CN214746189U - 一种工器具室环境智能综合治理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工器具室环境智能综合治理装置，包括送风系统、制冷除湿系统、加热系统和电气控制系统，送风系统、制冷除湿系统、加热系统连接到电气控制系统，制冷除湿系统包括压缩机、蒸发器和冷凝器，蒸发器安装在室内机柜内，除湿系统、加热系统、压缩机和冷凝器安装在室外机柜内，压缩机通过管道连接蒸发器和冷凝器，蒸发器和冷凝器相互连接，电气控制系统设置有多个温湿度传感器，温湿度传感器安装在室内不同高度位置。本实用新型能达到室内温湿度分布相对均匀，温湿度分布均匀防止过度降温增加工器具凝露风险。

Description

一种工器具室环境智能综合治理装置

技术领域

本实用新型属于工器具室综合治理技术领域，涉及一种工器具室环境智能综合治理装置。

背景技术

电力工器具室内环境，对存储的工器具非常重要，环境温度过高或偏低，容易导致工器具老化速度加快，缩短使用寿命，甚至威胁工器具的使用安全。湿度过高，容易导致凝露产生，工器具表面容易返潮，存在一定的安全隐患。如中国专利申请(申请号为2009200903169)公开了安全工器具室温湿度自动控制仪，主要由依次连接的温湿度探头、微控制器和输出控制单元构成，输出控制单元与加热和排风设备连接；微控制器间隔采集温湿度探头提供的温湿度数值，经分析处理、修正校验后与预先设定的温湿度极限值相比较，决定是否通过输出控制单元启动或关闭加热排风设备，采用微控制器智能处理，设定温湿度极限值后无需再有人工的干预，自动化处理，减少了人力、物力、财力，该专利中技术方案仅仅给出了加热和排风的温湿度控制，加热或冷却效果差，室内温度冷却不均匀。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种工器具室环境智能综合治理装置，以解决现有技术中存在的技术问题。

本实用新型采取的技术方案为：一种工器具室环境智能综合治理装置，包括送风系统、制冷除湿系统、加热系统和电气控制系统，送风系统、制冷除湿系统、加热系统连接到电气控制系统，制冷除湿系统包括压缩机、蒸发器和冷凝器，蒸发器安装在室内机柜内，除湿系统、加热系统、压缩机和冷凝器安装在室外机柜内，压缩机通过管道连接蒸发器和冷凝器，蒸发器和冷凝器相互连接，电气控制系统设置有多个温湿度传感器，温湿度传感器安装在室内不同高度位置，其中一个温湿度传感器安装在室内机柜的回风口处，另外的温湿度传感器安装在与该温湿度传感器的不同高度的位置处，送风系统用于对制冷除湿系统产生的冷气和加热系统产生的热气向室内进行送风。

优选的，上述送风系统采用离心风机。

优选的，上述加热系统包括电加热丝和余热回收装置，电加热丝安装在室内机柜的出风口处，余热回收装置用于回收冷凝器的热量，余热回收装置包括冷凝器出风口上侧设置的喇叭形集热罩和回收管，喇叭形集热罩通过回收管连接到室内机柜，回收管上安装有阀门，湿度大于设定值时(较大时) 采用蒸发器制热除湿方式；湿度小于设定值时采用电加热丝纯加热方式，避免湿度过低出现静电。

优选的，上述蒸发器的翅片壁下方安装有集水盘，集水盘通过排水管连接到室外。

优选的，上述电气控制系统包括电路部分的各元器件和与电路部分的各元器件相电连接的PLC控制器，各元器件包括制热系统的电加热丝、送风系统的离心风机、蒸发器内的温度传感器、室内安装的多个温湿度传感器、压缩机和制热系统的阀门。

优选的，上述蒸发器选用高效换热铜管串亲水铝箔，经机械胀管与N2气体保护焊接而成。

优选的，上述室内机柜设置有回风口，回风口设置有过滤器，过滤器采用AAF叠板式初效过滤器，过滤介质采用无纺布或热粘合化纤滤料，采用铝质滤网，过滤器安装在回风口处的滑动槽上。

