CN102901187B - 智能化双冷源冷却通风*** - Google Patents
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Abstract
提供一种智能化双冷源冷却通风***，室外新鲜空气在通风***内与室内需排出空气显热交换后进入制冷***入口端，其中制冷***包括一级制冷***和二级制冷***，通过一级制冷***的室外新鲜空气进入二级制冷***，经过二级制冷***的室外新鲜空气被冷却除湿再经过等湿加温后进入送风机，送风机出口端与室内连通，二级制冷***的出风口处设有温湿度传感器和温度传感器，温湿度传感器和温度传感器将感知到的温湿度数值和温度数值反馈给控制***，控制***识别后将信号传递给二级制冷***。本发明利用分区细化控制的设计思路，保证了冷却通风***出风的稳定性，解决了现有技术中存在的极端工况参数难以控制的问题，有效保证生产的正常进行。
Description
技术领域
本发明属工业厂房制冷通风技术领域，具体涉及一种智能化双冷源冷却通风***，专门用于热负荷较大，全年运行中对温度和含湿量要求较高的工艺厂房。
背景技术
随着工业水平的不断进步，在很多高尖端的机械制造或装配厂房内或者加工食品的厂房内，一年四季中对温度和湿度的要求都很高，现有冷却通风***很难保证在全年极端工况条件下(严寒和高热地区)达到厂房所要求的温湿度要求，特别是含湿量要求指标，而且不能根据用户的温湿度要求做出智能化调整，因此有必要改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种智能化双冷源冷却通风***，通过安装在再热器出风口处的温湿度传感器和蒸发器出风口的温度传感器将感知到的温湿度数值和温度数值传递给控制***，控制***识别后将信号反馈给变流量制冷调节***，从而确定变流量制冷调节***的运行区域。
本发明采用的技术方案：智能化双冷源冷却通风***，包括通风***和制冷***，室外新鲜空气在通风***内与室内需排出空气显热交换后进入制冷***入口端，其中制冷***包括一级制冷***和二级制冷***，所述二级制冷***由定流量制冷调节***和变流量制冷调节***构成，所述定流量制冷调节***承担整个***制冷量的50％，所述变流量制冷调节***作为调节全年室外工况变化时的冷量补充，通过一级制冷***的室外新鲜空气进入二级制冷***入口端，经过二级制冷***的室外新鲜空气被冷却除湿再经过等湿升温后进入送风机入口端，送风机出口端与室内连通，其中所述变流量制冷调节***的出口处设有温湿度传感器和温度传感器，所述温湿度传感器和温度传感器将感知到的温湿度数值和温度数值传递给控制***，所述控制***识别后将信号反馈给变流量制冷调节***。
其中，所述通风***包括初效过滤器和中效过滤器，室外新鲜空气从初效过滤器入口端进入，所述初效过滤器出口端与中效过滤器入口端连通，所述中效过滤器出口端与热回收芯体一个入口端连通，同时，室内需排出空气从热回收芯体另一个入口端进入，室外新鲜空气在热回收芯体内与室内需排出空气显热交换后从热回收芯体一个出口端进入制冷***，室内需排出空气从热回收芯体另一个出口端排出室外。
其中，所述一级制冷***为冷水盘管，在通风***内进行显热交换后的室外新鲜空气从冷水盘管入口端进入，并从冷水盘管出口端进入二级制冷***。
