一種雙冷源全新風除濕機及其控制方法

一種雙冷源全新風除濕機及其控制方法

　　一種雙冷源全新風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除濕機及其控制方法。

　　背景技術(shù)

　　全新風除濕機以其獨特的空氣處理方式和工程適應性已經(jīng)在有全新風除濕需求的各種場合得到廣泛應用，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。但我們知道全新風除濕機沒有回風，全部處理室外高熱高濕的新風，與回風型的除濕機相比，通常全新風除濕機本身的能耗很大。另外，全新風空調(diào)系統(tǒng)都有室內(nèi)排風，其新風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)排風品質(zhì)高，冷凝水溫度低，大量高品質(zhì)排風和低溫冷凝水不經(jīng)利用直接排出，非常可惜。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，全新風除濕機常用的冷凝方式主要有風冷式、水冷式和蒸發(fā)冷凝式三種。風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)出風溫度在16—24℃之間無級調(diào)節(jié)，從而無法保證出風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)式冷凝雙溫新風機組，該機組包括新風除濕功能段和蒸發(fā)冷凝排風功能段，新風除濕功能段和蒸發(fā)冷凝排風功能段中設有自帶直接蒸發(fā)制冷裝置，且直接蒸發(fā)制冷裝置為單冷式或熱泵式。新風除濕功能段的新風入口處設有冷/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除濕機，解決全新風除濕機本身能耗高、對高品質(zhì)排風和低溫冷凝水沒有充分利用，無法實現(xiàn)出風溫度在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)成新風處理功能段和排風冷凝功能段；

　　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)段設置在所述新風處理功能段的新風入口處，所述熱管冷凝段設置在所述排風冷凝功能段的排風入口處；

　　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，所述表冷器設置在所述熱管蒸發(fā)段的出風側(cè)，冷凍水流量調(diào)節(jié)閥設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，它包括設置在所述新風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)式冷凝器設置在所述熱管冷凝段的出風側(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、回水管和水箱設在所述新風處理功能段，所述進水管上設有冷卻水泵，所述水箱上引出補水口、排污口和溢水口；所述散熱冷凝器設置在所述蒸發(fā)式冷凝器的出風側(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，所述新風處理功能段的出口端設有溫濕度傳感器。

　　作為優(yōu)選，所述排風冷凝功能段的出口端設有內(nèi)嵌式電控箱。

　　上述雙冷源全新風除濕機的控制方法包括以下步驟：

　　所述雙冷源全新風除濕機的控制包括送風溫度和濕度兩個參數(shù)，通過溫濕度傳感器感測送風的溫度和濕度，并根據(jù)感測的送風溫度和濕度計算出送風含濕量；

　　送風含濕量采用模糊智能PI調(diào)節(jié)，即根據(jù)設定的送風含濕量與計算所得送風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；當送風含濕量大于設定含濕量時，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，當冷凍水流量調(diào)節(jié)閥開度達到最大時，如果送風含濕量仍大于設定含濕量，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，如果送風含濕量仍大于設定含濕量，這時冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度不斷增大，直到送風含濕量等于設定含濕量；當送風含濕量小于設定含濕量時，此時優(yōu)先減小冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度，當冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度減至最小，而送風含濕量仍小于設定含濕量時，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，如果此時送風含濕量仍小于設定含濕量，繼續(xù)不斷減小冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度，直到送風含濕量等于設定含濕量；

　　送風溫度采用PI控制方式，即根據(jù)送風溫度與設定溫度的差值進行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；當送風溫度低于設定溫度時，不斷增大制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的開度，直到送風溫度等于設定溫度；當送風溫度高于設定溫度時，不斷減小制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的開度，直到送風溫度等于設定溫度。

　　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)，充分回收排風冷量對新風進行預冷，降低后級除濕裝置負荷，提高整機能效。

　　（2）應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)出風溫度在16—24℃之間連續(xù)可調(diào)，從而保證對出風溫度的精確控制。

　　（3）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，B為送風，C為回風，D為排風，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)成新風處理功能段和排風冷凝功能段；

　　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設置在所述新風處理功能段的新風入口處，所述熱管冷凝段1設置在所述排風冷凝功能段的排風入口處；

　　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設置在所述熱管蒸發(fā)段11的出風側(cè)，冷凍水流量調(diào)節(jié)閥17設置在所述表冷器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，它包括設置在所述新風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設置在所述熱管冷凝段1的出風側(cè)；所述散熱冷凝器3設置在所述蒸發(fā)式冷凝器2的出風側(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設在所述新風處理功能段，所述進水管上設有冷卻水泵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)排風在排風機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；

　　所述新風處理功能段的出口端設有溫濕度傳感器20；

　　所述排風冷凝功能段的出口端設有內(nèi)嵌式電控箱22。

　　新風處理功能段主要對新風進行處理，處理過程為：新風先經(jīng)過熱管蒸發(fā)器11預冷降溫，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，由送風機17送出。

　　排風冷凝功能段主要利用排風的冷量帶走系統(tǒng)的冷凝熱，在排風機4的牽引下，排風依次經(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，下部設置新風處理通道，上部設置排風冷凝通道，熱管蒸發(fā)段、表冷器和蒸發(fā)器依次設置在新風處理通道的進風口上。熱管冷凝段、蒸發(fā)式冷凝器和散熱冷凝器依次設置在排風冷凝通道的進風口上。新風處理通道的出風口設置有送風機，排風冷凝通道的出風口設置有排風機。室內(nèi)排風經(jīng)排風冷凝通道熱濕處理后排往室外，室外高溫高濕的新風經(jīng)新風處理通道熱濕處理后送往室內(nèi)。

　　本發(fā)明的雙冷源全新風除濕機既可獨立使用，即室外新風經(jīng)過機組處理后直接送至使用場合，適用于全新風空氣處理系統(tǒng)。又可作為溫濕度獨立控制系統(tǒng)的一種構(gòu)建方式，作為新風除濕方案。

　　上述雙冷源全新風除濕機的控制方法包括以下步驟：

　　所述雙冷源全新風除濕機的控制包括送風溫度和濕度兩個參數(shù)，通過溫濕度傳感器感測送風的溫度和濕度，并根據(jù)感測的送風溫度和濕度計算出送風含濕量；

　　送風含濕量采用模糊智能PI調(diào)節(jié)，即根據(jù)設定的送風含濕量與計算所得送風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；當送風含濕量大于設定含濕量時，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，當冷凍水流量調(diào)節(jié)閥開度達到最大時，如果送風含濕量仍大于設定含濕量，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，如果送風含濕量仍大于設定含濕量，這時冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度不斷增大，直到送風含濕量等于設定含濕量；當送風含濕量小于設定含濕量時，此時優(yōu)先減小冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度，當冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度減至最小，而送風含濕量仍小于設定含濕量時，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，如果此時送風含濕量仍小于設定含濕量，繼續(xù)不斷減小冷凍水流量調(diào)節(jié)閥的開度，直到送風含濕量等于設定含濕量；

　　送風溫度采用PI控制方式，即根據(jù)送風溫度與設定溫度的差值進行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；當送風溫度低于設定溫度時，不斷增大制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的開度，直到送風溫度等于設定溫度；當送風溫度高于設定溫度時，不斷減小制冷劑三通比例調(diào)節(jié)閥的開度，直到送風溫度等于設定溫度。

　　應當指出，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)。