一种电源方舱内部环境柔性调节方法、系统及电源方舱
技术领域
本发明涉及温湿度调节领域，特别涉及一种电源方舱内部环境柔性调节方法、系统及电源方舱。
背景技术
飞机地面电源是一种具备交流和直流多路输出的电源方舱，为了实现防水、降噪等问题，电源方舱将交直流电源置于方舱内部。直流电源和交流电源装置在运行工作的过程中会产生大量的热量，热量的升高会影响系统稳定运行，因此需配装散热装置帮助设备散热，常用的散热方式为风冷散热和液冷散热，单使用风冷散热所需散热风扇较多，且功率大，增大了设备重量，且散热效率不高；单使用液冷，将影响设备布局，会造成较高成本，也增加了后期维护维护的工作量。因此需要一种组合式散热系统，实现电源方舱的高效散热，且不改变电源布局。
交直流电源存储对工作环境湿度要求较高，如长期工作于湿度较高的环境中，将出现短路、拉弧等故障，损伤电源，因此需在电源方舱内配装除潮装置，控制方舱内的湿度，工业使用除潮风扇能够在帮助舱内除潮的同时能够加速舱内空气循环，但布置策略对设备制造成本和整体布局有较大影响。
因此对于飞机地面电源的电源方舱，急需建立一套电源方舱内部的环控系统，既能够同时高效的控制设备工作和存储的温湿度，又能够达到节能的效果。
发明内容
本发明的目的在于：提供了一种电源方舱内部环境柔性调节方法、系统及电源方舱，同时采用轴流风机、空调和电源风扇，对不同温度和湿度区间，分别对轴流风机、空调和电源风扇进行不同的控制调节，能够同时高效的控制电源方舱内的温度和湿度，并且节能效果好，解决了上述问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种电源方舱内部环境柔性调节方法，基于设置在电源方舱内的环境柔性调节系统，用以调节电源方舱内的温湿度环境，所述环境柔性调节系统包括轴流风机、装配在交直流电源上的电源风扇、温湿度传感器、空调和综合控制系统，所述轴流风机的出风口设置有开度调节器，所述环境柔性调节方法包括温度调节方法和湿度调节方法，其中温度调节方法包括以下步骤：
S1：n个温湿度传感器采集得到温度T1、T2……Tn，由T1、T2……Tn计算得到方舱内的当前环境温度T；
S2：判断当前环境温度T的范围，若当前环境温度T小于电源需进行温度控制的下限tmin时，则关闭轴流风机；若当前环境温度T不小于电源需进行温度控制的下限tmin时，则由综合控制系统通过控制轴流风机和/或电源风扇和/或空调调节方舱内的温度；
所述湿度调节方法包括以下步骤：
T1：n个温湿度传感器采集得到湿度M1、M2……Mn，由M1、M2……Mn计算得到方舱内的当前环境湿度M；
T2：对方舱内的当前环境湿度M进行监控，
当M低于正常工作最高湿度Mmax时，不开启电源风扇，交直流电源正常启动；
当当前环境湿度M持续处于正常工作最高湿度Mmax和环境报警湿度Mala之间时，一方面设置交直流电源风扇冷转固定时间，另一方面将轴流风机转速调至最大转速，同时将开度调节器调至最大开度；
当当前环境湿度M持续大于环境报警湿度Mala时，一方面设置交直流电源风扇冷转固定时间，另一方面将轴流风机转速调至最大转速，将开度调节器调至最大开度，同时开启空调。
为了更好地实现本方案，进一步，所述步骤S1中计算得到当前环境温度T的方法为：取T1、T2……Tn这n个温湿度传感器采集的温度的平均值作当前环境温度T；
所述步骤T1中计算得到当前环境湿度M的方法为：取M1、M2……Mn这n个温湿度传感器采集的湿度的平均值作当前环境湿度M。
为了更好地实现本方案，进一步，在取T1、T2……Tn这n个温湿度传感器采集的温度的平均值时，去掉这n个温湿度传感器采集的温度参数中离散程度大于阈值的温度值；在取M1、M2……Mn这n个温湿度传感器采集的湿度的平均值时，去掉这n个温湿度传感器采集的湿度参数中离散程度大于阈值的湿度值。这里由于n个温湿度传感器测得的n个温度和n个湿度数据中，可能存在偏差较大的数据，因此我们可以采用统计学中计算离散程度的方式，去掉温度数据和湿度数据中离散程度较大的数据，因此我们可以设置一个离散程度阈值，该离散程度阈值可以是一个方差阈值、标准差阈值或极差阈值，当离散程度阈值设置为方差阈值或标准差阈值时，我们计算n组温度或湿度数据的方差或标准差，将大于方差阈值或标准差阈值的温度或湿度数据去掉，再计算升下的所有组温度或湿度数据的平均值，以该平均值作为当前环境温度T或当前环境湿度M；当离散程度阈值设置为极差阈值时，我们计算n个测得的温度或湿度数据的极差，若极差大于极差阈值，我们同时去掉一个最大值一个最小值，直到剩下的温度或湿度数据的极差小于极差阈值，然后计算剩下的温度或湿度数据的平均值，以该平均值作为当前环境温度T或当前环境湿度M。