其中，所述定流量制冷调节***包括压缩机Ⅰ、冷凝器Ⅰ、储液器Ⅰ、干燥过滤器Ⅰ、外平衡式热力膨胀阀和蒸发器Ⅰ，所述压缩机Ⅰ出口端接冷凝器Ⅰ入口端，所述冷凝器Ⅰ出口端接储液器Ⅰ入口端，所述储液器Ⅰ出口端接干燥过滤器Ⅰ入口端，所述干燥过滤器Ⅰ出口端接外平衡式热力膨胀阀入口端，所述外平衡式热力膨胀阀出口端接蒸发器Ⅰ入口端，所述蒸发器Ⅰ出口端接压缩机Ⅰ入口端；所述变流量制冷调节***包括压缩机Ⅱ、冷凝器Ⅱ、储液器Ⅱ、干燥过滤器Ⅱ、电子膨胀阀、蒸发器Ⅱ、三通流量调节阀和能量调节阀，所述压缩机Ⅱ一个出口端接冷凝器Ⅱ入口端，所述冷凝器Ⅱ出口端接三通流量调节阀一个入口端，所述压缩机Ⅱ另一个出口端接再热器入口端，所述再热器出口端接三通流量调节阀另一个入口端，所述三通流量调节阀出口端接储液器Ⅱ入口端，所述储液器Ⅱ出口端接干燥过滤器Ⅱ入口端，所述干燥过滤器Ⅱ出口端接电子膨胀阀入口端，所述电子膨胀阀出口端接蒸发器Ⅱ入口端，所述压缩机Ⅱ第三个出口端接能量调节阀入口端，所述能量调节阀出口端接在蒸发器Ⅱ入口端处，所述蒸发器Ⅱ出口端接压缩机Ⅱ入口端，其中，冷凝器Ⅰ的出风口处设有排风机，所述冷凝器Ⅱ的出风口处设有变流量排风机。
进一步地，所述干燥过滤器Ⅰ和外平衡式热力膨胀阀之间串接有视液镜Ⅰ；所述干燥过滤器Ⅱ和电子膨胀阀之间串接有视液镜Ⅱ。
进一步地，所述蒸发器Ⅰ出口处和压缩机Ⅰ之间捆绑外平衡式热力膨胀阀的感温包Ⅰ，所述蒸发器Ⅱ出口处和压缩机Ⅱ之间捆绑电子膨胀阀的感温包Ⅱ。
进一步地，通过蒸发器Ⅰ和蒸发器Ⅱ的室外新鲜空气经过再热器后通过送风机进入室内，所述温湿度传感器安装在再热器出风口处，所述温度传感器安装在蒸发器Ⅱ出风口处，所述温湿度传感器和温度传感器将感知到的温湿度数值和温度数值传递给控制***，所述控制***将信号反馈给压缩机Ⅱ、三通流量调节阀和变流量排风机，达到调节压缩机Ⅱ功率、三通流量调节阀流量和变流量排风机风量的目的。
进一步地，经过冷水盘管的室外新鲜空气进入蒸发器Ⅰ和蒸发器Ⅱ内。
本发明与现有技术相比的优点：
1、采用双制冷***循环，故障率较小，调节范围较宽，现有技术采用单***制冷循环，故障率较高，调节范围较窄；
2、制冷***的50％制冷量做为定流量制冷调节***，也就是说压缩机一旦开始工作，整个***的制冷量是一定的，室外工况的变化直接会影响送风参数的变化，从而影响工艺要求，因此该***采用50％变流量制冷调节***来补充调节工况变化时的制冷补充，而且***反应速度较快，且稳定性较高，控制参数容易保证，现有技术仅采用变流量制冷调节，***反映速度较慢，稳定性较差；
3、故障停机的可能性小，现有技术故障停机的可能性较大；
4、利用分区细化控制的设计思路，保证了冷却通风***出风的稳定性，解决了现有技术中存在的极端工况参数难以控制的问题，有效保证生产的正常进行。
附图说明
图1为本发明的原理结构示意图；
图2为本发明的制冷***结构示意图；
图3为本发明的实施例原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图1、2、3描述本发明的一种实施例。
