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性已經(jīng)在有全新風(fēng)除濕需求的各種場(chǎng)合得到廣泛應用，如國防工程、醫療衛生領(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(méi)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)空調系統都有室內排風(fēng)，其新風(fēng)處理過(guò)程會(huì )伴有持續的冷凝水產(chǎn)生，一般對室內排風(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(hù)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(kāi)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無(wú)法對空氣進(jìn)行調溫處理，無(wú)法實(shí)現出風(fēng)溫度在16—24℃之間無(wú)級調節，從而無(wú)法保證出風(fēng)溫度的控制精度要求。如中國專(zhuān)利文獻號CNA于2011年5月11日公開(kāi)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)入口處設有冷/熱水盤(pán)管。

　　發(fā)明內容

　　本發(fā)明的目的旨在提供一種將雙冷源深度除濕、熱管節能、冷凝熱多點(diǎn)排熱、內置式蒸發(fā)式冷凝，排風(fēng)和冷凝水能量回收等多維節能技術(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(méi)有充分利用，無(wú)法實(shí)現出風(fēng)溫度在16—24℃之間無(wú)級調節的問(wèn)題。

　　本發(fā)明的另一個(gè)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、直膨除濕系統和冷凝水回收系統，以上裝置和系統構成新風(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；

　　所述表冷除濕系統包括表冷器和冷凍水流量調節閥，所述表冷器設置在所述熱管蒸發(fā)段的出風(fēng)側，冷凍水流量調節閥設置在所述表冷器的出水管路上；

　　所述直膨除濕系統采用直接蒸發(fā)式制冷裝置，它包括設置在所述新風(fēng)處理功能段的壓縮機、制冷劑三通比例調節閥、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節閥的進(jìn)口相連通，制冷劑三通比例調節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(jìn)口相連通，制冷劑三通比例調節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(jìn)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(fēng)側，它的循環(huán)水通過(guò)進(jìn)水管及回水管與水箱連接，所述進(jìn)水管、回水管和水箱設在所述新風(fēng)處理功能段，所述進(jìn)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(fēng)側；

　　所述的冷凝水回收系統包括冷凝水泵、凝結水盤(pán)和水箱，所述凝結水盤(pán)的凝結水通過(guò)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，所述直膨除濕系統為冷凝熱多點(diǎn)排熱式調溫除濕系統，為單壓縮機構成的制冷回路，或者，所述直接蒸發(fā)式制冷裝置也可由兩個(gè)壓縮機構成的雙制冷回路。

　　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有內嵌式電控箱。

　　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(gè)參數，通過(guò)溫濕度傳感器感測送風(fēng)的溫度和濕度，并根據感測的送風(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調節，即根據設定的送風(fēng)含濕量與計算所得送風(fēng)含濕量進(jìn)行模糊智能PI運算，并把最終計算結果輸出至控制對象，即冷凍水流量調節閥和制冷壓縮機；當送風(fēng)含濕量大于設定含濕量時(shí)，優(yōu)先調節冷凍水流量調節閥，不斷增加冷凍水流量調節閥的開(kāi)度，當冷凍水流量調節閥開(kāi)度達到最大時(shí)，如果送風(fēng)含濕量仍大于設定含濕量，此時(shí)啟動(dòng)制冷壓縮機，同時(shí)冷凍水流量調節閥的開(kāi)度減至最小，如果送風(fēng)含濕量仍大于設定含濕量，這時(shí)冷凍水流量調節閥的開(kāi)度不斷增大，直到送風(fēng)含濕量等于設定含濕量；當送風(fēng)含濕量小于設定含濕量時(shí)，此時(shí)優(yōu)先減小冷凍水流量調節閥的開(kāi)度，當冷凍水流量調節閥的開(kāi)度減至最小，而送風(fēng)含濕量仍小于設定含濕量時(shí)，此時(shí)停止制冷壓縮機，同時(shí)把冷凍水流量調節閥的開(kāi)度開(kāi)到最大，如果此時(shí)送風(fēng)含濕量仍小于設定含濕量，繼續不斷減小冷凍水流量調節閥的開(kāi)度，直到送風(fēng)含濕量等于設定含濕量；