为了更好地实现本方案，进一步，所述步骤S2具体是指：用t-∞、tmin、tmid、tmax、和t+∞判断当前环境温度T的范围，其中tmax为电源允许最高温度，tmid为电源适宜工作温度上限，tmin为电源需进行温度控制的下限，t+∞为当地温度最大值，t-∞为当地温度最小值，然后由综合控制系统根据当前环境温度T的所属范围的不同情况分别做不同的操作：
分为以下四种情况：
即：情况1：当前环境温度T不小于温度tmax且小于温度t+∞时；
情况2：当前环境温度T不小于温度tmid且小于温度tmax时；
情况3：当前环境温度T不小于温度tmin且小于温度tmid时；
情况4：当前环境温度T大于温度t-∞且小于温度tmin时；
若当前环境温度T属于情况1时，综合控制系统控制空调以制冷模式开启，预设空调温度在tmin和tmid之间，开度调节器开至最大开度hmax，轴流风机调至最大转速gmax；
若当前环境温度T属于情况2时，保持空调状态不变，按
若当前环境温度T属于情况3时，关闭空调，按
若当前环境温度T属于情况4时，关闭轴流风机，将开度调节器调节至最小开度。
为了更好地实现本方案，进一步，当前环境温度T的所属范围属于情况4时，若关闭轴流风机后，再检测到当前环境温度T处于情况3或情况2中的温度范围一定时间后，重新打开轴流风机；当前环境温度T的所属范围属于情况4时，若关闭轴流风机后，再检测到当前环境温度T处于情况1中的温度范围时，立即重新打开轴流风机和空调。
为了更好地实现本方案，进一步，所述步骤T2中当当前环境湿度M持续处于正常工作最高湿度Mmax和环境报警湿度Mala之间时，若当前环境湿度M持续低于正常工作最高湿度Mmax一段时间后，关闭轴流风机，关闭开度调节器。
为了更好地实现本方案，进一步，所述步骤T2中当当前环境湿度M持续大于环境报警湿度Mala时，若监测到当前环境湿度M持续低于环境报警湿度Mala一段时间后，关闭空调。
为了更好地实现本方案，进一步，在空调和/或轴流风机因为温度或湿度调节而开启时，在湿度或温度控制过程中不会关闭空调和/或轴流风机。这里即为，当空调和/或轴流风机在由于温度和湿度调节出现开启和关闭的分歧时，优先保持开启。
本方案所述的一种电源方舱内部环境柔性调节方法中，对电源方舱内的温湿度进行了划分，对于温度，用t-∞、tmin、tmid、tmax、和t+∞判断当前环境温度T的范围，其中tmax为电源允许最高温度，tmid为电源适宜工作温度上限，tmin为电源需进行温度控制的下限，t+∞为当地温度最大值，t-∞为当地温度最小值，有t-∞＜tmin＜tmid＜tmax＜t+∞，并根据判断的当前环境温度T的所属范围的不同情况分别做不同的操作，在正常环境下，电源方舱内的当前环境温度T越小越好，在大于当地温度最小值t-∞时，电源方舱内的当前环境温度T越小，证明电源方舱内的交直流电源散热越好，交直流电源供电越稳定，但是交直流电源有适宜工作的温度范围及需要进行温度控制的范围，当前环境温度T处于不同温度区域时，需要进行调节的程度不同，当当前环境温度T过高时，即处于情况1时，需要打开空调制冷，并且将开度调节器和轴流风机开至最大，当当前环境温度T处于情况2或3时，只需要将开度调节器和轴流风机打开一定程度，即按