智能化双冷源冷却通风***，：包括通风***和制冷***，室外新鲜空气在通风***内与室内需排出空气显热交换后进入制冷***入口端，其中制冷***包括一级制冷***25和二级制冷***26，所述二级制冷***26由定流量制冷调节***和变流量制冷调节***构成，所述定流量制冷调节***承担整个***制冷量的50％，所述变流量制冷调节***作为调节全年室外工况变化时的冷量补充，通过一级制冷***25的室外新鲜空气进入二级制冷***26入口端，经过二级制冷***26的室外新鲜空气被冷却除湿再经过等湿加温后进入送风机24入口端，送风机24出口端与室内连通，其中所述变流量制冷调节***的出口处设有温湿度传感器和温度传感器，所述温湿度传感器和温度传感器将感知到的温湿度数值和温度数值传递给控制***，所述控制***识别后将信号反馈给变流量制冷调节***。
上述通风***包括初效过滤器21和中效过滤器22，室外新鲜空气从初效过滤器21入口端进入，所述初效过滤器21出口端与中效过滤器22入口端连通，所述中效过滤器22出口端与热回收芯体23一个入口端连通，同时，室内需排出空气从热回收芯体23另一个入口端进入，室外新鲜空气在热回收芯体23内与室内需排出空气显热交换后从热回收芯体23一个出口端进入制冷***，室内需排出空气从热回收芯体23另一个出口端排出室外。
上述一级制冷***25为冷水盘管20，在通风***内进行显热交换后的室外新鲜空气从冷水盘管20入口端进入，并从冷水盘管20出口端进入二级制冷***26。
上述定流量制冷调节***包括压缩机Ⅰ1、冷凝器Ⅰ4、储液器Ⅰ5、干燥过滤器Ⅰ10、外平衡式热力膨胀阀12和蒸发器Ⅰ16，所述压缩机Ⅰ1出口端接冷凝器Ⅰ4入口端，所述冷凝器Ⅰ4出口端接储液器Ⅰ5入口端，所述储液器Ⅰ5出口端接干燥过滤器Ⅰ10入口端，所述干燥过滤器Ⅰ10出口端接外平衡式热力膨胀阀12入口端，所述外平衡式热力膨胀阀12出口端接蒸发器Ⅰ16入口端，所述蒸发器Ⅰ16出口端接压缩机Ⅰ1入口端；上述变流量制冷调节***包括压缩机Ⅱ2、冷凝器Ⅱ3、储液器Ⅱ6、干燥过滤器Ⅱ9、电子膨胀阀18、蒸发器Ⅱ14、三通流量调节阀7和能量调节阀13，所述压缩机Ⅱ2一个出口端接冷凝器Ⅱ3入口端，所述冷凝器Ⅱ3出口端接三通流量调节阀7一个入口端，所述压缩机Ⅱ2另一个出口端接再热器8入口端，所述再热器8出口端接三通流量调节阀7另一个入口端，所述三通流量调节阀7出口端接储液器Ⅱ6入口端，所述储液器Ⅱ6出口端接干燥过滤器Ⅱ9入口端，所述干燥过滤器Ⅱ9出口端接电子膨胀阀18入口端，所述电子膨胀阀18出口端接蒸发器Ⅱ14入口端，所述压缩机Ⅱ2第三个出口端接能量调节阀13入口端，所述能量调节阀13出口端接在蒸发器Ⅱ14入口端处，所述蒸发器Ⅱ14出口端接压缩机Ⅱ2入口端，其中，冷凝器Ⅰ4的出风口处设有排风机28，所述冷凝器Ⅱ3的出风口处设有变流量排风机29。
所述干燥过滤器Ⅰ10和外平衡式热力膨胀阀12之间串接有视液镜Ⅰ19；所述干燥过滤器Ⅱ9和电子膨胀阀18之间串接有视液镜Ⅱ11。所述蒸发器Ⅰ16出口处和压缩机Ⅰ1之间捆绑外平衡式热力膨胀阀12的感温包Ⅰ(15)，所述蒸发器Ⅱ14出口处和压缩机Ⅱ2之间捆绑电子膨胀阀18的感温包Ⅱ27。通过蒸发器Ⅰ16和蒸发器Ⅱ14的室外新鲜空气经过再热器8后通过送风机24进入室内，所述温湿度传感器安装在再热器8出风口处，所述温度传感器安装在蒸发器Ⅱ14出风口处，所述温湿度传感器和温度传感器将感知到的温湿度数值和温度数值传递给控制***，所述控制***将信号反馈给压缩机Ⅱ2、三通流量调节阀7和变流量排风机29，达到调节压缩机Ⅱ2功率、三通流量调节阀7流量和变流量排风机29风量的目的。经过冷水盘管20的室外新鲜空气进入蒸发器Ⅰ16和蒸发器Ⅱ14内。
