CN109489402A - 一种除湿烘干用热泵控制方法 - Google Patents

Abstract

一种除湿烘干用热泵控制方法，针对烘干、除湿与通风三因素分别建立热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统，并根据当前产品的工艺需求，建立基于热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统的除湿烘干用热泵控制方法；本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，建立了一种空气源多维度处理型除湿烘干控制，可依据不同工艺工况的需求，同时对烘房出来的风进行除湿升温、满足除湿的要求；也可从外界环境空间中吸收热量，将热量转移到烘房内，满足高温环境的要求；当机组湿度大时，进行排湿进新风，对新风和排湿进行全热回收，有效避免排湿时的热量损失。不仅满足低温工况除湿的要求，也能保证高温除湿烘干要求，保证产品的烘干效果和降低产品的运行费用。

Description

一种除湿烘干用热泵控制方法

技术领域

本发明属于热风烘干领域，具体涉及一种除湿烘干用热泵控制方法。

背景技术

目前市场上需要热风烘干的场所越来越多，如烟草烘干、粮食烘干、药材烘干、果蔬烘干等烘干场所，烘干主要用煤炉、气炉、电炉进行烘干。煤、气都是不可再生的战略性能源，不是国家推广的方向，电炉因为耗能大、运行费用高，也不适宜进行批量推广。上述的众多原因，因此热泵烘干机因为节能、环保、烘干品质高等众多优点，现在正逐步为市场所接受。现市场上烘干热泵主要有两种，一种为热风排湿型烘干，这种烘干方式适合于需求出水快，烘干需求的温度高的场所；另外一种为除湿型烘干，适用于烘干出水速率低，烘干温度低的场所。

但是因为各种物料烘干需求的工艺差异很大、同时在烘干过程中，空气中的干、湿球温度在不同时段中，需求也不一样，从而导致产品都是定制化产品，不能形成批量化。

申请号为201510680504.7的发明申请，公开了一种烘干装置、烘干装置的控制方法及控制系统，烘干装置包括空气侧循环系统和制冷剂循环系统，制冷剂循环系统包括转速或频率可调的压缩机、冷凝节流元件、蒸发器；空气侧循环系统包括过滤装置、风机、滚筒；所述控制器根据第一、第二温度传感器检测结果来控制压缩机，可提高升温速度、相对减少能耗，从而提高烘干装置的效率。

申请号为201711386808.8的发明申请，公开了一种热泵烘干机的控制系统及控制方法，包括热泵除湿设备、烘干房以及设置在热泵烘干机的温度传感器、湿度传感器、信号接收模块、触摸屏模块、接触器模块以及控制热泵除湿设备运行的PLC模块；PLC模块分别电性连接于接触器模块、信号接收模块以及触摸屏模块，触摸屏模块电性连接于温度传感器以及湿度传感器；热泵除湿设备与接触器模块电连接，温度传感器设置在热泵烘干机以及烘干房内，所述湿度传感器设置在热泵烘干机内。

申请号为201610094280.6的发明申请，公开了一种烘干除湿机，包括压缩机、室内冷凝器，室外蒸发器，第一节流阀，室外换热器以及控制系统，上述组件彼此间分别形成升温除湿循环管路和低温除湿循环管路，控制器控制冷媒在对应的循环管路内循环，可以对物料进行升温除湿或降温除湿，从而克服现有技术中的烘干除湿热泵机组仅具有升温除湿模式，而不能对物料进行低温除湿的缺陷。

申请号为201410492849.5的发明申请，公开了一种带除湿功能的热泵烘干机，其结构特点是压缩机连接四通换向阀，四通换向阀连接翅片冷凝器，翅片冷凝器连接贮液器，贮液器连接干燥过滤器，干燥过滤器连接双向膨胀阀，双向膨胀阀连接干燥过滤器，干燥过滤器连接蒸发器，蒸发器连接四通换向阀，四通换向阀连接气液分离器，气液分离器连接压缩机，另外，室外风机连接蒸发器，室内风机连接蒸发器和翅片冷凝器。

申请号为201610100353.8的发明申请，公开了一种热回收除湿型热泵烘干机，由风机、空气-空气全热交换器、热泵系统和电动风阀组成。热泵系统包括制冷压缩机、室内蒸发器、室外蒸发器、冷凝器、膨胀阀。室内高湿空气与经过室内蒸发器的低温低湿气流通过空气-空气全热交换器进行全热交换，进行预冷及除湿后的饱和空气再经过蒸发器，对空气进行进一步除湿，除湿后气流经过冷凝器加热升温，相对湿度进一步降低，当室内空气含湿量降低到一定程度，冷冻除湿效率降低并且影响升温，这时室内空气则部经过空气-空气全热交换器及室内蒸发器，而是直接经过冷凝器进一步加热升温，相对湿度进一步降低，再由风机送入室内。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种除湿烘干用热泵控制方法，其技术方案具体如下：

一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：针对烘干、除湿与通风三因素分别建立热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统，并根据当前产品的工艺需求，建立基于热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统的除湿烘干用热泵控制方法，所述控制方法包括如下步序：

