CN115307296A - 一种冷凝热回收恒温恒湿系统及其控制方法 - Google Patents

一种冷凝热回收恒温恒湿系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种冷凝热回收恒温恒湿系统及其控制方法，系统包括恒温恒湿机组以及恒温恒湿室；所述恒温恒湿机组包括壳体、开设于壳体上的送风口和回风口、设置于壳体内的除湿换热器、冷凝热回收换热器、加湿器以及风机、设置于壳体外的压缩机、室外冷凝换热器、主电动球阀以及辅电动球阀，所述送风口和回风口分别连接至恒温恒湿室，所述压缩机的输出端一路通过主电动球阀、室外冷凝换热器连接至除湿换热器的输入端，所述压缩机的输出端另一路通过辅电动球阀、冷凝热回收换热器连接至除湿换热器的输入端，所述除湿换热器的输出端连接至压缩机的输入端；本发明能够提升冷凝热回收恒温恒湿空调系统控制精度和适用范围。

Description

一种冷凝热回收恒温恒湿系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种冷凝热回收恒温恒湿系统及其控制方法，属于空调控制技术领域。
背景技术
恒温恒湿空调机大多数应用在对温度和湿度精度要求特别高的场合，如电子工业、仪器仪表、精密机械、生物工程、食品饮料、医药卫生等场所，这些场所的温度和湿度精度将直接影响产品的质量、储存。
目前普遍的恒温恒湿空调系统，节能方案大多为冷凝热回收恒温恒湿空调系统，用冷凝废热替代电加热的节能方式已被广为接受，但由于冷凝热回收量无法精确可调并且小负荷制冷当冷凝热不足时，无法对室外冷凝换热器冷媒流量进行控制，将大部分冷凝热供室内使用，导致冷凝热回收恒温恒湿空调系统控制精度低，冷凝热不足，适用范围窄。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种冷凝热回收恒温恒湿系统及其控制方法，能够实现热回收量精确可调，提升冷凝热回收恒温恒湿空调系统冷凝热量及冷凝热控制精度和适用范围。
为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
第一方面，本发明提供了一种冷凝热回收恒温恒湿系统，包括恒温恒湿机组以及恒温恒湿室；所述恒温恒湿机组包括壳体、开设于壳体上的送风口和回风口、设置于壳体内的除湿换热器、冷凝热回收换热器、加湿器以及风机、设置于壳体外的压缩机、室外冷凝换热器、主电动球阀以及辅电动球阀，所述送风口和回风口分别连接至恒温恒湿室，所述压缩机的输出端一路通过主电动球阀、室外冷凝换热器连接至除湿换热器的输入端，所述压缩机的输出端另一路通过辅电动球阀、冷凝热回收换热器连接至除湿换热器的输入端，所述除湿换热器的输出端连接至压缩机的输入端。
可选的，所述压缩机采用喷气增焓变频涡旋式压缩机。
可选的，所述回风口与恒温恒湿室的连接处设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测回风温度。
可选的，所述室外冷凝换热器外侧设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测环境温度。
可选的，所述主电动球阀和辅电动球阀的调节开度范围均为0-3000p。
第二方面，本发明提供了一种适用于上述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统的控制方法，包括：
压缩机启动时，将主电动球阀和辅电动球阀的开度调节至1；
压缩机运行预设时长后，获取环境温度，根据环境温度和预设第一规则将主电动球阀和辅电动球阀分别调节至初始开度；
调节至初始开度后，获取回风温度和设定温度，根据回风温度、设定温度和预设第二规则对主电动球阀和辅电动球阀的开度进行动态调节。
可选的，所述预设第一规则包括：
若环境温度T0<0时，主电动球阀的初始开度为8/30，辅电动球阀的开度为1；
若环境温度0≤T0<15时，主电动球阀的初始开度为12/30，辅电动球阀的开度为1；
若环境温度15≤T0<25时，主电动球阀的初始开度为16/30，辅电动球阀的开度为25/30；
若环境温度25≤T0<35时，主电动球阀的初始开度为20/30，辅电动球阀的开度为20/30；
若环境温度35≤T0<45时，主电动球阀的初始开度为25/30，辅电动球阀的开度为16/30；
