室内温度与湿度的变化关系范文篇1

【关键词】生化实验室；恒温设计；控制方法【中图分类号】TP273

【文献标识码】A

【文章编号】1672-5158（2012）10-0020-01

一、对生化实验室实施恒温设计的可行性分析

目前大部分计量检定规程／校准规范对环境条件的要求，改变目前生化恒温室温度制度的建议是可行的。

在几何量、热学、力学、电学四大计量领域中，对计量环境温度要求较高的主要是长度计量领域，即便在长度计量领域，大部分计量检定规程／校准规范对环境温度的要求是在20℃±2℃的范围内，只有少部分对温度要求较高，如JJGl46-2003《量块》检定规程，要求量块检定时的环境温度为20℃；在热学计量领域，普遍对环境温度要求不高。环境温度要求相对较高的二次仪表检定，如JJG617-1996《数字温度指示调节》检定规程，要求检定时环境温度为20℃±2.O℃；在力学计量领域，大部分计量检定要求的环境温度为20℃±5.O℃，只有少数检定项目要求环境温度为20℃±1.O℃或20℃±2.O℃，如JJG236-1994《一等标准活塞式压力真空计》检定规程，要求检定时环境温度为20℃±1.O℃；在电学计量领域，对环境温度的要求主要集中在20℃±2.O℃，部分检定项目要求环境温度条件略高，如JJGl25-2004《直流电桥》检定规程，被检对象为0.005级-0.01级时，要求检定时的环境温度为20℃±O.5℃，被检对象为0.02级时要求检定时的环境温度为20℃±1.0℃，被检对象为0.05级时要求检定时环境温度为20℃+2.O℃。

可见，如果将计量的环境温度设置为18℃和22℃，是可以满足大部分检定规程的要求的，对于少部分规程、少部分参数要求环境温度靠近20℃的，我们可以采取局部二次恒温措施实现，同样可以满足规程或参数要求的环境温度。

二、生化实验室恒温系统的常用控制法

生化实验室恒温系统所采用的控制方法一般有三种：位式调节法、PLC直方图控制法、智能控制法。

1、位式调节法

位式图节法又称开关量法，就是当指标高于设定值时关闭系统，当指标低时再打开系统。这种方法被大多数的恒温恒湿实验室机组所采用，但此方法的能量消耗较大，控制上明显滞后，且备品备件价格昂贵。

2、PLC直方图控制法

PLC直方图控制法又称动态调节法。PLC单板机是比较常见的一种仪表控制方式，PLC单板机与计算机通过常规接口连接，有使用者错认为是计算机在控制实验室的指标运行，其实在PLC直方图控制法中，计算机扮演的角色只是简单的数据采集及参数修改，真正的运算控制只能通过PLC单板机来完成。

在恒温实验室的控制中，此方法的控制原理是：空调压缩机连续运转（空调机组有制冷和除湿的功能），使实验室内温度及湿度指标低于实验室正常指标要求，再分别加热及加湿，最后达到加热量约等于制冷量，除湿量约等于加湿量，使实验室指标达到动态平衡。

一边制冷一边加热、一边除湿一边加湿，此种方法是通过能量的相互损耗达到指标平衡的，因此这种方法的能耗是三种控制方法中最高的。PLC单板机的运算相对简单，造成系统对外界的抗干扰能力也较差。

3、智能控制法

智能控制法是采用以计算机为核心的控制系统，并配备高精度传感器。此控制方式打破了传统恒温恒湿实验室采用动态平衡及静态平衡的两种高能耗运行方式，使恒温恒湿实验室真正实现节能、高效、环保及超低维护率。

此方法采用空调变频器调节空调制冷量，在温度平衡后，空调加热量只略高于新风干扰源及实验室内各种散热及热损耗之和。计算机在线跟踪并计算需要补充热量的大小，通过加热智能模块改变电加热运行的电压，达到改变并控制电加热功率的作用，使实验室内指标不受到外界及室内干扰源的干扰，达到温度平衡，系统的温度控制波动范围在±o.2℃以内。系统既提高了精度，降低了能耗，又解决了传统恒温叵湿实验室的控制滞后问题。

三、生化实验室恒温系统实现技术的实例分析

1、系统总体方案

本系统硬件结构的主要研究内容可以分为四个模块：（1）输入模块：即为数字温度传感器。（2）输出模块：包括显示，报警电路，放大电路，V／I转换等。（3）单片卡几是整个系统的大脑，数据指令的调度均由此发出。（4）上位计算机；通过RS485／232串口通讯，实现上位计算机与单片机的双向信息传输，这样操作员存办公室就可以实现对实验室温度的实时掌控。

另外单片机的电路：包括电源电路（用来提供5v电压源），时钟电路（单片机通过总线通讯调取时间值），报警电路（温度上下限报警）等。硬件结构框图如图1所示。

在实际的温度控制系统设计过程中，要从上述的结构图简化出其模型图，以便于对系统进行分析。简化模型图如图2所示。

2、传感器的选择

美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器生产的新一代的DSl8820具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，特别适合于构成多点温度测控系统。该器件是将半导体温敏元件、A／D转换器、存储器等做在--4很小的集成电路芯片上，传感器直接输出的就是温度信号数字值。信号传输采用两芯电缆构成的单总线结构。微控制器通过对器件的寻址，就可以读取某一个传感器的温度值，从而简化了信号采集系统的电路结构。

3、单片机的选择

通过比较发现，AT89S系列单机与AT89C系列无论在执行效率、抗干扰性，还是低功耗方面都体现了其强大的性能优势。AT89S51单片机是AT89S系列单片机中性价比最高的芯片之一，货源充足，技术资料丰富，并且存储容量大，避免频繁升级。综合上述各方面因素，在本系统中选用AT89S51单片机是比较理想的。

4、与上位计算机的通讯

通过RS485／232串口通讯，实现上位计算机与单片机的双向信息传输。Maxim公司生产的MAX485芯片是一款用于RS-485通信的低功率差分平衡器收发芯片，芯片内部集成了一个驱动器和一个接收器，符合RS-422A和RS-485通信标准。

四、结束语

综上所述，我们在生化实验叵温系统设计与实现过程中要根据实际情况，改变降温方法，将会节约大量的电能和水，在保障计量检测数据准确的前提下，实现“低碳”计量。

参考文献

室内温度与湿度的变化关系范文1篇2

关键词:模糊控制;温度;湿度;监控系统

中图分类号:TP273文献标识码:A

文章编号:1004-373X(2009)21-149-03

DesignofConditionLab′sTemperatureandHumidityFuzzyControlSystem

WUWenping,ZHANGZhisheng,ZHANGMing

(PLAUnit69046,Urumqi,830001,China)

Abstract:Theconditionlab′stemperatureandhumidityhavethecharacteristicsofnon-linear,longdelay,highprecisionandcomplicatedmathematicmodel.Conventionalcontrolsystemhasthebugoflowprecisionandtoocomplicatedmodel.Thedatacollectedfromtemperatureandhumiditysensorsiscomputedwiththeestablishedrulesandtheselectedfactorsbasedonthefuzzycontroltheory,thefinalresultisacquiredtocontrolthetemperatureandhumidityfactorstrendtothesetting.Thissystemhasvirtuesofquickconvergence,highprecisionandhighstabilitycontrasttoconventionalsystem.

Keywords:fuzzycontrol;temperature;humidity;monitoringcontrolsystem

传统的温、湿度闭环控制通常采用开关控制或PID控制,前者实现简单但精度差,后者精度高,但需建立数学模型,参数整定要求较高[1,2],而在温湿度非线性复杂变化的环境下,不易精确建模[1]。模糊控制理论是能够模拟人脑智能,随环境变化的自适应控制技术,适合于非线性系统和难以用数学模型精确描述的复杂系统。进一步可以采用神经网络与模糊推理结合的控制新模式。

1环境实验室温湿度监控系统结构

环境实验室温、湿度监测控制机构见图1。温、湿度传感器测得的信号经过调理,输入到模糊控制算法模块,产生决策信号控制驱动件(加热器、制冷器、加湿器、除湿器),保持环境实验室温、湿度恒定在设定值。

2控制系统模糊控制机理

典型的模糊逻辑控制由模糊化、模糊推理和清晰化三部分组成。下面以温度控制为例来具体说明。依据传统模糊控制模型,本设计中温度模糊控制系统原理如图2所示[4]。

模糊控制器选用双输入单输出控制方式,以温度误差e和误差变化率ec作为输入变量,以u作为输出变量。模糊子集为E=EC=U={NB,NM,NS,ZE,PS,PM,PB}={负大,负中,负小,零,正小,正中,正大},其论域为[5]:e=ec=u=[-3,3]={-3,-2,-1,0,1,2,3}。隶属度函数采用三角分布函数,如图3所示。

根据控制系统的输入/输出特性,以消除温度偏差为控制目标,制订控制规则如表1所示。

由模糊规则进行推理可以得出模糊控制器语言规则的输入输出关系,其关系是一个非线性的关系曲面。当偏差较大时,控制量的变化应尽力使偏差迅速减小;当偏差较小时,除了要消除偏差外,还要考虑系统的稳定性,防止系统出现过冲,甚至引起系统振荡。

由隶属度函数及规则表,使用Mamdani推理方法和面积重心法进行清晰化,可得到控制查询表。

对应输出量U实际意义如表3所示。

工作机理:依照模糊控制查询表建立的二维常数数组,将输入偏差E和偏差变化率EC量化到其基础变量论域,作为数组的行和列实时检索该查询表,得到实时输出U,依照输出量U的实际意义控制加热器或制冷器,从而驱使温度稳定在设定值。

3控制系统程序设计

采用ST语言进行程序设计,包括主程序、模糊控制算法、中断服务程序、操作命令与报警程序,其中模糊控制算法程序流程图如图4所示。

4应用效果

外部环境温度从16℃降温到-20℃,应用效果如图5所示,从开始到基本稳定(与设定值相差±1℃)用时510s,系统稳定后波动范围在±0.8℃以内。收敛速度、系统稳定性与量化因子、比例因子有关,合理选择量化因子、比例因子,在收敛速度与稳定性之间取得平衡。

5结语

本设计采用基于模糊控制理论的控制策略,实现了环境实验室的温度、湿度的可靠测量和控制,具有精度高、稳定性好、收敛速度快等优点,与传统开关控制系统相比,具有精度、速度、稳定优势;与基于预测的模糊控制方式[6]、双模糊控制策略[7]、参数自学习模糊控制[8]策略相比减少了运算复杂度。

对于温、湿度具有明显耦合效应的环境,可以采用温、湿度解耦合运算后[9],再分别进行控制。

参考文献

[1]刘振全,王朝玉.基于单片机的冬枣保鲜库温、湿度监控系统\.天津轻工业学院学报,2003,18(3):39-42.

[2]邓荣.基于AT89S52单片机的啤酒发酵温度控制系统\.国外电子测量技术,2007,26(11):59-61.

[3]鞠训光,于洪珍.基于神经网络-模糊推理构建弹药贮存温度湿度监控系统\.空军工程大学学报,2005,6(6):34-37.

[4]南新元,陈志军,程志江.基于模糊PID控制的电锅炉温度过程控制系统\.自动化仪表,2008,29(5):5-8.

[5]马秀坤,马学军.基于PC-Based的温度智能控制系统研究\.微计算机信息,2007,23(7):55-56.

[6]陆锦军.基于预测的模糊温度控制系统的设计\.自动化仪表,2005,26(9):31-33.

[7]訾斌,段宝岩,黄进.基于模糊控制器的LNB温度控制系统\.计算机工程,2007,33(1):230-232,235.

[8]黄浩,申群泰.基于参数自调整的真空烧结炉温度模糊控制系统\.应用科技,2005,32(11):48-50.