S1：启动除湿烘干用热泵，并监测当前产品的工艺需求；

S2：当当前产品需进行高温烘干处理时，启动热泵烘干系统；

当当前产品需进行低温烘干处理或除湿处理时，启动热泵除湿系统；

S3：当当前产品需进行通风处理时，关闭热泵烘干系统与热泵除湿系统，启动通风系统。

根据本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

步骤S2中，针对热泵除湿系统，建立基于除湿排水量的热泵除湿系统内反馈调节式除湿控制，所述反馈调节式除湿控制包括如下步序：

SS1：建立热泵烘干系统与热泵除湿系统两者间的比例调节式动态关联；并根据产品各阶段的烘干特性，设定不同梯度级的除湿水量；

SS2：建立对热泵除湿系统实时除湿水量的监控，并将实时监控值与当前梯度的设定除湿水量进行比较，根据两数值的比较结果建立热泵烘干系统的开度调节；实现实时修正热泵除湿系统的除湿排水量，使实际排水量不断追踪设定除湿水量。

根据本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

步骤S2中，针对热泵除湿系统，建立基于回风湿度的热泵除湿系统内等级式除湿回风控制，所述等级式除湿回风控制包括如下步序：

SA1：构建热泵除湿系统内的低湿度的一级除湿、高湿度的新风混合式二级除湿、高湿度的新风混合式的温控型三级除湿，三等级式除湿回风系统结构，并建立对热泵除湿系统实时回风湿度的监控；

SA2：当实时回风湿度值低于设定值时，启动低湿度的一级除湿；

当实时回风湿度值等于或高于设定值时，启动低湿度的一级除湿与高湿度的新风混合式二级除湿，建立两者并联工作的除湿控制；

当实时回风湿度值等于或高于设定值、且回风温度低于工艺设定温度时，启动低湿度的一级除湿与高湿度的新风混合式的温控型三级除湿，建立两者并联工作的除湿控制。

根据本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

所述热泵烘干系统由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、储液器、室外蒸发器、四通阀、汽液分离器及压缩机构成冷媒热交换闭式循环结构，

其中，所述经由送风加热冷凝器热交换后的热风通过设置的送风风机管路送至烘房；

所述热泵除湿系统包括有冷媒热交换单元及回风除湿单元，

所述冷媒热交换单元由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、新风加热冷凝器、储液器、回风蒸发器、热回收蒸发器、四通阀、汽液分离器、压缩机构成冷媒热交换闭式循环结构，

其中，所述经由送风加热冷凝器热交换后的热风通过设置的送风风机管路送至烘房；

所述回风除湿单元由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成。

根据本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

在所述热泵烘干系统中，储液器通往室外蒸发器的管路上设置主电子膨胀阀；

在所述热泵除湿系统中，储液器通往回风蒸发器的管路上设置辅电子膨胀阀；

通过以上设置，为热泵除湿系统与热泵烘干系统两者间的比例调节式动态关联提供结构支持。

根据本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

所述的依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成低湿度的一级除湿；

所述的高湿度的新风混合式二级除湿由并联的第一回风结构与第二回风结构构成，

所述的第一回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成，

所述的第二回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、排风风机、全热热交换器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成；

所述的高湿度的新风混合式的温控型三级除湿由并联的第一回风结构与第三回风结构构成，

所述的第一回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成，

所述的第三回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、排风风机、全热热交换器、新风加热冷凝器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成；

其中，在全热热交换器的出风口还设置热回收蒸发器，所述热回收蒸发器排出的热风通过设置的排风阀输至室外蒸发器的进风口；所述热回收蒸发器的冷媒进口连接回风蒸发器的冷媒出口及室外蒸发器的冷媒出口；

