Устройство для регулирования температуры и влажности Советский патент 1982 года по МПК G05D22/02 G05D23/19 

Изобретение относится к автомати ческому управлению, в частности к а томатическим системам кондиционирования воздуха. Известны различные системы конди цирнирования воздуха, в основном использующие релейные схемы регулирования параметров рабочего пространства - температуру и влажность Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для регулирования температурь и влажности в помещении, содержащее датчики и задатчики температур и влажности, подключенные через элементы сравнения к входам соответствующих регуляторов, а выходы регуляторов через фазовые детекторы подключены к входам различных испол нительных механизмов системы кондиционирования воздуха 2. Недостатком известного устройств является двухпозиционный способ управления увлажнителем, ограничивающий возможность достижения высокой точности регулирования влажности в системах с большими постоянными времени объекта. Цель изобретения - повышение точности регулирования влажности за счет плавного изменения расхода пара увлажнителя. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее задатчики температуры и влажности, датчики температуры и влажности, выходы которых через соответствующие элементы сравнения подключены к входам регуляторов температуры и влажности, первый фазовый детектор, вход которого подключен к выходу регулятора температуры, а выход через последовательно соединенные источники питания и калорифер подключен к первому входу объекта регулирования, второй фазовый детектор, вход которого подключен к выходу регулятора температуры, а выход через первое звено ти3па зона нечувствительности, источ ник питания и холодильную машину св зан с вторым входом объекта регулирования, третий фазовый детектор, вход которого подключен к выходу ре гулятора влажности, а выход через регулируемый электропривод и нагнетательный вентилятор связан с третьим входом объекта регулирования, четвертый фазовый детектор, вход ко торого подключен к выходу регулятора влажности, и увлажнитель, выходо подключенный к четвертому входу объ екта регулирования, а также второе звено типа зона нечувствительности включенное входом к входу регулятора температуры, а выходом - к входу регулятора влажности введены ступенчатый импульсный прерыватель и последовательно соединенные дифференциатор, фазовый дискриминатор, элемент И и трехпозиционный исполнительный механизм, выход которого соединен с входом увлажнителя, первый вход - с выходом третьего фазового детектора, второй вход элемента И через ступенчатый импульсный прерыватель подключен к выходу четвертого фазового детектора, соединенному с входом дифференциатора. На чертеже изображена структурная схема устройства. Устройство содержит датчики температуры 1 и влажности 2; объект 3 регулирования, элементы 4 и 5 сра нения, задатчики температуры 6 и влажности 7, регуляторы температуры 8 и влажности 9, суммирующий блок 10, второе звено 11 типа зона нечу ствительности, четыре фазовых детектора 12-15, первое звено 16 типа зона нечувствительности, калорифер 17 с источником 18 питания, холодильную машину 19 с источником 20 питания, нагнетательный вентилятор 21 с источником 22 питания, увл нитель 23, трехпозиционный исполнительный механизм (реверсивный дви гатель) 24, элемент И 25, ступенчатый импульсный прерыватель 2б, дифференциатор 27, фазовый дискриминатор 28 о Устройство работает следующим образом. При уменьшении температуры ниже заданной величины на выходе регулятора 8 температуры появляется сигнал положительной полярности, котор 94 проходит через фазовый детектор 12 и включает источник 18 питания, калорифер. 17. При превышении температуры заданной величины сигнал с регулятора 8 меняет знак на противоположный-, калорифер 17 отключается, а через фазовый детектор 13 и звено 16 типа зона нечувствительности проходит команда на включение источника 20 питания холодильной машины 19 . При значениях влажности ниже заданной на выходе регулятора 9 влажности появляется сигнал отрицательной полярности с положительной производной, который проходит через фазовый детектор 15, через цепочку, состоящую из дифференциатора 27 и фазового дискриминатора 28, ступенчатый импульсный прерыватель 2б, элемент И 25 и включает исполнительный двигатель 2 с част9Т9Й, определяемой уставками ступенчатого импульсного прерывателя 26, Таким образом, с момента появления отрицательного сигнала на выходе регулятора влажности заслонка пара увлажнителя 23 открывается со скоро-, стыб, определяемой частотой включения ступенчатого импульсного прерывателя 26, Процесс открывания заслонки пара продолжается до тех пор, пока производная сигнала на выходе регулятора 9 влажности и соответственно знак сигнала на выходе дифференциатора 27 будет положительной величиной, и на первом входе элемента И 25 будет сигнал равный 1. При достижении сигналом на выходе регулятора 9 влажности максимума и при перемене знака производной от него на противоположный на первом входе элемента И 25 появляется сигнал равный нулю, и исполнительный двигатель 2k останавливается и не работает до тех пор, пока либо не изменится зна1 производной на выходе фазового детектора 15, либо не ПОЯ.ВИТСЯ сигнал на закрытие заслонки пара на выходе фазового детектора 14, который соответствует положительному сигналу на выходе регулятора 9 влажности и говорит о том, что влажность в помещении выше нормы и требуется производить осушку воздуха. При превышении влажностью заданной величины на выходе регулятора 9 появляется сигнал положительной полярности, который проходит через фазовый детектор И и поступает на. вход источ5пика 22 питания нагнетательного вен тилятора 21 и на второй вход исполнительного двигателя 2б заслонки увлажнителя 23. При этом заслонка 23 закрывается и включается нагнетательный вентилятор 21, который обеспечивает осушку воздуха в помещении. Использование изобретения позволя ет в 2-3 раза повысить точность регулирования влажности в помещении и существенно уменьшит частоту включения исполнительных механизмов, что в конечном счете увеличивает надежность системы койдиционирования в целом. Формула изобретения Устройство для регулирования температуры и влажности, содержащее задатчики температуры и влажности, дат чики температуры и влажности, выходы которых через соответствующие элементы сравнения подключены к входам регуляторов температуры и влажности, первый фазовый детектор, вход которого подключен к выходу регулятора температуры, а выход через последова тельно соединенные источник питания и калорифер подключен к первому входу объекта регулирования, второй фазовый детектор, вход которого подключен к выходу регулятора температу ры, а выход; через первое звено типа зона нечувствительности, источник питания и холодильную машину свя зан с вторым входом объекта регули9рования, третий фазовый детектор, вход которого подключен к выходу регулятора влажности, а выход через регулируемый электропривод и нагнетательный вентилятор связан с третьим входом объекта регулирования, четвертый фазовый детектор, вход которого подключен к выходу регулятора влажности, и увлажнитель, выходом подключенный к четвертому входу объекта регулирования, а также второе звено типа зона нечувствительности, включенное входом к входу регулятора температуры, а выходом - к входу регулятора влажности, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности регулирования %пажности, в устройство введены ступенчатый, импульсный прерыватель и последовательно соединенные дифференциатор, фазовый дискриминатор, элемент И и трехпозиционный исполнительный механизм, выход которого соединен с входом увлажнителя, первый вход подключен к выходу третьего фазового детектора, а второй вход элемента И через ступенчатый импульсный прерыватель подключен к выходу четвертого фазового детектора, соединенному с входом дифференциатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Халамейзер М.Б. Автоматические установки искусственного климата. М., 1969. 2.Авторское свидетельство СССР № , кл. G 05 D 23/19, 1972 (прототип).