若环境温度35≤T0<45时，主电动球阀的初始开度为1，辅电动球阀的开度为1。
可选的，所述预设第二规则包括：
根据设定温度T1和回风温度T2获取温度差ΔT1＝T1-T2；
根据温度差ΔT1进入预设调节周期；
获取当前调节周期和上一调节周期中回风温度T2的平均值
Figure BDA0003794785300000031
和
Figure BDA0003794785300000032
计算温度差
Figure BDA0003794785300000033
其中，所述根据温度差ΔT1进入预设调节周期包括：
若2<ΔT1，进入第一调节周期，所述第一调节周期中主电动球阀的开度调节步数为ΔT1×(-6)，辅电动球阀的开度调节步数为ΔT1×6；
若1<ΔT1≤2，进入第二调节周期，所述第二调节周期中主电动球阀的开度调节步数为ΔT1×(-6)+ΔT2×4，辅电动球阀的开度调节步数为ΔT1×6-ΔT2×4；
若-1≤ΔT1≤1，进入第三调节周期，所述第三调节周期中主电动球阀和辅电动球阀保持当前开度；
若-2≤ΔT1<-1，进入第四调节周期，所述第四调节周期中主电动球阀的开度调节步数为ΔT1×6-ΔT2×4，辅电动球阀的开度调节步数为ΔT1×(-6)+ΔT2×4；
若ΔT1<-2，进入第五调节周期，所述第五调节周期中主电动球阀的开度调节步数为ΔT1×6，辅电动球阀的开度调节步数为ΔT1×(-6)。
可选的，所述第一调节周期和第五调节周期的持续时间为1min，第二调节周期、第三调节周期和第四调节周期的持续时间为5min。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
本发明提供了一种冷凝热回收恒温恒湿系统及其控制方法，通过主电动球阀和辅电动球阀实现流量调节；通过采集环境温度、设定温度以及回风温度，并基于第一预设规则和第二预设规则对主电动球阀和辅电动球阀进行开度控制，双电动球阀配合，实现热回收量0-100％调节，尤其是低负荷率时通过关小主阀实现提高冷凝热回收量；从而提升冷凝热回收恒温恒湿空调系统控制精度和适用范围。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种冷凝热回收恒温恒湿系统的原理图；
图2是本发明实施例二提供的一种冷凝热回收恒温恒湿系统的控制方法的流程图；
图中标记为：
1、恒温恒湿机组，11、壳体，12、送风口，13、回风口，2、恒温恒湿室，3、第一温度传感器，4、第二温度传感器，
101、除湿换热器，102、冷凝热回收换热器，103、加湿器，104、风机，
201、压缩机，202、室外冷凝换热器，203、主电动球阀，204、辅电动球阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例提供了一种冷凝热回收恒温恒湿系统，包括恒温恒湿机组1以及恒温恒湿室2；恒温恒湿机组包括壳体11、开设于壳体11上的送风口12和回风口13、设置于壳体11内的除湿换热器101、冷凝热回收换热器102、加湿器103以及风机104、设置于壳体11外的压缩机201、室外冷凝换热器202、主电动球阀203以及辅电动球阀204，送风口12和回风口13分别连接至恒温恒湿室2，压缩机201的输出端一路通过主电动球阀203、室外冷凝换热器202连接至除湿换热器101的输入端，压缩机201的输出端另一路通过辅电动球阀204、冷凝热回收换热器102连接至除湿换热器101的输入端，除湿换热器101的输出端连接至压缩机201的输入端。
其中，压缩机201采用喷气增焓变频涡旋式压缩机。回风口13与恒温恒湿室2的连接处设置有第一温度传感器3，第一温度传感器3用于检测回风温度。室外冷凝换热器202外侧设置有第二温度传感器4，第二温度传感器4用于检测环境温度。主电动球阀203和辅电动球阀204的调节开度范围均为0-3000p。
实施例二：
如图2所示，基于实施例一，本发明提供了一种适用于上述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统的控制方法，包括：
1、压缩机201启动时，将主电动球阀203和辅电动球阀204的开度调节至1；
2、压缩机201运行预设时长后，获取环境温度，根据环境温度和预设第一规则将主电动球阀203和辅电动球阀204分别调节至初始开度；
其中，预设第一规则包括：
若环境温度T0<0时，主电动球阀203的初始开度为8/30，辅电动球阀204的开度为1；