其中，在第一初效过滤器的出风口设有湿度传感器，在回风蒸发器的下端设置集水盘，并于集水盘内设置流量计。

根据本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

所述热泵除湿系统，通过关闭主电子膨胀阀，并根据回风蒸发器温度、回风蒸发器出口温度、吸气温度三者的综合关系，建立相应的辅电子膨胀阀的开度控制，控制依据如下逻辑：

当回风相对湿度≥80％，T_{吸气过热度}为2，

当80％＞回风相对湿度≥60％，T_{吸气过热度}为3，

当60％＞回风相对湿度≥45％，T_{吸气过热度}为4，

当45％＞回风相对湿度≥25％，T_{吸气过热度}为5，

当回风相对湿度＜25％，T_{吸气过热度}为7；

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}≥4时，T_{吸气过热度}的值-1，

当2≤T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度}的值保持不变，

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度}的值保持不变，

每等时间间隔巡回检测一次，修正T_{吸气过热度}的值，

其中，T_{吸气过热度}＝T_吸气温度-T_{回风蒸发温度}。

根据本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

所述热泵烘干系统，通过关闭辅电子膨胀阀，并根据室外蒸发器的温度、室外蒸发器出口温度、吸气温度三者的综合关系，建立相应的主电子膨胀阀的开度控制，控制依据如下逻辑：

当回风相对湿度≥80％，T_{吸气过热度1}为2，

当80％＞回风相对湿度≥60％，T_{吸气过热度1}为3，

当60％＞回风相对湿度≥45％，T_{吸气过热度1}为4，

当45％＞回风相对湿度≥25％，T_{吸气过热度1}为5，

当回风相对湿度＜25％，T_{吸气过热度1}为7；

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}≥4时，T_{吸气过热度1}的值-1，

当2≤T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度1}的值保持不变，

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度1}的值保持不变，

每等时间间隔巡回检测一次，修正T吸气过热度1的值，

其中，T_{吸气过热度1}＝T_吸气温度-T_{室外蒸发温度}。

根据本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

通过调节主电子膨胀阀与辅电子膨胀阀的开度，建立热泵烘干系统与热泵除湿系统两者间的比例调节式动态关联，

所述辅电子膨胀阀的初始开度和动作依据如下逻辑：

初始开度＝230+3.5*出风温度–开度系数*(20-回风温度)，

上述公式中，

当回风温度<20度时，开度系数＝2；当回风温度≥20度时，开度系数＝20；若初始开度计算值>480步，则按480计算；

当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于8度，则每次调节4*8步；

当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于2度，则每次调节2*8步；

当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于1度小于2度，则每次调节1*8步；

所述主电子膨胀阀的初始开度和动作依据如下逻辑：

初始开度＝230+3.5*出风温度–开度系数*(20-室外环境温度)

上述公式中，

当回风温度<20度时，开度系数＝2；当回风温度≥20度时，开度系数＝20；若初始开度计算值>480步，则按480计算；

当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于8度，则每次调节4*8步；

当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于2度，则每次调节2*8步；

当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于1度小于2度，则每次调节1*8步。

根据本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

步骤SS2中建立对热泵除湿系统实时除湿水量的监控，具体为：将产品处理工艺总时划分为时间间隔相等的若干时间段，并设定每个时间段为实时除湿水量的监控数据采集点，针对监控数据采集点建立对热泵除湿系统实时除湿水量的监控。

本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，

首先，根据当前产品的工艺需求，针对烘干、除湿与通风三因素建立基于热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统的除湿烘干用热泵控制方法，形成依据工艺需求的依次控制；

其次，针对热泵除湿系统，建立基于除湿排水量的热泵除湿系统内反馈调节式除湿控制，所述反馈调节式除湿控制通过热泵烘干系统与热泵除湿系统两者间的比例调节式动态关联；

再次，针对热泵除湿系统，建立基于回风湿度的热泵除湿系统内等级式除湿回风控制；

最后，采用全热回收技术，将排出的热风和新风进行热回收，获取免费的热量。

综述，本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，建立了一种空气源多维度处理型除湿烘干控制，可依据不同工艺工况的需求，同时对烘房出来的风进行除湿升温、满足除湿的要求；也可以从外界环境空间中吸收热量，将热量转移到烘房内，满足高温环境的要求；同时当机组湿度大时，进行排湿进新风，对新风和排湿进行全热回收，有效避免排湿时的热量损失。本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，不仅满足低温工况除湿的要求，也能保证高温除湿烘干要求，保证产品的烘干效果和降低产品的运行费用。

附图说明

图1为本发明的基本控制步序示意图；

图2为本发明中的反馈调节式除湿控制步序示意图；

图3为本发明中的等级式除湿回风控制步序示意图；

图4为本发明的控制结构示意图。

具体实施方式

下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法作进一步具体说明。

如图1所示的一种除湿烘干用热泵控制方法，针对烘干、除湿与通风三因素分别建立热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统，并根据当前产品的工艺需求，建立基于热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统的除湿烘干用热泵控制方法，所述控制方法包括如下步序：

S1：启动除湿烘干用热泵，并监测当前产品的工艺需求；

S2：当当前产品需进行高温烘干处理时，启动热泵烘干系统；

当当前产品需进行低温烘干处理或除湿处理时，启动热泵除湿系统；

S3：当当前产品需进行通风处理时，关闭热泵烘干系统与热泵除湿系统，启动通风系统。

其中，如图2所示，

步骤S2中，针对热泵除湿系统，建立基于除湿排水量的热泵除湿系统内反馈调节式除湿控制，所述反馈调节式除湿控制包括如下步序：

SS1：建立热泵烘干系统与热泵除湿系统两者间的比例调节式动态关联；并根据产品各阶段的烘干特性，设定不同梯度级的除湿水量；

SS2：建立对热泵除湿系统实时除湿水量的监控，并将实时监控值与当前梯度的设定除湿水量进行比较，根据两数值的比较结果建立热泵烘干系统的开度调节；实现实时修正热泵除湿系统的除湿排水量，使实际排水量不断追踪设定除湿水量。

其中，如图3所示，

步骤S2中，针对热泵除湿系统，建立基于回风湿度的热泵除湿系统内等级式除湿回风控制，所述等级式除湿回风控制包括如下步序：

SA1：构建热泵除湿系统内的低湿度的一级除湿、高湿度的新风混合式二级除湿、高湿度的新风混合式的温控型三级除湿，三等级式除湿回风系统结构，并建立对热泵除湿系统实时回风湿度的监控；

