发明内容
本发明实施例提供一种四季型风冷式除湿机及其控制方法,旨在解决设备耗电量较大,不利于节能减排的问题。
本发明实施例是这样实现的,一种四季型风冷式除湿***,包括制冷装置,所述制冷装置包括依次连接形成循环回路的压缩机、主冷凝器、电磁阀、膨胀阀组,以及蒸发器,还包括用于将所述制冷装置的制冷剂进行冷却处理的风冷式冷凝器,所述除湿***还包括:
与所述制冷装置连接、使在进入所述蒸发器之前的热空气与经所述蒸发器处理后的冷空气进行热交换的热交换装置;
设在所述热交换装置出口通道上的辅助冷凝装置,包括辅助冷凝器,所述辅助冷凝器与主冷凝器串联连接;
设在所述辅助冷凝装置后用于对流经空气进行加热的后加热装置;
设在所述除湿***出口处用于出风的出风风机;以及
根据监测温湿度及压力数据以控制***运行的***控制装置,所述***控制装置包括设置在所述压缩机及主冷凝器之间的压力传感变送器。
本发明实施例还提供一种基于上述***的控制方法,包括以下步骤:
包括以下步骤:
获取***控制装置接收的温度、温湿度或压力数据;
若所述温度或温湿度数据达到预设的阈值时,对***进行控制以使经***处理的空气符合预设条件,其中包括:
检测***外部的环境温度,若所述环境温度达到预设的环境温度阈值时,通过控制所述辅助冷凝装置中辅助冷凝器的启闭、控制所述热交换装置的启闭、控制所述变频冷凝风机121的工作功率,以控制所述制冷装置的散热量及除湿机出风温度;
检测所述制冷装置中所述压缩机与主冷凝器之间的制冷剂压力值,若所述制冷剂压力值达到预设的压力阈值时,通过控制流经所述辅助冷凝器的风量以控制所述制冷装置的散热量;
检测所述制冷装置出风口处经蒸发器处理后的空气温度,若经所述蒸发器处理后的空气温度达到预设的制冷温度阈值时,通过控制所述制冷装置的压缩机功率以控制所述制冷装置的制冷量;
检测所述***出风处经所述***除湿处理后的空气的温湿度,若所述温湿度达到预设的出风温湿度阈值时,通过控制流经所述辅助冷凝装置的风量及后加热装置的工作功率以使经***除湿处理后的空气温湿度符合预设条件。
与现有技术相比,本发明通过移除除湿量小但耗电量大的转轮除湿装置,并在除湿***中应用使在进入蒸发器之前的热空气与经蒸发器处理后的冷空气进行热交换的热交换装置,以及用于提高制冷装置制冷量的辅助冷凝装置,使得除湿***在满足特定的宽正常工作温度及除湿要求的前提下,大大降低了耗能,更能满足企业对节能减排的需求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在本实施例中,本实施例通过移除除湿量小但耗电量大的转轮除湿装置,并在除湿***中应用使在进入蒸发器之前的空气与经蒸发器处理后的空气进行热交换的热交换装置2,以及用于提高蒸发器制冷量的辅助冷凝装置3,使得除湿***在满足特定的宽正常工作温度及除湿要求的前提下,大大降低了耗能,更能满足企业对节能减排的需求。
图2、3分别示出了两种四季型风冷式除湿***:整体结构示意图及分体式结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
该两种示意图均包含实现本发明技术效果的相关结构,以下以四季型风冷式除湿***整体结构示意图为例讲解下文。该***包括制冷装置,制冷装置包括依次连接形成循环回路的压缩机、主冷凝器11、电磁阀、膨胀阀组,以及蒸发器23,还包括为主冷凝器11进行冷却处理的风冷式冷却塔12,该除湿***还包括:
与该制冷装置1连接、使在进入该蒸发器23之前的空气与经该蒸发器23处理后的空气进行热交换的热交换装置2;
设在该热交换装置2出口通道上的辅助冷凝装置3,包括辅助冷凝器32,该辅助冷凝器32与主冷凝器11串联连接;
设在该辅助冷凝装置3后用于对流经空气进行加热的后加热装置4;
设在该除湿***出口处用于出风的出风风机5;以及
根据监测温湿度及压力数据以控制***运行的***控制装置18。
与现有技术相比,本发明通过移除除湿量小但耗电量大的转轮除湿装置,并在除湿***中应用使在进入蒸发器23之前的热空气与经蒸发器23处理后的冷空气进行热交换的热交换装置,以及用于提高制冷装置制冷量的辅助冷凝装置,使得除湿***在满足特定的宽正常工作温度及除湿要求的前提下,大大降低了耗能,更能满足企业对节能减排的需求。
