CN102003754A - 舰船用低温送风空调装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种舰船用低温送风空调装置及其控制方法，包括空调器、带有一次回风口和新风口的新回风混合箱和PLC控制系统，一次回风口上设有一次回风阀和第一温湿度传感器，新风口上设有新风阀，空调器上设有二次回风口，二次回风口上设有二次回风阀和第二温湿度传感器，空调器出风箱上设有第三温湿度传感器，第一、二回风阀、第一、二、三温湿度传感器和新风阀均连接PLC控制系统。本发明在空调壳体上设有一次风口、二次回风口和新风口，利用多个温湿度传感器配合多个风阀保证输出低温出风的同时兼顾温度控制精度，精确控制出风温度，对于送风凝露起有效控制，其结构简单、紧凑，低温送风使用精度高、安全性能高，适合舰船、潜艇等使用。

Description

舰船用低温送风空调装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种低温送风空调装置，具体说是一种能有效防止低温送风产生凝露的空调装置及其控制方法。

背景技术

美国早在80年代开始关注冰蓄冷技术，并出现了低温送风系统。90年代末编写了关于低温送风系统的设计指南（Cold Air Distribution System Design Guide）文献1。日本则是在90年代开始投入对冰蓄冷技术的实用研究，而对低温送风系统的研究出现得较晚，2004年才由日本空调卫生学会组织编写出版了《低温送风空调系统的规划与设计》文献2，至此，美，日两大空调技术大国对冰蓄冷空调系统可谓是从理论研究到实际应用技术作了总括，也为我国的低温空调技术的应用普及提供了参考。

低温送风技术目前国外陆用已有比较成熟的技术及实际经验，但一般都和冰蓄冷技术相结合用于小型商业建筑的诱引送风中。我国一些特种舰船、潜艇上空调系统需要满足安装空间小，噪音低，能耗小要求，常规舰船空调送风温差一般为10℃，为了满足舰船的人体舒适性及设备的正常工作，采用的风管直径较大，数量也多，需要较大的安装空间，并且由于风量大所以造成的噪音也很大。而采用舰船用低温送风空调装置的系统送风温差可以达到15℃，这样同等的条件下送风量比采用常规舰船空调的系统小30%左右，从而达到了降低噪音，减小系统的布置空间，并达到了减小系统能耗的目的，可以看出舰船用低温送风空调装置是非常适合在特种舰船、潜艇等一些具有特殊要求领域的应用。但是在上述特种舰船、潜艇等等场合使用时，低温送风与舱内空气温差较大，易产生凝露现象，影响到特种舰船、潜艇的设备精密，存在安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术中舰船用低温送风空调易产生凝露现象，影响设备使用精度，使用安全性能低，存在安全隐患等不足，本发明型提供了一种舰船用低温送风空调装置及其控制方法，能有效控制凝露现象产生，确保设备使用精度，提高安全性能，适合特种舰船、潜艇等一些具有特殊要求领域的应用。

本发明采用的技术方案是：一种舰船用低温送风空调装置，包括空调器壳体、带有一次回风口和新风口的新回风混合箱、蒸发器、加湿器、无蜗壳风机、出风箱、PLC控制系统、压缩机和冷凝器，新回风混合箱经蒸发器、加湿器、无蜗壳风机连通出风箱，其技术特点是所述一次回风口上设有一次回风阀和第一温湿度传感器，新风口上设有新风阀，所述无蜗壳风机与加湿器间的空调器壳体上设有二次回风口，二次回风口上设有二次回风阀，二次回风口与加湿器间的空调壳体内设有第二温湿度传感器，所述出风箱上设有第三温湿度传感器，所述第一、二回风阀、第一、二、三温湿度传感器和新风阀均连接PLC控制系统。

一种舰船用低温送风空调装置的控制方法，包括以下步骤：

(1)开机准备：接通电源并打开PLC控制系统输入房间需要温度t0，空调自动运行，设定空调出风温度t3；

(2)PLC控制系统时间清零，无蜗壳风机启动，新风阀开启设定位置，一次回风全开，二次回风关闭；

(3)由一次回风口第一温湿度传感器采集空调区域温度t1和湿度                                               

1，如t1小于t0，空调不启动；如t1大于t0，由PLC控制系统计算出室内温度t1和湿度

1的凝露温度t2，空调进行自检，电压、水压、相序；

(4)空调自检不合格则停机，PLC控制系统显示报警；空调自检合格，压缩机卸载启动，50%能级启动机制，检测压缩机的高、低压、油压、线圈温度，检测不合格则停机、PLC控制系统显示报警，检测合格运行0.5分钟后由出风箱上第三温湿度传感器采集出风温度t3；