SA2：当实时回风湿度值低于设定值时，启动低湿度的一级除湿；

当实时回风湿度值等于或高于设定值时，启动低湿度的一级除湿与高湿度的新风混合式二级除湿，建立两者并联工作的除湿控制；

当实时回风湿度值等于或高于设定值、且回风温度低于工艺设定温度时，启动低湿度的一级除湿与高湿度的新风混合式的温控型三级除湿，建立两者并联工作的除湿控制。

其中，如图4所示，

所述热泵烘干系统由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、储液器、室外蒸发器、四通阀、汽液分离器及压缩机构成冷媒热交换闭式循环结构，

其中，所述经由送风加热冷凝器热交换后的热风通过设置的送风风机管路送至烘房；

所述热泵除湿系统包括有冷媒热交换单元及回风除湿单元，

所述冷媒热交换单元由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、新风加热冷凝器、储液器、回风蒸发器、热回收蒸发器、四通阀、汽液分离器、压缩机构成冷媒热交换闭式循环结构，

其中，所述经由送风加热冷凝器热交换后的热风通过设置的送风风机管路送至烘房；

所述回风除湿单元由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成。

其中，

在所述热泵烘干系统中，储液器通往室外蒸发器的管路上设置主电子膨胀阀；

在所述热泵除湿系统中，储液器通往回风蒸发器的管路上设置辅电子膨胀阀；

通过以上设置，为热泵除湿系统与热泵烘干系统两者间的比例调节式动态关联提供结构支持。

其中，

所述的依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成低湿度的一级除湿；

所述的高湿度的新风混合式二级除湿由并联的第一回风结构与第二回风结构构成，

所述的第一回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成，

所述的第二回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、排风风机、全热热交换器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成；

所述的高湿度的新风混合式的温控型三级除湿由并联的第一回风结构与第三回风结构构成，

所述的第一回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成，

所述的第三回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、排风风机、全热热交换器、新风加热冷凝器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成；

其中，在全热热交换器的出风口还设置热回收蒸发器，所述热回收蒸发器排出的热风通过设置的排风阀输至室外蒸发器的进风口；所述热回收蒸发器的冷媒进口连接回风蒸发器的冷媒出口及室外蒸发器的冷媒出口；

其中，在第一初效过滤器的出风口设有湿度传感器，在回风蒸发器的下端设置集水盘，并于集水盘内设置流量计。

其中，

所述热泵除湿系统，通过关闭主电子膨胀阀，并根据回风蒸发器温度、回风蒸发器出口温度、吸气温度三者的综合关系，建立相应的辅电子膨胀阀的开度控制，控制依据如下逻辑：

当回风相对湿度≥80％，T_{吸气过热度}为2，

当80％＞回风相对湿度≥60％，T_{吸气过热度}为3，

当60％＞回风相对湿度≥45％，T_{吸气过热度}为4，

当45％＞回风相对湿度≥25％，T_{吸气过热度}为5，

当回风相对湿度＜25％，T_{吸气过热度}为7；

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}≥4时，T_{吸气过热度}的值-1，

当2≤T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度}的值保持不变，

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度}的值保持不变，

每等时间间隔巡回检测一次，修正T_{吸气过热度}的值，

其中，T_{吸气过热度}＝T_吸气温度-T_{回风蒸发温度}。

其中，

所述热泵烘干系统，通过关闭辅电子膨胀阀，并根据室外蒸发器的温度、室外蒸发器出口温度、吸气温度三者的综合关系，建立相应的主电子膨胀阀的开度控制，控制依据如下逻辑：

当回风相对湿度≥80％，T_{吸气过热度1}为2，

当80％＞回风相对湿度≥60％，T_{吸气过热度1}为3，

当60％＞回风相对湿度≥45％，T_{吸气过热度1}为4，

当45％＞回风相对湿度≥25％，T_{吸气过热度1}为5，

当回风相对湿度＜25％，T_{吸气过热度1}为7；

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}≥4时，T_{吸气过热度1}的值-1，

当2≤T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度1}的值保持不变，

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度1}的值保持不变，

每等时间间隔巡回检测一次，修正T吸气过热度1的值，

其中，T_{吸气过热度1}＝T_吸气温度-T_{室外蒸发温度}。

其中，

通过调节主电子膨胀阀与辅电子膨胀阀的开度，建立热泵烘干系统与热泵除湿系统两者间的比例调节式动态关联，

所述辅电子膨胀阀的初始开度和动作依据如下逻辑：

初始开度＝230+3.5*出风温度–开度系数*(20-回风温度)，

上述公式中，

当回风温度<20度时，开度系数＝2；当回风温度≥20度时，开度系数＝20；若初始开度计算值>480步，则按480计算；

当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于8度，则每次调节4*8步；

当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于2度，则每次调节2*8步；

当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于1度小于2度，则每次调节1*8步；

所述主电子膨胀阀的初始开度和动作依据如下逻辑：

初始开度＝230+3.5*出风温度–开度系数*(20-室外环境温度)

