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CN118328529A - 节能型转轮除湿系统及控制方法 - Google Patents

节能型转轮除湿系统及控制方法 Download PDF

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CN118328529A
CN118328529A CN202410470240.1A CN202410470240A CN118328529A CN 118328529 A CN118328529 A CN 118328529A CN 202410470240 A CN202410470240 A CN 202410470240A CN 118328529 A CN118328529 A CN 118328529A
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CN
China
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dehumidification
fresh air
regeneration
temperature
condenser
Prior art date
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Pending
Application number
CN202410470240.1A
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Inventor
王亮添
唐力
黄云材
欧阳胜华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Shenling Environmental Systems Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Shenling Environmental Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Guangdong Shenling Environmental Systems Co Ltd filed Critical Guangdong Shenling Environmental Systems Co Ltd
Priority to CN202410470240.1A priority Critical patent/CN118328529A/zh
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Abstract

本发明适用于空调领域,公开了节能型转轮除湿系统及控制方法,该系统包括新风风道、冷却风道、再生风道、转轮除湿单元、耦合热泵单元、深度除湿单元、进水管和出水管;深度除湿单元包括第三冷凝器、第三压缩机、第三蒸发器和第四节流装置,第三冷凝器、第三压缩机、第三蒸发器和第四节流装置首尾依次连接,第三冷凝器的进水口与进水管连接,第三冷凝器的出水口与出水管连接,该系统采用多级直膨耦合蒸结合深度制冷分段复合除湿技术,改变制冷除湿与吸附除湿比例,将制冷除湿与吸附除湿的处理比例由传统不足3:1提升至大于为6:1,将更多的水分在进入第一除湿轮之前去除,使系统除湿更节能。

Description

节能型转轮除湿系统及控制方法
技术领域
本发明涉及空调领域,尤其涉及一种节能型转轮除湿系统及控制方法。
背景技术
传统转轮除湿机,采用固体硅胶或分子筛吸附材质轮芯,在处理区吸收水分子,转移到不规则生区后需约130℃高温脱附,需要耗费大量高品位能源,能耗较大。
转轮除湿机的除湿过程是一项系统工程,一般前段新风采用制冷冷凝除湿(相对湿度30%~20%),制冷除湿后的新风与一次回风混合后采用一级轮芯进行吸附除湿至低露点区间(露点温度-10~-40℃),若需处理至超低露点区域(露点温度-40~-70℃),则需再加上二级轮芯进行超低湿吸附;与之一级轮芯、二级轮芯对应一级再生脱附、二级再生脱附。
传统转轮除湿机,采用热回收节能、低品位热能再生预热、增大单位风量轮芯体积等技术与方法,这些虽然能够带来节能效果,但如果制冷除湿与吸附除湿的处理比例不改变,一级轮芯与二级轮芯再生所占能耗比例较大(65%以上),即使使用上述节能技术,节能效果也有限,一般在20%以内。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种节能型转轮除湿系统,其旨在解决传统转轮除湿机节能效果有限的技术问题。
