一種雙冷源全新風(fēng)除濕機及其控制方法
一種雙冷源全新風(fēng)除濕機及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及除濕機技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種雙冷源全新風(fēng)除濕機及其控制方法。
背景技術(shù)
全新風(fēng)除濕機以其獨特的空氣處理方式和工程適應(yīng)性已經(jīng)在有全新風(fēng)除濕需求的各種場合得到廣泛應(yīng)用,如國防工程、醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域、存放有毒有害物的倉庫等。但我們知道全新風(fēng)除濕機沒有回風(fēng),全部處理室外高熱高濕的新風(fēng),與回風(fēng)型的除濕機相比,通常全新風(fēng)除濕機本身的能耗很大。另外,全新風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)都有室內(nèi)排風(fēng),其新風(fēng)處理過程會伴有持續(xù)的冷凝水產(chǎn)生,一般對室內(nèi)排風(fēng)的處理方法是直接將之排往室外,對冷凝水的處理方法也是直接排掉。而室內(nèi)排風(fēng)品質(zhì)高,冷凝水溫度低,大量高品質(zhì)排風(fēng)和低溫冷凝水不經(jīng)利用直接排出,非??上?。這與國家的節(jié)能減排政策是相背離的,也給我們提出了新的課題。
目前,全新風(fēng)除濕機常用的冷凝方式主要有風(fēng)冷式、水冷式和蒸發(fā)冷凝式三種。風(fēng)冷冷凝要配室外機組,且冷凝溫度高,系統(tǒng)能耗高;水冷冷凝要配冷卻塔,冷卻水消耗量大;蒸發(fā)式冷凝的效果要好于風(fēng)冷式和水冷式,但要配戶外型蒸發(fā)式冷凝器。這些冷凝方式的排熱源和機組本身都是分開布置,其間需用水管或冷媒管連接,工程作業(yè)量大,占用較多的建筑空間。
現(xiàn)有的新風(fēng)機組,自帶直接蒸發(fā)制冷裝置為單冷式或熱泵式,這種單冷式或熱泵式制冷系統(tǒng)無法對空氣進行調(diào)溫處理,無法實現(xiàn)出風(fēng)溫度在16—24℃之間無級調(diào)節(jié),從而無法保證出風(fēng)溫度的控制精度要求。如中國專利文獻號CNA于2011年5月11日公開了一種蒸發(fā)式冷凝雙溫新風(fēng)機組,該機組包括新風(fēng)除濕功能段和蒸發(fā)冷凝排風(fēng)功能段,新風(fēng)除濕功能段和蒸發(fā)冷凝排風(fēng)功能段中設(shè)有自帶直接蒸發(fā)制冷裝置,且直接蒸發(fā)制冷裝置為單冷式或熱泵式。新風(fēng)除濕功能段的新風(fēng)入口處設(shè)有冷/熱水盤管。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種將雙冷源深度除濕、熱管節(jié)能、冷凝熱多點排熱、內(nèi)置式蒸發(fā)式冷凝,排風(fēng)和冷凝水能量回收等多維節(jié)能技術(shù)綜合利用的雙冷源全新風(fēng)除濕機,解決全新風(fēng)除濕機本身能耗高、對高品質(zhì)排風(fēng)和低溫冷凝水沒有充分利用,無法實現(xiàn)出風(fēng)溫度在16—24℃之間無級調(diào)節(jié)的問題。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種雙冷源全新風(fēng)除濕機的控制方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種雙冷源全新風(fēng)除濕機,包括熱回收裝置、表冷除濕系統(tǒng)、直膨除濕系統(tǒng)和冷凝水回收系統(tǒng),以上裝置和系統(tǒng)構(gòu)成新風(fēng)處理功能段和排風(fēng)冷凝功能段;
所述熱回收裝置為分置式熱管,包括熱管蒸發(fā)段和熱管冷凝段,所述熱管蒸發(fā)段設(shè)置在所述新風(fēng)處理功能段的新風(fēng)入口處,所述熱管冷凝段設(shè)置在所述排風(fēng)冷凝功能段的排風(fēng)入口處;
