CN103307706B - 一种温湿工况调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种温湿工况调节系统，包括压缩机、冷凝器和节流阀，该系统还包括除湿盘管、显热盘管、热气旁通回路、加湿装置、加热装置和温湿度控制器，所述除湿盘管、显热盘管、压缩机、冷凝器和节流阀通过导管依次首尾相连构成主回路，所述热气旁通回路接在压缩机的出口与显热盘管的入口之间，所述节流阀、热气旁通回路、加湿装置和加热装置分别与温湿度控制器相连。本发明通过热气旁通回路除湿和节流阀的降温调节，以及现有的加热加湿处理，实现4种工况可调，最大限度减少工况调节机组的无用冷量和除湿量，达到减少运行能耗的目的，使恒温恒湿试验室在使用该系统时年运行耗能节约率达到30%以上。

Description

一种温湿工况调节系统

技术领域

本发明涉及一种温湿工况调节系统，属于温湿工况调节技术领域。

背景技术

目前，大多数恒温恒湿的试验室都是采用固定阶进制冷，无级加热加湿来达到工况调节。这种制冷系统由于制冷机的冷量不可调节，显热比不可调节，在工况调节过程中带来了无效制冷和除湿，这部分的冷量需要通过电加热和电加湿来进行平衡才能达到工况稳定。致使常规试验室的运行能耗巨大，造成了大量能源的浪费。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种温湿工况调节系统。

本发明可以通过采取以下技术方案予以实现：

一种温湿工况调节系统，包括压缩机、冷凝器和节流阀，该温湿度工况调节系统还包括除湿盘管、显热盘管、热气旁通回路、加湿装置、加热装置和温湿度控制器，所述除湿盘管、显热盘管、压缩机、冷凝器和节流阀通过导管依次首尾相连构成主回路，所述热气旁通回路接在压缩机的出口与显热盘管的入口之间，所述节流阀、热气旁通回路、加湿装置和加热装置分别与温湿度控制器相连。

在上述基础上，本发明还包括喷液保护回路，所述喷液保护回路接在节流阀的入口与显热盘管的出口之间，该喷液保护回路主要包括热力膨胀阀与连接管路，当压缩机排气温度过高时，通过喷液保护回路中的热力膨胀阀逐步增加液态制冷剂与蒸发器出口过热蒸汽混合量，以降低压缩机吸气的有害过热度后，再回到压缩机，以维持压缩机正常运行。

本发明所述显热盘管的出口处设有压力调节阀，所述压力调节阀与曲轴箱的压力控制器相连，通过曲轴箱控制器控制压力调节阀的开度，维持该压力恒定，一方面通过外加的阻力进一步提高蒸发器的露点温度，扩展本发明的除湿调节范围，另一方面确保压缩机在不同工况下能力基本稳定。

本发明所述热气旁通回路包括电子膨胀阀和连接管道，所述电子膨胀阀通过连接管道接在压缩机的出口与显热盘管的入口之间，且与温湿度控制器相连，电子膨胀阀的开度大小不同在制冷系统高低压之间建立起不同的阻尼，可以调节除湿盘管的蒸发压力，从而确定不同的显热盘管的机器露点，起到控制除湿能力的作用。

本发明所述节流阀的出口与显热盘管的入口之间通过一支路相连，在支路上设有切换阀门。可以根据目标工况情况选择向除湿盘管还是向显热盘管进行供液。当选择向显热盘管供液时，除湿盘管中没有制冷剂流过，系统完全工作在显热状态，只有降温作用，适合于高湿工况的处理。

本发明所述除湿盘管安装在显热盘管的出风口的低风速处，处于低过风工作状态，由于空气在前期已经经过降温处理，相对湿度较高，这样除湿盘管工作在最低显热比状态，除湿调节作用更佳。

本发明所述加湿装置为电加湿器；所述加热装置为电加热器，通过温湿度控制器通过加热装置和加湿装置进行加热加湿处理。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：本发明通过热气旁通回路独立调节除湿盘管的机器露点，实现调节系统的独立除湿无级调节；通过主回路的电子膨胀阀调节显热盘管的供液量，实现调节系统的独立降温无级调节，且结合现有技术的电加热升温无级调节、电加湿增湿无级调节，实现升温、降温、增湿、减湿4个象限可调，最大限度减少工况调节机组的无用冷量和除湿量，达到减少运行能耗的目的，使恒温恒湿试验室在使用该系统时年运行耗能节约率达到30％以上。

附图说明

图1是本发明的温湿工况调节系统的系统结构图；

图2是本发明的温湿工况调节系统的系统控制构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的最佳实施例作详细描述。

如图1、图2所示，本发明的温湿工况调节系统，包括压缩机1、冷凝器2和节流阀3，该温湿工况调节系统还包括除湿盘管4、显热盘管5、热气旁通回路6、加湿装置7、加热装置8和温湿度控制器9，所述除湿盘管4、显热盘管5、压缩机1、冷凝器2和节流阀3通过导管依次首尾相连构成主回路，所述热气旁通回路6接在压缩机1的出口与显热盘管5的入口之间，所述节流阀3、热气旁通回路6、加湿装置7和加热装置8分别与温湿度控制器9相连。其中，热气旁通回路6包括电子膨胀阀EX1和连接管道，该电子膨胀阀EX1通过连接管道连接在压缩机1的出口与显热盘管5的入口之间；所述节流阀3为电子膨胀阀EX2。