(5)PLC控制系统进行防凝露计算，如t2大于t3，出风箱处会产生凝露，PLC控制系统再次调整t3至t2温度或高于t2温度1-2℃，调整新风阀增开、二次回风阀增开、一次回风阀减小到适当开启位置，如t2小于t3，出风温度t3无须再调整，出风箱开始出风；

(6)由一次回风口第一温湿度传感器采集回风温度t4，如t4小于t0，温度已经降低至需要，压缩机停机，如t4大于t0，温度未降至需要，空调继续运行；

(7)PLC控制空调继续运行20分钟，第一温湿度传感器采集回风温度t4，如t4大于t0+2℃，室内温度高，压缩机工作负荷100%全开，如t4小于t0+2℃，压缩机持续工作负荷50%；

(8)空调持续运行，第一温湿度传感器采集回风温度t1，如t1小于t0，风机停机，新风阀关闭，如t1大于t0，重复上述步骤(3)-(7)；

(9) 停机10分钟后，如电源接通、PLC控制系统处于开机状态，重复上述步骤(2)-(8)；如切断电源或关闭PLC控制系统，空调装置停机。

采用以上技术方案后，本发明达到的有益效果是：

1、采用无蜗壳风机具有压头大、噪音小、功率低等特点；蒸发器采用特殊设计管排增加、特殊的翅片形式能满足大焓降的要求；利用二次回风再热，比常规空调可以有效减少20%的能耗；送风温度低可以大大减少送风量的同时满足其空气调节要求，减小风管工程的安装空间及风管数量;

2、新风和一次回风混合后经过特殊设计的大焓降蒸发器降温降湿后，再经过电动执行器控制一次、二次回风门及新风口达到一个合理的比例，送出合适的低温空气至个舱室满足船舶空气调节要求，同时温、湿度控制传感器由PLC控制系统根据回风温湿度自动调整防止凝露现象，进一步提高供风的空气品质，满足舰船人员的舒适性要求。

本发明在空调壳体上设有一次风口、二次回风口和新风口，利用多个温湿度传感器配合多个风阀保证输出低温出风的同时兼顾温度控制精度，精确控制出风温度，对于送风凝露起有效控制，空调装置结构简单、紧凑，低温送风使用精度高、安全性能高，适合舰船、潜艇等使用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图;

图2为本发明控制原理图。

图中：空调器壳体1，新风口2，一次回风口3，蒸发器4，加湿器5，二次回风口6，无蜗壳风机7，出风箱8，PLC控制系统9，压缩机10，冷凝器11，新风阀12，一次回风阀13，二次回风阀14，第一温湿度传感器15，第二温湿度传感器16，第三温湿度传感器17。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1所示，舰船用低温送风空调装置包括空调器壳体1、带有一次回风口3和新风口2的新回风混合箱、蒸发器4、加湿器5、无蜗壳风机7、出风箱8、冷凝器11、压缩机10和PLC控制系统9。新回风混合箱经蒸发器4、加湿器5、无蜗壳风机7连通出风箱8，一次回风口3上设有一次回风阀13和第一温湿度传感器15，新风口2上设有新风阀12；无蜗壳风机7与加湿器5间的空调器壳体1上设有二次回风口6，二次回风口6上设有二次回风阀14，二次回风口6与加湿器5间的空调壳体1内设有第二温湿度传感器16；出风箱8上设有第三温湿度传感器17；第一、二回风阀、第一、二、三温湿度传感器和新风阀均连接PLC控制系统。

图2所示舰船用低温送风空调装置的控制方法，包括以下步骤：

(1)开机准备：接通电源并打开PLC控制系统输入房间需要温度t0，空调自动运行，设定空调出风温度t3；

(2)PLC控制系统时间清零，无蜗壳风机启动，新风阀开启设定位置，一次回风全开，二次回风关闭；

(3)由一次回风口第一温湿度传感器采集空调区域温度t1和湿度

1，如t1小于t0，空调不启动；如t1大于t0，由PLC控制系统计算出室内温度t1和湿度

1的凝露温度t2，空调进行自检，电压、水压、相序；

(4)空调自检不合格则停机，PLC控制系统显示报警；空调自检合格，压缩机卸载启动，50%能级启动机制，检测压缩机的高、低压、油压、线圈温度，检测不合格则停机、PLC控制系统显示报警，检测合格运行0.5分钟后由出风箱上第三温湿度传感器采集出风温度t3；