为达到上述目的,本发明提供的方案是:
一种节能型转轮除湿系统,包括新风风道、冷却风道、再生风道、转轮除湿单元、耦合热泵单元、深度除湿单元、进水管和出水管;
所述转轮除湿单元包括第一除湿轮、第二除湿轮、表冷器、空气增压装置、第一蒸发器、调温换热器、调温加热装置、第一冷凝器、第一压缩机、第一节流装置、二级再生加热装置、一级再生加热装置和再生风机,所述第一除湿轮和所述第二除湿轮分别同时设置在所述新风风道和所述再生风道上;
所述耦合热泵单元包括第一控制阀、第二控制阀以及首尾依次连接的第一换热器、第二节流装置、第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器、第一除湿轮和第三节流装置;所述第一控制阀并联在第二节流装置的两侧,所述第二控制阀并联在所述第三节流装置的两侧;
所述深度除湿单元包括首尾依次连接的第三冷凝器、第三压缩机、第三蒸发器和第四节流装置,所述第三冷凝器的进水口与所述进水管连接,所述第三冷凝器的出水口与所述出水管连接;
所述第一换热器、所述表冷器、所述第三冷凝器、所述第一除湿轮、所述空气增压装置、所述第一蒸发器、所述第二除湿轮、所述调温换热器和所述调温加热装置依次设置在所述新风风道上,所述新风风道的出口用于与洁净干燥房连接,所述表冷器的进水口和所述调温换热器的进水口分别与进水管连接,所述表冷器的出水口和所述调温换热器的出水口分别与所述出水管连接,所述第一冷凝器、所述第一压缩机、所述二级再生加热装置、所述第二冷凝器、所述一级再生加热装置、所述第二蒸发器和所述再生风机沿再生方向依次设置在所述再生风道上,所述第一压缩机、所述第一冷凝器、所述第一节流装置和所述第一蒸发器首尾依次连接,所述冷却风道的一端与所述新风风道连接,并位于所述空气增压装置与所述第一蒸发器之间,另一端通过所述第二除湿轮与所述再生风道连接。
优选地,所述耦合热泵单元还包括第一气液分离器,所述深度除湿单元还包括第二气液分离器,所述第一气液分离器设置在所述第二蒸发器和所述第二压缩机之间,所述第二气液分离器设置在所述第三压缩机和所述第三蒸发器之间。
优选地,所述表冷器的进水口处、所述调温换热器的进水口处和所述第三冷凝器的进水口处分别设置有比例调节阀。
优选地,还包括新风风阀、新风排风阀和再生排风阀,所述新风风阀设置在所述新风风道的入口处,所述新风排风阀设置在所述新风风道的出口处,所述再生排风阀设置在所述再生风道的出口处。
优选地,所述新风风阀与所述第一换热器之间设置有初效过滤器,所述调温换热器与所述第二除湿轮之间设置有中效过滤器。
优选地,还包括与所述新风风道连接的回风管,所述回风管位于所述第一除湿轮与所述空气增压装置之间,所述回风管远离所述新风风道的一端用于与洁净干燥房连接,所述回风管上设置有回风风阀。
本发明的第二个目的在于提供一种节能型转轮除湿系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法用于实现如上所述的节能型转轮除湿系统的工作控制,所述控制方法包括:
实时获取环境新风干球温度和环境新风含湿量;
当环境新风干球温度>9℃或环境新风含湿量>6.8g/kg时,节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式,耦合热泵单元控制切换为制冷模式,深度除湿单元启动,在检测到进水管和出水管有水量以及空气增压装置打开时,将第三冷凝器和第四节流装置打开,并启动第三压缩机,第四节流装置以控制第三蒸发器的出风侧的温度为目标,并通过控制第三冷凝器的冷凝温度以保障蒸发侧与冷凝侧的最低运行压差;
当环境新风干球温度≦9℃或环境新风含湿量≦6.8g/kg时,节能型转轮除湿系统切换为冬季运行模式,耦合热泵单元控制切换为制热模式,深度除湿单元不运行。
优选地,所述节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式时,第三冷凝器进水口处的比例调节阀以10%的预设开度打开,第四节流装置以30%的预设开度打开。
优选地,所述耦合热泵单元控制切换为制冷模式时,第一换热器进入蒸发制冷模式,第二蒸发器停止运行,关闭第二控制阀和第二节流装置,打开第一控制阀、第三节流装置和第二压缩机,第三节流装置根据第一预设温度和预设相对湿度值的控制目标进行PID调节,第二压缩机将处理区的热量转移至第二冷凝器释放给再生侧用于再生加热,一级再生加热装置用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮后的出风湿度进行PID调节;耦合热泵单元控制切换为制热模式时,表冷器停止运行,关闭第一控制阀和第三节流装置,打开第二控制阀、第二节流装置和第二压缩机,第二节流装置根据第二预设温度的控制目标进行PID调节,一级再生加热装置用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮后的出风湿度进行PID调节。