上述公式中，

当回风温度<20度时，开度系数＝2；当回风温度≥20度时，开度系数＝20；若初始开度计算值>480步，则按480计算；

当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于8度，则每次调节4*8步；

当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于2度，则每次调节2*8步；

当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于1度小于2度，则每次调节1*8步。

其中，

步骤SS2中建立对热泵除湿系统实时除湿水量的监控，具体为：将产品处理工艺总时划分为时间间隔相等的若干时间段，并设定每个时间段为实时除湿水量的监控数据采集点，针对监控数据采集点建立对热泵除湿系统实时除湿水量的监控。

工作原理

压缩机排出的高温高压气体制冷剂流入到四通阀，再流入到送风加热冷凝器释放热量到烘房的回风中，出送风加热冷凝器的液态制冷剂，再进入新风加热冷凝器进行过冷热回收，流入到储液器中，从储液器出来的制冷凝剂分为两路，一路进入主电子膨胀阀，另一路进入辅电子膨胀阀，主电子膨胀阀的制冷剂节流降压后流入室外蒸发器从外界环境中吸收热量。进入辅电子膨胀阀的制冷剂节流降压后进入回风蒸发器进行蒸发除湿，气态制冷剂和室外蒸发器出来的气体汇合到一起进入热回收蒸发器进行过热回收，吸收烘干房排出的热量，再流入到四通阀后到汽液分离器，被压缩机吸入，形成闭式循环系统。

烘干房回来的风通过初效过滤器后，进风回风蒸发器进行除湿后，进入送风加热冷凝器进行升温，由送风风机送到烘干房内。当检测到回风湿度高于设置值时，排风风机打开，抽取一部分高湿的回风送到全热热交换器，和通过新风阀进来的新风进行全热交换，将新风进行预热，再热回收蒸发器，将全热交换后的热量再次通过热回收蒸发器进行热回收后，由排风阀进行排出，排出的风到室外蒸发器，由室外蒸发器吸热后，由室外冷风机排。经过全热热交换器后新风和新风加热冷凝器经过再次加热后，和烘干房过来的回风混和。当排气温度超过105度时，喷液电磁阀打开，来降低排气温度，保证压缩机的寿命，当排气温度低于90度时，则关闭喷液电磁阀。

本控制系统中涉及的四个运行模式分别如下：

除湿模式：

此模式下，主电子膨胀阀处于关闭状态，辅电子膨胀阀根据回风蒸发器温度、回风蒸发器出口温度、吸气温度三个值进行综合处理，来控制辅助电子膨胀阀的开度。

具体控制的过程如下(T吸气过热度＝T吸气温度-T回风蒸发温度)：

回风相对湿度≥80％，T吸气过热度为2,

80％＞回风相对湿度≥60％，T吸气过热度为3,

60％＞回风相对湿度≥45％，T吸气过热度为4,

45％＞回风相对湿度≥25％，T吸气过热度为5,

回风相对湿度＜25％，T吸气过热度为7。

当T回风露点温度-T回风蒸发温度≥4时，T吸气过热度的值-1。

当2≤T回风露点温度-T回风蒸发温度＜4时，T吸气过热度的值保持不变。

当T回风露点温度-T回风蒸发温度＜4时，T吸气过热度的值保持不变。

每5分钟巡回检测一次，修正T吸气过热度的值。

烘烤模式：

此模式下，主电子膨胀阀打开，辅电子膨胀阀关闭，根据室外蒸发器温度、室外蒸发器出口温度、吸气温度三个值进行综合处理，来控制主电子膨胀度的开度。

具体控制的过程如下(T吸气过热度1＝T吸气温度-T室外蒸发温度)：

回风相对湿度≥80％，T吸气过热度1为2,

80％＞回风相对湿度≥60％，T吸气过热度1为3,

60％＞回风相对湿度≥45％，T吸气过热度1为4,

45％＞回风相对湿度≥25％，T吸气过热度1为5,

回风相对湿度＜25％，T吸气过热度1为7。

当T回风露点温度-T回风蒸发温度≥4时，T吸气过热度1的值-1。

当2≤T回风露点温度-T回风蒸发温度＜4时，T吸气过热度1的值保持不变。

当T回风露点温度-T回风蒸发温度＜4时，T吸气过热度1的值保持不变。

每5分钟巡回检测一次，修正T吸气过热度1的值。

自动适配模式：

此模式下根据各个阶段的烘干特性，设计出十个阶段的除湿水量(G1—G10)，在回风蒸发器下面放置集水盘，排水口上加装流量计，来适时计量除湿时的水量。辅电子膨胀阀打开到初始开度，主电子膨胀阀关闭。此时辅电子膨胀阀根据除湿模模式下辅电子膨胀阀的逻辑自动调节，机组开户十分钟后，打开排水流量计，统计十分钟的水量和这个阶段设计的水量，如果除湿水量低于设计的水量，则保持此状态运行。如除湿的水量高于设计水量，则将主电子膨胀阀调节到最小开度，将出储液器的部分液态制冷剂分配到室外蒸发器中，流入到回风蒸发器的流量会降低，这时通过回风蒸发器除湿出来的水份会逐步减少，主电子膨胀阀的开度逐步开大，直至达到此阶段下设计的水量。通过主辅膨胀阀不停修正两路流量，来达到实际的除湿水量达到设计的除湿量的要求，同时也能达到回风的干球温度的要求。

