CN111102660A - 一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统及控制方法，所述连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统分高温级制冷模块和低温级制冷模块，高温级制冷模块无霜设计，低温级制冷模块采用双蒸发器和内部独特设计的双流通风道，通过增加风门来控制不同风道的使用，实现蒸发器融霜的同时，保证制冷系统连续稳定运行；且利用高温级制冷模块的冷凝热加热出风，可以减少出风再热的功耗，还可给低温级蒸发器进行融霜，减少低温级系统的融霜时间，节能效果显著。

Description

一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统及控制方法
技术领域
本发明涉及制冷技术领域，更具体地，本发明涉及一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统及控制方法。
背景技术
目前市场上当出风露点低于0℃时，通常采用转轮来达到更低的露点温度，避免制冷系统中的蒸发器结霜导致系统停止运行，但当出风露点相同时，转轮系统较制冷系统能耗高8％左右，同时需安装再生风管道，工程安装也较制冷系统复杂。常规制冷系统也可以采用热泵融霜或热气旁通的方法进行蒸发器的融霜，但热泵融霜或热气旁通均会导致出风温度不稳定，不能实现系统的连续稳定运行。
发明内容
本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，所述连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统采用双蒸发器和内部独特设计的双流通风道，通过增加风门来控制不同风道的使用，实现蒸发器融霜的同时，保证制冷系统连续稳定运行。
本发明的另一目的在于提供所述连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统的控制方法。
本发明采取的技术方案如下：
一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，包括依次设置的进风口、初效过滤段、风机段、高温蒸发段、风口、第一低温蒸发段、第二低温蒸发段、高温冷凝段、以及出风口；
所述连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统设有第一通道和第二通道，所述第一低温蒸发段、第二低温蒸发段、高温冷凝段位于第一通道内；
第一通道和风口之间设有第一风门，第一通道和出风口之间设有第二风门，第一通道的上层的两端还设有第三和第四风门，且第三风门位于靠近第一风门的一端；第二通道的一侧的上端设有第五风门，且第一通道和第二通道通过第五风门连通，第五风门位于靠近第三风门的一侧，第二通道的另一侧设有内部风口。
第一风门、第二风门的空气流通方向是X轴轴向，第三风门、第四风门、第五风门的空气流通方向为Z轴轴向。
在X轴轴向上，第一风门位于第三风门和第五风门之间且第三风门靠近风口；在X轴轴向上，第四风门位于高温冷凝段和第二风门之间，第二风门位于内部风口和第四风门之间且内部风口靠近出风口。
本发明所述的初效过滤段为初效过滤器，用于过滤5μm以上尘埃粒子，风机段用于将空气输送至高温蒸发段，空气经高温蒸发段初步除湿，再经过第一低温蒸发段深度除湿，此时第一风门、第二风门打开，第三风门、第四风门、第五风门关闭，即关闭第一通道上面的空气流通通道，空气经过第一低温蒸发器段深度除湿，经过高温冷凝段中的冷凝热回热后从出风口送出。当第一低温蒸发器段需要融霜时，来自高温蒸发段的高温空气先经过第一低温蒸发段自然融霜，然后通过第二低温蒸发段降温、高温冷凝器回热后送出；当第二低温蒸发段需要融霜时，制冷系统切换制冷剂进入第一低温蒸发段中，此时，第一风门、第二风门关闭，第三风门、第四风门、第五风门打开；来自高温蒸发段的高温空气经过第三风门、第一通道、第四风门，从上面的密封风道中进入下面的通道，由于第二风门关闭，因此，空气先经过高温冷凝段加热，然后流过第二低温蒸发段，第二低温蒸发段由流通的高温空气自然融霜，经过第一低温蒸发段降温后，通过打开的第五风门，进入第二通道，通过第二通道中的内部风口，再从出风口送出。
所述高温蒸发段包括依次连接的高温级蒸发器、第一膨胀阀、第一过滤器，还包括与高温蒸发器连接的高温压缩机。
所述高温冷凝段包括高温风冷冷凝器和与其连接的第一水冷冷凝器，第一水冷冷凝器与第一过滤器连接，高温风冷冷凝器与高温压缩机连接。
本发明高温蒸发段和高温冷凝段构成高温制冷模块，高温制冷模块利用低压压力传感器监控蒸发压力，保证制冷系统的无霜运行，最大限度在0℃以上除去空气中的水分。
所述第一低温蒸发段包括依次连接的第一低温级蒸发器、第一电磁阀、第二膨胀阀、第二过滤器、储液器、第二水冷冷凝器、低温级压缩机、低压压力传感器、气液分离器，第一低温级蒸发器通过第一单向阀与气液分离器相连。