优选地,所述耦合热泵单元控制切换为制热模式,表冷器停止运行,关闭第一控制阀和第三节流装置,打开第二控制阀、第二节流装置和第二压缩机,将第二节流装置以10%的预设开度打开,第二节流装置根据第二预设温度的控制目标进行PID调节,一级再生加热装置用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮后的出风湿度进行PID调节。
本发明提供的节能型转轮除湿系统包括新风风道、冷却风道、再生风道、转轮除湿单元、耦合热泵单元和深度除湿单元,其采用多级直膨耦合蒸结合深度制冷分段复合除湿技术,改变制冷除湿与吸附除湿比例,将新风含湿量30.7g/kg处理至4.5g/kg,接着再通过吸附除湿由第一除湿轮和第二除湿轮处理至低露点与超低露点,将制冷除湿与吸附除湿的处理比例由传统不足3:1提升至大于为6:1,将更多的水分在进入第一除湿轮之前去除,使系统除湿更节能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的节能型转轮除湿系统的结构示意图;
图2是本发明实施例提供的耦合热泵单元的结构示意图;
图3是本发明实施例提供的深度除湿单元的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的节能型转轮除湿系统的控制方法的流程图。
附图标号说明:
1、新风风阀;2、初效过滤器;3、第一控制阀;4、第二节流装置;5、第一换热器;6、表冷器;7、出水管;8、进水管;9、比例调节阀;12、第一除湿轮;13、一级转轮驱动电机;14、回风风阀;15、回风管;16、空气增压装置;17、冷却风道;18、第一蒸发器;19、第二除湿轮;20、二级转轮驱动电机;21、中效过滤器;22、调温换热器;24、调温加热装置;25、洁净干燥房;26、第一冷凝器;27、第一压缩机;28、二级再生加热装置;29、第一节流装置;30、第二冷凝器;31、一级再生加热装置;32、第二压缩机;33、第三节流装置;34、第二控制阀;35、第二蒸发器;36、再生风机;37、再生排风阀;38、新风排风阀;39、第一气液分离器;42、第三冷凝器;43、第三压缩机;44、第二气液分离器;45、第三蒸发器;46、第四节流装置;100、耦合热泵单元;200、深度除湿单元;300、新风风道;400、再生风道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时,它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外,在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1至图3所示,其为本发明的一种实施例的节能型转轮除湿系统。
请参阅图1-图3,本发明实施例的节能型转轮除湿系统包括新风风道300、冷却风道17、再生风道400、转轮除湿单元、耦合热泵单元100、深度除湿单元200、进水管8和出水管7;
转轮除湿单元包括第一除湿轮12、第二除湿轮19、表冷器6、空气增压装置16、第一蒸发器18、调温换热器22、调温加热装置24、第一冷凝器26、第一压缩机27、第一节流装置29、二级再生加热装置28、一级再生加热装置31和再生风机36,第一除湿轮12和第二除湿轮19分别同时设置在新风风道300和再生风道400上;
耦合热泵单元100包括第一换热器5、第一控制阀3、第二控制阀34、第二节流装置4、第三节流装置33、第二蒸发器35、第二压缩机32和第二冷凝器30,第一换热器5、第二节流装置4、第二蒸发器35、第二压缩机32、第二冷凝器30、第一除湿轮12和第三节流装置33首尾依次连接,第一控制阀3并联在第二节流装置4的两侧,第二控制阀34并联在第三节流装置33的两侧;
深度除湿单元200包括第三冷凝器42、第三压缩机43、第三蒸发器45和第四节流装置46,第三冷凝器42、第三压缩机43、第三蒸发器45和第四节流装置46首尾依次连接,第三冷凝器42的进水口与进水管8连接,第三冷凝器42的出水口与出水管7连接;
