整一二次回风比例及表冷器冷量, 使得处理后的空气满足室内温湿度的设计要求, 由于减少了表冷器通过的风量从而消除或减少了空调再热量, 能够节约能源, 但是此方案要将风量与冷量耦合控制以达到手术室内恒温恒湿的目的, 控制逻辑较为复杂, 容易产生湿度失调的现象。同时, 增加了一套风量控制系统, 初投资增加, 因此目前在手术室设计中应用并不广泛。三是新风深冷处理以负担室内全部湿负荷, 循环机组仅调整送风温度, 由于循环机组无需除湿, 仅承担少量显热负荷, 从而大大减少了系统过冷及再热负荷, 循环机组干工况运行, 减少微生物滋生, 卫生条件好, 且系统复杂程度并没有增加, 可用于现有空调系统的节能改造, 因此逐渐受到重视。但是在设计选型过程中会发现, 在我国大部分城市夏季空调室外参数条件下, 当设计新风量选用规范要求的最小新风量时, 在标准的7℃空调供水条件下, 新风机组的风冷比过小, 无法负担室内全部湿负荷。以北京地区Ⅰ级手术室为例, 按照常规设计取新风量为1000m3/h, 若负担室内全部湿负荷新风机组的冷量应为20k W, 单位风量所需的冷量为20W/ (m3/h) , 新风处理后的露点温度为10.6℃。通过对国内3家主流手术室净化空调厂家样本进行计算得到, 6排表冷器的空调机组在新风工况下的单位风量制冷量在16.8~18.8W/ (m3/h) 之间, 新风处理后的露点温度在12.7~15.7℃之间, 无法满足设计要求。而新风只有负担室内全部的湿负荷才能减少系统的再热量, 若新风只是负担部分湿负荷, 新回风混合后还是要进一步除湿, 因此表冷处理后的空气状态点不变, 而送风状态点是一定的, 再热量就不会减少, 只是冷量由循环机组转移到了新风机组, 循环机组同样要设再热盘管, 且再热量不变, 这样设计显然不能达到节能的目的。
本文旨在分析传统一次回风空调系统形式下, 怎样能够减少或消除过冷负荷及再热负荷, 从而达到节能的目的。基于上述分析, 笔者提出了手术室新风机组采用双风量控制, 高档风量供夏季及过渡季节使用, 此时新风机组承担室内全部湿负荷, 循环机组无需过冷及再热, 且充分利用了过渡季凉爽干燥的新风消除室内的热湿负荷, 节约能源。同时, 新风量增加人员舒适性会得到提高。在冬季, 由于空调热湿负荷主要来自于室外干冷的新风, 冬季加大新风量会带来更多的能耗。因此, 冬季采用规范最小新风量即低档风量运行, 冬季空调系统运行能耗与传统的一次回风空调系统一致。
3 方案节能验证
系统节能性能分析, 以北京市某三甲医院手术部空调系统为例, 改造前手术部为集中新风一次回风空调系统, 新风处理到室内设计状态点等焓线与95%等相对湿度线的交点。此方法新风机组承担新风负荷, 循环机组承担室内热湿负荷, 2个空调箱均为湿工况运行。改造后同样采用集中新风一次回风空调系统, 新风机组采用两档风量, 夏季及过渡季采用高档新风量, 冬季采用低档新风量。新风机组湿工况运行, 循环机组干工况运行。以下分析该系统在夏季运行时的节能效果。
3.1 室内外空调计算参数
北京夏季空调室外设计参数:干球温度33.5℃;湿球温度26.4℃。手术室内空调设计参数:干球温度24℃;相对湿度50%。
3.2 手术室内空调热湿负荷的确定
洁净手术室处于建筑物内区, 围护结构负荷可以忽略。手术人员全年的衣着和活动强度相同, 室内照明和发热设备的配置一般不变, 热湿负荷全年比较稳定, 热湿比变化不大。各级别手术室热湿负荷取表1数据。
3.3 夏季空调机组能耗计算
该手术部共有洁净手术室15间, 其中Ⅰ级手术室3间, Ⅱ级手术室3间, Ⅲ级手术室9间。改造前空调系统能耗见表2, 改造后空调系统能耗见表3。
4 结论分析
需要说明的是, 表2、表3中AHU-×××为循环空调机组, KXJ-×××为新风机组, 冷源为水冷式螺杆制冷机, COP为5.0。从计算结果可以看出, 改造前该手术部手术室夏季空调耗电量为312k W, 改造后为125k W, 耗电量减少了60%, 节能效果显著。同时, 过渡季节凉爽干燥的新风能够承担部分室内热湿负荷, 因此, 加大新风量同样会减少过渡季节能源消耗。【参考文献】【1】胡吉士.手术室洁净空调系统热湿处理过程探讨暖通空调[J].暖通调, 2001, 31 (5) :73-75.【2】高磊.手术室空调自控系统的优化研究[D].上海:同济大学, 2006.【3】GB50333—2002医院洁净手术部建筑技术规范[S].【4】GB50736—2012民用建筑供暖通风与空气调节设计规范[S].
