CN110645646A - 一种热回收型双冷源新风除湿机及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热回收型双冷源新风除湿机及其控制方法。该新风除湿机包括框架，框架内设有新风通道和回风通道，新风通道内设有送风机，回风通道内设有回风机，新风通道和回风通道内穿插设有全热回收器，全热回收器后侧的新风通道内设有显热回收器和蒸发器，蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器。本发明降低了室内辐射末端或干盘管的冷负荷，节省能源，当过渡季节、特别是梅雨季节等时期，新风除湿机依然满足室内的舒适性要求，采用二级或三级级冷却回路，对新风进行多级冷却除湿，大大增强了新风除湿系统的冷却除湿能力和范围，采用二个或多个独立的冷却回路，可同时或分别独立运行，在实行新风除湿系统节能运行的同时，确保满足送风要求。

Description

一种热回收型双冷源新风除湿机及其控制方法
技术领域
本发明涉及新风除湿机领域，具体涉及一种热回收型双冷源新风除湿机及其控制方法。
背景技术
在空气调节设备应用领域，传统空调是温度和湿度绑定，对于舒适性空调而言一方面温度和湿度往往会不能同时保证，另一方面由于过度冷却和再热的原理性缺陷，造成能源的极大浪费。由清华大学江亿院士推出的温湿分控系统更符合空调负荷的特点。做为温湿分控的湿度部分，深度除湿全新风系统呈百花齐放状态，各设备厂家纷纷从不同角度、不同思路上展开开发。
专利名称为：一种带热回收型深度除湿全新风机组(申请号为：2019206420508)中公开一种适用于温湿分控的新风除湿机，虽然也实现了热回收双冷源新风除湿，但该系统的送风温度不可灵活控制，当送风温度过高时，增加了室内辐射末端或干盘管的冷负荷。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种热回收型双冷源新风除湿机及其控制方法。
为实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种热回收型双冷源新风除湿机，包括框架，所述框架内设有新风通道和回风通道，所述新风通道内设有送风机，且其两端分别设有新风口和送风口，所述回风通道内设有回风机，且其两端分别设有回风口和排风口，所述新风通道和回风通道内穿插设有全热回收器，其特征在于，所述全热回收器后侧的新风通道内设有显热回收器和蒸发器，新风依次经全热回收器的新风侧、显热回收器的一侧通道、蒸发器和显热回收器的另一侧通道从送风口送出；
所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器与第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀阀连接形成第一直膨系统；所述第二蒸发器与第二压缩机、第二冷凝器和第二膨胀阀连接形成第二直膨系统；
还包括控制单元，所述控制单元与全热回收器、第一压缩机、第二压缩机、第一膨胀阀和第二膨胀阀分别连接。
进一步的，所述控制单元包括与第一压缩机、第二压缩机、第一膨胀阀和第二膨胀阀分别连接的控制模块，所述控制模块连接有新风参数测量模块、送风参数测量模块和回风参数测量模块。
进一步的，所述第一蒸发器和第二蒸发器为并联设置或串联设置。
进一步的，所述显热回收器与蒸发器之间还设有表冷器，所述表冷器连接有第一调节阀，所述第一调节阀与控制模块连接。
进一步的，所述第一冷凝器和/或第二冷凝器为设置在室外机内的风冷冷凝器。
进一步的，所述第一冷凝器为风冷冷凝器，且其设置在全热回收器后侧的回风通道内。
进一步的，所述第二冷凝器为水冷冷凝器，其连接有冷冻水水管，所述冷冻水水管上设有第二调节阀，所述第二调节阀与控制模块连接。
进一步的，所述新风通道内设有空气过滤器，所述空气过滤器包括沿气流方向依次设置的初效过滤器、中效过滤器和静电过滤器。
在第二方面，本发明还提供了一种上述的热回收型双冷源新风除湿机的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：输入工况选择和参数设定值指令至控制模块，所述参数设定值包括送风和房间的温度及绝对含湿量设定值；
步骤二：回风参数测量模块、新风参数测量模块和送风参数测量模块分别实时检测回风参数、新风参数和送风参数并反馈到控制模块；
步骤三：控制模块根据选择的工况控制送风机、排风机和全热回收器的运行；
步骤四：控制模块判断由新风测量模块实时检测到的新风参数决定表冷器和第一调节阀运行状态；
步骤五：控制模块根据参数设定值中的送风参数设定值与由新风测量模块实时检测到的新风参数决定第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀的运行状态；
步骤六：控制模块根据参数设定值中的房间参数设定值与由回风测量模块实时检测到的回风参数决定第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀的运行状态；
步骤七：当步骤五与步骤六得出的第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀运行状态不一致时，控制模块根据启动优先原则决定第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀的运行状态。
进一步的，所述启动优先原则包括：
优先原则一：启动指令优先于停止指令。
优先原则二：当所述送风绝对含湿量设定值与新风绝对含湿量的差值≤预设的第一绝对含湿量差值时，所述第一压缩机与第二压缩机累计运行时间短的启动运行；当所述送风绝对含湿量设定值与由新风测量模块实时检测到的新风绝对含湿量的差值＞预设的第一绝对含湿量差值时，第一压缩机与第二压缩机中累计运行时间长的启动运行。
优先原则三：当预设的第二绝对含湿量差值≥回风绝对含湿量与房间绝对含湿量设定值的差值＞0时，所述第一压缩机与第二压缩机中累计运行时间短的启动运行；当回风绝对含湿量与房间绝对含湿量设定值的差值＞预设的第二绝对含湿量差值时，所述第一压缩机与第二压缩机中累计运行时间长的启动运行。
有益效果：第一：本发明的送风口没有再热冷凝器，送风温度低，降低了室内辐射末端或干盘管的冷负荷，节省能源。
第二：本发明提供了独立的自身冷源系统，当过渡季节、特别是梅雨季节等时期，外部冷源不运行时，新风除湿机依然能运行，满足室内的舒适性要求。
第三：本发明采用二级或三级级冷却回路，对新风进行多级冷却除湿，大大增强了新风除湿系统的冷却除湿能力和范围，并且，通过多级或变频控制更能进一步增加新风除湿系统的冷却除湿能力和范围。
第四：本发明采用二个或多个独立的冷却回路，可同时或分别独立运行，在实行新风除湿系统节能运行的同时，确保满足送风要求。
附图说明
图1是本发明实施例的热回收型双冷源新风除湿机结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种热回收型双冷源新风除湿机，该除湿机包括框架1，在框架1内设有新风通道和回风通道，在新风通道内设有送风机4，且其两端分别设有新风口和送风口，送风机4将新鲜空气从新风口引入新风通道，处理后并最终从送风口送往室内。在回风通道内设有回风机14，且其两端分别设有回风口和排风口，回风机14将室内空气从回风口引入至回风通道内，在回风通道内回收利用后从排风口排出。送风机4和回风机14可以采用定频风机，也可采用变频风机或调速风机。在新风通道和回风通道内穿插设有全热回收器3，以便回收利用室内回风。在全热回收器3后侧的新风通道内设有显热回收器5和蒸发器，新风依次经全热回收器3的新风侧、显热回收器5的一侧通道、蒸发器和显热回收器5的另一侧通道从送风口送出。本发明实施例的蒸发器为两个以上，以两个蒸发器为例，两个蒸发器分别为第一蒸发器10和第二蒸发器9，其中，第一蒸发器10与第二蒸发器9可以并联设置，也可以串联设置。第一蒸发器10与第一压缩机2、第一冷凝器13和第一膨胀阀12连接形成第一直膨系统。第二蒸发器9与第二压缩机8、第二冷凝器6和第二膨胀阀7连接形成第二直膨系统。本发明实施例还包括控制单元，控制单元与全热回收器3、第一压缩机2、第二压缩机8、第一膨胀阀12和第二膨胀阀7分别连接，用以分别控制其运行。
本发明实施例的控制单元包括与第一压缩机2、第二压缩机8、第一膨胀阀12和第二膨胀阀7分别连接的控制模块，控制模块连接有新风参数测量模块、送风参数测量模块和回风参数测量模块，其中，新风参数测量模块用来测量从新风口进入的新风的温度及湿度参数，并将测量的从新风口进入的新风的温度及湿度参数反馈给控制模块。送风参数测量模块用来测量从送风口送出的新风的温度及湿度参数，并将从送风口送出的新风的温度及湿度参数反馈给控制模块。回风参数测量模块用来测量从回风口进入的室内回风的温度及湿度参数，并将从回风口进入的室内回风的温度及湿度参数反馈给控制模块，进而控制模块即可根据新风参数测量模块、送风参数测量模块和回风参数测量模块反馈的参数以及设定的参数控制本除湿机工作。
为了进一步提高除湿能力及除湿调节的灵活性，在显热回收器5与蒸发器之间还设有表冷器11，表冷器11通过供水管和回水管连接外部水源，其中，在夏季，通入冷冻水进行预除湿；在冬季，表冷器11通入温水对新风进行预热处理。表冷器11连接有第一调节阀16，第一调节阀16与控制模块连接，控制模块控制第一调节阀16的开度，即可调节表冷器11的预除湿效果。
本发明实施例的第一冷凝器13以及第二冷凝器6可以设置在室外机内，也可以设置在本新风机组内。具体的，将第一冷凝器13和第二冷凝器6设置在室外机内时，第一冷凝器13和第二冷凝器6均需要采用风冷冷凝器。优选将第一冷凝器13和第二冷凝器6设置在本新风机组内，并且，第一冷凝器13采用风冷冷凝器，且其设置在全热回收器3后侧的回风通道内，进一步回收利用室内回风。第二冷凝器6优选采用水冷冷凝器，第二冷凝器6的冷却水道连接有冷冻水水管，冷冻水水管与外部冷源连接，在冷冻水水管上设有第二调节阀15，第二调节阀15与控制模块连接。控制模块控制第二调节阀15的开度，即可调节第二冷凝器6内的制冷剂的冷却效果。
为了提高送入室内的新风的质量，可以新风通道内设有空气过滤器，所述空气过滤器包括沿气流方向依次设置的初效过滤器、中效过滤器和静电过滤器。
夏季工况时，新风首先经全热回收器3回收排风中的冷量，新风温度初次降低，新风绝对含湿量开始降低；新风然后经送风机4进入显热回收器5的一侧通道，回收送风中的冷量，新风温度得到第二次降低、新风绝对含湿量二次降低，同时提高送风温度，防止送风温度过低引起送风口结露；新风然后经过表冷器11，新风温度得到第三次降低、新风绝对含湿量再次降低；新风然后再经过第一蒸发器10和第二蒸发器9，新风温度、绝对含湿量降至目标要求；最后，新风经显热回收器5的另一侧通道，吸收新风中的热量，再热后从送风口送出。
第一直膨系统用于在无外部冷源或者表冷器11或加第二直膨系统不能将新风处理到目标要求时对新风进行处理，其处理过程为：第一压缩机2启动，制冷剂经第一压缩机2压缩后变为高温高压的蒸汽进入冷凝器13，放出热量至排风，制冷剂变为高压的液体，再经第一膨胀阀1节流降压后进入第一蒸发器10吸收新风中的热量，制冷剂变为低压的气体，再回到第一压缩机2，完成制冷循环。制冷剂在第一蒸发器10中吸收新风中的热量，新风温度降低、水份冷凝析出，使新风达到降温、除湿目的。
第二直膨系统用于在无外部冷源或者表冷器11或加第一直膨系统不能将新风处理到目标要求时对新风进行处理，其处理过程为：第二压缩机8启动，制冷剂经第二压缩机8压缩后变为高温高压的蒸汽进入水冷冷凝器6，放出热量至外部冷源冷冻水，制冷剂变为高压的液体，再经第二膨胀阀7节流降压后进入第二蒸发器9吸收新风中的热量，制冷剂变为低压的气体，再回到第二压缩机8，完成制冷循环。制冷剂在第二蒸发器9中吸收新风中的热量，新风温度降低、空气中的水份冷凝析出，使新风达到降温、除湿目的。
在冬季工况下，控制模块控制第二直膨系统停止运行，并控制第一直膨系统中的换向阀(图中未示出)改变制冷剂的流向，使第一蒸发器10对空气加热，第一冷凝器13从温度较高的室内回风中吸收热量，不再赘述。
本发明实施例的热回收型双冷源新风除湿机的控制方法如下步骤：
步骤一：输入工况选择和参数设定值指令至控制模块，参数设定值包括送风和房间的温度及绝对含湿量设定值。
步骤二：回风参数测量模块、新风参数测量模块和送风参数测量模块分别实时检测回风参数、新风参数和送风参数并反馈到控制模块。
步骤三：控制模块根据选择的工况控制送风机、排风机和全热回收器的运行。
步骤四：控制模块判断由新风测量模块实时检测到的新风参数决定表冷器和第一调节阀运行状态。
步骤五：控制模块根据参数设定值中的送风参数设定值与由新风测量模块实时检测到的新风参数决定第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀的运行状态；
步骤六：控制模块根据参数设定值中的房间参数设定值与由回风测量模块实时检测到的回风参数决定第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀的运行状态；
步骤七：当步骤五与步骤六得出的第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀运行状态不一致时，控制模块根据启动优先原则决定第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀的运行状态。
其中，启动优先原则可以采用以下几种：
优先原则一：启动指令优先于停止指令。
优先原则二：当送风参数设定值中绝对含湿量设定值与由新风测量模块实时检测到的新风绝对含湿量的差值≤预设的第一绝对含湿量差值时，第一压缩机2与第二压缩机8(含第二调节阀15)中累计运行时间短的启动运行；当送风参数设定值中绝对含湿量设定值与由新风测量模块实时检测到的新风绝对含湿量的差值＞预设的第一绝对含湿量差值时，第一压缩机2与第二压缩机8(含第二调节阀15)中累计运行时间长的启动运行。
优先原则三：当预设的第二绝对含湿量差值≥回风绝对含湿量与房间绝对含湿量设定值的差值＞0时，第一压缩机2与第二压缩机8(含第二调节阀15)中累计运行时间短的启动运行；当由回风测量模块实时检测到的回风绝对含湿量与房间参数设定值中绝对含湿量设定值的差值＞预设的第二绝对含湿量差值时，第一压缩机2与第二压缩机8(含第二调节阀15)中累计运行时间长的启动运行。