若环境温度0≤T0<15时，主电动球阀203的初始开度为12/30，辅电动球阀204的开度为1；
若环境温度15≤T0<25时，主电动球阀203的初始开度为16/30，辅电动球阀204的开度为25/30；
若环境温度25≤T0<35时，主电动球阀203的初始开度为20/30，辅电动球阀204的开度为20/30；
若环境温度35≤T0<45时，主电动球阀203的初始开度为25/30，辅电动球阀204的开度为16/30；
若环境温度35≤T0<45时，主电动球阀203的初始开度为1，辅电动球阀204的开度为1。
以主电动球阀203和辅电动球阀204的调节开度范围均为0-3000p为例，初始开度如表1所示：
表1：
环温范围 主电动球阀初始开度 辅电动球阀初始开度
(-∞，0) 800 3000
[0，15) 1200 3000
[15，25) 1600 2500
[25，35) 2000 2000
[35，45) 2500 1600
[45，+∞) 3000 1000
3、调节至初始开度后，获取回风温度和设定温度，根据回风温度、设定温度和预设第二规则对主电动球阀203和辅电动球阀204的开度进行动态调节。
其中，预设第二规则包括：
根据设定温度T1和回风温度T2获取温度差ΔT1＝T1-T2；
根据温度差ΔT1进入预设调节周期；
获取当前调节周期和上一调节周期中回风温度T2的平均值
Figure BDA0003794785300000061
和
Figure BDA0003794785300000062
计算温度差
Figure BDA0003794785300000063
其中，根据温度差ΔT1进入预设调节周期包括：
若2<ΔT1，进入第一调节周期，第一调节周期中主电动球阀203的开度调节步数为ΔT1×(-6)，辅电动球阀204的开度调节步数为ΔT1×6；
若1<ΔT1≤2，进入第二调节周期，第二调节周期中主电动球阀203的开度调节步数为ΔT1×(-6)+ΔT2×4，辅电动球阀204的开度调节步数为ΔT1×6-ΔT2×4；
若-1≤ΔT1≤1，进入第三调节周期，第三调节周期中主电动球阀203和辅电动球阀204保持当前开度；
若-2≤ΔT1<-1，进入第四调节周期，第四调节周期中主电动球阀203的开度调节步数为ΔT1×6-ΔT2×4，辅电动球阀204的开度调节步数为ΔT1×(-6)+ΔT2×4；
若ΔT1<-2，进入第五调节周期，第五调节周期中主电动球阀203的开度调节步数为ΔT1×6，辅电动球阀204的开度调节步数为ΔT1×(-6)。
其中，第一调节周期和第五调节周期的持续时间为1min，第二调节周期、第三调节周期和第四调节周期的持续时间为5min。
调节周期如表2所示：
表2：
ΔT<sub>1</sub>范围 主电动球阀调节步数 辅电动球阀调节步数 调节周期
(2，∞) ΔT<sub>1</sub>×(-6) ΔT<sub>1</sub>×6 1min
(1，2] ΔT<sub>1</sub>×(-6)+ΔT<sub>2</sub>×4 ΔT<sub>1</sub>×6-ΔT<sub>2</sub>×4 5min
[-1，1] 保持当前开度 保持当前开度 5min
[-2，-1) ΔT<sub>1</sub>×6-ΔT<sub>2</sub>×4 ΔT<sub>1</sub>×(-6)+ΔT<sub>2</sub>×4 5min
(-∞，-2) ΔT<sub>1</sub>×6 ΔT<sub>1</sub>×(-6) 1min
本发明实施例通过采集环境温度、设定温度以及回风温度，并基于第一预设规则和第二预设规则对主电动球阀203和辅电动球阀204进行开度控制，辅电动球阀204实现了热回收量精确可调，主电动球阀203可将室外换热冷凝器202关闭，使得冷凝热可完全供给冷凝热回收换热器6使用，提高了低负荷率下冷凝热回收量，从而提升冷凝热回收恒温恒湿空调系统控制精度和适用范围。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种冷凝热回收恒温恒湿系统，其特征在于，包括恒温恒湿机组以及恒温恒湿室；所述恒温恒湿机组包括壳体、开设于壳体上的送风口和回风口、设置于壳体内的除湿换热器、冷凝热回收换热器、加湿器以及风机、设置于壳体外的压缩机、室外冷凝换热器、主电动球阀以及辅电动球阀，所述送风口和回风口分别连接至恒温恒湿室，所述压缩机的输出端一路通过主电动球阀、室外冷凝换热器连接至除湿换热器的输入端，所述压缩机的输出端另一路通过辅电动球阀、冷凝热回收换热器连接至除湿换热器的输入端，所述除湿换热器的输出端连接至压缩机的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统，其特征在于，所述压缩机采用喷气增焓变频涡旋式压缩机。
