CN102095231B - 超低湿复合型除湿机的控制方法 - Google Patents

超低湿复合型除湿机的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种超低湿复合型除湿机的控制方法,包括以下步骤:一、通过温度传感器感测第一风机的进风温度,按进风温度控制一级冷冻除湿系统的启停,高于设定值,启动第一压缩机,低于设定值,停止第一压缩机;二、第一温湿度传感器按进风温湿度感测第二风冷蒸发器出风的风露点并控制二级冷冻除湿系统的输出,风露点高于设定值,加载第二压缩机,风露点温度低于设定值时减载第二压缩机,风露点温度等于设定值,保持第二压缩机稳定输出;第二温湿度传感器按进风温湿度感测第三风冷蒸发器出风的风露点并控制三级冷冻除湿系统的输出,风露点高于设定值,加载第三压缩机,风露点温度低于设定值时减载第三压缩机,风露点温度等于设定值,保持第三压缩机稳定输出。

Description

超低湿复合型除湿机的控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及ー种除湿机,具体是ー种超低湿复合型除湿机及其控制方法。
背景技术
[0002] 现有的冷冻除湿机,当制冷剂的蒸发温度高于0°C,低于露点温度吋,除湿效果好,性能稳定,但对于低湿要求的空气处理过程,蒸发盘管外表面的温度通常低于o°c以下,此时蒸发盘管易于结霜,除湿能力下降,能耗增加,甚至于无法正常工作。如中国专利文献号CN1410720于2003年4月16日公开了ー种除湿机,在该除湿机中,通过压缩机对制冷剂进行压缩,通过冷凝器,将该制冷剂供给蒸发器,将通过进气ロ吸入到主体外壳的内部的空气通过蒸发器,实现除湿,然后,通过冷凝器,将该空气从排气ロ排放,其特征在于在主体外壳的上下位置,具有排气ロ。
[0003] 现有的转轮除湿机,虽然可处理低湿要求的空气,但除湿量大时再生能耗大,效率不高,转轮排风温度约50〜80°C,直接排放,造成环境热污染。如中国专利文献号CN2405144于2000年11月8日公开了ー种低露点转轮除湿机,它由除湿轮组件、除湿轮组件支撑杆、过滤器、处理风机、再生风机、再生加热器、控制器、温湿度传感器共同安装连接构成,其位置连接关系为:除湿轮组件置于机箱体中部组件支撑杆上,将机箱体分隔为各自封闭的两个腔,处理风机和再生风机置于除湿组件同侧,再生加热器和控制器装于另ー侧,再生风机通过再生风道和除湿轮的I / 4区与再生风出口相连通,再生加热器通过再生风道与除湿轮组件的再生区域相连通,温湿度传感器与控制器电气连接。
[0004] 现有的组合式除湿机,再生风直接利用室外新风,再生排风排至室外,且温度和湿度的控制精度较低,另外也没有考虑到能量的回收利用。如中国专利文献号CN201429167于2010年3月24日公开了ー种采用露点温度进行控制的自动型除湿机,其特征是压缩机连接冷凝器,冷凝器连接热力膨胀阀,热カ膨胀阀连接蒸发器,蒸发器连接压缩机,蒸发器外表面连有露点温度变送器,冷凝器外表面分别连有出风温度变送器和风机,控制器分别连接露点温度变送器、压缩机、出风温度变送器和风机。
发明内容
[0005] 本发明的目的旨在提供ー种结构简单合理、易于生产、制作、安装工程量少、温度适用范围广、不受露点温度限制、无废热排放、高效节能的超低湿复合型除湿机及其控制方法,以克服现有技术中的不足之处。