注1：辅电子膨胀阀初始开度和动作如下：

1.初始开度＝230+3.5*出风温度–开度系数*(20-回风温度)

上述公式中，当回风温度<20度时，开度系数＝2；当回风温度≥20度时，开度系数＝20.若初始开度计算值>480步，则按480计算。

2.当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于8度则每次调节4*8步,

3.当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于2度则每次调节2*8步,

4.当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于1度小于2度则每次调节1*8步,

注2：主电子膨胀阀初始开度和动作如下：

1.初始开度＝230+3.5*出风温度–开度系数*(20-室外环境温度)

上述公式中，当回风温度<20度时，开度系数＝2；当回风温度≥20度时，开度系数＝20.若初始开度计算值>480步，则按480计算。

2.当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于8度则每次调节4*8步,

3.当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于2度则每次调节2*8步,

4.当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于1度小于2度则每次调节1*8步,

通风模式：此时压缩机关闭，只开启送风风机，进行风系统循环。

实施例1

此实施例中的控制提供产品在烘烤模式、除湿模式与通风模式三种模式间的切换；

构成所述烘烤模式的闭式冷媒热交换回路由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、储液器、室外蒸发器、四通阀、汽液分离器构成，

构成所述除湿模式的闭式冷媒热交换回路由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、储液器、回风蒸发器、四通阀、汽液分离器构成，

构成烘烤模式或除湿模式的热风送风通道由依次管路连接的送风加热冷凝器、送风风机、烘房构成，

在送风后设置回风设置，用以与送风通道协作，形成闭式循环风道；所述回风设置由依次管道连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器及送风加热冷凝器构成。

烘烤模式下，主电子膨胀阀打开，辅电子膨胀阀关闭，根据室外蒸发器温度、室外蒸发器出口温度、吸气温度三个值进行综合处理，来控制主电子膨胀度的开度。

除湿模式下，主电子膨胀阀处于关闭状态，辅电子膨胀阀根据回风蒸发器温度、回风蒸发器出口温度、吸气温度三个值进行综合处理，来控制辅助电子膨胀阀的开度。

通风模式下，此时压缩机关闭，只开启送风风机，进行风系统循环。

实施例2

此实施例中的控制在除湿模式的基础上，根据回风湿度、进一步地建立除湿模式内的三个等级式除湿控制，分别为：Ⅰ.低湿度的一级除湿；Ⅱ.高湿度的新风混合式二级除湿；Ⅲ.高湿度的新风混合式的温控型三级除湿。

当回风湿度低于工艺设定值，则启动低湿度的一级除湿，通过由管道依次连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器构成的闭式循环回路，形成一级除湿的回风除湿通道；

当回风湿度高于工艺设定值，则启动高温度的新风混合式二级除湿，回风经由烘房到达第一初效过滤器后并分两路，第一路通往回风蒸发器，第二路经由排风风机管路连接至全热热交换器、而后再由全热热交换器连接至回风蒸发器，形成高湿度的新风混合式二级除湿的除湿通道结构；

当回风湿度高于工艺设定值、且经由全热热交换器热交换后的温度低于工艺要求的温度值，则启动高湿度的新风混合式的温控性三级除湿，回风经由烘房到达第一初效过滤器后并分两路，第一路通往回风蒸发器，第二路经由排风风机管路连接至全热热交换器、而后再由全热热交换器连接至新风加热冷凝器、最后经由新风加热冷凝器管路连接至回风蒸发器，形成高湿度的新风混合式的温控性三级除湿的除湿通道结构。

实施例3

此实施例中的控制在除湿模式的基础上，根据除湿排水量、进一步地建立基于烘烤模式与除湿模式的闭环式自适应动态除湿调节控制系统；

所述烘烤模式由第一制热单元与送风单元构成；

所述除湿模式由第二制热单元、送风单元及回风除湿单元构成；

根据除湿排水量、建立以第一制热单元与第二制热单元间的比例调节构成的闭环自适应动态除湿调节控制系统；

所述第一制热单元由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、储液器、室外蒸发器、四通阀、汽液分离器构成；

所述第二制热单元由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、储液器、回风蒸发器、四通阀、汽液分离器构成；

在所述回风蒸发器的下端设置集水盘，在集水盘的排水口设置流量计，

在储液器通往室外蒸发器的冷媒管路上设置主电子膨胀阀，

在储液器通往回风蒸发器的冷媒管路上设置辅电子膨胀阀，

辅电子膨胀阀根据工艺除湿水量的要求建立逐次进阶的梯度式调节；

在逐次进阶的梯度式调节所对应的当前梯度下，自机组开机运行后，以相等的时间间隔(本例中设为每十分钟一次)设置采集点、按照采集点对流量计进行实时数据统计的采集；

将实时采集的统计数据与此梯度下的设定值进行比较，根据比较结果调节主电子膨胀阀的开度，以形成实时采集的统计数据不断追踪此梯度下的设定值的动态修正调节控制。

实施例4

此实施例在实施例2的基础上，进一步在全热热交换器的后端设置热回收蒸发器，所述热回收蒸发器用于将全热交换后的热量进行回收再输送给室外蒸发器，以实现免费的热量回收与利用。