(5)PLC控制系统进行防凝露计算，如t2大于t3，出风箱处会产生凝露，PLC控制系统再次调整t3至t2温度或高于t2温度1-2℃，调整新风阀增开、二次回风阀增开、一次回风阀减小到适当开启位置，如t2小于t3，出风温度t3无须再调整，出风箱开始出风；

(6)由一次回风口第一温湿度传感器采集回风温度t4，如t4小于t0，温度已经降低至需要，压缩机停机，如t4大于t0，温度未降至需要，空调继续运行；

(7)PLC控制空调继续运行20分钟，第一温湿度传感器采集回风温度t4，如t4大于t0+2℃，室内温度高，压缩机工作负荷100%全开，如t4小于t0+2℃，压缩机持续工作负荷50%；

(8)空调持续运行，第一温湿度传感器采集回风温度t1，如t1小于t0，风机停机，新风阀关闭，如t1大于t0，重复上述步骤(3)-(7)；

(9) 停机10分钟后，如电源接通、PLC控制系统处于开机状态，重复上述步骤(2)-(8)；如切断电源或关闭PLC控制系统，空调装置停机。

接通电源后，输入设定房间温度，风机优先启动2min以后，新风阀调到合适位置，第一温湿度传感器采集空调区域温/湿度并自动计算出凝露温度（防止初期因为送风温度低于凝露温度而产生大量露水），检查相关数据并启动压缩机开始制冷，如果出风温度偏离设定直时，PLC控制系统自动根据编入的程序调节二次回风阀及新风阀以及压缩机的输出冷量保证送风温度的恒定，达到要求后可以自动关闭装置，当偏离设定要求可自动上述过程。PLC控制系统可通过屏幕提供即时的实际相关数据，方便操作员了解现状并作出相关控制。

Claims (2)

1.一种舰船用低温送风空调装置，包括空调器壳体(1)、带有一次回风口(3)和新风口(2)的新回风混合箱、蒸发器(4)、加湿器(5)、无蜗壳风机(7)、出风箱(8)、PLC控制系统(9)、压缩机(10)和冷凝器(11)，新回风混合箱经蒸发器、加湿器、无蜗壳风机连通出风箱，其特征在于：所述一次回风口(3)上设有一次回风阀(13)和第一温湿度传感器(15)，新风口(2)上设有新风阀(12)，所述无蜗壳风机(7)与加湿器(5)间的空调器壳体(1)上设有二次回风口(6)，二次回风口上设有二次回风阀(14)，二次回风口与加湿器间的空调器壳体内设有第二温湿度传感器(16)，所述出风箱(8)上设有第三温湿度传感器(17)，所述第一、二回风阀、第一、二、三温湿度传感器和新风阀均连接PLC控制系统。

2.一种采用权利要求1所述的舰船用低温送风空调装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)开机准备：接通电源并打开PLC控制系统输入房间需要温度t0，空调自动运行，设定空调出风温度t3；

(2)PLC控制系统时间清零，无蜗壳风机启动，新风阀开启设定位置，一次回风全开，二次回风关闭；

(3)由一次回风口第一温湿度传感器采集空调区域温度t1和湿度                                                

1，如t1小于t0，空调不启动；如t1大于t0，由PLC控制系统计算出室内温度t1和湿度

1的凝露温度t2，空调进行自检，电压、水压、相序；

(4)空调自检不合格则停机，PLC控制系统显示报警；空调自检合格，压缩机卸载启动，50%能级启动机制，检测压缩机的高、低压、油压、线圈温度，检测不合格则停机、PLC控制系统显示报警，检测合格运行0.5分钟后由出风箱上第三温湿度传感器采集出风温度t3；

(5)PLC控制系统进行防凝露计算，如t2大于t3，出风箱处会产生凝露，PLC控制系统再次调整t3至t2温度或高于t2温度1-2℃，调整新风阀增开、二次回风阀增开、一次回风阀减小到适当开启位置，如t2小于t3，出风温度t3无须再调整，出风箱开始出风；

(6)由一次回风口第一温湿度传感器采集回风温度t4，如t4小于t0，温度已经降低至需要，压缩机停机，如t4大于t0，温度未降至需要，空调继续运行；

(7)PLC控制空调继续运行20分钟，第一温湿度传感器采集回风温度t4，如t4大于t0+2℃，室内温度高，压缩机工作负荷100%全开，如t4小于t0+2℃，压缩机持续工作负荷50%；

(8)空调持续运行，第一温湿度传感器采集回风温度t1，如t1小于t0，风机停机，新风阀关闭，如t1大于t0，重复上述步骤(3)-(7)；

(9)停机10分钟后，如电源接通、PLC控制系统处于开机状态，重复上述步骤(2)-(8)；如切断电源或关闭PLC控制系统，空调装置停机。

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