所述表冷除濕系統(tǒng)包括表冷器和冷凍水流量調(diào)節(jié)閥,所述表冷器設(shè)置在所述熱管蒸發(fā)段的出風(fēng)側(cè),冷凍水流量調(diào)節(jié)閥設(shè)置在所述表冷器的出水管路上;
所述直膨除濕系統(tǒng)采用直接蒸發(fā)式制冷裝置,它包括設(shè)置在所述新風(fēng)處理功能段的壓縮機、制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥、蒸發(fā)器、再熱冷凝器、膨脹閥、第一單向閥和第二單向閥以及所述排風(fēng)冷凝功能段的散熱冷凝器和蒸發(fā)式冷凝器,所述壓縮機的高壓出口與制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的進口相連通,制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的第一出口與散熱冷凝器的一端相連通,散熱冷凝器的另一端與蒸發(fā)式冷凝器的一端相連通,蒸發(fā)式冷凝器的另一端與第一單向閥的進口相連通,制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的第二出口與再熱冷凝器的一端相連通,再熱冷凝器的另一端與第二單向閥的進口相連通,第一單向閥與第二單向閥的出口合并后與膨脹閥的一端相連通,膨脹閥的另一端與蒸發(fā)器的一端相連通,蒸發(fā)器的另一端與壓縮機的低壓入口相連通,構(gòu)成制冷回路;所述蒸發(fā)式冷凝器設(shè)置在所述熱管冷凝段的出風(fēng)側(cè),它的循環(huán)水通過進水管及回水管與水箱連接,所述進水管、回水管和水箱設(shè)在所述新風(fēng)處理功能段,所述進水管上設(shè)有冷卻水泵,所述水箱上引出補水口、排污口和溢水口;所述散熱冷凝器設(shè)置在所述蒸發(fā)式冷凝器的出風(fēng)側(cè);
所述的冷凝水回收系統(tǒng)包括冷凝水泵、凝結(jié)水盤和水箱,所述凝結(jié)水盤的凝結(jié)水通過冷凝水管連通到所述水箱,所述冷凝水管上設(shè)有冷凝水泵。
作為優(yōu)選,所述直膨除濕系統(tǒng)為冷凝熱多點排熱式調(diào)溫除濕系統(tǒng),為單壓縮機構(gòu)成的制冷回路,或者,所述直接蒸發(fā)式制冷裝置也可由兩個壓縮機構(gòu)成的雙制冷回路。
作為優(yōu)選,所述新風(fēng)處理功能段的出口端設(shè)有溫濕度傳感器。
作為優(yōu)選,所述排風(fēng)冷凝功能段的出口端設(shè)有內(nèi)嵌式電控箱。
上述雙冷源全新風(fēng)除濕機的控制方法包括以下步驟:
所述雙冷源全新風(fēng)除濕機的控制包括送風(fēng)溫度和濕度兩個參數(shù),通過溫濕度傳感器感測送風(fēng)的溫度和濕度,并根據(jù)感測的送風(fēng)溫度和濕度計算出送風(fēng)含濕量;
送風(fēng)含濕量采用模糊智能PI調(diào)節(jié),即根據(jù)設(shè)定的送風(fēng)含濕量與計算所得送風(fēng)含濕量進行模糊智能PI運算,并把最終計算結(jié)果輸出至控制對象,即冷凍水流量調(diào)節(jié)閥和制冷壓縮機;當(dāng)送風(fēng)含濕量大于設(shè)定含濕量時,優(yōu)先調(diào)節(jié)冷凍水流量調(diào)節(jié)閥,不斷增加冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度,當(dāng)冷凍水流量調(diào)節(jié)閥開度達到最大時,如果送風(fēng)含濕量仍大于設(shè)定含濕量,此時啟動制冷壓縮機,同時冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度減至最小,如果送風(fēng)含濕量仍大于設(shè)定含濕量,這時冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度不斷增大,直到送風(fēng)含濕量等于設(shè)定含濕量;當(dāng)送風(fēng)含濕量小于設(shè)定含濕量時,此時優(yōu)先減小冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度,當(dāng)冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度減至最小,而送風(fēng)含濕量仍小于設(shè)定含濕量時,此時停止制冷壓縮機,同時把冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度開到最大,如果此時送風(fēng)含濕量仍小于設(shè)定含濕量,繼續(xù)不斷減小冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度,直到送風(fēng)含濕量等于設(shè)定含濕量;