所述第二低温蒸发段包括依次连接的第二低温级蒸发器、第二电磁阀、第二膨胀阀、第二过滤器、储液器、第二水冷冷凝器、低温级压缩机、低压压力传感器、气液分离器，第二低温级蒸发器通过第二单向阀与气液分离器相连。
本发明第一低温蒸发段和第二低温蒸发段构成低温制冷模块，第一低温级蒸发器作为低温级主换热器；第二低温级蒸发器作为低温级辅助换热器，用于主换热器融霜时的辅助换热，实现融霜时的稳定连续运行；第一低温级蒸发器和第二低温级蒸发器通过第一电磁阀、第二电磁阀的开启和关闭实现制冷剂环路的切换；在压缩机出口管路增加低压压力传感器，用于测量制冷剂的低压压力，用低压压力值判断第一低温级蒸发、第二低温级蒸发器是否需要融霜，从而实现电磁阀和风门的切换。
一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统的控制方法，包括如下步骤：
S1、空气经初效过滤段过滤后经过高温蒸发段初步除湿，关闭第三风门、第四风门、第五风门，打开第一风门、第二风门、第一电磁阀，空气经风口、第一风门，再经过第一低温蒸发段深度除湿，再经过高温冷凝段冷凝热回热后从出风口送出；
S2、当低压压力传感器测试到压力低于设定值时，表明第一低温级蒸发器需要融霜，此时关闭第一电磁阀，打开第二电磁阀，由风口进来的空气对第一低温级蒸发器融霜，运行20～40min后第一电磁阀打开，第二电磁阀关闭，继续切换到第一低温级蒸发段运行；
S3、第一低温级蒸发段运行10～20min后，关闭第一风门、第二风门，打开第三风门、第四风门、第五风门，空气经第三风门，第一通道、第四风门，先经过高温冷凝段加热，然后流过第二低温级蒸发段、第二级低温蒸发段的第二低温蒸发器经加热的空气自然融霜，空气然后经第一级低温蒸发段降温，再通过第五风门进入第二通道，再经过第二通道的内部风口、出风口送出，待下次低压压力传感器达到设定值时重复前面的融霜过程。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明所述连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统分高温级制冷模块和低温级制冷模块，高温级制冷模块无霜设计，低温级制冷模块采用双蒸发器和内部独特设计的双流通风道，通过增加风门来控制不同风道的使用，实现蒸发器融霜的同时，保证制冷系统连续稳定运行，可在低露点出风领域取代转轮系统；本发明利用高温级制冷模块的冷凝热加热出风，可以减少出风再热的功耗，还可给低温级蒸发器进行融霜，减少低温级系统的融霜时间，节能效果显著。
附图说明
图1为实施例连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统整体风向走向图。
图2为实施例连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统各风门和通道位置关系图。
图3为连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统工作原理图。
附图说明：1、进风口；2、初效过滤段；3、风机段；4、高温蒸发段；5、风口；6、第一风门；7、第一低温蒸发段；8、第二低温蒸发段；9、高温冷凝段；10、第二风门；11、出风口；12、第三风门；13、第四风门；14、第五风门；15、第一通道；16、第二通道；17、高温级蒸发器；18、第一膨胀阀；19、第一过滤器；20、高温压缩机；21、高温风冷冷凝器；22、第一水冷冷凝器；23、第一低温级蒸发器；24、第一电磁阀；25、第二膨胀阀；26、第二过滤器；27、储液器；28、第二水冷冷凝器；29、低温级压缩机；30、低压压力传感器；31、气液分离器；32、第二低温级蒸发器；33、第二电磁阀；34内部风口；35、第二单向阀。
具体实施方式
本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1、图2所示，一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，包括依次设置的进风口1、初效过滤段2、风机段3、高温蒸发段4、风口5、第一低温蒸发段7、第二低温蒸发段8、高温冷凝段9、以及出风口11；
所述连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统设有第一通道15和第二通道16，所述第一低温蒸发段7、第二低温蒸发段8、高温冷凝段9位于第一通道15内；
第一通道15和风口5之间设有第一风门6，第一通道11和出风口11之间设有第二风门10，第一通道11的上层的两端还设有第三风门12和第四风门13，且第三风门12位于靠近第一风门6的一端；
第二通道12的一侧的上端设有第五风门14，且第一通道11和第二通道12通过第五风门14连通，第五风门位于靠近第三风门的一侧，第二通道的另一侧设有内部风口34。
更具体地，第一风门6、第二风门10的空气流通方向是X轴轴向，第三风门12、第四风门13、第五风门14的空气流通方向为Z轴轴向。