优选的，上述室内机柜的出风口设置出风静压箱。

优选的，上述排水管连接有虹吸管，集水盘与虹吸管的上部弯管部分或排水管最高部位之间设置高度差。

本实用新型的有益效果：与现有技术相比，本实用新型采用区间温度与湿度控制，以及多点温湿度采集，通过综合控制，达到室内温湿度分布相对均匀的系统，加装多个温湿度传感器采集室内温度与湿度数据，设备可靠性高，由于控制室内的温湿度分布均匀，变化相对均匀，因此，存储的工器具，不会存在凝露风险，工器具表面不会存在冷凝水，防止过度降温增加工器具凝露风险。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的安装结构示意图；

图3为室内机机柜底部安装结构示意图；

图4为管道连接结构示意图；

图5为冷凝管连接结构示意图；

图6为虹吸管连接结构示意图；

图7为电路连接结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。

实施例1：如图1-图7所示，一种工器具室环境智能综合治理装置，包括送风系统、制冷除湿系统、加热系统和电气控制系统，送风系统、制冷除湿系统、加热系统连接到电气控制系统，制冷除湿系统包括压缩机、蒸发器6 和冷凝器，蒸发器6安装在室内机柜1内，除湿系统、加热系统、压缩机和冷凝器安装在室外机柜内，压缩机通过管道连接蒸发器6(蒸发器内安装有温度传感器)和冷凝器，蒸发器和冷凝器相互连接，电气控制系统设置有多个温湿度传感器，温湿度传感器安装在室内不同高度位置，其中一个温湿度传感器安装在室内机柜的回风口处，另外的温湿度传感器安装在与该温湿度传感器的不同高度的位置处，送风系统用于对制冷除湿系统产生的冷气和加热系统产生的热气向室内进行送风，制冷除湿系统是综合治理装置的核心部分，经过压缩机处理过的制冷剂变成低温液体之后流经蒸发器后会起到降低空气温度的作用，于此同时空气中的水蒸气遇冷之后会变成水珠，水珠顺着蒸发器的翅片壁流下来最后汇聚到集水盘里最后通过排水管排出到室外。低温的制冷剂吸收了空气中的热量之后温度会升高，变成高温蒸汽，高温蒸汽顺着铜管留到室外冷凝器后在散热风扇的作用下温度会下降，也可通过制冷阀路的作用将其之热量导入室内系统用作再热去湿；从而节省运行费用。最后变成汽液混合态又回流回压缩机。于此就完成了整个制冷除湿过程。

优选的，上述送风系统采用离心风机2，离心风机2安装在室内机柜1进风口和出风口之间的通道内，采用离心风机送风使室内的空气流动更好，保温除湿效果更好。

优选的，上述加热系统包括电加热丝3和余热回收装置，电加热丝3安装在室内机柜1的上端的出风口4处，余热回收装置用于回收冷凝器的热量，余热回收装置包括冷凝器出风口上侧设置的喇叭形集热罩和回收管，喇叭形集热罩通过回收管连接到室内机柜，回收管上安装有阀门，湿度大于设定值时(较大时)采用蒸发器制热除湿方式；湿度小于设定值时采用电加热丝纯加热方式，避免湿度过低出现静电。

优选的，上述蒸发器6的翅片壁下方安装有集水盘7，集水盘7通过排水管连接到室外。

优选的，上述电气控制系统包括电路部分的各元器件和与电路部分的各元器件相电连接的PLC控制器8，各元器件包括电加热丝、离心风机、温度传感器、温湿度传感器、压缩机和阀门，PLC控制器8设定好了相关的程序，控制器通过控制电路部分的各个电气元器件可以达到控制机组各零部件的目的，控制器采用的是PID模糊处理技术，控制精度非常高，控制器的温度反应灵敏度为±0.01℃，湿度反应灵敏度为±0.1％。