原理：室外新鲜空气通过初效过滤器21、中效过滤器22净化后，当室内需排出空气的温度高于室外新鲜空气的温度时，此时两者无需通过热回收芯体23进行显热交换，室外新鲜空气直接进入冷水盘管20的入口端；当室内需排出空气的温度低于室外新鲜空气的温度时，此时两者需要先通过热回收芯体23进行显热交换后进入冷水盘管20的入口端，充分利用低温度的室内需排出空气对高温度的室外新鲜空气进行预冷，达到节能的目的。通过下述措施实现：在热回收芯体23的两个入口处均设有温度传感器，两个温度传感器将感知到的温度值传递给另一套控制***，控制***识别后将信号反馈给安装在室外新鲜空气进入热回收芯体23入口处的风量调节阀，风量调节阀根据信号自动关闭或打开，若关闭时，风路旁通进入冷水盘管20，然后再进入二级制冷调节***，通过变流量制冷调节***进行冷却除湿和等湿升温过程，最终达到用户要求。
其中，二级制冷***26工作原理如下：压缩机吸入蒸发器内产生的低温低压制冷剂蒸气，经压缩变成高温、高压的气体，在冷凝器中经过冷凝放热凝结成液体，经外平衡式热力膨胀阀12、电子膨胀阀18节流降压后，经蒸发器成为低温低压下的湿蒸气又被压缩机吸走，如此循环完成制冷过程。
下面以某大型工艺厂房要求控制参数为例：全年运行中，当要求送风干球温度为19℃，含湿量d≤8g/(kg.干空气),经过蒸发器Ⅱ14以后的温度为16℃，冷水盘管20提供冷冻水温度为19℃,夏季进风工况33℃,室内回风温度19.5℃时,制冷***和风路***两者以下列方式协调运行，该项目全年工况运行时共分四个区域进行控制运行(见附图3，其中，大气压101325Pa/760mmhg,W1区为高温高湿区，W2为低温高湿区，W3位高温低湿区，W4为低温低湿区)，如下所述：
首先启动送风机24保持最低20Hz运行，让室内空气循环，启动压缩机Ⅰ1、压缩机Ⅱ2的同时，送风机24达到额定风量值时，三通流量调节阀7处于关闭位置，首先确保经过再热器8的出风温度达到19℃；当经过再热器8的温度高于19℃时***慢慢调节三通流量调节阀7的开度，随着三通流量调节阀7的打开来控制变流量排风机29的转速，当经过蒸发器Ⅱ14以后的温度≧16℃时(利用安装在蒸发器Ⅱ14出风口的温度传感器感知)，压缩机Ⅱ2慢慢进行加载运行，保证经过蒸发器Ⅱ14以后的温度维持在16℃；当室外环境较低，压缩机Ⅱ2启动困难时，利用能量调节阀13来旁通部分制冷剂，建立一定的高低压差，从而使压缩机Ⅱ2开启运行。
当室内温湿度处于W1区时(高温高湿):即干球温度Tw＞19℃,含湿量d＞8g/kg时,室外新鲜空气与室内需排放空气先通过初效过滤器21和中效过滤器22净化，然后进入热回收芯体23进行显热交换,将室外新鲜空气进行预冷,预冷后的室外新鲜空气经过冷水盘管20降温除湿到温度T1＝19℃,相对湿度95％，T1状态点空气经过蒸发器Ⅰ16、蒸发器Ⅱ14、降温除湿到T2(11.3℃,95％),达到深度除湿的效果，T2状态点空气再继续经过高温再热器8等湿升温到T3(19℃)达到用户要求的送风状态点，在此过程中，制冷压缩机Ⅰ1开启，制冷压缩机Ⅱ2根据安装在蒸发器Ⅱ14出风口处的温度传感器感知的数值来进行加载或减载运行，根据安装在再热器8出风口的温湿度传感器感知的温湿度数值来控制三通流量调节阀7的流量和变流量排风机29的风量。
当室内温湿度处于W2区时(低温高湿):即干球温度Tw＞11.3℃,d＞8g/kg时,冷水盘管20停止运行，室外新鲜空气直接经过蒸发器Ⅰ16、蒸发器Ⅱ14降温除湿到T2(11.3℃,95％),T2状态点空气经过高温再热器8等湿升温到T3(19℃)达到用户要求的送风状态点，在此过程中，制冷压缩机Ⅰ1开启，制冷压缩机Ⅱ2根据安装在蒸发器Ⅱ14出风口处的温度传感器感知的数值来进行加载或减载运行，根据安装在再热器后的温湿度传感器感知的温湿度数值来控制三通流量调节阀7的流量和变流量排风机29的风量。