送風(fēng)溫度采用PI控制方式,即根據(jù)送風(fēng)溫度與設(shè)定溫度的差值進行PI計算,最終把運算結(jié)果輸出至制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥;當(dāng)送風(fēng)溫度低于設(shè)定溫度時,不斷增大制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的開度,直到送風(fēng)溫度等于設(shè)定溫度;當(dāng)送風(fēng)溫度高于設(shè)定溫度時,不斷減小制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的開度,直到送風(fēng)溫度等于設(shè)定溫度。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下有益效果:
(1)采用分置式熱管技術(shù),充分回收排風(fēng)冷量對新風(fēng)進行預(yù)冷,降低后級除濕裝置負荷,提高整機能效。
?。?)應(yīng)用冷凝熱多點排熱技術(shù),通過再熱冷凝器有效回收除濕機冷凝熱來對空氣進行調(diào)溫處理,不需要多余的能耗裝置,即可實現(xiàn)出風(fēng)溫度在16—24℃之間連續(xù)可調(diào),從而保證對出風(fēng)溫度的精確控制。
?。?)充分回收低溫冷凝水作為蒸發(fā)式冷凝器的補充水,既回收了冷凝水的冷量,又節(jié)約了冷卻水耗量。
本發(fā)明將雙冷源深度除濕、熱管節(jié)能、冷凝熱多點排熱、內(nèi)置式蒸發(fā)式冷凝,排風(fēng)和冷凝水能量回收等多維節(jié)能技術(shù)綜合利用,具有結(jié)構(gòu)簡單合理、制作成本低、智能化程度高、操作靈活、能耗低的特點。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理圖;
圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明:
圖中,1為熱管冷凝段,2為蒸發(fā)式冷凝器,3為散熱冷凝器,4為排風(fēng)機,5為冷卻水泵,6為水箱,7為冷凝水泵,8為制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥,9為壓縮機,10為凝結(jié)水盤,11為熱管蒸發(fā)段,12為表冷器,13為蒸發(fā)器,14為膨脹閥,15為第二單向閥,16為再熱冷凝器,17為送風(fēng)機,18為第一單向閥,19為冷凍水流量調(diào)節(jié)閥,20為溫濕度傳感器,22為電控箱,a為進口,b為第一出口,c為第二出口,d為補水口,e為溢水口,f為排污口。A為新風(fēng),B為送風(fēng),C為回風(fēng),D為排風(fēng),箭頭代表方向,圖1中,粗實線表示空氣的氣流通道,細實線代表制冷劑路,虛線代表水路。
如圖1和2所示,一種雙冷源全新風(fēng)除濕機,包括熱回收裝置、表冷除濕系統(tǒng)、直膨除濕系統(tǒng)和冷凝水回收系統(tǒng),以上裝置和系統(tǒng)構(gòu)成新風(fēng)處理功能段和排風(fēng)冷凝功能段;
所述熱回收裝置為分置式熱管,包括熱管蒸發(fā)段11和熱管冷凝段1,所述熱管蒸發(fā)段11設(shè)置在所述新風(fēng)處理功能段的新風(fēng)入口處,所述熱管冷凝段1設(shè)置在所述排風(fēng)冷凝功能段的排風(fēng)入口處;
所述表冷除濕系統(tǒng)包括表冷器12和冷凍水流量調(diào)節(jié)閥17,所述表冷器12設(shè)置在所述熱管蒸發(fā)段11的出風(fēng)側(cè),冷凍水流量調(diào)節(jié)閥17設(shè)置在所述表冷器12的出水管路上;