室内温度与湿度的变化关系范文

1引言

从热舒适与健康出发，要求对室内温湿度进行全面控制。夏季人体舒适区为25oC，相对湿度60%，此时露点温度为16.6oC。空调排热排湿的任务可以看成是从25oC环境中向外界抽取热量，在16.6oC的露点温度的环境下向外界抽取水分。目前空调方式的排热排湿都是通过空气冷却器对空气进行冷却和冷凝除湿，再将冷却干燥的空气送入室内，实现排热排湿的目的。现有的热湿联合处理的空调方式存在如下问题。

（1）热湿联合处理的能源浪费。由于采用冷凝除湿方法排除室内余湿，冷源的温度需要低于室内空气的露点温度，考虑传热温差与介质输送温差，实现16.6oC的露点温度需要约7oC的冷源温度，这是现有空调系统采用5～7oC的冷冻水、房间空调器中直接蒸发器的冷媒蒸发温度也多在5oC的原因。在空调系统中，占总负荷一半以上的显热负荷部分，本可以采用高温冷源排走的热量却与除湿一起共用5～7oC的低温冷源进行处理，造成能量利用品位上的浪费。

（2）难以适应热湿比的变化。通过冷凝方式对空气进行冷却和除湿，其吸收的显热与潜热比只能在一定的范围内变化，而建筑物实际需要的热湿比却在较大的范围内变化。一般是牺牲对湿度的控制，通过仅满足室内温度的要求来妥协，造成室内相对湿度过高或过低的现象。

（3）室内末端装置的问题。为排除足够的余热余湿同时又不使送风温度过低，就要求有较大的循环通风量。这就往往造成室内很大的空气流动，使居住者产生不适的吹风感。为减少这种吹风感，就要通过改进送风口的位置和形式来改善室内气流组织。这往往要在室内布置风道，从而降低室内净高或加大楼层间距。

2温湿度独立控制空调系统

空调系统承担着排除室内余热、余湿、CO2与异味的任务。研究表明：排除室内余热与排除CO2、异味所需要的新风量与变化趋势一致，即可以通过新风同时满足排余湿、CO2与异味的要求，而排除室内余热的任务则通过其他的系统（独立的温度控制方式）实现。由于无需承担除湿的任务，因而可用较高温度的冷源即可实现排除余热的控制任务。对照前言中现有空调系统存在的问题，温湿度独立控制空调系统可能是一个有效的解决途径。温湿度独立控制空调系统中，采用温度与湿度两套独立的空调控制系统，分别控制、调节室内的温度与湿度，从而避免了常规空调系统中热湿联合处理所带来的损失。由于温度、湿度采用独立的控制系统，可以满足不同房间热湿比不断变化的要求，克服了常规空调系统中难以同时满足温、湿度参数的要求，避免了室内湿度过高（或过低）的现象。

3温湿度独立控制系统中风机盘管干工况运行的保障方法

在工程设计中，设计人员均按照典型设计日工况下的负荷来配置系统部件的容量。因此在干盘管系统中，系统能保证设计日工况下风机盘管不产生冷凝水，但无法保证在其他工况下（如室内湿负荷大大超出设计负荷、系统启动阶段室内空气露点温度较高）风机盘管式中不产生冷凝水。因此必须通过控制手段对风机盘管采取保障措施：

1）简单关断控制法。具体实施手段为：比较室内空气露点温度和风机盘管冷水进水温度，当测的冷水温度低于露点温度时，切断等级判官的电动两通阀。

2）流量控制法。从理论上讲，通过调节进入风机盘管的冷水量或风量的来改变该点的温度，从而使风机盘管在干工况下运行。

3）水温控制阀。常用进入风机盘管的冷水水温来代替风机盘管表冷器风侧表面的最低温度，进而与室内空气露点温度进行直接比较。

4干盘管系列产品的测试研究。

2006年初，上海某空调设备有限公司与上海市建筑设计研究院共同合作进行干盘管系统产品的研究。此次干盘管系统机组的盘管在采用优质材料的同时，特别采用了某专利技术的水流程结构，提高了盘管换热效率。同样规格的盘管在相同风量、相同进风参数、相同进水温度、相同水温差的条件下，冷热量比一般水流程结构增加7%～9%。

通过干盘管系列产品测试研究实验数据的分析，对原满足现行国标要求的湿工况下的盘管进行水流程结构优化后，进行系列实验可以得到：

1）室内空气相对湿度在50%～55%，盘管最低进水温度7℃时，只要保证出风相对湿度均在80%，系统能够保证干盘管状态运行。因此，为提高机组的冷负荷，在保证出风相对湿度80%的前提下，进水温度可以不受进风参数的露点温度制约，可以低于露点温度。

2）理论计算盘管风侧显热比为1，实测显热比有时大于1，有时小于1.实测显热比在小于1的抢矿下也能保证干盘管机组运行。

3）相同的进风相对湿度、风量、进水温度，水温差越大，出口相对湿度越低，所对应的冷量也越小。

4）考虑控制空调系统的成本和空调设备布置的可能性，冷水温差不宜太大，最佳水温差在3℃左右。

5结论

适应室内热湿比的变化。温湿度独立控制系统分别控制房间的温度和湿度，能够满足建筑热湿比随时间与使用情况的变化，全面控制室内环境。并根据室内人员数量调节新风量，因此可获得更好的室内环境控制效果和空气质量。

室内温度与湿度的变化关系范文

恒温恒湿空调系统不同于其他的空调系统，它对于室内的温度和湿度的稳定性要求特别高，而且温度和湿度也不只受外界和室内条件的影响，它们之间也会相互影响。比如在20℃时，温度波动1℃，会导致湿度波动约3%。

恒温恒湿空调系统与其他空调系统有个不同的地方，就是为了设计和营造一个高精度的恒温恒湿室，往往都采用全空气系统，全空气系统在空气处理上存在冷热两抵消的现象，会导致运行能耗大大增加。所以随着对温湿度要求的日益提高，空调系统的能耗也会大大增加，对恒温恒湿实验室能耗控制势在必行。

恒温恒湿实验室相关概述

1.我所恒温恒湿实验室概况。由于纺织品服装类测试对温湿度环境要求较高，纺织品的一些物理性能（如强力、伸长率等）都会受大气中温湿度变化的影响，所以恒温恒湿实验室的温湿度控制准确与否会直接影响纺织检测结果的准确性。GB/T6529—2008《纺织品调湿和试验用标准大气》对大气温湿度要求如下：标准大气应是温度20.0℃，相对湿度为65.0%，温度容差范围为±2.0℃，相对湿度的容差为±4.0%。我所的纺织品恒温恒湿实验室都是建立在这一标准规定的基础之上。

布局的合理性对送回风的效果会有直接影响，对温湿度的控制也会有很大的影响。我所纺织品恒温恒湿实验室一共4间，各由两台恒温恒湿空调系统来控制。在空调机组的布局上，使机组靠近试验区域，机房与控制区距离接近，使得送、回风管道的气流损耗降到最小，大大提高能源利用率；同时也能使温湿度信号反馈迅速，控制系统启动及时；当然，送、回风管道距离的缩短，也同时降低了噪音、节省了材料。

我所空调系统的送、回风管道系统采用了等静压法设计。整个送回、风系统采用了上送风下排风的形式（图1），顶棚采用了“蜂窝”式的出风顶棚，将风速控制在了0.3m/s以内，同时使得送风均匀，并能有效地降低噪音。

2.恒温恒湿实验室能耗分析。目前，高精度恒温恒湿空调系统为了能精确控制室内的湿度和温度，主要采用了将被处理空气冷却至露点后通过再热方式和加湿处理的方法来实现（图2）。通常再热的途径是使用电加热器，从而使得冷热抵消现象严重，能耗巨大。通常的恒温恒湿空调系统都为定风量系统，当房间冷负荷减小而制冷量又不能调节的时候，只能通过调节送风温差来维持室内的空气参数，必须加大再热来提高送风温度，这样就会造成更大的能源浪费[1]。

送风温差的大小也决定了能耗的多少，送风温差越大，送风量就越小，相应的空气处理设备和管路也就相应地大或小，系统相对就比较经济，能耗就会减少，冷热量抵消也相对地少一些。但是，风量小会导致室内温湿度分布不均匀、不稳定[2]。所以为了减少能量的消耗，在满足标准条件的前提下，结合最佳的气流组织尽可能地找到最佳的送风温差。

恒温恒湿空调系统的运行必须考虑在室外气候条件异常和室内热湿负荷变化大的情况下，既能满足室内温湿度要求，又能达到经济运行的目的。所以，如何在实际使用和节能减排两个方面取得平衡，是摆在我们面前的一个现实问题。

恒温恒湿空调系统节能控制策略

1.内部环境控制。由于恒温恒湿实验室是处于一个封闭的环境中，所以对其内部环境的管理和控制是实现节能控制的重中之重，具体体现在是否能对温湿度进行合理的监控，确保其能在正常安全的范围内。

随着恒温恒湿空调机组的使用频率增大，空调老化或者传感器失灵等故障会日益频繁，室内温湿度偏差增大，导致超出控制范围，造成能源的消耗，形成浪费，所以对空调系统的温湿度校准是必不可少的。但是仅仅通过空调系统本身的传感器其实并不能满足需要，大部分空调系统的传感器只在单一的位置（回风口），对于一些面积较大的实验室来说，各个角落的温湿度就很难兼顾，而且往往系统自带的传感器比较普通，精度不高，这也会对温度监控造成一定影响[3]。

所以使用专业的精度高的温湿度仪就可以很好地解决这些问题。对于面积较大的实验室来说，房间各个角落都应该放置一个记录仪。待过一段时间稳定后，将各角落的温湿度仪的数据导出（图3），通过与空调自带的传感器的数值来进行校正，达到精确控制温湿度的目的。同时也能及时纠正空调系统的不正常的工况，恢复正常状态，达到节能的目的。

为了节能需要，还可以充分利用恒温恒湿空调系统的闲时功能，就是在空调运行一段时间之后进入休眠状态，暂停一段时间之后，再重新开启。但是这一功能间隔时间要取决于实验室的隔热保温材料的性能，以最大程度满足节能的需要。

2.自动控制。引起恒温恒湿实验室温湿度波动的原因主要是各种扰动，比如，送风的温度波动，内部人员设备发热量的扰动，结构不稳定的传热扰动等等。自动控制的任务就是消除各种扰动，保持室温稳定在允许的波动范围内。

对于高精度的恒温恒湿实验室，目前已经有很多相应措施可以采用，如采用隔热罩、引流局部热源等，而这些措施均是对内外扰动的一种预防措施，并不能真正做到万无一失，而自控系统则是保证恒温恒湿的关键所在。目前由于集成电路和计算机的发展，大大提高了自控技术，以PC为核心的多回路智能化系统DDC就使得高精度恒温控制变得轻而易举。DDC系统具有信息处理、数据储存、设定程序等功能，可以对恒温恒湿空调系统各项参数进行程序控制，保证系统可靠经济地运行[4]。

3.再热段的优化。虽然现在市场上的纺织品恒温恒湿空调系统基本上都能将温度控制在精度±1℃，相对湿度40%～60%，同时也有很多厂家都在不断改进控制方式，以至于对温度和湿度都有了很好的控制，但是再热段的能耗问题还是影响节能成果的一大障碍。在图2恒温恒湿空调系统空气处理过程中避免冷热抵消过程，对空气处理过程的能耗将是一大优化。

在新风空气进入之前，先对其进行集中专门处理，以除去新风空气中可能带入室内的多余湿量。因为纺织品恒温恒湿实验室产湿量本来就很少，所以影响室内相对湿度的主要因素主要是新风空气中的湿量。只有把干扰室内湿度的新风空气集中处理，那么室内湿度就能保持相对稳定了，而且还能避免再热，从而消除冷热抵消现象，大大节约能源。在下雨天气或者上海的梅雨季，可以有效地防止室内相对湿度受室外空气湿度波动而影响。

在夏季，室外空气温度一般高于空调房间设定温度，新风量的引入是以增加空调系统冷负荷为代价的，所以建议取最小的新风量。在冬季，适当地加大室外新风量，可以充分利用室外的冷源来消除室内的热负荷，降低运行成本。而在过渡季节的时候，当新风焓值低于一次回风焓值的时候，建议把二次回风系统中的一次回风关闭，由空调箱中的各段对新风进行处理，然后将处理后的新风混合至室内温湿度要求，从而降低能耗[5]。

综上，恒温恒湿空调系统节能控制的效果是十分可观的，这一模式对于优化资源配置，推进质量创新有着很大的影响。但是恒温恒湿空调系统所具有的多变量、非线性等特点，要付诸实施，还要有很多技术问题亟待解决。本文的节能措施是结合本所实际工作引申出来的看法和设想，可以作为今后设备管理工作的重要发展方向。

参考文献：

[1]甘长德，沈恒根.纺织品实验室恒温恒湿空调的节能设计[J].棉纺织技术，2004，32（5）：265-269.