当室内温湿度处于W3区时(高温低湿):即干球温度Tw＞19℃,d＜8g/kg时,冷水盘管20开启运行，制冷压缩机Ⅰ1、制冷压缩机Ⅱ2不开启。
当室内温湿度处于W4区时(低温低湿):即干球温度Tw＜19℃,d＜8g/kg时,冷水盘管20停止运行，制冷压缩机Ⅰ1、制冷压缩机Ⅱ2不开启。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。
Claims (8)
1.智能化双冷源冷却通风***，其特征在于：包括通风***和制冷***，室外新鲜空气在通风***内与室内需排出空气显热交换后进入制冷***入口端，其中制冷***包括一级制冷***(25)和二级制冷***(26)，所述二级制冷***(26)由定流量制冷调节***和变流量制冷调节***构成，所述定流量制冷调节***承担整个***制冷量的50％，所述变流量制冷调节***作为调节全年室外工况变化时的冷量补充，通过一级制冷***(25)的室外新鲜空气进入二级制冷***(26)入口端，经过二级制冷***(26)的室外新鲜空气被冷却除湿再经过等湿升温后进入送风机(24)入口端，送风机(24)出口端与室内连通，其中所述变流量制冷调节***的出口处设有温湿度传感器和温度传感器，所述温湿度传感器和温度传感器将感知到的温湿度数值和温度数值传递给控制***，所述控制***识别后将信号反馈给变流量制冷调节***。
2.根据权利要求1所述的智能化双冷源冷却通风***，其特征在于：所述通风***包括初效过滤器(21)和中效过滤器(22)，室外新鲜空气从初效过滤器(21)入口端进入，所述初效过滤器(21)出口端与中效过滤器(22)入口端连通，所述中效过滤器(22)出口端与热回收芯体(23)一个入口端连通，同时，室内需排出空气从热回收芯体(23)另一个入口端进入，室外新鲜空气在热回收芯体(23)内与室内需排出空气显热交换后从热回收芯体(23)一个出口端进入制冷***，室内需排出空气从热回收芯体(23)另一个出口端排出室外。
3.根据权利要求1所述的智能化双冷源冷却通风***，其特征在于：所述一级制冷***(25)为冷水盘管(20)，在通风***内进行显热交换后的室外新鲜空气从冷水盘管(20)入口端进入，并从冷水盘管(20)出口端进入二级制冷***(26)。
4.根据权利要求1所述的智能化双冷源冷却通风***，其特征在于：所述定流量制冷调节***包括压缩机Ⅰ(1)、冷凝器Ⅰ(4)、储液器Ⅰ(5)、干燥过滤器Ⅰ(10)、外平衡式热力膨胀阀(12)和蒸发器Ⅰ(16)，所述压缩机Ⅰ(1)出口端接冷凝器Ⅰ(4)入口端，所述冷凝器Ⅰ(4)出口端接储液器Ⅰ(5)入口端，所述储液器Ⅰ(5)出口端接干燥过滤器Ⅰ(10)入口端，所述干燥过滤器Ⅰ(10)出口端接外平衡式热力膨胀阀(12)入口端，所述外平衡式热力膨胀阀(12)出口端接蒸发器Ⅰ(16)入口端，所述蒸发器Ⅰ(16)出口端接压缩机Ⅰ(1)入口端；所述变流量制冷调节***包括压缩机Ⅱ(2)、冷凝器Ⅱ(3)、储液器Ⅱ(6)、干燥过滤器Ⅱ(9)、电子膨胀阀(18)、蒸发器Ⅱ(14)、三通流量调节阀(7)和能量调节阀(13)，所述压缩机Ⅱ(2)一个出口端接