参考文献
[1]胡吉士.手术室洁净空调系统热湿处理过程探讨暖通空调[J].暖通调, 2001, 31 (5) :73-75.
[2]高磊.手术室空调自控系统的优化研究[D].上海:同济大学, 2006.
[3]GB50333—2002医院洁净手术部建筑技术规范[S].
室内空调设计温度 篇7
科技的发展以及居民生活质量要求的提高使家居智能监控设备逐渐进入千家万户。智能家居系统能够带来人员出入方便、节约能源、防风、防尘、防噪音等好处,同时为建筑物增添不少高贵典雅的气息。无论从居住环境的舒适度还是家用电器的智能控制方面,以温度传感器为核心的检测控制系统都成为应用的热点。
1系统组成
单片机将DS18B20采集的温度作相应处理并送1602液晶屏显示,同时将该值与设定的上、下限温度值进行比较, 根据比较结果控制继电器的通断,实现对模拟设备的控制,并发出声光报警。图1是温度检测控制系统整体框图,包括STC89C52单片机电路、DS18B20温度检测电路、1602液晶显示电路及模拟设备继电器控制电路等。
2关键电路
2.1主控电路
STC89C52单片机作为系统控制核心,用于控制温度采集、液晶显示、继电器、蜂鸣器控制,通过程序编程设置上下限温度。温度采集定义DS18B20的DQ端口为P3.1 ;P0.0为蜂鸣器控制端口;P0及P2部分I/O口控制液晶显示。P0.1用来控制继电器输出及LED状态。
2.2温度采集电路
采用温度传感器DS18B20作为感测温度的核心元件,将温度信号转换成数字量,送入单片机P3.1口,由单片机处理后送液晶屏1602显示。如图2所示。
2.3 1602液晶显示电路
1602液晶屏主要由P0及P2部分I/ O口控制,如图3。
2.4继电器及LED状态显示电路
如图4所示,由P0.1口输出低电平, 继电器线圈得电,13闭合而12断开从而通过P8控制控制相应电气设备供电通断。 与此同时,P0.1口低电平使D2正向导通, 发出灯光状态信号。
2.5蜂鸣器电路
当温度达到上下限值时需要发出报警信号,由P0.0口控制控制Q1基极电流从而控制蜂鸣器,如图5所示。
3系统主要程序设计
图6为程序流程图。单片机首先进行寄存器初始化,当检测DS18B20存在时进行温度的转换盒读取,送入1602进行液晶显示,同时判断当前温度是否超出范围,如果超出范围发出报警。
3.1液晶显示程序
3.2 DS18B20温度显示程序
4系统安装与调试
根据上述使用的片上资源及硬件电路,编写程序,以风扇作为被控电器,设定当温度高于30℃时,继电器得电吸合,风扇旋转;温度低于22℃时,继电器失电断开,停止向风扇供电,风扇停转。整个过程,1602液晶屏都将实时显示温度值。
5结束语
利用STC89C52实现环境温度的实时检测与显示,以及继电器控制的智能温控系统。该系统性能可靠,控制准确,成本较合理,继电器输出可用于多种电器如电风扇、加热炉、冰箱等家用电器的温度检测及控制,具有较强的系统移植性。在当前智能家居控制系统中,具有很高的应用价值。
摘要：科技的发展以及居民生活质量要求的提高使家居智能监控设备逐渐进入千家万户。本文设计了基于单片机的室内温度检测控制系统。该系统选取单片机STC89C52,通过温度传感器DS18B20对温度进行检测,同时用继电器和蜂鸣器模拟驱动设备,实现家居系统的自动控制。该设计电路简单,软件功能完善,控制系统可靠,性价比较较高,具有一定的使用和参考价值。