　　送風(fēng)溫度采用PI控制方式，即根據送風(fēng)溫度與設定溫度的差值進(jìn)行PI計算，最終把運算結果輸出至制冷劑三通比例調節閥；當送風(fēng)溫度低于設定溫度時(shí)，不斷增大制冷劑三通比例調節閥的開(kāi)度，直到送風(fēng)溫度等于設定溫度；當送風(fēng)溫度高于設定溫度時(shí)，不斷減小制冷劑三通比例調節閥的開(kāi)度，直到送風(fēng)溫度等于設定溫度。

　　本發(fā)明與現有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

　?。?）采用分置式熱管技術(shù)，充分回收排風(fēng)冷量對新風(fēng)進(jìn)行預冷，降低后級除濕裝置負荷，提高整機能效。

　?。?）應用冷凝熱多點(diǎn)排熱技術(shù)，通過(guò)再熱冷凝器有效回收除濕機冷凝熱來(lái)對空氣進(jìn)行調溫處理，不需要多余的能耗裝置，即可實(shí)現出風(fēng)溫度在16—24℃之間連續可調，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，又節約了冷卻水耗量。

　　本發(fā)明將雙冷源深度除濕、熱管節能、冷凝熱多點(diǎn)排熱、內置式蒸發(fā)式冷凝，排風(fēng)和冷凝水能量回收等多維節能技術(shù)綜合利用，具有結構簡(jiǎn)單合理、制作成本低、智能化程度高、操作靈活、能耗低的特點(diǎn)。

　　附圖說(shuō)明

　　圖1為本發(fā)明的系統原理圖；

　　圖2為本發(fā)明的結構示意圖。

　　具體實(shí)施方式

　　下面結合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)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節閥，9為壓縮機，10為凝結水盤(pán)，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為冷凍水流量調節閥，20為溫濕度傳感器，22為電控箱，a為進(jìn)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(shí)線(xiàn)表示空氣的氣流通道，細實(shí)線(xiàn)代表制冷劑路，虛線(xiàn)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、直膨除濕系統和冷凝水回收系統，以上裝置和系統構成新風(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；

　　所述表冷除濕系統包括表冷器12和冷凍水流量調節閥17，所述表冷器12設置在所述熱管蒸發(fā)段11的出風(fēng)側，冷凍水流量調節閥17設置在所述表冷器12的出水管路上；

　　所述直膨除濕系統為直接蒸發(fā)式制冷裝置，它包括設置在所述新風(fēng)處理功能段的壓縮機9、制冷劑三通比例調節閥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節閥8的進(jìn)口a相連通，制冷劑三通比例調節閥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(jìn)口相連通，制冷劑三通比例調節閥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(jìn)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，構成制冷回路；制冷劑三通比例調節閥8通過(guò)控制器來(lái)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(fēng)側；所述散熱冷凝器3設置在所述蒸發(fā)式冷凝器2的出風(fēng)側；

　　所述直膨除濕系統的主冷凝器為蒸發(fā)式冷凝器2，它的循環(huán)水通過(guò)進(jìn)水管及回水管與水箱6連接，所述進(jìn)水管、回水管和水箱6設在所述新風(fēng)處理功能段，所述進(jìn)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(pán)管表面，冷卻盤(pán)管內的高溫汽態(tài)制冷劑。室內排風(fēng)在排風(fēng)機4的牽引下，經(jīng)過(guò)冷凝盤(pán)管，一方面冷卻水，一方面強化水蒸發(fā)。冷凝盤(pán)管處水與空氣為相互接觸換熱。循環(huán)水系統蒸發(fā)掉的水可通過(guò)補水口d從外部供水源處得到補充。水箱6的水位通過(guò)浮球閥來(lái)控制。水箱6內補水過(guò)多或回水過(guò)多要溢出時(shí)，通過(guò)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包括冷凝水泵7、凝結水盤(pán)10和水箱6，新風(fēng)流經(jīng)表冷器12和蒸發(fā)器13，會(huì )伴有持續的冷凝水產(chǎn)生，冷凝水聚集在凝結水盤(pán)10里，通過(guò)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有溫濕度傳感器20；