[0006] 按此目的设计的ー种超低湿复合型除湿机的控制方法,该超低湿复合型除湿机包括风机、冷冻除湿系统和除湿转轮,所述风机至少有两组,冷冻除湿系统设置在除湿转轮ー侦牝除湿转轮另外一侧设置有热回收系统,空气可通过其中ー组风机经过冷冻除湿系统和除湿转轮除湿,空气也可通过另外一组风机经过热回收系统加热再生进风及回收除湿转轮再生排风热量,其中,所述冷冻除湿系统为分级冷冻除湿系统,包括一级冷冻除湿系统、ニ级冷冻除湿系统和三级冷冻除湿系统,一级冷冻除湿系统和ニ级冷冻除湿系统进行预处理除湿,除湿转轮进行深度除湿处理,三级冷冻除湿系统精确调节除湿转轮出风温度;ー级冷冻除湿系统包括依次连接的第一压缩机、第一水冷冷凝器、第一膨胀阀和第一风冷蒸发器,ニ级冷冻除湿系统包括依次连接的第二压缩机、第二水冷冷凝器、第二膨胀阀和第二风冷蒸发器,三级冷冻除湿系统包括依次连接的第三压缩机、第三水冷冷凝器、第三膨胀阀和第三风冷蒸发器;除湿转轮设置有除湿通道和排风通道,第一风冷蒸发器和第二风冷蒸发器依次设置在除湿通道的进风口上,第一风冷蒸发器的进风处还设置有第一风机,第三风冷蒸发器设置在除湿通道的出风口上,热回收系统设置在排风通道的进风口上,排风通道的出风口上设置有第二风机;第一风冷蒸发器与第一风机之间设置有温度传感器,第二风冷蒸发器与除湿转轮之间设置有第一温湿度传感器,第三风冷蒸发器的出风端上设置有第二温湿度传感器;热回收系统设置有再生进风通道和再生排风通道,再生进风通道连通除湿转轮除湿通道和排风通道的进风ロ,再生排风通道连通除湿转轮排风通道的出风口和第一风机的进风端,其中,该超低湿复合型除湿机的控制方法包括以下步骤:一、通过温度传感器感测第一风机的进风温度,按进风温度控制ー级冷冻除湿系统的启停,高于设定值,启动第一压缩机,低于设定值,停止第一压缩机;ニ、第一温湿度传感器按进风温湿度感测第二风冷蒸发器出风的风露点并控制ニ级冷冻除湿系统的输出,风露点高于设定值,加载第二压缩机,风露点温度低于设定值时减载第二压缩机,风露点温度等于设定值,保持第二压缩机稳定输出;第二温湿度传感器按进风温湿度感测第三风冷蒸发器出风的风露点并控制三级冷冻除湿系统的输出,风露点高于设定值,加载第三压缩机,风露点温度低于设定值时减载第三压缩机,风露点温度等于设定值,保持第三压缩机稳定输出。
[0007] 所述的超低湿复合型除湿机的控制方法,其中:所述第一压缩机为定频压缩机,第ニ压缩机和第三压缩机为无级调节压缩机,包括数码涡旋压缩机,或变频压缩机,或数码加定频压缩机,或变频加定频压缩机;所述水冷冷凝器为壳管式换热器或者板式换热器;所述膨胀阀为热力膨胀阀或者电子膨胀阀。
[0008] 所述的超低湿复合型除湿机的控制方法,其中:所述风冷蒸发器的分级数为ー个以上。
[0009] 所述的超低湿复合型除湿机的控制方法,其中:所述除湿转轮排风通道的内部或除湿转轮外部设置有电动或手动风阀。
[0010] 所述的超低湿复合型除湿机的控制方法,其中:所述热回收系统与除湿转轮排风通道的进风ロ之间还设置有加热器;所述热回收系统为板式热回收系统、或转轮热回收系统、或热管热回收系统、或盘管热回收系统。
[0011] 本发明的超低湿复合型除湿机的控制方法与现有技术相比,具有以下效果:
[0012] 1、设置热回收系统回收除湿转轮再生排风热量,把废热作为再热能源,不但減少了加热器再热补偿量,而且降低了机体的废热排放,提高能源利用效率,具有节能和环保双
重作用。
[0013] 2、热回收系统在机体内部循环再生风,无需外接转轮再生风管,減少工程安装量,安装简单方便,实现一体化的结构设计。
[0014] 3、蒸发器分级设计,使机体制冷量和环境热负荷更匹配,使其在实际运行时更节能,可进ー步提高机组的能效比,节能降耗。
[0015] 4、通过多级冷冻除湿系统和除湿转轮联合除湿,能够控制出风相对湿度稳定在0.5%〜10%之间。
[0016] 5、利用制冷系统分级设计和变容量或变频压缩机的应用,根据环境温度变化,自适应调节压缩机的输出,使机体始终以最低能耗运行,同时保证出风温湿度精度。
