CN102230659A - 一种节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法及其空调机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法及其空调机，将压缩机的热气排气口分别接入冷凝加热器和冷凝器，控制压缩机的热气进入冷凝加热器和冷凝器的比例，使冷凝加热器输出热量，从而利用变频压缩机的排气热量来抵消空调机输出的多余冷量。本发明可利用压缩机排气冷凝时释放的热量来抵消空调机输出的多余冷量，实现节能运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种恒温恒湿空调机，具体涉及一种节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法及其空调机。
背景技术
恒温恒湿环境是采用精密恒温恒湿机、通过调节室内的冷量/热量、除湿量/加湿量的平衡达到的。精密恒温恒湿机由空调柜、冷冻机、恒温恒湿控制器组成，空调柜内设有蒸发器、风机、辅助电加热器和加湿器等，冷冻机包括压缩机等；恒温恒湿控制器具有加热/降温控制信号输出端、加湿/除湿控制信号输出端，分别进行恒温恒湿控制。在空调器及冰箱型能测试试验室、部分电子/通讯产品环境试验室、以及计量检测试验室等环境下，试验室内部都需要建立严格的空气温度和湿度环境，通常空气的干球温度和湿球湿度都要稳定在±0.1～0.5℃以内。
由于温、湿度控制精度要求高，冷冻机不能采用常规的开/停方式，目前精密恒温恒湿机的控制方法都是冷冻机连续稳定地运行保证足够的降温和除湿，而其中一种控制方法是通过恒温恒湿控制器调节电加热器、电加湿器输出功率补偿多余的冷量和除湿量，使得室内的温、湿度稳定在设定值范围内，这种方法的缺点是冷冻机要输出足够的能力同时满足降温需求和除湿需求，多余的冷量和除湿量需要通过电加热和电加湿补偿掉，冷热相互抵消造成能源损耗，运行成本高。
另一种方法是通过变频压缩机调节制冷能力的方法，可实现部分节能，但很多时候为了保证足够的除湿能力，不得不通过恒温恒湿控制器调节控制冷冻机在较高频率上运行，这会产生多余的冷量使得空气温度下降，从而又不得不用辅助电加热器抵消掉。可见，在对湿度有严格要求的环境下，只用变频技术调节冷冻机能力的方法节能效果不好。
发明内容
本发明的目的是提供一种节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法，本发明可利用压缩机排气冷凝时释放的热量来抵消空调机输出的多余冷量，替代电加热从而实现节能运行。
本发明的另一个目的在于提供利用上述方法的一种节能型精密恒温恒湿空调机。
本发明的目的可通过以下技术方案实现：一种节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法，通过在变频压缩机的热气排气口分别接入冷凝加热器和冷凝器，控制压缩机的热气进入冷凝加热器和冷凝器的比例，使冷凝加热器输出热量，从而利用变频压缩机的排气热量来抵消空调机输出的多余冷量。
本发明在压缩机的热气排气口接入三通调节阀，将三通调节阀的其中一个出口连接冷凝加热器的入口，三通调节阀的另一个出口连接冷凝器的入口，冷凝加热器的出口连接冷凝器的入口；通过控制三通调节阀的两个出口的开启度以调节进入冷凝加热器和冷凝器的热气比例。
本发明选择降温控制信号和除湿控制信号中的强度较大者输出控制压缩机的工作频率。
本发明还设置辅助电加热器，由加热控制信号分别控制辅助电加热器和冷凝加热器的输出热量。
本发明在辅助电加热器上设置常开开关K，当需要高温环境温度，且当冷凝加热器的输出热量不足时，才将常开开关K闭合，以启动辅助电加热器。
本发明的另一目的通过以下技术方案实现：一种节能型精密恒温恒湿空调机，包括加湿器、冷凝器、变频压缩机、温度传感器、湿度传感器、恒温恒湿控制器，所述恒温恒湿控制器具有加热控制信号输出端，其特征在于：还包括冷凝加热器和三通调节阀，所述三通调节阀与加热控制输出端连接，所述三通调节阀的入口与变频压缩机的排气口连接，所述三通调节阀的两个出口分别连接至冷凝加热器的入口和冷凝器的入口，所述冷凝加热器的出口与冷凝器的入口连接；通过恒温恒湿控制器输出加热控制信号控制三通调节阀，调节由变频压缩机进入冷凝加热器和冷凝器的热气比例，使冷凝加热器输出热量，从而利用变频压缩机的排气热量来抵消空调机输出的多余冷量，替代了电加热。