对于电源方舱内的湿度控制，我们用正常工作最高湿度Mmax和环境报警湿度Mala来划分当前环境湿度M的范围，其中Mmax是电源方舱内的交直流电源可以正常工作的最高湿度，环境报警湿度Mala则是一个较高的环境湿度阈值，当湿度当前环境湿度M高于环境报警湿度Mala时，此时电源方舱内的湿度已经很高，需要采取所有的措施降低电源方舱内的湿度，即当当前环境湿度M持续大于环境报警湿度Mala时，交直流电源风扇冷转固定时间，同时轴流风机转速调至最大转速，开度调节器调至最大开度，同时开启空调；而当当前环境湿度M低于正常工作最高湿度Mmax时，此时电源方舱内的湿度正常，交直流电源可以正常工作，因此此时不开启电源风扇，交直流电源正常启动；而当当前环境湿度M持续处于正常工作最高湿度Mmax和环境报警湿度Mala之间时，交直流电源风扇冷转固定时间，同时轴流风机转速调至最大转速，开度调节器调至最大开度，不需要打开空调。
一种电源方舱内部环境柔性调节系统，设置在电源方舱内，所述环境柔性调节系统包括轴流风机、进风口、电源风扇、温湿度传感器、空调和综合控制系统，调节电源方舱内的环境温度，使交直流电源运行在动态适宜的温湿度环境中，其中：
轴流风机：将内部空气抽出电源方舱以外，实现舱内制冷除湿，轴流风机的出风口设置有开度调节器，用以调节轴流风机的出风口开度；
进风口：将外部空气导入电源方舱中；
电源风扇：固定在交直流电源上，用于交直流电源内部散热；
温湿度传感器：测量电源方舱内的温度及湿度，并反馈给综合控制系统；
空调：当轴流风机无法实现电源方舱内部降温除湿时，实现电源方舱舱内制冷除湿；
综合控制系统：根据温湿度传感器反馈的温湿度数据，综合控制轴流风机、进风口、空调；
所述环境柔性调节系统采用如上述任一项所述的一种电源方舱内部环境柔性调节方法进行调节。
一种电源方舱，所述电源方舱内设置有交直流电源和如上述所述的一种电源方舱内部环境柔性调节系统。
在电源方舱内部环境柔性调节系统中，采用现有的电源方舱结构，即设置有若干进风口用以外部空气和电源方舱内部进行空气交换，轴流风机用以加速外部空气和电源方舱内部的空气交换，而轴流风机的出风口设置有开度调节器，可以调节轴流风机的出风口开度，空调用以进一步调节电源方舱内的温湿度，这是因为空调有制冷的功效，调节效率更高，但是空调比轴流风机耗能更高，在电源方舱内的温湿度未超过阈值太多时可以选择不使用空调调节。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明所述的一种电源方舱内部环境柔性调节方法、系统及电源方舱，同时采用轴流风机、空调和电源风扇，对不同温度和湿度区间，分别对轴流风机、空调和电源风扇进行不同的控制调节，能够同时高效的控制电源方舱内的温度和湿度；
2.本发明所述的一种电源方舱内部环境柔性调节方法、系统及电源方舱，同时采用轴流风机、空调和电源风扇，对不同温度和湿度区间，分别对轴流风机、空调和电源风扇进行不同的控制调节，针对不同的温湿度区间选择性地使用轴流风机、空调和电源风扇，达到了节能的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：
图1是本发明的系统结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合图1对本发明作详细说明。
实施例1：
一种电源方舱内部环境柔性调节方法，基于设置在电源方舱内的环境柔性调节系统，用以调节电源方舱内的温湿度环境，所述环境柔性调节系统包括轴流风机、装配在交直流电源上的电源风扇、温湿度传感器、空调和综合控制系统，所述轴流风机的出风口设置有开度调节器，所述环境柔性调节方法包括温度调节方法和湿度调节方法，其中温度调节方法包括以下步骤：
S1：n个温湿度传感器采集得到温度T1、T2……Tn，由T1、T2……Tn计算得到方舱内的当前环境温度T；
S2：判断当前环境温度T的范围，若当前环境温度T小于电源需进行温度控制的下限tmin时，则关闭轴流风机；若当前环境温度T不小于电源需进行温度控制的下限tmin时，则由综合控制系统通过控制轴流风机和/或电源风扇和/或空调调节方舱内的温度；
所述湿度调节方法包括以下步骤：
T1：n个温湿度传感器采集得到湿度M1、M2……Mn，由M1、M2……Mn计算得到方舱内的当前环境湿度M；
T2：对方舱内的当前环境湿度M进行监控，
当M低于正常工作最高湿度Mmax时，不开启电源风扇，交直流电源正常启动；