[2]徐勇.恒温恒湿空调系统能耗分析及节能控制[J].建筑设计管理，2010，4：57-59.

[3]祁宁，蒋耀兴.高标准纺织恒温恒湿实验室运作的实践[J].现代丝绸科学与技术，2011，4：131-133.

[4]张俊飞，代斌.浅谈恒温恒湿空调技术与民用建筑的结合实例[J].安装，2005（11）：156-159.

室内温度与湿度的变化关系范文篇5

针对汽车涂装车间喷漆室空调温湿度控制精度高且需持续稳定的要求，本文提出了一种基于PID的温湿度控制方法。首先，根据焓湿图，将空调系统全年空气状态分成7个区。其次，根据实时温湿度值，调用相应的PID控制策略。这样，多模型之间要经常切换，就存在温湿度的波动、阀门切换动作频繁两个问题。针对这两个问题，分别采取了对应措施，保证了多模型之间的平稳过渡。然后，详细描述系统程序的设计过程。最后，通过现场试验，验证温度约110s进入稳态，稳态误差保持在±0.5℃以内，湿度约150s进入稳态，稳态误差保持在±1%以内，远优于系统的设计要求。

【关键词】PID控制温湿度控制焓湿图空调系统

随着汽车业的竞争日趋激烈，提高车体的漆膜质量、增加漆膜质量的稳定性已成为各企业重点研究的课题之一。影响漆膜质量的因素较多，其中使喷漆室始终处于一个稳定的温湿度环境是保证漆膜质量的重要因素之一。由于喷漆室内温度与湿度之间存在交叉耦合情况，即温度控制会引起湿度变化，湿度控制也会引起温度变化；并且，喷漆室空调的进风方式为全新自然风，受外界天气影响很大，不容易控制。因此，涂装车间喷漆室的温湿度控制是一种非线性的、滞后的、时变的复杂过程，这种系统如果采用传统的仪表控制显然是不合适的。针对涂装车间喷漆室空调温湿度控制精度高且需持续稳定的要求，本文提出了一种基于PID的温湿度控制方法。

1系统结构

涂装车间喷漆室空调系统主要由空调箱体、风机、冷盘管、热盘管、送风机构和加湿装置等组成，各部件由管网彼此联系在一起。空调温湿度的控制系统主要分为四个控制段，分别为一次加热段、表冷段、喷淋段、二次加热段，每个部件具有各自的特性，因此可以将其看为是一个个子系统，在约束条件给定后，一个输入对应一个输出。一般可由质能平衡的角度去描述部件的特性。进入表冷段和加热段的冷水量和热水量分别由他们各自管路上的冷、热水阀来控制，而进入喷淋段的水喷淋量则由调节喷林泵的变频器的输出频率来实现。系统结构如图1所示。

2系统总体方案设计

2.1系统功能及设计要求

系统能够实现对涂装车间喷漆室空调温湿度的实时采集，利用LCD液晶显示屏显示，经过数据分析处理后，控制升温、降温、加湿或除湿设备，实现对环境的监测和控制。要求温度控制精度为±1℃，相对湿度精度为±5%，基本达到恒温恒湿控制。在整个控制过程中要兼顾温湿度控制的快速性和稳定性，即从空调开机开始到温湿度达到控制目标，确保在30分钟之内完成。而且，基于PID的控制算法能够随季节变换而实现自动切换，提高设备的适应性，减少人工参与。

2.2系统模块组成

系统由温湿度PID控制模块、温湿度数据采集模块、PLC数据传递模块、上位机模块、温湿度调节执行模块、液晶显示模块和报警模块等组成，如图2所示。

2.3系统工作原理

温湿度信号由安装在喷漆室滤网上部的温湿度传感器检测得出，然后被转换成4～20mA电流信号后输入PLC数据传递模块。PLC数据传递模块是利用其OPC客户端程序来完成与温湿度PID控制模块和上位机模块的对接。PLC数据传递模块将温湿度当前值和设定值，以及KP、KI、KD等参数值输入温湿度PID控制模块，控制模块根据输入的这些值通过运算输出控制百分比，再由PLC数据传递模块将控制百分比转换成4～20mA电流信号分别来控制相应的上位机模块和温湿度调节执行模块。最后将输出分成加热、制冷或加湿信号，来分别控制热水阀、冷水阀和加湿泵变频器的开度，从而实现了对喷漆室温湿度的控制。实时温湿度可以通过LCD液晶屏显示出来，如果其值超出最大偏差值时，系统将启动报警功能，表示环境温湿度已经超过设备稳定工作的温湿度范围，该系统已经不能满足对此环境温湿度的调节，需要进行相应的人工应急处理。

3系统控制方案设计

3.1温湿度分区控制

对空调系统全年空气状态进行分区，并基于不同的分区对空调设备进行控制。焓值是一种能量的单位，代表的是一定容积量空气中含的水分和温度的综合量，是空气温度和湿度大小的综合衡量单位，其值的大小完全只由温度和湿度决定。所以，基于空气焓湿图，将焓湿图分为7个区域（目标区域除外），如图3所示，处于某一区域的室外空气状态，需经过与该区相对应的控制模式进行空气处理，并使其达到最终的控制目标。图3中，横坐标为空气含湿量d，纵坐标为温度t，斜线为等焓线h，包络线为等湿度线，每个区代表不同的环境温湿度状态，用以明确空调系统进风温湿度状态与调控目标之间的关系，由点1、点2、点3、点4组成的菱形区域为控制目标区，要先根据目标温湿度的设定范围计算出该区边界。

具体分区方法及判别条件：

3.1.1菱形区域条件

当入口空气温湿度满足设定范围，即tn=25±0.5℃、φn=50%±2.5%时。

3.1.21区条件

当入口焓值hin小于焓值hd时。

3.1.32区条件

当入口焓值hin大于焓值hd，且小于焓值hl；空气含湿量小于点1含湿量d1时。

3.1.43区条件

入口焓值hin大于焓值hl，且小于焓值hx；入口温度tin大于设定温度tn+0.5，入口湿度φin大于设定湿度φn+3。

3.1.54区条件

入口焓值hin大于焓值hd，且小于焓值hx；入口温度tin小于设定温度tn-0.5；入口湿度φin大于设定湿度φn-3；入口空气含湿量din大于点1含湿量dl时，且小于点3含湿量d3时。

3.1.65区条件

入口焓值hin大于焓值hx，且入口空气含湿量din大于点1含湿量d1时。

3.1.76区条件

入口焓值hin大于焓值hx，且入口空气含湿量din小于点1含湿量d1时。

3.1.87区条件

入口焓值hin小于焓值hx，且入口空气含湿量din大于点3含湿量d3时，且入口温度tin小于设定温度tn-0.5时。

根据图3中标识情况，点1的参数为（tn-0.5，φn-3%），点2的参数为（tn+0.5，φn-3%），点3的参数为（tn+0.5，φn+3%），点4的参数为（tn-0.5，φn+3%）。d点的含湿量与点1的含湿量相同，hl和点1的焓值相同，hx和点3的焓值相同。

3.2多模型切换平稳控制

为了保证多模型之间的平稳过渡，利用焓湿图分区控制，当环境的温湿度变换分区时，系统会切换不同的阀门控制组合，有二个问题必须加以解决。

（1）切换时会有阀门关闭退出工作，也会有阀门启动工作，这样就会导致温湿度的波动。

针对这个问题，控制程序采用了递减退出方案，即对于新分区中要关闭的阀门，按当前开度按一定速度逐渐关闭（比如每控制周期开度减1，直到开度为0），新开的冷门按正常的温湿度控制即可。

（2）当环境温湿度刚好处理分区边界附近时，由于传感器的原因，会造成在一段时间内，控制分区会在二个分区间来回摆动，导致阀门切换动作频繁。

针对这个问题，采用延时切入，即当系统检测到分区切换时启动一个计数和分区标记，如果计数未到又回到原分区，则计数清零，如果计数值到表示稳定进入了新环境分区，则启动新的分区控制方案，并刷新标记。

3.3程序设计

系统程序设计包括系统初始化程序、温湿度的采集程序、温湿度判断程序、PID控制程序、PLC数据传递程序、液晶模块显示程序、报警程序等。程序流程如图4所示。

3.3.1主控程序设计

主控程序用于控制空调系统按设定的温湿度工作，包括按照入风温湿度自动分区切换控制阀门的功能，其界面如图5所示。

（1）连接PLC的功能

程序连接PLC的OPC服务器所用的item名称是通过OPC测试程序写入注册表的。点击“连接OPC”按钮即可连接，通过OnBtConnetOpc函数完成。

（2）温湿度控制

点击“开始控制”按钮（OnBtStartControl函数），控制开始，其中的InitPIDparamate函数用于初始化变量，包括PID控制所用参数、变量和界面上的设定数据。

（3）函数调用

ReadData（）函数用于读取PLC的温湿度，其中湿度转为0到1的百分小数。ReadOPC2（）是为了从PLC读取设定的湿度，以PLC的设定为准。GetPannalParameter（）是从界面读取设置的PID参数等数值。GetMode（）是计算分区的函数。PIDControl（m_LastMode，T_in，Wet_in）；就是按分区选择阀门，调用各自的PID参数，计算各阀门的开度。

3.3.2PID参数整定程序设计

开发的PID参数整定程序采用临界比例整定法，该程序可以通过单阀整定功能，确定单个阀门对温湿度闭环PID控制的参数；同时该程序还可以使用整定好的参数对单个阀门或双阀门联调进行测试，以检验PID参数的运行效果，并可以通过手动调整以满足工作现场的特殊要求。PID整定程序界面如图6所示。经测试，使用上述方法整定出的PID参数不受季节变化的影响。

4试验验证

本文算法与控制程序，在某汽车制造厂涂装车间做了设备运行试验。该厂涂装车间共有16台空调机组，其中4台带有二次加热装置，用于喷漆室温湿度控制，其他为车间送风空调，由于企业正在生产中，只有车间送风空调允许试验，本文试验对象为没有二次加热阀的空调机组，试验时间为冬季（1区，一次加热与喷淋同时工作）。图7为实测的一个温湿度控制试验结果，目标温度24℃、湿度55%，采样与控制周期为1s。温度约110s进入稳态，稳态误差保持在±0.5℃以内，湿度约150s进入稳态，稳态误差保持在±1%以内，远优于系统的设计要求：温度小于±1℃，湿度小于±5%，30min进入稳态响应。

5结论

本文设计的汽车涂装车间喷漆室空调温湿度PID控制方法，适用于一年四季不同的空气状态，在扰动随机变化的情况下，可以较好地将温湿度迅速稳定在目标值附近，避免了电动阀执行机构的频繁动作，减小了电动执行机构的能量消耗，延长了其使用寿命。

参考文献

[1]张川，曲银燕，马力.涂装工艺空调设计与控制若干问题分析[J].上海涂料，2009（4）：41-44.

[2]马利英.洁净空调自控系统温湿度解耦控制研究[D].西安：西安建筑科技大学，2008.

[3]叶宇程，赵旭辉.应用焓值分析的车间温湿度分区控制[J].河南科技大学学报（自然科学版），2014，35（4）：64-67.

[4]付主木，高爱云，费树岷等.集装箱桥吊多模型参考切换双闭环防摇控制[J].机械工程学报，2011，47（23）：161-166.

[5]赵嘉庆，季福坤.基于STC12C5620AD单片机温湿度控制系统设计[J].国外电子测量技术，2014，33（12）：31-34.

[6]覃振，罗祖宪.涂装车间喷房温湿度控制[J].自动化博览，2010（8）：106-110.