需要说明的是，预设的第一绝对含湿量差值和预设的第二绝对含湿量差值的大小需要根据不同的冷水温度、表冷器的配置的大小、第一直膨系统和第二直膨系统的大小进行调整。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热回收型双冷源新风除湿机，包括框架，所述框架内设有新风通道和回风通道，所述新风通道内设有送风机，且其两端分别设有新风口和送风口，所述回风通道内设有回风机，且其两端分别设有回风口和排风口，所述新风通道和回风通道内穿插设有全热回收器，其特征在于，所述全热回收器后侧的新风通道内设有显热回收器和蒸发器，新风依次经全热回收器的新风侧、显热回收器的一侧通道、蒸发器和显热回收器的另一侧通道从送风口送出；
所述蒸发器包括第一蒸发器和第二蒸发器，所述第一蒸发器与第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀阀连接形成第一直膨系统；所述第二蒸发器与第二压缩机、第二冷凝器和第二膨胀阀连接形成第二直膨系统；
还包括控制单元，所述控制单元与全热回收器、第一压缩机、第二压缩机、第一膨胀阀和第二膨胀阀分别连接。
2.根据权利要求1所述的热回收型双冷源新风除湿机，其特征在于，所述控制单元包括与第一压缩机、第二压缩机、第一膨胀阀和第二膨胀阀分别连接的控制模块，所述控制模块连接有新风参数测量模块、送风参数测量模块和回风参数测量模块。
3.根据权利要求1所述的热回收型双冷源新风除湿机，其特征在于，所述第一蒸发器和第二蒸发器为并联设置或串联设置。
4.根据权利要求2所述的热回收型双冷源新风除湿机，其特征在于，所述显热回收器与蒸发器之间还设有表冷器，所述表冷器连接有第一调节阀，所述第一调节阀与控制模块连接。
5.根据权利要求1所述的热回收型双冷源新风除湿机，其特征在于，所述第一冷凝器和/或第二冷凝器为设置在室外机内的风冷冷凝器。
6.根据权利要求1所述的热回收型双冷源新风除湿机，其特征在于，所述第一冷凝器为风冷冷凝器，且其设置在全热回收器后侧的回风通道内。
7.根据权利要求2所述的热回收型双冷源新风除湿机，其特征在于，所述第二冷凝器为水冷冷凝器，其连接有冷冻水水管，所述冷冻水水管上设有第二调节阀，所述第二调节阀与控制模块连接。
8.根据权利要求1所述的热回收型双冷源新风除湿机，其特征在于，所述新风通道内设有空气过滤器，所述空气过滤器包括沿气流方向依次设置的初效过滤器、中效过滤器和静电过滤器。
9.一种如权利要求1所述的热回收型双冷源新风除湿机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：输入工况选择和参数设定值指令至控制模块，所述参数设定值包括送风和房间的温度及绝对含湿量设定值；
步骤二：回风参数测量模块、新风参数测量模块和送风参数测量模块分别实时检测回风参数、新风参数和送风参数并反馈到控制模块；
步骤三：控制模块根据选择的工况控制送风机、排风机和全热回收器的运行；
步骤四：控制模块判断由新风测量模块实时检测到的新风参数决定表冷器和第一调节阀运行状态；
步骤五：控制模块根据参数设定值中的送风参数设定值与由新风测量模块实时检测到的新风参数决定第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀的运行状态；
步骤六：控制模块根据参数设定值中的房间参数设定值与由回风测量模块实时检测到的回风参数决定第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀的运行状态；
步骤七：当步骤五与步骤六得出的第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀运行状态不一致时，控制模块根据启动优先原则决定第一压缩机、第二压缩机及第二调节阀的运行状态。
10.根据权利要求9所述的热回收型双冷源新风除湿机的控制方法，其特征在于，所述启动优先原则包括：
优先原则一：启动指令优先于停止指令。
优先原则二：当所述送风绝对含湿量设定值与新风绝对含湿量的差值≤预设的第一绝对含湿量差值时，所述第一压缩机与第二压缩机累计运行时间短的启动运行；当所述送风绝对含湿量设定值与由新风测量模块实时检测到的新风绝对含湿量的差值＞预设的第一绝对含湿量差值时，第一压缩机与第二压缩机中累计运行时间长的启动运行。
优先原则三：当预设的第二绝对含湿量差值≥回风绝对含湿量与房间绝对含湿量设定值的差值＞0时，所述第一压缩机与第二压缩机中累计运行时间短的启动运行；当回风绝对含湿量与房间绝对含湿量设定值的差值＞预设的第二绝对含湿量差值时，所述第一压缩机与第二压缩机中累计运行时间长的启动运行。
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