以上实施例中，均在四通阀通往汽液分离器的管路上设置一喷液毛细管，所述喷液毛细管通往储液器，并在所述喷液毛细管上设置喷液电磁阀；当系统内最终排气温度超过 105度时，喷液电磁阀打开，来降低排气温度，保证压缩机的寿命，当排气温度低于90 度时，则关闭喷液电磁阀。

以上实施例的系统配置说明如下：

1.全热热交换器，此换热量按压缩机标准工况下制冷量的30％设计，设计工况为新风进风温度15度，排风温度40度，排风风量为送风机风量的30％。

2.室外蒸发器换热量按照压缩机的能力100％配置，回风蒸发器按压缩机能力25％配置，热回收蒸发器按照压缩机能力15％配置。

3.进风加热冷凝器按照压缩机的能力100％配置，新风加热冷凝器按照压缩机的能力 25％配置。

4.主电子膨胀阀按照压缩机能力125％配置，辅电子膨胀阀按照压缩机能力的20％配置。

5.当排气温度超过105度时，喷液电磁阀找开，来降低排气温度，保证压缩机的寿命，当排气温度低于90度时，关闭喷液电磁阀。

本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，

首先，根据当前产品的工艺需求，针对烘干、除湿与通风三因素建立基于热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统的除湿烘干用热泵控制方法，形成依据工艺需求的依次控制；

其次，针对热泵除湿系统，建立基于除湿排水量的热泵除湿系统内反馈调节式除湿控制，所述反馈调节式除湿控制通过热泵烘干系统与热泵除湿系统两者间的比例调节式动态关联；

再次，针对热泵除湿系统，建立基于回风湿度的热泵除湿系统内等级式除湿回风控制；

最后，采用全热回收技术，将排出的热风和新风进行热回收，获取免费的热量。

综述，本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，建立了一种空气源多维度处理型除湿烘干控制，可依据不同工艺工况的需求，同时对烘房出来的风进行除湿升温、满足除湿的要求；也可以从外界环境空间中吸收热量，将热量转移到烘房内，满足高温环境的要求；同时当机组湿度大时，进行排湿进新风，对新风和排湿进行全热回收，有效避免排湿时的热量损失。本发明的一种除湿烘干用热泵控制方法，不仅满足低温工况除湿的要求，也能保证高温除湿烘干要求，保证产品的烘干效果和降低产品的运行费用。

Claims (10)

1.一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：针对烘干、除湿与通风三因素分别建立热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统，并根据当前产品的工艺需求，建立基于热泵烘干系统、热泵除湿系统与通风系统的除湿烘干用热泵控制方法，所述控制方法包括如下步序：

S1：启动除湿烘干用热泵，并监测当前产品的工艺需求；

S2：当当前产品需进行高温烘干处理时，启动热泵烘干系统；

当当前产品需进行低温烘干处理或除湿处理时，启动热泵除湿系统；

S3：当当前产品需进行通风处理时，关闭热泵烘干系统与热泵除湿系统，启动通风系统。

2.根据权利要求1所述的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

步骤S2中，针对热泵除湿系统，建立基于除湿排水量的热泵除湿系统内反馈调节式除湿控制，所述反馈调节式除湿控制包括如下步序：

SS1：建立热泵烘干系统与热泵除湿系统两者间的比例调节式动态关联；并根据产品各阶段的烘干特性，设定不同梯度级的除湿水量；

SS2：建立对热泵除湿系统实时除湿水量的监控，并将实时监控值与当前梯度的设定除湿水量进行比较，根据两数值的比较结果建立热泵烘干系统的开度调节；实现实时修正热泵除湿系统的除湿排水量，使实际排水量不断追踪设定除湿水量。

3.根据权利要求1所述的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

步骤S2中，针对热泵除湿系统，建立基于回风湿度的热泵除湿系统内等级式除湿回风控制，所述等级式除湿回风控制包括如下步序：

SA1：构建热泵除湿系统内的低湿度的一级除湿、高湿度的新风混合式二级除湿、高湿度的新风混合式的温控型三级除湿，三等级式除湿回风系统结构，并建立对热泵除湿系统实时回风湿度的监控；

SA2：当实时回风湿度值低于设定值时，启动低湿度的一级除湿；

当实时回风湿度值等于或高于设定值时，启动低湿度的一级除湿与高湿度的新风混合式二级除湿，建立两者并联工作的除湿控制；

当实时回风湿度值等于或高于设定值、且回风温度低于工艺设定温度时，启动低湿度的一级除湿与高湿度的新风混合式的温控型三级除湿，建立两者并联工作的除湿控制。

4.根据权利要求1所述的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

所述热泵烘干系统由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、储液器、室外蒸发器、四通阀、汽液分离器及压缩机构成冷媒热交换闭式循环结构，