[0017] 本发明可广泛用于所有要求低湿(绝度湿度或相対湿度)的エ艺性场合,如航天领域、国防工程、浄化工程、地铁车站、弹药仓库、实验室、电讯器材、档案室、食品房、制药或胶片车间、玻璃建材制造、造船、桥梁、化工行业等低湿要求的场所。
附图说明
[0018] 图1为本发明一实施例的结构原理示意图。
[0019] 图中:1为第一压缩机,6为除湿转轮,7为第二风机,8为加热器,9为第一风机,10为第一温湿度传感器,11为温度传感器,12为第二温度传感器,13为热回收系统,21为第一水冷冷凝器,22为第二水冷冷凝器,23为第三水冷冷凝器,31为第一膨胀阀,32为第二膨胀阀,33为第三膨胀阀,41为第一风冷蒸发器,42为第二风冷蒸发器,43为第三风冷蒸发器,52为第二压缩机,53为第三压缩机。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图及实施例对本发明作进ー步描述。
[0021] 參见图1,本超低湿复合型除湿机,包括风机,冷冻除湿系统,和除湿转轮6,其所述风机至少两组,冷冻除湿系统设置在除湿转轮6 —侧,另外一侧设置有热回收系统13,空气可通过ー组风机经过冷冻除湿系统、除湿转轮6除湿,也可通过另外一组风机经过热回收系统13加热再生进风及回收除湿转轮6再生排风热量,所述冷冻除湿系统为分级冷冻除湿系统。
[0022] 冷冻除湿系统包括一级冷冻除湿系统、ニ级冷冻除湿系统和三级冷冻除湿系统。一级冷冻除湿系统包括依次连接的第一压缩机1、第一水冷冷凝器21、第一膨胀阀31和第ー风冷蒸发器41。ニ级冷冻除湿系统包括依次连接的第二压缩机52、第二水冷冷凝器22、第二膨胀阀32和第二风冷蒸发器42。三级冷冻除湿系统包括依次连接的第三压缩机53、第三水冷冷凝器22、第三膨胀阀33、第三风冷蒸发器43。一级冷冻除湿系统和ニ级冷冻除湿系统进行预处理除湿,除湿转轮6进行深度除湿处理,热回收系统加热再生进风并回收除湿转轮6的再生排风热量,节省加热器8的能耗,三级冷却降温系统精确调节转轮出风温度;其中ー级、ニ级、三级制冷系统根据处理负荷的不同,采用单系统或多系统调节。
[0023] 其中,以上所述第一压缩机I为定频压缩机。第二压缩机52和第三压缩机53为无级调节压缩机,包括数码涡旋压缩机,或变频压缩机,或数码加定频压缩机,或变频加定频压缩机,实时适应新风的温度变化,节能性和温湿度精度会更高。以上所述的水冷冷凝器为壳管式换热器或者板式换热器;以上所述的膨胀阀为热カ膨胀阀或者电子膨胀阀,采用电子膨胀阀的系统调节性能和温湿度控制精度会更优。
[0024] 除湿转轮6设置有除湿通道和排风通道,第一风冷蒸发器41和第二风冷蒸发器42依次设置在除湿通道的进风口上,第一风冷蒸发器41的进风处还设置有第一风机9,第三风冷蒸发器43设置在除湿通道的出风口上;热回收系统13设置在排风通道的进风口上,排风通道的出风口上设置有第二风机7。[0025] 第一风冷蒸发器41与第一风机9之间设置有温度传感器11,用于控制一级冷冻除湿系统中第一压缩机I的启停。第二风冷蒸发器42与除湿转轮6之间设置有第一温湿度传感器10,用于精确控制ニ级冷冻除湿系统中第二压缩机52的运行。第三风冷蒸发器43的出风端上设置有第二温湿度传感器12,用于精确控制三级冷却降温系统中第三压缩机53的运行,同时也用于感测机体送风的温度、含湿量、露点温度、相対湿度大小。
[0026] 其中,以上风冷蒸发器的分级数为ー个或以上,其中,第一风冷蒸发器41的分级数可以设计为ー级或两级,两级为佳;第二风冷蒸发器42和第三风冷蒸发器43的分级数三个或以上,级数越多,温湿度控制精度也越高,运行也更匹配;一般来说,各级风冷蒸发器设计的换热面积是相同的,这样可以有利于各级蒸发器的均匀分液。
