CN104315745B - 一种冷量可调的扩散吸收式恒温恒湿装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷量可调的扩散吸收式恒温恒湿装置及其方法。它包括储液罐、发生器、冷凝器、蒸发器、水槽、加热丝、吸收器、平衡管、稀溶液管、展柜、回风管、送风管、风机、控制器；储液罐溶液出口、发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器一端顺次相连，吸收器另一端与储液罐溶液进口相连，冷凝器制冷剂气体出口与平衡管一端相连，平衡管另一端与吸收器下部相连，储液罐稀溶液进口与稀溶液管一端相连，稀溶液管另一端与吸收器上部相连；展柜回风口通过回风管、风机与水槽一端相连，水槽另一端通过送风管与展柜送风口相连；送风管上布置有加热丝，恒温恒湿装置由控制器控制。本发明体积小，结构简单，非常适合于文物陈列柜或分散的独立展柜上。
Description
技术领域
本发明涉及能源空调领域，尤其涉及一种冷量可调的扩散吸收式恒温恒湿装置及其方法。
背景技术
文物陈列需要特定的温湿度环境，一般是通过恒温恒湿空调系统获得。对于独立展柜，由于其热湿负荷比较小，布置较为分散、灵活，因此不适用于大型集中式空调机组对空气进行处理。由于不同文物对于环境温湿度要求不尽相同，因此独立展柜恒温恒湿装置需要能够独立设置目标温湿度，并实现精确控制。
目前博物馆独立展柜所配备的空气调节装置只有恒湿功能，不具备恒温功能，因而昼夜温度波动较大，不利于文物的保存。发明专利CN101984880A公开了一种基于扩散吸收式制冷的小型可移动恒温恒湿系统。该专利将蒸发器冷凝器各分为两段，分别用于降温除湿，收集冷凝水，加热和加湿。该专利采用扩散吸收式制冷和恒温恒湿的思路值得借鉴，但该系统结构较为复杂，并且需采用两个三通阀来控制，成本较高。本发明的小型恒温恒湿机，其结构简单，控制方式先进，能够保证展柜温湿度相对稳定。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、使用方便、低噪音、精度高的冷量可调的扩散吸收式恒温恒湿装置及其方法。
本发明拟采用如下技术方案来实现本发明的目的：
冷量可调的扩散吸收式恒温恒湿装置包括储液罐、发生器、冷凝器、蒸发器、水槽、加热丝、吸收器、平衡管、稀溶液管、展柜、回风管、送风管、风机、控制器；储液罐溶液出口、发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器一端顺次相连，吸收器另一端与储液罐溶液进口相连，冷凝器制冷剂气体出口与平衡管一端相连，平衡管另一端与吸收器下部相连，储液罐稀溶液进口与稀溶液管一端相连，稀溶液管另一端与吸收器上部相连；展柜回风口通过回风管、风机与水槽一端相连，水槽另一端通过送风管与展柜送风口相连；送风管上布置有加热丝，恒温恒湿装置由控制器控制。
所述的控制器包括相连接的第一调功器、第二调功器、微处理器。所述的水槽内设置有水温传感器，所述水温传感器输出端与微处理器信号输入端相连。所述的发生器的加热功率通过第一调功器进行调节，所述第一调功器输入端与微处理器信号输出端相连。所述的加热丝的加热功率通过第二调功器进行调节，所述第二调功器输入端与微处理器信号输出端相连。
扩散吸收式恒温恒湿方法是：在运行过程中，展柜内的传感器采集空气温度和湿度信号，微处理器接收传感器的输入信号，根据实际温湿度的变化情况，采用PID方式控制第一调功器和第二调功器的输出值，进而调节发生器的加热功率和加热丝的加热功率，改变对空气的除湿量/加湿量和加热量，调节送往展柜内空气的参数，从而实现展柜内温湿度值控制的精确性与稳定性。
本发明采用设置在展柜内的温湿度传感器采集文物所处的实际温湿度并传输给微处理器，微处理器通过比较实际温湿度与目标温湿度之间的偏差以及实际温湿度在短时间内的变化情况，对调功器的输出值进行PID控制，调功器改变输出给扩散吸收式制冷系统的发生器和布置在送风管上的加热丝的加热功率，从而调节水槽内的水的温度以控制除湿量/加湿量和加热丝的加热量。本发明将蒸发器置于水中，一方面将除湿/加湿器合并，减小空间，并实现冷凝水的收集；另一方面利用水的大比热容控制蒸发器内的蒸发温度不至于过低，提高了扩散吸收式系统的制冷效率。本发明在送风管上布置加热丝，系统结构十分紧凑。本发明结构简单，使用方便，噪音极很低，能在独立展柜的应用及文物保护上，起到十分积极的作用。
附图说明
附图是冷量可调的扩散吸收式恒温恒湿装置的结构示意图；
图中：储液罐1、发生器2、冷凝器3、蒸发器4、水槽5、加热丝6、吸收器7、平衡管8、稀溶液管9、展柜10、回风管11、送风管12、风机13、水温传感器14、第一调功器15、第二调功器16、微处理器17、控制器18。
具体实施方式