　　所述排風(fēng)冷凝功能段的出口端設有內嵌式電控箱22。

　　新風(fēng)處理功能段主要對新風(fēng)進(jìn)行處理，處理過(guò)程為：新風(fēng)先經(jīng)過(guò)熱管蒸發(fā)器11預冷降溫，然后經(jīng)過(guò)表冷器12一級降溫除濕，再經(jīng)過(guò)蒸發(fā)器13二級降溫除濕，最后經(jīng)過(guò)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)的冷量帶走系統的冷凝熱，在排風(fēng)機4的牽引下，排風(fēng)依次經(jīng)過(guò)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構，整機分為上下兩部分，下部設置新風(fēng)處理通道，上部設置排風(fēng)冷凝通道，熱管蒸發(fā)段、表冷器和蒸發(fā)器依次設置在新風(fēng)處理通道的進(jìn)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置在排風(fēng)冷凝通道的進(jìn)風(fēng)口上。新風(fēng)處理通道的出風(fēng)口設置有送風(fēng)機，排風(fēng)冷凝通道的出風(fēng)口設置有排風(fēng)機。室內排風(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。

　　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(guò)機組處理后直接送至使用場(chǎng)合，適用于全新風(fēng)空氣處理系統。又可作為溫濕度獨立控制系統的一種構建方式，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(gè)參數，通過(guò)溫濕度傳感器感測送風(fēng)的溫度和濕度，并根據感測的送風(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調節，即根據設定的送風(fēng)含濕量與計算所得送風(fēng)含濕量進(jìn)行模糊智能PI運算，并把最終計算結果輸出至控制對象，即冷凍水流量調節閥和制冷壓縮機；當送風(fēng)含濕量大于設定含濕量時(shí)，優(yōu)先調節冷凍水流量調節閥，不斷增加冷凍水流量調節閥的開(kāi)度，當冷凍水流量調節閥開(kāi)度達到最大時(shí)，如果送風(fēng)含濕量仍大于設定含濕量，此時(shí)啟動(dòng)制冷壓縮機，同時(shí)冷凍水流量調節閥的開(kāi)度減至最小，如果送風(fēng)含濕量仍大于設定含濕量，這時(shí)冷凍水流量調節閥的開(kāi)度不斷增大，直到送風(fēng)含濕量等于設定含濕量；當送風(fēng)含濕量小于設定含濕量時(shí)，此時(shí)優(yōu)先減小冷凍水流量調節閥的開(kāi)度，當冷凍水流量調節閥的開(kāi)度減至最小，而送風(fēng)含濕量仍小于設定含濕量時(shí)，此時(shí)停止制冷壓縮機，同時(shí)把冷凍水流量調節閥的開(kāi)度開(kāi)到最大，如果此時(shí)送風(fēng)含濕量仍小于設定含濕量，繼續不斷減小冷凍水流量調節閥的開(kāi)度，直到送風(fēng)含濕量等于設定含濕量；

　　送風(fēng)溫度采用PI控制方式，即根據送風(fēng)溫度與設定溫度的差值進(jìn)行PI計算，最終把運算結果輸出至制冷劑三通比例調節閥；當送風(fēng)溫度低于設定溫度時(shí)，不斷增大制冷劑三通比例調節閥的開(kāi)度，直到送風(fēng)溫度等于設定溫度；當送風(fēng)溫度高于設定溫度時(shí)，不斷減小制冷劑三通比例調節閥的開(kāi)度，直到送風(fēng)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(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。本實(shí)施例中未明確的各組成部分均可用現有技術(shù)加以實(shí)現。