优选的，上述蒸发器6选用高效换热铜管串亲水铝箔，经机械胀管与N2 气体保护焊接而成，有效提高了换热效率。换热器配有低噪音离心式风机，效率高，保证运行宁静。

优选的，上述室内机柜1下侧设置有回风口5，回风口5设置有过滤器9，过滤器9采用AAF叠板式初效过滤器，过滤介质采用无纺布或热粘合化纤滤料，过滤效率G4(80—90％计重效率)，采用铝质滤网，此种铝质滤网不但结构坚固、使用寿命长，并可反复清洗，过滤器安装在回风口处的滑动槽上，便于拆卸，综合治理装置在过滤器部位都装备有容易打开的检修门，便于过滤器的检查和更换。

优选的，上述室内机柜的出风口设置出风静压箱，可有效降低综合治理装置噪声，保证出风稳定。

优选的，上述排水管连接有虹吸管，集水盘7与虹吸管的上部弯管部分或排水管最高部位之间设置高度差。

压缩机运行时综合治理装置会发生振动。为避免此类振动，建议将综合治理装置安装在减震底座上，如固定在高架落地支座上(例如通过加装减震垫)，如图3所示。

工器具室环境智能综合治理装置采用模块化设计，以模块为基本单元，便于生产、安装、维护、保养。进而使生产、安装过程得以简化。

工器具室环境智能综合治理装置采用工业级的元器件，设备的使用寿命、抗干扰性、稳定性、可靠性，大大高于明用级别的空调、除湿机、暖风机等。

主要技术参数，见下表所示：

序号	项目	单位	型号CK-HJK-DW	备注
					1	电源	V	380
2	制冷功率	kW	5.2
					3	装机功率	kW	14.2
4	进线规格	mm<sup>2</sup>	10
					5	适用面积	m<sup>2</sup>	≤40
6	适用层高	m	≤5
					7	除湿量	kg/h	12
8	制冷量	kW	15
					9	补偿加热	kW	9
10	循环风量	m<sup>3</sup>/h	3000
					11	液管	mm	12.7
12	汽管	mm	19.05
					13	水管接管管径	——	DN32
14	水阻力	kPa	26.8
					15	内机重量	kg	130
16	外机重量	kg	60
					17	区间温度控制	℃	10-28
18	区间湿度控制	％	30-70

安装使用：

(1)管道连接

如图4所示，可通过调控装置右侧面板中的六个开口铺设所有管线和电缆。管道采用螺纹连接。

若冷凝器的位置高于调控装置，应对热气管线采取的措施，如图5所示，图中，1、室外机，2、气管，3、液管，4、存油弯，5、存油弯，6、止回弯， 7、室内机。排气管上升段必须每3米配备一个回油弯。只要排气管有上升段，就必须在上升段起始处安装回油弯。

(2)冷凝排水管虹吸管安装

确保集水盘与虹吸管的上部弯管部分或排水管最高部位之间有足够的高度差，以避免调控装置的吸入区内压力在排水虹吸管中形成水柱，否则会阻碍冷凝水的排放。

示例：如图6所示，吸入区静压：-300Pa；

h＝p/(P·g)；

h＝-300Pa/(1000kg/m³·10m/s²)；

h＝-3cm；

假设回风区内静压为-300Pa，如果高度h<3mm，则水无法排出，将进入集水盘。这些水可能会被吸入风机，或者溢出调控装置(当集水盘充满时)。

(3)加注制冷剂

系统加注制冷剂之前，必须保持系统内部清洁干燥。然后按照如下要求操作：

将直立的制冷剂瓶通过压力表站连接到吸入侧。充注前，应先确定并记录质量。运行系统，添加规定质量的制冷剂。在充注时，制冷剂瓶中的压力将调节到与系统一致。此时，无需再继续充注，这可以通过制冷剂瓶结冰或检查压力表观察到。然后必须关闭制冷剂瓶阀门，直至压力增大到高于系统的吸入压力。将制冷剂瓶包裹热毛巾或放入不超过50℃左右的热水中可以加快这一过程。