第一换热器5、表冷器6、第三冷凝器42、第一除湿轮12、空气增压装置16、第一蒸发器18、第二除湿轮19、调温换热器22和调温加热装置24依次设置在新风风道300上,新风风道300的出口用于与洁净干燥房25连接,表冷器6的进水口和调温换热器22的进水口分别与进水管8连接,表冷器6的出水口和调温换热器22的出水口分别与出水管7连接,第一冷凝器26、第一压缩机27、二级再生加热装置28、第二冷凝器30、一级再生加热装置31、第二蒸发器35和再生风机36沿再生方向依次设置在再生风道400上,第一压缩机27、第一冷凝器26、第一节流装置29和第一蒸发器18首尾依次连接,冷却风道17的一端与新风风道300连接,并位于空气增压装置16与第一蒸发器18之间,另一端通过第二除湿轮19与再生风道400连接。
在本实施例,第一换热器5为蒸发器,在其他实施例中,第一换热器5也可以为冷凝器。
在本实施例,空气增压装置16为增压风机,用于增压提升空气动力。
在本实施例,第一控制阀3、第二控制阀34和第三控制阀53均为比例调节球阀。
在本实施中,第一除湿轮12连接有一级转轮驱动电机13,第二除湿轮19连接有二级转轮驱动电机20,一级转轮驱动电机13的作用是驱动第一除湿轮12进行旋转,从而吸附空气中的水蒸气。二级转轮驱动电机20的作用是驱动第二除湿轮19进行旋转,从而吸附空气中的水蒸气,进一步提高除湿效果。
在本实施中,第三冷凝器42为水冷式冷凝器。
在本实施中,深度除湿单元200可以将经过表冷器6的新风降温至预设温度和预设湿度(例如,在夏季运行模式时,深度除湿单元200运行将新风处理至3℃和95%的相对湿度),同时可以实现热泵循环中的能量再利用,提高系统的能效,降低能耗成本。
在本实施例中,节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式时,耦合热泵单元100控制切换为制冷模式,通过耦合热泵单元100将热量从第一除湿轮12的处理区转移给第一除湿轮12的再生区,实现夏季运行时局部温度控制,同时平衡冷与热,双向使用能源最大限度节能。
在本实施例中,耦合热泵单元100控制切换为制冷模式时,第一换热器5进入蒸发制冷模式,第二蒸发器35停止运行,关闭第二控制阀34和第二节流装置4,打开第一控制阀3和第三节流装置33,接着开启第二压缩机32,第三节流装置33根据17℃和相对湿度95%的控制目标进行PID调节,第二压缩机32不断地将处理区的热量转移至第二冷凝器30释放给再生侧用于再生加热,一级再生加热装置31用于再生温度补偿,根据第一除湿轮12后的出风湿度进行PID调节。
具体地,节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式时,第一换热器5运行蒸发制冷功能将新风处理至17℃/95%;表冷器6将新风处理至9℃/95%;深度除湿单元200运行继续将新风处理至3℃/95%;接着进入第一除湿轮12进行吸附除湿,与洁净干燥房25回风混合后,被空气增压装置16吸入后增压提升空气动力;分出小部分低湿低温空气进入冷却风道17,在第二除湿轮19的过冷区回收热量后进入再生风道400,大部分沿处理区通道流动,经第一蒸发器18进行控温调节后进入第二除湿轮19的处理区再次吸附除湿,达到系统中设定的目标露点;再经调温换热器22处理到系统中设定的目标干球温度,最终达到系统设定的温度、洁净度及超低露点,送入洁净干燥房25。经第二除湿轮19的过冷区的再生空气,经第一冷凝器26后,通过第一压缩机27将第一蒸发器18吸收的热量转移至第一冷凝器26释放后对再生空气进行加热,联合二级再生加热装置28进行第二除湿轮19的再生温度值控制,保障再生温度精准且根据系统设定湿度可调;从第二除湿轮19出来的再生空气环境新风含湿量仍处于低值,继续用于一级再生;经第二冷凝器30后,优先将第一换热器5中吸收的热量通过第二压缩机32转移后加热从第二除湿轮19出来的再生空气,同样联合一级再生加热装置31进行第一除湿轮12的再生温度值控制,保障第一除湿轮12的再生温度值精准且根据第一除湿轮12后露点设定湿度可调;经第一除湿轮12出来的再生空气经再生风机36将高温高湿的空气排至室外,完成从处理区吸收水份转移到再生区脱附释放。夏季运行模式时第二蒸发器35不投入使用。
节能型转轮除湿系统切换为冬季运行模式时,耦合热泵单元100控制切换为制热模式,通过耦合热泵单元100将热量从第一除湿轮12的再生区回收转移至第一除湿轮12的处理区及再生区的第一除湿轮12进风前,通过回收再生排风余热,保障冬季预热用热,并部分用于再生加热,平衡配热高效节能。