室内温度与湿度的变化关系范文篇6

关键词：智能建筑变风量空调系统末端调节

Abstract：Introducetotheair-conditionautomatic-controlsystemintheintelligetbuildingbriefly，IntroducetheapplicationofVAV-TRAV''''sair-conditionsystemthatthepastfewyearsdevelopment.

Keywords：Intelligetbuilding，VAVsystem，TerminalRegulate

一、引言

空调自控系统是智能建筑集成系统的重要组成部分，空调自控设备是智能建筑物中重要的自控设备，而空调设备本身是建筑的耗能耗电大户，而且由于智能建筑中大量电子设备的应用使得智能建筑的空调负荷远远大于传统建筑物，变风量空调系统用改变送风量的方法，维持室温恒定，以适应不同的室内负荷，VAV系统（变风量空调）有突出的优点：节能潜力大，控制灵活，可避免冷冻水、冷凝水上顶棚的麻烦等；近几年特别是计算机工业的发展，使变风量空调设备具有智能能力，因此，应用范围不断扩展，在国内外特别是美国、日本、香港等地的实际工程中得到了普遍广泛的应用。

二、空调自控功能介绍

智能建筑空调自控主要包括建筑物内的空调机组控制、新风机组控制、变风量末端（VAV）控制等。它们在楼宇自动化系统的监控和管理下，使建筑物内的温、湿度达到预期的目标，同时以最低的能源和电力消耗来维持系统和设备的正常工作，以求取得最低的运行成本和最高的经济效益：

2.1空调机组控制空调机组系统包括新/回风阀门驱动器、风管式温/湿度传感器、过滤网压差报警开关、防冻报警开关、恒速风机、电动调节阀、配电装置和空调机组控制等硬件，该系统包括新风、回风和送风三部分：（1）机组启/停：机组可控制定时启/停，也可强制启/停；（2）风机控制：风机随机组启/停而自动启/停，也可强制启/停或机旁手动启/停，运行时间和启/停次数累计，有风机故障报警输出网络变量；（3）温度控制：夏季送冷风，冬季送热风，过渡季节送新风以节能，根据回风温度与设定值的偏差，控制电动水阀，调节冷/热水阀门的开度，使回风温度维持在设定的范围内，可进行冷/热水阀门的强制开度控制和机旁手动开度控制（0～100%）；（4）湿度控制：在冬季模式下才进行湿度的控制。当回风湿度下降到下限时，控制加湿阀开启，增加空气中的湿度含量；当回风湿度上升到上限时，停止加湿阀的工作。可进行加湿阀的强制启/停控制和机旁手动启/停控制；（5）新/回风阀门控制：在冬/夏季新风阀门开至最小开度，回风阀门开至最大开度；在过渡季调节新/回风阀门的开度来调节温度，亦可进行新/回风阀门的强制开度控制和机旁手动开度控制（0～100%）；（6）联锁控制：防冻报警开关和风机、水阀、新/回风阀门联锁控制；（7）报警：过滤网堵塞报警、风机故障报警及防冻开关报警。

2.2新风机组控制新风机组系统主要由新风阀门驱动器、风管式温/湿度传感器、过滤网压差报警开关、防冻报警开关、电动调节阀、恒速风机、配电装置和新风机组控制等硬件组成，该系统包括新风、送风两部分：（1）机组启/停：机组可控制定时启/停；（2）风机控制：风机随机组启/停而自动启/停，也可强制启/停或机旁手动启/停，运行时间和启/停次数累计，有风机故障报警输出网络变量；（3）温度控制：夏季送冷风，冬季送热风，过渡季节送新风以节能，根据送风温度与设定值的偏差，控制电动水阀，调节冷/热水阀门的开度，使送风温度维持在设定的范围内，可进行冷/热水阀门的强制开度控制和机旁手动开度控制（0～100%）；（4）湿度控制：在冬季模式下才进行湿度的控制，当回风湿度下降到下限时，控制加湿阀开启，增加空气中的湿度含量；当回风湿度上升到上限时，停止加湿阀的工作，亦可进行加湿阀的强制启/停控制和机旁手动启/停控制；（5）新风阀门控制：在机组运行时，新风阀门全开，可进行新风阀门的强制开/关控制和机旁手动开/关控制；（6）联锁控制：防冻报警开关和风机、水阀、新风阀门联锁控制；（7）报警：过滤网堵塞报警、风机故障报警和防冻开关报警。

2.3变风量（VAV）末端控制功能（1）风机控制：由手动开关控制风机的启/停，有风机状态的输出网络变量；（2）温度控制：根据室内温度测量值，调节风阀的开度值勤，使室内温度保持恒定；（3）湿度控制：根据室内湿度测量值，控制水阀的开/关，使室内湿度保持恒定。

三、VAV-TRAV空调系统

VAV空调系统的原理：变风量空调系统（VRV）用改变送风量的方法，维持室温恒定，以适应不同的室内负荷，关键需要实现变风量原理的末端送风装置，特别地有关末端装置以及整个VAV系统的自动控制设备，在最近二十年左右的时间里，不仅VAV末端装置，而且相应的控制系统，甚至变风量空调系统的型式都发生了很大变化，有关的新产品和新技术不断涌现，由于VAV技术的快速发展，特别是有关的DDC和网络技术的发展，美国学者提出了TRAV的新概念，TRAV（TerminalRegulatedAirVolume，末端调节的变风量系统）和VAV一样，也是一种变风量系统，通过调节风量来创造舒适环境，但TRAV不采用VAV中的静压调节，而由末端装置直接控制送风机，TRAV基于末端装置实时的风量需求，采用先进的控制软件，实施对送风机的控制，在传统的VAV系统里，当负荷下降并导致流量减少时，末端风阀关小以节流，管道内静压保持不变；而在TRAV系统中，在相同的情况下，末端风阀保持打开，而管道静压降低，于是在相同的流量下，TRAV系统所要求的风机功率要低得多，TRAV是建筑在"集成控制"、和"动态控制"等概念的基础上的：（1）所谓"动态控制"，是指有预测的、随时间而变化的控制，就房间的热状态来说，它不要求时时热平衡从而保持房间状态于某一"点"，而是充分考虑各种热因素的相互作用从而保持房间在某一个舒适范围；（2）所谓"集成控制"，是指：设定点的计算和控制决定被安排在控制级以上进行，控制器只是简单地用于保持当前的设定值，在高性能控制中不使用控制器的重新设定（controllerresets）和串级控制器，这样做的目的，是可以集中、统一地考虑与HVAC系统有关的各种因素，避免传统方法中各分立模块独立运行可能导致的相互冲突，而且有可能最大限度地利用自由冷源（热源）和建筑物本身的蓄热放热作用，因此，集成控制将使系统更稳定，而且更舒适、更节能。

四、总结

室内温度与湿度的变化关系范文篇7

关键词：独立控制；空调系统；原理；前景

1.前言

改革开放以来，我国经济的发展非常迅速，人民生活的水平也迅速提高，这就急切需要增加或者改造建筑来满足人们的物质需求，同时也导致了建筑能耗的增加。有资料显示[1]，全国的建筑能耗约占总能耗的30%多。很多因素会影响到建筑能耗，例如，空调系统、空调环境、人员及其它设备等。空调系统能耗非常大，以集中空调系统来说，它的能耗占建筑能耗的50%多[2，3]，约占全国总能耗的15％。因此，必须要降低空调系统的能耗，这也是实现国家“节能减排”以及构建资源型、节约型社会的重要途径。温湿度独立控制空调系统是在空调应用方面进行的新的尝试，是其新形式之一，很多学者对该系统已经进行了比较全面而细致的理论研究，而且这个系统在工程应用上，在节能方面也有很好好的收效。因此，寻找一种可以为人们提供舒适并且健康的空气环境，又能节约能源的空调系统，在当今社会显得更加迫切，因此，温湿度独立控制空调系统将会吸引更多的学者来关注。

2.温湿度独立控制空调系统原理及相关设备组成

2.1温湿度独立控制空调系统的原理

温湿度独立控制空调系统是指在一个空调系统中，采用两种不同蒸发温度的冷源，用高温冷冻水取代传统空调系统中大部分由低温冷冻水承担的热湿负荷，这样可以提高综合制冷效率，进而达到节省能耗的目的。在温湿度独立控制空调中，高温冷源作为主冷源，它承担室内全部的显热负荷和部分的新风负荷，占空调系统总负荷的50%以上；低温冷源作为辅助冷源，它承担室内全部的湿负荷和部分的新风负荷，占空调系统总负荷的50%以下。

2.2相关设备组成

温湿度独立控制系统由4个核心组成部件组成，分别为高温冷水机组、新风处理机组、去除显热的室内末端装置、去除潜热的室内送风末端装置。

除湿系统主要由再生器、储液罐、新风机、输配系统和管路组成。除湿系统中，主要采用分散除湿和集中再生的方式，再生浓缩后的浓溶液被输送到新风机中。储液罐具有存储溶液的作用和蓄存高能力的能量，可以缓解再生器对持续热源的需求，可以降低整个除湿系统的容量。

3.温湿度独立控制空调系统与传统空调系统的比较分析

3.1温湿度独立控制空调系统的优点

3.1.1可以避免过多的能源消耗

从处理空气的过程我们可以知道，为了满足送风温差，一次回风系统需对空气进行再热，然后送入室内。这样的话，这部分加热的量需要用冷量来补偿。而温湿度独立控制空调系统就避免了送风再热，就节省了能耗。传统的空调系统中,显热负荷约占总负荷的比例为50%～70%，潜热负荷约占总负荷的3比例为0%～50%[4]。原本可以采用高温冷源来承担，却与除湿共用7℃冷冻水，造成了利用能源品位上的浪费，这种现象在湿热的地区表现的尤为突出；经过处理的空气，湿度可以满足要求，但会引起温度过低的情况发生，需要对空气再热处理，进而造成了能耗的进一步增加。

3.1.2温湿度参数很容易实现

传统的空调系统不能对相对湿度进行有效的控制。夏季，传统的空调系统用同一设备对空气热湿处理，当室内热、湿负荷变化时，通常情况下，我们只能根据需要，调整设备的能力来维持室内温度不变，这时，室内的相对湿度是变化的，因此，湿度得不到有效的控制，这种情况下的相对湿度，不是过高就是过低，都会对人体产生不适[5]。温湿度独立控制空调系统通过对显热的系统处理来进行降温，温度参数很容易得到保证，精度要求也可以达到[6]。

3.1.3空气品质良好

温湿度独立控制空调系统的余热消除末端装置以干工况运行，冷凝水及湿表面不会在室内存在，该系统的新风机组也存在湿表面，而新风机组的处理风量很小，室外新风机组的微生物含量小，对于湿表面除菌的处理措施很灵活并很可靠。传统空调系统中，在夏季，由于除湿的需要，而在供冷季，风机盘管与新风机组中的表冷器、凝水盘甚至送风管道，基本都是潮湿的。这些表面就成为病菌等繁殖的最好场所。

3.1.4不需另设加湿装置

温湿度独立控制空调系统能解决室内空气处理的显热和潜热与室内热湿负荷匹配的问题，而且在冬季不需要另外配备加湿装置[7]。传统空调系统中，冬季没有蒸汽可用，一般常采用电热式等加湿方式，这会使得运行费用过高。如果采用湿膜加湿方式，又会产生细菌污染空气等问题。

4.温湿度独立控制空调系统的发展前景

温湿度独立控制空调系统作为新的空调形式，有着非常明显的节能优势。温湿度独立控制空调系统可以有效的避免室内空气的交叉污染，可以有效的阻断由于空调系统而导致的空气流通传播的疾病。目前，在能源消耗日益增加的环境下，温湿度独立控制空调系统为营造既节能又舒适的室内空调环境提供了一个有效可靠的解决方式，具有良好的应用前景，在不久的将来会得到完善和成熟。

参考文献：

[1]龙恩深.建筑能耗基因理论研究[D].重庆：重庆大学博士学位论文,2005.

[2]江亿．我国建筑耗能状况及有效的节能途径[J]．暖通空调，2005，35(5)：3O-40．

[3]马娟丽.中央空调系统的最优化运行[D].西安：西安科技大学硕士学位论文,2006.