其中，所述经由送风加热冷凝器热交换后的热风通过设置的送风风机管路送至烘房；

所述热泵除湿系统包括有冷媒热交换单元及回风除湿单元，

所述冷媒热交换单元由依次连接的压缩机、四通阀、送风加热冷凝器、新风加热冷凝器、储液器、回风蒸发器、热回收蒸发器、四通阀、汽液分离器、压缩机构成冷媒热交换闭式循环结构，

其中，所述经由送风加热冷凝器热交换后的热风通过设置的送风风机管路送至烘房；

所述回风除湿单元由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成。

5.根据权利要求2和4所述的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

在所述热泵烘干系统中，储液器通往室外蒸发器的管路上设置主电子膨胀阀；

在所述热泵除湿系统中，储液器通往回风蒸发器的管路上设置辅电子膨胀阀；

通过以上设置，为热泵除湿系统与热泵烘干系统两者间的比例调节式动态关联提供结构支持。

6.根据权利要求3和4所述的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

所述的依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成低湿度的一级除湿；

所述的高湿度的新风混合式二级除湿由并联的第一回风结构与第二回风结构构成，

所述的第一回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成，

所述的第二回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、排风风机、全热热交换器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成；

所述的高湿度的新风混合式的温控型三级除湿由并联的第一回风结构与第三回风结构构成，

所述的第一回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成，

所述的第三回风结构由依次管路连接的烘房、第一初效过滤器、排风风机、全热热交换器、新风加热冷凝器、回风蒸发器、送风加热冷凝器、送风风机及烘房构成；

其中，在第一初效过滤器的出风口设有湿度传感器，在回风蒸发器的下端设置集水盘，并于集水盘内设置流量计。

7.根据权利要求5所述的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

所述热泵除湿系统，通过关闭主电子膨胀阀，并根据回风蒸发器温度、回风蒸发器出口温度、吸气温度三者的综合关系，建立相应的辅电子膨胀阀的开度控制，控制依据如下逻辑：

当回风相对湿度≥80％，T_{吸气过热度}为2，

当80％＞回风相对湿度≥60％，T_{吸气过热度}为3，

当60％＞回风相对湿度≥45％，T_{吸气过热度}为4，

当45％＞回风相对湿度≥25％，T_{吸气过热度}为5，

当回风相对湿度＜25％，T_{吸气过热度}为7；

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}≥4时，T_{吸气过热度}的值-1，

当2≤T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度}的值保持不变，

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度}的值保持不变，

每等时间间隔巡回检测一次，修正T_{吸气过热度}的值，

其中，T_{吸气过热度}＝T_吸气温度-T_{回风蒸发温度}。

8.根据权利要求5所述的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

所述热泵烘干系统，通过关闭辅电子膨胀阀，并根据室外蒸发器的温度、室外蒸发器出口温度、吸气温度三者的综合关系，建立相应的主电子膨胀阀的开度控制，控制依据如下逻辑：

当回风相对湿度≥80％，T_{吸气过热度1}为2，

当80％＞回风相对湿度≥60％，T_{吸气过热度1}为3，

当60％＞回风相对湿度≥45％，T_{吸气过热度1}为4，

当45％＞回风相对湿度≥25％，T_{吸气过热度1}为5，

当回风相对湿度＜25％，T_{吸气过热度1}为7；

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}≥4时，T_{吸气过热度1}的值-1，

当2≤T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度1}的值保持不变，

当T_{回风露点温度}-T_{回风蒸发温度}＜4时，T_{吸气过热度1}的值保持不变，

每等时间间隔巡回检测一次，修正T吸气过热度1的值，

其中，T_{吸气过热度1}＝T_吸气温度-T_{室外蒸发温度}。

9.根据权利要求5所述的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

通过调节主电子膨胀阀与辅电子膨胀阀的开度，建立热泵烘干系统与热泵除湿系统两者间的比例调节式动态关联，

所述辅电子膨胀阀的初始开度和动作依据如下逻辑：

初始开度＝230+3.5*出风温度–开度系数*(20-回风温度)，

上述公式中，

当回风温度<20度时，开度系数＝2；当回风温度≥20度时，开度系数＝20；若初始开度计算值>480步，则按480计算；

当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于8度，则每次调节4*8步；

当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于2度，则每次调节2*8步；

当吸气温度与回风蒸发器温度之差大于1度小于2度，则每次调节1*8步；

所述主电子膨胀阀的初始开度和动作依据如下逻辑：

初始开度＝230+3.5*出风温度–开度系数*(20-室外环境温度)

上述公式中，

当回风温度<20度时，开度系数＝2；当回风温度≥20度时，开度系数＝20；若初始开度计算值>480步，则按480计算；

当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于8度，则每次调节4*8步；

当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于2度，则每次调节2*8步；

当吸气温度与室外蒸发器温度之差大于1度小于2度，则每次调节1*8步。

10.根据权利要求2所述的一种除湿烘干用热泵控制方法，其特征在于：

步骤SS2中建立对热泵除湿系统实时除湿水量的监控，具体为：将产品处理工艺总时划分为时间间隔相等的若干时间段，并设定每个时间段为实时除湿水量的监控数据采集点，针对监控数据采集点建立对热泵除湿系统实时除湿水量的监控。