在本实施例中,耦合热泵单元100控制切换为制热模式,表冷器6停止运行,关闭第一控制阀3和第三节流装置33,打开第二控制阀34、第二节流装置4和第二压缩机32,将第二节流装置4以10%的预设开度打开,第二节流装置4根据第二预设温度的控制目标进行PID调节,一级再生加热装置31用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮12后的出风湿度进行PID调节。
具体地,节能型转轮除湿系统切换为冬季运行模式时,第一换热器5运行新风预热模式,第二压缩机32控制运行目标为进入表冷器6前的空气温度≥5℃,起预热防冻功能,表冷器6和深度除湿单元200停止运行;新风进入第一除湿轮12进行吸附除湿,与洁净干燥房25回风混合后,被空气增压装置16吸入后增压提升空气动力;分出小部分低湿低温空气进入冷却风道17,在第二除湿轮19的过冷区回收热量后进入再生风道400,大部分低湿低温空气沿处理区通道流动,经第一蒸发器18进行控温调节后进入第二除湿轮19的处理区再次吸附除湿,达到系统中设定的目标露点;再经调温加热装置24处理到系统中设定的目标干球温度,最终达到系统设定的温度、洁净度及超低露点,送入洁净干燥房25。经第二除湿轮19的过冷区的再生空气,经第一冷凝器26后,通过第一压缩机27将第一蒸发器18吸收的热量转移至第一冷凝器26释放后对再生空气进行加热,联合二级再生加热装置28进行第二除湿轮19的再生温度值控制,保障再生温度精准且根据系统设定湿度可调;从第二除湿轮19出来的再生空气环境新风含湿量仍处于低值,继续用于一级再生;第二冷凝器30用于辅助加热再生空气,联合一级再生加热装置31进行第一除湿轮12的再生温度值控制,保障第一除湿轮12的再生温度值精准且根据第一除湿轮12后露点设定湿度可调;经第一除湿轮12出来的再生空气经再生风机36将高温高湿的空气排至室外,完成从处理区吸收水份转移到再生区脱附释放。
本发明实施例中,节能型转轮除湿系统采用多级直膨耦合蒸结合深度制冷分段复合除湿技术,其采用四段式,分别为高温直膨耦合、中温直膨耦合、表冷除湿及深度制冷除湿四段,较传统转轮除湿机对应实现节能分别为15%、10%、0、15%,分段复合除湿技术带来综合节能40%以上。第一换热器5和第二冷凝器30分别含高温直膨耦合与中温直膨耦合两级,进行高温直膨耦合时,第一换热器5放置于新风风道300对新风进行预冷处理,第一换热器5出风按25℃/95%进行控制,第二冷凝器30放置于第一除湿轮12的再生区进风一次加热;进行中温直膨耦合时,第一换热器5放置于新风风道300对新风进行再冷处理,第一换热器5的出风按17℃/95%进行控制,第二冷凝器30放置于第一除湿轮12的再生区二次加热。
进行表冷除湿时,采用常规的7度或12度冷冻水,通过表冷器6将处理区新风温度降至9℃/95%为目标进行控制;
进行深度制冷除湿时,第三蒸发器45放置于新风风道300对新风进行深冷处理,第三蒸发器45以出风3℃/95%为目标进行控制。
本发明实施的节能型转轮除湿系统包括新风风道300、冷却风道17、再生风道400、转轮除湿单元、耦合热泵单元100和深度除湿单元200,其采用多级直膨耦合蒸结合深度制冷分段复合除湿技术,改变制冷除湿与吸附除湿比例,将新风含湿量30.7g/kg处理至4.5g/kg,接着再通过吸附除湿由第一除湿轮12和第二除湿轮19处理至低露点与超低露点,将制冷除湿与吸附除湿的处理比例由传统不足3:1提升至大于为6:1,将更多的水分在进入第一除湿轮12之前去除,使系统除湿更节能。
请参阅图1和2所示,示例性地,在某些实施例中,耦合热泵单元100还包括第一气液分离器39,深度除湿单元200还包括第二气液分离器44,第一气液分离器39设置在第二蒸发器35和第二压缩机32之间,第二气液分离器44设置在第三压缩机43和第三蒸发器45之间,通过设置第一气液分离器39和第二气液分离器44,可以避免液态工质进入第二压缩机32、第三压缩机43和其他关键部件,降低腐蚀和损坏的风险,延长设备的使用寿命。
请参阅图1和图3所示,示例性地,在某些实施例中,表冷器6的进水口处、调温换热器22的进水口处和第三冷凝器42的进水口处分别设置有比例调节阀9,通过设置比例调节阀9在表冷器6的进水口、调温换热器22的进水口和第三冷凝器42的进水口处,可以实现对流量的精确控制,节约能源,提高系统的灵活性和稳定性。
请参阅图1所示,示例性地,在某些实施例中,节能型转轮除湿系统还包括新风风阀1、新风排风阀38和再生排风阀37,新风风阀1设置在新风风道300的入口处,新风排风阀38设置在新风风道300的出口处,再生排风阀37设置在再生风道400的出口处。
新风风阀1可以根据需要调节新风的吸入量,从而实现室内空气的新风换气量调节,合理控制新风量可以减少能耗,提高能源利用效率,有助于节能减排。