本发明所述恒温恒湿控制器包括温度控制仪、湿度控制仪、信号选择器、变频器、调功器SCR1和调功器SCR2；所述温度控制仪分别设有加热/降温控制信号输出端，所述温度控制仪的输入端与温度传感器连接，所述加热控制信号输出端、调功器SCR1、辅助电加热器依次连接；所述湿度控制仪分别设有加湿/除湿控制信号输出端，所述湿度控制仪的输入端与湿度传感器连接，所述加湿控制信号输出端、调功器SCR2、加湿器依次连接；所述降温/除湿控制信号输出端分别连接至信号选择器；所述信号选择器、变频器、变频压缩机依次连接，通过控制变频压缩机的输出冷量来实现节能。
本发明还包括辅助电加热器，辅助电加热器上设有常开开关K，所述温度控制仪设有开关控制输出端；所述开关K连接在辅助电加热器与调功器SCR1之间，并与所述开关控制输出端连接。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
本发明的恒温恒湿空调机输出的多余的冷量可利用变频压缩机的排气热量通过冷凝加热器进行抵消，并且可控制冷凝加热器和辅助电加热器的输出功率，达到节能效果；同时可根据需要控制变频压缩机的输出冷量，达到节能效果；如此，使本恒温恒湿空调机达到良好的双效节能的效果，且其结构简单，运行成本低廉。
附图说明
图1为本发明实施例一的系统原理图；
图2为本发明实施例二的系统原理图。
具体实施方式
实施例一
如图1所示，一种节能型精密恒温恒湿空调机，包括加湿器、辅助电加热器、冷凝器、变频压缩机、温度传感器、湿度传感器、恒温恒湿控制器、冷凝加热器和三通调节阀YV，恒温恒湿控制器具有加热/降温控制信号输出端、加湿/除湿控制信号输出端。
三通调节阀YV的入口AB与变频压缩机的排气口连接，三通调节阀的出口A连接至冷凝加热器的入口，三通调节阀的出口B连接至冷凝器的入口，排气口的热气分别输入冷凝加热器和冷凝器；冷凝加热器的出口与冷凝器的入口连接；冷凝加热器输入变频压缩机的热气，后加热输出热量；
恒温恒湿控制器包括温度控制仪TIC1、湿度控制仪TIC2、信号选择器SEL、变频器INV、调功器SCR1和调功器SCR2；温度控制仪TICI分别设有加热/降温控制信号输出端，温度控制仪的输入端与温度传感器T连接，加热控制信号输出端、调功器SCR1、辅助电加热器依次连接，加热控制信号输出端还与三通调节阀YV连接；湿度控制仪分别设有加湿/除湿控制信号输出端，湿度控制仪的输入端与湿度传感器RH连接，加湿控制信号输出端、调功器SCR2、加湿器依次连接；降温/除湿控制信号输出端分别连接至信号选择器SEL，信号选择器SEL、变频器INV、变频压缩机依次连接；通过控制变频压缩机的输出冷量来实现节能。
温度控制仪TIC1设有开关控制输出端；开关K连接在辅助电加热器与调功器SCR1之间，并与开关控制输出端连接，用于温度控制仪输出开关控制信号控制开关K的闭合或打开，当温度控制仪TIC1的加热控制信号a输出上升到接近100％时，即当需要高温环境温度，冷凝加热器的输出热量不足时，温度控制仪TIC1才控制开关K闭合，辅助电加热器才投入运行，以增加加热能力。这样通常辅助电加热器不工作，热源全来自于冷冻机的排气热量，节能效果更明显。
通过恒温恒湿控制器的温度控制仪TIC1输出加热控制信号a控制三通调节阀YV两个出口的开启度，调节分配由变频压缩机进入冷凝加热器和冷凝器的热气比例，使冷凝加热器输出热量，从而利用变频压缩机的排气热量来抵消空调机输出的多余冷量。
温度控制仪TIC1输入温度传感器T的温度信号，输出一路加热控制信号a至调功器SCR1，通过调功器SCR1调节辅助电加热器的输出功率，以根据需要增加或减少辅助电加热器的热量输出来进行恒温控制，温度控制仪TIC1输出另一路降温控制信号b至信号选择器SEL；湿度控制仪TIC2输入湿度传感器的湿度信号，输出一路加湿控制信号c至调功器SCR2，通过调功器SCR2调节加湿器的输出功率，以根据需要增加或减少加湿器的输出来进行恒湿控制，湿度控制仪TIC2输出另一路除湿控制信号d至信号选择器SEL；信号选择器SEL选择降温控制信号b和除湿控制信号d的信号强度较大者输出至变频器INV，由变频器INV调节变频压缩机的工作频率，以通过控制变频压缩机的输出冷量来实现节能。