当当前环境湿度M持续处于正常工作最高湿度Mmax和环境报警湿度Mala之间30min时，一方面设置交直流电源风扇冷转固定时间10min，另一方面将轴流风机转速调至最大转速，同时将开度调节器调至最大开度；
当当前环境湿度M持续大于环境报警湿度Mala30min时，一方面设置交直流电源风扇冷转固定时间10min，另一方面将轴流风机转速调至最大转速，将开度调节器调至最大开度，同时开启空调。
这里我们一般采用相对湿度，相对湿度(relative humidity)指空气中水汽压与相同温度下饱和水汽压的百分比，或湿空气的绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。相对湿度也可表示为湿空气中水蒸气分压力与相同温度下水的饱和压力之比，正常工作最高湿度Mmax为交直流电源的自身属性，一般为60％，环境报警湿度Mala一般为90％。
实施例2：
本发明在上述实施例1的基础上，所述步骤S1中计算得到当前环境温度T的方法为：取T1、T2……Tn这n个温湿度传感器采集的温度的平均值作当前环境温度T，即
在取T1、T2……Tn这n个温湿度传感器采集的温度的平均值时，去掉这n个温湿度传感器采集的温度中离散程度大于阈值的温度值；在取M1、M2……Mn这n个温湿度传感器采集的湿度的平均值时，去掉这n个温湿度传感器采集的湿度中离散程度大于阈值的湿度值，这里由于n个温湿度传感器测得的n个温度和n个湿度数据中，可能存在偏差较大的数据，因此我们可以采用统计学中计算离散程度的方式，去掉温度数据和湿度数据中离散程度较大的数据，因此我们可以设置一个离散程度阈值，该离散程度阈值可以是一个方差阈值、标准差阈值或极差阈值，当离散程度阈值设置为方差阈值或标准差阈值时，我们计算n组温度或湿度数据的方差或标准差，将大于方差阈值或标准差阈值的温度或湿度数据去掉，再计算升下的所有组温度或湿度数据的平均值，以该平均值作为当前环境温度T或当前环境湿度M；当离散程度阈值设置为极差阈值时，我们计算n个测得的温度或湿度数据的极差，若极差大于极差阈值，我们同时去掉一个最大值一个最小值，直到剩下的温度或湿度数据的极差小于极差阈值，然后计算剩下的温度或湿度数据的平均值，以该平均值作为当前环境温度T或当前环境湿度M。
所述步骤S2具体是指：用t-∞、tmin、tmid、tmax、和t+∞判断当前环境温度T的范围，其中tmax为电源允许最高温度，tmid为电源适宜工作温度上限，tmin为电源需进行温度控制的下限，t+∞为当地温度最大值，t-∞为当地温度最小值，然后由综合控制系统根据当前环境温度T的所属范围的不同情况分别做不同的操作：
分为以下四种情况：
即：情况1：当前环境温度T不小于温度tmax且小于温度t+∞时；
情况2：当前环境温度T不小于温度tmid且小于温度tmax时；
情况3：当前环境温度T不小于温度tmin且小于温度tmid时；
情况4：当前环境温度T大于温度t-∞且小于温度tmin时；
若当前环境温度T属于情况1时，综合控制系统控制空调以制冷模式开启，预设空调温度在tmin和tmid之间，开度调节器开至最大开度hmax，轴流风机调至最大转速gmax；
若当前环境温度T属于情况2时，保持空调状态不变，按
若当前环境温度T属于情况3时，关闭空调，按
若当前环境温度T属于情况4时，关闭轴流风机，将开度调节器调节至最小开度。
当前环境温度T的所属范围属于情况4时，若关闭轴流风机后，再检测到当前环境温度T处于情况3或情况2中的温度范围30min后，重新打开轴流风机；当前环境温度T的所属范围属于情况4时，若关闭轴流风机后，再检测到当前环境温度T处于情况1中的温度范围时，立即重新打开轴流风机和空调。
所述步骤T2中当当前环境湿度M持续处于正常工作最高湿度Mmax和环境报警湿度Mala之间时，若当前环境湿度M持续低于正常工作最高湿度Mmax30min后，关闭轴流风机，关闭开度调节器。
所述步骤T2中当当前环境湿度M持续大于环境报警湿度Mala时，若监测到当前环境湿度M持续低于环境报警湿度Mala30min后，关闭空调。