图4示出了该热交换装置2的结构,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分
作为本发明一种实施例,热交换装置2包括热交换器21,该热交换器21包括相互接触以实现热交换的第一通道211及第二通道212,该第一通道211连通蒸发器23入口及***外部,第二通道212一端与蒸发器23出口连接。
优选的,第一通道211为若干组平行设置的第一通道211管组,第二通道212为与第一通道211管组交错垂直设置并接触的若干第二通道212管组,以实现与第一通道211管组进行热交换,第一通道211管组与第二通道212管组的结构,可有利于提高进入***流经第一通道211管组的空气与经制冷***处理后的冷空气的热交换效率。
该热交换器21也可以采用其它方式实现对在进入蒸发器23之前的空气与经蒸发器23处理后的空气进行热交换。
在本实施例中,该热交换装置2还包括设在热交换器21旁、连通蒸发器23入口及***外部的旁通通道22;以及受***控制装置18控制以选通第一通道211及旁通通道22的选通阀门,该选通阀门包括控制所述第一通道211入口的第一选通阀门、及控制所述第二通道212入口的第二选通阀门。
本实施例中,在第一通道211入口处以及蒸发器23入口处均设有空气过滤网,以对进入***的空气进行过滤处理,热交换装置2还设有用于封闭热交换装置2的壳体,以提高装置及***的使用寿命。
通过利用选通阀门将进入***的空气选通进入热交换器21中的第一通道211或者旁通通道22,当环境温度较高时,可以控制第一选通阀门打开,并关闭第二选通阀门,使外部空气经第一通道211与流经第二通道212的经蒸发器23处理后的冷空气进行热交换,一方面可降低进入***的空气的温度,降低制冷装置1的制冷量及制冷装置1的耗电量,另一方面可提高经蒸发器23处理后的冷空气的温度,降低***后续对提高冷却空气耗电的需求,本实施例通过设置热交换装置2可显著降低***的能耗。
图5示出了一种四季型风冷式除湿***的辅助冷凝装置3的结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
作为本发明的一种实施例,辅助冷凝器32一端连接所述主冷凝器11,另一端与所述电磁阀14连接,包括一体连接的第一辅助冷凝器321及第二辅助冷凝器322;
辅助冷凝装置3还包括:
用于调节流经辅助冷凝器32风量的风量调节阀组31,该风量调节阀组31包括一体连接的控制流经所述第一辅助冷凝器321风量的第一调节阀311、控制流经所述第二辅助冷凝器322风量的第二调节阀312,以及对所述辅助冷凝器32进行旁通的第三调节阀313;以及
用于分隔所述各辅助冷凝器之间及各调节阀之间的分隔板。
该第二调节阀312与第一调节阀311受***控制装置18控制以作互为反向动作,以保证风道的通畅。
第一调节阀311、第二调节阀312、第三调节阀313均受***控制装置18控制以实现对流经辅助冷凝器32的风量的调节,从而影响辅助冷凝器32的冷凝效率及散热量,最终影响制冷***的制冷量。
本实施例通过设置辅助冷凝装置3,以提高制冷***的最大制冷量,使制冷***可以在16度以下更低温的工作环境下实现正常工作。同时,经蒸发器23处理后的冷空气获取辅助冷凝器32所散发的热量,提高流经后的空气的温度,使得可降低后加热装置4的需求,起到降低能耗的效果。
图6示出了本发明实施例提供的一种四季型风冷式除湿***的制冷装置1结构示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
作为本发明的一种实施例,制冷装置1包括依次连接形成循环回路的压缩机17、主冷凝器11、电磁阀14、膨胀阀组15,以及蒸发器23,还包括为主冷凝器11强制散热的变频冷凝风机121。
在本实施例中,制冷装置1还包括受***控制装置18控制以对制冷剂进行选通的三通电磁阀13,该三通电磁阀入口处与主冷凝器11的制冷剂输出端连接,第一出口与辅助冷凝器32连接,第二出口与电磁阀14连接。
若设备运行的空气的温度较高时,***控制装置18可控制三通电磁阀13的第一出口进行关闭,并开启第二出口,以使制冷装置1中的制冷剂不经过辅助冷凝器32直接通到电磁阀14,实现将辅助冷凝器32进行关闭,以防止除湿机出风温度高于设定出风温度。