严格按照标准流程进行操作：连接-保压-测漏-抽真空-加氟-试运行

(4)电气连接

电气接线图7所示。

所有的连接线选用铜芯线。

由于电控盒在机体内部，所以接线时需拆下电器盖板，引线从电控盒盖引线孔引入机组。

根据主机接线盒配对编号，连接电缆线剥线长度能完全插入接线柱为好。

湿度传感器信号线为接插件连接。

未插入接线柱的电线(导体)用PVC胶带包好，使之不能与任何电器或金属零件接触。

主电源线装上接线耳后，再连接到端子排上。

接地线须装上接线耳后，才能连到接地螺钉上。

接线端子的引子电线均要通过线夹。

工器具室环境智能综合治理装置，是一款专门用于电力“工器具室环境”智能综合治理的产品。常规用于电力“工器具室环境”智能综合治理方案，一般采取“空调”、“除湿机”、“加热设备”等多种设备组合来改善电力“工器具室环境”。

综合治理装置，系统温度与湿度可以通过界面进行区间设定，见下图所示，当温度低设定温度下限时，系统自动启动制热模式，当温度高于设定上限时，系统自动启动制冷模式；当室内湿度高于设定值上限时，系统启动除湿模式，当室内湿度低于设定值下限时，本系统设计不进行加湿处理。

另外，该系统一般安装多个温湿度传感器，其中：1#传感器，位于回风口附近，其它传感器，根据室内面积、大小、布局等，选择合适位置部署，尽量能够通过建模，测算出室内温湿度大致分布状况。其它传感器位置高于 1#(尽量高于1米以上，根据室内空间高度可以具体确定)，且每个传感器安装于不同高度，距离可适当相距远一点。

综合治理装置，室内温湿度控制方式：根据区间温度与湿度设定值，决定系统处于加热、制冷、除湿，还是组合模式(制冷+除湿或加热+除湿)，通过传感器组(1#、2#、3#等多个)数据，分析判断室内湿度分布均匀程度，以及室内温湿度变化数据(温度与湿度变化梯度)，调整系统运行的状态(运行功率大小等方式调整)，当达到控制目标后，系统转入节能工作状态，按照每秒1次的频率，实时进行数据监测，系统及时智能调整工作状态，整个过程不需要人工干预，或者再额外增加其他控制系统来完成。

最终控制目标：室内温湿度分布相对均匀(多个传感器温度相差3％，湿度相差6％以内)，且温度控制在区间范围内，湿度不超过湿度上限。

常规方案中“空调”、“除湿机”、“加热设备”控制方式比较单一。“空调”属于恒热控制模式，温度设定后，空调将尽量把温度维持在设定值，且空调的加热与制冷状态，不能够在线调整，必须压缩机停机后，再进行模式切换。一般夏季湿度相对较高，“除湿机”工作运行概率更高，除湿机工作时会产生大量热，增加室内温度，也会额外增加空调降温的负荷，“加热设备”为了安全与使用寿命等因素考虑，也不具备在整个冬季长时间不停机运行的工作特性。另外，常规方案中“空调”、“除湿机”、“加热设备”，需要额外的控制系统，对他们进行控制，才能够协调统一工作。同时，室内的温湿度均匀性、一致性难以保障，室内温湿度控制湿度也难以科学控制。

相对常规组合方案，工器具室环境智能综合治理装置，具有如下几点优势：

(1)稳定性可靠性高且使用寿命长

综合治理装置是一款工业级产品，所有元器件均采用能够承受“电力环境”下的工业器件，并按照电力环境下使用设计，因此，产品抗电磁干扰、静电干扰等方面性能优于，同时，适合常年24小时工况工作，不会出现异常。同时，可以根据现场安装与使用环境，定制特殊安装与使用环境的设备，最大限度满足实际需求。

常规分体设备组合方案，并非完全针对电力环境设计，产品长期24小时工作，容易出现故障，影响产品的使用寿命。

(2)安装使用与维护方便节能环保

综合治理装置，安装比较方便，分内外机两个部分安装，难度类似空调安装难度，另外再加装多个温湿度传感器采集室内温度与湿度数据，设备可靠性高，维护保养方便，综合维护成本低。同时，设备智能温度调节与湿度控制，节能环保。

常规方案中“空调”、“除湿机”、“加热设备”等多种设备的组合方案，设备安装走线相对比较多，设备稳定性与可靠性与相对较差，维护保养工作量也比较大，需要对不同设备进行维护保养，同时需要与额外控制进行通讯连接与控制，实现基本环境调节功能。同时除湿机除湿具有加热功能与空调降温，存在增加能耗，不科学、不合理的工作状态。