[0027] 除湿转轮6排风通道的内部或转轮外部设置有电动或手动风阀,用于精确调节风
量大小。
[0028] 热回收系统13设置有再生进风通道和再生排风通道,再生进风通道连通除湿转轮6除湿通道和除湿转轮排风通道的进风ロ,再生排风通道连通除湿转轮6除湿通道的出风口和第一风机的进风端。热回收系统13与除湿转轮6排风通道的进风ロ之间还设置有加热器8 ;热回收系统13为板式热回收系统、或转轮热回收系统、或热管热回收系统、或盘管热回收系统。
[0029] 本发明的除湿机利用一级冷冻除湿系统压缩机、ニ级冷冻除湿系统、作为前期除湿,除去空气中的大部分水分(突出冷冻除湿高露点エ况下低能耗的特点),在通过除湿转轮6进行深度除湿(突出转轮低湿条件下,不受露点限制的特点)。热回收系统13回除湿收转轮6再生排风热量,利用废热降低机体能耗,节能环保,同时无需外接再生风管道,节省
工程安装量。
[0030] 本发明除湿机的控制方法为:
[0031] 一、一级冷冻除湿系统的控制:通过温度传感器11感测第一风机9的进风温度,按进风温度控制ー级冷冻除湿系统的启停,高于设定值,启动第一压缩机1,低于设定值,停止第一压缩机I。
[0032] ニ、ニ级冷冻除湿系统的控制:第一温湿度传感器10按进风温湿度感测第二风冷蒸发器42出风的风露点并控制ニ级冷冻除湿系统的输出,风露点高于设定值,加载第二压缩机52,风露点温度低于设定值时减载第二压缩机52,风露点温度等于设定值,保持第二压缩机52稳定输出。本系统中配置热气旁通和蒸发压カ控制器防止结霜。
[0033] 三、三级冷冻除湿系统的控制:第二温湿度传感器12按进风温湿度感测第三风冷蒸发器43出风的风露点并控制三级冷冻除湿系统的输出,风露点高于设定值,加载第三压缩机53,风露点温度低于设定值时减载第三压缩机53,风露点温度等于设定值,保持第三压缩机53稳定输出。
[0034] 机体温湿度精度的控制在于严格控制除湿转轮6进风ロ的露点温度波动和除湿转轮6出风ロ的温度波动,因此ニ级冷冻除湿系统和三级冷却降温系统均设置成无级能量调节系统,保证机组出风的温湿度精度。
[0035] 本发明除湿机运行步骤为:空气通过第一风机9首先进入ー级冷冻除湿系统和ニ级冷冻除湿系统预冷除湿。此时,温度传感器11,根据感测进风温度,按进风温度控制ー级冷冻除湿系统的运行状态;第一温湿度传感器10感测出第二风冷蒸发器42出风的风露点并控制ニ级冷冻除湿系统的运行状态,ニ级冷冻除湿系统为无级调节系统,可在10%〜100%之间调节,精确控制进入除湿转轮6前的进风湿度,保证送风湿度精度。
[0036] 经过冷冻除湿的空气分成分流成两股气流,一股气流进入除湿转轮6的除湿通道进行深度除湿(即AB流向),达到送风的低湿要求,最終成为干燥气流;另外ー股气流为旁通气流,其依次通过热回收系统13的再生进风通道、加热器8、除湿转轮6的排风通道(SPEF流向),经过加热及回收除湿转轮6再生排风热量后成为再生气流。
[0037] 经过除湿转轮6深度除湿后的干燥气流,再次分成两股气流,一股作为送风气流,经过三级冷却降温系统(三级冷却降温系统亦是无级调节系统,可在10%〜100%之间调节,保证送风的温度精度)降温后送出机体(即AB流向);另ー股作为循环再生气流,从除湿转轮6内部抽至除湿转轮6的除湿通道内(需先经过加热器8),与上述的旁通气流混合(即⑶流向),同样经过过加热及回收除湿转轮6再生排风热量后成为再生气流。
[0038] 再生气流经过加热器8达到高温状态后带走湿负荷,提高除湿转轮6的除湿效率,保证低湿效果,再由第二风机7送至热回收系统的再生排风通道,与其再生进风内的气流进行热交換,降低温度后与外界的空气混合,继续循环。

Claims (5)