冷凝器Ⅱ(3)入口端，所述冷凝器Ⅱ(3)出口端接三通流量调节阀(7)一个入口端，所述压缩机Ⅱ(2)另一个出口端接再热器(8)入口端，所述再热器(8)出口端接三通流量调节阀(7)另一个入口端，所述三通流量调节阀(7)出口端接储液器Ⅱ(6)入口端，所述储液器Ⅱ(6)出口端接干燥过滤器Ⅱ(9)入口端，所述干燥过滤器Ⅱ(9)出口端接电子膨胀阀(18)入口端，所述电子膨胀阀(18)出口端接蒸发器Ⅱ(14)入口端，所述压缩机Ⅱ(2)第三个出口端接能量调节阀(13)入口端，所述能量调节阀(13)出口端接在蒸发器Ⅱ(14)入口端处，所述蒸发器Ⅱ(14)出口端接压缩机Ⅱ(2)入口端，其中，冷凝器Ⅰ(4)的出风口处设有排风机(28)，所述冷凝器Ⅱ(3)的出风口处设有变流量排风机(29)。
5.根据权利要求4所述的智能化双冷源冷却通风***，其特征在于：所述干燥过滤器Ⅰ(10)和外平衡式热力膨胀阀(12)之间串接有视液镜Ⅰ(19)；所述干燥过滤器Ⅱ(9)和电子膨胀阀(18)之间串接有视液镜Ⅱ(11)。
6.根据权利要求4所述的智能化双冷源冷却通风***，其特征在于：所述蒸发器Ⅰ(16)出口处和压缩机Ⅰ(1)之间捆绑外平衡式热力膨胀阀(12)的感温包Ⅰ(15)，所述蒸发器Ⅱ(14)出口处和压缩机Ⅱ(2)之间捆绑电子膨胀阀(18)的感温包Ⅱ(27)。
7.根据权利要求4所述的智能化双冷源冷却通风***，其特征在于：通过蒸发器Ⅰ(16)和蒸发器Ⅱ(14)的室外新鲜空气经过再热器(8)后通过送风机(24)进入室内，所述温湿度传感器安装在再热器(8)出风口处，所述温度传感器安装在蒸发器Ⅱ(14)出风口处，所述温湿度传感器和温度传感器将感知到的温湿度数值和温度数值传递给控制***，所述控制***将信号反馈给压缩机Ⅱ(2)、三通流量调节阀(7)和变流量排风机(29)，达到调节压缩机Ⅱ(2)功率、三通流量调节阀(7)流量和变流量排风机(29)风量的目的。
8.根据权利要求3所述的智能化双冷源冷却通风***，其特征在于：经过冷水盘管(20)的室外新鲜空气进入蒸发器Ⅰ(16)和蒸发器Ⅱ(14)内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Application publication date: 20130130 Assignee: Shaanxi Baocheng-aerotech Air Conditioning Equipment Co.,Ltd. Assignor: SHAANXI BAOCHENG AVIATION INSTRUMENT Co.,Ltd. Contract record no.: 2015610000037 Denomination of invention: Intelligent double-cold-source cooling and ventilation system Granted publication date: 20141126 License type: Exclusive License Record date: 20150505 |
|
| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20141126 Termination date: 20210921 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |