CN101907328A - 多段控制的新型空调系统 - Google Patents

Abstract

多段控制的新型空调系统，包括依次顺序连接的处理空气过滤器、第一处理空气加热器、第一蒸发器、吸湿转轮、加湿器、第二蒸发器、第二处理空气加热器、处理风机；还包括依次顺序连接的再生空气过滤器、再生空气加热器、吸湿转轮、再生风机；以及旁通风道；并且在各个空气处理段之间均设置有温湿度变送器和相应的风阀；各个温湿度变送器、风阀均与PLC可编程控制器电联接。其优点是：在各个空气处理段均设置了温湿度变送器并设置了相应的风阀，能够及时将该段的温湿度信号反馈到PLC可编程控制器，PLC可编程控制器继而控制该段的风阀的开度，调节进入下一段的风量大小，减小送风系统无谓压力损失。从而节约了大量电能，减低了使用成本。

Description

多段控制的新型空调系统

技术领域

本发明属于空气干燥、除湿设备领域，特别涉及一种多段控制的新型空调系统。

背景技术

目前，现有技术中的空调机组，通常包括压缩机、冷凝器、蒸发器、处理风机、处理空气风道、吸湿转轮总成、加湿总成、处理空气加热器、再生风机、再生空气风道、再生空气加热器和电气控制系统(含温湿度控制元件)。高温潮湿的环境下，空气通过蒸发器(前级)时，空气被蒸发器盘管冷却降温，空气随着温度的降低，空气中的水蒸汽逐渐凝结，并达到饱和状态，当空气的露点继续降低时，空气中的水蒸汽就变成凝结水并析出，从而空气中的绝对含水量得到降低，空气实现了初步的降温除湿过程；当该部分空气继续通过吸湿转轮的处理区域时，其中的水分被转轮中的吸湿介质所吸附，水分子同时发生相变，并释放出潜热，转轮也因吸湿了一定的水分而逐渐趋向饱和；这时空气因自身的水分减少和潜热释放而变成干热的空气，空气实现了进一步的升温除湿过程，之后空气可再通过蒸发器(后级)降温后由处理风机送出；同时在再生区域，空气先经过再生空气加热器后，变成高温空气并穿过吸湿后的饱和转轮，使转轮中已吸附的水分蒸发，从而恢复了转轮的吸湿能力；同时该部分空气因转轮中水分的蒸发而变成湿空气，之后再通过再生风机将湿空气排到室外。低温干燥的环境下，空气通过处理空气加热器(前级)实现初步的加热升温后，经由加湿器加湿，之后可通过处理空气加热器(后级)实现进一步的加热升温后由处理风机送出。

随着经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，人们对空调设备的节能要求也日益提高。就空调机组而言，其热湿负荷与使用季节及使用地点的相关程度较大(夏季、低纬度地区的设备热湿负荷较冬季、高纬度地区要大)，相应地极端热湿工况之间的差异也大。特种空调机组一般是按照最不利工况设计的，因而能否保证在热湿负荷较小的情况下，设备卸载运行的有效性是衡量节能与否的关键。目前采取的技术方案有以下几种：一是采用多台压缩机或具备多级卸载形式的压缩机，同时使蒸发器与冷凝器也需分成相应的组分；二是采用多级的处理空气加热器与再生空气加热器；但这两种卸载方式在临界工况时会导致部件频繁加载卸载，例如当出口空气参数要求恒定时制冷系统与加热器都采用25％-50％-75％-100％四级卸载，当过渡季节负载刚好处于每一级附近时，一方面对电器部件尤其是压缩机的使用寿命是不利的，另一方面如果热负载为极端负荷的26％刚好略微超过制冷系统25％卸载点，此时制冷系统将只能处于50％负载运行，由此空气经过蒸发器(前级)温度降的过低，导致需要处理空气加热器(后级)提供更多的加热量以保证出口温度的稳定。同样地，如果吸湿转轮前的湿负载为极端负于50％负载运行，由此空气经过吸湿转轮温度升高同时含湿量减少，导致需要加湿器提供更多的水分以保证出口湿度的稳定，同时需要处理空气加热器(后级)提供更多的加热量以保证出口温度的稳定，这都会增加系统的额外功耗；三是采用可变频风机(热湿负荷较小的情况下通过减小电机运行频率而降低其运行功耗)或多台风机并联运行，但卸载时风机的通风量与风压也会减少，固而对需保证额定通风量为与出风余压的使用场合不适用。