如此，通过加热控制信号a分别控制冷凝加热器和辅助电加热器的输出热量，利用冷凝加热器输出热量(由变频压缩机热气排气口提供)对空调机输出的多余冷量进行抵消；同时根据需要变频控制变频压缩机的输出冷量，使本恒温恒湿空调机达到双效节能。
本发明的节能型精密恒温恒湿空调机的工作原理如下：
(1)进行空气温度的恒温控制时：
温度传感器T将检测到的空气温度传送至温度控制仪TIC1，温度控制仪TIC1对比实测温度与设定温度，如果实测温度低于设定温度，则TIC1输出加热控制信号a增大，同时传送至调功器SCR1和三通调节阀YV。SCR1增加辅助电加热器的功率，三通调节阀YV增大出口A热气流量，减少出口B热气流量。由于辅助电加热器功率及冷凝加热器的加热量增大，使得空气温度上升。
温度控制仪TIC1输出降温控制信号b同时减小，经过信号选择器SEL，传送至变频器INV减少变频冷冻机的工作频率。冷冻机制冷量下降，使得空气温度上升。
如果实测空气温度高于设定温度，则温度控制仪TIC1的输出信号与上述原理相反，使得空气温度下降。
(2)进行空气湿度的恒湿控制时：
湿度传感器RH将检测到的空气湿度传送至湿度控制仪TIC2，TIC2对比实测湿度与设定湿度，如果实测湿度低于设定湿度，则TIC2输出加湿控制信号c增大，传送至调功器SCR2增大电加湿器的功率，使得空气湿度上升。
TIC2输出除湿控制信号d同时减小，经过信号选择器SEL，传送至变频器INV减少变频冷冻机的工作频率，冷冻机制冷量下降，除湿能力也相应降低，使得空气湿度上升。
如果实测湿度高于设定湿度，则TIC2的输出信号与上述原理相反，使得空气湿度下降。
(3)信号选择器SEL的工作原理：
当实测温度低于设定温度，TIC1将输出小的降温控制信号b，需要降低变频压缩机运行频率；而如果此时实测湿度高于设定湿度，TIC2将输出大的除湿控制信号d，要升高变频压缩机运行频率增加除湿能力。通过信号选择器的选择，将TIC2的除湿控制信号d输出至冷冻机，使冷冻机按信号强度较大值控制的工作频率来运行，保证除湿能力。此时TIC1的加热控制信号a输出将会自动上升，通过三通阀进入冷凝加热器的热气量增大，增加放热量抵消掉冷冻机多余的制冷量，保证空气温度稳定。
实施例二
如图2所示为本发明的实施例二的系统原理图，本实施例二与实施例一的不同之处在于：实施例一的三通调节阀用两个二通调节阀代替，分别为二通调节阀YV1、二通调节阀YV2，温度控制仪TIC1的加热控制信号输出端分别与调功器SCR1、二通调节阀YV1、二通调节阀YV2连接，两个二通调节阀的入口连接在一起形成入口AB，入口AB接入变频压缩机的排气口，二通调节阀YV1的出口A与冷凝加热器的入口连接，二通调节阀YV2的出口B与冷凝器的入口连接，冷凝加热器的出口与冷凝器的入口连接。由温度控制仪TIC1输出加热控制信号a至调功器SCR1，并同时输出加热控制信号a至二通调节阀YV1和二通调节阀YV2，以控制两个二通调节阀的出口的开启度，从而调节分配由变频压缩机进入冷凝加热器和冷凝器的热气比例。
本发明的实施方式不限于此，按照本发明的上述内容，利用本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，本发明还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (8)
1.一种节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法，其特征在于：在变频压缩机的热气排气口分别接入冷凝加热器和冷凝器，控制压缩机的热气进入冷凝加热器和冷凝器的比例，使冷凝加热器输出热量，从而利用变频压缩机的排气热量来抵消空调机输出的多余冷量。