[4]鄢涛.深圳市公共建筑能耗与节能分析[D].重庆：重庆大学硕士学位论文,2005.

[5]王飞.基于双温冷源的温湿度独立控制空调系统的研究[D].广州：华南理工大学硕士学位论文，2011.

室内温度与湿度的变化关系范文1篇8

近年来，随着国家“新一轮菜篮子工程”政策的出台和农业产业结构的深化调整，全国各级政府对设施，农业更加重视，投入不断加大，使全国设施面积逐年扩大，设施高效经济作物生产与传统大田粮食作物生产之间争地的问题日益突出。因此土地资源供应紧张的矛盾更加突出。为保证粮食作物的生产面积，2010年国土资源部和农业部联合发文，禁止在基本农田上进行设施农业建设。这给全国设施农业的进一步发展提出了严峻的挑战。设施农业向非耕地发展以及减少设施建设新增面积提高已有设施的周年利用率成为了当前和今后一段时间设施农业发展的必由之路。

日光温室具有节能、环保，能充分利用冬季休闲土地和劳动力的显著优点，但其土地利用率低，夏季休闲不能生产的缺点也严重制约着其进一步向现代化温室方向发展的中长期前景。对日光温室的技术升级已经成为了当前和今后一段时间我国设施农业科研和生产的重大研究课题。

随着近年来日光温室跨度、高度和空间尺寸的不断加大，一些环境控制装备也开始在日光温室中尝试使用。如通常在连栋温室中使用的湿帘风机降温系统在一些农业科技示范园、设施农业休闲园以及专业化生产企业中的花卉生产和育苗生产的日光温室中已经开始使用，这对提高日光温室的周年利用率起到了很大的作用。

湿帘风机降温系统是大型连栋温室中广泛使用的一种降温措施，不论设计方法和运行管理在大型连栋温室中都比较成熟，但应用在日光温室中，由于日光温室体型和空间的特殊性，湿帘风机降温系统的设计和管理尚有许多研究和探讨的地方。

湿帘风机系统降温原理

湿帘风机降温系统是利用水蒸发吸热的原理，将湿帘安装在温室的一侧，风机安装在温室湿帘的对面一侧，当需要降温时，风机启动，将温室内的高温空气强制抽出，造成温室内的负压；同时，水泵将水打在湿帘表面，室外热空气被风机形成的负压吸入室内时，以一定的速度从湿帘的孔隙中穿过，导致湿帘表面水分蒸发而吸收通过湿帘空气的热量，使之降温后进入温室，冷空气流经温室，再吸收室内热量后，经风机排出，从而达到温室降温目的。

湿帘风机系统的构成

由以上降温的原理可知，湿帘风机降温系统由湿帘加湿降温系统和风机排风系统两部分组成。湿帘加湿降温系统包括湿帘、支撑湿帘的湿帘箱体或支撑构件、加湿湿帘的配水和供回水管路、水泵、集水池(水箱)、过滤装置、水位调控装置及电动控制系统等，见图1。

湿帘风机系统在日光温室中的安装方式

湿帘风机系统设计安装中要求湿帘和风机分别安装在温室不同的位置，且相互之间的距离尽量保持在30～50m的范围内。结合日光温室的结构形式和空间尺寸，湿帘风机的安装方式有以下几种。山墙湿帘-山墙风机安装法

山墙湿帘-山墙风机安装法是日光温室安装湿帘风机最常见的方法，就是分别将湿帘和风机安装在日光温室的东、西两堵山墙上(图2)，温室一侧山墙进风、另一侧山墙排风，实现室内的纵向通风，排除室内热量。这种安装方法一般要求湿帘安装在温室的上风向，风机安装在温室的下风向，主要是为了减少风机阻力，提高湿帘风机降温的效率。需要注意的是，这里讲的风向为当地夏季的主导风向，因为温室湿帘风机系统主要在夏季运行，而非全年或冬季运行。如果由于其他原因不能按照上述风向要求布置湿帘风机时，在设计中需要将风机的风量加大20％。

由于日光温室长度一般都在60m以上，按照湿帘风机之间30～50m的合理设计距离，直接在日光温室的两堵山墙上分别安装湿帘和风机，由于距离超长，温室的降温效果将受到很大影响，甚至无法工作。为此，对于长度超过50m的温室，一般将温室分为两段，即在日光温室的中部增加两堵相距3～5m的山墙，将一栋温室分为两间，在中部两堵山墙上分别安装湿帘，在温室两端的山墙上分别安装风机，形成两间温室内不同方向的气流流场，如图3。湿帘风机运行期间，将中间两堵山墙之间的屋面打开，形成湿帘的进风口，可有效保证湿帘进风口气流的畅通。

这种方法虽然增加了两堵山墙，浪费了一定的种植面积，中间山墙在一定程度上也会影响其附近室内种植作物的采光，但这种方法从根本上解决了日光温室长度超出湿帘风机有效工作间距的问题，权衡利弊，还是利大于弊。冬季湿帘风机系统不工作期间，也可以将中部两堵山墙用塑料薄膜覆盖，如同日光温室一样进行生产或作为温室管理的操作间放置农具、农资或供管理人员休息之用。此外，一般将湿帘的供水水池放置在中部两堵山墙之间，也避免了设置在温室中占用种植空间。关于在后墙设置两个湿帘的做法，文中增加了一种安装方法，见“后墙湿帘-山墙风机安装法”。

室内湿帘-山墙风机安装法

室内湿帘-山墙风机安装法也称为活动湿帘安装法。其原理基本和上述山墙湿帘-山墙风机中将超长日光温室分为两间安装湿帘风机的方法相同，所不同的是该方法用可拆装式简易隔墙代替山墙湿帘-山墙风机中永久性建设的中间两堵山墙，如图4a，因而也减少了建设成本。在夏季降温季节将湿帘临时安装在可拆装式隔墙上，打开相邻两隔墙之间的屋面，形成湿帘进风口，风机仍然像山墙湿帘-山墙风机中一样永久性地安装在温室的两侧山墙。度过夏季降温季节后，拆除湿帘及温室内隔墙，如图4b，封闭相邻两隔墙之间的屋面，即形成一间整体温室。由于取消了温室中部两堵永久性山墙，一方面减少了温室的建设成本，另一方面也减少了冬季温室生产中由于中间山墙而产生的室内阴影，提高了光能利用率。

后墙湿帘一前墙风机安装法

顾名思义，后墙湿帘一前墙风机安装法就是将湿帘安装在日光温室的后墙上，将风机安装在目光温室的前墙上，形成温室内横向通风的一种湿帘风机安装方法。由于湿帘和风机分别安装在日光温室的后墙和前墙上，相比前述将湿帘风机安装在山墙上的纵向通风系统，湿帘的安装面积和风机的安装台数将大大增加，风机与湿帘之间的间距也大大减小，湿帘风机的降温效果将明显增强。当然，所用的湿帘和风机的设备和材料用量也相应增加，建设投资也随之提高。日光温室的后墙一般都是保温墙，墙体较厚，直接在后墙上安装湿帘，给温室冬季的保温带来很大影响。为此，在实际应用中将后墙做成中空墙体，将湿帘安装在温室内侧墙体中，在外侧墙体上局部开设进风口(图5)，由于两堵墙体之间为中空，阻力很小，所以，从进风口进入的空气能比较均匀地分布到湿帘的入口表面，不会影响温室

夏季的降温，而到了冬季，只要对进风口局部加强保温，即可保证温室的整体保温要求，不会过多地增加温室的运行管理成本。

日光温室的前墙，也就是日光温室的南墙，是与目光温室的后墙相对应而提出的。为了提高日光温室的采光量，传统的日光温室采光屋面都是直接连到地面，所以一般也没有前墙。近年来，为了增强目光温室的保温性能，半地下室或称为下沉式结构日光温室开始大面积推广，这样也就自然出现了日光温室的南墙。但由于这种温室南墙实际上是一堵挡土墙(这也是提高温室保温性能的缘由)，前面是无限深厚的土层，在其上直接安装风机显然是不可能的，所以，在日光温室的南墙上安装风机必须对温室的结构进行改造。

对于半地下室温室，南墙必须形成独立的墙体，也就是说要在南墙的南侧留出风机排风的通道，这需要在通道的南侧再增加一道挡土墙，并要使该挡土墙高出地面一定距离，以防止地面雨水排入通道。此外，通道内也必须设置排水设施，以便能够及时排除雨雪天降落到通道内的雨雪，或者通道的顶部设置防雨顶棚。通道的宽度应以不影响风机排风为原则设置，但往往是增大通道的宽度，相应也提高了温室的造价，所以在具体工程中还是以牺牲风机的风量来缩小通道的宽度，一般通道宽度在1～2m之间。

对于超大跨度日光温室(温室跨度在10m以上)，温室的高度也相应提高，这种情况下，采用半地下室结构对提高温室整体保温性能的作用将显著降低，为此，可直接将前墙砌出地面。这样，在南墙上安装风机将变得十分简单(如图6)。只要保证墙体高度满足风机的安装尺寸和排风要求即可。

温室中前墙结构如采用不透光砖墙结构，将在很大程度上影响室内地面的采光，所以，这类温室大部分用于栽培床栽培，主要种植盆花或进行工厂化育苗。但如采用透光结构(图6)，则地面栽培将不受影响。由于这种风机-湿帘安装方式造价较高，不适合于生产性温室，只在一些观光休闲性的日光温室中偶有应用。

山墙湿帘-前墙风机安装法

山墙湿帘-前墙风机安装法就是在温室的两端山墙上安装湿帘，在温室的前墙上安装风机。这种安装方法实际上温室中也形成纵向通风。需要注意的是这种安装方法风机的数量(或风量)要与安装湿帘的面积相匹配，不能像后墙湿帘-南墙风机-样在整个南墙上均匀布置风机，而应将排风风机均匀布置在靠近温室中部的南墙上，主要目的是避免风机与湿帘之间出现气流的短路。

相比后墙湿帘-前墙风机的安装方法，山墙湿帘-前墙风机安装法避免了对后墙的大规模改造，温室建设成本大幅度降低，但由于增长了冷空气的路径，降温的效果将有明显的下降，但与温室中部山墙安装湿帘、两端山墙安装风机的降温效果相当。只是由于要在前墙上安装风机，需要对传统的弧形日光温室前屋面进行改造，使其能适应风机竖直安装，相应地也增加了建设成本，对温室内安装风机的局部位置也造成一定的阴影，会影响作物的正常生长。

山墙湿帘-后墙风机安装法

山墙湿帘-后墙风机安装法就是在温室的两堵山墙上安装湿帘，在温室的后墙上安装风机(图7)。这种安装方法的通风降温效果与山墙湿帘-前墙风机安装法基本相同，惟一的差别是风机(排风口)与湿帘的安装位置进行了调换。但将风机安装在后墙上，相比安装在前墙上，避免了风机对室内的遮光，使温室内光照更加均匀。不过，由于日光温室的后墙为保温墙，在后墙上安装风机的工程量较前墙要大，而且冬季对风机口保温的处理难度也较前墙大。

前墙湿帘-山墙风机安装法

前墙湿帘-山墙风机安装法就是在日光温室的南墙上安装湿帘，在两端山墙上安装风机。相比山墙湿帘-前墙风机安装法，这种方法安装的湿帘面积将会增大，而且气流在温室中形成横向流场，因此冷气流的分布也更加均匀，降温的效果也更好。与在南墙上安装风机的方法相比较，温室南墙前面的排风通道变为了进风通道，因此，通道的宽度可大大减小，相应地温室的建设成本也将降低。对于不设通风道的南墙(南墙高出地面的情况)，也避免了风机排气的直吹，有利于两栋温室之间种植作物的生长。