当湿度过高时，温湿度控制器9发出除湿信号，减小热气旁通回路6中的电子膨胀阀EX1的开度，除湿盘管4的露点温度下降，从而增大空气流过除湿盘管4的焓差，除湿量增加，此时加湿装置8处于最小输出或无输出状态；当湿度过低时，温湿度控制器9发出要求加湿的信号，先逐步增加热气旁通回路6中的电子膨胀阀EX1的开度，使除温盘管4的露点温度上升，除湿量减小，当运行最高露点仍低于环境空气露点时，开启加湿装置向环境注入蒸汽以增加房间湿度。

当环境温度过高时，温湿度控制器9发出降温信号，逐步增加主回路中的电子膨胀阀EX2的开度，提高蒸发器1的供液量，显热盘管5向空气吸收的热量逐步增加，环境温度逐步降低，此时，加热装置8处于最小输出或无输出状态；当温度过低时，温湿度控制器9发出要求加热信号，先逐步减小主回路的电子膨胀阀EX2的开度，减小蒸发器的供液量，制冷机的显冷能力逐步降低，当电子膨胀阀EX2达到最小开度时，无制冷输出；如果，此时温度仍低于目标值时，启动加热装置对房间空气进行。由于电子膨胀阀EX2的出口与显热盘管5的入口之间还通过一支路相连，且在支路上设有切换阀门，当系统处于特别高湿工况下时，为达到更佳的加湿效果，减少无用除湿，可以通过切换阀门使制冷剂不流经除湿盘管4而直接向显热盘管5供液，达到完全无除湿或最小除湿状态运行，减小能耗。

本发明还包括喷液保护回路10，所述喷液保护回路接10在电子膨胀阀EX2的入口与显热盘管5的出口之间，在本系统中，喷液保护回路10包括热力膨胀阀TEX1、连接管道和感温包，该感温包置于压缩机1排气管上，开度由排气温度来控制，当压缩机1排气温度过高时，通过喷液保护回路10逐步增加液态制冷剂与蒸发器1出口过热蒸汽混合量，以降低压缩机1吸气的有害过热度后，再回到压缩机1，以维持压缩机1正常运行。

本发明所述显热盘管5的出口处设有压力调节阀EX3，所述压力调节阀EX3与曲轴箱压力控制器相连，通过曲轴箱压力控制器11控制压力调节阀EX3的开度，维持该压力恒定，确保压缩机1在不同工况下能力基本稳定。同时，由于EX3阻力的存在，其进口处压力升高，提高了除湿盘管4和显热盘管5的蒸发压力，使他们工作露点得到进一步提升，扩展了除湿盘管的调节范围。

本发明所述加热装置8为电加热器，所述加湿装置7为电加湿器，所述电加湿器和电加温器分别通过固态继电器或调功器SSR1、SSR2与温湿度控制器9相连，当温湿度控制器9将发出升温信号时，固态继电器或调功器SSR1的单位时间导通率将增加，使被调空间的温度升高，此时，系统处于最小显热工作状态，当温湿控制器9将发出要求增湿信号时，固态继电器或调功器SSR2的单位时间导通率将增加，喷入水蒸汽使被调空间的湿度升高，此时，系统处于最小除湿工作状态。

本发明的温湿工况调节系统，显冷量和潜冷量成为独立可调参数，可以直接根据被试机的负荷要求和工况要求，自动稳定地提供相应显冷和潜冷，完全不需要或只需要很少额外的加热加湿补偿，有效的减少了能量的损耗，可以大大节约恒温恒湿室的运行成本，具有精确度高、控制方便、操作简单、节能环保等优点，并大大降低了高精度恒温室的运行耗能。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求所涵盖范围之内。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明之权利范围。

Claims (5)

1.一种温湿工况调节系统，包括压缩机、冷凝器和节流阀，其特征在于还包括除湿盘管、显热盘管、热气旁通回路、加湿装置、加热装置和温湿度控制器，所述除湿盘管、显热盘管、压缩机、冷凝器和节流阀通过导管依次首尾相连构成主回路，所述热气旁通回路接在压缩机的出口与显热盘管的入口之间，所述节流阀、热气旁通回路、加湿装置和加热装置分别与温湿度控制器相连；所述热气旁通回路包括电子膨胀阀和连接管道，所述电子膨胀阀通过连接管道接在压缩机的出口与显热盘管的入口之间，且与温湿度控制器相连；所述加湿装置为电加湿器；所述加热装置为电加热器。

2.根据权利要求1所述的温湿工况调节系统，其特征在于还包括喷液保护回路，所述喷液保护回路接在节流阀的入口与显热盘管的出口之间。

3.根据权利要求2所述的温湿工况调节系统，其特征在于所述显热盘管的出口处设有压力调节阀，所述压力调节阀与曲轴箱的压力控制器相连。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的温湿工况调节系统，其特征在于所述节流阀的出口与显热盘管的入口之间通过一支路相连。

5.根据权利要求4所述的温湿工况调节系统，其特征在于所述除湿盘管安装在显热盘管的出风口的低风速处。