在空调和/或轴流风机因为温度或湿度调节而开启时，在湿度或温度控制过程中不会关闭空调和/或轴流风机。这里即为，当空调和/或轴流风机在由于温度和湿度调节出现开启和关闭的分歧时，优先保持开启。
工作原理：本方案所述的一种电源方舱内部环境柔性调节方法中，对电源方舱内的温湿度进行了划分，对于温度，用t-∞、tmin、tmid、tmax、和t+∞判断当前环境温度T的范围，其中tmax为电源允许最高温度，tmid为电源适宜工作温度上限，tmin为电源需进行温度控制的下限，t+∞为当地温度最大值，t-∞为当地温度最小值，其中tmin、tmid、tmax为交直流电源自身属性，一般在不同电源的说明书中会标明，而t-∞和t+∞是当地自然环境的最低和最高温度值，有t-∞＜tmin＜tmid＜tmax＜t+∞，并根据判断的当前环境温度T的所属范围的不同情况分别做不同的操作，在正常环境下，电源方舱内的当前环境温度T越小越好，在大于当地温度最小值t-∞时，电源方舱内的当前环境温度T越小，证明电源方舱内的交直流电源散热越好，交直流电源供电越稳定，但是交直流电源有适宜工作的温度范围及需要进行温度控制的范围，当前环境温度T处于不同温度区域时，需要进行调节的程度不同，当当前环境温度T过高时，即处于情况1时，需要打开空调制冷，并且将开度调节器和轴流风机开至最大，当当前环境温度T处于情况2或3时，只需要将开度调节器和轴流风机打开一定程度，即按
对于电源方舱内的湿度控制，我们用正常工作最高湿度Mmax和环境报警湿度Mala来划分当前环境湿度M的范围，其中Mmax是电源方舱内的交直流电源可以正常工作的最高湿度，环境报警湿度Mala则是一个较高的环境湿度阈值，当湿度当前环境湿度M高于环境报警湿度Mala时，此时电源方舱内的湿度已经很高，需要采取所有的措施降低电源方舱内的湿度，即当当前环境湿度M持续大于环境报警湿度Mala时，交直流电源风扇冷转固定时间，同时轴流风机转速调至最大转速，开度调节器调至最大开度，同时开启空调；而当当前环境湿度M低于正常工作最高湿度Mmax时，此时电源方舱内的湿度正常，交直流电源可以正常工作，因此此时不开启电源风扇，交直流电源正常启动；而当当前环境湿度M持续处于正常工作最高湿度Mmax和环境报警湿度Mala之间时，交直流电源风扇冷转10min，同时轴流风机转速调至最大转速，开度调节器调至最大开度，不需要打开空调。
本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
一种电源方舱内部环境柔性调节系统，如图1，包括电源方舱，所述电源方舱内部设置有轴流风机、进风口、交直流电源、温湿度传感器、空调和综合控制系统，其中：
轴流风机：将内部空气抽出电源方舱以外，实现舱内制冷除湿，轴流风机的出风口设置有开度调节器，用以调节轴流风机的出风口开度；
进风口：将外部空气导入电源方舱中；
交直流电源：有电源风扇固定在交直流电源上，用于交直流电源内部散热；
温湿度传感器：测量电源方舱内的温度及湿度，并反馈给综合控制系统；
空调：当轴流风机无法实现电源方舱内部降温除湿时，实现电源方舱舱内制冷除湿；
综合控制系统：根据温湿度传感器反馈的温湿度数据，综合控制轴流风机、进风口、空调；
所述电源方舱采用如上述任一项所述的一种电源方舱内部环境柔性调节方法调节电源方舱内的温湿度。
一种电源方舱，如图1，所述电源方舱内设置有交直流电源和如上述的电源方舱内部环境柔性调节系统。
工作原理：在本电源方舱内部环境柔性调节系统中，采用现有的电源方舱结构，即设置有若干进风口用以外部空气和电源方舱内部进行空气交换，轴流风机用以加速外部空气和电源方舱内部的空气交换，而轴流风机的出风口设置有开度调节器，可以调节轴流风机的出风口开度，空调用以进一步调节电源方舱内的温湿度，这是因为空调有制冷的功效，调节效率更高，但是空调比轴流风机耗能更高，在电源方舱内的温湿度未超过阈值太多时可以选择不使用空调调节，采用如实施例1或2中的柔性调节方法，根据不同的温湿度的所属区域，选择性地使用轴流风机、空调和电源风扇进行温湿度调节，能够同时高效的控制电源方舱内的温度和湿度，并且节约了电能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