后墙湿帘-山墙风机安装法

后墙湿帘-山墙风机安装法就是将湿帘安装在温室的后墙，将风机分别安装在温室两堵山墙上，形成温室内的纵向气流。相比后墙湿帘-前墙风机的安装方法，后墙湿帘-山墙风机系统由于排风风机数量少，所以总排风风量也小，因此。在确定湿帘面积时应与配套的风机流量相适应，不能整堵墙上都安装湿帘，这样会使流过湿帘的风速降低，影响湿帘的效率。此外，在与风机近处的湿帘通风量大，到温室中部的湿帘通风量减小，会形成气流短路，使温室中部空气的降温效果变差。同时，湿帘安装面积增大，相应也增加了温室的建设成本。所以，这种安装方法一般总是将湿帘集中安装在温室后墙的中部。湿帘风机系统运行管理注意事项

(1)湿帘、风机的布置一般应为湿帘在温室的上风向，风机在温室的下风向布置。

(2)湿帘进气口不一定要连续，但要求分布均匀，如进气口不连续应保证空气的过流风速在2.3m／s以上。

(3)湿帘进风口周边存在的缝隙需密封，以避免热风渗透影响湿帘降温效果。

(4)湿帘供水在使用中需进行调节，确保有细水流沿湿帘波纹向下流，以使整个湿帘均匀浸湿，并且不形成未被水流过的干带或内外表面的集中水流。

(5)保持水源清洁，水的酸碱度在6～9之间，电导率小于1000uΩ。水池须加盖密封，定期清洗水池及循环水系统，保证供水系统清洁。为阻止湿帘表面藻类或其他微生物的滋生，短时处理时可向水中投放3～5mg／m3的氯或溴，连续处理时可投放1mg／m3的氯或溴。

(6)湿帘风机系统在日常使用中应注意水泵停止30min后再关停风机，保证彻底晾干湿帘：湿帘停止运行后，检查湿帘下部汇水水槽中积水是否排空，避免湿帘底部长期浸泡在水中。

室内温度与湿度的变化关系范文篇9

关键词：节能，技术集成，示范

Studyontheintegrationofbuildingenergysavingtechnology

---Introductionoflow-energyconsumptionprojectinTsinghuaUniversity

DepartmentofBuildingScienceArchitectureSchoolTsinghuaUniversityBeijing100084

Abstract:LowenergyconsumptionprojectwasonedemobuildingconstructedbythebuildingsciencedepartmentofTsinghuaUniversity.Theenergysavingtechnologyintegrationusedinthisprojectincludedintelligentfa?ade,naturalventilation,personalventilationair-conditioningterminal,humiddependentairsupplymode,BCHPsystemandintelligentcontrolsystem.Thisarticleintroducedthebuildingandtechnologyschemeusedinthisproject.

Keywords:energysaving,technologyintegration,demobuilding

清华大学超低能耗示范楼是北京市科委科研项目，作为2008年奥运会办公建筑的“前期示范工程”，旨在通过其体现奥运建筑的“高科技”、“绿色”、“人性化”。同时，超低能耗示范楼是国家“十五”科技攻关项目“绿色建筑关键技术研究”的技术集成平台，用于展示和实验各种低能耗、生态化、人性化的建筑形式及先进的技术产品。在此基础上陆续开展建筑技术科学领域的基础与应用性研究，研究和示范系列的节能、生态、智能技术在办公建筑上的应用。包括建筑物理环境控制与设施研究（声、光、热、空气质量等），建筑材料与构造（窗、遮阳、屋顶、建筑节点、钢结构等），建筑环境控制系统的研究（高效能源系统、新的采暖、通风、空调方式及设备开发等），建筑智能化系统研究。超低能耗楼还将成为展示与宣传各种最新技术的舞台，为技术交流、产研挂钩、知识普及搭建桥梁；成为清华大学与企业界合作开发、展示新产品的平台，以及向社会、大众宣传、展示建筑节能和可持续发展建筑概念、技术和产品的展台。

超低能耗示范楼座落于清华大学校园东区，建筑设计如图1所示，总建筑面积3000m2，地下一层，地上四层。由办公室、开放式实验室或实验台及相关辅助用房组成。从建筑全生命周期的观点出发，采用了钢框架结构。建筑物内部为灵活隔断，空调和强弱电系统为模块化结构，从而可根据不同使用要求极其方便地改变空间布局。

图1清华大学超低能耗示范楼效果图

1．围护结构方案

超低能耗示范楼护结构体系主要示针对对可调控的“智能型”护结构进行研究，使其能够自动适应气候条件的变化和室内环境控制要求的变化。从采光、保温、隔热、通风、太阳能利用等进行综合分析，给出不同环境条件下的推荐形式。图2标明了示范楼外各个外立面采用的围护结构方式。通过围护结构的节能设计，使得冬季建筑物的平均热负荷仅为0.7W/m2，最冷月的平均热负荷也只有2.3W/m2,围护结构的负荷指标远小于常规建筑，如果考虑室内人员灯光和设备等的发热量，基本可实现冬季零采暖能耗。夏季最热月整个围护结构的平均得热也只有5.2W/m2。

图2清华大学超低能耗示范楼围护结构设计方案

1.1玻璃幕墙和保温墙体

东立面和南立面采用双层皮幕墙及玻璃幕墙加水平或垂直遮阳两种方式，综合得热系数1W/m2K，太阳能得热系数0.5。双层皮幕墙按照室内室外的温度差别，调节室外空气进出风口的开合，夏季室外空气经过热的玻璃表面加热后升温，在幕墙夹层形成热压通风，带走向室内传递的热量，冬季进风口出风口关闭后，可减少向室内的冷风渗透。水平遮阳和垂直遮阳叶片宽度600mm，每个叶片均设置单独得自控系统，分别根据采光、视野、能量收集、太阳能集热的不同区域功能要求进行控制调节，实现冬季最大限度利用太阳能、夏季遮挡太阳辐射，同时满足室内自然采光的最佳设计。

西北向采用300mm厚的轻质保温外墙，铝幕墙外饰面，传热系数0.35W/m2K。外窗采用双层中空玻璃，外设保温卷帘。

1.2相变蓄热活动地板【1】

示范楼的围护结构由玻璃幕墙、轻质保温外墙组成，热容较小，低热惯性容易导致室内温度波动大，尤其是在冬季，昼夜温差会超过10℃。为增加建筑热惯性，以使室内热环境更加稳定，示范楼采用了相变蓄热地板的设计方案。如图3所示，具体做法是将相变温度为20～22℃的定形相变材料放置于常规的活动地板内作为部分填充物，由此形成的蓄热体在冬季的白天可蓄存由玻璃幕墙和窗户进入室内的太阳辐射热，晚上材料相变向室内放出蓄存的热量，这样室内温度波动将不超过6℃。

活动地板架空层高度1.2米，空调风道、各类水管、电缆、综合布线等均隐藏在架空层内。保证室内干净整洁，而且不需要吊顶，房间净空高度大，有效利用空间多。

图3清华大学超低能耗示范楼相变蓄热地板设计方案

1.3植被屋面和光导采光系统

为提高屋顶的隔热保温性能，同时改善生态与环境质量，采用种植屋面技术，结合防水及承重要求，选用喜光、耐干燥、根系潜的低矮灌木和草皮，适合于北京地区气候特征。

屋顶同时设置光导管采光系统，利用太阳光为地下室提供采光，减少白天照明电耗。

2．室内环境控制系统方案

2.1自然通风利用【2】

室内环境控制系统有限考虑被动方式，用自然手段维持室内热舒适环境。根据北京地区的气候特点，春秋两季可通过大换气量的自然通风来带走余热，保证室内较为舒适的热环境，缩短空调系统运行时间。

利用热压通风和风压通风的结合，根据建筑结构形式及周围环境的特点，在楼梯间和走廊设置通风竖井，负责不同楼层的热压通风。在建筑顶端设计玻璃烟囱，利用太阳能强化通风。此外在建筑外立面合适部位设置开启扇，使得室外空气在风压通风的作用下可顺畅地贯穿流过建筑。

2.2湿度独立控制的新风处理方式【3】

超低能耗示范楼共设置4台4000m3/h新风机组，通过溶液除湿设备的处理，可提供干燥的新风，用来消除室内的湿负荷，同时满足室内人员的新风要求。

目前空调工程中采用的除湿方法基本上是冷冻除湿，这种方法首先将空气温度降低到露点以下，除去空气中的水分后再通过加热将空气温度回升，由此带来冷热抵消的高能耗。此外为了达到除湿要求的低露点，要求制冷设备产生较低的温度使得设备的制冷效率低，因而也导致高能耗。

溶液除湿方式能够将除湿过程从降温过程中独立出来，利用较低品位能源进行除湿，同时减少显热冷负荷，不仅能够保证室内环境质量，而且还能降低空调能耗。

此外为保证室内空气质量要求有足够的新风，随之而来的新风负荷是空调系统高能耗的原因。示范楼的新风机组同时可实现全热回收效率超过80％的高效热回收，可充分利用排风中的全热同时又保证新风不被排风污染。

2.3模块化的末端调节设备【4】

通过溶液除湿后的新风可带走室内的湿负荷，房间内的末端装置仅负责显热部分（冷冻水温度可采用18℃），按照干工况运行，不存在结露现象，彻底避免了潮湿表面滋长霉菌，恶化空气质量。

示范楼内提供模块化的空调末端配置，根据房间实际使用功能灵活组合。

办公室室内人员密度低，人员工作时间及活动区域相对固定，个人的舒适要求不尽相同，采用冷辐射吊顶或者辐射墙来消除室内的基本显热负荷，溶液除湿后的新风通过置换通风来消除室内的基本湿负荷。工位送风则提供每个办公人员个人活动区域的送风，通过调节风口角度、出风速度来满足自身的要求。

示范楼内另一类房间为报告厅和会议室，室内人员密度高，散热散湿集中，单位面积冷负荷大，且使用时间不稳定。因此除冷辐射吊顶和置换通风外，采用仿自然风的动态风FCU来消除室内尖峰负荷。

3．能源系统方案

3.1BCHP系统

超低能耗楼采用固体燃料电池及内燃机热电联供系统，清洁燃料天然气作为能源供应，BCHP系统总的热能利用效率可达到85％，其中发电效率43％。基本供电由内燃机或者氢燃料电池供应，尖峰电负荷由电网补充。发电后的余热冬季用于供热，夏季则当作低温热源驱动液体除湿新风机组，用于溶液的再生。

3.2高温冷水机组或直接利用地下水

配合独立湿度控制的新风机组，夏季冷冻水温度18℃即可满足供冷的要求。采用电制冷，冷冻机COP可达到9以上，高效节能。另一种方式更为简单，就是直接利用地下水，超低能耗楼所在清华大学校园东区地表浅层水温基本稳定在15℃，单口井出水量可达70m3/h，完全能够满足示范楼的供冷要求。地下水通过板换换热后全部回灌，仅利用土壤中蓄存的的冷量，不会造成地下水资源的流失。

3.3太阳能利用

超低能耗楼南侧立面装有30平米的光伏玻璃，发电用于驱动玻璃幕墙开启扇和遮阳百叶。屋顶设有太阳能集热器，所获得的热量用于除湿系统的溶液再生。此外屋面还装有太阳能高温热发电装置，该系统为抛物面碟式双轴跟踪聚焦，峰值发电功率3kW。

4．测量和控制系统方案

4.1智能化的控制系统

控制系统自动采集室外的日照情况，根据不同的朝向方位，调节遮阳百叶的状态，同时根据室外气象参数，决定外窗、热压通风风道、双层皮幕墙进出风口的开闭。控制系统采集工作区各点的照度数据，调节百叶的角度和人工照明的灯具。室内的新风量根据房间内的CO2浓度和湿度来调节。其余能源设备、水泵、太阳能装置等均根据负荷情况自动调节。

4.2实时测量系统

示范楼屋顶布置气象参数测点，测量数据包括室外温度、湿度、风速、太阳辐射强度。围护结构的测试包括各玻璃、窗框、遮阳百叶、保温墙体的表面温度、热流。环境控制系统和能源系统的测试包括各设备的运行参数，如冷辐射吊顶表面温度、送回风温度湿度、盘管出水温度、溶液除湿系统的溶液浓度等。