所述直膨除濕系統(tǒng)為直接蒸發(fā)式制冷裝置,它包括設(shè)置在所述新風(fēng)處理功能段的壓縮機9、制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥8、蒸發(fā)器13、再熱冷凝器16、膨脹閥14、第一單向閥18和第二單向閥15以及所述排風(fēng)冷凝功能段的散熱冷凝器3和蒸發(fā)式冷凝器2,所述壓縮機9的高壓出口與制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥8的進口a相連通,制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥8的第一出口b與散熱冷凝器3的一端相連通,散熱冷凝器3的另一端與蒸發(fā)式冷凝器2的一端相連通,蒸發(fā)式冷凝器2的另一端與第一單向閥18的進口相連通,制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥8的第二出口c與再熱冷凝器16的一端相連通,再熱冷凝器16的另一端與第二單向閥15的進口相連通,第一單向閥18的出口與第二單向閥15的出口合并后與膨脹閥14的一端相連通,膨脹閥14的另一端與蒸發(fā)器13的一端相連通,蒸發(fā)器13的另一端與壓縮機9的低壓入口相連通,構(gòu)成制冷回路;制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥8通過控制器來控制第一出口b和第二出口c的制冷劑流量分配;所述蒸發(fā)式冷凝器2設(shè)置在所述熱管冷凝段1的出風(fēng)側(cè);所述散熱冷凝器3設(shè)置在所述蒸發(fā)式冷凝器2的出風(fēng)側(cè);
所述直膨除濕系統(tǒng)的主冷凝器為蒸發(fā)式冷凝器2,它的循環(huán)水通過進水管及回水管與水箱6連接,所述進水管、回水管和水箱6設(shè)在所述新風(fēng)處理功能段,所述進水管上設(shè)有冷卻水泵5,所述水箱6上引出補水口d、排污口f和溢水口e,利用室內(nèi)排風(fēng)和冷卻水作為冷卻介質(zhì),冷卻水冷凝匯集在蒸發(fā)式冷凝器2的底部,再回到水箱6,與水箱6里的補充水相混合,由冷卻水泵5送至蒸發(fā)式冷凝器2的噴淋裝置,噴淋在蒸發(fā)式冷凝器2的冷凝盤管表面,冷卻盤管內(nèi)的高溫汽態(tài)制冷劑。室內(nèi)排風(fēng)在排風(fēng)機4的牽引下,經(jīng)過冷凝盤管,一方面冷卻水,一方面強化水蒸發(fā)。冷凝盤管處水與空氣為相互接觸換熱。循環(huán)水系統(tǒng)蒸發(fā)掉的水可通過補水口d從外部供水源處得到補充。水箱6的水位通過浮球閥來控制。水箱6內(nèi)補水過多或回水過多要溢出時,通過溢水口e排出,水箱6下部排污口f接排污閥;
所述的冷凝水回收系統(tǒng)包括冷凝水泵7、凝結(jié)水盤10和水箱6,新風(fēng)流經(jīng)表冷器12和蒸發(fā)器13,會伴有持續(xù)的冷凝水產(chǎn)生,冷凝水聚集在凝結(jié)水盤10里,通過冷凝水泵7送至水箱6里;
所述新風(fēng)處理功能段的出口端設(shè)有溫濕度傳感器20;
所述排風(fēng)冷凝功能段的出口端設(shè)有內(nèi)嵌式電控箱22。
新風(fēng)處理功能段主要對新風(fēng)進行處理,處理過程為:新風(fēng)先經(jīng)過熱管蒸發(fā)器11預(yù)冷降溫,然后經(jīng)過表冷器12一級降溫除濕,再經(jīng)過蒸發(fā)器13二級降溫除濕,最后經(jīng)過再熱冷凝器16加熱升溫,由送風(fēng)機17送出。
排風(fēng)冷凝功能段主要利用排風(fēng)的冷量帶走系統(tǒng)的冷凝熱,在排風(fēng)機4的牽引下,排風(fēng)依次經(jīng)過熱管冷凝器1、蒸發(fā)式冷凝器2和散熱冷凝熱3。