若设备运行的空气的温度较低时,***控制装置18可控制三通电磁阀13的第一出口进行开启,并关闭第二出口,以使制冷装置1中的制冷剂经过辅助冷凝器32,实现将辅助冷凝器32进行启用并散热,调节除湿机出风温度在设定值,同时帮助制冷装置1的主冷凝器11散热,降低主冷凝器11散热时变频冷凝风机121的能耗。
通过设置三通电磁阀13的动作值来控制辅助冷凝装置3的启闭,可以更好辅助制冷装置1的主冷凝器11的散热,以使***可在更宽泛的环境温度下保持正常工作。还能降低变频冷凝风机121的能耗。同时辅助冷凝装置3可以起到增加热源的作用,使流经辅助冷凝装置3的空气获得一定的温度提高,减轻后加热装置4的运行压力,降低后加热装置4的耗电量。
作为本发明的一种实施例,***控制装置18包括:
用于检测***外部环境温度的第一温度传感器;
设在蒸发器23出口处检测经蒸发器23处理后的空气温度的第二温度传感器;以及
收集第一温度传感器、第二温度传感器及压力传感变送器数据以对***各部分进行处理控制的数据处理单元。
***控制装置18通过设置第一温度传感器、第二温度传感器及压力传感变送器,及时获取环境温度及各部位的温度、压力情况,以使除湿***根据环境温度及各部位的温度、压力情况,控制除湿***上各部分的运行。可根据上述情况作出更加智能、细致的动作调节。
作为本发明一种实施例,冷凝器设有受***控制装置18控制以改变运行功率的变频冷凝风机121。
例如,当***控制装置18检测到制冷装置1的冷凝器的冷凝压力偏高时,增大变频冷凝风机121的运行功率,以增加制冷装置1的冷凝器散热量。
或者,当***控制装置18检测到制冷装置1的冷凝器的冷凝压力偏低时,减小变频冷凝风机121的运行功率,以减小制冷装置1的冷凝器散热量。这样设置可使制冷装置1运行在安全、稳定及节能的范围。
当***控制装置18检测到环境温度低于制冷***正常工作温度时,可以选择关闭制冷***。
综上所述,在除湿***中风冷冷凝器采用变频冷凝风机121散热,设置热交换装置2及辅助冷凝装置3,可以通过调节变频冷凝风机121、热交换装置2及辅助冷凝装置3以达到调节制冷装置1的运行工况,使除湿***可以运行在低于16度的环境中。而且,通过控制调节通过控制调节上述装置,可以在使制冷装置1中的冷凝压力及冷凝温度保持在一个合适的范围的前提下,大大降低制冷装置1的运行耗电量,起到显著的节能减排效果。
图7示出了本发明实施例提供的一种四季型风冷式除湿***控制方法的流程示意图,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。
作为本发明一种实施例,本控制方法包括以下步骤:
获取***控制装置18接收的温度、湿度或压力数据;
若所述温度、湿度或压力数据达到预设的阈值时,对***进行控制以使经***处理的空气符合预设条件,其中包括:
检测***外部的环境温度,若所述环境温度达到预设的环境温度阈值时,通过控制所述辅助冷凝装置3中辅助冷凝器32的启闭、控制所述热交换装置2的启闭、控制所述变频冷凝风机121的工作功率,以控制经***处理的空气符合预设条件;
检测所述制冷装置1中所述压缩机与主冷凝器11之间的制冷剂压力值,若所述制冷剂压力值达到预设的压力阈值时,通过控制所述辅助冷凝装置3的工作效率以控制制冷装置1的冷凝压力及冷凝温度;
检测所述蒸发器23出风口处经蒸发器23处理后的空气温度,若经所述蒸发器23处理后的空气温度达到预设的制冷温度阈值时,通过控制所述制冷装置1的压缩机17功率以控制所述制冷装置1的制冷量;
检测所述***出风处经所述***除湿处理后的空气的温湿度,若所述温湿度达到预设的出风温湿度阈值时,通过控制流经所述辅助冷凝装置3的风量及后加热装置4的工作功率以使经***除湿处理后的空气温湿度符合预设条件。
在本发明实施例中,作为一种优选方式,包括对制冷装置1中三通电磁阀13出口进行制冷剂的选通控制,进而决定所述辅助冷凝装置3中辅助冷凝器32的启闭,以实现对所述制冷装置1制冷量及除湿机出风温度的控制;
通过控制所述热交换装置2中所述选通阀门对所述第一通道211及旁通通道22的选通,进而实现所述热交换装置2的启闭控制,以控制所述制冷装置1的制冷量。