5．小结

清华大学超低能耗示范楼是建筑节能各项技术和新产品的集成应用，在实施过程中得到了北京市政府、北京市科委、国家科技部的大力支持，同时要感谢在示范楼建设过程中提供技术和产品支持的国内外企业。2004年6月示范楼将全面建成，服务于今后我国绿色建筑的深入研究。

参考文献

•定形相变材料的热性能张寅平清华大学学报（自然科学版）2003.6

•太阳辐射下建筑外微气候的实验研究李晓锋太阳能学报2001.3

室内温度与湿度的变化关系范文篇10

低温热水地板辐射供暖在欧洲已有多年的应用和发展历史，至1994年为止，法国约有20%的住宅建筑中装设了该系统，在德国为41%，奥地利为25%，瑞士为48%.近年来在我国，尤其是北方地区，使用量日益增加。北京、山东、黑龙江等还相继出台了相关的地方法规。与此同时政府有关部门、业主、厂家、设计单位等各方面对于同时使用地板供冷的兴趣也与日俱增，这意味着将减少供冷、暖的初投资和运行费，扩大使用地域，也将进一步推动地板供冷（暖）的发展。

一、地板供冷与置换通风结合的必要性

地板供冷系统只能承担室内显热负荷，当室内湿负荷较大，室内空气露点温度高于地板温度时，地板将会出现结露现象。

以地面温度与室温温差5℃计算，采用地板供冷时室内空气温度应低于30℃的保证率，北京为92%，济南为89%，南京为66%.应该说明，限于经费，北京、济南的气象参数取近3年的平均值，南京气象参数是201年的统计结果，而不是10年以上的统计值，但所获得的结果均具有参考价值。另外，要保证室温与地板温度之差为5℃左右，围护结构必须有较好的保温性能。采用地板供冷系统后，房间围护结构温度降低，人体辐射散热量增大，人体的实际感受温度会比室内实际空气温度降低2℃，所以室内空气温度30℃时相当于采用传统空调方案时房间温度为28℃。对于气候比较干燥的北方地区，地板供冷系统可以在不发生结露的情况下取得比较好的降温效果，如北京、济南；而对于长江中下游地区、沿海地区城市，由于空气湿度较大，不发生结露的保证率则较低，如南京。所以在这些地区，要在房间内取得比较好的空调效果，必须增加一套除湿系统，以降低房间内空气的湿度。

置换通风系统是一种舒适、节能的空调系统。如果将其与地板供冷系统配套使用，将会较好地弥补地板供冷系统的不足。干燥新风的送入，可以改善室内卫生条件，提高空调降温效果，同时降低室内空气露点温度；地板供冷的水温也可随之降低，满足负荷较大房间的需求；另一方面，置换通风系统可以在近地面处形成一层干燥的空气层，即空气湖，防止室外渗入的热湿空气直接与冷地板接触，从而防止出现结露现象。

单独的置换通风系统通常运用在高大建筑中，才能充分发挥其室内热力分层带来的节能效益，而在住宅建筑中，通常层高较低，排风与送风的温度差值不是很大，使得这一特点并不明显。而与地板供冷系统联合使用后，冷负荷的承担主要由后者实现，从而可减小置换通风系统送入的

风量，提高了排风与送风的温度差，继续发挥其室内热力分层带来的节能效益。

在地板供冷置换通风复合系统中，置换通风系统送入的新风量主要是根据湿负荷及人体所需新风量确定，仅承担很小的一部分室内冷负荷（一般不大于10%），设备体积和风管尺寸减小，所以在地板供冷系统的基础上，设备的初投资和运行费增加不大。地板供冷置换通风系统的优点还可体现以下在几个方面：

1.为冬季供暖、夏季供冷的居住建筑提供了又一种可能的末端系统形式，改变了住宅建筑内只能靠送风降温的情况。扩大了地板供冷（暖）系统的使用地域，使其可应用于长江中、下游等冬冷夏热地区，也使置换通风这一舒适、节能的系统可在住宅建筑中得到广泛推广；

2.不存在空调病的问题，地板供冷系统以辐射换热为主，更好地符合人体散热的特点；置换通风系统送风速度低于0.5m/s，送风量小，吹风风险值（draughtrisk）为零，避免了人在睡眠当中因吹风引起的种种不适；

3.提供稳定的房间温度，冷却地板可根据室内负荷在一定的范围内调节供水温度，从而使提供的制冷量在一定范围内可随着室内负荷的变化而变化，当房间负荷减小时，其提供的冷量也小，当房间负荷大时，其提供的冷量也相应地增大，冷却地板的这一特点使得房间的温度比较稳定。另外，地板供冷系统首先冷却房间围护结构，蓄冷量较大，短时间的开门或开窗对室内温度基本无影响；

4.全新风的空调系统风管截面积大、占用建筑空间大，有时还与建筑的梁相碰，难于布置，为此采用地板供冷可避免这一问题，而置换通风系统传送最小新风量，设备尺寸较小，同时置换通风器的布置比较灵活，可以设计为1／4圆柱靠墙角布置，也可以设计为1／2圆柱贴墙布置等方式；

5.由于地板供冷使用的水温高于常规空调系统，为蒸发冷却、深井水、地热（冷）等节能冷源的使用提供了条件，同时热泵／制冷机蒸发温度的提高增大了其制冷系数，提高了效率，为家用热泵／制冷机等设备的开发利用提供了潜在市场。

二、地板供冷置换通风复合系统的实验研究

1.实验室概况

实验室位于南京师范大学紫金校区内，共两层，一层层高2.75m，二层层高2.85m.每层由测试房间和补偿套间两部分组成。测试房间使用面积约为18m2，地埋管采用双回路布置方式以尽量均匀地面温度，冷源为国产的分体式风冷热泵冷水机组，额定制冷量5.8KW，机组配用进口全封闭涡旋式压缩机，功率为2.34KW，轴流风机功率为0.1KW.新风经除湿机降温减湿后由置换通风器送入，除湿机在名义工况下（干球温度27.0℃，湿球温度21.2℃），除湿量为3.2kg/h，置换通风器可使得送风均匀，送风速度低于0.5m/s.补偿套间用于模拟外界大气环境，套间内装有暖风机、加湿器各一台。暖风机加热功率可12KW，加湿器加湿量6kg/h.

2.实验结果

以一楼房间为实验对象，补偿套间温度34℃，相对湿度69%，此时对应露点温度27.6℃。据去年气象参数显示，室外露点温度高于27℃发生时数的百分比7月为4%，8月为0.8%.实验中，热泵自动运行、启停控制，出水温度高于17℃时压缩机启动，低于14时压缩机停转。除湿机也采用自动运行、启停控制，环境湿度大于55%时自动启动，小于45%时自动停止。置换通风系统送风量为546m3/h，送风温度24.6℃，排风温度26.3℃。

3.实验分析

（1）地板供冷系统可以有效降低房间内温度，而置换通风系统可进一步降低房间内温度，复合系统在房间内能取得比较好的空调效果，此实验中，工作区内的空气温度为24.6℃-26.4℃；

（2）实验中发现，房间内各处的露点温度并不是一致的，一般而言，房间下部的露点温度要低于房间上部的露点温度。而近地面处空气的冷却也不是等含湿量的过程，随着近地面处空气温度的降低，其相对湿度增加，随含湿量的降低，露点温度有所减小。据质量守恒定律分析，房间上部的含湿量将增大，实验过程中确实感觉无置换通风时房间内有点闷；

室内温度与湿度的变化关系范文篇11

关键词：全球气候变化，湿地，温室气体，水文条件，生物多样性

中图分类号：S342.2文献标识码：A文章编号：

1湿地和全球气候变化概况

我国湿地面积大约有7.0×107hm2，占国土面积的2.6%。全球湿地面积约为5.7亿hm2，占地球陆地面积的6%。其中湖泊为2%，酸沼为30%，碱沼为26%，森林沼泽为20%，洪泛平原为15%。红树林覆盖了约2400万hm2的沿海地区。

湿地是一个生产力巨大的生态系统。湿地由于介于陆地生态系统和水域生态系统之间，特有的边际效应使得其中的物种种类和数量都是其他生态系统所无法比拟的。而且湿地还是有些动植物特有的栖息场所，为生物多样性起到了巨大作用。湿地生态系统，同样具有一定空间内生物成分和非生物成分之间的物质循环、能量流动和信息传递的功能。并且这种相互作用可以达到某种功能上的稳定，而这种相对稳定则来源与生态系统内部的自我调节，即对外部环境压力的适应。

由于大气中CO2及其它温室气体(CH4等)浓度的增加而导致全球变暖已成不争的事实。在对温室气体不采取减排措施的情况下，未来几十年内全球平均气温将每10年升高0.2℃，到2100年，全球平均温度将升高1~3.5℃，海平面相应将上升约15~95cm。我国在自然变化和人为活动的共同影响下，预计2013~2022年，全国平均气温将增加0.45℃，降水增加3%；而2033~2042年气温将增加0.75℃，降水则减少5%。

2全球气候变化对湿地的影响

2.1对湿地水文条件的影响

不断变暖的气候将导致大气降水的形式和量的变化，而这将通过改变湿地水文过程和生物地球化学过程，从而显著地改变湿地的生态功能。气候的变化通过改变湿地的水文特征来影响湿地整个生态系统。

除了地貌外，降雨和蒸散作用也影响景观单元中地表径流和地下水补给在时间和空间上的分配。降雨入渗和地下水的直接蒸发对与地表水体相连的景观部分有动态影响，包括湿地形成的位置。水位通常与地表水体和湿地的岸线相交，以致该点没有不饱和区的存在。

2.2对湿地生物多样性的影响

对海岸湿地，海平面的上升会增加其被淹没的频率与深度，从而改变其生态学过程。海平面升高所加大的冲蚀和淹没会失滩地，这些湿地的失去和功能的变化无疑会削弱其作为野生动植物栖息地的价值，同时这些湿地的生物多样性也会减少，给湿地生态系统造成很大的威胁。

湿地对沿海地区的生态和经济是至关重要的，它们的生产率等于或超过任何自然或农业系统。湿地生态系统不仅具有很强的生产力，同时，湿地具有特殊的储水性能，地蓄水空间巨大，可以储存过量洪水，起着降低洪峰高度的功能。在雨水丰沛期，面积广阔的洪泛湿地接纳雨水并渗入地下含水层，恢复地下水的供给能力。湿地的特殊结构可以使水中悬浮物、有毒物、营养物通过沉降、吸咐、降解等方式，得到净化。湿地植物拦蓄、吸附减缓水流速度，使得湿地就像一个过滤器一样把上游的水过滤了一遍。

由此可见，湿地是一个很重要的功能单元，特殊的边际效应使得生物多样性超过任何生态系统，所以由于全球气候上升所带来的影响是超过其他生态系统的，由于升温所造成的降雨量下降，蒸发量提高，在减少湿地水容积的同时影响沉积和营养物的输送、并增大沿岸洪涝灾害的频率。在这样的生境中，生物的生存无疑是困难了许多，这样肯定减少了湿地生态系统的生物多样性。

3湿地对全球变化的影响

3.1湿地中的CO2

湿地生态系统由于地表经常性积水，土壤通气性差，地温低且变幅小，造成好气性细菌数量的降低，而嫌气性细菌较发育。植物残体分解缓慢，形成有机物质的不断积累。不同类型的湿地碳累积或分解的速率不同，碳密度相差很大。影响湿地中碳的形成的有植被(有机质输入量、物质组成)，气候因子(温度、湿度)，土壤性质(结构、粘粒含量、矿化度、酸度等)，以及其它因素如施肥、灌溉。所以湿地生态系统中关于碳的准确计算还有待研究。

关于碳在湿地生态系统中的循环可以以下图为例：

图1天然湿地碳循环示意图

由图可知，湿地生态系统碳循环的基本模式是：大气中的CO2通过光合作用被植物吸收，形成有机物；植物死亡后的残体经腐殖化作用和泥炭化作用形成腐殖质和泥炭；土壤有机质经微生物矿化分解产生CO2，在厌氧环境下产生CH4释放到大气中。在经常性积水条件下，湿地是CO2的汇。假如能够通过控制湿地的条件，使大规模的湿地生态系统一直保持在“汇”的状态，那么这中情况下的湿地生态系统则能够很好的控制全球气候变化的趋势，通过对碳源的控制来延缓升温的趋势。