新风排风阀38可以根据需要调节新风的排出量,从而实现室内空气的新风换气量调节,合理控制新风量可以减少能耗,提高能源利用效率,有助于节能减排。
同理,再生排风阀37可以有效地控制再生风道400的排风量,实现能量回收和再利用,合理控制再生风道400的排风量也能够提高系统的能效表现,减少能源浪费。
进一步地,新风风阀1与第一换热器5之间设置有初效过滤器2,新风从新风风阀1进入机组在初效过滤器2进行空气净化处理,初效过滤器2可以有效过滤空气中的大颗粒物和灰尘,防止这些杂质进入第一换热器5,保护第一换热器5不受损坏。
更进一步地,调温换热器22与第二除湿轮19之间设置有中效过滤器21,进入第二除湿轮19的处理区再次吸附除湿的低湿低温空气经过中效过滤器21进行洁净过滤,再经调温换热器22处理到系统中设定的目标干球温度,中效过滤器21可以有效过滤空气中的较小颗粒物和污染物,防止它们进入调温换热器22,保护调温换热器22不受损坏。
请参阅图1所示,示例性地,在某些实施例中,节能型转轮除湿系统还包括与新风风道300连接的回风管15,回风管15位于第一除湿轮12与空气增压装置16之间,回风管15远离新风风道300的一端用于与洁净干燥房25连接,通过回风管15连接新风风道300,可以实现室内空气的部分循环利用,减少能源消耗,提高能效。
进一步地,回风管15上设置有回风风阀14,通过合理调节回风风阀14的开启程度,可以有效控制系统的能耗,达到节能的目的。
请参阅图1-图4所示,本发明实施例还提供了一种节能型转轮除湿方法,包括:
S101、实时获取环境新风干球温度和环境新风含湿量;
S102、当环境新风干球温度>9℃或环境新风含湿量>6.8g/kg时,节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式,耦合热泵单元100控制切换为制冷模式,深度除湿单元200启动,在检测到进水管8和出水管7有水量以及空气增压装置16打开时,将第三冷凝器42和第四节流装置46打开,并启动第三压缩机43,第四节流装置46以控制第三蒸发器45的出风侧的温度为目标,并通过控制第三冷凝器42的冷凝温度以保障蒸发侧与冷凝侧的最低运行压差;
S103、当环境新风干球温度≦9℃或环境新风含湿量≦6.8g/kg时,节能型转轮除湿系统切换为冬季运行模式,耦合热泵单元100控制切换为制热模式,深度除湿单元200不运行。
在本实施例中,第三冷凝器42进水口处的比例调节阀9以10%的预设开度打开,第四节流装置46以30%的预设开度打开。
在本实施例中,耦合热泵单元100控制切换为制冷模式时,第一换热器5进入蒸发制冷模式,第二蒸发器35停止运行,关闭第二控制阀34和第二节流装置4,打开第一控制阀3、第三节流装置33和第二压缩机32,第三节流装置33根据第一预设温度和预设相对湿度值的控制目标进行PID调节,第二压缩机32将处理区的热量转移至第二冷凝器30释放给再生侧用于再生加热,一级再生加热装置31用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮12后的出风湿度进行PID调节;耦合热泵单元100控制切换为制热模式时,表冷器6停止运行,关闭第一控制阀3和第三节流装置33,打开第二控制阀34、第二节流装置4和第二压缩机32,第二节流装置4根据第二预设温度的控制目标进行PID调节,一级再生加热装置31用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮12后的出风湿度进行PID调节。
具体地,节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式时,新风从新风风阀1进入机组在初效过滤器2进行空气净化处理,第一换热器5运行蒸发制冷功能将新风处理至17℃/95%;表冷器6的进水口处的比例调节阀9阀开启,将新风处理至9℃/95%;深度除湿单元200运行继续将新风处理至3℃/95%;接着进入第一除湿轮12进行吸附除湿,与洁净干燥房25回风混合后,被空气增压装置16吸入后增压提升空气动力;分出小部分低湿低温空气进入冷却风道17,在第二除湿轮19的过冷区回收热量后进入再生风道400,大部分低湿低温空气沿处理区通道流动,经第一蒸发器18进行控温调节后进入第二除湿轮19的处理区再次吸附除湿,达到系统中设定的目标露点;再经中效过滤器21进行洁净过滤及调温换热器22处理到系统中设定的目标干球温度,最终达到系统设定的温度、洁净度及超低露点,送入洁净干燥房25。