3.根据权利要求1所述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统，其特征在于，所述回风口与恒温恒湿室的连接处设置有第一温度传感器，所述第一温度传感器用于检测回风温度。
4.根据权利要求1所述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统，其特征在于，所述室外冷凝换热器外侧设置有第二温度传感器，所述第二温度传感器用于检测环境温度。
5.根据权利要求1所述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统，其特征在于，所述主电动球阀和辅电动球阀的调节开度范围均为0-3000p。
6.一种适用于权利要求1-5任一项所述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统的控制方法，其特征在于，包括：
压缩机启动时，将主电动球阀和辅电动球阀的开度调节至1；
压缩机运行预设时长后，获取环境温度，根据环境温度和预设第一规则将主电动球阀和辅电动球阀分别调节至初始开度；
调节至初始开度后，获取回风温度和设定温度，根据回风温度、设定温度和预设第二规则对主电动球阀和辅电动球阀的开度进行动态调节。
7.根据权利要求6所述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统的控制方法，其特征在于，所述预设第一规则包括：
若环境温度T0<0时，主电动球阀的初始开度为8/30，辅电动球阀的开度为1；
若环境温度0≤T0<15时，主电动球阀的初始开度为12/30，辅电动球阀的开度为1；
若环境温度15≤T0<25时，主电动球阀的初始开度为16/30，辅电动球阀的开度为25/30；
若环境温度25≤T0<35时，主电动球阀的初始开度为20/30，辅电动球阀的开度为20/30；
若环境温度35≤T0<45时，主电动球阀的初始开度为25/30，辅电动球阀的开度为16/30；
若环境温度35≤T0<45时，主电动球阀的初始开度为1，辅电动球阀的开度为1。
8.根据权利要求6所述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统的控制方法，其特征在于，所述预设第二规则包括：
根据设定温度T1和回风温度T2获取温度差ΔT1＝T1-T2；
根据温度差ΔT1进入预设调节周期；
获取当前调节周期和上一调节周期中回风温度T2的平均值
Figure FDA0003794785290000021
和
Figure FDA0003794785290000022
计算温度差
Figure FDA0003794785290000023
其中，所述根据温度差ΔT1进入预设调节周期包括：
若2<ΔT1，进入第一调节周期，所述第一调节周期中主电动球阀的开度调节步数为ΔT1×(-6)，辅电动球阀的开度调节步数为ΔT1×6；
若1<ΔT1≤2，进入第二调节周期，所述第二调节周期中主电动球阀的开度调节步数为ΔT1×(-6)+ΔT2×4，辅电动球阀的开度调节步数为ΔT1×6-ΔT2×4；
若-1≤ΔT1≤1，进入第三调节周期，所述第三调节周期中主电动球阀和辅电动球阀保持当前开度；
若-2≤ΔT1<-1，进入第四调节周期，所述第四调节周期中主电动球阀的开度调节步数为ΔT1×6-ΔT2×4，辅电动球阀的开度调节步数为ΔT1×(-6)+ΔT2×4；
若ΔT1<-2，进入第五调节周期，所述第五调节周期中主电动球阀的开度调节步数为ΔT1×6，辅电动球阀的开度调节步数为ΔT1×(-6)。
9.根据权利要求8所述的一种冷凝热回收恒温恒湿系统的控制方法，其特征在于，所述第一调节周期和第五调节周期的持续时间为1min，第二调节周期、第三调节周期和第四调节周期的持续时间为5min。
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