无论各功能部件是否需要处于运行状态，空气都必须流经该部件。例如，，高温潮湿的环境下，空气无须经过处理空气加热器(前级)、加湿器、处理空气加热器(后级)；低温干燥的环境下，空气无须经过蒸发器(前级)、吸湿转轮、蒸发器(后级)；常温常湿天气时，空气无须经过处理空气加热器(前级)、蒸发器(前级)、吸湿转轮、加湿器、蒸发器(后荷的26％刚好略微超过再生空气加热器的25％卸载点，此时再生空气加热器将只能处级)、处理空气加热器(后级)。一方面，空气流经各部件就会产生局部阻力损失；另一方面，空气流经各部件就会伴随氧化老化过程。对蒸发器与加热器而言，会使其换热部件表面氧化，增加表面热阻降低其传热系数进而影响整体换热效果。对加热器等电器部件而言，当潮湿空气经过时增加了电气线路及感温元件的潜在受潮风险。对吸湿转轮而言，当入口空气露点温度达到设定参数要求时吸湿转轮总成(吸湿转轮、再生空气加热器与再生风机等)是处于静止状态的，只要空气中含有一定的水分(事实上环境空气也总是含有一定的水分)，吸湿转轮中的吸湿介质就会缓慢地吸附水分，但由于此时吸附的水分得不到及时地排出，吸湿转轮会逐渐趋向饱和，长期如此会导致吸附能力的下降并影响正常使用寿命。

综上所述，现有技术中的空调机组采用的结构形式与控制模式不能很好地实现在多工况之间的节能经济运行。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种能在减小送风系统无谓压力损失的同时降低设备的功耗，并延长主要部件的有效使用寿命的多段控制的新型空调系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：多段控制的新型空调系统，包括处理空气过滤器、第一处理空气加热器、第一蒸发器、吸湿转轮、加湿器、第二蒸发器、第二处理空气加热器、处理风机，还包括再生空气过滤器、再生空气加热器、再生风机，所述处理空气过滤器、第一处理空气加热器、第一蒸发器、吸湿转轮、加湿器、第二蒸发器、第二处理空气加热器、处理风机依次顺序连接；所述再生空气过滤器、再生空气加热器、吸湿转轮、再生风机依次顺序连接，其特征在于：所述处理空气过滤器和处理风机之间设置有旁通风道，所述处理空气过滤器和旁通风道之间连接第九风阀，所述旁通风道与处理风机之间连接第十风阀；

所述处理空气过滤器与所述第一处理空气加热器之间设置有第一温湿度变送器，所述处理空气过滤器和所述第一温湿度变送器之间连接第一风阀；

所述第一处理空气加热器与所述第一蒸发器之间设置有第二温湿度变送器，所述第二温湿度变送器与所述旁通风道之间连接第二风阀；

所述第一蒸发器与所述吸湿转轮之间设置有第三温湿度变送器，所述第三温湿度变送器与所述旁通风道之间连接第三风阀；

所述吸湿转轮与所述加湿器之间设置有第四温湿度变送器，所述第四温湿度变送器与所述旁通风道之间连接第四风阀；

所述加湿器与所述第二蒸发器之间设置有第五温湿度变送器，所述第五温湿度变送器与所述旁通风道之间连接第五风阀；

所述第二蒸发器与第二处理空气加热器之间设置有第六温湿度变送器，所述第六温湿度变送器与所述旁通风道之间连接第六风阀。

优选的，所述再生空气过滤器与所述再生空气加热器之间设置有第七温湿度变送器，所述再生空气过滤器和所述第七温湿度变送器之间连接第七风阀；所述再生空气过滤器和所述旁通风道之间连接第八风阀；所述第一温湿度变送器、第二温湿度变送器、第三温湿度变送器、第四温湿度变送器、第五温湿度变送器、第六温湿度变送器、第七温湿度变送器均电联接一PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器电联接所述第一风阀、第二风阀、第三风阀、第四风阀、第五风阀、第六风阀、第七风阀、第八风阀、第九风阀、第十风阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：因为本发明中，在各个空气处理段均设置了温湿度变送器，并设置了相应的风阀，温湿度变送器能够及时将该段的温湿度信号反馈到PLC可编程控制器，PLC可编程控制器继而控制该段的风阀的开度，调节进入下一处理段的风量的大小，减小了送风系统无谓压力损失。在夏季或天气潮湿季节，处理空气经过第一蒸发器降温和除湿的初步处理后，进入了吸湿转轮进一步除湿，之后，即可直接由处理风机送出。此过程中，处理空气可不通过第一处理空气加热器、加湿器、第二蒸发器和第二处理空气加热器；在冬季或天气干燥季节，处理空气经过第一处理空气加热器、加湿器和第二处理空气加热器，进行升温加湿再升温后送出由处理风机送出。此过程中，处理空气可不通过第一蒸发器、吸湿转轮和第二蒸发器；在春、秋季及常温常湿天气时，处理空气可不通过各个功能段，而全部经旁通风道后从处理风机排出到空调房。从而不但增加了吸湿转轮等重要部件的使用寿命，而且节约了大量电能，减低了使用成本。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图中标记为：