3.2湿地中的CH4和N2O

CH4和N2O也是造成温室效应的温室气体，CH4从湿地中的排放是发生在土壤中的一系列生物和物理过程的结果。在厌氧环境条件下，CH4通过甲烷产生菌的作用而产生；在氧化条件下，CH4通过甲烷营养菌的作用而被氧化和迁移。

大气中绝大多数N2O来源于生态系统N循环中的硝化和反硝化过程。高温、湿润、高碳氮含量的土壤是N2O产生的最佳环境。而湿地恰好满足N2O产生的理想条件，因此，湿地生态系统是N2O的重要“源”。

受植物生长状态、根层深度及植物传导气体的效率的影响。根际氧化作用仅发生在生长季，植物对气体的传导效率影响根际CH4的氧化作用和排放通量。水位下降时，由于氧化层增大，土壤中氧化作用增强，导致CH4排放量减少，同时水位降低，根际氧化作用减弱。在植物生长季，水位降低15cm，将导致土壤中CH4氧化作用增25％。

4总结

由以上的分析我们可以看出，全球气候的变化会导致湿地水文条件的改变，同时造成湿地生态系统生物多样性的减少，而水文条件的改变又可能诱发湿地中的温室气体CO2、CH4等的加速释放，失去了“汇”的作用，反而成为了温室气体的“源”，并且，由湿地中释放温室气体的潜力是其他任何生态系统都无法比拟的。

湿地生态系统和全球气候变化是一个相互联系的关系，两者都不是孤单地存在的，都会在一定程度上影响对方，我们要缓解全球气候变化，不仅要着眼与温室效应或其他气候原因，同样要考虑到全球的像湿地生态系统一样的各种生态系统对全球气候变化起到的正面或反面作用。同理，在湿地生态系统的研究和管理中，我们同样不能忽视湿地这一特殊生态系统对整个全球系统的影响和贡献。

参考文献：

【1】国家林业局《湿地公约》履约办公室编译.湿地公约履约指南(A).北京:中国林业出版社.2001.

【2】国家环境保护局主持.中国生物多样性国情研究报告编写组编.中国生物多样性国情研究报告[M].中国环境科学出版社,1998.

【3】彭少麟,李勤奋,任海.全球气候变化对野生动物的影响[J].生态学报.2002.7.1153～1159.

室内温度与湿度的变化关系范文篇12

建业绿色基地玻璃温室特点

公司基地建成了在国内具有领先地位的智能化玻璃温室。温室层高由普通4m提高为6m，四周全部应用钢化双层中空玻璃，配套增加侧保温幕与内保温幕，顶部应用漫反射钢化玻璃与折叠式防虫网，同时配备进口风机、湿帘、弥雾、循环风机等设备，以使温室能满足多种植物生长的需要。

温室配套采用来自荷兰Priva公司的计算机最新软件控制系统及精密硬件感应设备，可精确测量温室内、外的风向、风速、温度、湿度、光照等环境因子，并且计算机据此做出反应指令，自动控制温室环境调控系统运行。

采用无土栽培营养液滴灌、喷灌等施肥方式，配套全套进口的配肥机、消毒机、回收系统，可在计算机指令控制下完成配肥―施肥―回收―消毒―重新配制―再利用一整套工作。采用潮汐式苗床施肥灌溉方式。

Priva系统的组成与功能

Priva温室智能控制系统对各环境影响因子都具有独立的基本设置，可根据不同的时间段及影响因素进行细化调节，但各项设置之间又具有相同的影响因素，其在玻璃温室中的管控应用如下：

加温

目前玻璃温室最常用的采暖方式为热水加温系统，由热水锅炉、供热管道组成，先用锅炉将水加热，然后由水泵加压，热水通过供热管道供给温室，通过管道散热提高温室温度，冷却水回到锅炉重复循环使用。Priva系统主要通过控制管道水温来调节温室温度，热水进水口装有混合蝶阀，当温室温度达到设定数值时，蝶阀阻止热水进入散热管道，温度低于设定温度后蝶阀打开热水重新进入散热管道。系统通过控制管道进水温度使得温室温度保持在一个稳定的变化范围内，该变化范围一般在设定数值2℃以内，同时对散热管道设定限值，以防止管道温度过高灼伤植株，或温室升温过快，并将光照的影响考虑在内，随光照变化来调整管道水温，如当外界光照度每增强1万Lx时管道最大进水温度降低5℃，进而综合温室温度更快速的进行调节，以减少不必要的加温，精确的温度控制在更好的满足生产需求的同时不浪费多余的能源，节约了成本。

通风

顶侧窗主要起到通风换气的效用，同时具有一定的降温、降湿效果，系统中主要由温度参数控制顶侧窗的开启关闭，光照、室内外湿度的变化同样制约着顶侧窗的启动。当光照较强时水分散失较快，会根据实际情况适当的缩小开启范围以减少水分散失；室内外湿度的差值，能更好的调整顶侧窗的开启幅度，差值较大时需要适当的缩小顶侧窗的开启范围，避免室外湿度过大导致温室湿度过大，或室外空气干燥温室内水分散失过快，通常室内外湿度差值大于50%，我们就调整减小顶侧窗开启幅度，保证温室内种植品种单位时间段内的最适宜环境湿度。

遮阳

植株生长需要适宜的光照，而夏季强光直射容易灼伤叶片，合理地使用遮阳系统能够促进植物的正常生长，减少植株的蒸腾量，一定程度上减轻浇水压力，节约劳动力及用水量，同时有效的达到遮阳降温的效果。遮阳系统的应用主要依据内外界光照强度及遮阳幕布的遮阳系数，根据植株的生长需求设定合适的光照参数，室内植株冠层上方设有光照感应器，随室内光照变化随之调整遮阳方案，除了满足当前光照强度外，同样可根据光照积累数值来调整遮阳，如红掌每天光照积累数值为7～9moL/m2最佳，强光照天气当无法随时保证植株最佳光照需求时，光照积累数值满足的情况下可适当的增加遮阳应用，保证植株的光合作用达到最佳状态。遮阳的调整是循序渐进的进行，当光照变化速度超过一定程度时才会变化启用新的遮阳方案，如当光照变化速率大于100W・min/m2时内遮阳开始启用新的调整方案，减少了设备的频繁启动，延长了设备使用寿命。

保温幕布

冬季热量散失较快，为避免热量散失增加具有保温性能的幕布，保温层能够有效阻隔热量向外散失，综合室外环境温度、加热温度以及光照决定保温层的使用，保温层的透光系数较高一般在70%以上，配合光照能有效的增加温室温度，同时减少加温消耗。

内循环

内循环保证了同一区域内的环境均衡，由温、湿度参数控制运行，相同区间温度、湿度的均一性保证了植株生长的稳定性和整齐度。

弥雾

弥雾管道固定在植株上方一定的高度，水雾均匀地喷洒，保证植株适宜的环境湿度，降低温室的温度，由温、湿度参数控制运行，同时可随光照变化调整。

风机-湿帘

夏季气温较高，室外温度多36℃以上，天气炎热，单靠自然通风无法满足温室降温要求，采用风机湿帘进行温室换气以达到降温效果，风机湿帘由温室温湿度参数控制，同时结合顶窗、喷雾运行，湿帘水分蒸发降温，风机将温室内高温、高湿的气体排出温室，并补充新鲜清凉的空气，达到降温的效果。

Priva温室控制系统在建业绿色基地的应用

鄢陵地区冬季寒冷，气温最低可达-10℃，温室需要及时加温以保证生产。根据近几年鄢陵气候数据显示，9月中下旬外界温度出现12～15℃且逐渐降低，直至次年4月中旬气温达到13～15℃才开始逐渐回升。温室加温时间大约为6个月，其中11月下旬～3月上旬气温平均10℃以下，需全天候加温。如何在保证生产的同时合理地减少加温消耗，则需要配合保温层、喷雾和顶侧窗的运用。冬季散热管道加温的同时增加了水分的蒸发散失，需要配合喷雾补充水分，湿度较大则需要利用顶侧窗换气降低湿度，而喷雾和顶侧窗的开启具有一定的降温效果，只有将湿度控制在合适的范围内才能避免不必要的加温消耗；冬季光照较弱，白天一般避免保温层的使用，但当外界温度过低，加热温度与外界温度差值较大时，光照对整体环境的影响较小，则需要利用保温层减少热能散失，同时保温层透气性较弱减少了水分的散失，避免了喷雾对温度的影响，夜间则需增强保温层的应用；在冬季晴朗的天气，白天温度光照适宜时不需要持续加温，在此期间可对温室进行适当的气体交换，以保证植株正常的光合作用和呼吸作用，此时顶侧窗与喷雾配合来保证环境的稳定，冬季喷雾的降温效果显著，顶侧窗的开启幅度受湿度参数影响，当湿度较小时，顶侧窗减小开启幅度以减缓水分散失，减少喷雾和顶侧窗的降温影响。

春季和秋末气候凉爽适宜，外界昼夜温差明显，玻璃温室只需要调整少量的设备即可达到植株的最佳生长需求。鄢陵地区3月份白天开始减少加温时间，仍可保持温室平均温度20～22℃，4～5月份基本停止加温，而10月开始逐渐增加加温时间，此多为温度适宜光照良好的天气，对加温及大功率降温设备应用较少，外界温度白天平均温度18～24℃，夜间15～20℃，天气干燥多风，主要启用喷雾-顶侧窗进行降温，辅以内循环调节以保持温湿度均匀，以光照作为共同点调节喷雾和顶侧窗的联系。喷雾-顶侧窗通风降温需考虑风速的影响，迎风向对湿度散失影响较大，由湿度变化对顶窗的迎风向和背风向开启幅度进行分别调节。对风机湿帘应用较少，此时风机湿帘开启则温室温湿度降低速度较快，而喷雾无法迅速弥补风机抽除水分，短暂的风机湿帘开启使得温室温湿度变化幅度较大，环境波动剧烈，不利于植株生长。

夏季天气炎热，6～7月温度和光照逐渐增强，外界温度白天平均24～35℃，夜间20～26℃，8月份平均温度白天35℃以上，夜间26～28℃，风机湿帘、遮阳系统和喷雾同时使用以达到降温目的，主要以风机湿帘进行降温，高温高光照使得水分蒸发较快，除了风机湿帘增加空气湿度外，同时使用喷雾辅助增湿降温。8月份在满足光照的条件下，风机湿帘和喷雾只能将温室温度控制在35℃以下，降温效果不佳，可考虑减少光照利用遮阳系统进行降温，当室内光照为1.5万Lx时，减少至1万Lx时可降温约3℃，但室内光照过低会导致湿度较大，影响喷雾湿帘的降温，系统以光照、湿度为联系，将风机湿帘、喷雾、遮阳、顶侧窗相互连接，同一湿度控制喷雾、湿帘，同一光照系列控制遮阳、顶侧窗、风机，根据实际情况以最佳设置将各项设备的运行相连接。

鄢陵9月中下旬或10月上旬多为阴雨天气，温度开始逐渐降低，光照较弱，空气湿度较大，对植株生长不利，根据实际需要开始准备加温以降低湿度，同时利用顶侧窗进行空气交换以维持相应湿度。

施肥系统：自动灌溉根据植株生长所需肥料浓度，自动汲取适量的母液混以清水，以EC、pH值为参数提供肥水，同时对肥水进行消毒回收循环使用，增强了肥料利用率，节约了人工和水量。回收肥水利用紫外线进行消毒，保证了回收水的安全性，使得肥料得到100%的利用，做到了节水、节肥。

系统对各环境因素和设备运行的控制是独立而又相互联系、相辅相成的，同一环境因子的控制由各项设备相互配合达成，相同的目标值可以有不同的方案运行。只注重单项环境因素的控制，则会造成一定条件下的设定矛盾，如利用遮阳系统进行降温则无法准确地保证植株生长所需光照，只有与其他设备及影响因素相互配合才能找到合适的点，既能保证充足的光照又能达到降温效果。