本發(fā)明雙冷源全新風(fēng)除濕機采用模塊化組合式結(jié)構(gòu),整機分為上下兩部分,下部設(shè)置新風(fēng)處理通道,上部設(shè)置排風(fēng)冷凝通道,熱管蒸發(fā)段、表冷器和蒸發(fā)器依次設(shè)置在新風(fēng)處理通道的進風(fēng)口上。熱管冷凝段、蒸發(fā)式冷凝器和散熱冷凝器依次設(shè)置在排風(fēng)冷凝通道的進風(fēng)口上。新風(fēng)處理通道的出風(fēng)口設(shè)置有送風(fēng)機,排風(fēng)冷凝通道的出風(fēng)口設(shè)置有排風(fēng)機。室內(nèi)排風(fēng)經(jīng)排風(fēng)冷凝通道熱濕處理后排往室外,室外高溫高濕的新風(fēng)經(jīng)新風(fēng)處理通道熱濕處理后送往室內(nèi)。
本發(fā)明的雙冷源全新風(fēng)除濕機既可獨立使用,即室外新風(fēng)經(jīng)過機組處理后直接送至使用場合,適用于全新風(fēng)空氣處理系統(tǒng)。又可作為溫濕度獨立控制系統(tǒng)的一種構(gòu)建方式,作為新風(fēng)除濕方案。
上述雙冷源全新風(fēng)除濕機的控制方法包括以下步驟:
所述雙冷源全新風(fēng)除濕機的控制包括送風(fēng)溫度和濕度兩個參數(shù),通過溫濕度傳感器感測送風(fēng)的溫度和濕度,并根據(jù)感測的送風(fēng)溫度和濕度計算出送風(fēng)含濕量;
送風(fēng)含濕量采用模糊智能PI調(diào)節(jié),即根據(jù)設(shè)定的送風(fēng)含濕量與計算所得送風(fēng)含濕量進行模糊智能PI運算,并把最終計算結(jié)果輸出至控制對象,即冷凍水流量調(diào)節(jié)閥和制冷壓縮機;當(dāng)送風(fēng)含濕量大于設(shè)定含濕量時,優(yōu)先調(diào)節(jié)冷凍水流量調(diào)節(jié)閥,不斷增加冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度,當(dāng)冷凍水流量調(diào)節(jié)閥開度達到最大時,如果送風(fēng)含濕量仍大于設(shè)定含濕量,此時啟動制冷壓縮機,同時冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度減至最小,如果送風(fēng)含濕量仍大于設(shè)定含濕量,這時冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度不斷增大,直到送風(fēng)含濕量等于設(shè)定含濕量;當(dāng)送風(fēng)含濕量小于設(shè)定含濕量時,此時優(yōu)先減小冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度,當(dāng)冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度減至最小,而送風(fēng)含濕量仍小于設(shè)定含濕量時,此時停止制冷壓縮機,同時把冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度開到最大,如果此時送風(fēng)含濕量仍小于設(shè)定含濕量,繼續(xù)不斷減小冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度,直到送風(fēng)含濕量等于設(shè)定含濕量;
送風(fēng)溫度采用PI控制方式,即根據(jù)送風(fēng)溫度與設(shè)定溫度的差值進行PI計算,最終把運算結(jié)果輸出至制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥;當(dāng)送風(fēng)溫度低于設(shè)定溫度時,不斷增大制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的開度,直到送風(fēng)溫度等于設(shè)定溫度;當(dāng)送風(fēng)溫度高于設(shè)定溫度時,不斷減小制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的開度,直到送風(fēng)溫度等于設(shè)定溫度。
應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。本實施例中未明確的各組成部分均可用現(xiàn)有技術(shù)加以實現(xiàn)。