1、处理空气过滤器；21、第一处理空气加热器；22、第二处理空气加热器；31、第一蒸发器；32、第二蒸发器；4、吸湿转轮；5、加湿器；6、处理风机；7、旁通风道；81、第一风阀；82、第二风阀；83、第三风阀；84、第四风阀；85、第五风阀；86、第六风阀；87、第七风阀；88、第八风阀；89、第九风阀；80、第十风阀；91、第一温湿度变送器；92、第二温湿度变送器；93、第三温湿度变送器；94、第四温湿度变送器；95、第五温湿度变送器；96、第六温湿度变送器；97、第七温湿度变送器；101、再生空气过滤器；102、再生空气加热器；103、再生风机。

具体实施方式

下面结合附图实施例，对本发明做进一步描述：

如图1所示，多段控制的新型空调系统，包括处理空气过滤器1、第一处理空气加热器21、第一蒸发器31、吸湿转轮4、加湿器5、第二蒸发器32、第二处理空气加热器22、处理风机6，还包括再生空气过滤器101、再生空气加热器102、再生风机103，所述处理空气过滤器1、第一处理空气加热器21、第一蒸发器31、吸湿转轮4、加湿器5、第二蒸发器32、第二处理空气加热器22、处理风机6依次顺序连接；所述再生空气过滤器101、再生空气加热器102、吸湿转轮4、再生风机103依次顺序连接；

所述处理空气过滤器1和处理风机6之间设置有旁通风道7，所述处理空气过滤器1和旁通风道7之间连接第九风阀89，所述旁通风道与处理风机之间连接第十风阀80；

所述处理空气过滤器1与所述第一处理空气加热器21之间设置有第一温湿度变送器91，所述处理空气过滤器1和所述第一温湿度变送器91之间连接第一风阀81；

所述第一处理空气加热器21与所述第一蒸发器31之间设置有第二温湿度变送器92，所述第二温湿度变送器92与所述旁通风道7之间连接第二风阀82；

所述第一蒸发器31与所述吸湿转轮4之间设置有第三温湿度变送器93，所述第三温湿度变送器93与所述旁通风道7之间连接第三风阀83；

所述吸湿转轮4与所述加湿器5之间设置有第四温湿度变送器94，所述第四温湿度变送器94与所述旁通风道7之间连接第四风阀84；

所述加湿器5与所述第二蒸发器32之间设置有第五温湿度变送器95，所述第五温湿度变送器95与所述旁通风道7之间连接第五风阀85；

所述第二蒸发器32与第二处理空气加热器22之间设置有第六温湿度变送器96，所述第六温湿度变送器96与所述旁通风道7之间连接第六风阀86；

所述再生空气过滤器101与所述再生空气加热器102之间设置有第七温湿度变送器97，所述再生空气过滤器101和所述第七温湿度变送器97之间连接第七风阀87；所述再生空气过滤器101和所述旁通风道7之间连接第八风阀88；

所述第一温湿度变送器91、第二温湿度变送器92、第三温湿度变送器93、第四温湿度变送器94、第五温湿度变送器95、第六温湿度变送器96、第七温湿度变送器97均电联接一PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器电联接所述第一风阀81、第二风阀82、第三风阀83、第四风阀84、第五风阀85、第六风阀86、第七风阀87、第八风阀88、第九风阀89、第十风阀80。