经第二除湿轮19的过冷区的再生空气,经第一冷凝器26后,通过第一压缩机27将第一蒸发器18吸收的热量转移至第一冷凝器26释放后对再生空气进行加热,联合二级再生加热装置28进行第二除湿轮19的再生温度值控制,保障再生温度精准且根据系统设定湿度可调;从第二除湿轮19出来的再生空气环境新风含湿量仍处于低值,继续用于一级再生;经第二冷凝器30后,优先将第一换热器5中吸收的热量通过第二压缩机32转移后加热从第二除湿轮19出来的再生空气,同样联合一级再生加热装置31进行第一除湿轮12的再生温度值控制,保障第一除湿轮12的再生温度值精准且根据第一除湿轮12后露点设定湿度可调;经第一除湿轮12出来的再生空气经再生风机36与再生排风阀37将高温高湿的空气排至室外,完成从处理区吸收水份转移到再生区脱附释放。夏季运行模式时第二蒸发器35不投入使用。
在本实施例中,耦合热泵单元100控制切换为制热模式,表冷器6停止运行,关闭第一控制阀3和第三节流装置33,打开第二控制阀34、第二节流装置4和第二压缩机32,将第二节流装置4以10%的预设开度打开,第二节流装置4根据第二预设温度的控制目标进行PID调节,一级再生加热装置31用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮12后的出风湿度进行PID调节。
具体地,节能型转轮除湿系统切换为冬季运行模式时,新风从新风风阀1进入机组在初效过滤器2进行空气净化处理,第一换热器5运行新风预热模式,第二压缩机32控制运行目标为进入表冷器6前的空气温度≥5℃,起预热防冻功能,表冷器6停止运行,表冷器6的进水口处的比例调节阀9关闭;深度除湿单元200停止运行;新风进入第一除湿轮12进行吸附除湿,与洁净干燥房25回风混合后,被空气增压装置16吸入后增压提升空气动力;分出小部分低湿低温空气进入冷却风道17,在第二除湿轮19的过冷区回收热量后进入再生风道400,大部分低湿低温空气沿处理区通道流动,经第一蒸发器18进行控温调节后进入第二除湿轮19的处理区再次吸附除湿,达到系统中设定的目标露点;再经调温加热装置24处理到系统中设定的目标干球温度,最终达到系统设定的温度、洁净度及超低露点,送入洁净干燥房25。经第二除湿轮19的过冷区的再生空气,经第一冷凝器26后,通过第一压缩机27将第一蒸发器18吸收的热量转移至第一冷凝器26释放后对再生空气进行加热,联合二级再生加热装置28进行第二除湿轮19的再生温度值控制,保障再生温度精准且根据系统设定湿度可调;从第二除湿轮19出来的再生空气环境新风含湿量仍处于低值,继续用于一级再生;第二冷凝器30用于辅助加热再生空气,联合一级再生加热装置31进行第一除湿轮12的再生温度值控制,保障第一除湿轮12的再生温度值精准且根据第一除湿轮12后露点设定湿度可调;经第一除湿轮12出来的再生空气经再生风机36与再生排风阀37将高温高湿的空气排至室外,完成从处理区吸收水份转移到再生区脱附释放。
在本实施例中,第一预设温度为17℃,预设相对湿度值为95%。
在本实施例中,第二预设温度为5℃。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是在本发明的发明构思下,利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种节能型转轮除湿系统,其特征在于,包括新风风道、冷却风道、再生风道、转轮除湿单元、耦合热泵单元、深度除湿单元、进水管和出水管;
所述转轮除湿单元包括第一除湿轮、第二除湿轮、表冷器、空气增压装置、第一蒸发器、调温换热器、调温加热装置、第一冷凝器、第一压缩机、第一节流装置、二级再生加热装置、一级再生加热装置和再生风机,所述第一除湿轮和所述第二除湿轮分别同时设置在所述新风风道和所述再生风道上;
所述耦合热泵单元包括第一控制阀、第二控制阀以及首尾依次连接的第一换热器、第二节流装置、第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器、第一除湿轮和第三节流装置;所述第一控制阀并联在第二节流装置的两侧,所述第二控制阀并联在所述第三节流装置的两侧;
所述深度除湿单元包括首尾依次连接的第三冷凝器、第三压缩机、第三蒸发器和第四节流装置,所述第三冷凝器的进水口与所述进水管连接,所述第三冷凝器的出水口与所述出水管连接;