2.根据权利要求1所述的节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法，其特征在于：在压缩机的热气排气口接入三通调节阀，将三通调节阀的其中一个出口连接冷凝加热器的入口，三通调节阀的另一个出口连接冷凝器的入口，冷凝加热器的出口也连接冷凝器的入口；通过控制三通调节阀的两个出口的开启度，以调节进入冷凝加热器和冷凝器的热气比例。
3.根据权利要求1或2所述的节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法，其特征在于：选择降温控制信号和除湿控制信号中的强度较大者输出控制压缩机的工作频率。
4.根据权利要求1或2所述的节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法，其特征在于：还设置辅助电加热器，由加热控制信号分别控制辅助电加热器和冷凝加热器的输出热量。
5.根据权利要求4所述的节能型精密恒温恒湿空调机的控制方法，其特征在于：在辅助电加热器上设置常开开关K，当需要高温环境温度，且当冷凝加热器的输出热量不足时，才将常开开关K闭合，以启动辅助电加热器。
6.一种利用上述方法的节能型精密恒温恒湿空调机，包括加湿器、冷凝器、压缩机、温度传感器、湿度传感器、恒温恒湿控制器，所述恒温恒湿控制器具有加热控制信号输出端，其特征在于：还包括冷凝加热器和三通调节阀，所述三通调节阀与加热控制输出端连接，所述三通调节阀的入口与变频压缩机的排气口连接，所述三通调节阀的两个出口分别连接至冷凝加热器的入口和冷凝器的入口，所述冷凝加热器的出口与冷凝器的入口连接；通过恒温恒湿控制器输出加热控制信号控制三通调节阀两个出口的开启度，调节由变频压缩机进入冷凝加热器和冷凝器的热气比例，使冷凝加热器输出热量，从而利用变频压缩机的排气热量来抵消空调机输出的多余冷量。
7.根据权利要求1所述的节能型精密恒温恒湿空调机，其特征在于：所述压缩机为变频压缩机；所述恒温恒湿控制器包括温度控制仪、湿度控制仪、信号选择器、变频器、调功器SCR1和调功器SCR2；所述温度控制仪分别设有加热/降温控制信号输出端，所述温度控制仪的输入端与温度传感器连接，所述加热控制信号输出端、调功器SCR1、辅助电加热器依次连接；所述湿度控制仪分别设有加湿/除湿控制信号输出端，所述湿度控制仪的输入端与湿度传感器连接，所述加湿控制信号输出端、调功器SCR2、加湿器依次连接；所述降温/除湿控制信号输出端分别连接至信号选择器；所述信号选择器、变频器、变频压缩机依次连接，通过控制变频压缩机的输出冷量来实现节能。
8.根据权利要求7所述的节能型精密恒温恒湿空调机，其特征在于：还包括辅助电加热器，辅助电加热器上设有常开开关K，所述温度控制仪设有开关控制输出端；所述常开开关K连接在辅助电加热器与调功器SCR1之间，并与所述开关控制输出端连接，由温度控制仪输出开关控制信号控制开关K的闭合或打开。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 510302 Xingang West Road, Guangdong, China, No. 204, No. Applicant after: China National Electric Apparatus Research Institute Co., Ltd. Co-applicant after: Qingtian Industry Co., Ltd., Guangzhou Address before: 510302 Xingang West Road, Guangdong, China, No. 204, No. Applicant before: China National Electric Apparatus Research Institute Co., Ltd. Co-applicant before: Qingtian Industry Co., Ltd., Guangzhou |
|
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20111102 |