如图1所示，冷量可调的扩散吸收式恒温恒湿装置包括储液罐1、发生器2、冷凝器3、蒸发器4、水槽5、加热丝6、吸收器7、平衡管8、稀溶液管9、展柜10、回风管11、送风管12、风机13、控制器18；储液罐1溶液出口、发生器2、冷凝器3、蒸发器4、吸收器7一端顺次相连，吸收器7另一端与储液罐1溶液进口相连，冷凝器3制冷剂气体出口与平衡管8一端相连，平衡管8另一端与吸收器7下部相连，储液罐1稀溶液进口与稀溶液管9一端相连，稀溶液管9另一端与吸收器7上部相连；展柜10回风口通过回风管11、风机13与水槽5一端相连，水槽5另一端通过送风管12与展柜10送风口相连；送风管12上布置有加热丝6，恒温恒湿装置由控制器18控制。
所述的控制器18包括相连接的第一调功器15、第二调功器16、微处理器17。所述的水槽5内设置有水温传感器14，所述水温传感器14输出端与微处理器17信号输入端相连。所述的发生器2的加热功率通过第一调功器15进行调节，所述第一调功器15输入端与微处理器17信号输出端相连。所述的加热丝6的加热功率通过第二调功器16进行调节，所述第二调功器16输入端与微处理器17信号输出端相连。
扩散吸收式恒温恒湿方法是：在运行过程中，展柜内的传感器采集空气温度和湿度信号，微处理器17接收传感器的输入信号，根据实际温湿度的变化情况，采用PID方式控制第一调功器15和第二调功器16的输出值，进而调节发生器2的加热功率和加热丝6的加热功率，改变对空气的除湿量/加湿量和加热量，调节送往展柜内空气的参数，从而实现展柜内湿度值控制的精确性与稳定性。
本发明的工作原理为：吸收有制冷剂的溶液储存在储液罐中。溶液通往发生器，发生器中包含有加热丝，通过加热溶液产生制冷剂蒸气；制冷剂蒸气进入冷凝器，冷凝后的液态制冷剂进入蒸发器，蒸发产生冷量；蒸发后的气态制冷剂在吸收器中被溶液吸收，并流向储液器。蒸发器置于水中，使水降温，空气以气泡的形式与水发生热质交换，被冷却除湿。送风管上布置有加热丝，用于加热空气。通过上面的过程，完成了对空气的温湿处理，达到送风状态点后被送入展柜。展柜内布置有温湿度传感器，微处理器接收传感器的输入信号，采用PID方式调节两个调功器的输出值，进而改变发生器的加热功率和加热丝的加热功率，调节送风参数，从而实现展柜内温湿度值控制的精确性与稳定性。
Claims (6)
1.一种冷量可调的扩散吸收式恒温恒湿装置，其特征包括储液罐（1）、发生器（2）、冷凝器（3）、蒸发器（4）、水槽（5）、加热丝（6）、吸收器（7）、平衡管（8）、稀溶液管（9）、展柜（10）、回风管（11）、送风管（12）、风机（13）、控制器（18）；储液罐（1）溶液出口、发生器（2）、冷凝器（3）、蒸发器（4）、吸收器（7）一端顺次相连，吸收器（7）另一端与储液罐（1）溶液进口相连，冷凝器（3）制冷剂气体出口与平衡管（8）一端相连，平衡管（8）另一端与吸收器（7）下部相连，储液罐（1）稀溶液进口与稀溶液管（9）一端相连，稀溶液管（9）另一端与吸收器（7）上部相连；展柜（10）回风口通过回风管（11）、风机（13）与水槽（5）一端相连，水槽（5）另一端通过送风管（12）与展柜（10）送风口相连；送风管（12）上布置有加热丝（6），恒温恒湿装置由控制器（18）控制；回风管（11）通入水槽（5）的管路部分位于水槽（5）液面以下。
2.根据权利要求1所述的扩散吸收式恒温恒湿装置，其特征在于：所述的控制器（18）包括相连接的第一调功器（15）、第二调功器（16）、微处理器（17）。
3.根据权利要求1或2所述的扩散吸收式恒温恒湿装置，其特征在于：所述的水槽（5）内设置有水温传感器（14），所述水温传感器（14）输出端与微处理器（17）信号输入端相连。
4.根据权利要求2所述的扩散吸收式恒温恒湿装置，其特征在于：所述的发生器（2）的加热功率通过第一调功器（15）进行调节，所述第一调功器（15）输入端与微处理器（17）信号输出端相连。
5.根据权利要求2所述的扩散吸收式恒温恒湿装置，其特征在于：所述的加热丝（6）的加热功率通过第二调功器（16）进行调节，所述第二调功器（16）输入端与微处理器（17）信号输出端相连。
6.一种使用如权利要求1所述装置的冷量可调的扩散吸收式恒温恒湿方法，其特征在于：在运行过程中，展柜内的传感器采集空气温度和湿度信号，微处理器（17）接收传感器的输入信号，根据实际温湿度与目标温湿度之间的偏差以及实际温湿度在短时间内的变化情况，采用PID方式控制第一调功器（15）和第二调功器（16）的输出值，进而调节发生器（2）的加热功率和加热丝（6）的功率，其中发生器（2）加热功率变化后，蒸发器（4）产生的制冷量也随之变化，从而改变对空气的除湿量，加热丝（6）功率变化后，加热量随之变化，从而改变空气的温升，这样调节了送往展柜内空气的参数，最终实现展柜内温湿度值控制的精确性与稳定性。
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