1.ー种超低湿复合型除湿机的控制方法,该超低湿复合型除湿机包括风机、冷冻除湿系统和除湿转轮(6),所述风机至少有两组,冷冻除湿系统设置在除湿转轮(6)—侧,除湿转轮(6)另外ー侧设置有热回收系统(13),空气可通过其中ー组风机经过冷冻除湿系统和除湿转轮(6)除湿,空气也可通过另外一组风机经过热回收系统(13)加热再生进风及回收除湿转轮(6)再生排风热量;所述冷冻除湿系统为分级冷冻除湿系统,包括一级冷冻除湿系统、ニ级冷冻除湿系统和三级冷冻除湿系统,一级冷冻除湿系统和ニ级冷冻除湿系统进行预处理除湿,除湿转轮(6)进行深度除湿处理,三级冷冻除湿系统精确调节除湿转轮(6)出风温度;一级冷冻除湿系统包括依次连接的第一压缩机(I)、第一水冷冷凝器(21)、第一膨胀阀(31)和第一风冷蒸发器(41),ニ级冷冻除湿系统包括依次连接的第二压缩机(52)、第二水冷冷凝器(22)、第二膨胀阀(32)和第二风冷蒸发器(42),三级冷冻除湿系统包括依次连接的第三压缩机(53)、第三水冷冷凝器(22)、第三膨胀阀(33)和第三风冷蒸发器(43);除湿转轮(6)设置有除湿通道和排风通道,第一风冷蒸发器(41)和第二风冷蒸发器(42)依次设置在除湿通道的进风口上,第一风冷蒸发器(41)的进风处还设置有第一风机(9),第三风冷蒸发器(43)设置在除湿通道的出风口上,热回收系统(13)设置在排风通道的进风口上,排风通道的出风口上设置有第二风机(7);第一风冷蒸发器(41)与第一风机(9)之间设置有温度传感器(11),第二风冷蒸发器(42)与除湿转轮(6)之间设置有第一温湿度传感器(10),第三风冷蒸发器(43)的出风端上设置有第二温湿度传感器(12);热回收系统(13)设置有再生进风通道和再生排风通道,再生进风通道连通除湿转轮(6)除湿通道和排风通道的进风ロ,再生排风通道连通除湿转轮(6)排风通道的出风口和第一风机的进风端,其特征是该超低湿复合型除湿机的控制方法包括以下步骤: 一、通过温度传感器(11)感测第一风机(9)的进风温度,按进风温度控制ー级冷冻除湿系统的启停,高于设定值,启动第一压缩机(I ),低于设定值,停止第一压缩机(I); ニ、第一温湿度传感器(10)按进风温湿度感测第二风冷蒸发器(42)出风的风露点并控制ニ级冷冻除湿系统的输出,风露点高于设定值,加载第二压缩机(52),风露点温度低于设定值时减载第二压缩机(52),风露点温度等于设定值,保持第二压缩机(52)稳定输出; 三、第二温湿度传感器(12)按进风温湿度感测第三风冷蒸发器(43)出风的风露点并控制三级冷冻除湿系统的输出,风露点高于设定值,加载第三压缩机(53),风露点温度低于设定值时减载第三压缩机(53 ),风露点温度等于设定值,保持第三压缩机(53 )稳定输出。
2.根据权利要求1所述的超低湿复合型除湿机的控制方法,其特征是所述第一压缩机(I)为定频压缩机,第二压缩机(52)和第三压缩机(53)为无级调节压缩机,包括数码涡旋压缩机,或变频压缩机,或数码加定频压缩机,或变频加定频压缩机;所述水冷冷凝器为壳管式换热器或者板式换热器;所述膨胀阀为热力膨胀阀或者电子膨胀阀。
3.根据权利要求2所述的超低湿复合型除湿机的控制方法,其特征是所述风冷蒸发器的分级数为ー个以上。
4.根据权利要求3所述的超低湿复合型除湿机的控制方法,其特征是所述除湿转轮(6)排风通道的内部或除湿转轮(6)外部设置有电动或手动风阀。
5.根据权利要求4所述的超低湿复合型除湿机的控制方法,其特征是所述热回收系统(13)与除湿转轮(6)排风通道的进风ロ之间还设置有加热器(8);所述热回收系统(13)为板式热回收系统、或转轮热回收系统、或热管热回收系统、或盘管热回收系统。
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