本发明的工作原理和工作过程如下：

如图1所示，处理空气流经处理空气过滤器1后，PLC可编程控制器根据设置在该段的第一温湿度变送器91反馈的情况，控制第一风阀81和第九风阀89的开度，继而调节进入第一处理空气加热器21与旁通风道7的风量比例；而后，PLC可编程控制器根据在该段的第二温湿度变送器92反馈的情况，控制第二风阀82的开度，继而调节进入第一蒸发器31与旁通风道7的风量比例；而后，PLC可编程控制器根据该段的第三温湿度变送器93反馈的情况，控制第三风阀83的开度，继而调节进入处理区域的吸湿转轮4与旁通风道7的风量比例；而后，PLC可编程控制器根据在该段的第四温湿度变送器94反馈的情况，控制第四风阀84的开度，继而调节进入加湿器5与旁通风道7的风量比例；而后，PLC可编程控制器根据该段的第五温湿度变送器95反馈的情况，控制第五风阀85的开度，继而调节进入第二蒸发器32与旁通风道7的风量比例；而后，PLC可编程控制器根据该段的第六温湿度变送器96反馈的情况，控制第六风阀86和第十风阀80的开度，继而调节进入第二处理空气加热器22与旁通风道7的风量比例，继而由处理风机6排出到空调房。

此外，另一路空气流经再生空气过滤器101后，根据设置在该段的第七温湿度变送器97反馈的情况，控制第七风阀87和第八风阀88的开度，继而调节进入再生空气加热器102与旁通风道7的风量比例；再生风经再生区域的吸湿转轮4，由再生风机103排出到室外。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，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、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (2)

1.多段控制的新型空调系统，包括处理空气过滤器(1)、第一处理空气加热器(21)、第一蒸发器(31)、吸湿转轮(4)、加湿器(5)、第二蒸发器(32)、第二处理空气加热器(22)、处理风机(6)，还包括再生空气过滤器(101)、再生空气加热器(102)、再生风机(103)，所述处理空气过滤器(1)、第一处理空气加热器(21)、第一蒸发器(31)、吸湿转轮(4)、加湿器(5)、第二蒸发器(32)、第二处理空气加热器(22)、处理风机(6)依次顺序连接；所述再生空气过滤器(101)、再生空气加热器(102)、吸湿转轮(4)、再生风机(103)依次顺序连接，其特征在于：所述处理空气过滤器(1)和处理风机(6)之间设置有旁通风道(7)，所述处理空气过滤器(1)和旁通风道(7)之间连接第九风阀(89)，所述旁通风道与处理风机之间连接第十风阀(80)；

所述处理空气过滤器(1)与所述第一处理空气加热器(21)之间设置有第一温湿度变送器(91)，所述处理空气过滤器(1)和所述第一温湿度变送器(91)之间连接第一风阀(81)；

所述第一处理空气加热器(21)与所述第一蒸发器(31)之间设置有第二温湿度变送器(92)，所述第二温湿度变送器(92)与所述旁通风道(7)之间连接第二风阀(82)；

所述第一蒸发器(31)与所述吸湿转轮(4)之间设置有第三温湿度变送器(93)，所述第三温湿度变送器(93)与所述旁通风道(7)之间连接第三风阀(83)；

所述吸湿转轮(4)与所述加湿器(5)之间设置有第四温湿度变送器(94)，所述第四温湿度变送器(94)与所述旁通风道(7)之间连接第四风阀(84)；

所述加湿器(5)与所述第二蒸发器(32)之间设置有第五温湿度变送器(95)，所述第五温湿度变送器(95)与所述旁通风道(7)之间连接第五风阀(85)；

所述第二蒸发器(32)与第二处理空气加热器(22)之间设置有第六温湿度变送器(96)，所述第六温湿度变送器(96)与所述旁通风道(7)之间连接第六风阀(86)。

2.根据权利要求1所述的多段控制的新型空调系统，其特征在于：所述再生空气过滤器(101)与所述再生空气加热器(102)之间设置有第七温湿度变送器(97)，所述再生空气过滤器(101)和所述第七温湿度变送器(97)之间连接第七风阀(87)；所述再生空气过滤器(101)和所述旁通风道(7)之间连接第八风阀(88)；所述第一温湿度变送器(91)、第二温湿度变送器(92)、第三温湿度变送器(93)、第四温湿度变送器(94)、第五温湿度变送器(95)、第六温湿度变送器(96)、第七温湿度变送器(97)均电联接一PLC可编程控制器，所述PLC可编程控制器电联接所述第一风阀(81)、第二风阀(82)、第三风阀(83)、第四风阀(84)、第五风阀(85)、第六风阀(86)、第七风阀(87)、第八风阀(88)、第九风阀(89)、第十风阀(80)。