(3)区间温湿度控制不需要人工干预

综合治理装置，系统温度与湿度可以通过界面进行区间设定，系统工作状态、运行模式，自动识别与自动切换。

空调的加热与制冷状态，不能够在线调整，必须压缩机停机后，再进行模式切换。需要借助额外的系统进行协调与控制，同时，温度控制完全取决于空调设置值。

(4)温湿度分布更加均匀

综合治理装置，能够实现室内温湿度运行相对均匀，且单位时间内温度与湿度变化，也处于可控状态。室内不同位置、不同区域温湿度相差不大，在完全合理范围内。

(5)防止工器具凝露减少风险

综合治理装置由于控制室内的温湿度分布均匀，变化相对均匀，因此，存储的工器具，不会存在凝露风险，工器具表面不会存在冷凝水。

(6)防止过度降温增加工器具凝露风险

室内工器具，如果温度过低，在夏天室外温度高时，当工器具拿出室外使用时，会立即在表面形成一层凝露水，工器具如果马上使用，存在非常大的事故风险，需要等凝露水风干，或者人工去除表面凝露水才能够投入使用。综合治理装置，可以结合室外气温，控制室内温度，让室内工器具温度与室外温度相差在合理范围内，避免出现因为疏忽内外温差导致的凝露水引起安全事故发生。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种工器具室环境智能综合治理装置，其特征在于：包括送风系统、制冷除湿系统、加热系统和电气控制系统，送风系统、制冷除湿系统、加热系统连接到电气控制系统，制冷除湿系统包括压缩机、蒸发器和冷凝器，蒸发器安装在室内机柜内，除湿系统、加热系统、压缩机和冷凝器安装在室外机柜内，压缩机通过管道连接蒸发器和冷凝器，蒸发器和冷凝器相互连接，电气控制系统设置有多个温湿度传感器，温湿度传感器安装在室内不同高度位置，送风系统用于对制冷除湿系统产生的冷气和加热系统产生的热气向室内进行送风。

2.根据权利要求1所述的一种工器具室环境智能综合治理装置，其特征在于：送风系统采用离心风机。

3.根据权利要求1所述的一种工器具室环境智能综合治理装置，其特征在于：加热系统包括电加热丝和余热回收装置，电加热丝安装在室内机柜的出风口处，余热回收装置用于回收冷凝器的热量，余热回收装置包括冷凝器出风口上侧设置的喇叭形集热罩和回收管，喇叭形集热罩通过回收管连接到室内机柜，回收管上安装有阀门。

4.根据权利要求1所述的一种工器具室环境智能综合治理装置，其特征在于：蒸发器的翅片壁下方安装有集水盘，集水盘通过排水管连接到室外。

5.根据权利要求1所述的一种工器具室环境智能综合治理装置，其特征在于：电气控制系统包括电路部分的各元器件和与电路部分的各元器件相电连接的PLC控制器，各元器件包括制热系统的电加热丝、送风系统的离心风机、蒸发器内的温度传感器、室内安装的多个温湿度传感器、压缩机和制热系统的阀门。

6.根据权利要求1所述的一种工器具室环境智能综合治理装置，其特征在于：蒸发器选用高效换热铜管串亲水铝箔，经机械胀管与N2气体保护焊接而成。

7.根据权利要求1所述的一种工器具室环境智能综合治理装置，其特征在于：室内机柜设置有回风口，回风口设置有过滤器，过滤器采用AAF叠板式初效过滤器，过滤介质采用无纺布或热粘合化纤滤料，采用铝质滤网，过滤器安装在回风口处的滑动槽上。

8.根据权利要求1所述的一种工器具室环境智能综合治理装置，其特征在于：室内机柜的出风口设置出风静压箱。

9.根据权利要求4所述的一种工器具室环境智能综合治理装置，其特征在于：排水管连接有虹吸管，集水盘与虹吸管的上部弯管部分或排水管最高部位之间设置高度差。

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