在本发明实施例中,若环境温度为T1,当T1大于预设的阈值时,制冷装置1不需要使用辅助冷凝装置3调节除湿机出风温度,则关闭该三通电磁阀13的第一出口,打开该三通电磁阀13的第二出口,使流经三通电磁阀13的制冷剂直接绕过辅助制冷装置1的辅助制冷器,流入到电磁阀14中,进而使辅助冷凝装置3实现关闭,从而停止辅助冷凝器32对除湿机的出风的升温;当T1小于预设的阈值时,制冷装置1需要使用辅助冷凝装置3调节除湿机出风温度,则打开该三通电磁阀13的第一出口,关闭该三通电磁阀13的第二出口,使流经三通电磁阀13的制冷剂流入辅助制冷装置1的辅助制冷器,再流出至电磁阀14,以使经蒸发器23处理后的空气可以流经热的辅助冷凝装置3,使辅助冷凝装置3的辅助冷凝器32对制冷剂进行进一步制冷,以增加制冷装置1的制冷量及降低冷凝器的变频冷凝风机121的功率,同时还对除湿机的出风的升温、降低后加热装置4的耗电。
作为本发明一种优选方式,当环境温度T1小于预设的阈值时,为使制冷装置1的运行处于最佳工况,此时需控制蒸发器23的蒸发温度避免太低,采用提高进入蒸发器23前的空气温度来提高蒸发器23的蒸发温度。这时控制热交换装置2选通阀门的第二选通阀门214开启,同时关闭第一选通阀门213,使得进入***的空气直接流入到制冷装置1,避免环境空气经热交换装置2、蒸发器23后的出风温度不至于太低,有利于制冷装置1在安全、稳定的工况下运行,同时降低蒸发器23出口空气温升所需的耗电;当环境温度T1大于预设的阈值时,从节能角度考虑,此时希望进入蒸发器23前的空气温度更低,以降低所需的蒸发器23的制冷量,以实现制冷装置1大规模节能的效果,此时可以控制热交换装置2选通阀门的第二选通阀门214关闭,同时开启第一选通阀门213,使得进入***的空气流入到热交换器21的第一通道211与第二通道212中经制冷装置1冷却后的空气进行热交换,降低进入制冷装置1的空气温度,可以实现减轻制冷装置1的运行制冷量的目的,大大降低了制冷装置1运行过程中的耗电量。
作为本发明一种实施例,该控制方法还包括:
通过控制辅助冷凝装置3中的风量调节阀组31,以控制流经辅助冷凝装置3中的辅助冷凝器32的风量。
在本实施例中,若压缩机与主冷凝器11之间的制冷剂压力高于制冷剂压力阈值时,开大第二调节阀312并关小第三调节阀313,以使流过辅助冷凝器32的风量增大,降低制冷剂的冷凝压力及冷凝温度;
若压缩机与主冷凝器11之间的制冷剂压力低于制冷剂压力阈值时,关小第二调节阀312并开大第三调节阀313,以使流过辅助冷凝器32的风量减小,增加制冷剂的冷凝压力及冷凝温度。
由上可知,***控制装置18通过控制所述辅助冷凝装置3中的风量调节阀组31中的第二调节阀312及第三调节阀313,可以调节辅助冷凝器32的散热效果,从而实现调节制冷装置1的冷凝压力及冷凝温度,使在保证制冷装置1的冷凝压力及冷凝温度的前提下,尽可能降低制冷装置1的运行耗电量。
作为本发明一种实施例,该控制方法包括:
若温湿度中的温度高于预设的出风温湿度阈值时,关小第一调节阀311,以使流过辅助冷凝器32的风量减小,降低***出风的温度;
若温湿度中的温度低于预设的出风温湿度阈值时,开大第一调节阀311,以使流过辅助冷凝器32的风量增大,提升***出风的温度。
当空气通过第一调节阀311流经辅助冷凝器32时,因经过辅助冷凝器32时吸收制冷剂的热量,空气获得辅助冷凝器32中的热量,以使空气的温度升高,减小后加热装置4的加热压力,从而降低后加热装置4的耗电量。
作为本发明一种实施例,该控制方法还包括:
若制冷装置1冷凝器的冷凝压力高于预设的阈值时,则变频冷凝风机121转速及功率增加,冷凝风量增加,冷凝器散热量加大,最终降低制冷装置1的冷凝压力及冷凝温度,使制冷装置1工作在最佳状态;
若制冷装置1冷凝器的冷凝压力低于预设的阈值时,则变频冷凝风机121转速及功率降低直至停机,冷凝风量减少直至为0,冷凝器散热量减小直至为0,最终提升制冷装置1的冷凝压力及冷凝温度,使制冷装置1工作在最佳状态;
综上所述,设置多个传感器监测除湿***各部分的温度、湿度及压力数据,进而通过监测到的数据对除湿***中的制冷装置1、热交换装置2、辅助冷凝器32组件及变频冷凝风机121进行控制,以调节除湿装置制冷量,使除湿***可以运行在低于16度的环境中。而且,通过控制调节该热交换装置2、辅助冷凝装置3及变频冷凝风机121,可以使制冷装置1中的冷凝压力及冷凝温度保持在一个合适的范围,大大降低制冷装置1的运行耗电量,起到显著的节能减排效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。