更具体地，在X轴轴向上，第一风门6位于第三风门12和第五风门14之间且第三风门12靠近风口5；在X轴轴向上，第四风门13位于高温冷凝段9和第二风门10之间，第二风门10位于内部风口和第四风门13之间且内部风口34靠近出风口11。
更具体地，所述高温蒸发段4包括依次连接的高温级蒸发器17、第一膨胀阀18、第一过滤器19，还包括与高温蒸发器连接的高温压缩机20。
更具体地，所述高温冷凝段9包括高温风冷冷凝器21和与其连接的第一水冷冷凝器22，第一水冷冷凝器22与第一过滤器19连接，高温风冷冷凝器21与高温压缩机20连接。
更具体地，所述第一低温蒸发段7包括依次连接的第一低温级蒸发器23、第一电磁阀24、第二膨胀阀25、第二过滤器26、储液器27、第二水冷冷凝器28、低温级压缩机29、低压压力传感器30、气液分离器31，第一低温级蒸发器23通过第一单向阀18与气液分离器31相连。所述第二低温蒸发段8包括依次连接的第二低温级蒸发器32、第二电磁阀33、第二膨胀阀25、第二过滤器26、储液器27、第二水冷冷凝器28、低温级压缩机29、低压压力传感器30、气液分离器31，第二低温级蒸发器32通过第二单向阀35与气液分离器31相连。即所述第一低温蒸发段8和第二低温蒸发段9共享第二膨胀阀25、第二过滤器26、储液器27、第二水冷冷凝器28、低温级压缩机29、低压压力传感器30、气液分离器31。
更具体地，所述连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统还包括控制单元，各风门、各蒸发器、冷凝器、膨胀阀、电磁阀、单向阀、压力传感器等元器件均与控制单元电连接
空气经过初效过滤段(初效过滤器)过滤后经风机送入高温制冷模块、低温制冷模块；高温制冷模块由蒸发器(高温级蒸发器17)、风冷冷凝器(高温风冷冷凝器21)、水冷冷凝器(第一水冷冷凝器22)、过滤器(第一过滤器19)、膨胀阀(第一膨胀阀18)等组成，利用低压压力传感器30监控蒸发压力，保证制冷系统的无霜运行，最大限度在0℃以上除去空气中的水分；低温制冷模块对空气进行深度除湿；低温制冷模块由2个低温蒸发器(第一低温级蒸发器23、第二低温级蒸发器32)、水冷冷凝器(第二水冷冷凝器28)、储液器27、过滤器(第二过滤器26)、膨胀阀(第二膨胀阀25)、气液分离器31等组成，其中第一低温级蒸发器23作为低温级主换热器，第二低温级蒸发器32作为低温级辅助换热器，用于主换热器融霜时的辅助换热，实现融霜时的稳定连续运行；第一低温级蒸发器23和第一低温级蒸发器32通过第一电磁阀24、第二电磁阀33的开启和关闭实现制冷剂环路的切换；在压缩机出口管路增加低压压力传感器30，用于测量制冷剂的低压压力，用低压压力值判断第一蒸发级蒸发器23、第二蒸发级蒸发器33是否需要融霜，从而实现电磁阀和风门的切换。
该制冷系统的高温制冷模块中增加风冷冷凝器，用冷凝热加热出风温度，减少出风再生热功耗，当第二低温级蒸发器32融霜时，通过冷凝热加热空气后，减少第二低温级蒸发器32的融霜时间，更快实现低温主、辅蒸发器的切换。低温制冷模块通过双蒸发器和双风道来实现蒸发器的融霜，利用进口的高温空气给蒸发器自然融霜，不影响制冷系统的运行，因此避免了传统热泵融霜和热气旁通融霜，导致制冷系统的波动和出风波动的难题，同时，通过融霜将进口高温空气进行预冷，也可以降低后续制冷时所需能耗，此系统与目前低露点转轮系统相比，能耗可降低约8％，同时可节省再生排风管道的安装，节约工程安装量。
本实施例所述的连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统的控制方法包括如下步骤：
S1、空气经初效过滤段2过滤后经过高温蒸发段4初步除湿，关闭第三风门12、第四风门13、第五风门14，打开第一风门6、第二风门11、第一电磁阀24，空气经风口5、第一风门6，再经过第一低温蒸发段7深度除湿，再经过高温冷凝段9冷凝热回热后从出风口11送出；
S2、当低压压力传感器30测试到压力低于设定值时，表明第一低温级蒸发器23需要融霜，此时关闭第一电磁阀24，打开第二电磁阀33，由风口5进来的空气对第一低温级蒸发器23融霜，运行30min后第一电磁阀24打开，第二电磁阀33关闭，继续切换到第一低温级蒸发段7运行；
S3、第一低温级蒸发段7运行15min后，关闭第一风门6、第二风门10，打开第三风门12、第四风门13、第五风门14，空气经第三风门12，第一通道15、第四风门13，先经过高温冷凝段9加热，然后流过第二低温级蒸发段8，第二级低温蒸发段8的第二低温蒸发器32经加热的空气自然融霜，空气然后经第一级低温蒸发段7降温，再通过第五风门14进入第二通道16，再经过第二通道16的内部风口34、出风口11送出，待下次低压压力传感器30达到设定值时重复前面的融霜过程。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，其特征在于，包括依次设置的进风口(1)、初效过滤段(2)、风机段(3)、高温蒸发段(4)、风口(5)、第一低温蒸发段(7)、第二低温蒸发段(8)、高温冷凝段(9)、以及出风口(11)；