所述第一换热器、所述表冷器、所述第三冷凝器、所述第一除湿轮、所述空气增压装置、所述第一蒸发器、所述第二除湿轮、所述调温换热器和所述调温加热装置依次设置在所述新风风道上,所述新风风道的出口用于与洁净干燥房连接,所述表冷器的进水口和所述调温换热器的进水口分别与进水管连接,所述表冷器的出水口和所述调温换热器的出水口分别与所述出水管连接,所述第一冷凝器、所述第一压缩机、所述二级再生加热装置、所述第二冷凝器、所述一级再生加热装置、所述第二蒸发器和所述再生风机沿再生方向依次设置在所述再生风道上,所述第一压缩机、所述第一冷凝器、所述第一节流装置和所述第一蒸发器首尾依次连接,所述冷却风道的一端与所述新风风道连接,并位于所述空气增压装置与所述第一蒸发器之间,另一端通过所述第二除湿轮与所述再生风道连接。
2.如权利要求1所述的节能型转轮除湿系统,其特征在于,所述耦合热泵单元还包括第一气液分离器,所述深度除湿单元还包括第二气液分离器,所述第一气液分离器设置在所述第二蒸发器和所述第二压缩机之间,所述第二气液分离器设置在所述第三压缩机和所述第三蒸发器之间。
3.如权利要求1所述的节能型转轮除湿系统,其特征在于,所述表冷器的进水口处、所述调温换热器的进水口处和所述第三冷凝器的进水口处分别设置有比例调节阀。
4.如权利要求1所述的节能型转轮除湿系统,其特征在于,还包括新风风阀、新风排风阀和再生排风阀,所述新风风阀设置在所述新风风道的入口处,所述新风排风阀设置在所述新风风道的出口处,所述再生排风阀设置在所述再生风道的出口处。
5.如权利要求4所述的节能型转轮除湿系统,其特征在于,所述新风风阀与所述第一换热器之间设置有初效过滤器,所述调温换热器与所述第二除湿轮之间设置有中效过滤器。
6.如权利要求1所述的节能型转轮除湿系统,其特征在于,还包括与所述新风风道连接的回风管,所述回风管位于所述第一除湿轮与所述空气增压装置之间,所述回风管远离所述新风风道的一端用于与洁净干燥房连接,所述回风管上设置有回风风阀。
7.一种节能型转轮除湿系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法用于实现如权利要求1-6任一项所述的节能型转轮除湿系统的工作控制,所述控制方法包括:
实时获取环境新风干球温度和环境新风含湿量;
当环境新风干球温度>9℃或环境新风含湿量>6.8g/kg时,节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式,耦合热泵单元控制切换为制冷模式,深度除湿单元启动,在检测到进水管和出水管有水量以及空气增压装置打开时,将第三冷凝器和第四节流装置打开,并启动第三压缩机,第四节流装置以控制第三蒸发器的出风侧的温度为目标,并通过控制第三冷凝器的冷凝温度以保障蒸发侧与冷凝侧的最低运行压差;
当环境新风干球温度≦9℃或环境新风含湿量≦6.8g/kg时,节能型转轮除湿系统切换为冬季运行模式,耦合热泵单元控制切换为制热模式,深度除湿单元不运行。
8.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述节能型转轮除湿系统切换为夏季运行模式时,第三冷凝器进水口处的比例调节阀以10%的预设开度打开,第四节流装置以30%的预设开度打开。
9.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述耦合热泵单元控制切换为制冷模式时,第一换热器进入蒸发制冷模式,第二蒸发器停止运行,关闭第二控制阀和第二节流装置,打开第一控制阀、第三节流装置和第二压缩机,第三节流装置根据第一预设温度和预设相对湿度值的控制目标进行PID调节,第二压缩机将处理区的热量转移至第二冷凝器释放给再生侧用于再生加热,一级再生加热装置用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮后的出风湿度进行PID调节;耦合热泵单元控制切换为制热模式时,表冷器停止运行,关闭第一控制阀和第三节流装置,打开第二控制阀、第二节流装置和第二压缩机,第二节流装置根据第二预设温度的控制目标进行PID调节,一级再生加热装置用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮后的出风湿度进行PID调节。
10.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述耦合热泵单元控制切换为制热模式,表冷器停止运行,关闭第一控制阀和第三节流装置,打开第二控制阀、第二节流装置和第二压缩机,将第二节流装置以10%的预设开度打开,第二节流装置根据第二预设温度的控制目标进行PID调节,一级再生加热装置用于再生温度补偿,并根据第一除湿轮后的出风湿度进行PID调节。
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