所述连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统设有第一通道(15)和第二通道(16)，所述第一低温蒸发段(7)、第二低温蒸发段(8)、高温冷凝段(9)位于第一通道(15)内；
第一通道(15)和风口(5)之间设有第一风门(6)，第一通道(15)和出风口(11)之间设有第二风门(10)，第一通道(15)的上层的两端还设有第三风门(12)和第四风门(13)，且第三风门(12)位于靠近第一风门(6)的一端；
第二通道(16)的一侧的上端设有第五风门(14)，且第一通道(15)和第二通道(16)通过第五风门(14)连通，第五风门(14)位于靠近第三风门(12)的一侧，第二通道(16)的另一侧设有内部风口(34)。
2.根据权利要求1所述的连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，其特征在于，第一风门(6)、第二风门(10)的空气流通方向是X轴轴向，第三风门(12)、第四风门(13)、第五风门(14)的空气流通方向为Z轴轴向。
3.根据权利要求1所述的连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，其特征在于，在X轴轴向上，第一风门(6)位于第三风门(12)和第五风门(14)之间且第三风门(12)靠近风口(5)；在X轴轴向上，第四风门(13)位于高温冷凝段(9)和第二风门(10)之间，第二风门(10)位于内部风口(34)和第四风门(13)之间且内部风口(34)靠近出风口(11)。
4.根据权利要求1所述的连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，其特征在于，所述高温蒸发段(4)包括依次连接的高温级蒸发器(17)、第一膨胀阀(18)、第一过滤器(19)，还包括与高温蒸发器连接的高温压缩机(20)。
5.根据权利要求4所述的连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，其特征在于，所述高温冷凝段(9)包括高温风冷冷凝器(21)和与其连接的第一水冷冷凝器(22)，第一水冷冷凝器(22)与第一过滤器(19)连接，高温风冷冷凝器(21)与高温压缩机(20)连接。
6.根据权利要求1所述的连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，其特征在于，所述第一低温蒸发段(7)包括依次连接的第一低温级蒸发器(23)、第一电磁阀(24)、第二膨胀阀(25)、第二过滤器(26)、储液器(27)、第二水冷冷凝器(28)、低温级压缩机(29)、低压压力传感器(30)、气液分离器(31)，第一低温级蒸发器(23)通过第一单向阀(18)与气液分离器(31)相连。
7.根据权利要求6所述的连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统，其特征在于，所述第二低温蒸发段(9)包括依次连接的第二低温级蒸发器(32)、第二电磁阀(33)、第二膨胀阀(25)、第二过滤器(26)、储液器(27)、第二水冷冷凝器(28)、低温级压缩机(29)、低压压力传感器(30)、气液分离器(31)，第二低温级蒸发器(32)通过第二单向阀(35)与气液分离器(31)相连。
8.一种连续稳定运行节能型低露点深度除湿系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、空气经初效过滤段(2)过滤后经过高温蒸发段(4)初步除湿，关闭第三风门(12)、第四风门(13)、第五风门(14)，打开第一风门(6)、第二风门(11)、第一电磁阀(24)，空气经风口(5)、第一风门(6)，再经过第一低温蒸发段(7)深度除湿，再经过高温冷凝段(9)冷凝热回热后从出风口(11)送出；
S2、当低压压力传感器(30)测试到压力低于设定值时，表明第一低温级蒸发器(23)需要融霜，此时关闭第一电磁阀(24)，打开第二电磁阀(33)，由风口(5)进来的空气对第一低温级蒸发器(23)融霜，运行20～40min后第一电磁阀(24)打开，第二电磁阀(33)关闭，继续切换到第一低温级蒸发段(7)运行；
S3、第一低温级蒸发段(7)运行10～20min后，关闭第一风门(6)、第二风门(10)，打开第三风门(12)、第四风门(13)、第五风门(14)，空气经第三风门(12)，第一通道(15)、第四风门(13)，先经过高温冷凝段(9)加热，然后流过第二低温级蒸发(8)段，第二级低温蒸发段(8)的第二低温蒸发器(32)经加热的空气自然融霜，空气然后经第一级低温蒸发段(7)降温，再通过第五风门(14)进入第二通道(16)，再经过第二通道(16)的内部风口(34)、出风口(11)送出，待下次低压压力传感器(30)达到设定值时重复前面的融霜过程。
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